专利名称：受控衰减毛细管的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种用于将导线焊接到半导体装置上的工具，特别是涉及一种具有受控衰减(attenuation)特性的焊接工具(bonding tool)。
现有技术现代电子设备极大地依赖于用于安装半导体芯片或者集成电路(Ics)的印刷电路板。芯片和基底之间的机械和电子连接给芯片设计者提出了很大的挑战。三种公知的用于将集成电路IC连接到基底上的技术是引线焊接/接合、磁带自动连接(TAB)和倒装法。
在这些方法中，最常用的就是引线焊接。在引线焊接中，多个焊接区按照一定图案定位在基底的顶表面上，芯片则安装在焊接区的图案的中心，芯片的顶表面背离基底的顶表面。在芯片的顶表面的接触点和基底的顶表面的接触点之间连接细线(铝或者金丝)。特别是，连接线提供用于通过一个毛细管(capillary)和后面描述的焊接工具而供给和焊接到芯片和基底上。
毛细管用于把导线球焊到电子装置上，特别是球焊到半导体装置的焊接区上。这些毛细管通常由陶瓷材料构成，其中主要为氧化铝、碳化钨、红宝石、锆增韧氧化铝(ZTA)、氧化铝增韧锆(ATZ)和其他材料。非常细的导线，通常为大约密尔数量级的金线、铜线或者铝线，以螺纹式穿过毛细管内的一个轴向通道，在导线的端部形成一个小球，该小球位于毛细管顶端的外部。最初的目的是把这些球焊接到半导体装置的一个焊接区上，然后把位于导线远端的一部分焊接到一个铅架或者类似物上。在焊接周期中，毛细管执行不止一个功能。
当球形成后，毛细管必须首先把球部分地定位在毛细管内的中心位置，用于选定焊接区目标。通过第一个焊接步骤，球被焊接到半导体装置的一个焊接区上。当毛细管使得球向下接触焊接区时，球变扁、变平。由于焊接区通常由铝制成，在焊接区的表面上有一层氧化物。为了形成良好的焊接，最好破坏该氧化物表面和裸露铝表面。一种破坏氧化物的有效的方法是用导线球“刮擦”氧化物表面。导线球放置在铝氧化物的表面上，在超声波电极臂内的一个压电部件的膨胀和收缩作用下毛细管快速沿着直线方向移动；毛细管与该超声波电极臂相连。除了通过焊接区施加的热量外，快速的移动在导线和焊接区之间形成一个有效的焊接。
该毛细管然后可以在成环(looping)和平缓地把焊接导线从毛细管取出后返回到毛细管内时处理导线。该毛细管然后形成一“缝”焊和一“钉”焊或“尾”焊。
目前，热声波引线焊接是一种用于把半导体装置与它们的支撑基底相连的方法的一种选择。热声波焊接方法部分依赖于通过一个工具例如毛细管或者楔形件将超声波能量从转换器传递到球或者用于焊接到半导体装置或者支撑基底上的导线，该转换器连接到一个可移动的焊头上。
在常规的毛细管(焊接工具)内，焊接工具的几何形状没有通过工程方法改进能量向球/导线互连区的界面区域的传递。本发明的发明人确定，该工具的超声波衰减的控制对控制焊接过程及其性能是至关重要的。
然而，常规的焊接工具存在着缺陷，因为常规的焊接工具设计依赖于互连节距和引线焊接环的高度，没有考虑到控制超声波的衰减。
图1是一个常规焊接工具的示意图。如图1所示，焊接工具100具有一个圆柱形本体部分102和一个锥形部分104。一个轴向通道108从焊接工具100的一个端部110延伸到尖端106。一个焊接导线(未示出)穿过轴向通道108和尖端106，并最终焊接到一个基底(未示出)上。
发明内容
为了解决现有的焊接工具的上述问题，本发明涉及一种焊接工具，其可以对工具衰减的方向和增益进行控制。
该焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均一的第一直径；一个第二圆柱段，其具有一个与所述第一圆柱段的一个端部相连的第一端部，所述第二圆柱段具有基本上均匀的第二直径，并且该第二直径小于所述第一直径；以及一个第三段，其具有一个第一预定渐细部/锥形部，所述第三段的一第一端部与所述第二圆柱段的一第二端部相连。
根据本发明的另一方面，该焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均一的第一直径；一个第二圆柱段，其具有一与所述第一圆柱段的一个端部相连的第一端部，所述第二圆柱段具有i)基本上等于第一圆柱段的第一直径的直径，和ii)沿着第二圆柱段的长度的至少一部分上的平面区域；以及一个第三段，其具有一个第一预定渐细部，所述第三段的一第一端部与所述第二圆柱段的一端部相连。
根据本发明的另一方面，该焊接工具包括一个第一段，其具有基本上均一的第一直径，该第一段沿着其长度的至少一部分上具有一个平面部分；一个第二圆柱段，其具有一与所述第一段的一个端部相连的第一端部，该第二圆柱段具有基本上均一的第二直径，该第二直径大约等于第一直径；以及一个第三段，其具有预定的渐细段，该第三段的一第一端部与第二圆柱段的一第二端部相连。
根据本发明的另一个方面，该焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均一的第一直径；一个第二圆柱段，其具有与所述第一圆柱段的一个端部相连的第一端部，所述第二圆柱段具有i)基本上均匀的第二直径，并且该直径小于第一直径，ii)位于第二圆柱段的长度的至少一部分上的一个平面区域。
根据本发明的一个方面，焊接工具由一整块材料形成。
根据本发明的另一个方面，一过渡段连接在第一段和第二段之间。
根据本发明的另一个方面，所述渐细段的端部还具有另一个渐细段。
根据本发明的另一个方面，一个定位导向件设置在焊接工具的第一段的第二端部。
下面参照附图和本发明的示例性的实施例对本发明的这些和其他方面进行描述。
当参照附图时，从下面的详细描述中将可更容易理解本发明。需要强调的是，根据通常的做法，附图中的各个技术特征不是成比例的。相反，为清楚起见，各个技术特征的尺寸可以任意扩大或者减小。这些附图包括图1是一个常规焊接工具的侧视图；图2是响应于转换器运动的焊接工具的说明；图3A-3H是根据本发明的第一个示例性实施例的焊接工具的各个视图；图4A-4E是根据本发明的第二个示例性实施例的焊接工具的各个视图；图5是一个图表，描绘了用于本发明的一个示例性实施例的焊接工具的超声波能量的作用；图6是一个图表，描绘了用于本发明的一个示例性实施例的焊接工具的超声波能量与共振频率之间的关系；图7是一个图表，描绘了用于本发明的一个示例性实施例的焊接工具的毛细管位移；图8表示一个示例性焊接工具与超声波转换器之间的相互关系；
图9A-9F示出了将一个示例性焊接工具定位在超声波转换器内的示例性方法；图10A-10D和11A-11E示出了与图9A-9F中的焊接工具配合的超声波转换器的具体结构；图12A-12C是根据本发明的第三个示例性实施例的焊接工具的各个视图；图13A-13D是根据本发明的第四个示例性实施例的焊接工具的各个视图。
最佳实施例本发明通过改变沿着焊接工具长度的质量分布来克服常规的毛细管焊接工具的缺陷。与常规的焊接工具相比，所形成的焊接工具需要较少的能量便可在基底上形成焊接点。通过后面所讨论的一种适宜的设计，超声波衰减的方向可以控制和修正。
超声波焊接工具的设计可以通过用数学方法描述由一个超声波转换器驱动的工具的运动来实现。这样的一个系统由公式(1)所示的一悬臂梁来代表等式1∂2∂Z2[EI(Z)∂2x(z,t)∂Z2]+m(z)∂2x(z,t)∂t2=-m(z)∂2x0(t)∂t2]]>其中，E为弹性模量，I为转动惯量/惯性矩，m为质量分布，z为距移动支撑点的距离，x为垂直于悬臂梁的位移，而x0描述了移动支撑的运动。
等式1的边界条件为(1)x(0，t)＝x0·ei.w.t(2)∂x(0,t)∂z=0]]>(3)m(l，t)＝0(4)V(1,t)=ZLOAD∂x∂t|x=I]]>其中l为悬臂梁的长度V为剪力图2说明根据等式(1)的一个焊接工具的解。如图2所示，对于焊接工具设计来说，悬臂梁200代表焊接工具，204代表转换器202的运动x0，而206代表焊接工具的解x(z，t)。由于质量和惯性力矩允许沿着悬臂梁变化，这些参数可以用于设计一个焊接工具的构成和“形状”，以产生所需的焊接超声波运动。
如上所述，在常规的设计中，转动惯量I和质量分布m无法为超声波衰减的目的进行控制，而是严格设计以达到所需的互连节距和导线焊接环高度。在本发明的示例性实施例中，横截面的形状和质量分布被指定，以控制超声波衰减的方向和/或增益。
下面给出了几个例子来说明面转动惯量I和质量分布m的结果。表1是与该概念验证有关的试验性工作的总结。
表1图3A-3G是表示根据本发明的第一个示例性实施例的一个毛细管焊接工具的各个视图。图3A和3D分别是根据本发明的第一个示例性实施例的侧视图和立体图。如图3A所示，焊接工具300具有一个上圆柱体部分302、一个下圆柱体部分304和一个锥体部分306。上圆柱体部分302和下圆柱体部分304之间是一个过渡区312。在该示例性实施例中，过渡区具有一斜面形状。然而本发明不限于此，过渡区312可以为其他形状，例如曲线形状312A，如图3E所示。为了使得能量能够平稳地穿过过渡区312进行传递，过渡区312最好没有尖锐边缘，例如，过渡区312只是由上圆柱体部分302和下圆柱体部分304之间的“台阶”构成。
在示例性的实施例中，焊接工具300的整个长度301在0.300到0.600英寸(7.62到15.748mm)之间，最好为0.437英寸(11.0mm)。上圆柱体部分302的直径308为0.0625到0.0866英寸(1.5875到2.20mm)之间，最好为0.0625英寸(1.59mm)。下圆柱体部分304的直径314为0.0342到0.0625英寸(0.86868到1.5875mm)之间，该部分从距焊接工具300的端部332的一个位置328开始，并在0.020到0.279英寸(5.08到7.0866mm)之间。在根据本发明的一个优选的实施例中，直径314为0.0342英寸(0.868mm)。过渡区312的角度313为大约90°。
图3B是焊接工具300的剖面图。如图3B所示，轴向通道320从焊接工具300的端部322延伸到端部332。在示例性的实施例中，轴向通道320具有基本上连续的渐细形状，预定的角度326为2°到5°，最好为2°到3°。然而，本发明不限于此，应该能够想到，轴向通道320可以具有基本上一致的直径，或者只是沿着焊接工具300的一部分为渐细形状。后一种情况对于实现导线插入到焊接工具300的上端322是必要的。这些可替换的轴向通道表示在图3F和3G中。如图3F所示，轴向通道320沿着焊接工具300的大部分长度上都具有基本上一致的直径330。在图3G中，轴向通道320沿着焊接工具300的大部分长度上具有基本上一致的直径340，同时在靠近焊接工具300的端部322的位置处具有一个渐细部分342。
为了维持焊接工具300的结构完整性，在设计焊接工具300时必须考虑轴向通道320和外壁327之间的距离。本申请发明人把该距离称为“最小壁厚”(MWT)324。现在参考图3H，焊接工具300的一个放大部分用于详细表示MWT 324。在一个最佳的实施例中，焊接工具300的MWT 324处于0.0004-0.01625英寸(0.01mm-0.40mm)之间。
参考图3C所示，表示锥体部分306的详细剖面图。在图3C中，尖端310从锥体部分306的下端伸出。在示例性实施例中，尖端310的外角318在5°到20°之间，最好为10°，而锥体部分306的外角在17°到31°之间。同样，过渡部分334用于实现锥体部分306和尖端310之间的过渡。如图3C所示，在锥体部分306的整个长度上和尖端310的大部分长度上轴向通道320的角度基本上保持恒定。然而，在尖端3 10的下端，轴向通道320的角度相对于纵向轴线减小为0°，因此形成一个具有基本上均匀直径的轴向通道336，该通道穿过尖端310的其余部分。
如上所述，用于形成毛细管焊接工具的材料包括氧化铝、氧化锆、氮化硅、金刚砂、碳化钨、红宝石、ZTA和ATZ。可以想到，通过机加工和/或铸造上述的材料，该示例性焊接工具可以形成为一个单一的块体。
现在参考图4A-4E，表示本发明的第二个示例性实施例。图4A和4E分别是根据本发明的第二个实施例的焊接工具400的侧视图和立体图。如图4A所示，焊接工具400具有一个上圆柱体部分402、一个下圆柱体部分404和锥体部分406。
第一个和第二个示例性实施例的显著差别是下圆柱体部分404具有分别位于下圆柱体部分404两侧并且互相平行的两个平面部分403和405。在该示例性的实施例中，平面部分403到405之间的距离414为0.0345到0.0625英寸(0.8763-1.5875mm)之间。另外一个差别是，下圆柱体部分404的直径与上圆柱体部分402的直径408基本上相同。在一个优选的实施例中，下圆柱体部分404与上圆柱体部分402的直径相同。图4C是沿着图4A中的C-C线的平面图，表示下圆柱体部分404的平面403和405之间的关系。
图4B是焊接工具400的侧向剖面图。如图4B所示，轴向通道420从焊接工具400的端部422延伸到端部432。在示例性的实施例中，轴向通道420具有连续的渐细形状，角度426(如图4中详细所示)在2°到5°之间，最好在2°到3°之间。然而，本发明不限于此，应该能够想到，类似于第一个示例性实施例，轴向通道420可以具有一个基本上恒定的直径，而只是在焊接工具400的部分上为渐细形状。类似于第一个示例性实施例，过渡区412、413用于从上圆柱体部分402分别过渡到平面部分403、405区域的下圆柱体部分404。尽管如4B中的过渡区412、413为斜面形状(一个平面)，本申请发明人发现，可以使用非平面，例如如图3D中所示的弯曲表面。
本申请发明人已经发现，与沿着Y轴的刚度相比，通过使用非对称形状，根据第二个示例性实施例的焊接工具沿着X轴线具有不同的刚度。这个差别可以通过改变平面部分403、405的长度和/或者宽度来控制。正如本领域所公知的那样，平面部分403、405的宽度与平面部分403、405之间的距离414直接相关。也就是说，平面部分403、405的宽度越大，平面部分之间的距离414越小。
在所有其他方面，第二个示例性实施例类似于第一个实施例。
参考图5，说明图表500。在图5中，图表500描绘了在由于从转换器(未示出)沿着焊接工具300、400的长度方向传递到自由焊接端(尖端310、410)的超声波的作用而产生位移206(如图2所示)的作用下，下圆柱体部分304、404的质量降低的影响。在图5中，横坐标是距离转换器底部的距离，以英寸计；纵坐标是焊接工具的位移，以μm计。图表500为各种焊接工具进行绘制，在这些工具中，下圆柱体部分304、404的位置和几何形状是变化的。在图5中，由于某个固定频率处的超声波能量的作用导致零位移工具运动的位置用节点502表示。在本发明中，下圆柱体部分304、404可以进行调节，以把焊接工具300、400的节点定位在502处。本申请发明人已经确定，调节下圆柱体部分304、404的质量分布从而将节点定位在502处可以使得焊接工具的效率最高。在图5中，曲线504表示常规(参考)焊接工具的解，曲线506-518表示根据本发明的示例性实施例焊接工具的解。
在图6中，曲线600描述了超声波能量与对于给定的工具尖端位移的共振频率之间的关系。在图6中，共振点602-624被示出，并呈现曲线形状。如图6所示，点624代表常规的参考工具，与根据本发明的工具(点602-622)相比，其需要非常高的能量。曲线600表明，调节下圆柱体部分304、404上焊接工具300、400的质量分布大大降低了对能量的需求。
在图7中，曲线700描绘了根据本发明的焊接工具和现有技术的焊接工具的位移。如图7所示，其几何形状通过控制面转动惯量I和通过按照示例性实施例中的技术特征进行机加工而形成的焊接工具所产生的位移大于标准柄式(shank)焊接工具。观察图7发现，对于引线焊接，无论在使用根据本发明的受控几何形状毛细管之前(曲线702)还是之后(曲线704)，所绘制的尖端的位移均大于标准焊接工具(曲线706)的位移。
本发明人已经确定，示例性焊接工具的受控衰减可以形成较高质量的焊接。表2编辑的数据说明了各种焊接工具焊接(超声波)能量、焊接力和破坏焊接所需的剪切力。可以清楚地看出，在采用少于常规焊接工具所需能量的50％的能量的同时，示例性焊接工具形成的焊接还呈现出较高的剪切阻力。
表2
表3编辑的数据说明，与一个常规的焊接工具相比，根据本发明的焊接工具形成的焊接具有较高的拉伸阻力。
表3图8表示超声波转换器800和示例性焊接工具300、400之间的关系，如图8所示，焊接工具300、400被插入到超声波转换器800的孔口804内。
由于下圆柱体部分404上设置了平面部分403、405，根据第二个示例性实施例描述的焊接工具400具有方向性。结果，需要把焊接工具400定位在超声波转换器800内，从而沿着一个轴线以更加有效的方式输送更多的超声波能量。一种实现正确定向的方法是将一个定位器设置在焊接工具400上，该定位器与超声波转换器配合。参照图9A-9F解释这些示例性的方法。
参考图9A-9F，表示用于把焊接工具400定位在(图8所示的)超声波转换器800内的各种示例性方法。在图9A中，表示具有沿着焊接工具400的上部设置的一个定位平台900。在图9B中，表示具有沿着焊接工具400上部设置的一个斜面定位平台。该斜面平台相对于焊接工具400的纵向轴线具有角度γ。
在图9C中，一个定位键槽904沿着焊接工具400的一个上部进行设置。在示例性实施例中，键槽904垂直于纵向轴线具有均一的深度。然而，本发明不限于此，如图9D-9F所示，键槽可以具有一个斜面形状如键槽906、一个弯曲或者椭圆形状908或者一个凹槽形状910。关于前面所述的定向方法，根据具体的焊接需要，定位器(900，902，904，906等)可以沿着平面部分403、405或者垂直于这两个平面部分进行设置。通过这种方式，使得在所需的方向上能量效率最高。
参考图10A-10D，说明与焊接工具(图9A和9B)配合的超声波转换器800的详细结构。图10A和10B分别是超声波转换器800的端部的平面图和剖面图。在图10A和10B中，在超声波转换器800上形成一个孔口1000，该孔口1002具有一个平台部分1002，用于与定位平台900啮合(如图9A所示)，因此正确地把焊接工具400定位在超声波转换器800内，以沿着所需的方向实现最大的能量效率。类似地，图10C描述的孔口1004具有斜面平台部分1006，用于与定位平台902配合(如图9B所示)。如图10C所示，孔口1004平台1106具有一个角度γ，该角度与平台902的角度类似。图10D是超声波转换器800的端部的立体图，表示了孔口1000和1004。
类似地，图11A-11E说明了超声波转换器800中的孔口1100，该孔口具有一个突出部分1102、1104、1106，以与合适的定位键槽904、906、908、910(图9C-9F)配合。尽管图中没有显示，但是应该能够理解，突出部分1102可以具有一个角度与斜面键槽906啮合(如图9D所示)。尽管没有具体说明，应该能够理解，键槽908、910相对于焊接工具的纵向方向也可以具有一个角度。同样，突出部分1104、1106分别具有合适的角度从而与这些斜面键槽配合。
本发明的第三个示例性实施例表示在图12A-12C中。图12A是根据本发明的第三个示例性实施例的焊接工具1200的侧面剖面图。如图12A所示，焊接工具1200具有一个上部本体部分1202、一个下圆柱体部分1204和一个锥体部分1206。沿着上部本体部分1202的长度具有一个平面区域1203。在该实施例中，平面部分1203用于改变焊接工具1200的质量分布和面转动惯量，并提供一个用于把焊接工具1200定位在超声波转换器内的装置。
在该示例性实施例中，平面部分1203的长度大约为0.177英寸(4.50mm)，下圆柱体部分1204的直径大约为0.0625英寸(1.59mm)，平面部分1203和上部本体部分1202的与平面部分相对的外壁之间的距离至少为0.05英寸(1.27mm)。如上所述，在第一个示例性实施例中，在平面部分1203和轴向通道1220的内壁之间的MWT(例如图3H所示)必须保证工具的完整性。在所有其他方面，该实施例类似于第一和第二个示例性实施例。
本发明的第四个实施例表示在图13A-13D。图13A是根据本发明的第四个示例性实施例的焊接工具1300的侧面剖面图。如图13A所示，焊接工具1300具有一个上圆柱体部分1302、一个下圆柱体部分1304和一个锥体部分1306。沿着下圆柱体部分1304设置两个平面部分1303和1305。第四个示例性实施例是第一个与第二个示例性实施例的结合。在该实施例中，下圆柱体部分和平面区域1303、1305改变焊接工具1300的质量分布和焊接工具1300的转动惯量，因此影响焊接工具的衰减作用。
图13B是焊接工具1300的侧面剖面图，表示一个孔口1320。图13C是焊接工具1300的一个平面视图，说明上圆柱体部分1302、下圆柱体部分1304和平面部分1303、1305之间的关系，而图13D是焊接工具1300的立体图。如上所述，在第一个示例性实施例中，平面部分1303和轴向通道1320的内壁之间的MWT(如图3H所示)必须保证工具的完整性。在所有其他方面该实施例类似于第一和第二个示例性实施例。
尽管本发明已经参照示例性实施例进行了描述，但是本发明不限于此。相反，所附权利要求书应该被本领域普通技术人员解释为包括本发明的各种变化和实施例，它们均不偏离本发明的真正精神和实质。
权利要求
1.一种用于将细导线焊接到一个基底上的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均匀的第一直径；一个第二圆柱段，其具有与所述第一圆柱段的一个端部相连的第一端部，所述第二圆柱段具有基本上均匀的第二直径，并且该第二直径小于所述第一直径；以及一个第三段，其具有一个第一预定渐细部，所述第三段的一第一端部与所述第二圆柱段的一个第二端部相连。
2.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，第一预定渐细部的角度在17°到31°之间。
3.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，所述渐细段还具有另一个渐细段，该另一个渐细段具有一个第二预定渐细部，该另一个渐细段的第二端部与所述第三段相连。
4.根据权利要求3所述的焊接工具，其特征在于，第一预定渐细部的角度为大约20°，第二预定渐细部的角度为大约10°。
5.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，还包括一个轴向通道，该通道沿着焊接工具的纵向轴线从焊接工具的一个第一端部延伸到焊接工具的第二端部。
6.根据权利要求5所述的焊接工具，其特征在于，轴向通道在第一圆柱段的第一端部具有一个第一直径，在第一渐细部的尖端具有第二直径，该第一直径大于第二直径。
7.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，还包括一个连接在第一圆柱段和第二圆柱段之间的过渡段。
8.根据权利要求7所述的焊接工具，其特征在于，该过渡段是一渐细段或弯曲段。
9.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，焊接工具由氧化铝、氮化硅、碳化钨、红宝石、陶瓷和氧化锆中的至少一个形成。
10.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，第二圆柱段的第一端距离焊接工具的尖端一预定距离。
11.根据权利要求10所述的焊接工具，其特征在于，所述的距离为大约0.200和0.279英寸(5.08和7.0866mm)之间。
12.根据权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，焊接工具由一整块材料制成。
13.一种用于将细导线焊接到一个基底上的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均匀的第一直径；一个第二圆柱段，其具有与所述第一圆柱段的一个端部相连的第一端部，所述第二圆柱段具有i)基本上等于第一圆柱段的第一直径的直径，和ii)位于第二圆柱段的至少一部分长度上的平面区域；以及一个第三段，其具有一个第一预定渐细部，所述第三段的第一端部与所述第二圆柱段的一个端部相连。
14.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，所述平面区域是位于所述第二圆柱段两侧的基本上互相平行的两个平面区域。
15.根据权利要求14所述的焊接工具，其特征在于，两个平面区域之间的距离为大约0.0345和0.0625英寸(0.8763和1.5875mm)之间。
16.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，平面区域延伸到所述第三段的一部分上。
17.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，第一预定渐细段具有在17°和31°之间的角度。
18.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，渐细段还具有另一个具有第二预定渐细段的渐细段，该另一个渐细段在一第二端部与所述第三段相连。
19.根据权利要求18所述的焊接工具，其特征在于，第一预定渐细段具有大约20°的角度，第二预定渐细段具有大约10°的角度。
20.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，还包括一个沿着焊接工具纵向轴线的轴向通道，该轴向通道从焊接工具的第一端部延伸到第二端部。
21.根据权利要求20所述的焊接工具，其特征在于，轴向通道在第一圆柱段的第一端部具有第一直径，在渐细段的尖端具有第二直径，所述第一直径大于第二直径。
22.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，第二段的第一端部距离焊接工具的一个端部一预定距离。
23.根据权利要求22所述的焊接工具，其特征在于，所述距离为大约0.200和0.279英寸(5.08和7.0866mm)之间。
24.根据权利要求13所述的焊接工具，其特征在于，焊接工具由一整块材料形成。
25.一种与一转换器一起使用的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均匀的第一直径；一个第二圆柱段，其具有与所述第一圆柱段的一个端部相连的第一端部，所述第二圆柱段具有i)基本上等于第一圆柱段的第一直径的直径，ii)位于第二圆柱段的至少一部分长度上的平面区域；一个第三段，其具有一个第一预定渐细部，所述第三段的第一端部与所述第二圆柱段的一个第二端部相连；以及一个设置在第一圆柱段的第一端部上的导向件，其中，导向件把焊接工具定位在转换器内。
26.根据权利要求25所述的焊接工具，其特征在于，导向件是沿着第一圆柱段的一个上部形成的一个平面部分或者孔口。
27.一种用于将一个细导线焊接到一个基底上的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均匀的第一直径；一个过渡段，其第一端部与第一圆柱段相连；一个第二圆柱段，其具有一个第一端部，该第一端部与过渡段的第二端部相连，第二圆柱段的横截面小于第一圆柱段的第一直径；以及一个第三段，其具有预定的渐细段，该第三段的一个第一端部与第二圆柱段的一个第二端部相连；其中，所述焊接工具由一整块材料形成。
28.一种用于将细导线焊接到一个基底上的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一段，其具有基本上均匀的第一直径，该第一段沿着其长度的一部分上具有至少一个平面部分；一个第二圆柱段，其第一端部连接到第一段的一个端部，第二圆柱段具有基本上均匀的第二直径，该第二直径大约等于第一直径；以及一个第三段，其具有预定的渐细段，第三段的一个第一端部连接到第二圆柱段的一个第二端部。
29.一种用于将细导线焊接到一个基底上的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一段，其具有基本上均匀的第一直径，该第一段沿着其长度的一部分具有一个平面部分；以及一个锥形段，其具有预定的渐细段，该锥形段的一个端部连接到第二圆柱段的一个端部。
30.根据权利要求29所述的焊接工具，其特征在于，锥形段的第一端部的直径基本上等于所述第一直径。
31.一种用于将细导线焊接到一个基底上的焊接工具，所述焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均匀的第一直径；一个第二圆柱段，其第一端部连接到所述的第一圆柱段的一个端部，所述第二圆柱段具有i)基本上均匀的第二直径，并且该直径小于第一直径，ii)位于第二圆柱段的至少一部分长度上的一个平面区域。
32.根据权利要求31所述的焊接工具，其特征在于，所述平面区域是位于所述的第二圆柱段两侧的基本上互相平行的两个平面区域。
33.根据权利要求31所述的焊接工具，其特征在于，还包括一个第三段，其具有一个第一预定渐细段，第三段的一个第一端部连接到第二圆柱段的一个第二端部。
34.根据权利要求31的焊接工具，其特征在于，还包括一个轴向通道，该轴向通道沿着焊接工具的纵向轴线从焊接工具的一个端部延伸到焊接工具的一个第二端部。
35.根据权利要求31所述的焊接工具，其特征在于，还包括一个连接在第一圆柱段和第二圆柱段之间的过渡段。
36.根据权利要求35所述的焊接工具，其特征在于，所述渡段是渐细段和弯曲段中的至少一个。
全文摘要
本发明涉及一种用于把一个细导线焊接到一个基底上的受控衰减焊接工具。在一个实施例中，该焊接工具包括一个第一圆柱段，其具有基本上均匀的第一直径；一个第二圆柱段，其第一端部连接到所述第一圆柱段的一个端部，所述第二圆柱段具有基本上均匀的第二直径，并且该直径小于第一直径；以及一个第三段，其具有一个第一预定渐细部，所述第三段的第一端部连接到所述第二圆柱段的一个第二端部。在另一个实施例中，焊接工具包括沿着一个圆柱段的至少一部分长度的一个平面区域。
文档编号B23K101/38GK1494470SQ02805653
公开日2004年5月5日 申请日期2002年2月26日 优先权日2001年2月28日
发明者阿米尔·米勒, 阿米尔 米勒, 佩尔贝格, 古尔·佩尔贝格 申请人:库利克-索法投资公司