压电驱动式引线键合装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体器件加工领域，特别是涉及一种压电驱动式引线键合装置。
【背景技术】
[0002]引线键合是将半导体芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或者基板上技术布线焊区用金属细丝连接起来的工艺技术。键合头作为引线键合机Z向驱动部件，其结构和控制对实现焊线过程所需拉弧运动和键合过程中键合力的控制都起着至关重要的作用，同时键合头机械部件的静动态特性也制约着系统性能的提高。
[0003]传统的键合头多采用音圈电机、直线电机等驱动方式，这些驱动方式的选取影响键合头机械结构的紧凑性，同时增大了键合头的质量和运动惯量，限制了键合头运动精度与封装质量的提高。另外现有引线线夹大多能够实现位置的精确控制，但是对于键合力的控制主要采用间接的方式，即采用力标定等方式来实现。这些方式在运动过程中会受惯性力的影响，很难精确保证键合力的稳定可控，并且力标定过程比较复杂。
【发明内容】
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种压电驱动式引线键合装置，该装置结构紧凑性、质量较轻、运动惯量较小。
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种压电驱动式引线键合装置，包括基座和设置在其上方的摆动平台；在所述摆动平台和所述基座之间设有左右两根立柱和桥型放大机构，所述桥型放大机构居中布置在两根所述立柱之间；所述立柱的下端固定在所述基座的上表面前部，所述立柱的上端通过柔性铰链IV与所述摆动平台的下表面前部连接；所述桥型放大机构包括平行设置的前后两根可动连杆，所述可动连杆与所述基座垂直；两根所述可动连杆的上端通过输出连桥连接，两根所述可动连杆的下端通过固定连桥连接；所述输出连桥包括设置在其中部的输出连杆，所述输出连杆的两端各通过一平行双杆机构I与前后两根所述可动连杆的上端连接，所述平行双杆机构I是采用柔性铰链I连接形成的，两个所述平行双杆机构I呈“八”字形前后对称布置；所述输出连杆的外侧通过柔性铰链III与所述摆动平台的下表面后部连接；所述固定连桥包括设置在其中部的固定连杆，所述固定连杆的两端各通过一平行双杆机构II与前后两根所述可动连杆的下端连接，所述平行双杆机构II是采用柔性铰链II连接形成的，两个所述平行双杆机构II与两个所述平行双杆机构I上下对称布置，所述固定连杆与所述基座固接；在前后两根所述可动连杆之间设有压电陶瓷驱动器，所述压电陶瓷驱动器设有预紧螺栓，所述预紧螺栓连接在任意一个所述可动连杆上；在所述摆动平台的上表面前部居中安装有固定座，所述固定座与换能器固接，所述换能器包括与所述摆动平台的摆动轴垂直设置的变幅杆，在所述变幅杆的输入端设有超声压电振子，在所述变幅杆的输出端连接有与其垂直的劈刀。
[0006]在所述变幅杆的中部周围设有安装法兰，所述安装法兰与所述变幅杆通过多根均布的柔性板状辐条连接，在多根所述柔性板状辐条中有上下对称布置的两根所述柔性板状辐条与所述劈刀平行，在与所述劈刀平行的任意一个所述柔性板状辐条上粘贴有键合力测量金属应变片；所述固定座采用剖分结构，所述安装法兰固装在所述固定座内。
[0007]所述柔性铰链I和所述柔性铰链II均采用单边圆形缺口柔性铰链，在任意一个所述单边圆形缺口柔性铰链的外侧粘贴有位移测量金属应变片。
[0008]本发明具有的优点和积极效果是:采用压电陶瓷驱动器通过桥型放大机构驱动键合装置，可以明显降低键合装置的整体质量和运动惯量。另外压电陶瓷驱动器具有体积小、刚度高、响应速度快、位移分辨率高等特点。通过将压电陶瓷驱动器设置在桥型放大机构的内部，使键合装置结构紧凑。利用压电陶瓷驱动器驱动键合装置，实现劈刀的上下摆动，可以有效改善键合装置的静态和动态特性。此外采用桥型放大机构使键合装置具有较大的工作空间。采用金属应变片作为键合头运动位移和劈刀键合力的反馈元件，能够实现运动位移和夹持力的测量与实时反馈，从而提高封装过程中键合装置工作的稳定性。综上所述，本发明采用压电陶瓷驱动器进行驱动，结构紧凑性、质量较轻、运动惯量较小，并且能够实现运动位移和键合力的测量与实时反馈，从而能够提高封装过程中键合头工作的稳定性，能够适用于引线键合机的引线键合。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图；
[0010]图2为本发明的桥型放大机构结构示意图；
[0011]图3为本发明的换能器结构示意图。
[0012]图中:1、基座，2、桥型放大机构，2-1、固定连杆，2-2、平行双杆机构II，2_3、可动连杆，2-4、平行双杆机构I，2-5、柔性铰链III，2-6、输出连杆，2-7、采用柔性铰链I，2-8、柔性铰链II，3、立柱，4、压电陶瓷驱动器，5、摆动平台，6、键合力测量金属应变片，7、劈刀，8、换能器，8-1、变幅杆，8-2、安装法兰，8-3、柔性板状辐条，9、固定座，10、超声压电振子，11、柔性铰链IV，12、位移测量金属应变片，13、预紧螺栓。
【具体实施方式】
[0013]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0014]请参阅图1?图3，一种压电驱动式引线键合装置，包括基座1和设置在其上方的摆动平台5 ;在所述摆动平台5和所述基座1之间设有左右两根立柱3和桥型放大机构2，所述桥型放大机构2居中布置在两根所述立柱3之间；所述立柱3的下端固定在所述基座1的上表面前部，所述立柱3的上端通过柔性铰链IV 11与所述摆动平台5的下表面前部连接；所述桥型放大机构2包括平行设置的前后两根可动连杆2-3，所述可动连杆2-3与所述基座1垂直；两根所述可动连杆2-3的上端通过输出连桥连接，两根所述可动连杆2-3的下端通过固定连桥连接；所述输出连桥包括设置在其中部的输出连杆2-6，所述输出连杆2-6的两端各通过一平行双杆机构I 2-4与前后两根所述可动连杆2-3的上端连接，所述平行双杆机构I 2-4是采用柔性铰链I 2-7连接形成的，两个所述平行双杆机构I 2-4呈“八”字形前后对称布置；所述输出连杆2-6的外侧通过柔性铰链III 2-5与所述摆动平台5的下表面后部连接；所述固定连桥包括设置在其中部的固定连杆2-1，所述固定连杆2-1的两端各通过一平行双杆机构II 2-2与前后两根所述可动连杆2-3的下端连接，