所述平行双杆机构II 2-2是采用柔性铰链II 2-8连接形成的，两个所述平行双杆机构II 2-2与两个所述平行双杆机构I 2-4上下对称布置，所述固定连杆2-1与所述基座1固接；在前后两根所述可动连杆2-3之间设有压电陶瓷驱动器4，所述压电陶瓷驱动器4设有预紧螺栓13，所述预紧螺栓13连接在任意一个所述可动连杆2-3上；在所述摆动平台5的上表面前部居中安装有固定座9，所述固定座9与换能器8固接，所述换能器8包括与摆动平台的摆动轴垂直设置的变幅杆8-1，在所述变幅杆8-1的输入端设有超声压电振子10，在所述变幅杆8-1的输出端连接有与其垂直的劈刀7。
[0015]本发明采用左右对称结构，能够实现热误差补偿，减小由于引线键合装置受热不均引起的误差。
[0016]在本实施例中，为了能够实现键合力的测量，在所述变幅杆8-1的中部周围设有安装法兰8-2，所述安装法兰8-2与所述变幅杆8-1通过多根均布的柔性板状辐条8-3连接，在多根所述柔性板状辐条8-3中有上下对称布置的两根所述柔性板状辐条8-3与所述劈刀7平行，在与所述劈刀7平行的任意一个所述柔性板状辐条8-3上粘贴有键合力测量金属应变片6，所述固定座9采用剖分结构，所述安装法兰8-2固装在所述固定座9内。为了能够实现位移测量，所述柔性铰链I 2-7和所述柔性铰链II 2-8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12。
[0017]本发明的工作原理:
[0018]当在压电陶瓷驱动器4两端施加驱动电压时，压电陶瓷驱动器4将伸长并推动桥型放大机构2中的前后两根可动连杆2-3，前后两根可动连杆2-3通过两个平行双杆机构II 2-2和两个平行双杆机构I 2-4带动柔性铰链III 2-5运动。从而将压电陶瓷驱动器2输出的微小位移进行放大，进而拉动摆动平台5的后部向下运动，摆动平台5带动换能器绕两个柔性铰链IV 11的中心连线向下摆动，从而实现劈刀7向上运动。当撤掉压电陶瓷驱动器4两端的驱动电压后，压电陶瓷驱动器4将恢复至原长，键合装置在柔性铰链弹性力的作用下回到原位置，劈刀7将向下运动完成引线键合。通过调节预紧螺栓13改变压电陶瓷驱动器4的预紧力，能够调节劈刀7的位置。
[0019]当键合装置工作时，桥型放大机构2中的单边圆形缺口柔性铰链会产生柔性变形，应用标准位移传感器对其上面粘贴的位移测量金属应变片12进行标定，即可实现对键合装置位移的测量与反馈。当劈刀7接触到加工基体时，柔性板状辐条8-3中与劈刀7平行的柔性板状辐条8-3会产生柔性变形，应用标准力传感器对粘贴在该柔性板状辐条上的键合力测量金属应变片6进行标定，即可实现对键合装置键合力的测量与反馈。
[0020]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种压电驱动式引线键合装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的压电驱动式引线键合装置，其特征在于，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。3.根据权利要求1或2所述的压电驱动式引线键合装置，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了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，在所述桥型放大机构内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所述桥型放大机构；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。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，能够提高封装过程中键合头工作的稳定性。
【IPC分类】H01L21/60
【公开号】CN105355571
【申请号】CN201510683370
【发明人】梁存满, 王福军, 田延岭, 张大卫
【申请人】天津大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月20日