專利名稱：飛線的鍵合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛線(flying lead)的鍵合方法，更具體地，涉及一種利用超聲振動(dòng)將飛線鍵合至基板(board)的焊盤的方法。
背景技術(shù)：
在圖8中示出磁盤驅(qū)動(dòng)單元的承載(carriage)組件。該承載組件包括多個(gè)承載臂10，其數(shù)量與磁盤的數(shù)量相對(duì)應(yīng)；懸架12，其上安裝有磁頭，該懸架12設(shè)置于承載臂10的前端。承載臂10的基部(base end)設(shè)置在傳動(dòng)軸14上，承載臂10隨著傳動(dòng)軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，并且平行于磁盤表面移動(dòng)。
安裝在懸架12上的磁頭可通過多種方式電連接至信號(hào)傳輸電路。圖8示出一種使用所謂的長(zhǎng)尾(long tail)懸置板的連接結(jié)構(gòu)，其中懸架12的懸置板的端部延伸至設(shè)置撓性板16的位置，該撓性板16設(shè)置于承載臂10基部的側(cè)面，并且該懸置板的端部形成飛線。
在使用長(zhǎng)尾懸置板的連接結(jié)構(gòu)中，將撓性板16的焊盤和長(zhǎng)尾懸置板的飛線18(參見圖9)正確定位，然而通過超聲波鍵合工具將飛線18鍵合至焊盤。圖9中，通過鍵合工具20將飛線18超聲鍵合至撓性板16的焊盤17。
超聲鍵合方法已用于通過倒裝芯片連接將半導(dǎo)體芯片鍵合至電路板，將導(dǎo)線鍵合至引線，等等。為了可靠地進(jìn)行超聲鍵合，人們提出了多種構(gòu)思。例如，日本特開平10-150137公開了一種導(dǎo)線的鍵合方法，其中通過振動(dòng)抑制部件壓住引線框，以防止引線框共振。日本特開2005-136399公開了一種鍵合電極的形成方法，其中在電路板的電極上應(yīng)用導(dǎo)電材料，以擴(kuò)展鍵合區(qū)。日本特開平08-146451和10-189657公開了一種兩個(gè)部件的鍵合方法，其中在兩個(gè)部件之間設(shè)置各向異性的導(dǎo)電薄膜，并且在進(jìn)行相互接觸的方向上施加超聲波。日本特開平05-63038公開了一種兩個(gè)部件的鍵合方法，其中使兩個(gè)部件的鍵合面粗糙化。日本特開2005-93581公開了一種兩個(gè)部件的鍵合方法，其中在鍵合面上應(yīng)用不導(dǎo)電的粘合劑。
在圖8所示的使用長(zhǎng)尾懸置板的連接結(jié)構(gòu)中，多個(gè)飛線18以微小的間距平行排列?？梢詫w線18逐個(gè)超聲鍵合至焊盤17，但是，同時(shí)超聲鍵合多個(gè)飛線18更有效率，如圖9所示。
圖9中，鍵合工具20接觸并鍵合兩個(gè)飛線18。但是，當(dāng)鍵合工具20接觸多個(gè)飛線18時(shí)，則鍵合工具20的工作面為平坦表面。因此，如果鍵合面凸凹不平，則每個(gè)鍵合點(diǎn)的鍵合力都不同，從而必然降低鍵合的可靠性。
圖10為已相互鍵合的飛線18和焊盤17的剖面圖鍵合。界面處存在三種區(qū)域(1)完全鍵合區(qū)，其中凸點(diǎn)被壓平并且氧化膜被破壞，因此鍵合面有效地相互鍵合；(2)弱鍵合區(qū)，其中在鍵合面之間存在氧化膜；以及(3)未鍵合區(qū)“A”，其中鍵合面沒有相互鍵合。
飛線18和焊盤17的外表面鍍金，因此它們通過金-金鍵合相連接。鍍金層能夠消除在飛線18和焊盤17的鍵合面上形成的凸凹不平。但是，鍍金層的厚度為大約3μm，因此不是所有的凸凹不平都可以被完全消除。

發(fā)明內(nèi)容
構(gòu)思本發(fā)明是為了解決上述問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種飛線的鍵合方法，該鍵合方法能夠有效地將飛線超聲鍵合至基板的焊盤，并提高兩者間的鍵合可靠性。
為了達(dá)到上述目的，將飛線鍵合至基板焊盤的方法包括如下步驟機(jī)械處理基板，以在焊盤的鍵合面上形成用作變形余量的凸點(diǎn)，其中在每一個(gè)鍵合面上將鍵合飛線；將飛線定位，以使其與焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以使凸點(diǎn)變形并將其壓平，從而使飛線分別鍵合至焊盤。
在所述方法中，每一個(gè)凸點(diǎn)可通過如下方式形成使沖壓工具沖壓鍵合面以在鍵合面上形成凹坑，從而沿凹坑的周邊形成凸點(diǎn)。通過使沖壓工具沖壓鍵合面，凸點(diǎn)易于在焊盤的鍵合面上形成。
在所述方法中，每一個(gè)凸點(diǎn)可通過如下方式形成使沖壓工具向焊盤的方向沖壓基板的反面，從而在鍵合面上形成凸點(diǎn)。
在所述方法中，該機(jī)械處理按以下步驟進(jìn)行該機(jī)械處理步驟是通過如下方式進(jìn)行使在沖壓工具前端形成的楔形部分鉆入每一個(gè)鍵合面，以在楔形部分周圍形成凸點(diǎn)；以及將楔形部分從沖壓工具分離，以將楔形部分留置在焊盤中。在這種情況下，能夠?qū)w線鍵合至焊盤的凸點(diǎn)，此外能夠利用將飛線鍵合至楔形部分的功能，從而提高在飛線和焊盤之間的鍵合可靠性。
在所述方法中，該沖壓工具可兼用作鍵合工具；通過沖壓工具在焊盤上形成凹坑以后，將飛線定位以使其與焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)沖壓工具施加超聲振動(dòng)以將飛線鍵合至焊盤。在這種情況下，形成凸點(diǎn)和將飛線鍵合至焊盤可以相繼進(jìn)行。因此這種改進(jìn)方法的工作效率比傳統(tǒng)組裝方法的工作效率高。
使用本發(fā)明的方法，凸點(diǎn)用作變形的余量，因此能夠?qū)w線可靠地鍵合至基板的焊盤，并使鍵合力更強(qiáng)。由于通過機(jī)械處理在基板上形成凸點(diǎn)，因此可以在組裝步驟中形成凸點(diǎn)，從而可將飛線可靠且有效地鍵合至焊盤。


以下通過實(shí)例并參考附圖，描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖1為顯示通過第一實(shí)施例的方法在焊盤上形成凸點(diǎn)的過程的示意圖；圖2A和2B為顯示將飛線鍵合至通過第一實(shí)施例的方法形成的焊盤的過程的示意圖；圖3為顯示通過第二實(shí)施例的方法在焊盤上形成凸點(diǎn)的過程的示意圖；圖4為顯示通過第三實(shí)施例的方法在焊盤上形成凸點(diǎn)的過程的示意圖；圖5A和5B為顯示將飛線鍵合至通過第三實(shí)施例的方法形成的焊盤的過程的示意圖；圖6為顯示通過第四實(shí)施例的方法在焊盤上形成凸點(diǎn)的過程的示意圖；圖7為顯示將飛線鍵合至通過第四實(shí)施例的方法形成的焊盤的過程的示意圖；圖8為具有長(zhǎng)尾懸置板的傳統(tǒng)承載組件的透視圖；圖9為顯示將飛線鍵合至焊盤的傳統(tǒng)方法的示意圖；以及圖10為相互鍵合的飛線和焊盤的界面的剖面圖鍵合。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
在下述實(shí)施例中，在組裝承載組件時(shí)，飛線18被鍵合至撓性板16，該飛線18形成于長(zhǎng)尾懸置板上。
在下述實(shí)施例的方法中，通過機(jī)械處理，在撓性板16的焊盤17的鍵合面上形成凸點(diǎn)。當(dāng)通過超聲鍵合將飛線18鍵合至焊盤17時(shí)，凸點(diǎn)被壓平，從而使飛線18能夠鍵合至焊盤17。此時(shí)，凸點(diǎn)用作變形的余量。
(第一實(shí)施例)參考圖1、2A和2B，解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1顯示在撓性板16的焊盤17上形成凸點(diǎn)的過程，所述凸點(diǎn)在進(jìn)行超聲鍵合時(shí)用作變形的余量。多個(gè)沖壓工具30分別沿厚度方向沖壓焊盤17以形成凸點(diǎn)17a，其中所述沖壓工具30的下端形成具有平頂(flat tips)的圓錐體。通過將沖壓工具30沿厚度方向沖壓飛線18將要鍵合的鍵合面，在焊盤17的鍵合面上分別形成凹坑17b。這樣，凸點(diǎn)17a從凹坑17b的周邊凸起來(lái)。
圖2A中，通過對(duì)鍵合工具20施加超聲振動(dòng)，將飛線18鍵合至具有凸點(diǎn)17a的焊盤17。在將長(zhǎng)尾懸置板端部形成的飛線18定位于焊盤17之上，以使其分別與多個(gè)焊盤17對(duì)應(yīng)，然后通過鍵合工具20將飛線18壓至焊盤17之上，以使飛線18鍵合至焊盤17。
本實(shí)施例中，焊盤17和飛線18的表面鍍有金，因此焊盤17和飛線18通過金-金鍵合而電連接。
圖2B中，飛線18分別鍵合至焊盤17。當(dāng)鍵合工具20對(duì)飛線18施加超聲振動(dòng)以進(jìn)行鍵合時(shí)，在焊盤17的鍵合面上形成的凸點(diǎn)17a被壓平。因此，與焊盤的鍵合面是平坦的傳統(tǒng)方法相比，在本發(fā)明中飛線18和焊盤17之間的鍵合力更大，從而使飛線18能夠可靠地鍵合至焊盤17。當(dāng)施加超聲振動(dòng)時(shí)，飛線18與焊盤17的凸點(diǎn)17a摩擦，從而使凸點(diǎn)17a被壓平并變形。因此，凸點(diǎn)17a用作變形的余量。
通過形成變形的余量，其將通過超聲振動(dòng)而變形，能將飛線18可靠地鍵合至焊盤17。此外，多個(gè)飛線18能同時(shí)與多個(gè)焊盤17鍵合，因此，提高了鍵合的效率，并且能防止鍵合力的差異。
本實(shí)施例中，凸點(diǎn)17a通過在焊盤17上形成凹坑17b而形成。與僅在焊盤上形成凸點(diǎn)的另一實(shí)例相比，飛線18和焊盤17之間的接觸區(qū)能夠擴(kuò)展，從而使兩者之間的鍵合力更大。
(第二實(shí)施例)參考圖3，解釋本發(fā)明的第二實(shí)施例。
本實(shí)施例中，沖壓工具30不僅用于在焊盤17上形成凸點(diǎn)17a，還充當(dāng)用于將飛線18超聲鍵合至焊盤的鍵合工具。如同第一實(shí)施例，通過沖壓工具30在焊盤17上形成凸點(diǎn)17a。
圖3中，通過沖壓工具30在焊盤17上形成凸點(diǎn)17a，然后將長(zhǎng)尾懸置板的飛線18定位以使其與焊盤17相對(duì)應(yīng)。此外，對(duì)沖壓工具30施加超聲振動(dòng)，以按壓飛線18并將其鍵合至相應(yīng)的焊盤17。
由于對(duì)沖壓工具30施加超聲振動(dòng)以將飛線18鍵合至焊盤17，因此將飛線18鍵合至焊盤17的步驟可以繼在焊盤17上形成凸點(diǎn)17a的步驟之后進(jìn)行。從而提高了工作效率。
應(yīng)注意的是，在焊盤17上形成用作變形余量的凸點(diǎn)17a的方法不限于上述實(shí)施例。例如，通過在撓性板16上形成導(dǎo)線圖形(cable pattern)時(shí)對(duì)焊盤17的表面進(jìn)行電鍍也可形成上述凸點(diǎn)。但是，當(dāng)通過在撓性板16上形成導(dǎo)線圖形時(shí)進(jìn)行電鍍形成凸點(diǎn)17a時(shí)，必須增加制造步驟的數(shù)量，從而增加了制造成本。另一方面，通過使用沖壓工具30以形成凸點(diǎn)17a，可以在組裝步驟中形成凸點(diǎn)17a，從而減少制造成本。
(第三實(shí)施例)參考圖4、5A和5B，解釋本發(fā)明的第三實(shí)施例。
本實(shí)施例中，通過沖壓工具30向焊盤17的方向?qū)?6的塑性基部16a的反面進(jìn)行沖壓而在焊盤17上形成凸點(diǎn)17a，從而在焊盤17的鍵合面上形成凸點(diǎn)17a。圖4中，基板16經(jīng)由焊盤17而安裝在撓性支撐座40上，其向下方延伸。沖壓工具30沖壓基部16a的反面，以在焊盤17上形成凸點(diǎn)17a。將沖壓工具30定位以使其與焊盤17相對(duì)應(yīng)，然后沖壓基部16a?；?6a和焊盤17產(chǎn)生變形，如虛線所示，從而在飛線18將要鍵合的焊盤17的鍵合面上形成凸點(diǎn)17a。
圖5A中，將飛線18超聲鍵合至焊盤17，每一個(gè)焊盤17在鍵合面的上表面都具有凸點(diǎn)17a。在每一個(gè)焊盤17中，鍵合面的中心部分，即稍微向上突起的部分，就是凸點(diǎn)17a。
同樣，在本實(shí)施例中，當(dāng)將飛線18超聲鍵合至焊盤17時(shí)，凸點(diǎn)17a用作變形的余量。當(dāng)通過鍵合工具20將飛線18超聲鍵合至焊盤17時(shí)，凸點(diǎn)17a被壓平，從而使飛線18可靠地鍵合至焊盤17。圖5B中，飛線18已經(jīng)可靠地鍵合至焊盤17。
(第四實(shí)施例)參考圖6和7，解釋本發(fā)明的第四實(shí)施例。
本實(shí)施例中，在沖壓工具32的下端形成有楔形部分32a。楔形部分32a分別鉆入焊盤，并留置在基板16中，從而在飛線18將要鍵合的焊盤17的鍵合面上形成凸點(diǎn)17a。
圖6中，使下端具有楔形部分32a的沖壓工具32朝下移動(dòng)，并使楔形部分32a鉆入焊盤17。通過斷開沖壓工具32，易于將楔形部分32a從沖壓工具32分離。使沖壓工具32朝下移動(dòng)，直到楔形部分32a的下端觸及塑性基部16a。通過使楔形部分32a鉆入焊盤17，凸點(diǎn)17a在飛線18將要鍵合的焊盤17的鍵合面上凸起來(lái)。
圖7中，通過對(duì)鍵合工具20施加超聲振動(dòng)，將飛線18鍵合至焊盤17。通過對(duì)飛線18施加超聲振動(dòng)使其沖壓焊盤17，從而使凸點(diǎn)17a被壓平，并將飛線18可靠地鍵合至焊盤17。當(dāng)楔形部分32a的上端稍微從焊盤17的上表面向上突起時(shí)，楔形部分32a的突起部分和焊盤17一起鍵合至飛線18。
本實(shí)施例中，楔形部分32a形成凸點(diǎn)17a，并且增加了飛線18和焊盤17之間的鍵合力，所述凸點(diǎn)17a在進(jìn)行超聲鍵合時(shí)用作變形的余量。本實(shí)施例利用了楔形部分32a，其鍵合力大于前述實(shí)施例，在前述所有實(shí)施例中飛線18僅與焊盤17鍵合。應(yīng)注意的是，本實(shí)施例中，楔形部分32a被留置在飛線18和撓性模板16之間的鍵合部分中，因此在楔形部分32a的表面可以鍍上抗腐蝕的金屬，例如金。
在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特征的精神的情況下，本發(fā)明可以其它具體形式實(shí)施。因此所述實(shí)施例應(yīng)視為示范性而非限制性，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書界定，而不是上述說(shuō)明，所以在權(quán)利要求書的等效含義和范圍內(nèi)的所有變化均包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種將飛線鍵合至基板焊盤的方法，包括如下步驟機(jī)械處理基板，以在焊盤的鍵合面上形成用作變形余量的凸點(diǎn)，其中在每一個(gè)鍵合面上將鍵合飛線；將飛線定位，以使其與焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以使凸點(diǎn)變形并將其壓平，從而將飛線分別鍵合至焊盤。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，每一個(gè)凸點(diǎn)是通過如下方式形成使沖壓工具沖壓鍵合面以在鍵合面上形成凹坑，從而沿凹坑的周邊形成凸點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，每一個(gè)凸點(diǎn)是通過如下方式形成使沖壓工具向焊盤的方向沖壓基板的反面，從而在鍵合面上形成凸點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該機(jī)械處理步驟是通過如下方式進(jìn)行使在沖壓工具前端形成的楔形部分鉆入每一個(gè)鍵合面，以在楔形部分周圍形成凸點(diǎn)；以及將楔形部分從沖壓工具分離，以將楔形部分留置在焊盤中。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該沖壓工具兼用作鍵合工具；通過沖壓工具在焊盤上形成凹坑以后，將飛線定位以使其與焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)沖壓工具施加超聲振動(dòng)以將飛線鍵合至焊盤。
全文摘要
一種飛線的鍵合方法，能夠有效地將飛線超聲鍵合至基板焊盤，并且提高兩者間的鍵合可靠性。該方法包括如下步驟機(jī)械處理基板，以在焊盤的鍵合面上形成用作變形余量的凸點(diǎn)，其中在每一個(gè)鍵合面上將鍵合飛線；將飛線定位，以使其與焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以使凸點(diǎn)變形并將其壓平，從而使飛線分別鍵合至焊盤。
文檔編號(hào)G11B21/21GK1988027SQ20061007180
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者久保田崇, 小八重健二, 中村公保 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社