專利名稱：包含有內部斜面的毛細管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及用于將焊絲焊接在半導體器件上的工具，更具體地說，涉及一種用于將細焊絲焊接在以非常細小間距設置的焊盤上的焊具(bonding tool)。
背景技術：
現代電子設備大量需要其上安裝有半導體芯片或集成電路(IC)的印刷電路板。芯片和基底之間的機械和電連接對芯片設計者提出了挑戰(zhàn)。用于使IC與基底相互連接的三種已知技術有絲焊法、帶式自動焊接法(TAB)和倒裝法。
這些方法中最常見的是絲焊法。在絲焊法中，將多個焊盤設在位于基底頂面上的圖案中，并且將芯片安裝在焊盤圖案的中心，并且芯片的頂面背對著基底頂面。細焊絲(可以為鋁或金絲)連接在位于芯片頂面上的觸點和位于基底頂面上的觸點之間。特別是，通過下面所述的毛細管焊具提供這些連接焊絲并將它們焊接在芯片以及基底上。
毛細管(焊具)用于將焊絲球焊在電子器件上，尤其是焊接在半導體器件的焊盤上。這些毛細管通常由陶瓷材料形成，例如主要由氧化鋁、碳化鎢、紅寶石、氧化物增韌氧化鋁(ZTA)、氧化鋁增韌氧化鋯(ATZ)形成。通常為大約1密耳數量級的極細焊絲例如金、銅或鋁絲螺旋通過毛細管中的軸向通道，并且在該焊絲的端部處形成一小球，該球位于毛細管頂端的外面。初始時將該球焊接在半導體器件的焊盤上，然后進一步沿著該焊絲將其一部分焊接在一引線框或類似物上。在焊接期間，這些毛細管執(zhí)行多個功能。
在形成球之后，毛細管必須首先使該球在毛細管內部分對中，以便焊盤對準。當毛細管使該球向下接觸焊盤時，該球將被壓扁并且變平。由于焊盤通常由鋁制成，因此在焊盤表面上形成一層薄氧化物。為形成正確的焊接，最好將氧化物表面破壞，以露出鋁表面。破壞氧化物的一種有效方式是用絲球“刮擦”氧化物表面。將該絲球放置在氧化鋁表面上，并且毛細管根據設置在與該毛細管連接的超聲波喇叭內的壓電元件的膨脹和收縮沿著線性方向迅速移動。除了通過焊盤施加的熱量之外，該迅速運動通過使分子在該焊絲和焊盤之間轉移來形成有效焊接。
然后，該毛細管在做圓圈運動期間操縱該焊絲，從而平穩(wěn)地將焊絲輸送出毛細管然后回到該毛細管中。之后，該毛細管形成“自動點焊”接頭和“定位焊”或“針尾焊”接頭。
當前，熱聲絲焊法是將半導體器件連接在其支撐基底上的可選工藝。該熱聲焊接法部分依賴于來自通過工具例如毛細管或楔形件連接在可動焊頭上的換能器的超聲波熱量向半導體器件或支撐基底的傳遞。
在傳統的毛細管(焊具)中，焊具的幾何形狀以及由此形成的自由空氣球(FAB)這樣形成，以使得該焊具僅僅可用于將焊絲焊接在盤間距(節(jié)距)大于60微米(0.060mm；15.34×10-4英寸)的焊盤上。因此，它們不適于將焊絲焊接在生產為用來滿足半導體工業(yè)的更高密度要求的器件上。這些現有技術的焊具還不適于采用直徑為0.4密耳(10微米)的焊絲操縱絲焊。本發(fā)明的發(fā)明人已經開發(fā)出一種焊具，其在滿足由這些高密度器件提出的需求的同時，可保持該焊具的結構整體性。
圖1A顯示出一公知現有技術的細小間距焊具100。焊具100具有圓柱形部分101以及連接在該圓柱形部分101和工作頂端(焊嘴)104之間的錐形部分102。工作頂端104(在焊具100的一個端部處)相對于焊具100的縱向軸線成15度的頂錐角。換句話說，工作頂端104具有30度的總角106。工作頂端104相對于圓柱形部分101的減小寬度允許在間距大約為0.0032英寸的焊盤上形成球焊，而不需要如在US 5,558,270中所述一樣接觸焊絲的相鄰環(huán)圈。
圖1B顯示出工作頂端104的放大剖視圖。如圖1B所示，工作面111具有4度的面角108，并且錐形部分104具有10度的總角118。另外，靠近工作面111的是第一內部斜面110，該第一內部斜面110與第二內部斜面112相鄰。第一內部斜面110具有90度的斜切角114，并且與具有大于60度的夾角的第二內部斜面112連接或接續(xù)。這些斜面設計成將細焊絲(未示出)引導到具有直徑106以容納直徑大約為1密耳的焊絲的絲孔116中。
但是，這些現有技術的焊具的缺陷在于，它們的設計不能符合半導體制造商在本領域中提出的超細間距(30微米或更小)的焊盤要求。此外，傳統焊具要求使用不易于由在超細間距應用中的工具準確引導的焊絲。另外，傳統焊具不能在由焊具形成的焊接球和焊盤之間提供高水平的金屬間覆蓋層。還有，這些焊具由這樣的材料制成，其不能受力以及不能滿足為提供帶有足以滿足半導體工業(yè)需要的工作頂端尺寸的焊具所必需的彈性要求。

發(fā)明內容
為解決傳統焊具的上述缺點，本發(fā)明涉及一種焊具，其包括有位于該焊具的端部處的工作頂端。該工作頂端包括形成在其端部的內部處的內部環(huán)形斜面，該內部環(huán)形斜面具有小于大約60度的角度；并且一基本圓柱形軸向通道與該內部環(huán)形斜面的上端連接。
根據本發(fā)明的另一個方面，該內部環(huán)形斜面具有大約40度至60度之間的總角。
根據本發(fā)明的另一個方面，該工作頂端在焊絲和基底上的焊盤之間形成具有大于82％的金屬間焊接覆蓋率的接頭。
根據本發(fā)明的另一個方面，以重量百分比計，該焊具由包含大約95％的ZrO2和大約5％的Y2O3的材料形成。
根據本發(fā)明的再一個方面，焊絲和焊盤之間的接頭具有大約5.5克/密耳2的剪切強度。
根據本發(fā)明的再一個方面，該細焊絲由工作頂端形成為具有構造體積VFAB，該構造體積由頸部體積VN、內部斜面體積VIC和擠壓體積VS組成，其中VIC為VFAB的約40％至50％，并且VFAB＝VN+VIC+VS。
下面將參照附圖和本發(fā)明示范性實施例的說明闡述本發(fā)明的這些和其它方面。


結合附圖閱讀下面詳細說明可以更清楚地理解本發(fā)明。要強調的是，根據一般慣例，該附圖的各特征不是按照比例繪制的。相反，為清楚起見，各特征的尺寸可以隨意擴大或縮小。在這些附圖中圖1A和1B為一傳統焊具的不同側視圖；圖2A-2F為根據本發(fā)明的第一示范性實施例的焊具的不同視圖；
圖3A-3B為根據本發(fā)明的第二示范性實施例的焊具的工作頂端的詳細剖視圖；圖4為根據本發(fā)明的第三示范性實施例的焊具的工作頂端的詳細剖視圖；圖5A為由一傳統焊具形成的接頭的剖視圖；圖5B為通過圖4的焊具形成的接頭的剖視圖；圖6A-6B為結合有圖5B的接頭的圖4的焊具的剖視圖；圖7A-7D為傳統接頭與采用圖4的焊具形成的接頭的金屬間覆蓋物(IMC)的對比示意圖；圖8為將傳統接頭與采用圖4的焊具形成的接頭的剪切強度進行對比的曲線圖；以及圖9為一曲線圖，顯示出焊絲的相對剛度與直徑之間的關系。
具體實施例方式
本發(fā)明通過提供一種焊具克服了傳統毛細管焊具的缺陷，該焊具具有一工作頂端，該頂端包括i)一相對于第一圓柱形部分的縱向軸線具有預定角度的錐形部分；ii)一具有形成于工作頂端的一端部的外側部分處的第一環(huán)形斜面的工作面；以及iii)一形成于工作頂端的該端部的內側部分處的第二環(huán)形斜面，所述第一和第二環(huán)形斜面彼此相鄰；并且一基本圓柱形軸向通道與所述第二環(huán)形斜面的上部相連。所得到的焊具能夠將小至10微米的焊絲焊接在間距為30微米或更小的焊盤上。
圖2A為根據本發(fā)明的第一示范性實施例的焊具200的側視圖。如圖2A所示，焊具200具有一圓柱形主體部分201、一與該圓柱形主體部分201的端部相連的錐形部分203以及一與該錐形部分202的端部相連的工作頂端204。在一優(yōu)選實施例中，焊具200由單塊材料形成。用于形成該焊具的材料的情況將在下面詳細說明。
圖2B為焊具200的剖開側視圖。如圖2B所示，焊具200的直徑227在大約1.5和1.6mm之間，并且優(yōu)選為1.588mm。另外，焊具200的長度在大約9.5和11.1mm之間。錐形部分202具有從與圓柱形部分201相交的位置處開始的夾角在大約18°和22°之間的基本恒定的錐度218。在一個示范性實施例中，該錐度在大約19°和21°之間，并且優(yōu)選為20°。軸向通道220從上端222延伸至焊具200的工作頂端204。在一個示范性實施例中，軸向通道220具有基本連續(xù)的錐形形狀，該錐形在其部分長度上具有大約3°±1°的預定角度226。隨著軸向通道220靠近工作頂端204，該錐度過渡成大約6°±1°。但是，本發(fā)明并不限于此，可以設想，軸向通道220可以具有恒定的直徑或者僅在焊具200的一部分長度上呈錐形。后者可能是所希望的，以方便在焊具200的上端222處的焊絲插入。在圖2D和2E中示出了這些可選軸向通道的例子。
如圖2D中所示，軸向通道220沿著焊具200的長度具有基本恒定的直徑230。在圖2E中，軸向通道220沿著焊具200的一部分長度具有基本恒定的直徑240，并具有位于焊具200的上端22附近的錐部242。
圖2C和2F為焊具200的工作頂端204的詳細剖視圖。如圖2C和2F所示，工作頂端204具有一環(huán)形工作面211，它例如形成一具有在8度和15度之間的面角208的外部環(huán)形斜面。在一個示范性實施例中，面角208至少為11度，優(yōu)選在11度和12度之間，并且最優(yōu)選為11度，以通過該焊具提供一堅固的第二焊接(楔形焊接)。與外部環(huán)形斜面211相鄰的是具有小于90度的總角214的內部環(huán)形斜面213。在一優(yōu)選實施例中，斜切角214在60度和90度之間，并且最優(yōu)選大約為60度，以便提供滿足剪切和拉伸測試要求的第一焊接(球焊)。另外，內部環(huán)形斜面213的寬度在1微米和4微米之間。圓柱形通道224連接在斜面213的上部和軸向通道220之間。在一個示范性實施例中，圓柱形通道224具有大約為14微米的直徑206，以容納焊絲(未示出)，斜面213具有大約為18微米的外徑212，并且工作頂端204具有大約為33微米的直徑216?？梢愿鶕附z的直徑加上4微米來確定圓柱形通道224的直徑206。另外，如圖2C所示，工作頂端204具有在大約0度和10度之間并優(yōu)選為大約7度的基本恒定的錐度219，從而避免了相鄰焊絲在焊具200的作用下接觸，并且具有在大約60微米和90微米之間的長度210。在一優(yōu)選實施例中，長度210大約為76.2微米。
由于錐形部分202和工作頂端204的錐角218和219不同，因此可以將一過渡區(qū)域225設置在錐形部分202和工作頂端204之間。在一優(yōu)選實施例中，過渡區(qū)域225具有大約為200-350微米的半徑。另外，為防止焊具200碎裂，可以將半徑在大約4微米和6微米之間的過渡區(qū)域215設置在工作頂端204的下部和外部環(huán)形斜面211之間。
圖3A和3B為根據本發(fā)明的另一個示范性實施例的工作頂端304的詳細剖視圖。由于在該實施例中的焊具的圓柱形主體部分、錐形部分和軸向通道與第一示范性實施例基本相同，所以不再重復與之相關的說明。
如圖3A和3B所示，工作頂端304具有一工作面311，它形成一具有在0度和15度之間的面角308的外部環(huán)形斜面。在一個示范性實施例中，該面角308在大約10度和12度之間，并且優(yōu)選為11度?？拷ぷ髅?11的是一內部環(huán)形斜面313，它具有小于90度的總角314。在一優(yōu)選實施例中，斜切角314在60度和90度之間，并且最優(yōu)選大約為60度。另外，環(huán)形斜面313的寬度在1微米和3微米之間。圓柱形通道324連接在斜面313的上部和軸向通道220之間。在一個示范性實施例中，圓柱形通道324具有在大約14微米和16微米之間并優(yōu)選為15微米的直徑306，以容納焊絲(未示出)，斜面313具有在大約17微米和19微米之間并優(yōu)選為18微米的外徑312，并且工作頂端304具有在大約37微米和39微米之間的外徑316，并且優(yōu)選大約為38微米。可以根據焊絲直徑加上2微米來確定圓柱形通道324的直徑306。另外，如圖3A所示，工作頂端304具有在大約0度和10度之間并且優(yōu)選大約為7度的基本上恒定的錐度319，以避免相鄰焊絲在焊具200的作用下接觸，并且具有在大約117微米和137微米之間的長度310。在一優(yōu)選實施例中，長度310大約為127微米。
現在參照圖4，將僅針對工作頂端對本發(fā)明的第三示范性實施例進行說明。在所有其它方面，該實施例與上述實施例類似。如圖4所示，工作頂端404具有一工作面411，它形成一具有0度至15度的面角408的外部環(huán)形斜面。在一個示范性實施例中，面角408在大約10度和12度之間并優(yōu)選為11度?？拷獠凯h(huán)形斜面411的是內部環(huán)形斜面413，其總角414為60度或更小。在一個實施例中，斜切角414在30度和60度之間，并且在另一個實施例中，斜切角414大約為40度。內部斜面413的表面長度(FL)426為FL＝(CD-H)/2*TAN(ICA/2)其中CD為內部環(huán)形斜面在靠近工作面411的下端處的直徑412，H為軸向通道424的直徑406，以及ICA為內部環(huán)形斜面413的角度414。
圓柱形通道424連接在斜面413的上部和軸向通道420之間。在一個示范性實施例中，圓柱形通道424的直徑406大約為10至30微米，以便容納焊絲514(在圖6A中示出)。環(huán)形斜面413的外徑412大約為14至40微米，并且工作頂端404的外徑416大約為25至80微米。圓柱形通道424的直徑406可以根據焊絲514的直徑加上2微米來確定。另外，如前面關于第二示范性實施例在圖3A中所示一樣，工作頂端404可以具有大約為0至10度、優(yōu)選大約為7度的基本上恒定的錐角319，以避免相鄰焊絲在焊具的作用下接觸，并且具有大約為117至137微米的長度310。在一優(yōu)選實施例中，長度310大約為127微米。
現在參照圖5A和5B，它們分別顯示出通過傳統焊具和根據第三示范性實施例的焊具形成的接頭的剖視圖。如圖5A所示，傳統焊具利用焊絲504形成接頭502，其具有頸部體積VN506、內部斜面體積VIC508和擠壓體積VS510?？倶嬙祗w積VFAB為VN、VIC和VS的總和。如圖5A清楚地顯示，VN506明顯大于VIC508。另外，在傳統焊具中，VIC大約為VFAB的5％至25％。
相反，如圖5B所示，根據第三示范性實施例構成的焊具利用焊絲514形成接頭522，其具有頸部體積VN516、內部斜面體積VIC518和擠壓體積VS520?？倶嬙祗w積VFAB仍然為VN、VIC和VS的總和。如圖5B清楚地顯示，VN516顯著小于VIC518。另外，VIC大約為VFAB的40％至50％。為說明由傳統焊具形成的接頭502和由根據該第三示范性實施例的焊具形成的接頭522之間的差別，圖5A中示出了包含在內部斜面413內的額外焊接材料512的體積。
現在參照圖6A-6B，其示出了與焊盤600接觸的由工作頂端404形成的接頭522。如圖6A和圖6B中的放大部分所示，焊絲514穿過軸向通道420，以由圓柱形通道424、內部斜面413和工作面411成形。如圖6B所示，焊球的主要部分(VIC518)保持在內部斜面413內。所得到的焊球具有球直徑BD。
該第三實施例的額外優(yōu)點在于，它允許使用其直徑大于傳統焊具所使用的焊絲的直徑的焊絲。例如，在用于焊盤間距(BPP)為35微米的焊盤的絲焊應用中，傳統焊具采用直徑為15微米的焊絲。相反，本發(fā)明允許使用16.5微米的焊絲。在另一個例子中，其中BPP為50微米，傳統焊具局限于直徑為20微米的焊絲，而本發(fā)明則允許使用直徑為23微米的焊絲。使用直徑更大的焊絲提供了在第一和第二焊接之間形成更緊密且更好成形的絲圈所需的更大焊絲剛度的優(yōu)點。例如，如圖9所示，在20微米焊絲和23微米焊絲之間的相對焊絲剛度902提高了大約75％。
在其它非限制性實施例中，工作頂端404可適用于以下焊絲尺寸與焊盤間距

另外，使用更小的內部斜切角度可使焊球中的更多材料接觸焊盤。本發(fā)明人已經將該球與焊盤的接觸定義為“金屬間覆蓋率”或IMC。在焊接過程中，焊球壓靠在焊盤上，并且從與焊具連接的超聲波換能器(未示出)將超聲波能量傳送給焊盤。由于包含在內部斜面區(qū)域內的構造球的額外體積，因此在焊球和焊盤之間具有更大的IMC。本發(fā)明人已經發(fā)現，與最多可達到小于82％的IMC的傳統焊具形成鮮明對比，該IMC大于82％(并且在大多數情況下超過92％)。這在圖7A-7D中示出。如圖7A所示，在具有50微米的BPP的焊盤的情況下，采用20微米(0.8密耳)焊絲的傳統焊具提供了72％的IMC 702。相反，如圖7B所示，在相同BPP的情況下，采用相同的焊絲尺寸，該示范性的焊具提供了88％的IMC 704。在另一個實施例中，在45微米的BPP的情況下，使用0.8密耳的焊絲，傳統的IMC 706(在圖7D中示出)為82％，而采用該示范性的焊具則獲得了92％的IMC 708(在圖7D中示出)。因此，在傳統焊具和根據第三示范性實施例的焊具的該兩個例子中，分別使IMC提高了22％和12％。
提供如上所述的焊具僅僅在滿足半導體工業(yè)的需要方面成功了一半。重要的是，能夠利用這樣的材料形成該焊具，其足以承受在焊接過程中施加在該焊具上的力，但仍然具有足夠的柔性，以便根據需要彎曲而不會斷裂。本發(fā)明人已經確定，通過利用含重量百分比至少為80％的氧化鋯(ZrO2)的材料形成該焊具可以滿足這些需要。
在本發(fā)明的一個實施例中，使用氧化釔穩(wěn)定氧化鋯形成該焊具。在該實施例中，將大約95％(重量)的氧化鋯與大約5％(重量)Y2O3結合。本發(fā)明人已經確定，純氧化鋯在熱處理期間出現相變過程。純氧化鋯在室溫下為單斜晶并在大約1000℃下轉變成更密的四方晶形態(tài)。這涉及較大的體積變化，并且在大約1350℃和1600℃之間的溫度下進行的燒結過程中在其結構內產生裂紋。
額外量的Y2O3在低溫例如小于900℃下產生立方相和單斜相的混合物。在立方相存在的情況下進行并涉及小得多的體積變化的相變過程會降低熱應力并減少微裂紋的形成。該材料具有比傳統氧化鋁基材料大得多的彎曲強度，并且因此改善了該焊具的制造能力。
在另一個示范性實施例中，將高達22％(重量)的Al2O3添加到氧化釔穩(wěn)定氧化鋯中。該材料具有類似于傳統氧化鋁基材料的聲學性能。
在再一個示范性實施例中，焊具由在表1中所列出的任一種材料組合(以重量百分比計)形成。

表1雖然已經參照示范性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于此。相反，所附權利要求應當被解釋為包括由本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的真實精神和范圍的情況下所能作出的其它變型和實施例。
權利要求
1.一種用于將細焊絲焊接在基底上的焊具，該焊具包括一位于該焊具的一端部處的工作頂端，其具有一形成于該工作頂端的端部的內部處的內部環(huán)形斜面，該內部環(huán)形斜面具有等于或小于60度的角度；以及一基本圓柱形軸向通道，其與該內部環(huán)形斜面的上端連接。
2.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有在大約30度和60度之間的總角。
3.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有大約40度的總角。
4.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端在焊絲和基底上的焊盤之間形成具有至少大約82％的金屬間焊接覆蓋率的接頭。
5.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端在焊絲和基底上的焊盤之間形成具有至少大約90％的金屬間焊接覆蓋率的接頭。
6.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，焊絲和焊盤之間的接頭具有至少大約5.5克/密耳2的剪切強度。
7.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端適于將焊絲焊接在焊盤上，其中相鄰焊盤之間的間距大約為35μm，且焊絲的直徑大約為15-16.5μm。
8.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端適于將焊絲焊接在焊盤上，其中相鄰焊盤之間的間距大約為40μm，且焊絲的直徑大約為17.5-19μm。
9.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端適于將焊絲焊接在焊盤上，其中相鄰焊盤之間的間距大約為45μm，且焊絲的直徑大約為19-20μm。
10.如權利要求1所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端適于將焊絲焊接在焊盤上，其中相鄰焊盤之間的間距大約為50μm，且焊絲的直徑大約為20-23μm。
11.一種用于將細焊絲焊接在基底上的焊具，該焊具包括一位于該焊具的一端部處的工作頂端，其具有一形成在該工作頂端的端部的內部處并具有預定角度的內部環(huán)形斜面；以及一基本圓柱形軸向通道，其與該內部環(huán)形斜面的上端連接，其中所述內部斜面的表面長度FL為FL＝(CD-H)/2*TAN(ICA/2)其中CD為該內部環(huán)形斜面在其下端處的直徑，H為該軸向通道的直徑，ICA為該內部環(huán)形斜面的角度。
12.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，該細焊絲由該工作頂端形成為具有構造體積VFAB，該構造體積由頸部體積VN、內部斜面體積VIC和擠壓體積VS組成，其中VIC為VFAB的約40％至50％，以及VFAB＝VN+VIC+VS。
13.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有小于60度的總角。
14.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有大約30度至60度的總角。
15.如權利要求14所述的焊具，其特征在于，所述外部環(huán)形斜面具有大約10°至12°的面角。
16.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有大約40度的總角。
17.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述軸向通道的直徑大約為10微米至30微米。
18.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端還包括一長度小于230微米的錐形部分。
19.如權利要求18所述的焊具，其特征在于，所述錐形部分的外徑小于大約80微米。
20.如權利要求18所述的焊具，其特征在于，所述錐形部分的總角小于10°。
21.如權利要求18所述的焊具，其特征在于，所述錐形部分的總角大約為7°-10°。
22.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約0.15-0.35％的氧化鋁、ii)大約4.95-5.35％的氧化釔和iii)大約94.3-94.9％的氧化鋯的材料形成。
23.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約18-22％的氧化鋁、ii)大約3.6-4.2％的氧化釔和iii)大約73.8-78.4％的氧化鋯的材料形成。
24.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約75％的氧化鋁、ii)大約1.36％的氧化釔和iii)大約23.64％的氧化鋯的材料形成。
25.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約91.64％的氧化鋁、ii)大約0.45％的氧化釔和iii)大約7.91％的氧化鋯的材料形成。
26.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約83.5％的氧化鋁、ii)大約0.81％的氧化釔和iii)大約15.6％的氧化鋯的材料形成。
27.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有大約95％的ZrO2和大約5％的Y2O3的材料形成。
28.如權利要求22-27中任一項所述的焊具，其特征在于，所述材料在至少1350℃的溫度下燒結。
29.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述焊具由單塊材料形成。
30.如權利要求11所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端在焊絲和基底上的焊盤之間形成具有至少大約82％的金屬間焊接覆蓋率的接頭。
31.一種用于將細焊絲焊接在基底上的焊具，該焊具包括具有一直徑的圓柱形部分；第一錐形部分，其與所述圓柱形部分的一端部連接，并相對于所述圓柱形部分的縱向軸線具有第一預定夾角；與所述第一錐形部分的一端部連接的第二錐形部分，該第二錐形部分具有i)在大約70微米和230微米之間的長度；ii)相對于所述圓柱形部分的縱向軸線成大約7°-10°的夾角；以及iii)形成在所述第二錐形部分的內側部分處并靠近其端部的內部環(huán)形斜面，該內部環(huán)形斜面具有小于大約60°的角度。
32.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，該細焊絲由工作頂端形成為具有構造體積VFAB，該構造體積由頸部體積VN、內部斜面體積VIC和擠壓體積VS組成，其中VIC為VFAB的約40％至50％，以及VFAB＝VN+VIC+VS。
33.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，所述工作頂端在焊絲和基底上的焊盤之間形成具有至少大約82％的金屬間焊接覆蓋率的接頭。
34.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約0.15-0.35％的氧化鋁、ii)大約4.95-5.35％的氧化釔和iii)大約94.3-94.9％的氧化鋯的材料形成。
35.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約18-22％的氧化鋁、ii)大約3.6-4.2％的氧化釔和iii)大約73.8-78.4％的氧化鋯的材料形成。
36.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約75％的氧化鋁、ii)大約1.36％的氧化釔和iii)大約23.64％的氧化鋯的材料形成。
37.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約91.64％的氧化鋁、ii)大約0.45％的氧化釔和iii)大約7.91％的氧化鋯的材料形成。
38.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有i)大約83.5％的氧化鋁、ii)大約0.81％的氧化釔和iii)大約為15.6％的氧化鋯的材料形成。
39.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，以重量百分比計，所述焊具由包含有大約95％的ZrO2和大約5％的Y2O3的材料形成。
40.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有大約30度至60度的總角。
41.如權利要求31所述的焊具，其特征在于，所述內部環(huán)形斜面具有大約40度的總角。
42.一種制造用于將焊絲焊接在焊盤上的焊具的方法，該方法包括以下步驟在該焊具的一端部處形成一工作頂端；在該工作頂端的一端部處形成一工作面；在該工作頂端的端部的內部處形成一具有小于60°的總角的內部環(huán)形斜面；以及在該第二環(huán)形斜面的上端處形成一基本圓柱形軸向通道。
43.一種制造用于將焊絲焊接在焊盤上的焊具的方法，該方法包括以下步驟在該焊具的一端部處形成一工作頂端；在該工作頂端的一端部處形成一工作面；在該工作頂端的端部的內部處形成一具有大約40°的總角的內部環(huán)形斜面；以及在該第二環(huán)形斜面的上端處形成一基本圓柱形軸向通道。
44.一種采用具有一工作頂端的焊具利用焊絲在焊盤上形成絲焊接接頭的方法，該方法包括以下步驟使焊絲熔融，以在該工作頂端處附近產生一焊球；利用該工作頂端將該焊球壓靠在該焊盤上；以及將該焊球形成為具有一構造體積VFAB，該構造體積由頸部體積VN、內部斜面體積VIC和擠壓體積VS組成，其中VIC為VFAB的大約40％至50％，以及VFAB＝VN+VIC+VS。
45.如權利要求44所述的方法，其特征在于，所述工作頂端在焊絲和基底上的焊盤之間形成具有至少大約82％的金屬間焊接覆蓋率的接頭。
全文摘要
一種用于將細焊絲焊接在具有非常細小間距的焊盤上的焊具。該焊具包括一位于其一端部處的工作頂端。該工作頂端包括一形成于其端部的內部處的內部環(huán)形斜面，該內部環(huán)形斜面具有小于大約60度的角度。該內部環(huán)形斜面與形成在該焊具中的一圓柱形通道的下部連接。
文檔編號H01L21/60GK1717294SQ200480000776
公開日2006年1月4日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權日2003年8月12日
發(fā)明者吉爾·佩爾貝格, 阿里·巴哈盧爾, 丹·米羅內斯庫, 摩西·阿姆薩萊姆, 約恩·布倫納 申請人:庫利克-索法投資公司