專利名稱：引線接合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種引線接合器。
背景技術(shù)：
引線接合器是一種自動裝置，用于在半導體晶片安裝到基片上以后在壓力、超聲波和熱的作用下對其進行接線。引線接合器具有夾持固定在電極尖端的毛細管。該毛細管用于將導線與半導體晶片上的接點以及基片上的接點相連并用于在兩個接點之間引導導線。通過可在水平的xy平面內(nèi)移動的連接臺以及安裝在連接臺上的搖桿實現(xiàn)毛細管在空間上的移動，電極安裝在該搖桿上，而且搖桿能在垂直的z方向上移動。
在制造導線連接時，上述連接臺和搖桿異常劇烈地被加速和制動。這些劇烈的加速導致夾持毛細管的電極尖端并由此也導致毛細管易受到不希望有的振動。毛細管只有在振動已經(jīng)逐漸減弱到微不足道的程度時才能下落在接點上。這就產(chǎn)生了等待時間，延長了接線的工作循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除或至少是降低電極尖端的振動。
一種引線接合器，包括使連接臺在兩個空間方向上移動的兩個驅(qū)動裝置。所述連接臺包括布置在其上的搖桿，該搖桿能夠借助于第三個驅(qū)動裝置在水平軸線上旋轉(zhuǎn)。其中夾持有毛細管的電極借助于凸緣安裝在所述搖桿上。依照本發(fā)明，至少一個傳感器連接到所述連接臺上，其提供表示連接臺預定振動，例如在垂直方向上的振動，的至少一個輸出信號，至少一個致動器布置所述電極的凸緣和搖桿之間，能夠使所述電極相對于所述搖桿移動。控制裝置根據(jù)所述至少一個傳感器提供的至少一個輸出信號計算出對應(yīng)所述至少一個致動器的控制信號并驅(qū)動所述至少一個致動器，從而消除或至少降低所述電極的振動。所述至少一個傳感器優(yōu)選是布置在所述搖桿上。所述至少一個傳感器優(yōu)選是加速度傳感器。壓電元件尤其適合作所述致動器。致動器的數(shù)量優(yōu)選為三個，從而使夾持在所述電極上的毛細管的尖端可在三個空間方向上移動。
附加的致動器僅需移動與所述連接臺相比具有很小質(zhì)量的電極。因此，所述致動器基本上使所述電極能夠比由連接臺驅(qū)動的情況下移動得更快。
下面根據(jù)實施例和附圖對本發(fā)明進行更詳細的說明。


附圖被結(jié)合在這一說明書中并構(gòu)成了說明書的一部分，其顯示了本發(fā)明的一個或多個實施例，附圖與詳細的描述結(jié)合在一起用于說明本發(fā)明的原理和實施方式。附圖并不是要限定本發(fā)明的保護范圍。
圖中圖1表示引線接合器的連接臺，圖2表示所述連接臺的傾翻運動，圖3，4表示搖桿，電極與其相連，其中，可借助于三個致動器使電極的位置相對于所述搖桿改變，圖5表示電極相對于搖桿水平擺動時的實例，圖6表示信號線路圖，以及圖7表示具有電極的搖桿，其中，可借助于一個致動器使電極的位置相對于所述搖桿改變。
具體實施例方式
圖1示意性地表示引線接合器連接臺1的透視圖。在這一實施例中，連接臺1是一種按照美國專利No.6460751設(shè)計的旋轉(zhuǎn)連接臺，包括往復裝置2和回轉(zhuǎn)梁4，支承在往復裝置2上的回轉(zhuǎn)梁4可繞縱軸3旋轉(zhuǎn)。引線接合器包括用于使往復裝置2沿標定為y軸的直線軸線移動的水平定位的滑板5、第一驅(qū)動裝置6和支承構(gòu)件7。可在水平軸線上旋轉(zhuǎn)的搖桿8支承在回轉(zhuǎn)梁4上，電極9在夾持導引導線的毛細管10的尖端處連接到搖桿8上。第二驅(qū)動裝置11安裝在往復裝置2上，往復裝置2使回轉(zhuǎn)梁4繞縱軸3旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)梁4以相對于y軸大約±15°的角θ旋轉(zhuǎn)。不可見的第三驅(qū)動裝置安裝在回轉(zhuǎn)梁4上，回轉(zhuǎn)梁4使搖桿8繞水平軸線旋轉(zhuǎn)。不可見的、對電極9施加超聲波的超聲波換能器連接到與毛細管10相對的電極9的末端。
連接臺1可以通過許多方式振動，由此，在結(jié)構(gòu)上，這種振動不能消除或是只有投入相當高的費用才能消除。下面，提供連接臺1一種振動的簡單實例，這種連接臺的振動可發(fā)生并導致電極9出現(xiàn)不希望有的振動。往復裝置2由空氣支承在滑板5上，同樣，回轉(zhuǎn)梁4由空氣支承在往復裝置2上?？諝廨S承的剛度有限。因此，在更高加速的情況下，空氣軸承會被劇烈加載，以使得在空氣軸承內(nèi)的空氣間隙的尺寸暫時改變。這些改變傳遞到毛細管10的尖端。圖2很夸大地顯示了這一變化，作為一個當往復裝置2在y方向以高速移動時突然被急劇制動的實例。制動時，例如可發(fā)生連接臺1向前傾翻。當出現(xiàn)在制動時的加速又降低時，連接臺1又向后傾翻，而且空氣間隙12再次均勻。這種傾翻運動肉眼是不能覺察到的。在大多數(shù)情況下，作用在空氣軸承上的載荷不僅導致單個的傾翻運動，而且還導致振幅減弱的連續(xù)的傾翻運動(來回地)，也就是引起往復裝置2的振動。這樣，所述振動是在Z方向上，也就是在與垂直方向?qū)实姆较蛏?。同樣，回轉(zhuǎn)梁4的振動也發(fā)生在其被劇烈加速時。往復裝置2和回轉(zhuǎn)梁4的振動傳遞到電極9。在采用不同于空氣軸承的軸承時也會發(fā)生不希望有的振動。
依照本發(fā)明，為了消除電極9的振動，提供可對很小的通道進行迅速調(diào)節(jié)的額外的若干致動器。這些致動器布置成盡可能地靠近毛細管10。圖3和4顯示了具有插入在電極9和搖桿8之間的三個致動器13、14和15的實施例的側(cè)視圖和俯視圖。在圖4中，因為搖桿8會遮擋對其它零件的觀察，因此搖桿8以虛線畫出。電極9包含凸緣18，以便將電極9連接到搖桿8。在歐洲專利EP934794中描述對凸緣18的一種特別合適的設(shè)計。三個致動器13、14和15被夾持在兩個盤19和20之間。盤19連接到搖桿8上。盤20連接到凸緣18上。三個致動器13、14和15中的每一個都可在幾微米的范圍內(nèi)執(zhí)行微小的調(diào)節(jié)移動，該移動與電極9的縱軸21平行對正。因此，三個致動器13、14和15能使盤20相對于盤19在兩條軸線上水平旋轉(zhuǎn)，同樣還可使兩個盤19和20之間的距離改變。從而，毛細管10的尖端可在三個空間方向的每一個上移動幾微米甚至達到10-20微米。盤19的作用也可以由搖桿8來實現(xiàn)。這樣，盤19可被省略。傳感器22連接到搖桿8上，其作用在下文說明。
當在三個致動器13、14和15上施加同樣的控制信號時，它們能使盤20在y方向上移動。當在兩個致動器13和14上施加相反的控制信號時，它們能使盤20繞縱軸23回轉(zhuǎn)運動。致動器15能使盤20在與y軸24正交并水平延伸的軸線上回轉(zhuǎn)運動。圖5顯示三個致動器13、14和15被控制信號驅(qū)動為使盤20在軸線24上水平擺動。這樣，毛細管10的尖端移動了-Δy和-Δz的距離。此外，如果在三個致動器13、14和15使盤20移動了+Δy的距離的回轉(zhuǎn)信號上疊加了調(diào)節(jié)信號，則最終的結(jié)果是毛細管10的尖端移動-Δz的距離。
如上所述，三個致動器13、14和15具有在連接臺1被加速或制動時消除或補償毛細管10的尖端振動的作用。三個致動器13、14和15優(yōu)選是壓電致動器，其中具有伸長或縮短致動器作用的電壓施加在致動器上?？蛇x擇的方案是，兩個盤19和20在張力作用下，例如通過張緊彈簧27，彼此相連，使得三個致動器13、14和15被預緊。為了檢測毛細管10的尖端的振動，至少提供一個傳感器，其輸出信號(或多個輸出信號被提供給控制裝置，該控制裝置產(chǎn)生對應(yīng)三個致動器13、14和15的控制信號。
理想的情況是，傳感器直接布置在電極9上或者可直接測定電極9尖端的振動。在技術(shù)上這種方案非常復雜。一個可選的方案是，將所述至少一個傳感器連接到連接臺1上，檢測連接臺1的振動并從中計算出對應(yīng)三個致動器13、14和15的控制信號。
圖2所示的連接臺1的往復裝置2的振動引起毛細管10尖端的振動，該振動主要表現(xiàn)為沿z方向的振動。為了補償這些振動，傳感器22優(yōu)選連接到連接臺1的搖桿8上，并直接或間接地測定參考點25(圖3)相對于z方向的位置變化或用該變化修正的量。由于搖桿8支承在回轉(zhuǎn)梁4上以及回轉(zhuǎn)梁4支承在連接臺1的往復裝置2上，因此往復裝置2的振動也被傳遞到搖桿8。往復裝置2的傾翻運動是微量的，最強烈處通常在0.1-2微米的范圍內(nèi)。在技術(shù)上，對這一微小位置變化的測定是非常復雜的。更容易測定的是產(chǎn)生的加速度。為此，傳感器22優(yōu)選是加速度傳感器，其可測定參考點25在z方向上的加速度。傳感器22的輸出信號被傳送到控制裝置26，控制裝置26從中計算出對應(yīng)三個致動器13、14和15中的每一個的控制信號并驅(qū)動三個致動器13、14和15。計算出來的控制信號使得從搖桿8傳遞到電極9的尖端或毛細管10的尖端的振動分別得到補償。
在電極9剛性地連接到搖桿8的前提下，搖桿8的振動能夠直接轉(zhuǎn)化成毛細管10的尖端的振動。當電極9沒有完全剛性地連接到搖桿8上而是具有預定程度的彈性時，則毛細管10尖端的振動必須在考慮到連接的彈性的情況下根據(jù)搖桿8的振動計算出。
在旋轉(zhuǎn)時，因為回轉(zhuǎn)梁4也要劇烈地加速并制動，因此有利的是，采用同時測定與y軸成直角方向上的加速度乃至在所有三個空間方向上的加速度的加速度傳感器。傳感器22的輸出信號被傳送到控制裝置26，控制裝置26從中計算出對三個致動器13、14和15的控制信號并驅(qū)動三個致動器13、14和15。圖6顯示了信號傳遞的示意圖，其中傳感器22提供對應(yīng)三個笛卡兒空間方向x’、y’和z’的三個加速度信號。標記x’、y’和z’意思是坐標系依搖桿8而定，并由此隨著搖桿8的移動而移動。三個致動器13、14和15的調(diào)節(jié)移動與往復裝置2(圖1)、回轉(zhuǎn)梁4和搖桿8的移動相一致。為此，還從引線接合器向控制裝置26提供往復裝置2、回轉(zhuǎn)梁4和搖桿8移動次序的信息。該信息來自例如控制和調(diào)節(jié)往復裝置2、回轉(zhuǎn)梁4和搖桿8移動和位置的位置控制器28、29和30和/或來自控制接線工作循環(huán)的軟件31。這些信息尤其是用于確定控制裝置26對傳感器22提供的加速度信號進行估算并產(chǎn)生三個致動器13、14和15的調(diào)節(jié)移動的時間。對三個致動器13、14和15的控制信號連續(xù)地根據(jù)傳感器22的輸出信號重新確定，從而使這些控制信號有效地對毛細管10尖端的振動進行補償。
圖7顯示了另一個實施例，其中通過單個致動器15可使電極9或毛細管10的尖端的z向位置相對于搖桿8而改變。搖桿8的水平旋轉(zhuǎn)軸線由附圖標記33表示。電極9的凸緣18連接到搖桿8上。此外，其上安裝有致動器15的盤20連接到搖桿8上。電極9包括連接到致動器15上的第二凸緣32。致動器15能夠進行z方向上的調(diào)節(jié)移動。傳感器22測定搖桿8在z方向上的加速度，控制裝置26從中連續(xù)地計算出校正信號，以補償在z方向上從搖桿8通過凸緣18傳遞到電極9的振動，控制裝置26相應(yīng)地控制致動器15，從而在毛細管10的尖端沒有任何振動產(chǎn)生或是至少是極大地降低了振動。
本發(fā)明并不局限于本申請中所描述的連接臺。也可以采用任何引線接合器的任何連接臺。
盡管已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的實施例和應(yīng)用，但對受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯的是，在不脫離在此的本發(fā)明構(gòu)思的情況下可做出許多比上述變化更多的改變。因此，除了在附加的權(quán)利要求和其等效說明的主旨中之外，本發(fā)明并不受到限制。
權(quán)利要求
1.一種引線接合器，包括連接臺(1)，所述連接臺(1)包括布置在其上的搖桿(8)，所述搖桿(8)可在水平軸線上旋轉(zhuǎn)，電極(9)，所述電極(9)具有用于將所述電極(9)連接到所述搖桿(8)上的凸緣(18)，被夾持在所述電極(9)中的毛細管(10)，至少一個傳感器(22)，其提供至少一個表示所述連接臺(1)的預定振動的輸出信號，至少一個布置在所述電極(9)和搖桿(8)之間的致動器(13；14；15)，所述致動器(13；14；15)能使所述電極(9)相對于所述搖桿(8)移動，以及控制裝置(26)，其從所述至少一個傳感器(22)提供的至少一個輸出信號中計算出對所述至少一個致動器(13；14；15)的控制信號并驅(qū)動所述至少一個致動器(13；14；15)，從而消除或至少降低所述電極(9)的振動。
2.如權(quán)利要求1所述的引線連接器，其特征在于，所述至少一個傳感器(22)布置在所述搖桿(8)上。
3.如權(quán)利要求1所述的引線連接器，其特征在于，所述至少一個傳感器(22)是加速度傳感器。
4.如權(quán)利要求2所述的引線連接器，其特征在于，所述至少一個傳感器(22)是加速度傳感器。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項所述的引線連接器，其特征在于，致動器(13；14；15)的數(shù)量為三個。
全文摘要
一種引線接合器，包括連接臺(1)和布置在連接臺(1)上并可在水平軸線上旋轉(zhuǎn)的搖桿(8)。具有凸緣(18)的電極(9)連接到搖桿(8)上，在所述電極(9)中夾持有毛細管(10)。至少一個傳感器(22)連接到連接臺(1)上，檢測連接臺(1)的振動，在電極(9)和搖桿(8)之間布置有至少一個致動器(13；14；15)，所述致動器能使電極(9)相對于搖桿(8)移動。控制裝置(26)根據(jù)該至少一個傳感器(22)提供的輸出信號計算出對應(yīng)該至少一個致動器(13；14；15)的控制信號并驅(qū)動該至少一個致動器(13；14；15)，從而消除或至少降低所述電極(9)的振動。該至少一個傳感器(22)優(yōu)選是布置在搖桿(8)上，而且優(yōu)選是加速度傳感器。
文檔編號H01L21/60GK1770413SQ20051010707
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者梅爾廷·梅爾策 申請人:優(yōu)利訊國際貿(mào)易有限責任公司