用于引線接合的超聲波換能器與使用超聲波換能器形成引線接合的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用耦合至換能器的接合工具來形成引線接合的方法。該方法包括以下步驟：(1)施加第一頻率的電能給該換能器的驅(qū)動(dòng)器；及(2)在施加該第一頻率的電能的同時(shí)施加第二頻率的電能給該驅(qū)動(dòng)器，該第一頻率與該第二頻率彼此不同。
【專利說明】用于引線接合的超聲波換能器與使用超聲波換能器形成引線接合的方法
[0001]本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其原申請(qǐng)是于2012年2月10日(國(guó)際申請(qǐng)日為2010年8月10日)向中國(guó)專利局提交的專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?01080035549.4，發(fā)明名稱為“用于引線接合的超聲波換能器與使用超聲波換能器形成引線接合的方法”。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本申請(qǐng)主張2009年8月12日提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/233，237號(hào)案的權(quán)益，其內(nèi)容在此并入本文以作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及引線接合機(jī)的操作，且更特定地涉及改進(jìn)的超聲波換能器及與引線接合的形成相關(guān)聯(lián)的操作超聲波換能器的方法。

【背景技術(shù)】
[0005]在半導(dǎo)體元件的加工及封裝中，引線接合仍舊是在封裝內(nèi)的兩個(gè)位置之間(例如，半導(dǎo)體管芯的管芯焊盤與導(dǎo)線架的導(dǎo)線之間)提供電氣互連的主要方法。更特別地是，使用引線接合器(亦稱為引線接合機(jī))，線弧在將被電氣互連的個(gè)別位置之間形成。引線接合機(jī)也可用以形成導(dǎo)電凸塊(凸塊可與、或可不與線弧共同使用)。
[0006]一示范性的公知引線接合順序包括:(I)在延伸自接合工具的引線一端上形成線尾結(jié)球；(2)使用該線尾結(jié)球在半導(dǎo)體管芯的管芯焊盤上形成第一接合；(3)在該管芯焊盤與導(dǎo)線架的導(dǎo)線之間延伸一段呈預(yù)定形狀的引線；(4)將該引線縫焊至該導(dǎo)線架的該導(dǎo)線 '及(5)切斷該引線。在形成(a)線弧的端點(diǎn)與(b)接合位置(例如，管芯焊盤、導(dǎo)線等)之間的接合中，不同類型的接合能量可被使用，包括，例如，超聲波能量、熱超聲波能量、熱壓縮能量等。
[0007]美國(guó)專利第5,595,328 號(hào)案(名稱為 “SELF ISOLATING ULTRASONICTRANSDUCER”)；第 5,699,953 號(hào)案(名稱為 “MULTI RESONANCE UNIBODY ULTRASONICTRANSDUCER”)；第 5，8別，834 號(hào)案(名稱為 “MULT1-FREQUENCY ULTRASONIC WIRE BONDERAND METHOD”)；及第 7，137，543 號(hào)案(名稱為 “INTEGRATED FLEXURE MOUNT SCHEME FORDYNAMIC ISOLAT1N OF ULTRASONIC TRANSDUCERS”)與超聲波換能器有關(guān)且以上申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此并入本文以作為參考。超聲波接合能量典型地使用其中附接有接合工具的超聲波換能器來施加。該換能器通常包括驅(qū)動(dòng)器，諸如，壓電元件(例如，壓電晶體、壓電陶瓷等)的疊置體。電能施加給驅(qū)動(dòng)器，且轉(zhuǎn)換電能成為機(jī)械能，從而以刷磨動(dòng)作移動(dòng)接合工具尖端。此接合工具尖端的刷磨動(dòng)作通常為沿著換能器的縱軸的線性移動(dòng)。
[0008]提供與引線接合機(jī)共同使用的改進(jìn)的換能器，及使用換能器形成引線接合的改進(jìn)方法將是所期待的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]依據(jù)本發(fā)明的一示范性實(shí)施例，一種使用耦合至換能器的接合工具來形成引線接合的方法被提供。該方法包括以下步驟:(I)施加第一頻率的電能給該換能器的驅(qū)動(dòng)器 '及
(2)在施加該第一頻率的電能的同時(shí)施加第二頻率的電能給該驅(qū)動(dòng)器，該第一頻率與該第二頻率彼此不同。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，另一種使用耦合至換能器的接合工具來形成引線接合的方法被提供。該方法包括以下步驟:(I)施加第一頻率的電能給該換能器的驅(qū)動(dòng)器以在第一方向上驅(qū)動(dòng)該接合工具的尖端 '及(2)施加第二頻率的電能給該驅(qū)動(dòng)器以在第二方向上驅(qū)動(dòng)該接合工具的尖端，該第一方向不同于該第二方向。
[0011]依據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，在引線接合操作中使用的換能器被提供。該換能器包括經(jīng)配置以支撐接合工具的細(xì)長(zhǎng)本體部分。該換能器還包括用以提供振動(dòng)給該細(xì)長(zhǎng)本體部分的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)壓電元件，各所述多個(gè)壓電元件被分成至少兩個(gè)彼此電氣隔離的區(qū)域。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，在引線接合操作中使用的換能器被提供。該換能器包括經(jīng)配置以支撐接合工具的細(xì)長(zhǎng)本體部分。該換能器還包括用以提供振動(dòng)給該細(xì)長(zhǎng)本體部分的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器經(jīng)配置以接收電能及提供該接合工具的尖端的非線性刷磨。
[0013]依據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，在引線接合操作中使用的換能器被提供。該換能器包括經(jīng)配置以支撐接合工具的細(xì)長(zhǎng)本體部分。該換能器還包括用以提供振動(dòng)給該細(xì)長(zhǎng)本體部分的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)經(jīng)配置以在電能施加之后在第一方向上變形的壓電元件，及至少一個(gè)經(jīng)配置以在電能施加之后在第二方向上變形的壓電元件，該第一方向與第二方向彼此不同。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明從以下結(jié)合附圖閱讀的詳細(xì)說明中獲得最佳理解。需強(qiáng)調(diào)的是，依據(jù)慣例，附圖的各種不同特征未依比例來繪制。相反，為了清晰起見，各種不同特征的尺寸被任意變形或縮小。附圖中包括下列諸圖:
[0015]圖1是有助于解釋本發(fā)明的各種不同的示范性實(shí)施例的引線接合機(jī)的換能器及相關(guān)組件的立體圖；
[0016]圖2A-2B是依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，使用在換能器中的壓電元件的立體正視圖及后視圖；
[0017]圖2C是圖2A-2B的壓電元件的正視圖；
[0018]圖2D是依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，與換能器共同使用的薄片電極的正視圖；
[0019]圖3A-3C及圖4A是依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，使用在換能器中的壓電元件疊置體的方塊圖；
[0020]圖4B是使用依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的換能器被引線接合的元件的一部分的方塊圖；
[0021]圖4C包括依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例可用于換能器的壓電元件的多個(gè)方塊圖；
[0022]圖4D-4J是依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可用于換能器中的壓電元件疊置體的方塊圖；
[0023]圖5A-5B是依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可使用在換能器中的另一壓電元件疊置體的視圖；
[0024]圖6A-6B是依據(jù)本發(fā)明的其他示范性實(shí)施例，可使用在換能器中的壓電元件疊置體的其他組態(tài)的二視圖；且
[0025]圖7A-7C是依據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的接合工具尖端的刷磨圖形的示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明涉及與引線接合操作共同使用的換能器的操作及/或設(shè)計(jì)的各種不同改良。依據(jù)本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，引線接合機(jī)的超聲波換能器以兩種或兩種以上模式同時(shí)運(yùn)作(即電能的兩種或兩種以上頻率同時(shí)施加于該換能器的驅(qū)動(dòng)器)。同時(shí)施加多個(gè)頻率可導(dǎo)致接合工具的尖端產(chǎn)生非線性刷磨。例如，非線性振動(dòng)圖形可以是李薩如(Lissajous)型圖形，諸如，圓形圖形、橢圓形圖形或網(wǎng)目形圖形。刷磨圖形可以是平面的(即在接合高度上是大致為平面)或三維的(即在接合高度上為非平面)。
[0027]此換能器的示范性技術(shù)是分割壓電元件(例如，晶體)的個(gè)別電極，從而在每一元件中形成至少兩個(gè)電氣隔離區(qū)。例如，利用分割作用，壓電元件疊置體可在其特定操作頻率下提供有效的激勵(lì)以密切配合獨(dú)立的振動(dòng)模式形狀。例如，搖擺彎曲模式在接合工具的尖端產(chǎn)生沿著引線接合機(jī)的X軸的刷磨，且縱向模式在接合工具的尖端產(chǎn)生沿著該引線接合機(jī)的Y軸的刷磨。該換能器也可僅藉由在此等操作模式/頻率的任一者下運(yùn)作而提供一維的獨(dú)立或連續(xù)移動(dòng)。
[0028]透過本文所提供的本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，多向的(即非線性的)振動(dòng)刷磨能量施加給接合工具的尖端，從而導(dǎo)致鄰接于焊接表面的接合區(qū)域較少變形或被間接損傷。相較于公知技術(shù)，多向刷磨動(dòng)作可能導(dǎo)致在X及Y接合平面方向上產(chǎn)生更均勻的焊球，以及就特定焊球尺寸而言更高的單位面積抗剪強(qiáng)度。多向刷磨動(dòng)作還可能在對(duì)刷磨方向上對(duì)焊盤濺開損傷(例如，尤其是鋁焊盤上的銅線接合)尤其敏感的引線接合應(yīng)用方面有益。也就是說，使用多向刷磨，焊盤濺開可更平均地分布到引線接合(例如，球焊)周圍。
[0029]此外，本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例在多個(gè)方向中的一個(gè)選擇方向上提供獨(dú)立的一維振動(dòng)能量，以便例如與元件幾何結(jié)構(gòu)，諸如，引線或引腳對(duì)齊。藉由提供這樣的依接合位置而定的所期望方向(例如，依接合位置的形狀而定來選擇方向)上的一維振動(dòng)能量而與元件幾何結(jié)構(gòu)，諸如，引線或引腳對(duì)齊，易于提供更連貫的能量遞送，且易于減少來自特定元件的諧振效應(yīng)。
[0030]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，超聲波換能器100的立體圖被提供(其中換能器100具有沿軸“A”延伸的細(xì)長(zhǎng)本體部分)。換能器100包括用以安裝換能器100至一引線接合機(jī)的接合頭的安裝凸緣102a及102b。壓電元件104a、104b、104c、104d(例如，壓電晶體、壓電陶瓷等)在由換能器100的本體部分界定的孔中排列成疊置體。壓電元件104a、104b、104c及104d的疊置體是用于換能器100的驅(qū)動(dòng)器。該等兀件被導(dǎo)電薄片電極106a、106b、106c及106d隔開。特定頻率的電能施加給端子108a及108b (例如，108a是正極端子且108b是負(fù)極端子)，從而施加電能給薄片電極106a、106b、106c及106d。該特定頻率的電能施加使元件膨脹及收縮，從而導(dǎo)致接合工具110的尖端IlOa沿軸“A”(例如，引線接合機(jī)的Y軸)刷磨。然而，在某些應(yīng)用中，相對(duì)于公知的單向(Y軸)刷磨，期望在為換能器選擇多方向刷磨方面具有更多靈活性。在其他應(yīng)用中，期望依接合位置(例如，接合焊盤、導(dǎo)線等)的形狀/組態(tài)而定來改變刷磨方向。盡管圖1示出了具有用以容置驅(qū)動(dòng)器(晶體疊置體)的孔的“單件”型換能器，除此之外，本發(fā)明的教示還可應(yīng)用于其他換能器設(shè)計(jì)，諸如，“角狀”型換能器(例如，其中驅(qū)動(dòng)器被提供在遠(yuǎn)離接合工具尖端的換能器本體的一端)。
[0031 ] 圖2A是元件204a的立體正視圖，且圖2B是元件204a的立體后視圖。元件204a的前表面為正電極(例如，由一材料(諸如，舉例來說，除了其他材料以外，還有銀、鎳)形成的導(dǎo)電電極)，且元件204a的后表面為負(fù)電極。對(duì)照于圖1中所示出的元件104a、104b、104c及104d，元件204a的正電極被凹口 /凹槽204a3分為兩部分，且元件204a的負(fù)電極被凹口 /凹槽204b3分為兩部分。因此，正電極被分成兩個(gè)電氣隔離區(qū)204al及204a2，且負(fù)電極被分成兩個(gè)電氣隔離區(qū)204bl及204b2。因此，電能可透過兩個(gè)電氣隔離路徑(即介于區(qū)域204al與204bl之間的第一路徑，及介于區(qū)域204a2與204b2之間的第二路徑)施加給元件。在下文中將加以解釋的是，壓電元件分成電氣隔離區(qū)使得多個(gè)頻率的電能的施加能在一特定時(shí)間被施加給驅(qū)動(dòng)器，從而在接合工具的尖端產(chǎn)生所期望的刷磨動(dòng)作。
[0032]圖2C是元件204a的正視圖。圖2D是電極206a的正視圖，電極206a可定位于換能器的孔中的疊置體中相鄰的壓電元件之間。類似于元件204a，薄片電極206a被分成兩個(gè)電氣隔離區(qū)。在圖2D中，絕緣區(qū)206a3將導(dǎo)電區(qū)206al與導(dǎo)電區(qū)206a2分開。
[0033]圖3A是一俯視方塊圖，示出了可排列在換能器的孔中的壓電元件疊置體(類似于圖1中的換能器100的孔中的元件104a、104b、104c及104d的排列)。該疊置體包括圖2A-2C中的元件204a，及三個(gè)類似元件204b、204c及204d。元件204a、204b、204c及204d中的每一元件各自的電極如同每一元件的中央?yún)^(qū)域處所示出地被劃分。該疊置體還包括圖2D中的薄片電極206a，以及薄片電極206b、206c、206d及206e。在此特定組態(tài)中，僅正薄片電極被分裂(即206a及206c)，且負(fù)薄片電極全部電氣接合在一起(例如，接地)。圖3B及圖3C是圖3A的疊置體可如何連接至電信號(hào)的兩個(gè)不同范例。特別參照?qǐng)D3B，第一頻率fl電耦合至該疊置體的右手部分，而第二頻率f2電耦合至該疊置體的左手部分。當(dāng)然，fl及f2可以是給予該應(yīng)用、換能器及所期望的刷磨的任何所期望的頻率。Π及f2的示范性頻率為115Khz及120Khz。如圖3B中所示，頻率fI的正連接(+fl)電耦合至薄片電極206a及206c的右手部分。同樣，頻率fl的負(fù)連接(-fl)電耦合至薄片電極206b、206d及206e。頻率f2的正連接(+f2)電耦合至薄片電極206a及206c的左手部分。同樣，頻率f2的負(fù)連接(_f2)電耦合至薄片電極206b、206d及206e。藉由同時(shí)施加此二頻率fl、f2給各自的壓電元件區(qū)，非線性刷磨在耦合至換能器的接合工具尖端被施加。
[0034]圖3C是圖3A的晶體疊置體的另一示范性組態(tài)。對(duì)照于圖3B，頻率fI及f2 (+fl/f2、-fl/f2)經(jīng)由電極施加給該等晶體的左手區(qū)域及右手區(qū)域。頻率為fl及f2的此等電信號(hào)被同時(shí)施加；然而，信號(hào)的相位組態(tài)可被改變以得到所期望的結(jié)果。例如，在壓電元件的兩個(gè)區(qū)域(即左手及右手區(qū)域)上頻率為fl的信號(hào)可能是彼此同相的；然而，在該等元件的兩個(gè)區(qū)域(即左手及右手區(qū)域)上頻率為f2的信號(hào)可能是彼此反相的(例如，彼此相位相差180度)以得到所期望的結(jié)果。如同圖3B，此組態(tài)可提供接合工具的尖端的非線性刷磨，諸如李薩如型刷磨動(dòng)作。
[0035]圖4A示出換能器中的壓電元件的另一示范性組態(tài)。在此范例中，該等元件被提供成使得它們?cè)诓煌姆较蛏献冃?例如，膨脹、失真、扭曲等)。在此范例中，元件404a及404b (圖4A中的上面兩個(gè)壓電元件)變形使得它們共同提供了接合工具的尖端在第一方向(例如，y方向(Y向移動(dòng)))上的刷磨，且元件404c及404d(圖4A中的下面兩個(gè)壓電元件)經(jīng)配置以提供接合工具的尖端在不同于該第一方向的第二方向(例如，X方向(X向移動(dòng)))上的刷磨。施加于壓電元件組的頻率(即頻率fl及f2)可以是不同的或它們可以是相同的。
[0036]在以下有關(guān)于圖4A-4J (且亦適用于其他示圖)的說明中，應(yīng)理解的是一特定方向上的壓電元件變形(例如，膨脹、失真等)不一定等同于接合工具的尖端在此方向上的刷磨。而是，使用在不同方向上變形的壓電元件(例如，結(jié)合其他特征，諸如，分裂壓電元件，分裂壓電元件電極等)有效地使換能器能夠在所期望的模式下運(yùn)作。例如，藉由施加換能器(此換能器的單一驅(qū)動(dòng)器)所固有的兩個(gè)諧振頻率的電能，該接合工具尖端的所期望的非線性刷磨動(dòng)作可被實(shí)現(xiàn)。應(yīng)了解的是兩個(gè)諧振頻率的電能可施加給該驅(qū)動(dòng)器的不同部分(例如，在不同方向上變形的元件)，如本文所說明及描述的那樣。
[0037]在所示出的范例中，上方兩個(gè)壓電元件共同提供該接合工具尖端的Y向刷磨(即沿圖1中所示的軸“A”)，而下方兩個(gè)壓電元件共同提供該接合工具尖端的X向刷磨(即垂直于圖1中所示的軸“A”)。應(yīng)理解的是在此范例中，元件404a可能自身不提供Y向刷磨，但是元件404a及404b可共同有效地激發(fā)該換能器的Y向刷磨振動(dòng)模式。此外，應(yīng)理解的是刷磨方向不限于X向及Y向(其中X方向與Y方向彼此垂直)而是可以是任意兩個(gè)彼此不同的方向。當(dāng)然，在許多公知的引線接合應(yīng)用中，管芯上的接合焊盤及導(dǎo)線架上的相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線易于沿著X軸及Y軸中的任一軸而對(duì)準(zhǔn)，所以這樣的配置可能是尤為理想的。
[0038]圖4B示出示范性半導(dǎo)體元件410 (例如，半導(dǎo)體管芯410、導(dǎo)線架410等)的一部分。元件410包括第一多個(gè)排成一行的接合位置410a(例如，接合焊盤410a、導(dǎo)線410a等)及第二多個(gè)排成一列、大體垂直于接合位置410a的行的接合位置410b (例如，接合焊盤410b、導(dǎo)線410b等)。從圖4B中可以清楚看出，接合位置410a、410b的形狀不是方形，而是矩形。在這樣的情況下，可能需要使用依特定接合位置的形狀而定的刷磨動(dòng)作在接合位置410a、410b上形成引線接合。也就是說，當(dāng)接合一部分引線到接合位置410a時(shí)(例如，形成一線弧的一引線接合，諸如，該線弧的第一接合或第二接合)，可能想要配置該換能器以使其提供接合工具尖端沿Y軸的刷磨(例如，參見圖例)。同樣，當(dāng)接合一部分引線到接合位置410b時(shí)，可能需要配置該換能器以使其提供接合工具尖端沿X軸的刷磨。
[0039]當(dāng)然，接合位置的形狀不是改變刷磨方向的唯一理由。另一示范性理由與管芯焊盤濺開或相關(guān)問題有關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，半導(dǎo)體元件制造者繼續(xù)努力減小元件尺寸，且正因如此，他們努力減小接合位置之間(例如，相鄰的管芯焊盤之間)的間隔。然而，以此方式減小接合位置之間的間隔增加了造成電氣短路的焊盤濺開的可能性。這樣的焊盤濺開致短路的可能性，在例如當(dāng)銅線被用以形成引線接合時(shí)由于銅的加工硬化的緣故而變得更糟。再次參照?qǐng)D4B，當(dāng)接合一部分引線到接合位置410a時(shí)，可能需要配置該換能器以提供接合工具尖端沿Y軸的刷磨，使得該刷磨不在相鄰接合位置410a的方向上(接合位置410a沿X軸排成一行)，從而降低焊盤濺開在相鄰接合位置410a處的可能性。同樣，當(dāng)接合一部分引線到接合位置410b時(shí)，藉由配置該換能器以使其提供接合工具尖端沿X軸的刷磨，使得該刷磨不在相鄰接合位置410b的方向上(接合位置410b沿Y軸排列成一列)，降低了焊盤濺開在相鄰接合位置410b處的可能性。
[0040]現(xiàn)在參照?qǐng)D4A中的電氣連接，第一頻率fl的正連接提供給元件404a與404b之間的正電極(即圖4A中標(biāo)記為406a的電極)，且第一頻率fl的負(fù)連接提供給元件404a及404b的負(fù)電極(即藉由接合負(fù)電極至地線)。同樣，第二頻率f2的正連接提供給元件404c與404d之間的正電極(即圖4A中標(biāo)記為406c的電極)，且第二頻率f2的負(fù)連接提供給元件404c及404d的負(fù)電極(即藉由接合負(fù)電極至地線)。當(dāng)然，兩頻率的負(fù)連接可接合在一起，且接地，如所示出的那樣(即對(duì)電極406b、406d及406e的連接可接合在一起，且若需要的話?cǎi)詈现恋鼐€)。
[0041]在圖4A中，頻率信號(hào)fl被標(biāo)記為flT1，且頻率信號(hào)f2被標(biāo)記為f2T2，其中“T”為時(shí)間。這是因?yàn)轭l率為fl及f2的電信號(hào)可以不是同時(shí)施加。當(dāng)然，該等信號(hào)可能同時(shí)施力口，但是在目前描述的范例中，它們是被連續(xù)施加的，如將在下文的操作順序中所描述的那樣。
[0042]現(xiàn)在一示范性非限制性操作順序針對(duì)圖4A而加以描述。在此示范性應(yīng)用中，讓我們假定我們正在接合一公知的管芯(接合焊盤圍繞該管芯外圍呈方形配置)之間的線弧。在這樣的范例中，線弧可在兩個(gè)方向中的一方向上，也就是說，沿X軸或Y軸延伸?？赡芟Ｍ豖軸形成的線弧的引線接合(例如，第一接合及/或第二接合)隨著X軸刷磨(X向移動(dòng))而形成，且沿Y軸形成的線弧的引線接合隨著一 Y軸刷磨(Y向移動(dòng))而形成?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4A，當(dāng)沿Y軸形成第一組線弧時(shí)，頻率為fl的電能在Tl時(shí)刻(即flT1)施加。如上文所述，此電能施加如期望地引起接合工具尖端的Y向刷磨。在該第一組線弧形成之后，第二組線弧將沿X軸形成。在此第二組線弧形成過程中，頻率為f2的電能在T2時(shí)刻(即f2T2)施加。如上文所述，此電能施加如期望地引起接合工具尖端的X軸刷磨。盡管此范例已與分別沿X軸及Y軸形成的兩組線弧相關(guān)聯(lián)而加以描述，其他選替方式也被考慮。例如，多于兩組線弧可形成(例如，使用Π沿Y軸形成第一線弧，接著使用f2沿X軸形成線弧，再次使用Π沿Y軸形成線弧，等)。而且，工具尖端刷磨的方向可能不僅限于X軸或Y軸刷磨。例如，附加的或不同的刷磨是可能的(例如，藉由提供以相同頻率或不同頻率在不同方向上變形的晶體以產(chǎn)生附加的或不同的工具尖端刷磨方向)。
[0043]而且，在單一引線接合(例如，球焊、縫焊等)形成期間，沿一個(gè)方向以上的刷磨可被加以應(yīng)用。例如，在形成相同的引線接合期間，沿X軸的刷磨可被使用，之后為沿Y軸的刷磨。當(dāng)然，其他刷磨方向也被考慮。
[0044]應(yīng)理解的是用以產(chǎn)生第一刷磨及第二刷磨的壓電元件的順序可能不同于圖4A中所示出的那樣。更特別地是，在圖4A中，上方兩個(gè)元件(404A、404B)共同產(chǎn)生Y軸刷磨，且下方兩個(gè)元件(404C、404D)產(chǎn)生X軸刷磨。然而，本發(fā)明未如此設(shè)限。壓電元件的任何組合可用以產(chǎn)生所期望的刷磨(例如，第一元件及第三元件可產(chǎn)生第一刷磨，而第二元件及第四元件可產(chǎn)生不同的第二刷磨)。同樣，不同數(shù)目的壓電元件可被提供在換能器中。
[0045]此外，雖然未在圖4A中示出，若欲得到一特定結(jié)果，則圖4A的組態(tài)中的壓電元件電極可如同圖3A中所示的元件204a、204b、204c、240d被分裂。而且，在Tl = T2的情況下，多個(gè)頻率的電能可同時(shí)被施加(而不是順序施加)。而且，多個(gè)頻率的電能可施加給每一組晶體，在某些頻率之間有相移或無相移。
[0046]如上文依據(jù)圖4A所提供的那樣，特定壓電元件疊置體(其中該疊置體是諸如圖1中的換能器100的換能器的單一驅(qū)動(dòng)器)中的壓電元件被提供以使得它們?cè)诓煌较蛏献冃巍D4C示出四個(gè)元件420、422、424及426。元件420是示出僅供參考的非激勵(lì)狀態(tài)壓電元件。元件422是在y方向上變形(例如，沿引線接合機(jī)的Y軸在y方向上膨脹)的壓電元件，且因此在電能施加期間，該元件在I方向上變形而包括變形區(qū)域422a及422b。元件424是在X方向上變形(例如，沿引線接合機(jī)的X軸在X方向上膨脹)的壓電元件，且因此在電能施加期間，該元件在X方向上變形而包括變形區(qū)域424a及424b。元件426是在XY剪切方向上變形(例如，在引線接合機(jī)的XY剪切方向上變形)的壓電元件，且因此在電能施加期間，該元件在XY剪切方向上變形而包括變形區(qū)域426a及426b。元件426還示出一示范性極性及由元件426中的一箭頭標(biāo)示的相對(duì)應(yīng)的XY剪切變形方向。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的是，在不同方向上變形的壓電元件可組合在換能器的單一驅(qū)動(dòng)器中(例如，單一壓電元件疊置體中)。為了提供所期望的效果(例如，接合工具尖端的特定的非線性刷磨，為形成某些引線接合而在第一方向上產(chǎn)生的選擇性的線性刷磨，且為形成其他引線接合而在第二方向上產(chǎn)生的選擇性的線性刷磨)，各種不同特征可被改變，例如:換能器設(shè)計(jì)；包括在不同方向上變形的壓電元件的驅(qū)動(dòng)器；同時(shí)施加多個(gè)頻率給驅(qū)動(dòng)器壓電元件；連續(xù)施加多個(gè)頻率；分裂壓電元件電極；等等。
[0047]圖4D-4J示出多個(gè)組合了在不同方向上變形的壓電元件的示范性組態(tài)。在圖4D-4J中，標(biāo)記為“Y”的壓電元件是經(jīng)配置以在y方向上變形的元件，且標(biāo)記為“XY剪切”的壓電元件是經(jīng)配置以在XY剪切方向上變形的元件。除非另外指出，否則在圖4D-4J中所示出的任何范例中，頻率為fl及f2的電能可根據(jù)需要而被同時(shí)、單獨(dú)及/或連續(xù)提供以實(shí)現(xiàn)所期望的接合工具尖端刷磨。圖4D-4J中所示出的壓電元件疊置體組態(tài)可被加以使用，例如，實(shí)現(xiàn)所期望的非線性工具尖端刷磨、選擇性線性工具尖端刷磨(在同一引線接合中，對(duì)某些接合位置沿X軸刷磨，且對(duì)其他接合位置沿Y軸刷磨，沿X與y方向中的一方向連續(xù)刷磨，且接著沿X與y方向中的另一方向連續(xù)刷磨)等。
[0048]圖4D示出在一包括由元件434a (在XY剪切方向上變形的壓電元件)、元件434b (在Y方向上變形的壓電元件)、元件434c(在Y方向上變形的壓電元件)及元件434d (在XY剪切方向上變形的壓電元件)組成的疊置體的換能器中使用的驅(qū)動(dòng)器，其中元件434a、434b被薄片電極436a隔開；元件434b、434c被薄片電極436b隔開；元件434c、434d被薄片電極436c隔開；薄片電極436d與元件434d相鄰；且薄片電極436e與元件434a相鄰。頻率fl、f2的正連接(+fl/f2)提供給元件434a及434b的正電極(即圖4D中被標(biāo)記為436a的薄片電極)及元件434c及434d的正電極(即圖4D中被標(biāo)記為436c的薄片電極)。頻率fl、f2的負(fù)連接(_fl/f2)提供給元件434a、434b、434c及434d的負(fù)電極(即圖4D中被標(biāo)記為436b、436d及436e的薄片電極)，且可依需要接地。依需要,頻率為fl及f2的電能可依需要而被同時(shí)、單獨(dú)及/或連續(xù)提供，以實(shí)現(xiàn)所期望的接合工具尖端刷磨。圖4D中所示出的壓電元件疊置體組態(tài)可被加以使用，例如，實(shí)現(xiàn)所期望的非線性工具尖端刷磨、選擇性線性工具尖端刷磨(即對(duì)某些接合位置沿X軸刷磨，且對(duì)其他接合位置沿y軸刷磨)等。
[0049]圖4E示出在包括由壓電元件444a、444b、444c及444d組成的疊置體的換能器中使用的驅(qū)動(dòng)器，其中元件444a、444b被薄片電極446a隔開；元件444b、444c被薄片電極446b隔開；元件444c、444d被薄片電極446c隔開;薄片電極446d與元件444d相鄰；且薄片電極446e與元件444a相鄰。元件444b、444c的電極被分裂，且薄片電極446b為分裂薄片電極。頻率fl、f2的正連接(+fl/f2)提供給薄片電極446a、446c。頻率fl、f2的負(fù)連接提供給電極446d、446e、薄片電極446b的左手部分，及薄片電極446b的右手部分，其中負(fù)連接可根據(jù)需要接地。在這樣的范例中，薄片電極446b是以允許從壓電元件的任一端流入的獨(dú)立電流流動(dòng)的個(gè)別地線被分裂。
[0050]圖4F示出在包括由壓電元件454a、454b、454c及454d組成的疊置體的換能器中使用的驅(qū)動(dòng)器，其中兀件454a、454b被薄片電極456a隔開；兀件454b、454c被薄片電極456b隔開；兀件454c、454d被薄片電極456c隔開；薄片電極456d與兀件454d相鄰；且薄片電極456e與兀件454a相鄰。兀件454b、454c的電極被分裂,且薄片電極456b為分裂電極。頻率fl、f2的正連接(+fl/f2)提供給薄片電極456a、456c及分裂薄片電極456b的右手部分。頻率fl、f2的負(fù)連接(-Π/Π2)提供給薄片電極456d、456e及薄片電極456b的左手部分，其中負(fù)連接可依需要接地。在此范例中，元件454c的右側(cè)(正及負(fù))電極的短路大致消除了 fl/f2模式的輸出。
[0051]盡管所描述的實(shí)施例至此已包括驅(qū)動(dòng)器疊置體中的4個(gè)壓電元件(例如，壓電晶體、壓電陶瓷等)，本發(fā)明并未如此設(shè)限。實(shí)際上，任何數(shù)目的元件可包括在一驅(qū)動(dòng)器中，如特定應(yīng)用中所需要的。在圖4G-4J中，八個(gè)壓電元件設(shè)提供在每一驅(qū)動(dòng)器疊置體中。在圖4G-4J中，無一元件的電極被分裂，且無一電極被分裂；然而，應(yīng)理解的是在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，依需要此種元件的電極可被分裂，且此種電極可被分裂。
[0052]圖4G 示出在包括由壓電元件 464a、464b、464c、464d、464e、464f、464g 及 464h 組成的疊置體的換能器中使用的驅(qū)動(dòng)器。元件464a、464b被薄片電極466a隔開；元件464b、464c被薄片電極466b隔開；兀件464c、464d被薄片電極466c隔開；兀件464d、464e被薄片電極466d隔開；兀件464e、464f被薄片電極466e隔開；兀件464f、464g被薄片電極466f隔開；兀件464g、464h被薄片電極466g隔開；薄片電極466h與兀件464h相鄰；且薄片電極466?與元件464a相鄰。頻率fl、f2的正連接(+fl/f2)提供給薄片電極466a、466c、466e及466g。頻率fl、f2的負(fù)連接(-fl/f2)提供給薄片電極466b、4d6d、466f、466h及466?,其中負(fù)連接可依需要接地。
[0053]圖狃示出在包括由壓電元件474&、47413、474(3、474(1、4746、474€、4748及 47411組成的疊置體的換能器中使用的驅(qū)動(dòng)器。元件474a、474b被薄片電極476a隔開；元件474b、474c被薄片電極476b隔開；元件474c、474d被薄片電極476c隔開；元件474d、474e被薄片電極476d隔開；元件474e、474f被薄片電極476e隔開；元件474f、474g被薄片電極476f隔開；元件474g、474h被薄片電極476g隔開；薄片電極476h與元件474h相鄰；且薄片電極476i與元件474a相鄰。頻率fl、f2的正連接(+fl/f2)提供給薄片電極476Aa、476c、476e及476g。頻率fl、f2的負(fù)連接(+-fl/f2)供給薄片電極47613、476(1、476€、47611及476丨，其中負(fù)連接可依需要接地。
[0054]圖41示出在使用在包括由壓電元件484a、484b、484c、484d、484e、484f、484g及484h組成的疊置體的換能器中使用的驅(qū)動(dòng)器。元件484a、484b被薄片電極486a隔開；元件484b>484c被薄片電極486b隔開；元件484c、484d被薄片電極486c隔開；元件484d、484e被薄片電極486d隔開；元件484e、484f被薄片電極486e隔開；元件484f、484g被薄片電極486f隔開；元件484g、484h被薄片電極486g隔開;薄片電極486h與元件484h相鄰；且薄片電極486i與元件484a相鄰。頻率fl、f2的正連接(+fl/f2)提供給薄片電極486a、486c、486e 及 486g。頻率 fl、f2 的負(fù)連接(_fl/f2)提供給薄片電極 486b、486d、486f、486h及486i，其中負(fù)連接可依需要接地。
[0055]圖4J示出在使用在包括由壓電元件494a、494b、494c、494d、494e、494f、494g及494h組成的疊置體的換能器中的驅(qū)動(dòng)器。元件494a、494b被薄片電極496a隔開；元件494b>494c被薄片電極496b隔開；元件494c、494d被薄片電極496c隔開；元件494d、494e被薄片電極496d隔開；元件494e、494f被薄片電極496e隔開；元件494f、494g被薄片電極496f隔開；兀件494g、494h被薄片電極496g隔開；薄片電極496h與兀件494h相鄰；且薄片電極496i與元件494a相鄰。頻率fI的正連接(+fl)提供給電極496a及496g。頻率f2的正連接(+f2)提供給薄片電極496c及496e。頻率fl、f2的負(fù)連接(_fl/f2)提供給薄片電極496b、496d.496f.496h及496i，其中負(fù)連接可依需要接地。
[0056]本發(fā)明的某些層面已與具有分裂電極(諸如圖2A-2C及圖3A-3C)的壓電元件相關(guān)聯(lián)而加以描述，但壓電元件本體未被分裂。然而，在本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例中，整個(gè)壓電元件本體可被分裂成兩個(gè)(或兩個(gè)以上)塊。例如，在圖5A-5B中所提供的圖示中，每一壓電元件已被分裂(如每一元件上的實(shí)中央線所標(biāo)示者)。也就是說，元件304a已被分為304al及304a2，等等。此外，每一元件的左手部分已被“翻轉(zhuǎn)”過來。例如，元件部分304al (及元件部分304bl、304cl及304dl)已被翻轉(zhuǎn)。因此，從圖5A中的極性標(biāo)記(“ +，，與符號(hào))看，清楚的是每一壓電元件的右手部分相較于每一元件的左手部分被反轉(zhuǎn)。圖5B還示出針對(duì)圖5A的疊置體的一示范性電氣連接，藉此fl及f2的正連接(+fl/f2)耦合至兩個(gè)薄片電極(306a、306c)，而fl及f2的負(fù)連接(_fl/f2)耦合至其他電極(若需要的話，經(jīng)由接地連接，耦合至306b、306d及306e)。因此，在此范例中，兩個(gè)頻率的電能被同時(shí)提供。無論如何，圖5A-5B中所示出的組態(tài)提供一非線性刷磨給接合工具尖端。
[0057]圖6A及圖6B為結(jié)合了某些前述概念的本發(fā)明其他示范性實(shí)施例。特別參照?qǐng)D6A，上方兩個(gè)壓電元件是被分裂的(左手部分被翻轉(zhuǎn))。第一頻率fl(例如，115kHz)被施加且在第一方向上(例如，沿X軸)產(chǎn)生工具尖端刷磨。下方兩個(gè)壓電元件為標(biāo)準(zhǔn)元件(即它們未被分裂，且它們的電極未被分裂)，且第二頻率f2(例如，120kHz)被施加且在第二方向上(例如，沿Y軸)產(chǎn)生工具尖端刷磨。此配置可能具有某些益處，例如，其完全解耦Π及f2模式(即反電動(dòng)勢(shì)(EMF)在每一情況下抵消)。更特別地是，當(dāng)上部以頻率fl驅(qū)動(dòng)，下方壓電元件在fl下將不會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)電荷，因?yàn)楫?dāng)晶體的左側(cè)變形而與壓電元件的右側(cè)異相時(shí)電荷抵消。當(dāng)?shù)撞恳灶l率f2驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于左側(cè)與右側(cè)同相移動(dòng)時(shí)電荷抵消，在f2下的反電動(dòng)勢(shì)在頂部?jī)蓚€(gè)壓電元件中抵消。
[0058]圖6B是又一示范性組態(tài)。在圖6B中，上方壓電元件如在圖6A中一般被分裂，且現(xiàn)在下方兩個(gè)壓電元件具有分裂電極(如同在第2A-2C及3A-3C圖中一般)。此外，第三及第四壓電元件之間的電極被分裂(即具有兩個(gè)電氣隔離區(qū))。當(dāng)然，圖6B僅為本發(fā)明教示的多個(gè)變化中的一變化。
[0059]圖7A-7C示出由本發(fā)明的換能器/運(yùn)作技術(shù)產(chǎn)生的接合工具尖端的非線性刷磨圖形。如上文所述，本發(fā)明的各種不同的示范性實(shí)施例被導(dǎo)向提供接合工具尖端的非線性刷磨。李薩如刷磨圖形是此刷磨圖形的一范例且可包括圓形刷磨圖形、橢圓形刷磨圖形或網(wǎng)目形刷磨圖形。當(dāng)然，其他非線性刷磨圖形也被考慮。
[0060]本發(fā)明主要是與四或八個(gè)壓電元件組成并對(duì)其施加兩個(gè)頻率(例如，fl及f2，或fl/f2)的壓電疊置體相關(guān)聯(lián)地加以描述。應(yīng)理解的是不同疊置體配置(具有更多或更少壓電元件)及不同頻率(例如，多于兩個(gè)電信號(hào)，諸如，包括一頻率為f3的第三信號(hào))也被考慮。
[0061]本發(fā)明的各種不同層面與“分裂”壓電元件及分裂壓電元件“電極”相關(guān)聯(lián)而加以描述。應(yīng)理解的是結(jié)構(gòu)(例如，壓電元件、壓電元件電極、薄片電極等)可以在實(shí)體上改變(例如，切割)以提供所期望的電氣隔離。然而，分裂可以其他方式提供，諸如，當(dāng)結(jié)構(gòu)被首次制造而成時(shí)，它們可能具有所期望的電氣隔離區(qū)。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，壓電元件的“極化”(例如，給予元件極性，例如，藉由施加相對(duì)較高的電壓，諸如，2，000伏特)可在元件分裂或元件電極分裂之前、期間或之后完成。
[0062]盡管本發(fā)明已主要關(guān)聯(lián)于提供接合工具尖端的非線性刷磨，以及用以提供接合工具尖端的選擇性線性刷磨的換能器而加以描述，本發(fā)明未限制于此。本發(fā)明的某些教示尤其可與下列相關(guān)聯(lián)被使用:(1)具有非平面組件的刷磨動(dòng)作(例如，至少一個(gè)部分動(dòng)作不在XY平面上，而是沿著垂直的Z軸-參見例如圖1中的圖注)；及(2)接合工具尖端的扭曲/旋轉(zhuǎn)動(dòng)作(有或沒有刷磨動(dòng)作)。
[0063]盡管本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例已與分裂成兩塊的壓電元件(例如，晶體、陶瓷等)、分裂成兩塊的壓電元件電極，及分裂成兩塊的薄片電極(例如，薄片)相關(guān)聯(lián)而加以描述，應(yīng)理解的是這些中的任一者可被分為兩個(gè)或兩個(gè)以上區(qū)域。也就是說，壓電元件、壓電元件電極及薄片電極可依需要在特定應(yīng)用中被劃分為兩個(gè)或兩個(gè)以上電氣隔離區(qū)。
[0064]盡管本發(fā)明已針對(duì)使用在引線接合機(jī)中的超聲波換能器以【專利附圖】

【附圖說明】及描述，本發(fā)明未如此設(shè)限。例如，本發(fā)明教示(例如，包括壓電元件組態(tài)、分裂元件、分裂元件電極、疊置體配置等)可應(yīng)用在供利用于許多應(yīng)用(諸如，超聲波成像、超聲波感測(cè)器、超聲波焊接器、超聲波馬達(dá)等)中的任一種應(yīng)用的超聲波換能器。
[0065]盡管本發(fā)明依據(jù)特定實(shí)施例而以【專利附圖】

【附圖說明】及描述，本發(fā)明不欲限于所示的細(xì)節(jié)。反之，在權(quán)利要求的范圍與等效范圍內(nèi)可在細(xì)節(jié)上做出各種不同的修改而不背離本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種使用耦合至引線接合機(jī)的換能器的接合工具來形成引線接合的方法，所述換能器包括驅(qū)動(dòng)器，所述方法包括以下步驟: (1)施加第一頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器；以及 (2)在施加所述第一頻率的所述電能的同時(shí)施加第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器，所述第一頻率與所述第二頻率彼此不同。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(I)包括施加大約115kHz的第一頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)包括施加大約120kHz的第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(I)包括施加所述大約115kHz的第一頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器，且步驟(2)包括施加所述大約120kHz的第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括使所述驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)壓電元件，各所述多個(gè)壓電元件被分成至少兩個(gè)彼此電氣隔離的區(qū)域的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中步驟(I)包括施加所述第一頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且步驟(2)包括施加所述第二頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中步驟(I)包括施加所述第一頻率及所述第二頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且步驟(2)包括施加所述第一頻率及所述第二頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中施加給所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的所述第一頻率的電能彼此同相，且施加給所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的所述第二頻率的電能彼此異相。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中施加所述第一頻率及所述第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)致由所述接合工具的尖端產(chǎn)生非線性刷磨。
10.一種使用耦合至引線接合機(jī)的換能器的接合工具來形成引線接合的方法，所述換能器包括驅(qū)動(dòng)器，所述方法包括以下步驟: (1)施加第一頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器以在第一方向上驅(qū)動(dòng)所述接合工具的尖端；以及 (2)施加第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器以在第二方向上驅(qū)動(dòng)所述接合工具的尖端，所述第一方向不同于所述第二方向。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中對(duì)所述驅(qū)動(dòng)器施加所述第一頻率的電能與對(duì)所述驅(qū)動(dòng)器施加所述第二頻率的電能是同時(shí)發(fā)生。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中對(duì)所述驅(qū)動(dòng)器施加所述第一頻率的電能與對(duì)所述驅(qū)動(dòng)器施加所述第二頻率的電能不是同時(shí)發(fā)生。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟(I)包括施加大約115kHz的第一頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟(2)包括施加大約120kHz的第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟(I)包括施加大約115kHz的第一頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器，且步驟(2)包括施加大約120kHz的第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟(I)中的所述電能的施加導(dǎo)致所述接合工具的尖端產(chǎn)生大致沿所述引線接合機(jī)的X軸的刷磨，且其中步驟(2)中的所述電能的施加導(dǎo)致所述接合工具的尖端產(chǎn)生大致沿所述引線接合機(jī)的Y軸的刷磨。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中進(jìn)一步包括使所述驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)壓電元件，各所述多個(gè)壓電元件被分成至少兩個(gè)彼此電氣隔離的區(qū)域的步驟。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中步驟(I)包括施加所述第一頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且步驟(2)包括施加所述第二頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中步驟(I)包括施加所述第一頻率及所述第二頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且步驟(2)包括施加所述第一頻率及所述第二頻率的電能給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
20.如權(quán)利要求10所述的方法，其中施加給所述第一區(qū)域的所述第一頻率的電能與施加給所述第二區(qū)域的所述第一頻率的電能彼此同相，且施加給所述第一區(qū)域的所述第二頻率的電能與施加給所述第二區(qū)域的所述第二頻率的電能彼此異相。
21.如權(quán)利要求10所述的方法，其中對(duì)所述驅(qū)動(dòng)器的所述第一頻率及所述第二頻率的電能的施加導(dǎo)致由所述接合工具的尖端產(chǎn)生非線性刷磨。
22.一種供使用在引線接合操作中的換能器，所述換能器包括: (a)經(jīng)配置以支撐接合工具的細(xì)長(zhǎng)本體部分；以及 (b)用以提供振動(dòng)給所述細(xì)長(zhǎng)本體部分的驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)壓電元件，各所述多個(gè)壓電元件被分成至少兩個(gè)彼此電氣隔離的區(qū)域。
23.如權(quán)利要求22所述的換能器，其中第一頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且第二頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
24.如權(quán)利要求23所述的換能器，其中施加所述第一頻率及所述第二頻率的電能給所述驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)致由所述接合工具的尖端產(chǎn)生非線性刷磨。
25.如權(quán)利要求23所述的換能器，其中所述第一頻率是大約115kHz且所述第二頻率是大約 120kHz。
26.如權(quán)利要求23所述的換能器，其中施加所述第一頻率的電能給所述第一區(qū)域?qū)е滤鼋雍瞎ぞ叩募舛嗽诘谝环较蛏系乃⒛?，且其中施加所述第二頻率的電能給所述第二區(qū)域?qū)е滤鼋雍瞎ぞ叩募舛嗽诘诙较蛏系乃⒛ィ龅谝环较虿煌谒龅诙较颉?br> 27.如權(quán)利要求26所述的換能器，其中所述第一方向沿引線接合機(jī)的X軸延伸，且所述第二方向沿所述引線接合機(jī)的Y軸延伸。
28.如權(quán)利要求26所述的換能器，其中所述第一方向大致平行于所述換能器的縱軸延伸，且所述第二方向大致垂直于所述換能器的所述縱軸延伸。
29.如權(quán)利要求26所述的換能器，其中所述第一方向大致垂直于所述第二方向。
30.如權(quán)利要求22所述的換能器，其中第一頻率及第二頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且所述第一頻率及所述第二頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
31.如權(quán)利要求30所述的換能器，其中施加給所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的所述第一頻率的電能彼此同相，且施加給所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的所述第二頻率的電能彼此異相。
32.如權(quán)利要求32所述的換能器，其中所述本體部分界定驅(qū)動(dòng)器孔，且所述多個(gè)壓電元件定位于所述驅(qū)動(dòng)器孔中。
33.一種在引線接合操作中使用的換能器，所述換能器包括: (a)經(jīng)配置以支撐接合工具的細(xì)長(zhǎng)本體部分；以及 (b)用以提供振動(dòng)給所述細(xì)長(zhǎng)本體部分的驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器經(jīng)配置以接收電能及提供所述接合工具的尖端的非線性刷磨。
34.如權(quán)利要求33所述的換能器，其中所述驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)壓電元件，各所述多個(gè)壓電元件分為至少兩個(gè)彼此電氣隔離的區(qū)域。
35.如權(quán)利要求34所述的換能器，其中第一頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且第二頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
36.如權(quán)利要求35所述的換能器，其中所述第一頻率是大約115kHz且所述第二頻率是大約 120kHz。
37.如權(quán)利要求35所述的換能器，其中(I)施加所述第一頻率的電能給所述第一區(qū)域，而未施加所述第二頻率的電能給所述第二區(qū)域，導(dǎo)致所述接合工具的尖端在第一方向上產(chǎn)生刷磨，(2)施加所述第二頻率的電能給所述第二區(qū)域，而未施加所述第一頻率的電能給所述第一區(qū)域，導(dǎo)致所述接合工具的尖端在第二方向上產(chǎn)生刷磨，所述第一方向不同于所述第二方向，及(3)施加所述第一頻率的電能給所述第一區(qū)域且施加所述第二頻率的電能給所述第二區(qū)域，導(dǎo)致所述接合工具的尖端產(chǎn)生非線性刷磨。
38.如權(quán)利要求37所述的換能器，其中所述第一方向沿引線接合機(jī)的X軸延伸，且所述第二方向沿所述引線接合機(jī)的Y軸延伸。
39.如權(quán)利要求37所述的換能器，其中所述第一方向大致平行于所述換能器的縱軸延伸，且所述第二方向大致垂直于所述換能器的所述縱軸延伸。
40.如權(quán)利要求37所述的換能器，其中所述第一方向大致垂直于所述第二方向。
41.如權(quán)利要求37所述的換能器，其中第一頻率及第二頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域，且所述第一頻率及所述第二頻率的電能經(jīng)配置以施加給各所述多個(gè)壓電元件的所述至少兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域。
42.如權(quán)利要求41所述的換能器，其中施加給所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的所述第一頻率的電能是彼此同相，且施加給所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的所述第二頻率的電能是彼此異相。
43.如權(quán)利要求33所述的換能器，其中所述非線性刷磨遵循李薩如圖形。
44.如權(quán)利要求33所述的換能器，其中所述非線性刷磨遵循圓形圖形。
45.如權(quán)利要求33所述的換能器，其中所述非線性刷磨遵循橢圓形圖形。
46.如權(quán)利要求33所述的換能器，其中所述非線性刷磨遵循網(wǎng)目形圖形。
47.如權(quán)利要求33所述的換能器，其中所述本體部分界定驅(qū)動(dòng)器孔，且所述多個(gè)壓電元件定位于所述驅(qū)動(dòng)器孔中。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104465422SQ201410548734
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2009年8月12日
【發(fā)明者】D·A·迪安杰利斯, G·W·舒爾策 申請(qǐng)人:庫(kù)利克和索夫工業(yè)公司