[发明专利]一种双超声-高频感应复合精密微连接装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微连接装置及方法，尤其是一种双超声-高频感应复合精密微连接装置及方法。

背景技术

漆包线广泛应用于电子、电气、医疗器具和半导体的生产中（如传感器、变压器、线圈、绕组、植入电极、芯片互联引线等），充当内部基础元件的一部分，或者作为元件内外连接的导体介质。当作为内外连接的介质时，漆包线的末端必须和金属终端（如插片、针、箔等）实现电接触，并满足一定的力学性能、导电性能和耐温度循环疲劳性能等要求。因此，在电子元器件、医疗器械、传感器等产品的生产制作中，涉及大量漆包线引出接点的精密微点焊。但是，常见的微连接方法直接焊接漆包线特别是耐高温漆包线均有不足。目前常见的漆包线微连接技术大致有以下几类：

钎焊。钎焊是漆包线最常见的连接方法，它通过熔化低熔点的钎料将导线表面和基底充分润湿、包裹，冷却后形成接头。但是，用钎焊对漆包线进行焊接之前必须先将妨碍导电和危害接头可靠性的高分子漆膜去除，工序繁琐。并且在某些场合（如宇航电子、核电设施、植入性医疗器件）和高温动载荷条件下（如密封电机转子换向器），由于钎焊容易发生脱落失效，对工件的氧化和污染也比较严重，这些场合不允许采用钎焊工艺。

激光焊和激光软钎焊。两者都是利用激光能量将漆包线的绝缘层烧除后实现焊接，用激光作为焊接能源，热量集中、非接触，焊接时也不需要电子束焊的高真空环境，并且具有能同时除漆和焊接等优点，但激光焊接对焊件加工、组装、定位要求均很高，且焊接成本相对较高。它常用于片式或梁式引线的焊接，而不太适合细线间的焊接。

热压焊。热压焊接是采用加热、加压的方法，使被焊金属间产生塑性变形，使表面交界处的原子相互扩散。同时在一定的压力下，两表面相互填充，产生弹性嵌合作用。最后使两者紧密结合成牢固的键接。热压焊接常用材料是铝-金、铝-铝、金-金、硅铝合金-铝、金锑合金-金等。由于热压焊的性质，需要被焊交界面清洁，氧化物或油污等将会影响焊接的质量。

超声焊。超声焊主要用于IC芯片互连工艺中的引线键合，即用金线、铝线、或铜线在芯片和引线框架之间实现电连接。因为预热能使超声键合接头性能更好，所以热声键合是超声键合的主流。近年来随着超细间距（<25μm）和层叠芯片的出现，为实现更密集的I/O引脚同时避免引线短路，漆包线被认为是金线的潜在取代物。超声热压可以实现漆包线的焊接，但是，绝缘漆残留等问题给漆包线替代传统金线带来了挑战。

电阻微连接，也叫做微型电阻焊。它是利用电流流过工件和接触面时所产生的电阻热加热金属，然后在压力作用下完成焊接。为了克服绝缘漆对电阻焊电流路径的阻碍，必须设计特殊的焊头来除去绝缘漆。这些焊头的应用成功实现了部分漆包线（如直焊型漆包线）的连接，并且所获得的焊点具有较好的性能，但对于某些漆包线（如聚酯亚胺漆包线）连接，这种方法还存在不少问题。并且该连接方式不适合单面焊接，在连接空间方面受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种可直接连接漆包线或其它有色金属甚至塑料的双超声-高频感应复合精密微连接装置；另外，本发明还提供了采用所述装置进行双超声-高频感应复合精密微连接的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种双超声-高频感应复合精密微连接装置，其包括：

机架，设于所述机架上的驱动机构和传动机构；

与所述传动机构连接的上超声振动系统；

与所述上超声振动系统输出端连接的高频感应自热装置；

所述上超声振动系统下方设有下超声振动系统；

所述下超声振动系统上方设有工作台；

所述上超声振动系统、高频感应自热装置和下超声振动系统连接有电源；所述驱动机构通过所述传动机构驱动上超声振动系统上下动作。