[发明专利]用于装配导线键合机的换能器的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将换能器（transducer）装配至导线键合机(wire bonder)的键合头（bond head）的装置。更具体地，该导线键合机被操作来当在半导体封装件内部的各个位置之间形成电气互联时机械地驱动换能器。

背景技术

导线键合机被使用于半导体封装过程中，以在半导体封装件内部的各个位置之间形成电气互联。导线键合机将会包括用于在半导体封装件内部形成电气互联的键合设备。通常，键合设备包括：用于提供键合能量的换能器和键合工具；键合导线通过该键合工具被引入以在半导体封装件内部形成电气互联。

例如，在球形键合（ball bonding）过程中，导线键合机的超声波换能器被机械地驱动而以刷洗动作（scrubbing motion）的方式移动键合工具的端部，以清洁半导体晶粒的晶粒键合盘的表面。超声波换能器也在球形键合过程中提供超声波键合能量，以使得键合导线的球形键合块(ball bond)和晶粒键合盘的表面粘着。相应地，当导线被导线键合机从晶粒键合盘朝向引线框拉拽以在半导体封装件内部形成电气互联时，球形键合块和晶粒键合盘表面的良好粘着减小了球形键合块从晶粒键合盘的表面分离的可能性。

当超声波换能器沿着其纵轴被线性驱动时，键合工具端部的刷洗动作同样也相对于超声波换能器的纵轴为线性。键合工具端部的这种线性刷洗动作可能没有充分地清洁晶粒键合盘的表面，这样影响了球形键合工艺的质量。而且，由于超声波换能器通常提供了位于固定的超声波频率变化范围的键合能量，所以这可能也损害了球形键合块和半导体晶粒的晶粒键合盘表面之间的键合强度。

所以，本发明的目的在于寻求解决传统的导线键合机的任一这些局限。

发明内容

于是，本发明一方面提供一种用于将换能器安装至导线键合机的键合头的装置，尤其当在半导体封装件内部的不同位置之间形成电气互联时，该导线键合机的键合头被操作来机械地驱动换能器。具体而言，该装置包含有：i) 柔性结构，其具有用于连接至换能器的连接器，该柔性结构被配置来弯曲；以及ii) 一个或一个以上的驱动机构，其安装至柔性结构上，其中该一个或一个以上的驱动机构被操作来弯曲柔性机构，以藉此引起通过连接器与之连接的换能器产生位移。

有益地，这种装置提供了一种当在半导体封装件内部的不同位置之间形成电气互联时机械地驱动换能器的附加装置。例如，一个或一个以上的驱动机构可被操作来弯曲柔性机构，以便于当被导线键合机的键合头机械地驱动时换能器沿着不同于换能器的纵轴的路径位移，换能器被操作来沿着该纵轴振动。所以，该装置可以允许毛细尖管的端部进行刷洗动作，以清洁半导体晶粒的晶粒键合盘表面。（毛细尖管是一种键合工具，通过它键合导线被引入以在半导体封装件内部形成电气互联。）由于提供了毛细尖管的端部的多个线性刷洗动作，所以该装置可以更好地确保半导体晶粒的晶粒键合盘表面得以充分地清洁，以致于球形键合工序的质量能够得到充分地改善。

另外，一个或一个以上的驱动机构可以是压电叠堆驱动机构，其被配置来由以亚超声波频率（sub-ultrasonic frequency）振荡的电源所驱动。由于以不同的频率和沿着不同的线性轴线完成球形键合，所以，在球形键合期间由导线键合机所提供的键合能量能够沿着不同的线性轴线进行，以导致球形键合块和半导体晶粒的晶粒键合盘表面的粘着。有益地，该装置可以更好地确保半导体封装件的球形键合块和晶粒键合盘表面之间的键合强度是足够强大的。

本装置的一些其他可选特征同样也已经描述在从属权利要求中。

附图说明

本发明的实施例现将仅仅通过示例的方式参考附图加以描述，其中。

图1是根据本发明第一实施例所述的用于将键合设备装配在导线键合机的键合头上的装置的俯视示意图，其中该装置包含有压电叠堆驱动机构（piezo-stack actuator）。

图2a-图2c是表明图1的装置的操作过程示意图。

图3是根据本发明第二实施例所述的用于将键合设备装配在导线键合机的键合头上的装置的俯视示意图，其中该装置包含有两个压电叠堆驱动机构。

图4a-图4e是表明图3的装置的操作过程示意图。

图5是根据本发明第三实施例所述的用于将键合设备装配在导线键合机的键合头上的装置的立体示意图，其中该装置包含有三个压电叠堆驱动机构。

图6是根据本发明第四实施例所述的用于将键合设备装配在导线键合机的键合头上的装置的立体示意图，其中该装置包含有四个压电叠堆驱动机构。