用于引线接合的低型面毛细管制造技术

一种引线接合工具包括具有第一外径的第一圆柱形部分和与第一圆柱形部分相邻的第二圆柱形部分。第二圆柱形部分具有第二外径，第二外径小于第一外径。该引线接合工具还包括与第二圆柱形部分相邻的锥形部分。锥形部分在与第二圆柱形部分相邻的端部具有第三外径，第三外径小于第一外径。一种引线接合系统包括所述引线接合工具和电子点火（ＥＦＯ）条。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及引线接合，尤其涉及在引线接合装置中用于输送引线的毛细管。
技术介绍
在电子工业中，导电金属引线被用在各种器件、诸如半导体器件中，从而将器件上的触点连接到其他触点上。尽管根据用途，有时也用铜和银，但引线接合最常用的材料是金和铝。将一段引线连结在两个触点之间即形成引线接合。为了形成连结，各种设备被用于切断并将引线端部接合(例如熔接)到触点上。用于切断并熔化引线的一些最常见的设备是热压缩(T/C)、热声波(T/S)或超声波(U/S)设备。引线通常被形成大体抛物线形或椭圆形，因此被称为引线“环”。两种众所周知的将引线接合到电子器件触点上的技术是球形接合和楔形接合。球形接合一般是首选的技术，特别是在半导体工业中，超过90％的半导体器件都用球形接合制造。球形接合装置包括接合头，接合头具有引线接合工具，例如毛细管。毛细管为细长的管状结构并有轴向通道，一段引线被穿过该通道，以通过该接合装置进行接合。球形接合装置通常还包括电子点火(EFO)条，当燃烧时，点火条提供火花，以熔化从毛细管伸出的引线的端部。当引线的熔化端部固化时，表面张力使该端部形成大体上球形。由EFO条形成的引线球形部分被称为“自由空间球”(free-air ball)。自由空间球借助球在触点上的塑性变形被接合到半导体器件或基片的一个触点上。参照图1，显示了常规的毛细管10。毛细管10包括细长的管体12，管体12有大体上圆柱形部分14和圆锥形部分16。如图所示，毛细管10限定了贯穿毛细管的轴向通道18，以便将被引线接合装置接合的引线通过。轴向通道18大体上与毛细管10的中心线同心。毛细管10还包括从管体12的圆锥形部分16延伸并位于毛细管10末端的工作尖端20。毛细管10的工作尖端20适合例如在基片表面上通过触点处的塑性变形和界面相互作用形成引线接合。已知的毛细管的工作尖端的构造可以改变。引线接合装置的毛细管的工作尖端的构造的一个例子公开于美国专利No.6715658中。如图1所示，毛细管管体12的圆锥形部分16从工作尖端20开始以一定的角度扩展，所述角度有时被称为毛细管10的锥角。毛细管管体12的圆柱形部分14与换能器(未示出)配合，该换能器靠近毛细管10的与工作尖端20相反的末端22。该换能器使毛细管管体12振动，从而将超声能供应到毛细管10的工作尖端20处。换能器供应的超声能促进了引线和现场接合位置处的触点之间的上述的塑性变形和界面相互作用。如图1所示，现有技术中的毛细管10的管体12的直径从管体12的与换能器配合的末端到圆柱形部分14和圆锥形部分16之间的结合处、在圆柱形部分14基本保持恒定。希望在引线端部形成的自由空间球的直径与毛细管的中心线尽可能靠近地对齐。希望自由空间球和毛细管中心线之间同心，以确保引线接头相对目标触点精确定位。还希望EFO条与引线接合装置的毛细管的中心线基本对齐。这种布置方式在由EFO条在引线端部形成的自由空间球和毛细管中心线之间提供了最大的同心可能。但是，为了给毛细管的工作端提供接近基片表面上的触点的途径，通常在毛细管和EFO条之间设置有间隙。因此，EFO条不但不能与引线直径同心对齐，相反还必须与相关毛细管的中心线相距一定的距离。结果，来自EFO条的火花沿着相对毛细管中心线倾斜的路径被引向引线的末端。
技术实现思路
根据本专利技术的一个典型实施例，提供一种引线接合工具。该引线接合工具包括具有第一外径的第一圆柱形部分和与第一圆柱形部分相邻的第二圆柱形部分。第二圆柱形部分具有第二外径，第二外径小于第一外径。该引线接合工具还包括与第二圆柱形部分相邻的锥形部分。锥形部分在与第二圆柱形部分相邻的端部具有第三外径，第三外径小于第一外径。根据本专利技术的另一个典型实施例，提供一种引线接合系统。该引线接合系统包括引线接合工具和构造成在引线接合工具的端部形成自由空间球的EFO条。该引线接合工具包括具有第一外径的第一圆柱形部分和与第一圆柱形部分相邻的第二圆柱形部分。第二圆柱形部分具有第二外径，第二外径小于第一外径。该引线接合工具还包括与第二圆柱形部分相邻的锥形部分。锥形部分在与第二圆柱形部分相邻的端部具有第三外径，第三外径小于第一外径。该引线接合系统可以包括本领域普通技术人员已知的其他各种部件(例如，超声换能器、引线卷绕机构、接合平面、标定(indexing)系统等)。附图说明为了解释本专利技术，在各附图中显示了一种当前优选的形式；但是不难理解，本专利技术并不局限于如图所示的精确的布置和手段。在各附图中图1是侧视图，显示了根据现有技术的引线接合装置的毛细管；图2是根据本专利技术的一个典型实施例的引线接合装置的毛细管的侧视图；图3是带有插图的曲线图，显示了根据本专利技术的一个典型实施例的火花角和自由空间球同心之间的关系；图4A是在根据本专利技术的一个典型实施例的标定操作过程中引线接合系统的一部分的侧视图；图4B是在根据本专利技术的一个典型实施例的点火操作过程中引线接合系统的一部分的侧视图；图4C是在根据本专利技术的一个典型实施例的引线接合操作过程中引线接合系统的一部分的侧视图；以及图4D是根据本专利技术的一个典型实施例的毛细管和电子点火条的详细的侧视图。具体实施例方式根据本专利技术，提供了用于引线接合装置的毛细管。该毛细管包括贯穿毛细管以让引线通过的轴向通道。该轴向通道优选大体上与毛细管10的中心线对齐。毛细管的某些外部尺寸减小，以便让毛细管的中心线与电子点火设备(EFO)的条之间离得更近。EFO条与毛细管中心线之间的更近的间距允许火花角增加，从而造成在引线端部形成的自由空间球与毛细管中心线之间的不对称性降低。在某些典型的实施例中，本专利技术的毛细管包括圆锥形部分和与圆锥形部分相邻的大体上圆柱形部分。毛细管的圆柱形部分包括第一和第二段，第二段从圆锥形部分延伸。大体上圆柱形部分的第二段的外径相对第一段的外径减小。参照附图，相似的附图标记表示相似的元件，图2显示了用于引线接合装置的根据本专利技术的毛细管24。如下面更详细的说明，本专利技术的毛细管24允许电子点火(EFO)条以一定的火花角将火花引向由毛细管24携带的引线的末端，所述火花角可理想地降低由EFO条形成的自由空间球的不对称性。由本专利技术提供的自由空间球的不对称性降低增加了将引线接头定位在毛细管24所瞄准的现场接合位置的精确性。本专利技术的毛细管24包括管体26和工作尖端28，该工作尖端位于管体26的末端。工作尖端28的特定构造对本专利技术并不重要。毛细管24的工作尖端28的一种合适构造公开于美国专利No.6715658，该专利被整体并入此处以作参考。与现有技术的毛细管10相似，毛细管24包括轴向通道30，轴向通道30与毛细管24的中心线基本对齐地延伸。毛细管包括锥形或圆锥形端部32和圆柱形部分34。圆柱形部分34包括第一36和第二段38。第一段36的直径大于第二段38的直径。第一段36的直径和长度L3在尺寸上适合与常规的换能器(未示出)配合。由于换能器只安装到毛细管的一部分上，因此只有这个部分可能有加厚的或更坚固的毛细管管壁结构。优选的是，第一段36的长度L3介于约0.120英寸与约0.144英寸之间。毛细管的其余部分的尺寸可以减小，从而允许EFO条被放得更靠近工作尖端。因此，如图2所示，第二段38在它的整个长度L2上的直径都小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引线接合工具，包括：具有第一外径的第一圆柱形部分；与第一圆柱形部分相邻的第二圆柱形部分，第二圆柱形部分具有第二外径，第二外径小于第一外径；和与第二圆柱形部分相邻的锥形部分，锥形部分在与第二圆柱形部分相邻的端部具有第三外径，第三外径小于第一外径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯E埃德，乔恩W布伦纳，
申请(专利权)人：库利克和索夫工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]