[发明专利]一种长寿命自动楔焊劈刀及其制备方法

说明书

本发明公开了一种长寿命自动楔焊劈刀，包括刀柄及与刀柄相连的刀头，刀柄沿长度方向上设有中心通孔，刀头一端与刀柄相连，另一端为键合面，键合面由采用磁控溅射制备的粘附层与耐磨层组成，键合面中心设有半圆柱形凹槽，刀头内部设有过渡孔及斜引线孔，斜引线孔靠近键合面的出口设有导向槽。劈刀的制备方法为：将劈刀坯料进行热等静压处理，再进行线切割，采用磨床对进行磨削，再采用精密电火花方式加工出刀柄和刀头内的微孔结构；采用磁控溅射方式在自动楔焊劈刀原始键合面上沉积粘附层与耐磨层。本发明可提高劈刀的使用寿命，并提高自动键合效率，同时刀头内的导向槽可以约束出丝方向，有利于提高键合效果的一致性。

技术领域

本发明涉及微电子封装领域，尤其涉及一种长寿命自动楔焊劈刀及其制备方法。

背景技术

楔焊是微电子封装领域的一个重要环节，其原理是通过一定的温度、压力及超声能量，在劈刀的作用下，使金属键合丝与焊盘间形成冶金键合。现有的楔焊劈刀在进行大批量、多种类的键合时，劈刀键合面与焊盘及键合丝反复产生摩擦，容易造成键合面磨损，降低劈刀使用寿命，尤其是在自动键合过程中，键合面磨损会造成焊点形貌及键合强度不达标，需要经常中断键合过程，重新调节键合参数，影响键合效率。因此急需对现有劈刀进行进一步改进以提高其使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种长寿命自动楔焊劈刀及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述自动楔焊劈刀包括刀柄（1）、刀头（2），刀柄（1）沿长度方向上设有中心通孔（12）；刀头（2）的一端与刀柄（1）的一端连接，刀头（2）的另一端为键合面（21），键合面（21）包括粘附层（212）、耐磨层（213），耐磨层（213）与刀头（2）的本体通过粘附层（212）连接，键合面（21）的中部设有凹槽（22）；刀头（2）内部设有相邻的过渡孔（25）、斜引线孔（26），过渡孔（25）的一端位于刀头（2）的底部，斜引线孔（26）的一端靠近键合面（21），斜引线孔（26）靠近键合面（21）的一端设有导向槽（27）。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述刀柄（1）的形状为圆柱状；所述中心通孔（12）靠近刀头（2）的一端的开口直径小于另一端。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述刀柄（1）的侧壁依次加工台阶状的第一缺角（11）、第二缺角（13），所述中心通孔（12）开口直径相对小的一端靠近第二缺角（13）；所述刀柄（1）与第一缺角（11）、第二缺角（13）相对的侧壁加工有斜切面；刀头（2）的前端加工有第一斜切面（23）、第二斜切面（24），第一斜切面（23）的一端与键合面（21）连接，第一斜切面（23）的另一端向第二缺角（13）倾斜，第二斜切面（24）的一端与键合面（21）连接，第二斜切面（24）的另一端与所述刀柄（1）加工的斜切面连接。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述导向槽（27）的一端位于第一斜切面（23）上，所述导向槽（27）位于第一斜切面（23）上的开口形状为圆形、椭圆形或其它多边形中的任一种。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述粘附层（212）的厚度为0.01μm-1μm。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述耐磨层（213）的厚度为0.1-10μm。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述斜引线孔（26）的轴心线与所述中心通孔（12）的轴心线的夹角为20°-70°。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述粘附层（212）的材质为碳化钨、碳化钛、氮化钛、钨、钛、铝、铬、镍、钴的一种或多种。

根据上述的长寿命自动楔焊劈刀，其特征在于，所述耐磨层（213）的材质为碳化钨、碳化钛、氮化钛、氮化铝、铬、镍、钴、锰、锆、金刚石的一种或多种。