[发明专利]超声波焊头以及结合设备

说明书

一种超声波焊头(100)，所述超声波焊头(100)具有：纵向振动产生部(10)；焊头部(20)；及扭转振动产生部(30)，扭转振动产生部(30)包括：本体(31)，包括多边形支柱部(33)；第二层叠体(371、372)，在第二层叠体(371、372)中，多个第二压电元件(351～354)层叠，且第二层叠体(371、372)附接至多边形支柱部(33)的侧表面；重物(381、382)；以及压力施加环(39)，经由重物(381、382)将第二压电元件(351～354)按压至多边形支柱部(33)而施加压力。

技术领域

本公开涉及一种超声波焊头的结构以及包括所述超声波焊头的结合设备的结构，所述超声波焊头以超声波方式使附接至尖端的结合工具振动。

背景技术

配线结合设备(wire bonding apparatus)被广泛使用，配线结合设备使用配线连接半导体裸片的电极与引线框架(lead frame)的引线。配线结合设备在其中使用毛细管将配线按压至电极上的状态下以超声波方式使毛细管振动，以结合配线与电极，然后将配线桥接至引线，且在其中将桥接的配线按压至引线上的状态下以超声波方式使毛细管振动，以由此结合配线与引线。

附带地，为了应对改善结合品质及结合强度，提出一种使结合工具的尖端在多个方向上振动的方法。例如，专利文献1中公开一种方法，其中将超声波振动器附接至超声波焊头，且将不同频率的功率供应至压电元件的相应区，使得附接至超声波焊头的结合工具的尖端在多个方向上振动，由此产生摩擦运动，在超声波振动器中，压电元件层叠，在压电元件上形成有在平行于电极平面的方向上由凹口隔开的两个区。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6180736号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的方法中，已存在超声波振动器的结构及驱动设备变得复杂的问题。

因此，本公开的目的在于提供一种超声波焊头，所述超声波焊头以简单的结构使附接至尖端的结合工具在多个方向上振动。

解决问题的技术手段

本公开的超声波焊头为用于结合设备的超声波焊头，所述超声波焊头的特征在于包括：纵向振动产生部，在所述纵向振动产生部内部附接有第一层叠体，在所述第一层叠体中，当施加电压时在厚度方向上变形的板状的多个第一压电元件层叠，且所述纵向振动产生部在前后方向上产生超声波振动；焊头部，自纵向振动产生部朝向前侧延伸且在所述焊头部的前端上附接有结合工具；以及扭转振动产生部，自纵向振动产生部朝向后侧延伸，其中扭转振动产生部包括：本体，自纵向振动产生部朝向后侧延伸且包括多边形支柱部；两个第二层叠体，在所述两个第二层叠体中，当施加电压时剪切变形的板状的多个第二压电元件层叠，且所述两个第二层叠体以层叠方向沿着与前后方向正交的宽度方向的方式分别附接至多边形支柱部的两侧表面；重物，分别在各第二层叠体的在宽度方向上的外侧处层叠；以及压力施加环，环绕各重物、各第二层叠体及多边形支柱部，且经由各重物将多个第二压电元件按压至多边形支柱部上，以由此分别将厚度方向上的压力施加至各第二压电元件。

以此种方式，与纵向振动产生部离地设置扭转振动产生部，在所述扭转振动产生部中，附接有第二层叠体，在所述第二层叠体，当施加电压时剪切变形的板状的多个第二压电元件层叠，且重物附接至本体的多边形支柱部的侧表面，利用此种配置，以简单的结构使附接至尖端的结合工具在多个方向上振动。

本公开的超声波焊头中，各第二层叠体可以此种方式分别附接至多边形支柱部的两侧表面：当自高频电源施加高频功率时，所述各第二层叠体在与前后方向及宽度方向正交的上下方向上剪切变形，且剪切变形的方向彼此相反，且所述各第二层叠体也可连接至高频电源。