專利名稱：可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是應(yīng)用于集成電路和半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的超聲波邦定變幅桿，特別涉及一種可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿。
背景技術(shù)：
目前，在半導(dǎo)體超聲波邦定應(yīng)用領(lǐng)域中，廣泛使用的變幅桿頭部10如圖I所示。如圖2所示，水平的變幅桿頭部10上豎直開設(shè)一安裝孔12，一瓷嘴20對應(yīng)插入該安裝孔12中，使該安裝孔12的內(nèi)壁與瓷嘴20的頂部周圍相互接觸。變幅桿頭部10開設(shè)有一個(gè)槽13，將該變幅桿頭部10分成左右兩個(gè)夾持部分11。當(dāng)螺絲30橫向穿過該變幅桿頭部10并鎖緊時(shí)，使所述兩個(gè)夾持部分11相向靠攏，并擠向瓷嘴20，從而將瓷嘴20從左右兩邊緊緊抱住，進(jìn)行固定。螺絲30橫向穿過的位置，與所述安裝孔12縱向開設(shè)的位置相互之間沒有干涉。在工作時(shí)，變幅桿頭部10帶著瓷嘴20沿著變幅桿100的軸向作高頻振動(dòng)，使超聲波振 動(dòng)通過瓷嘴20傳遞到邦定點(diǎn)。因此，瓷嘴20與變幅桿頭部10上所述兩個(gè)夾持部分11之間接觸的穩(wěn)定性，將直接影響到邦定結(jié)果的穩(wěn)定性。另外，在超聲波邦定過程中，變幅桿100的超聲振動(dòng)會(huì)使其本身升溫。變幅桿100下方處于高溫下的邦定表面，也會(huì)導(dǎo)致變幅桿頭部10的進(jìn)一步升溫。變幅桿頭部10的溫度變化，加上瓷嘴20材料與變幅桿頭部10材料的熱膨脹系數(shù)不同，會(huì)引起瓷嘴20和變幅桿頭部10接觸的狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力。額外的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致超聲波的傳遞發(fā)生變化。最終導(dǎo)致預(yù)先設(shè)定的邦定參數(shù)在整個(gè)邦定過程中產(chǎn)生的邦定效果不一致。這種現(xiàn)象更容易顯現(xiàn)在高精密集成電路的邦定場合中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，通過在水平方向開設(shè)一個(gè)垂直于變幅桿頭部上安裝孔的應(yīng)力釋放孔，改變瓷嘴與變幅桿頭部的接觸形式，來減小產(chǎn)生的接觸熱應(yīng)力變化，從而減少超聲波傳遞能量因溫升而產(chǎn)生的變化。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿。所述水平布置的變幅桿的軸向前端設(shè)置有變幅桿頭部，所述變幅桿頭部上豎直開設(shè)了安裝孔，使瓷嘴對應(yīng)插入其中；沿變幅桿的軸向，在所述變幅桿頭部上還開設(shè)有槽，其豎直貫通所述變幅桿頭部并使之分成兩個(gè)夾持部分；
所述變幅桿頭部上與所述安裝孔不相干涉的位置，水平設(shè)置了貫穿所述兩個(gè)夾持部分的連接件；該連接件鎖緊時(shí)，使所述兩個(gè)夾持部分相向靠攏，并在兩側(cè)分別與所述安裝孔中的瓷嘴緊密接觸，實(shí)現(xiàn)對該瓷嘴的固定；
所述變幅桿頭部上與所述連接件不相干涉的位置，水平設(shè)置了貫通所述兩個(gè)夾持部分及其中所述安裝孔的應(yīng)力釋放孔，所述應(yīng)力釋放孔的軸線，不僅與所述連接件的軸線相平行，而且與所述安裝孔和瓷嘴的軸線，以及所述變幅桿的軸線分別垂直。
所述兩個(gè)夾持部分的豎直方向上，各自包含上端部分、下端部分，及所述上端部分、下端部分之間開設(shè)有應(yīng)力釋放孔的中間部分；
所述瓷嘴的頂部至少在其水平橫跨變幅桿軸線兩側(cè)的最外端表面，僅僅與鎖緊的兩個(gè)夾持部分的上端部分和下端部分接觸進(jìn)行固定，而與所述中間部分沒有接觸。所述應(yīng)力釋放孔的寬度方向，與變幅桿的軸向平行，并與所述安裝孔內(nèi)瓷嘴的軸向相垂直。所述應(yīng)力釋放孔在其寬度方向上水平橫跨所述瓷嘴的軸線的兩邊布置。所述應(yīng)力釋放孔的橫向?qū)挾却笥谒龃勺熘睆降?/3，且小于所述安裝孔直徑的 I.3 倍。所述變幅桿頭部的頂面上設(shè)置有若干限位凸塊，每個(gè)所述限位凸塊至少有一部分延伸至所述安裝孔的上方，使由下方插入的瓷嘴，其頂面抵到所述延伸部分的底面時(shí)，保證該瓷嘴的頂面與所述變幅桿頭部的頂面齊平。所述變幅桿頭部上水平貫穿所述兩個(gè)夾持部分并將其鎖緊的連接件是螺絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明通過在水平方向開設(shè)一個(gè)分別垂直于瓷嘴安裝孔及變幅桿軸線的應(yīng)力釋放孔，改變了瓷嘴與變幅桿頭部的接觸形式，能夠減小產(chǎn)生的接觸應(yīng)力隨溫度變化而產(chǎn)生的變化，從而減小超聲波傳遞能量因溫升而產(chǎn)生的變化。


圖I是現(xiàn)有超聲波邦定變幅桿的結(jié)構(gòu)示意 圖2是現(xiàn)有超聲波邦定變幅桿與瓷嘴配合連接的示意 圖3是本發(fā)明所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿與瓷嘴配合連接的示意圖； 圖4是本發(fā)明所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿與瓷嘴配合連接的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，下文中將變幅桿軸向上設(shè)置變幅桿頭部的一端稱為前端，與之相對的稱為后端；對其他部件的位置描述與之相同。配合參見圖3、圖4所示，本發(fā)明所述變幅桿頭部10的主體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的基本一致一瓷嘴20對應(yīng)插入所述變幅桿頭部10的前端豎直開設(shè)的安裝孔12，使該安裝孔12的內(nèi)壁與瓷嘴20的頂部周圍相互接觸。沿變幅桿100的軸向，在該變幅桿頭部10開設(shè)了槽13，其豎直貫通該變幅桿頭部10并使之分成兩個(gè)夾持部分11。所述變幅桿頭部10的后端水平設(shè)置了一個(gè)螺絲30，其在與豎直布置的安裝孔12不相干涉的位置，水平貫穿所述兩個(gè)夾持部分11并鎖緊，使所述兩個(gè)夾持部分11相向靠攏并擠向瓷嘴20，從而將瓷嘴20從兩邊緊緊抱住，進(jìn)行固定。可以選擇在所述變幅桿頭部10的頂面上設(shè)置若干限位凸塊111，使每個(gè)所述限位凸塊111至少有一部分延伸至所述安裝孔12的上方。在瓷嘴20由下方插入所述安裝孔12的過程中，當(dāng)瓷嘴20的頂面抵到所述延伸部分的底面時(shí)，即能夠保證該瓷嘴20的頂面與所述變幅桿頭部10的頂面齊平，因此，方便了瓷嘴20的安裝。如圖3、圖4所示的實(shí)施例中設(shè)置了兩個(gè)限位凸塊111，其分別在所述兩個(gè)夾持部分11上，緊靠所述槽13的兩邊，并且所述兩個(gè)限位凸塊111的延伸部分僅僅覆蓋了該安裝孔12后端的一小部分。本發(fā)明所述限位凸塊111的數(shù)量、結(jié)構(gòu)及設(shè)置位置，并不限于圖3、圖4中所描述的情況。本發(fā)明所述變幅桿100的應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)，是在上述變幅桿頭部10前端開設(shè)的一個(gè)應(yīng)力釋放孔14。水平貫穿所述兩個(gè)夾持部分11的所述應(yīng)力釋放孔14，與所述安裝孔12垂直布置，并與位于變幅桿頭部10后端的螺絲30不相干涉。所述應(yīng)力釋放孔14的軸線，不僅與所述螺絲30的軸線相平行；而且，所述應(yīng)力釋放孔14的軸線，與所述安裝孔12和瓷嘴20的軸線，以及所述變幅桿100的軸線分別垂直。參見圖4沿側(cè)向投影所示，所述兩個(gè)夾持部分11上原本與其中環(huán)抱的瓷嘴20的連續(xù)接觸面被該應(yīng)力釋放孔14斷開。沿變幅桿100的軸線方向來看，所述應(yīng)力釋放孔14橫跨所述瓷嘴20的軸線121的兩邊布置。該應(yīng)力釋放孔14的橫向?qū)挾萀大于所述瓷嘴20直徑的1/3，但小于所述安裝孔12直徑的I. 3倍，從而使所述瓷嘴20的頂部至少在其水平橫跨變幅桿100軸線兩側(cè)的最外端表面，僅僅由該兩個(gè)夾持部分11的上端部分15和下端 部分16夾緊進(jìn)行固定，而與開設(shè)應(yīng)力釋放孔14的中間部分沒有接觸。由于所述應(yīng)力釋放孔14的開設(shè)，變幅桿100帶動(dòng)瓷嘴20進(jìn)行高頻振動(dòng)的時(shí)候，超聲波傳遞的穩(wěn)定性增加；雖然，同時(shí)會(huì)改變振動(dòng)幅度，但可以根據(jù)具體的應(yīng)用情況，通過改變所述變幅桿100的其他部件使設(shè)計(jì)振動(dòng)幅度保持不變。綜上所述，本發(fā)明可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿100，通過在水平方向開設(shè)一個(gè)分別垂直于瓷嘴20安裝孔12及變幅桿100軸線的應(yīng)力釋放孔14，改變了瓷嘴20與變幅桿頭部10的接觸形式，能夠減小產(chǎn)生的接觸應(yīng)力隨溫度變化而產(chǎn)生的變化，從而減小超聲波傳遞能量因溫升而產(chǎn)生的變化。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 水平布置的變幅桿(100)的軸向前端設(shè)置有變幅桿頭部(10)，所述變幅桿頭部(10)上豎直開設(shè)了安裝孔(12)，使瓷嘴(20)對應(yīng)插入其中；沿變幅桿(100)的軸向，在所述變幅桿頭部(10)上還開設(shè)有槽(13)，其豎直貫通所述變幅桿頭部(10)并使之分成兩個(gè)夾持部分(11)； 所述變幅桿頭部(10)上與所述安裝孔(12)不相干涉的位置，水平設(shè)置了貫穿所述兩個(gè)夾持部分(11)的連接件；該連接件鎖緊時(shí)，使所述兩個(gè)夾持部分(11)相向靠攏，并在兩側(cè)分別與所述安裝孔(12)中的瓷嘴(20)緊密接觸，實(shí)現(xiàn)對該瓷嘴(20)的固定； 所述變幅桿頭部(10 )上與所述連接件不相干涉的位置，水平設(shè)置了貫通所述兩個(gè)夾持部分(11)及其中所述安裝孔(12)的應(yīng)力釋放孔(14)，所述應(yīng)力釋放孔(14)的軸線，不僅與所述連接件的軸線相平行，而且與所述安裝孔(12)和瓷嘴(20)的軸線，以及所述變幅桿(100)的軸線分別垂直。
2.如權(quán)利要求I所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 所述兩個(gè)夾持部分(11)的豎直方向上，各自包含上端部分(15)、下端部分(16)，及所述上端部分(15)、下端部分(16)之間開設(shè)有應(yīng)力釋放孔(14)的中間部分； 所述瓷嘴(20)的頂部至少在其水平橫跨變幅桿(100)軸線兩側(cè)的最外端表面，僅僅與鎖緊的兩個(gè)夾持部分(11)的上端部分(15)和下端部分(16)接觸進(jìn)行固定，而與所述中間部分沒有接觸。
3.如權(quán)利要求I或2所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 所述應(yīng)力釋放孔(14)的寬度方向，與變幅桿(100)的軸向平行，并與所述安裝孔(12)內(nèi)瓷嘴(20)的軸向相垂直。
4.如權(quán)利要求3所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 所述應(yīng)力釋放孔(14)在其寬度方向上水平橫跨所述瓷嘴(20)的軸線(121)的兩邊布置。
5.如權(quán)利要求4所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 所述應(yīng)力釋放孔(14)的橫向?qū)挾?L)大于所述瓷嘴(20)直徑的1/3，且小于所述安裝孔(12)直徑的I. 3倍。
6.如權(quán)利要求I所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 所述變幅桿頭部(10)的頂面上設(shè)置有若干限位凸塊(111)，每個(gè)所述限位凸塊(111)至少有一部分延伸至所述安裝孔(12)的上方，使由下方插入的瓷嘴(20)，其頂面抵到所述延伸部分的底面時(shí)，保證該瓷嘴(20)的頂面與所述變幅桿頭部(10)的頂面齊平。
7.如權(quán)利要求I所述可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其特征在于， 所述變幅桿頭部(10)上水平貫穿所述兩個(gè)夾持部分(11)并將其鎖緊的連接件是螺絲(30)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可減少接觸熱應(yīng)力的超聲波邦定變幅桿，其水平布置的變幅桿頭部上，由槽劃分的兩個(gè)夾持部分相互鎖緊時(shí)，將豎直安裝孔內(nèi)插入的瓷嘴抱緊固定；該變幅桿頭部上水平設(shè)置了應(yīng)力釋放孔，其由所述安裝孔的位置開始，分別向兩側(cè)貫通所述兩個(gè)夾持部分而開設(shè)；所述應(yīng)力釋放孔的軸線分別與所述安裝孔和瓷嘴的軸線以及所述變幅桿的軸線垂直，所述應(yīng)力釋放孔的軸線還與鎖緊兩個(gè)夾持部分的連接件的軸線平行。所述應(yīng)力釋放孔的開設(shè)，使瓷嘴的兩側(cè)與變幅桿頭部之間原本連續(xù)的接觸面斷開，因而減小了產(chǎn)生的接觸應(yīng)力隨溫度變化而產(chǎn)生的變化，從而減小超聲波傳遞能量因溫升而產(chǎn)生的變化。
文檔編號(hào)H01L21/607GK102891092SQ20111021733
公開日2013年1月23日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者翟寶年 申請人:上海聲定科技有限公司