帶式焊接工具及采用所述工具的方法
【專利說明】帶式焊接工具及采用所述工具的方法
[0001]本申請是2010年2月5日提交的發(fā)明名稱為“帶式焊接工具及采用所述工具的方法”的201080006910.0號中國發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求美國臨時申請N0.61/150633 ;Νο.61/150596 ;Νο.61/150611 ;Νο.61/150625;Νο.61/150579;和N0.61/150640的權(quán)益，其中每一個均在2009年2月6日提交，并且其內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及用在帶式焊接系統(tǒng)中的焊接工具(bonding tool)，更特別地，涉及帶式焊接工具的改進的末端部。
【背景技術(shù)】
[0005]在半導(dǎo)體裝置的加工和封裝中，線焊接仍然是提供封裝中的兩個位置之間的電的相互連接的主要方法(例如，在半導(dǎo)體沖模的沖模墊和引線框架的引線之間)。為了形成線環(huán)以提供該相互連接，焊接工具(例如，在球焊過程中使用的毛細管工具，在楔焊中使用的楔形工具)被用于采用超聲波、熱超聲或熱壓縮能使線壓靠焊接位置。
[0006]在某些裝置(例如，功率半導(dǎo)體裝置)的組件中，帶式焊接可以被用于提供位置之間的電的相互連接。例如，美國專利申請公報N0.2006/0163315 (名稱為帶式焊接工具和過程)和N0.2007/0141755(名稱為電子封裝中的帶式焊接)涉及帶式焊接并通過引用被結(jié)合于此。
[0007]這里公開的多個附圖(例如，圖1、2和3A-3F)對于解釋傳統(tǒng)的帶式焊接工具和系統(tǒng)，以及按照本發(fā)明的帶式焊接工具和系統(tǒng)是有用的。圖1示出由基底108(例如，引線框架108)支撐的半導(dǎo)體沖模110。期望在半導(dǎo)體沖模110(例如，沖模墊)上的位置和引線框架108的引線108a之間提供導(dǎo)電的相互連接。帶環(huán)112提供這樣的相互連接，并包括第一焊接部112a和第二焊接部112b(均被焊接至半導(dǎo)體沖模110的部分)，以及引線108上的第三焊接部112c。帶環(huán)112采用帶式焊接系統(tǒng)100(例如，帶式焊接機)形成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，帶式焊接系統(tǒng)包括許多傳統(tǒng)的部件和子系統(tǒng)，例如材料輸送系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、計算機和許多其它的部件。但是，為簡化起見，僅僅帶式焊接系統(tǒng)100的幾個元件被示出。這樣的元件包括帶式焊接工具102、帶導(dǎo)向裝置104和切割工具106。在帶環(huán)(例如帶環(huán)112)的形成過程中，帶材料采用帶導(dǎo)向裝置104從帶供給處(未示出)被供給至帶式焊接工具102。帶式焊接使用能量(例如超聲波能)形成焊接部，然后，在形成帶環(huán)之后，切割器106可以被用于在帶環(huán)從帶供給處分開之前至少部分地切開帶材料。
[0008]圖2是被接合在超聲波換能器114的孔114a中的帶式焊接工具102的透視圖，在其中，帶式焊接工具102采用平面?zhèn)?02k(在這種情況下是前側(cè)102k)在孔114a中對齊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，換能器114在末端部102a，特別地向帶式焊接工具102的工作表面102b產(chǎn)生“擦洗”運動。圖3A-3F是示例性的帶式焊接工具102的多個視圖。圖3A是工具102的前視圖，圖3B是工具102的頂視圖(示出平面?zhèn)?02k)，圖3C是示出工作表面102b的底視圖，圖3D是示出鄰近工作表面102b的末端部102a的前部邊緣102d的一部分的詳細視圖，圖3E是工具102的側(cè)視圖，圖3F是示出鄰近工作表面102b的末端部102a的側(cè)邊緣102f I的圖3E的一部分的詳細視圖。
[0009]某些帶式焊接工具具有在工作表面上形成的特征，例如在名稱為帶式焊接工具和方法的美國專利申請公報N0.2006/0163315中示出的。圖4A是傳統(tǒng)的帶式焊接工具102的示例性的末端部102a。末端部包括工作表面102b、前部邊緣102d、后部邊緣102e、側(cè)邊緣102Π和側(cè)邊緣102f2。工作表面102b限定突起102bl和凹槽102b2(在其中，突起和凹槽可以是工作表面上的華夫餅干(《&€^6)或格柵圖案的部分)，在其中，凹槽102匕2在突起102131之間。帶式焊接工具的典型的擦洗運動是沿帶的方向從前到后。在圖4A中，擦洗將通常沿方向“d”發(fā)生，其沿從前部邊緣102d到后部邊緣102e的方向延伸。
[0010]圖4B是包括被焊接至焊接位置110的第一焊接部112a的帶環(huán)112的一部分。第一焊接部112a采用“華夫餅干”類型的帶式焊接工具(與圖4A中示出的相似)形成，其在突起112al之間形成開口 /凹槽112a2。不幸的是，傳統(tǒng)的華夫餅干類型的帶式焊接工具具有多個缺點。例如，帶式焊接工具的工作表面上的突起的邊緣傾向于使不規(guī)則的邊緣留在帶焊接部的后跟區(qū)域，這可能在帶焊接部的使用壽命中在某些點產(chǎn)生裂縫112a3。特別地，現(xiàn)有的帶式焊接工具的其它限制與帶成環(huán)困難有關(guān)。
[0011]因此，期望提供改進的帶式焊接工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]按照本發(fā)明的一個示例性的實施例，提供了一種包括主體部分的帶式焊接工具。主體部分包括末端部。末端部包括末端部前部邊緣和末端部后部邊緣之間的工作表面。工作表面包括限定多個凹槽和多個突起中的至少一個的區(qū)域。工作表面還限定(I)該區(qū)域和末端部的前部邊緣之間的第一平面部分，和(2)該區(qū)域和末端部的后部邊緣之間的第二平面部分中的至少一個。
[0013]按照本發(fā)明的另一個示例性的實施例，提供了一種包括主體部分的帶式焊接工具。主體部分包括末端部。末端部包括末端部前部邊緣和末端部后部邊緣之間的工作表面。工作表面限定多個凹槽，其中，由鄰近前部邊緣和后部邊緣中的至少一個的工作表面限定的凹槽的一部分比凹槽的其它部分深。
[0014]按照本發(fā)明的另一個示例性的實施例，提供了一種包括主體部分的帶式焊接工具。主體部分包括末端部。末端部包括工作表面，其中，在與帶式焊接系統(tǒng)的換能器接合的過程中，工作表面在中心區(qū)域比(I)在從工作表面的第一邊緣朝向中心區(qū)域延伸的第一表面區(qū)域，和(2)在從工作表面的第二邊緣朝向中心區(qū)域延伸的區(qū)域延伸得低，第一表面區(qū)域的長度至少為工作表面從第一邊緣到第二邊緣的長度的25%，第二表面區(qū)域的長度至少為工作表面從第一邊緣到第二邊緣的長度的25%。
[0015]按照本發(fā)明的另一個示例性的實施例，提供了一種包括主體部分的帶式焊接工具。主體部分包括末端部。末端部包括工作表面。末端部在工作表面的兩側(cè)包括兩個側(cè)壁部分，其中，在側(cè)壁部分之間限定帶路徑。
[0016]按照本發(fā)明的另一個示例性的實施例，提供了一種包括主體部分的帶式焊接工具。主體部分包括末端部。末端部包括工作表面。末端部包括兩個沿帶式焊接工具的后側(cè)的至少一部分的外表面延伸的側(cè)壁部分，其中，在側(cè)壁部分之間限定帶路徑。
[0017]創(chuàng)造性的帶式焊接工具也可以被結(jié)合到創(chuàng)造性的帶式焊接系統(tǒng)中，該帶式焊接系統(tǒng)包括多個元件，例如焊接頭元件(例如，超聲波換能器、帶切割器，帶材料導(dǎo)向裝置)，以及其它元件。
[0018]此外，本發(fā)明還可以結(jié)合形成帶環(huán)的方法考慮。這樣的方法可以包括在第一焊接位置形成帶環(huán)的帶焊接部、使帶材料朝向第二焊接位置延伸、在第二焊接位置形成另一個帶焊接部、和使目前的完整的帶環(huán)從帶供給處分離(如果期望的話，采用帶切割器輔助分離)的步驟。這樣的方法采用按照這里公開的示例性的實施例的創(chuàng)造性的帶式焊接工具(和帶式焊接系統(tǒng)的其它元件)完成。
【附圖說明】
[0019]當結(jié)合附圖閱讀時，本發(fā)明通過下面的詳細描述最佳地理解。需要強調(diào)的是，按照通常的實踐，附圖的多個特征并未按比例呈現(xiàn)。相反，為清楚起見，多個特征的尺寸被任意放大或縮小。包括在附圖中的是下面的圖:
[0020]圖1是用于解釋本發(fā)明的多個示例性的實施例的帶式焊接系統(tǒng)的部分的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是用于解釋本發(fā)明的多個示例性的實施例的被接合在換能器中的帶式焊接工具的透視圖；
[0022]圖3A-3F是圖2的帶式焊接工具的多個視圖；
[0023]圖4A是傳統(tǒng)的帶式焊接工具的末端部的透視圖；
[0024]圖4B是采用傳統(tǒng)的帶式焊接工具形成的帶環(huán)的一部分；
[0025]圖5A是按照本發(fā)明的一個示例性的實施例的帶式焊接工具的末端部的透視圖；
[0026]圖5B是采用圖5A的帶式焊接工具形成的帶環(huán)的一部分；
[0027]圖6A是按照本發(fā)明的一個示例性的實施例的帶式焊接工具的末端部的透視圖；
[0028]圖6B是采用圖6A的帶式焊接工具形成的帶環(huán)的一部