具有平表面的受控衰減型毛細管焊頭的製作方法
2023-05-19 12:17:16 1
專利名稱：具有平表面的受控衰減型毛細管焊頭的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種用於將引線焊接在半導體裝置上的焊頭，特別地講，涉及一種具有受控衰減特性的焊頭。
背景技術：
現代電子設備極其依賴於安裝著半導體晶片或集成電路(IC)的印刷電路板。晶片與基板之間的機械和電連接對設計者是巨大的挑戰。將IC與基板連接起來的三個眾所周知的技術是引線焊接、帶式自動焊接(TAB)和倒裝晶片。
這些方法中最常用的是引線焊接。在引線焊接中，多個焊墊在基板上表面上呈一種圖形布置，晶片安裝在焊墊圖形的中心，並且晶片的上表面背離基板的上表面。細引線(可以是鋁或金線)被連接在晶片上表面上的觸點和基板上表面上的觸點之間。特別地，連接引線通過毛細管焊頭施加和焊接在基板上，下面對該焊頭進一步描述。
毛細管焊頭用於將焊球焊在電子裝置上，特別地講，是將引線(焊絲)焊接在半導體裝置的焊墊上。這種毛細管焊頭通常由一種陶瓷材料形成，這種陶瓷材料主要是氧化鋁、碳化鎢、紅寶石、氧化鋯增韌氧化鋁(ZTA)、氧化鋁增韌氧化鋯(ATZ)和其他材料。通常是與直徑為大約1mil的金、銅或鋁絲類似的非常細的焊絲穿過毛細管焊頭中的軸向通道，焊絲的末端上形成有小焊球，並且焊球被安置在毛細管焊頭末端的外面。最開始目的是將焊球焊接在半導體裝置的焊墊上，然後沿著焊絲將焊球一部分繼續焊接在引線框架或類似物上。在焊接循環中，毛細管焊頭執行一種以上的功能。
在焊球形成之後，毛細管焊頭必須首先將焊球部分地集中在用於目標焊墊的毛細管內。經過第一焊接步驟，焊球被焊接在半導體裝置的焊墊上。當毛細管焊頭將焊球向下與焊墊接觸時，焊球被壓扁和變平。由於焊墊通常由鋁製成，所以會有一層薄的氧化物形成在焊墊的表面上。為了形成正確的焊接，優選破壞掉氧化物表面，以將鋁表面暴露出來。破壞氧化物的有效方法是使用焊球「擦洗」氧化物表面。焊球被放置在氧化鋁表面上，然後毛細管焊頭沿著由放置在超聲波揚聲器內的壓電元件的膨脹和收縮確定的直線方向快速移動，毛細管焊頭連接在超聲波揚聲器上。在通過焊墊施加熱量的同時，再加上快速運動，能在焊絲和焊墊之間形成有效焊接。
然後，毛細管焊頭在焊絲的拱絲過程中對其進行控制，以將焊接焊絲平穩地輸出毛細管然後再拉回至毛細管中。這樣，毛細管焊頭將形成「針腳式」焊接和「點固」或「端固」焊接。
目前，熱壓超聲波引線焊接是將半導體裝置與它們的支承基板連接的可選擇的方法。熱壓超聲波焊接方法部分地依賴於超聲波能量從換能器向焊球或焊絲的傳輸，其中換能器通過例如毛細管或楔塊型焊頭而被連接在可移動焊頭上，焊球或焊絲則被焊接在半導體裝置或支承基板上。
在傳統的毛細管焊針(焊頭)中，焊頭的幾何形狀不能夠更改能量向焊球/焊絲連接區分界區域的傳輸。本發明的發明人已經發現，焊頭的超聲波衰減控制對於控制焊接過程和其性能至關重要。
然而，傳統焊頭設計存在缺陷，這是因為傳統焊頭設計基於連接間距和焊絲拱絲高度，而沒有考慮控制超聲波衰減。
圖1示出了傳統焊頭。如圖1所示，焊頭100具有圓柱形本體部分102和錐形部分104。軸向通道108從焊頭100的端部110延伸至其末端106。焊絲(未示出)穿過軸向通道108和末端106，以最終在基板(未示出)上進行焊接。
發明內容
為了解決傳統焊頭的上述不足，本發明涉及一種焊頭，其能夠對焊頭衰減的方向和增益進行控制。
該焊頭包括第一圓柱形部分，其具有大致均勻的第一直徑；第二圓柱形部分，其具有與第一圓柱形部分的一端連接的第一端，並且具有小於第一直徑的大致均勻的第二直徑；以及第三部分，其具有預定錐形，且其第一端與第二圓柱形部分的一端連接。
根據本發明的另一方面，焊頭包括第一圓柱形部分，其具有大致均勻的第一直徑；第二圓柱形部分，其具有與第一圓柱形部分的第一端連接的第一端，所述第二圓柱形部分具有i)與第一圓柱形部分的第一直徑大致相等的直徑，以及沿著至少一部分第二圓柱形部分的長度的平面區域；以及第三部分，其具有預定錐形，且其第一端與第二圓柱形部分的一端連接。
根據本發明的另一方面，焊頭包括第一部分，其具有大致均勻的第一直徑，並且具有平面部分，該平面部分沿著至少一部分第一部分的長度形成；第二圓柱形部分，其具有與第一部分的一端連接的第一端，並且具有與第一直徑基本相等的大致均勻的第二直徑；以及第三部分，其具有預定錐形，且其第一端與第二圓柱形部分的第二端連接。
根據本發明的又一方面，焊頭包括第一圓柱形部分，其具有大致均勻的第一直徑；以及第二圓柱形部分，其具有與第一圓柱形部分的一端連接的第一端，所述第二圓柱形部分具有i)小於第一直徑的大致均勻的第二直徑，以及沿著至少一部分第二圓柱形部分的長度的平面區域。
根據本發明的一個方面，焊頭由單塊材料形成。
根據本發明的另一方面，過渡區域連接在第一部分和第二部分之間。
根據本發明的另一方面，錐形部分在其一端上具有另一個錐形部分。
根據本發明的又一方面，定位導向部分安置在焊頭的第一部分的第二端。
下面，通過參照附圖對本發明的示例性實施例進行描述，以說明本發明的這些及其他方面。
下面，通過參照附圖對本發明進行詳細描述，可更好地理解本發明。應當強調，根據常識，附圖的各種特徵並不是按比例表示的。相反，為了清楚表示，各種特徵的尺寸可以任意地擴大或縮小。附圖包括圖1是一種傳統焊頭的側視圖；圖2示出了焊頭相對於換能器運動的響應；圖3A-3H是根據本發明的第一示例性實施例的焊頭的各種視圖；圖4A-4E是根據本發明的第二示例性實施例的焊頭的各種視圖；圖5是曲線圖，描繪的是超聲波能量對根據本發明示例性實施例的焊頭的作用；圖6是曲線圖，描繪的是根據本發明示例性實施例的焊頭的超聲波能量與諧振頻率之間的關係；圖7是曲線圖，描繪的是根據本發明示例性實施例的焊頭的毛細管位移；圖8示出了示例性焊頭與超聲波換能器的相互關係；圖9A-9F示出了用於將示例性焊頭定向在超聲波換能器內的示例性方法；圖10A-10D和圖11A-11E示出了超聲波換能器與圖9A-9F中的焊頭的詳細配合情況；圖12A-12C是根據本發明的第三示例性實施例的焊頭的各種視圖；以及圖13A-13D是根據本發明的第四示例性實施例的焊頭的各種視圖。
具體實施例方式
本發明通過沿著焊頭長度方向改變質量分布克服了傳統毛細管焊頭的不足。與傳統焊頭相比，這種焊頭在基板上形成焊點需要較小的超聲波能量。超聲波衰減方向能通過下面將進一步介紹的適當設計而被控制和更改。
超聲波焊頭的設計可用描述超聲波換能器驅動的焊頭的運動的數學公式描述。這樣一種系統可用方程(1)表示的懸臂梁表示2z2[EI(z)2x(z,t)z2]+m(z)2x(z,t)t2=-m(z)2x0(t)t2---(1)]]>其中，E是彈性模量，I是轉動慣量，m是質量分布，z是至移動支承的距離，x是垂直於懸臂梁的位移，x0表示的是移動支承的運動。
方程(1)的邊界條件是(1)x(0，t)＝X0·eiw·t(2)---x(0,t)z=0]]>(3)m(l，t)＝0(4)---V(l,t)=ZLOADxt|x=l]]>其中l是懸臂長度；V是剪力。
圖2示出了根據方程(1)的焊頭響應。如圖2所示，為了說明焊頭的設計，懸臂梁200表示焊頭，204表示換能器202的運動x0，以及206表示焊頭的響應運動x(z，t)。由於質量和轉動慣量可以沿著懸臂梁變化，因此這些參數可以用於設計焊頭的成分和「形狀」，以便產生所希望的焊接超聲波運動。
如上所述，在傳統設計中，轉動慣量I和質量分布m並沒有為衰減超聲波的目的而被控制，而僅僅是為獲得所要求的連接間距和焊絲拱絲高度而控制。在本發明的示例性實施例中，橫截面形狀和質量分別得到具體限定，以控制超聲波衰減方向和/或增益。
下面給出了區域轉動慣量I和質量分布m的設計結果的幾個實例。表1是與驗證該思想相關的實驗工作的匯總。
表1
圖3A-3G是根據本發明第一示例性實施例的毛細管焊頭的各種視圖。圖3A和3D分別是根據本發明第一示例性實施例的焊頭300的側視圖和透視圖。如圖3A所示，焊頭300具有上圓柱形本體部分302、下圓柱形本體部分304和圓錐形本體部分306。安置在上圓柱形本體部分302與下圓柱形本體部分304之間的是過渡區域312。在該示例性實施例中，過渡區域312呈斜面形狀。然而，本發明過渡區域312並不受限於這種形狀，其也可以是其他形狀，例如圖3E中所示的曲線形狀312A。然而，為了能使能量平穩地傳過過渡區域312，優選使過渡區域312不具有鋒利邊緣，例如，過渡區域312不能僅被構造為上圓柱形本體部分302與下圓柱形本體部分304之間的「臺階式縮減部分」。
在該示例性實施例中，焊頭300的總長度301在大約0.300-0.600英寸(7.62-15.748mm)之間，優選為大約0.437英寸(11.0mm)。上圓柱形本體部分302的直徑308在大約0.0625-0.0866英寸(1.5875-2.20mm)之間，優選大約0.0625英寸(1.59mm)。下圓柱形本體部分304的直徑314在大約0.0342-0.0625英寸(0.86868-1.5875mm)之間，並且下圓柱形本體部分304以距離焊頭300的端部332大約0.020-0.279英寸(5.08-7.0866mm)的位置328作為起始。在本發明優選實施例中，直徑314為大約0.0342英寸(0.868mm)。過渡區域312的角度313為大約90°。
圖3B是焊頭300的側向剖視圖。如圖3B所示，軸向通道320從焊頭300的端部322延伸至端部332。在該示例性實施例中，軸向通道320具有大致連續的錐形形狀，該錐形具有大約2°-5°、優選為大約2°-3°的預定角度326。然而，本發明並不受限於此，也可使通道320具有大致恆定的直徑，或者僅在焊頭300的一部分長度上呈錐形。後者有利於焊絲在焊頭300的上端322插入。這些替代性軸向通道的實例如圖3F和3G所示。如圖3F所示，軸向通道320在焊頭300相當大的長度上具有大致恆定的直徑330。在圖3G中，軸向通道320在焊頭300相當大的長度上具有大致恆定的直徑340，而在鄰近於焊頭300的端部322具有錐形部分342。
為了保持焊頭300的結構整體性，在焊頭300的設計過程中，必須考慮軸向通道320與外壁327之間的距離。本發明人將該距離稱為「最小壁厚」(MWT)324。現參看圖3H，焊頭300的放大橫截面詳細地描述了MWT324。在優選實施例中，焊頭300的MWT324在大約0.0004-0.01625英寸(0.01mm-0.40mm)之間。
參看圖3C，圖中示出了圓錐形本體部分306的詳細剖視圖。在圖3C中，末端310從圓錐形本體部分306的下端延伸。在該示例性實施例中，末端310的外角318在大約5°-20°之間，優選大約10°，而圓錐形本體部分306的外角316在大約17°-31°之間。同樣地，過渡部分334用於在圓錐形本體部分306與末端310之間形成過渡。如圖3C所示，軸向通道320的角度在圓錐形本體部分306的整個長度和末端310的大部分長度上保持大致恆定。然而，在末端310的下部分上，軸向通道320相對於縱向軸線的角度降至為大約0°，因此在末端310的最終部分上軸向通道320具有直徑大致均勻的通道336。
如上所述，用於形成毛細管焊頭的材料包含氧化鋁、氧化鋯、氮化矽、碳化矽、碳化鎢、紅寶石、ZTA和ATZ。可以設想，示例性焊頭可以以單件的形式通過機加工和/或模塑上述材料形成。
參看圖4A-4E，圖中示出了本發明的第二示例性實施例。圖4A和4E分別是根據本發明第二示例性實施例的焊頭400的側視圖和透視圖。如圖4A所示，焊頭400具有上圓柱形本體部分402、下本體部分404和圓錐形本體部分406。
第一和第二示例性實施例之間的顯著區別是下本體部分404具有彼此平行的平面部分403、405，它們位於下本體部分404的相反兩側上。在該示例性實施例中，平面部分403與405之間的距離414在大約0.0345-0.0625英寸(0.8763-1.5875mm)之間。另一區別是下本體部分404具有與上本體部分402的直徑408大致相等的直徑。在優選實施例中，下本體部分404的直徑與上本體部分402的直徑相等。圖4C是沿著圖4A的橫截面C-C的俯視圖，圖中示出了平面部分403、405和下本體部分404的直徑408之間的關係。
圖4B是焊頭400的側向剖視圖。如圖4B所示，軸向通道420從焊頭400的端部422延伸至焊頭400的端部432。在該示例性實施例中，軸向通道420具有大致連續的錐形形狀，該錐形形狀具有(如圖4D中詳細所示)大約2°-5°、優選為大約2°-3°的預定角度426。然而，本發明並不受限於此，可以設想，軸向通道420也可以具有大致恆定的直徑，或者與第一示例性實施例相似而僅在焊頭400的一部分長度上呈錐形。與第一示例性實施例相似，過渡區域412、413分別在平面部分403、405所在的區域上從上圓柱形本體部分402過渡到下本體部分404。儘管過渡區域412、413如圖4B所示具有斜面形狀(平表面)，但也可以採用與圖3D所示的相似的曲面。
本發明人已經發現，如果採用非對稱的形狀，根據第二示例性實施例的焊頭沿著X軸的剛度就會與沿著y軸的剛度不同。這種差別可以通過改變平面部分403、405的長度和/或寬度控制。本領域普通技術人員可以理解，平面部分403、405的寬度直接與它們之間的距離414相關。也即，平面部分403、405的寬度越大，它們之間的距離414就越小。
在其他所有方面，第二示例性實施例與第一示例性實施例相似。
參看圖5，圖中示出了曲線圖500。在圖5中，曲線圖500描述的是下本體部分304、404的質量減小對焊頭300、400的位移206(如圖2所示)的影響結果，其中位移206是由超聲波沿著焊頭300、400的長度即從換能器安裝件(未示出)到自由焊接端(末端310、410)施加強迫作用而引起的。在圖5中，縱坐標是以英寸表示的相對於換能器底部的位置，橫坐標是以μm表示的焊頭的位移。曲線圖500是為多種焊頭繪製的，這些焊頭中下本體部分304、404的位置和幾何形狀各不相同。在圖5中，因固定頻率的超聲波能量而引起的零位移焊頭運動的位置以節點502表示。在本發明中，下本體部分304、404的質量被調整，以使焊頭300、400的節點位於502。本發明人已經發現，調整下本體部分304、404的質量以使節點位於502，可使焊頭的效率最大化。在圖5中，曲線504表示的是一種傳統(參考)焊頭的響應，曲線506-518表示的是根據本發明示例性實施例的焊頭的響應。
在圖6中，曲線圖600示出了固定焊頭末端位移的超聲波能量與諧振頻率之間的關係。在圖6中，示出了諧振點602-624，並且這些諧振點被繪製成曲線626。如圖6所示，點624表示參考的傳統焊頭，與根據本發明的焊頭(如點602-622所示)相比，其需要顯著更高的能量。曲線圖600表明，調整焊頭300、400的下本體部分304、404的質量能夠明顯地降低所需能量。
在圖7中，曲線圖700示出了根據本發明的焊頭和傳統焊頭的位移。如圖7所示，幾何形狀最優化的焊頭的位移比標準桿狀焊頭的位移大，其中幾何形狀最優化是通過控制轉動慣量及按照示例性實施例中所示特徵進行機加工而實現的。對圖7進行分析可知，對於引線焊接，末端位移曲線在使用根據本發明的受控幾何形狀的毛細管焊頭之前(曲線702)和之後(曲線704)均比標準焊頭的曲線(706)高。
本發明人還發現，示例性焊頭的受控衰減能夠進行更高質量的焊接。表2是表示各種焊頭、焊接(超聲波)能量、結合力、破壞結合所需的剪力的數據的匯總。從表中清楚可知，示例性焊頭使用的能量小於傳統焊頭所需能量的50％，但提供的焊接卻表現出更優秀的抗剪切能力。
表2表3是用於表示與傳統焊頭相比根據本發明的焊頭所形成的結合具有更優秀的抗拉能力的數據的匯總。
表3圖8示出了示例性焊頭300、400與超聲波換能器800的相互連接關係。如圖8所示，焊頭300、400插入超聲波換能器800的孔804中。
上面根據第二示例性實施例描述的焊頭400由於將平面部分403、405設置在下本體部分404中而具有方向性。這樣，就可以理想地將焊頭400定向在超聲波換能器800中，以便高效地沿著交坐標軸中的一個軸線傳導更多的超聲波能量。確保正確定向的一個方法是將焊頭400上的一個定位器與超聲波換能器上的相似定位器緊密配合。示例性方法將通過參看圖9A-9F給以描述。
參看圖9A-9F，圖中示出了用於將焊頭400定向在超聲波換能器800(如圖8所示)中的示例性方法。在圖9A中，示出了沿著焊頭400上部安置的定位平面900。斜平面被成形為相對於焊頭400的縱向軸線呈角度γ。
在圖9C中，示出了沿著焊頭400的上部放置的定位鍵槽904。在該示例性實施例中，鍵槽904具有與縱向軸線正交的均勻深度。然而，本發明並不受限於此，如圖9D-9F所示，鍵槽可以具有斜面形狀例如鍵槽906、曲線或橢圓形狀908或鋸齒形狀910。根據前面所述的定向方法，基於具體焊接需要，定位器(900、902、904、906等)可以沿著與平面部分403、405相同的平面放置，或者與它們垂直放置。採用這種方式，在所希望的方向上可以使能量效率最大化。
參看圖10A-10D，圖中詳細地示出了超聲波換能器800與焊頭(如圖9A和9B所示)緊密配合的情況。圖10A和10B分別是超聲波換能器800的端部的俯視圖和側向剖視圖。在圖10A和10B中，孔1000形成在超聲波換能器800中，並具有用於與定位平面900(如圖9A所示)緊密配合的平坦部分1002，因此能夠正確地將焊頭400定向在超聲波換能器800內，以沿著所希望的焊接方向提供較高的能量效率。類似地，圖10C示出了用於與斜定位平面902(如圖9B所示)配合的具有斜平面部分1006的孔1004。如圖10C所示，孔1004的平面部分1006與斜平面902類似，也是形成角度γ上。圖10D是超聲波換能器800的端部的透視圖，示出了孔1000、1004。
類似地，圖11A-11E示出了超聲波換能器800中的具有凸起部分1102、1104、1106的孔1100，這些凸起部分用於與合適的鍵槽904、906、908、910(如圖9C-9F所示)緊密配合。儘管在這些圖中沒有示出，但可以理解，凸起部分1102可以形成在一個角度上，以與斜面鍵槽906(如圖9D所示)配合。雖然沒有具體說明，但也可以理解，鍵槽908、910也可以形成在一個相對於焊頭縱向的角度上。同樣，凸起部分1104、1106也可以分別形成在合適的角度上，以與這些斜面鍵槽緊密配合。
在圖12A-12C中，示出了本發明第三示例性實施例。圖12A是根據本發明第三示例性實施例的焊頭1200的側向剖視圖。如圖12A所示，焊頭1200具有上本體部分1202、下圓柱形本體部分1204及圓錐形本體部分1206。沿著上本體部分1202的長度設有平面部分1203。在該實施例中，平面部分1203用於改變焊頭的質量和轉動慣量，並且提供了用於將焊頭1200對正在超聲波換能器中的裝置。
在一個示例性實施例中，平面部分1203的長度為大約0.177英寸(4.50mm)，下圓柱形本體部分1204的直徑為大約0.0625英寸(1.59mm)，平面部分1203與上本體部分1202上的與平面部分相反的外壁之間的距離至少為0.05英寸(1.27mm)。如上所述，在第一示例性實施例中，平面部分1203與軸向通道1220的內壁之間的MWT(例如，如圖3H中所示)必須能夠保持焊頭的整體性。在其他所有方面，本實施例與第一和第二示例性實施例相似。
在圖13A-13D中，示出了本發明第四示例性實施例。圖13A是根據本發明第四示例性實施例的焊頭1300的側向剖視圖。如圖13A所示，焊頭1300具有上圓柱形部分1302、下本體部分1304及圓錐形本體部分1306。沿著下本體部分1304的長度設有平面部分1303、1305。第四示例性實施例是第一和第二示例性實施例的組合。在該實施例中，下本體部分和平面部分1303、1305改變了焊頭1300的質量和轉動慣量，因此能夠影響焊頭1300的衰減。
圖13B是示出了孔1320的焊頭1300的側向剖視圖。圖13C是示出了上圓柱形部分1302、下本體部分1304和平面部分1303和1305之間關係的焊頭1300的俯視圖，圖13D是焊頭1300的透視圖。如上所述，在第一示例性實施例中，平面部分1303與軸向通道1320的內壁之間的MWT(例如，如圖3H中所示)必須能夠保持焊頭的整體性。在其他所有方面，本實施例與第一和第二示例性實施例相似。
雖然前面參照示例性實施例描述了本發明，但本發明並不局限於此。相反，應當認為權利要求的範圍包括在不脫離本發明真實精神和範圍的前提下由本領域普通技術人員對本發明所作的其他變化和實施例。
權利要求
1.一種用於將細引線焊接在基板上的焊頭，包括第一圓柱形部分，其具有大致均勻的第一直徑；以及第二圓柱形部分，其具有與所述第一圓柱形部分的一端連接的第一端，所述第二圓柱形部分具有i)小於所述第一直徑的大致均勻的第二直徑，以及ii)沿著所述第二圓柱形部分的長度的至少一部分形成的平面區域。
2.如權利要求1所述的焊頭，其特徵在於所述平面區域是分別位於所述第二圓柱形部分的相反側上的彼此大致平行的兩個平面區域。
3.如權利要求1所述的焊頭，還包括第三部分，其具有第一預定錐形，且所述第三部分的第一端連接著所述第二圓柱形部分的第二端。
4.如權利要求3所述的焊頭，其特徵在於所述第一預定錐形的角度在大約17°-31°之間。
5.如權利要求3所述的焊頭，其特徵在於所述第三部分具有另一個錐形部分，所述另一個錐形部分具有第二預定錐形，且連接著所述第三部分的第二端。
6.如權利要求5所述的焊頭，其特徵在於所述第一預定錐形的角度為大約20°，所述第二預定錐形的角度為大約10°。
7.如權利要求1所述的焊頭，還包括軸向通道，其沿著所述焊頭的縱向軸線從所述焊頭的第一端延伸至所述焊頭的第二端。
8.如權利要求7所述的焊頭，其特徵在於所述軸向通道在所述第一圓柱形部分的第一端具有第一直徑，並在所述第一錐形部分的末端具有第二直徑，所述第一直徑大於所述第二直徑。
9.如權利要求1所述的焊頭，還包括過渡部分，其連接在所述第一圓柱形部分與所述第二圓柱形部分之間。
10.如權利要求9所述的焊頭，其特徵在於所述過渡部分是錐形部分和曲線部分二者之一。
11.如權利要求1所述的焊頭，其特徵在於所述焊頭由以下材料中的至少一種形成氧化鋁、氮化矽、金剛砂、碳化鎢、紅寶石、陶瓷和氧化鋯。
12.如權利要求1所述的焊頭，其特徵在於所述第二圓柱形部分的第一端位於距所述焊頭的末端預定距離處。
13.如權利要求12所述的焊頭，其特徵在於所述距離在大約0.200-0.279英寸(5.08-7.0866mm)之間。
14.如權利要求1所述的焊頭，其特徵在於所述焊頭由單塊材料形成。
15.一種用於將細引線焊接在基板上的焊頭，包括第一圓柱形部分，其具有大致均勻的第一直徑；第二圓柱形部分，其具有連接著所述第一圓柱形部分的第一端的第一端，所述第二圓柱形部分具有i)與所述第一圓柱形部分的第一直徑大致相等的直徑，以及ii)沿著所述第二圓柱形部分的長度的至少一部分形成的平面區域；以及第三部分，其具有第一預定錐形，且所述第三部分的第一端連接著所述第二圓柱形部分的一端。
16.如權利要求15所述的焊頭，其特徵在於所述平面區域是分別位於所述第二圓柱形部分的相反側上的彼此大致平行的兩個平面區域。
17.如權利要求16所述的焊頭，其特徵在於所述平面區域之間的距離在大約0.0345-0.0625英寸(0.8763-1.5875mm)之間。
18.如權利要求15所述的焊頭，其特徵在於所述平面區域延伸到所述第三部分的一個部位上。
19.如權利要求15所述的焊頭，其特徵在於所述第一預定錐形的角度在大約17°-31°之間。
20.如權利要求15所述的焊頭，其特徵在於所述錐形部分具有另一個錐形部分，所述另一個錐形部分具有第二預定錐形，且連接著所述第三部分的第二端。
21.如權利要求20所述的焊頭，其特徵在於所述第一預定錐形的角度為大約20°，所述第二預定錐形的角度為大約10°。
22.如權利要求15所述的焊頭，還包括軸向通道，其沿著所述焊頭的縱向軸線從所述焊頭的第一端延伸至所述焊頭的第二端。
23.如權利要求22所述的焊頭，其特徵在於所述軸向通道在所述第一圓柱形部分的第一端具有第一直徑，並在所述錐形部分的末端具有第二直徑，所述第一直徑大於所述第二直徑。
24.如權利要求15所述的焊頭，其特徵在於所述第二圓柱形部分的第一端位於距所述焊頭的一端預定距離處。
25.如權利要求24所述的焊頭，其特徵在於所述距離在大約0.200-0.279英寸(5.08-7.0866mm)之間。
26.如權利要求15所述的焊頭，其特徵在於所述焊頭由單塊材料形成。
27.一種與換能器一同使用的焊頭，包括第一圓柱形部分，其具有大致均勻的第一直徑；第二圓柱形部分，其具有連接著所述第一圓柱形部分一端的第一端，所述第二圓柱形部分具有i)小於所述第一直徑的大致均勻的第二直徑，以及ii)沿著所述第二圓柱形部分的長度的至少一部分形成的平面區域；以及導向部分，其設置在所述第一圓柱形部分的第一端，用於將所述焊頭定位在所述換能器內。
28.如權利要求27所述的焊頭，其特徵在於所述導向部分是沿著所述第一圓柱形部分的上部形成的平面部分和孔二者之一。
全文摘要
本發明公開了一種用於將細引線焊接在基板上的受控衰減型焊頭。所述焊頭包括第一圓柱形部分(1302)，其具有大致均勻的第一直徑；以及第二圓柱形部分(1304)，其具有小於所述第一直徑的大致均勻的第二直徑。所述第二圓柱形部分連接著所述第一圓柱形部分的一端，並且具有沿著所述第二圓柱形部分的長度的至少一部分形成的平面區域(1303、1305)。
文檔編號B23K20/10GK1516633SQ02806742
公開日2004年7月28日 申請日期2002年5月8日 優先權日2001年6月21日
發明者阿米爾·米勒, 阿米爾 米勒, 佩爾貝格, 吉爾·佩爾貝格 申請人:庫利克-索法投資公司