專利名稱：一種帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿的制作方法
技術領域：
本實用新型是應用于集成電路和半導體封裝領域的超聲波邦定變幅桿，特別涉及一種帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿。
背景技術：
目前，在半導體超聲波邦定應用領域中，廣泛使用的變幅桿頭部10如圖1所示。如圖2所示，水平的變幅桿頭部10上豎直開設一安裝孔12，一瓷嘴20對應插入該安裝孔12 中，使該安裝孔12的內壁與瓷嘴20的頂部周圍相互接觸。變幅桿頭部10開設有一個槽13， 將該變幅桿頭部10分成左右兩個夾持部分11。當螺絲30橫向穿過該變幅桿頭部10并鎖緊時，使所述兩個夾持部分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，進行固定。螺絲30橫向穿過的位置，與所述安裝孔12縱向開設的位置相互之間沒有干涉。在工作時，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，使超聲波振動通過瓷嘴20傳遞到邦定點。因此，瓷嘴20與變幅桿頭部10上所述兩個夾持部分11之間接觸的穩定性，將直接影響到邦定結果的穩定性。另外，在超聲波邦定過程中，變幅桿100的超聲振動會使其本身升溫。變幅桿100 下方處于高溫下的邦定表面，也會導致變幅桿頭部10的進一步升溫。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材料的熱膨脹系數不同，會引起瓷嘴20和變幅桿頭部10接觸的狀態發生變化，產生額外的熱應力。額外的熱應力會導致超聲波的傳遞發生變化。最終導致預先設定的邦定參數在整個邦定過程中產生的邦定效果不一致。這種現象更容易顯現在高精密集成電路的邦定場合中。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，通過在水平方向開設一個垂直于變幅桿頭部上安裝孔的應力釋放孔，改變瓷嘴與變幅桿頭部的接觸形式，來減小產生的接觸熱應力變化，從而減少超聲波傳遞能量因溫升而產生的變化。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供一種帶應力釋放結構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置有變幅桿頭部，所述變幅桿頭部上豎直開設了安裝孔，使瓷嘴對應插入其中；沿變幅桿的軸向，在所述變幅桿頭部上還開設有槽，其豎直貫通所述變幅桿頭部并使之分成兩個夾持部分；所述變幅桿頭部上與所述安裝孔不相干涉的位置，水平設置了貫穿所述兩個夾持部分的連接件；該連接件鎖緊時，使所述兩個夾持部分相向靠攏，并在兩側分別與所述安裝孔中的瓷嘴緊密接觸，實現對該瓷嘴的固定；所述變幅桿頭部上與所述連接件不相干涉的位置，水平設置了貫通所述兩個夾持部分及其中所述安裝孔的應力釋放孔，所述應力釋放孔的軸線，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。[0009]所述兩個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、下端部分之間開設有應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的最外端表面，僅僅與鎖緊的兩個夾持部分的上端部分和下端部分接觸進行固定，而與所述中間部分沒有接觸。所述應力釋放孔的寬度方向，與變幅桿的軸向平行，并與所述安裝孔內瓷嘴的軸向相垂直。所述應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。所述應力釋放孔的橫向寬度大于所述瓷嘴直徑的1/3，且小于所述安裝孔直徑的 1. 3 倍。所述變幅桿頭部的頂面上設置有若干限位凸塊，每個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，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夾持部分并將其鎖緊的連接件是螺絲。與現有技術相比，本實用新型所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其優點在于本實用新型通過在水平方向開設一個分別垂直于瓷嘴安裝孔及變幅桿軸線的應力釋放孔，改變了瓷嘴與變幅桿頭部的接觸形式，能夠減小產生的接觸應力隨溫度變化而產生的變化，從而減小超聲波傳遞能量因溫升而產生的變化。
圖1是現有超聲波邦定變幅桿的結構示意圖；圖2是現有超聲波邦定變幅桿與瓷嘴配合連接的示意圖；圖3是本實用新型所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿與瓷嘴配合連接的示意圖；圖4是本實用新型所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿與瓷嘴配合連接的側視圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
，下文中將變幅桿軸向上設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，本實用新型所述變幅桿頭部10的主體結構與現有的基本一致一瓷嘴20對應插入所述變幅桿頭部10的前端豎直開設的安裝孔12，使該安裝孔12 的內壁與瓷嘴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開設了槽13，其豎直貫通該變幅桿頭部10并使之分成兩個夾持部分11。所述變幅桿頭部10的后端水平設置了一個螺絲30，其在與豎直布置的安裝孔12不相干涉的位置，水平貫穿所述兩個夾持部分11并鎖緊，使所述兩個夾持部分11相向靠攏并擠向瓷嘴20，從而將瓷嘴20從兩邊緊緊抱住，進行固定。可以選擇在所述變幅桿頭部10的頂面上設置若干限位凸塊111，使每個所述限位凸塊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，當瓷嘴20的頂面抵到所述延伸部分的底面時，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所示的實施例中設置了兩個限位凸塊111，其分別在所述兩個夾持部分11上，緊靠所述槽13的兩邊，并且所述兩個限位凸塊111的延伸部分僅僅覆蓋了該安裝孔12后端的一小部分。本實用新型所述限位凸塊111的數量、結構及設置位置，并不限于圖3、圖4中所描述的情況。本實用新型所述變幅桿100的應力釋放結構，是在上述變幅桿頭部10前端開設的一個應力釋放孔14。水平貫穿所述兩個夾持部分11的所述應力釋放孔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沿側向投影所示，所述兩個夾持部分11上原本與其中環抱的瓷嘴20的連續接觸面被該應力釋放孔14斷開。沿變幅桿100的軸線方向來看，所述應力釋放孔14 橫跨所述瓷嘴20的軸線121的兩邊布置。該應力釋放孔14的橫向寬度L大于所述瓷嘴20 直徑的1/3，但小于所述安裝孔12直徑的1. 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軸線兩側的最外端表面，僅僅由該兩個夾持部分11的上端部分15和下端部分16夾緊進行固定，而與開設應力釋放孔14的中間部分沒有接觸。由于所述應力釋放孔14的開設，變幅桿100帶動瓷嘴20進行高頻振動的時候，超聲波傳遞的穩定性增加；雖然，同時會改變振動幅度，但可以根據具體的應用情況，通過改變所述變幅桿100的其他部件使設計振動幅度保持不變。綜上所述，本實用新型帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿100，通過在水平方向開設一個分別垂直于瓷嘴20安裝孔12及變幅桿100軸線的應力釋放孔14，改變了瓷嘴20 與變幅桿頭部10的接觸形式，能夠減小產生的接觸應力隨溫度變化而產生的變化，從而減小超聲波傳遞能量因溫升而產生的變化。盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其特征在于，水平布置的變幅桿(100)的軸向前端設置有變幅桿頭部(10)，所述變幅桿頭部(10)上豎直開設了安裝孔(12)，使瓷嘴(20)對應插入其中；沿變幅桿(100)的軸向，在所述變幅桿頭部(10)上還開設有槽(13)，其豎直貫通所述變幅桿頭部(10)并使之分成兩個夾持部分 (11)；所述變幅桿頭部(10)上與所述安裝孔(12)不相干涉的位置，水平設置了貫穿所述兩個夾持部分(11)的連接件；該連接件鎖緊時，使所述兩個夾持部分(11)相向靠攏，并在兩側分別與所述安裝孔(12)中的瓷嘴(20)緊密接觸，實現對該瓷嘴(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，水平設置了貫通所述兩個夾持部分(11)及其中所述安裝孔(12)的應力釋放孔(14)，所述應力釋放孔(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.如權利要求1所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其特征在于，所述兩個夾持部分(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)之間開設有應力釋放孔(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)軸線兩側的最外端表面，僅僅與鎖緊的兩個夾持部分(11)的上端部分(15)和下端部分(16)接觸進行固定，而與所述中間部分沒有接觸。
3.如權利要求1或2所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其特征在于，所述應力釋放孔(14)的寬度方向，與變幅桿(100)的軸向平行，并與所述安裝孔(12) 內瓷嘴(20)的軸向相垂直。
4.如權利要求3所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其特征在于，所述應力釋放孔(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.如權利要求4所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其特征在于，所述應力釋放孔(14)的橫向寬度(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1.3倍。
6.如權利要求1所述帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其特征在于，所述變幅桿頭部(10)的頂面上設置有若干限位凸塊(111)，每個所述限位凸塊(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，保證該瓷嘴(20)的頂面與所述變幅桿頭部(10)的頂面齊平。
7.如權利要求1所述帶應力釋放結構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夾持部分(11)并將其鎖緊的連接件是螺絲 (30)。
專利摘要本實用新型涉及一種帶應力釋放結構的超聲波邦定變幅桿，其水平布置的變幅桿頭部上，由槽劃分的兩個夾持部分相互鎖緊時，將豎直安裝孔內插入的瓷嘴抱緊固定；該變幅桿頭部上水平設置了貫通所述兩個夾持部分及其中所述安裝孔的應力釋放孔；所述應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，所述應力釋放孔的軸線還與鎖緊兩個夾持部分的連接件的軸線平行。所述應力釋放孔的開設，改變了瓷嘴與變幅桿頭部的接觸形式，能夠有效減小產生的接觸應力隨溫度變化而產生的變化，從而減小超聲波傳遞能量因溫升而產生的變化。
文檔編號H01L21/607GK202205722SQ20112027520
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月1日 優先權日2011年7月21日
發明者翟寶年 申請人:上海聲定科技有限公司