一种键合头装置 技术领域 本发明涉及集成电路封装设备领域， 特别是涉及一种应用于手动、 半自动压焊设 备上的键合头装置。
背景技术 压焊机具有球焊、 楔焊两种焊线功能并能满足普通深腔需求， 适合于基板或腔体 模块元器件的生产。 随着微电子行业的迅速发展， 各种器件都面临国际大流通的考验， 元器 件的内在品质和外观质量变得越来越重要， 性能可靠、 操作方便、 精度准确、 功能强大是压 焊机的发展趋势。键合头是压焊机的核心部件， 其综合打火、 送线、 及压焊功能于一体。因 此， 键合头的研发尤为重要。
手动、 半自动压焊设备上的键合头与全自动压焊设备上的键合头相比， 其运动形 式相对复杂， 除需摆动运动外还需竖直运动， 通常手动、 半自动压焊设备上的键合头的键合 压力由弹簧提供， 在键合过程中， 操作员通过手动调整弹簧的伸缩来调整所需的键合压力， 这样操作起来不方便， 且不精确， 对键合质量有影响。
发明内容 本发明的实施例提供了一种应用于手动或半自动压焊设备上的键合头装置， 以解 决现有技术的手动或半自动压焊设备上的键合头的键合压力由弹簧提供的技术问题。
为了实现上述目的， 本发明提供一种键合头装置， 应用于手动或半自动压焊设备， 其中， 包括 ：
键合头定架 ；
打火部， 设置于所述键合头定架上， 用于完成打火 ；
送线部， 设置于所述键合头定架上， 用于完成送线 ；
键合部， 设置于所述键合头定架上， 包括 ：
音圈电机， 用于为所述键合部提供完成引线键合所需的键合压力。
优选地， 所述的键合头装置， 其中，
所述键合部还包括 ： 主转轴 ； 可绕所述主转轴与所述键合头定架相对转动的换能 器动架 ； 换能器， 设置于所述换能器动架上， 用于提供完成引线键合所需的超声 ； 劈刀， 设 置于所述换能器上 ；
所述音圈电机设置于所述键合头定架上， 与所述换能器动架相接触， 在通电的情 况下， 通过推动所述换能器动架来推动所述劈刀向键合面施加键合压力， 所述键合压力与 所述换能器提供的超声相配合带动所述劈刀完成键合。
优选地， 所述的键合头装置， 其中，
所述键合部还包括 ： 设置于所述键合头定架上的第一触点和设置于所述换能器动 架上的第二触点 ；
所述劈刀未接触到键合面时， 所述第一触点与所述第二触点相接触 ； 所述劈刀接
触到键合面时， 所述第一触点与所述第二触点脱离为不相接触。
优选地， 所述的键合头装置， 其中，
所述键合部还包括 ： 设置于所述键合头定架上的开口传感器和设置于所述换能器 动架上的开口调整螺钉 ；
当所述开口传感器与所述开口调整螺钉相接触时， 所述换能器开始施加超声及所 述音圈电机开始施加键合压力。
优选地， 所述的键合头装置， 其中， 所述打火部包括 ：
打火支臂， 设置于所述键合头定架上 ；
第一电磁铁， 设置于所述打火支臂上 ；
绝缘的电子打火转臂， 与所述电磁铁相连接 ；
打火杆， 设置于所述电子打火转臂上 ；
所述第一电磁铁， 用于在通电后， 通过驱动所述电子打火转臂来带动所述打火杆 运动到预定的打火位置。
优选地， 所述的键合头装置， 其中， 所述送线部包括线夹部， 所述线夹部包括 ：
定线夹 ；
动线夹， 通过转销与所述定线夹相连接， 所述动线夹通过绕所述转销相对所述定 线夹旋转实现动线夹的开合 ；
开口调整螺钉， 设置于所述动线夹， 用于调整动线夹的开口大小 ；
第二电磁铁， 用于在通电时推动所述开口调整螺钉， 使所述动线夹绕所述转销旋 转并打开一开口， 以使键合丝进入 ；
复位弹簧， 设置于所述定线夹与动线夹之间， 用于在所述第二电磁铁断电时， 使所 述动线夹绕所述转销旋转并闭合所述动线夹的开口， 以夹紧键合丝。
优选地， 所述的键合头装置， 其中， 所述送线部还包括 ：
送线转臂， 与所述线夹部相连接 ；
与所述送线转臂相接触的送线凸轮 ；
送线电机， 用于带动所述送线凸轮旋转， 从而带动所述送线转臂上下运动， 进而带 动所述线夹部上下运动。
优选地， 所述的键合头装置， 其中， 所述送线部还包括 ：
送线复位弹簧， 用于使所述送线凸轮与所述送线转臂时时相接触。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下技术效果 ：
通过在手动或半自动压焊设备上使用音圈电机来提供键合头的键合压力， 使键合 压力能够精确程控， 提高了键合质量。 附图说明
图 1 为本发明实施例的键合头装置所包括的打火部的结构示意图 ； 图 2 为本发明实施例的键合头装置所包括的送线部的结构示意图 ； 图 3 该实施例的送线部中线夹部装置的结构示意图 ； 图 4 为本发明实施例的键合部的结构示意图 ； 图 5 为本发明实施例的键合头装置的整体结构示意图。具体实施方式
为使本发明实施例要解决的技术问题、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附 图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提供了一种键合头装置， 应用于手动或半自动压焊设备， 该键合头 装置包括 ： 键合头定架 ； 打火部， 设置于所述键合头定架上， 用于完成打火 ； 送线部， 设置于 所述键合头定架上， 用于完成送线 ； 键合部， 设置于所述键合头定架上， 包括 ： 音圈电机， 用 于为所述键合部提供完成引线键合所需的键合压力。
图 1 为本发明实施例的键合头装置所包括的打火部的结构示意图。图 5 为本发明 实施例的键合头装置的整体结构示意图。如图 1， 本发明实施例的键合头装置的打火部包 括： 打火支臂 1、 第一电磁铁 2、 电子打火 (EFO， Electricflame-off) 转臂 3 和打火杆 4。该 例中， 第一电磁铁为旋转电磁铁。
打火支臂 1 固定于键合头定架 22 上 ( 参见图 5)， 用于固定整个打火部装置， 旋转 电磁铁 2 固定于打火支臂 1 上， 由旋转电磁铁 2 带动绝缘的 EFO 转臂 3 和连接在 EFO 转臂 3 上的打火杆 4 实现打火杆的运动， 完成打火过程。
本发明实施例的打火部装置通过电磁铁如旋转电磁铁 2 带动打火杆 4 摆动， 使打 火摆脱了现有技术利用气缸带动打火杆的摆动所造成的气源的限制， 并且简化了结构。 图 2 为本发明实施例的键合头装置所包括的送线部的结构示意图。 如图 2， 该实施 例的送线部包括 ： 送线传感器 12、 送线凸轮 13、 送线调整螺钉 14、 送线复位弹簧 15、 送线电 机 16、 送线转臂 17、 送线转轴 18、 小线轴 19、 过线管 20 和线夹部装置 21。其中， 线夹部装置 的结构参照图 3 所示。
如图 1 及图 5， 送线转臂 17 通过送线转轴 18 与换能器动架 29 连接， 送线转臂 17 可以绕送线转轴 18 与换能器动架 29 相对转动 ； 送线电机 16 固定于换能器动架 29 上， 送线 电机 16 带动送线凸轮 13 旋转， 送线凸轮 13 旋转顶动送线转臂 17 上下运动， 实现连接在送 线转臂 17 上的线夹部装置 21 上下运动， 送线复位弹簧 15 的作用是保持送线凸轮 13 与送 线转臂 17 时时接触 ； 用安装在送线转臂 17 上的送线调整螺钉 12 和安装在合头定架 22 上 的送线传感器 12 判断线夹装置 21 的最高点。键合丝设置于小线轴 19 上， 穿过过线管 20 送到定线夹 5 和动线夹 9 之间， 再进入用于实现键合的劈刀。示例性地， 送线复位弹簧的一 端可设置如固定在送线电机如送线电机的外壳上， 另一端设置在所述送线转臂上， 以使送 线凸轮与送线转臂时时相接触。
图 3 为该实施例的送线部中线夹部装置的结构示意图。如图 3， 该实施例的线夹 部包括 ： 定线夹 5、 复位弹簧 6、 转销 7、 第一电磁铁如第一旋转电磁铁 8、 动线夹 9、 开口调整 螺钉 10 和夹紧力调整螺钉 11。整个线夹部装置通过定线夹 5 连接到送线转臂 17， 动线夹 9 通过转销 7 与定线夹 5 连接， 可以相对定线夹 5 绕转销 7 旋转实现线夹开合 ； 电磁铁 8 通 电后顶动开口调整螺钉 10 打开动线夹， 动线夹开口大小由开口调整螺钉 10 调整 ； 电磁铁 8 断电， 夹复位簧 6 推动夹紧力调整螺钉 11 带动动线夹 9 关闭开口， 夹紧力大小由夹紧力调 整螺钉 11 调节。
本发明实施例的送线部装置中线夹的开合由电磁铁 8 提供动力， 同样避免了现有 技术利用气缸为线夹的开合提供动力所需要的气源的限制， 且结构简单。
图 4 为本发明实施例的键合部的结构示意图。 如图 4， 该实施例的键合部设置于键
合头定架 22 上， 包括 ： 音圈电机 23、 第一触点 ()24、 第二触点 25、 开口调整螺钉 26、 开口传 感器 27、 主转轴 28、 换能器动架 29、 换能器 30 和劈刀 31。优选地， 第一触点为平触点， 第二 触点为球触点。
键合过程中通过换能器提供超声， 换能器 30 固定于换能器动架 29 上， 换能器动架 29 可绕主转轴 28 与由键合头定架 22 相对转动， 使安装于换能器 30 上的劈刀 31 相对键合 头定架 22 上下运动， 完成键合 ； 通过固定于键合头定架 22 上的平触点 ( 第一触点 )24 和固 定于换能器动架 29 上的球触点 ( 第二触点 )25 的接触与否判断劈刀 31 是否接触键合面 ； 通过固定于键合头定架 22 上的开口传感器 27 和固定于换能器动架 29 上的开口调整螺钉 26 来确定劈刀接触键合面后何时施加超声和压力 ； 音圈电机 23 设置于键合头定架 22 上， 与换能器动架 23 相接触， 在通电的情况下， 安装于键合头定架 22 上的音圈电机 23 推动换 能器动架 29 推动劈刀向键合面施加键合压力， 该键合压力与换能器提供的超声相配合带 动所述劈刀完成键合。
该实施例的键合部装置由音圈电机 23 提供键合压力， 使键合压力能够精确程控， 用户无需再通过手动调整弹簧来调整不同的键合产品所需的不同键合压力， 提高了键合质 量。 图 5 为本发明实施例的键合头装置的整体结构示意图。下面结合图 5 来描述一下 利用本发明实施例的键合头装置完成的一个键合流程 ：
送线
键合丝穿过过线管 20 到达线夹 21 上方 ； 电磁铁 8 通电推动开口调整螺钉 10 带动 动线夹 9 绕转销 7 相对于定线夹 5 旋转， 使动线夹在尖端打开一开口， 键合丝进入定线夹 5 和动线夹 9 开口中 ； 优选地， 开口调整螺钉 10 固定于动线夹 9 上 ； 电磁铁 8 断电， 在复位弹 簧 6 作用下动线夹 9 绕转销 7 相对于定线夹 5 旋转， 使尖端开口闭合， 夹紧键合丝， 优选地， 复位弹簧 6 固定于定线夹 5 和动线夹 9 之间 ； 固定于换能器动架 29 上的送线电机 16 转动 带动送线凸轮 13 转动， 推动送线转臂 17 绕送线转轴 18 相对于换能器动架 29 上转动， 优选 地， 送线复位弹簧 15 分别固定于送线转臂 17 与换能器动架 29 之间， 保证送线凸轮 13 与送 线转臂 17 接触 ； 送线转臂 17 带动连接其上的线夹 21 上下运动， 此时线夹中夹有键合丝， 把 键合丝送出劈刀 31 下端， 其中， 固定在键合头定架 22 上的送线传感器 12 和固定于送线转 臂 17 上的送线调整螺钉 14 用于送线电机 16 复位时检测送线凸轮 13 原点。
打火
旋转电磁铁 2 通过打火支臂 1 固定于键合头定架 22 上， 旋转电磁铁 2 通电， 带动 绝缘的 EFO 转臂 3， 打火杆 4 固定于 EFO 转臂 3 上， 摆动到劈刀 31 下方， 打火杆 4 通高压， 对 键合丝高压放电， 把键合丝融化成球。
键合
键合头定架 22 带动整个键合头下降， 劈刀 31 接触键合面， 键合头定架 22 继续下 降， 此时， 劈刀 31 带动换能器 30 前段翘起， 其中， 换能器 30 固定于键合头定架 22 上， 因此键 合头定架 22 绕主转轴 28 相对于键合头定架 22 前段翘起， 安装于键合头定架 22 上的球触 点 25 与安装于换能器动架 29 上的平触点 24 脱开， 此时， 键合头定架 22 的左右方向锁紧， 只能上下运动 ； 键合头定架 22 继续下降， 安装于键合头定架 22 上的开口传感器 27 检测到 安装于换能器动架 29 上的开口调整螺钉 26， 此时， 安装于键合头定架 22 和换能器动架 29
之间的音圈电机 23 通电， 推动换能器动架 29 从而推动劈刀 31 施加键合压力， 同时， 换能器 30 通电发出超声， 带动劈刀 31 超声谐振， 与压力配合完成一次键合。
本发明实施例的键合头装置中， 打火部装置是由旋转电磁铁驱动 EFO 转臂完成打 火和复位， 该装置设有 X、 Y、 Z 三个方向可以微量调整功能 ； 线夹部装置由电磁铁完成动线 夹的打开， 复位弹簧即复位簧完成关闭， 通过夹紧力调整螺钉调整复位簧可调整夹线力的 大小， 开口调整螺钉调整线夹开口大小 ； 送线部装置由送线电机驱动送线凸轮旋转， 带动送 线转臂摆动， 送线复位弹簧完成复位， 带动线夹装置 Z 向运动， 从而完成送线功能 ； 键合部 装置是换能器通过超声波发生器使其产生超声振动， 带动劈刀完成压焊 ； 音圈电机可实现 换能器的平衡及键合力的大小。
本发明实施例的键合头装置的打火部装置通过旋转电磁铁 2 带动打火杆 4 摆动， 使打火摆脱了气源的限制， 并且简化了结构 ； 送线部装置中动线夹的开合也由电磁铁 8 提 供动力， 同样摆脱了气源的限制 ； 键合部装置由音圈电机 23 提供键合压力， 使键合压力能 够精确程控， 提高了键合质量。
以上所述是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明实施例所述原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和 润饰也应视为本发明的保护范围。