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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Zuführen von Feindraht mit durchgehender Zuführbohrung, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Hauptstück aus Keramik und einem eine Spitze bildenden Stück aus Rubin, welches Spitzenstück in einem freien Ende des Hauptstücks fest gehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Hauptstück gegen das genannte freie Ende verjüngt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spitzenstück mit Spannsitz im freien Ende des Hauptstücks sitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführbohrung am freien Ende des Spitzenstücks einen Durchmesser von 20 bis 50 jim hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptstück im wesentlichen aus Aluminiumoxid besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptstück zu 95 bis 99,9% aus Aluminiumoxid besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik des Hauptstücks durchscheinend oder durchsichtig ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik des Hauptstücks Chromoxid enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Chromoxidgehalt der Keramik 0,1 bis 5% beträgt.
10. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Zuführen von Feindraht mit durchgehender Zuführbohrung, einem zylindrischen Hauptstück aus Keramik und einem im Hauptstück befestigten Spitzenstück aus Rubin, gekennzeichnet durch Mischen und Kneten von Keramikpulver und einem Binder, Formen der erhaltenen Mischung zu einem Formling, der dazu bestimmt ist nach einem Brennvorgang das Hauptstück zu bilden, Einpassen des Spitzenstücks in ein freies Ende des Formlings und Brennen des Formlings zusammen mit dem Spitzenstück, so dass dieses im freien Ende des gebrannten Hauptstücks durch Brennschrumpfung fest gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenntemperatur 1500 bis 2000 0C beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenntemperatur 1700 bis 1800 0C beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenndauer 2 bis 3 Stunden beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptstück einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 3 x 10-6 bis 8 x 10-6 FC hat.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Brennschrumpfung 10 bis 30 % beträgt.
16. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Zuführen von Feindraht aus Gold zu den mit dem Feindraht zu kontaktierenden Anschlüssen einer integrierten Schaltung oder ihrer Halterung und zum Drücken des Feindrahts auf die Anschlüsse, so dass der Feindraht durch Thermokompression mit den Anschlüssen verschweisst.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer durchgehenden Zuführbohrung zum Zuführen von Feindraht, insbesondere von feinem Kontaktierungsdraht aus Gold zu einer zu kontaktierenden Kontaktstelle, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung.
Integrierte Schaltungen sind gewöhnlich mit Kontakten einer Halterung verbunden, so dass periphäre Vorrichtungen ohne Schwierigkeiten an die integrierte Schaltung angeschlossen werden können. Die elektrischen Verbindungen zwischen integrierter Schaltung und Halterung, die gewöhnlich als Leiterplättchen ausgebildet ist, bestehen aus feinen Golddrähten, die mit den Kontaktstellen der integrierten Schaltung und der Halterung verbunden sind. Zur Herstellung einer solchen Verbindung wird feiner Golddraht mit Hilfe einer Zuführvorrichtung mit kapillarer Zuführbohrung zur zu kontaktierenden Stelle der integrierten Schaltung oder der Halterung geführt und durch die Vorrichtung auf diese Stelle gedrückt, so dass der Draht durch Thermokompression mit der Kontaktierungstelle verschweisst wird.
Bekannte Zuführvorrichtungen dieser Art bestehen aus Keramik und haben dadurch den Vorteil, dass sie hitzebeständig sind und sich vor dem Brennen leicht bearbeiten lassen. Sie haben jedoch den Nachteil, dass ihre Zuführspitzen durch die sich wiederholenden Kontaktierungsvorgänge stark abgenützt werden, so dass sie in kurzer Zeit unbrauchbar sind. Zudem ist die Keramik dieser Vorrichtungen porös, wodurch die Innenwand der Zuführbohrung nach relativ kurzer Betriebszeit rauh wird, so dass die Bohrung durch hängenbleibende Goldteilchen und/oder pulverförmigen Drahtabrieb verstopft wird. Zuführvorrichtungen aus Rubin sind ebenfalls bekannt. Bei diesen Vorrichtungen ist zwar die Innenwand der Zuführbohrung glatt, jedoch ist das Bohren der relativ langen Zuführbohrung im harten Rubin schwierig und benötigt viel Zeit, so dass diese Vorrichtungen unverhältnismässig teuer sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Zuführvorrichtung der eingangs genannten Art, welche die oben genannten Nachteile der Vorrichtungen nach dem Stand der Technik nicht aufweist und die Schaffung eines Verfahrens, das ein einfaches und billiges Herstellen dieser Vorrichtung ermöglicht.
Die erste Aufgabe wird durch eine Zuführvorrichtung zum Zuführen von Feindraht mit durchgehender Zuführbohrung gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein zylindrisches Hauptstück aus Keramik und einem eine Spitze bildenden Stück aus Rubin, welches Spitzenstück in einem freien Ende des Hauptstücks fest gehalten ist.
Die zweite Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das gekennzeichnet ist durch Mischen und Kneten von Keramikpulver und einem Bindemittel, Formen der erhaltenen Mischung zu einem Formling, der dazu bestimmt ist nach einem Brennvorgang das Hauptstück zu bilden, Einpassen des Spitzenstücks in ein freies Ende des Formlings und Brennen des Formlings zusammen mit dem Spitzenstück, so dass dieses im freien Ende des gebrannten Hauptstücks durch Brennschrumpfung fest gehalten wird.
Durch Verwendung eines Spitzenstücks aus Rubin wird eine kapillare Zuführbohrung mit sehr glatter Innenwand erhalten wodurch verhindert wird, dass sich geschmolzene Drahtstückchen und/oder pulverförmiger Drahtabrieb auf der Innenwand absetzen und die Bohrung verstopfen. Zudem wird dadurch auch ein Abrieb oder Abschleifen des Feindrahts verhindert, so dass dieser immer einen genau definierten Querschnitt hat. Die Zuführbohrung im keramischen Hauptstück der Vorrichtung kann einen wesentlich grösseren Durchmesser haben als der Feindraht, so dass dieser mit der Innenwand der Bohrung nicht in Berührung kommt und nicht abgeschliffen wird.
Das Spitzenstück aus Rubin wird auch bei langer Betriebszeit nicht abgenützt und seine Zuführbohrung ist we
gen ihrer geringen Länge leicht und in kurzer Zeit herstellbar. Da die Drahtzuführung im Hauptstück einen wesentlich grösseren Durchmesser haben kann als die Drahtzuführung im Spitzenstück braucht erstere nicht durch Bohren hergestellt werden, sondern kann im noch weichen Formling, beispielsweise mit Hilfe eines Dorns gebildet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Hauptstück und das Spitzenstück eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II - II in Fig. 1 und
Fig. 3 bis 6 geschnittene Teilansichten der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in verschiedenen Herstellungsstufen, wobei Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Hauptstück vor dem Brennen,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch das noch zylindrische Spitzenstück,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch das proximale Ende des Hauptstücks mit eingepasstem Spitzenstück vor dem Brennen, und
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das proximale Ende des Hauptstücks und des Spitzenstücks nach dem Brennen darstellt.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Ausführungsbeispiel der Drahtzuführvorrichtung nach der Erfindung bezeichnet. Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 hat ein zylindrisches Hauptstück 2 aus Keramik und ein konisches Spitzenstück 4 aus Rubin, das ein spitzes freies Ende hat und im Hauptstück 2 durch Brennschrumpfung fest gehalten ist. Das keramische Hauptstück 2 besteht im wesentlichen aus Aluminiumoxid, dessen Anteil 95 bis 99,9 % betragen kann. Das Hauptstück 2 hat ein konisches freies Ende 5 und enthält eine Drahtzuführbohrung 6 mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1 mm. Die Innenwand der Bohrung 6 hat benachbart dem freien Ende 5 eine Stufe 7, vorzugsweise in Form einer Ringschulter. Die Keramik des Hauptstücks kann undurchsichtig, durchsichtig oder durchscheinend sein.
Undurchsichtige Keramik hat ein spezifisches Gewicht (volumenbezogene Masse) von 3,7 bis 3,8 während eine durchsichtige oder durchscheinende Keramik ein spezifisches Gewicht von 3,9 bis 4 hat. Durchsichtige oder durchscheinende Keramik wird bevorzugt verwendet, da der in die Bohrung 6 eingeführte Golddraht von aussen gesehen und die Innenwand der Bohrung 6 glatter gemacht werden kann als bei undurchsichtiger Keramik, so dass die Gefahr einer Abnützung des Drahts infolge Kontakt mit der Innenwand der Bohrung weiter verringert ist. Eine solche Keramik kann durch geeignete Wahl der Teilchengrösse des Ausgangsmaterials und der Sintertemperatur erhalten werden. Der thermische Ausdehnungskoeffizient solcher durchsichtiger oder durchscheinender Keramiken beträgt 3 x 10 -6 bis 8 x 10-6 / C. Die Keramik kann zusätzlich noch eine kleine Menge Chromoxid enthalten.
Durch die Zugabe von Chromoxid erhält die Keramik des Hauptstücks die gleiche Farbe wie das aus Rubin bestehende Spitzenstück 4. Das Spitzenstück 4 ist derart in den Endteil 3 der Innenwand der Bohrung 6 eingepasst, dass es auf der Stufe 7 des Hauptstücks 2 aufliegt. Das freie Ende des Spitzenteils 4 erstreckt sich vom freien Endteil 5 des Hauptstücks 2 nach aussen, so dass es frei liegt. Das Spitzenstück 4 hat ebenfalls eine Drahtzuführbohrung 9, die an ihrem der Stufe 7 benachbarten Ende den gleichen Durchmesser hat wie die Bohrung 6 des Hauptstücks 2. Der Durchmesser der Bohrung 9 nimmt jedoch in Richtung zum freien Ende des Spitzenstücks 4 stetig ab, so dass die Drahtaus trittsöffnung 11 der Bohrung 9 einen Durchmesser von 20 bis 50 ,um, d. h. eine kapillare Dimension hat.
An geeigneten Stellen entlang der Innenwand 12 der Bohrung 6 sind Klemmteile (nicht dargestellt) zum Halten eines Drahts 13 vorgesehen.
Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Stufen der Herstellung der oben beschriebenen Zuführvorrichtung. Obgleich in den Fig. 3 bis 5 das noch nicht gebrannte Hauptstück dargestellt ist, sind seine wesentlichen Teile gleich bezeichnet wie die entsprechenden Teile des gebrannten Hauptstücks 2 in den Fig. 1 und 2. Zuerst wird durch Mischen und Kneten von Keramikpulver und einem Bindemittel eine formbare Mischung erzeugt und aus dieser ein Formling des Hauptstücks hergestellt, der in Fig. 4 dargestellt und in dieser mit 2 bezeichnet ist. Der Formling 2 enthält eine Drahtzuführbohrung 6 und eine Ausnehmung 14 an einem freien Ende. Die Bohrung 6 mündet in die Ausnehmung 14, deren Innendurchmesser grösser ist als derjenige der Bohrung 6. Der Innendurchmesser der Ausnehmung 14 ist etwas grösser als der Aussendurchmesser des in Fig. 3 dargestellten, noch zylindrischen Spitzenstücks 4.
Das Spitzenstück 4 ist aus Rubin und enthält eine Drahtzuführbohrung 9, deren Durchmesser gegen das freie Ende des Spitzenstücks 4 stetig abnimmt. Die Bohrung 9 wird mit einer Bohrmaschine hergestellt. Dann wird, wie in Fig. 5 dargestellt, das Spitzenstück 4 in die Ausnehmung 14 des Formlings 2 eingebracht und anschliessend der Formling 2 mit dem eingepassten Spitzenstück 4 während 2 bis 3 Stunden bei 1500 bis 2000 C, vorzugsweise bei
1700 bis 1800 0C gebrannt. Während des Brennens wird das Bindemittel zersetzt, wodurch der Formling schrumpft. Diese Brennschrumpfung beträgt 15 bis 30%. Durch das Schrumpfen wird das Spitzenstück 4 im freien Ende des gebrannten Hauptstücks 2 fest eingeklemmt und dadurch sicher gehalten. Nach dem Brennen wird das Hauptstück 2 mit dem in diesem eingespannten Spitzenstück 4 abgekühlt.
Wenn die Zusammensetzung der Keramik zu stark von der des Spitzenstücks 4 abweicht, können infolge der stark verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Stücke Risse im Spitzenstück 4 auftreten. Deshalb werden die oben beschriebenen Zusammensetzungen bevorzugt verwendet. Der so erhaltene Verbundkörper 8 wird an seinem Umfang geschliffen und poliert, so dass er die in Fig. 6 gestrichelt gezeichnete Form annimmt. Auf diese Weise wird die gewünschte Drahtzuführungsvorrichtung mit sich verjüngender Zuführspitze erhalten. Als Bindemittel kann eine Zellulose wie Nitrozellulose oder Methylzellulose, Polyäthylenglykol oder ähnliches verwendet werden. Das Bindemittel kann dem Keramikpulver in einer Menge von 2 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Keramikpulver beigemischt werden.
Zum elektrischen Verbinden der Elektroden von Schaltkreisen auf dem Substrat einer integrierten Schaltung mit den entsprechenden Anschlüssen einer oder mehrerer periphären Schaltungen auf dem gleichen Substrat, wird ein Draht, beispielsweise ein Golddraht 13 in die Bohrungen 6 und 9 der Zuführvorrichtung 1 eingeführt, so dass er sich etwas vom Spitzenteil 4 nach aussen erstreckt. Das sich nach aussen erstreckende Drahtstück wird erwärmt und geschmolzen, vorzugsweise durch Thermokompression, und unter Druck mit einer Elektrode verschweisst. Dann wird die Zuführvorrichtung 1 zum entsprechenden Anschluss gebracht und hier der Golddraht wieder erwärmt und geschmolzen und unter Druck mit dem Anschluss verbunden, so dass eine aus einem Stück Golddraht 13 bestehende elektrische Verbindung zwischen der Elektrode und dem Anschluss hergestellt ist.
Obgleich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das keramische Hauptstück Aluminiumoxid als Hauptbestandteil enthält (95 bis 99,9%) ist die Erfindung nicht auf solche Keramiken beschränkt: Es können auch andere Keramiken verwendet werden, sofern diese einen ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben wie Rubin.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben.
Etwa 93 Gewichtsteile Keramikpulver, das 99% Aluminiumoxidpulver und 1% Chromoxidpulver enthält, und 7 Gewichtsteile Methylzellulose werden gut gemischt und die erhaltene Mischung zu einem zylindrischen Formling für das Herstellen des Hauptstücks geformt, der eine Länge von 8,9 mm, einen Aussendurchmesser von 1,7 mm, einen Innendurchmesser von 0,7 mm und an einem freien Ende eine Einpassausnehmung mit einem Durchmesser von 1 mm hat.
Gleichzeitig wird ein Rubinstück mit einer Länge von 1,5 mm und einem Aussendurchmesser von 0,8 mm hergestellt und in dieses ein konisches Loch gebohrt, dessen grösster Innendurchmesser 0,6 mm und dessen kleinster Innendurchmesser (d.h. derjenige am freien Ende des Rubinstücks) 50 #m beträgt. Nach Einpassen des Rubinstücks in die Ausnehmung des Formlings werden beide Teile während 2 Stunden in einem Ofen bei 1780 0C gebrannt und dann abkühlen gelassen. Der so erhaltene Verbundkörper wird am freien Ende mit dem Rubinstück konisch geschliffen, so dass die gewünschte Drahtzuführvorrichtung mit einer konischen Rubinspitze erhalten wird, die fest im keramischen Hauptstück der Vorrichtung sitzt. Die Rubinspitze enthält die für die sichere Zuführung von Feindraht erforderliche kapillare Bohrung.
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PATENT CLAIMS
1. Device for feeding fine wire with a through feed bore, characterized by a cylindrical main piece made of ceramic and a tip-forming piece made of ruby, which tip piece is firmly held in a free end of the main piece.
2. Device according to claim 1, characterized in that the main piece tapers against said free end.
3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the tip piece with a tension seat sits in the free end of the main piece.
4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the feed bore at the free end of the tip piece has a diameter of 20 to 50 jim.
5. The device according to claim 1, characterized in that the main piece consists essentially of aluminum oxide.
6. The device according to claim 5, characterized in that the main piece consists of 95 to 99.9% of aluminum oxide.
7. Device according to one of claims 1, 5 or 6, characterized in that the ceramic of the main piece is translucent or transparent.
8. Device according to one of claims 1, 2, 3, 5 and 6, characterized in that the ceramic of the main piece contains chromium oxide.
9. The device according to claim 8, characterized in that the chromium oxide content of the ceramic is 0.1 to 5%.
10. A method for producing a device for feeding fine wire with a continuous feed hole, a cylindrical main piece made of ceramic and a tip piece made of ruby fastened in the main piece, characterized by mixing and kneading ceramic powder and a binder, shaping the mixture obtained into a shaped part, the After a firing process, the main piece is intended to be formed, fitting the tip piece into a free end of the molding and firing the molding together with the tip piece, so that the latter is held firmly in the free end of the fired main piece by flame shrinkage.
11. The method according to claim 10, characterized in that the firing temperature is 1500 to 2000 0C.
12. The method according to claim 11, characterized in that the firing temperature is 1700 to 1800 0C.
13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the burning time is 2 to 3 hours.
14. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the main piece has a thermal expansion coefficient of 3 x 10-6 to 8 x 10-6 FC.
15. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the size of the shrinkage is 10 to 30%.
16. Use of the device according to claim 1 for supplying fine wire made of gold to the connections of an integrated circuit or its holder to be contacted with the fine wire and for pressing the fine wire onto the connections so that the fine wire is welded to the connections by thermal compression.
The present invention relates to a device with a continuous feed bore for feeding fine wire, in particular fine gold contact wire, to a contact point to be contacted, and a method for producing such a device.
Integrated circuits are usually connected to contacts of a holder, so that peripheral devices can be connected to the integrated circuit without difficulty. The electrical connections between the integrated circuit and the holder, which is usually designed as a printed circuit board, consist of fine gold wires which are connected to the contact points of the integrated circuit and the holder. To produce such a connection, fine gold wire is guided to the point of contact of the integrated circuit or the holder to be contacted with the aid of a feed device with a capillary feed hole and pressed onto this point by the device, so that the wire is welded to the contact point by thermocompression.
Known feed devices of this type are made of ceramic and have the advantage that they are heat-resistant and can be easily processed before firing. However, they have the disadvantage that their feed tips are heavily worn out by the repetitive contacting processes, so that they are unusable in a short time. In addition, the ceramic of these devices is porous, as a result of which the inner wall of the feed bore becomes rough after a relatively short period of operation, so that the bore is blocked by stuck gold particles and / or powdery wire abrasion. Ruby feeders are also known. In these devices, although the inner wall of the feed hole is smooth, drilling the relatively long feed hole in the hard ruby is difficult and time consuming, making these devices disproportionately expensive.
The object of the present invention is to create a feed device of the type mentioned at the outset which does not have the above-mentioned disadvantages of the devices according to the prior art and to provide a method which enables this device to be produced simply and cheaply.
The first object is achieved by a feed device for feeding fine wire with a continuous feed bore, which is characterized by a cylindrical main piece made of ceramic and a tip-forming piece made of ruby, which tip piece is held firmly in a free end of the main piece.
The second object is achieved by a method which is characterized by mixing and kneading ceramic powder and a binder, shaping the mixture obtained into a molding which is intended to form the main part after a firing process, fitting the tip part into a free end of the Moldings and firing of the molding together with the tip piece, so that this is held firmly in the free end of the fired main piece by flame shrinkage.
By using a tip piece made of ruby, a capillary feed hole with a very smooth inner wall is obtained, which prevents molten wire pieces and / or powdered wire abrasion from settling on the inner wall and clogging the hole. This also prevents abrasion or grinding of the fine wire, so that it always has a precisely defined cross-section. The feed hole in the ceramic main part of the device can have a much larger diameter than the fine wire, so that it does not come into contact with the inner wall of the hole and is not ground.
The ruby tip is not worn even after a long period of operation and its feed hole is white
easy to manufacture in a short time due to their short length. Since the wire feed in the main piece can have a much larger diameter than the wire feed in the tip piece, the former does not have to be produced by drilling, but can be formed in the still soft molding, for example with the aid of a mandrel.
The invention is described below with reference to the accompanying drawings, for example. In the drawings:
1 shows a longitudinal section through the main piece and the tip piece of an embodiment of the device according to the invention,
Fig. 2 shows a cross section along the line II - II in Fig. 1 and
3 to 6 sectional partial views of the device according to FIGS. 1 and 2 in different manufacturing stages, wherein FIG. 3 shows a longitudinal section through the main piece before firing,
4 shows a longitudinal section through the still cylindrical tip piece,
5 shows a longitudinal section through the proximal end of the main piece with a fitted tip piece before firing, and
6 shows a longitudinal section through the proximal end of the main piece and the tip piece after firing.
1 and 2, 1 designates an embodiment of the wire feeder according to the invention. The device according to FIGS. 1 and 2 has a cylindrical main piece 2 made of ceramic and a conical tip piece 4 made of ruby, which has a pointed free end and is held firmly in the main piece 2 by flame shrinkage. The ceramic main piece 2 consists essentially of aluminum oxide, the proportion of which can be 95 to 99.9%. The main piece 2 has a conical free end 5 and contains a wire feed hole 6 with a diameter of 0.5 to 1 mm. The inner wall of the bore 6 has a step 7 adjacent to the free end 5, preferably in the form of an annular shoulder. The ceramic of the main piece can be opaque, translucent or translucent.
Opaque ceramics have a specific weight (volume-based mass) of 3.7 to 3.8, while a transparent or translucent ceramic has a specific weight of 3.9 to 4. Clear or translucent ceramic is preferably used because the gold wire inserted into the bore 6 can be seen from the outside and the inner wall of the bore 6 can be made smoother than with opaque ceramic, so that the risk of wear of the wire due to contact with the inner wall of the bore continues is reduced. Such a ceramic can be obtained by a suitable choice of the particle size of the starting material and the sintering temperature. The coefficient of thermal expansion of such transparent or translucent ceramics is 3 x 10 -6 to 8 x 10-6 / C. The ceramic can also contain a small amount of chromium oxide.
The addition of chromium oxide gives the ceramic of the main piece the same color as the tip piece 4 made of ruby. The tip piece 4 is fitted into the end part 3 of the inner wall of the bore 6 such that it rests on the step 7 of the main piece 2. The free end of the tip part 4 extends outwards from the free end part 5 of the main piece 2 so that it is exposed. The tip piece 4 also has a wire feed bore 9, which at its end adjacent to the step 7 has the same diameter as the bore 6 of the main piece 2. However, the diameter of the bore 9 decreases continuously towards the free end of the tip piece 4, so that the Drahtaus outlet opening 11 of the bore 9 has a diameter of 20 to 50, d. H. has a capillary dimension.
Clamping parts (not shown) for holding a wire 13 are provided at suitable points along the inner wall 12 of the bore 6.
3 to 6 show different stages in the manufacture of the feeder described above. 3 to 5, the main part which has not yet been fired is shown, its essential parts are given the same names as the corresponding parts of the fired main part 2 in FIGS. 1 and 2. First, by mixing and kneading ceramic powder and a binder creates a moldable mixture and from this a molding of the main piece is produced, which is shown in FIG. 4 and designated 2 in this. The molding 2 contains a wire feed hole 6 and a recess 14 at a free end. The bore 6 opens into the recess 14, the inside diameter of which is larger than that of the bore 6. The inside diameter of the recess 14 is somewhat larger than the outside diameter of the still cylindrical tip piece 4 shown in FIG. 3.
The tip piece 4 is made of ruby and contains a wire feed bore 9, the diameter of which continuously decreases towards the free end of the tip piece 4. The bore 9 is made with a drill. Then, as shown in FIG. 5, the tip piece 4 is introduced into the recess 14 of the molding 2 and then the molding 2 with the fitted tip piece 4 for 2 to 3 hours at 1500 to 2000 ° C., preferably at
Fired 1700 to 1800 0C. During the firing process, the binder decomposes, causing the molding to shrink. This shrinkage is 15 to 30%. By shrinking the tip piece 4 is firmly clamped in the free end of the fired main piece 2 and thereby held securely. After firing, the main piece 2 is cooled with the tip piece 4 clamped in it.
If the composition of the ceramic deviates too much from that of the tip piece 4, cracks can occur in the tip piece 4 due to the greatly different coefficients of thermal expansion of the two pieces. Therefore, the compositions described above are preferably used. The composite body 8 obtained in this way is ground and polished on its circumference, so that it assumes the shape shown in broken lines in FIG. 6. In this way, the desired wire feed device with a tapered feed tip is obtained. A cellulose such as nitrocellulose or methyl cellulose, polyethylene glycol or the like can be used as the binder. The binder can be added to the ceramic powder in an amount of 2 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the ceramic powder.
To electrically connect the electrodes of circuits on the substrate of an integrated circuit to the corresponding connections of one or more peripheral circuits on the same substrate, a wire, for example a gold wire 13, is inserted into the bores 6 and 9 of the feed device 1 so that it is in contact with one another something extends outwards from the tip part 4. The piece of wire extending outwards is heated and melted, preferably by thermocompression, and welded to an electrode under pressure. Then the feed device 1 is brought to the corresponding connection and here the gold wire is reheated and melted and connected to the connection under pressure, so that an electrical connection consisting of a piece of gold wire 13 is established between the electrode and the connection.
Although in the described exemplary embodiment the ceramic main piece contains aluminum oxide as the main constituent (95 to 99.9%), the invention is not restricted to such ceramics: other ceramics can also be used, provided that they have a thermal expansion coefficient similar to that of ruby.
An exemplary embodiment of the method according to the invention is described below.
About 93 parts by weight of ceramic powder containing 99% alumina powder and 1% chromium oxide powder and 7 parts by weight of methyl cellulose are mixed well and the mixture obtained is shaped into a cylindrical blank for producing the main part, which is 8.9 mm in length, 1 in outside diameter , 7 mm, an inner diameter of 0.7 mm and at one free end a fitting recess with a diameter of 1 mm.
At the same time, a ruby piece with a length of 1.5 mm and an outer diameter of 0.8 mm is produced and a conical hole is drilled in it, the largest inner diameter of which is 0.6 mm and the smallest inner diameter (ie the one at the free end of the ruby piece) 50 #m is. After fitting the piece of ruby into the recess in the molding, both parts are fired in an oven at 1780 ° C. for 2 hours and then allowed to cool. The composite body obtained in this way is ground conically at the free end with the ruby piece, so that the desired wire feed device is obtained with a conical ruby tip which is firmly seated in the ceramic main piece of the device. The ruby tip contains the capillary hole required for the safe feeding of fine wire.