CN102802817A - 超声波接合用工具、超声波接合用工具的制造方法、超声波接合方法及超声波接合装置 - Google Patents

超声波接合用工具、超声波接合用工具的制造方法、超声波接合方法及超声波接合装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102802817A
CN102802817A CN2009801601173A CN200980160117A CN102802817A CN 102802817 A CN102802817 A CN 102802817A CN 2009801601173 A CN2009801601173 A CN 2009801601173A CN 200980160117 A CN200980160117 A CN 200980160117A CN 102802817 A CN102802817 A CN 102802817A
Authority
CN
China
Prior art keywords
instrument
ultrasonic wave
tip portion
ultrasonic
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801601173A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102802817B (zh
Inventor
吉田章男
小仓正久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Publication of CN102802817A publication Critical patent/CN102802817A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102802817B publication Critical patent/CN102802817B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106—Features related to sonotrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/02—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding grooves, e.g. on shafts, in casings, in tubes, homokinetic joint elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/16—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding sharp-pointed workpieces, e.g. needles, pens, fish hooks, tweezers or record player styli
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/0633—Grinders for cutting-off using a cutting wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/54—Glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48455—Details of wedge bonds
    • H01L2224/48456—Shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供即使对于玻璃基板等板厚小于等于2mm的薄膜基体、也能顺利地将引线接合在其表面上的超声波接合用工具。而且，在本发明中，超声波接合装置所使用的超声波接合用工具(1)的尖端部分(1c)的表面部分包括：相互分离而形成的多个平面部(10)；以及形成于多个平面部之间的多个凹部(11)，多个平面部(10)分别具有小于等于2μm的平面度。

Description

超声波接合用工具、超声波接合用工具的制造方法、超声波接合方法及超声波接合装置
技术领域
本发明涉及用于超声波接合装置的超声波接合用工具，特别涉及作为其前端部的尖端部分的结构。
背景技术
作为以高接合强度将不同于铝材的金属的钢材进行接合的装置、或将外部引出用的引线等被接合材料接合于电子器件等的接合对象部上的装置，有一种超声波接合装置。在利用超声波接合装置产生的超声波振动的超声波接合中，施加由沿相对于接合界面垂直的方向的加压所产生的应力、以及由平行方向的高振动加速度所产生的反复的应力，从而在接合界面产生摩擦发热。由此，能使被接合材料的原子发生扩散，以进行接合。这样的超声波接合装置包括超声波接合用工具，该超声波接合用工具具有与被接合材料相接触的尖端部分，例如在专利文献1中揭示有这样的超声波接合用工具。
专利文献1：日本专利特开2005-254323号公报
发明内容
然而，由于超声波接合装置如上所述进行一边从上方进行加压、一边施加超声波振动那样的超声波接合动作，因此，接合对象部需要具备对于上述超声波接合动作的耐受性。因而，对于包括专利文献1所揭示的超声波接合装置在内的超声波接合装置，都不会设想将玻璃基板等板厚较薄、且耐受性较弱的薄膜基体作为上述接合对象部，也不会考虑作为将引线接合在薄膜基体的表面上的装置。
本发明的目的在于提供一种超声波接合用工具，该超声波接合用工具能解决如上所述的问题，即使对于玻璃基板等板厚小于等于2mm的薄膜基体，也能顺利地将被接合材料接合在其表面上。
本发明所涉及的超声波接合用工具是超声波接合装置所使用的超声波接合用工具，该超声波接合装置一边从上方对配置于薄膜基体的表面上的被接合材料进行加压，一边对其施加超声波振动，从而将所述被接合材料接合于所述薄膜基体的表面上，在所述超声波接合用工具的前端部，具有在进行超声波接合时与所述被接合材料相接触的尖端部分，所述尖端部分的、与所述被接合材料相接触的表面部分包括：相互分离而形成的多个平面部；以及形成于所述多个平面部之间的多个凹部，所述多个平面部具有小于等于2μm的平面度。
在本发明的超声波接合用工具中，其尖端部分的与被接合材料相接触的表面部分包括：相互分离而形成的多个平面部；以及形成于多个平面部之间的多个凹部，多个平面部10具有小于等于2μm的平面度。
因此，若超声波接合方法使用了具有本发明的超声波接合用工具的超声波接合装置，则利用该超声波接合方法，获得以下效果：即，即使在例如像板厚小于等于2mm的玻璃基板那样的薄膜基体的表面上，也能顺利地将被接合构件进行接合。
本发明的目的、特征、方面、以及优点可通过下面的详细说明和附图而变得更清楚。
附图说明
图1是示意性地表示利用作为本发明的实施方式1的超声波接合用工具进行超声波接合的状况的剖视图。
图2是表示实施方式1的尖端部分的表面部分的剖面结构的剖视图。
图3是示意性地表示实施方式1的尖端部分的表面部分的平面结构的立体图。
图4是表示超声波接合用工具的一般的尖端部分的表面部分的剖面结构的剖视图。
图5是表示实施方式1的尖端部分的多个平面部的形成图案例的说明图。
图6是表示实施方式1的尖端部分的其他剖面结构的剖视图。
图7是表示本发明的实施方式2的尖端部分的形状的说明图。
图8是表示本发明的实施方式3的尖端部分的剖面结构的剖视图。
图9是表示实施方式4的超声波接合用工具的制造方法的剖视图。
图10是示意性地表示实施方式5的超声波接合方法中的超声波接合用工具及相对于引线的平面结构的说明图。
图11是示意性地表示实施方式6的利用引线导向机构来实现引线的位置调整功能的说明图。
图12是表示本发明的实施方式7的尖端部分的剖面结构的剖视图。
图13是表示本发明的实施方式8的尖端部分的剖面结构的剖视图。
具体实施方式
<实施方式1>
图1是示意性地表示利用作为本发明的实施方式1的超声波接合用工具1进行超声波接合的状况的剖视图。
如该图所示，将作为板厚为0.7～2.0mm左右的薄膜基体的玻璃基板3固定在桌面(平台)5上，将由板厚为0.1～0.2mm左右的铝所形成的外部引出用的引线2(被接合材料)配置在该玻璃基板3的表面上的规定部位。然后，经由超声波接合用工具1的尖端部分1c，向与引线2进行接合的接合面施加垂直的加压力，并使超声波接合用工具1在水平方向上发生超声波振动，以执行使接合面大幅变形的超声波接合动作，从而在引线2与玻璃基板3的接合界面上，将引线2与玻璃基板3进行固相接合。
图2是表示尖端部分1c的表面部分的剖面结构的剖视图。图3是示意性地表示尖端部分1c的表面部分的平面结构的立体图。使图3的A-A剖面部分反转后所获得的剖面相当于图2。如上述附图所示，在尖端部分1c的表面上，由多个凹部11(在图3中为第一沟部11a及第二沟部11b)分割而形成多个平面部10。
图4是表示超声波接合用工具的一般的尖端部分51c的表面部分的剖面结构的剖视图。如该图所示，利用线切割加工，在尖端部分51c设置多个平面部60，所述多个平面部60由多个凹部61分割而形成，多个平面部60的各个平面部60实际上成为凸部形状，一般没有保持较高的平面度。因此，作为尖端部分51c的表面结构，由平面部60及凹部61来形成数十μm数量级的凹凸形状，但是，由于在现有的方法中，可以允许伴随着超声波接合而沿板厚方向产生较大的变形，因此，不会成为问题。
与此不同的是，如图2所示，对于实施方式1中的超声波接合用工具1的尖端部分1c，将平面部10的表面形成面的水平线LH相对于垂直线LV高精度地设定为90度，将平面部10的平面度形成为小于等于2μm的高精度。然后，将凹部11、11之间的间隔P1设定为小于等于1.0mm左右，将到凹部11的最深部为止的深度D1设定为小于等于0.15mm左右。这样，实施方式1的超声波接合用工具1的尖端部分1c呈现出精度与一般的超声波接合用工具51c完全不同的结构，从而能将引线2进行接合，而不对容易破裂的玻璃基板3造成损坏。
在图3中，示出了图2所示的多个凹部11由相互垂直交叉的多个第一沟部11a及多个第二沟部11b所构成的例子。即，在图中，利用大致沿纵向形成的多个第一沟部11a、以及沿图中横向形成的第二沟部11b，来形成多个平面部10，所述多个平面部10的平面形状为矩形，分别被分割形成为矩阵状。然后，多个平面部10作为它们所构成的一个面，具有小于等于2μm的平面度。
图5是表示多个平面部10的形成图案例的说明图。此外，在图5中，除平面部10以外的区域成为凹部11，但省略了凹部11的图示。
可以如图5(a)所示那样，将各个平面形状呈矩形的多个平面部10配置成矩阵状(相当于图3)，也可以如图5(b)所示那样，将各个平面形状呈长方形的多个平面部10并排配置。另外，可以如图5(c)所示那样，将各个平面形状呈圆形的多个平面部10配置成矩阵状，也可以如图5(d)所示那样，将各个平面形状呈菱形的多个平面部10配置成矩阵状。
图6是表示尖端部分1c的其他剖面结构的剖视图。如该图所示，也可以将凹部11的剖面形状形成为倒梯形。
下面，将由实施方式1的尖端部分1c所带来的效果、与图4所示的一般的尖端部分51c进行比较，来进行说明。
在一般的尖端部分51c的情况下，如上所述，由于作为表面结构形成有数十μm数量级的凹凸形状，因此，在图1中，在使用具有尖端部分51c的超声波接合用工具代替超声波接合用工具1、来进行超声波接合的情况下，集中负荷作用于成为凸部的平面部60，从而在玻璃基板3上产生裂纹的危险性升高，实际上不可能将引线2进行接合而不破坏玻璃基板3。
另一方面，对于实施方式1的超声波接合用工具1的尖端部分1c，由于多个平面部10的平面度是小于等于2μm的高精度，因此，能对多个平面部10的各个平面部10缓和上述集中负荷。而且，由于分割形成有多个平面部60，因此，能将施加在一个部位上的应力分散到多处，从而使其减少。此外，为了进一步减小施加在各个平面部10上的应力，如图5(c)所示，优选将平面部60的平面形状设置成圆形。
此外，多个凹部11能在利用超声波接合用工具1进行超声波接合动作时，对引线2进行保持而使其不会剥落(保持作用)，在超声波接合用工具1所进行的超声波接合动作结束后，能容易地将超声波接合用工具1与引线2分离(分离作用)。
在实施方式1的超声波接合用工具1中，所述尖端部分1c的、与引线2相接触的表面部分包括互相分割而形成的多个平面部10、以及形成在多个平面部之间的多个凹部11，多个平面部10作为它们所构成的一个面，具有小于等于2μm的平面度。
因此，若超声波接合方法使用具有实施方式1的超声波接合用工具1的超声波接合装置，则利用该超声波接合方法，获得以下效果：即，能在作为板厚小于等于2mm的薄膜基体的玻璃基板3的表面上顺利地将引线2进行接合。
<实施方式2>
图7是表示本发明的实施方式2的尖端部分1c的形状的说明图。图7(a)表示尖端部分1c的平面结构，图7(b)表示尖端部分1c的剖面结构。图7(a)的B-B剖面相当于图7(b)。
如图7(a)和图7(b)所示，尖端部分1c呈平面矩形，在水平面(与水平线LH(参照图2)平行的面)和垂直面(与垂直线LV(参照图2)平行的面)这两个面上对多个平面部10各自的外周部1ce的端部锐角部分(边缘)进行倒角，以规定的曲率半径r分别将所述锐角部分形成为圆形。
这样，实施方式2的超声波接合用工具1中的尖端部分1c的特征在于，对多个平面部10各自的外周部1ce的端部锐角部分(边缘)进行倒角，并将它们形成为圆形。
在超声波接合动作中，利用超声波振动，使尖端部分1c的多个平面部10相对于玻璃基板3的表面平行地发生振动。因而，多个平面部10在各平面部10中沿前后左右方向分别产生微米数量级的上下振动，存在对引线2和玻璃基板3作用集中负荷、从而会对它们造成损伤的倾向。
另一方面，由于对实施方式2的尖端部分1c的多个平面部10的外周部1ce的边缘进行倒角，从而将它们形成为圆形，因此，外周部1ce上的集中负荷得以缓和，从而获得以下效果：即，能比实施方式1更顺利地在玻璃基板3的表面上将引线2进行接合。
<实施方式3>
图8是表示本发明的实施方式3的尖端部分1c的剖面结构的剖视图。如该图所示，除了实施方式2的特征以外，尖端部分1c的平面部10a还在满足小于等于2μm的平面度的范围内设置有微小的凹凸形状。
这样，实施方式3的超声波接合用工具1的尖端部分1c的特征在于，多个平面部10a在满足小于等于2μm的平面度的范围内，具有微小的凹凸形状。此外，其特征在于，在多个凹部11中也分别具有微小的凹凸形状。
利用平面部10a的微小的凹凸形状，会产生咬入构成引线2的铝材的情况，从而能使得尖端部分1c对引线2的保持作用增大得比实施方式1和实施方式2要大，能在将尖端部分1c和引线2进一步进行一体化的状态下进行超声波接合动作。除此以外，利用形成于多个凹部11的微小的凹凸形状，还进一步获得以下效果：即，增大进行超声波接合动作时的尖端部分1c对引线2的保持作用。
其结果是，具有实施方式3的超声波接合用工具1的超声波接合装置获得以下节能效果：即，能利用能量更低的超声波接合动作，顺利地将引线2接合在玻璃基板3的表面上。
<实施方式4>
图9是表示实施方式4的超声波接合用工具1的制造方法的剖视图。下面，参照该附图，对超声波接合用工具1的制造处理内容进行说明。
首先，如图7(a)所示，对于成为超声波接合用工具1的原料的、具有平面度超过2μm的前端平面部分的工具原材料7，对前端平面部分进行磨削处理和研磨处理，将工具原材料7的平面区域8的平面度提高至2μm。此外，未图示的平面区域8呈矩形的平面形状。
接着，如图9(b)所示，利用线切割法或切割砂轮进行槽加工，从而选择性地对平面区域8形成多个凹部11。
其结果是，平面区域8被多个凹部11分割成多个平面部10，保持各个平面部10都具有2μm的平面度，从而利用多个平面部10和多个凹部11来完成相当于实施方式1的尖端部分1c。
之后，如图9(c)所示，利用从上方投射出投射材料16的喷砂法，将矩形的平面区域8(多个平面部10)各自的外周部的边缘形成为圆形，在满足小于等于2μm的平面度的范围内，获得分别具有微小的凹凸形状的多个平面部10a。其结果是，能获得实施方式3的尖端部分1c。
此外，如图9(c)所示，若利用喷砂法，则多个凹部11也能分别获得微小的凹凸形状。因而，利用形成于多个凹部11的微小的凹凸形状，还获得以下效果：即，增大进行超声波接合动作时的尖端部分1c对引线2的保持作用。
这样，利用实施方式4的超声波接合用工具1的制造方法，能获得具有实施方式3的尖端部分1c的超声波接合用工具1。
<实施方式5>
图10是示意性地表示实施方式5的超声波接合方法中的超声波接合用工具1及相对于引线2的平面结构的说明图。
如该图所示，相对于引线2的形成宽度WL，使尖端部分1c的平面区域的形成宽度Wc较窄。此外，在图10中，示意性地表示虚线部分为凹部、除此以外的部分为平面部的形状的尖端部分1c。
因而，在实施方式5的超声波接合方法中，利用具有图10所示的形成宽度Wc的尖端部分1c的超声波接合用工具1，能执行包括以下的步骤(a)和步骤(b)的超声波接合方法。
在步骤(a)中，将引线2配置于玻璃基板3的表面上。然后，在步骤(b)中，利用超声波接合用工具1的尖端部分1c，一边从上方对引线2进行加压，一边对其施加超声波振动，从而将引线2接合于玻璃基板3的表面上。
而且，在实施方式5中，使执行上述步骤(b)时的尖端部分1c的形成宽度Wc比引线2的形成宽度WL的宽度要小。
即，实施方式5的超声波接合方法的特征在于，在尖端部分1c的整个平面区域都位于引线2的形成宽度WL内的状态下，能利用超声波接合用工具1来进行超声波接合动作。
因而，由于超声波接合面(尖端部分1c的平面区域)位于引线2的形成宽度WL内，因此，引线2在超声波接合动作后，能够肯定会具有不产生板厚减小的空白部分2e，从而获得以下效果：即，能力图提高引线2的强度。
<实施方式6>
图11是示意性地表示实施方式6的超声波接合方法中所使用的引线导向机构21来实现引线2的位置调整功能的说明图。图11(a)是俯视图，图11(b)是立体图。
如该图所示，输送机构将引线2配置于玻璃基板3的表面上的规定位置上，引线导向机构21配置于该输送机构的输送路径上，使引线2沿宽度方向D21移动，从而能对引线2相对于尖端部分1c的平面区域的配置位置进行控制。此外，在图11中，示出了两处在超声波接合动作后由尖端部分1c所形成的尖端痕迹部分2c。
另外，在尖端部分1c与引线2之间的接合部位上，配置有对尖端部分1c与引线2之间的平面位置关系进行监视的CCD照相机等监视单元(未图示)，利用监视单元来进行图像处理等，从而能获得表示尖端部分1c与引线2之间的平面位置关系的监视结果。
因而，引线导向机构21能根据监视单元的监视结果，来对引线2的平面位置进行控制，使得尖端部分1c的平面区域的中心始终位于引线2的宽度方向中央部上，即，使得整个平面区域肯定位于引线2的形成宽度WL内。
这样，实施方式6的超声波接合方法包括引线导向机构21和监视单元，从而作为实施方式5所描述的超声波接合方法的改进方法，能实现进一步包括以下的步骤(c)和步骤(d)的方法。
在步骤(c)中，利用上述监视单元，对尖端部分1c在引线2的宽度方向上的位置进行检测。
在步骤(d)中，基于上述步骤(c)的监视结果，利用引线导向机构21来调整引线2与尖端部分1c之间的相对位置关系，使得在执行上述实施方式5的步骤(b)时，在引线2的形成宽度WL内对引线2进行加压。
这样，实施方式6的超声波接合方法利用图11所示的引线导向机构21，始终对引线2与尖端部分1c之间的相对位置关系进行调整，从而获得以下效果：即，能可靠地确保超声波接合面肯定位于引线2的形成宽度WL内。
<实施方式7>
图12是表示本发明的实施方式7的尖端部分1c的剖面结构的剖视图。如该图所示，尖端部分1c由基底层12和前端层13的层叠结构所形成，所述基底层12由钢材所形成，所述前端层13由超级钢(碳化钨等)所形成。此外，通过在基底层12上进行钎焊来形成前端层13。前端层13所使用的超级钢比基底层12所使用的钢材要硬，且耐磨性优良。此外，实施方式7的尖端部分1c部分也具有图1～图6所示的实施方式1的特征。
这样，由于实施方式7的尖端部分1c包括由钢材所形成的基底层12(第一层)、以及由具有比钢材要硬的(磨损程度较小的)特性的超级钢所形成的前端层13(第二层)，并将前端层13作为尖端部分1c的最前端部，因此，获得以下效果：即，能力图延长尖端部分1c的寿命。
<实施方式8>
图13是表示本发明的实施方式8的尖端部分1c的剖面结构的剖视图。如该图所示，尖端部分1c具有多个平面部10和多个凹部11，包括以钢材为构成材料的主要部分1m(第一层)、以及DLC(Diamond Like Carbon：类金刚石)膜4(第二层)，所述DLC膜4成膜于主要部分1m的整个表面及其侧面的一部分上。构成DLC膜4的DLC具有以下特性：即，与作为引线2的构成材料的铝之间的亲和性比构成主要部分1m的钢材要低。此外，实施方式8的尖端部分1c部分也具有图1～图6所示的实施方式1的特征。
这样，由于在实施方式8的超声波接合用工具1的尖端部分1c的表面上，具有与作为引线2的构成材料的铝之间的亲和性较低的DLC膜4，因此，能抑制引线2凝结在尖端部分1c上，从而能力图延长尖端部分1c的寿命。
<其他>
此外，在上述实施方式中，作为薄膜基体，示出了玻璃基板3的单体结构，但对于在玻璃基板3的表面上层叠有Cr(铬)或Mo(钼)等导电性金属成膜层、或ITO、ZnO、SnO等导电性氧化物层等的、包含玻璃基板3的复合结构，当然也与玻璃基板3单体的情况相同，能应用本发明。
而且，即使是由硅基板、陶瓷基板等其他构成材料所形成的基板，但只要是板厚小于等于2mm的薄膜，就能代替玻璃基板3作为上述单体结构、复合结构的薄膜基体而应用本发明。
虽然对本发明进行了详细说明，但上述说明在所有的方面都是举例示出，本发明并不局限于此。未举例示出的无数的变形例可解释为是在不脱离本发明的范围的情况下可设想到的。

Claims (10)

1.一种超声波接合用工具，
所述超声波接合用工具是超声波接合装置所使用的超声波接合用工具(1)，该超声波接合装置一边从上方对配置于薄膜基体(3)的表面上的被接合材料(2)进行加压，一边对其施加超声波振动，从而将所述被接合材料接合于所述薄膜基体的表面上，其特征在于，
在所述超声波接合用工具的前端部，具有在进行超声波接合时与所述被接合材料相接触的尖端部分(1c)，
所述尖端部分的、与所述被接合材料相接触的表面部分包括：相互分离而形成的多个平面部(10)；以及形成于所述多个平面部之间的多个凹部(11)，所述多个平面部具有小于等于2μm的平面度。
2.如权利要求1所述的超声波接合用工具，其特征在于，
将所述尖端部分的所述多个平面部各自的外周部的边缘形成为圆形。
3.如权利要求1或2所述的超声波接合用工具，其特征在于，
所述多个平面部在满足小于等于2μm的平面度的范围内，具有微小的凹凸形状。
4.如权利要求1或2所述的超声波接合用工具，其特征在于，
所述尖端部分包括：第一层(12)，该第一层(12)由第一材质所形成；以及第二层(13)，该第二层(13)形成于所述第一层上，具有比所述第一材质要硬的特性，所述第二层成为所述尖端部分的最前端部。
5.如权利要求1或2所述的超声波接合用工具，其特征在于，
所述尖端部分包括：第一层，该第一层由第一材质所形成；以及第二层(4)，该第二层(4)形成于所述第一层上，由与所述被接合材料的构成材料之间的亲和性比所述第一材质要低的构成材料所形成，所述第二层成为所述尖端部分的最前端部。
6.如权利要求1所述的超声波接合用工具的制造方法，其特征在于，包括：
(a)准备工具原材料(7)的步骤，所述工具原材料(7)成为所述超声波用工具的原料，具有平面度超过2μm的前端平面部分；
(b)进行磨削处理、以将所述工具原材料的所述前端平面部分(8)的平面度提高为小于等于2μm的平面度的步骤；以及
(c)利用线切割法或切割砂轮、选择性地形成多个凹部(11)的步骤，
利用所述多个凹部将所述前端平面部分分割成多个具有小于等于2μm的平面度的平面部(10)，利用所述多个平面部和所述多个凹部来构成所述尖端部分。
7.如权利要求6所述的超声波接合用工具的制造方法，其特征在于，还包括：
(d)利用喷砂法将所述多个平面部的外周部(10a)的边缘形成为圆形、并在满足小于等于2μm的平面度的范围内在所述多个平面部上分别形成微小的凹凸形状的步骤。
8.一种超声波接合方法，所述超声波接合方法使用了如权利要求1所述的超声波接合用工具，其特征在于，
所述被接合材料包括具有规定的形成宽度的引线，
所述超声波接合方法包括：
(a)在薄膜基体(3)的表面上配置所述引线(2)的步骤；以及
(b)利用所述工具的尖端部分从上方对所述引线进行加压并施加超声波振动、从而将所述引线接合于所述薄膜基体的表面上的步骤，
将在执行所述步骤(b)时的、所述工具部分的相当于所述引线的宽度方向的工具宽度部分的大小形成得比所述引线的所述规定形成宽度要小。
9.如权利要求8所述的超声波接合方法，其特征在于，还包括：
(c)检测所述尖端部分在所述引线的宽度方向上的位置的步骤；以及
(d)基于所述步骤(c)的检测结果对所述引线与所述尖端部分之间的相对位置关系进行调整、使得在执行所述步骤(b)时在所述引线宽度内对所述引线进行加压的步骤。
10.一种超声波接合装置，所述超声波接合装置一边利用超声波接合用工具从上方对配置于薄膜基体(3)的表面上的被接合材料(2)进行加压，一边对其施加超声波振动，从而将所述被接合材料接合于所述薄膜基体的表面上，其特征在于，
所述超声波接合用工具包括如权利要求1或2所述的超声波接合用工具。
CN200980160117.3A 2009-06-23 2009-06-23 超声波接合用工具、超声波接合用工具的制造方法、超声波接合方法及超声波接合装置 Active CN102802817B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/061384 WO2010150350A1 (ja) 2009-06-23 2009-06-23 超音波接合用ツール、超音波接合用ツールの製造方法、超音波接合方法及び超音波接合装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102802817A true CN102802817A (zh) 2012-11-28
CN102802817B CN102802817B (zh) 2015-03-11

Family

ID=43386145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980160117.3A Active CN102802817B (zh) 2009-06-23 2009-06-23 超声波接合用工具、超声波接合用工具的制造方法、超声波接合方法及超声波接合装置

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20120125520A1 (zh)
EP (1) EP2446974B1 (zh)
JP (1) JP5303643B2 (zh)
KR (1) KR101286821B1 (zh)
CN (1) CN102802817B (zh)
CA (1) CA2766216C (zh)
WO (1) WO2010150350A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107257715A (zh) * 2015-01-30 2017-10-17 Zbv-自动化有限公司 声学分离装置
CN109108455A (zh) * 2017-06-22 2019-01-01 日本梅克特隆株式会社 超声波接合方法、超声波接合夹具和接合结构
CN109202259A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 日本梅克特隆株式会社 超声波连接夹具、连接结构和连接方法
CN109382580A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 日本梅克特隆株式会社 超声波接合夹具、超声波接合方法和接合结构
CN109807457A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 钢工件在铝合金上的超声波焊接/钎焊

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012192413A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Yazaki Corp 超音波接合方法
JP5741299B2 (ja) * 2011-08-02 2015-07-01 日産自動車株式会社 超音波溶接工具のローレット面再加工方法
JP5838637B2 (ja) * 2011-08-02 2016-01-06 日産自動車株式会社 超音波溶接装置及び超音波溶接装置で使用される超音波接合工具のローレット面加工方法
DE102011084503A1 (de) * 2011-10-14 2013-04-18 Robert Bosch Gmbh Schweißelement zum Verschweißen eines Kontaktelementes mit einem Anschlusselement
JP6194498B2 (ja) * 2013-03-12 2017-09-13 精電舎電子工業株式会社 ブースタホーン及びブースタホーンを用いた超音波溶着装置
JP6444311B2 (ja) 2013-11-06 2018-12-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 電極接合装置および電極接合方法
JP2018527465A (ja) 2015-08-26 2018-09-20 アリゾナ・ボード・オブ・リージェンツ・オン・ビハーフ・オブ・アリゾナ・ステイト・ユニバーシティーＡｒｉｚｏｎａ Ｂｏａｒｄ ｏｆ Ｒｅｇｅｎｔｓ ｏｎ ｂｅｈａｌｆ ｏｆ Ａｒｉｚｏｎａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 局所的な超音波増大した材料の流れと融合を利用する付加製造のための装置および方法
US10946475B2 (en) 2016-08-04 2021-03-16 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Tool for ultrasonic bonding and apparatus for ultrasonic bonding
JP6827386B2 (ja) * 2017-08-15 2021-02-10 イーグル工業株式会社 超音波接合治具、超音波接合方法および接合構造
JP7325454B2 (ja) * 2019-01-28 2023-08-14 京セラ株式会社 ボンディングツールおよびその製造方法、並びにボンディング装置およびボンディング方法
US11772187B2 (en) * 2021-04-30 2023-10-03 Infineon Technologies Ag Ultrasonic welding device
TWI792612B (zh) * 2021-10-15 2023-02-11 黃雅筠 塑料薄片之超音波熔接結構
JP2023091901A (ja) * 2021-12-21 2023-07-03 三菱電機株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0235668U (zh) * 1988-09-01 1990-03-07
US4958762A (en) * 1988-08-25 1990-09-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic wire bonder
JP2005159061A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Fujitsu Ltd 超音波ツール及び超音波接合装置
CN1814388A (zh) * 2005-01-28 2006-08-09 日产自动车株式会社 超声波接合装置及接合构造体
JP2006210534A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 実装工具
JP2007330851A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Toyota Motor Corp 超音波接合用ホーン、超音波接合装置及び超音波接合方法
JP2008000638A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Nec Tokin Corp 超音波ホーン
CN101341585A (zh) * 2006-06-05 2009-01-07 田中贵金属工业株式会社 接合方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711341A (en) * 1970-05-04 1973-01-16 Ibm Method of making sintered metal ultrasonic bonding tips
US3750926A (en) * 1971-03-02 1973-08-07 Hitachi Ltd Vibration element for supersonic bonding
GB8624513D0 (en) * 1986-10-13 1986-11-19 Microelectronics & Computer Single point bonding method
DE3868412D1 (de) 1987-08-17 1992-03-26 Siemens Ag Werkzeuganordnung zum ultraschall-schweissen.
JP2998942B2 (ja) * 1991-07-15 2000-01-17 株式会社東芝 ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法
US5816472A (en) * 1994-01-28 1998-10-06 Hewlett-Packard Company Bonding tool for tape automated assembly
JPH0952185A (ja) * 1995-08-14 1997-02-25 Yazaki Corp 超音波溶着機
US5868301A (en) * 1996-04-10 1999-02-09 Tessera, Inc. Semiconductor inner lead bonding tool
US6494976B1 (en) * 1999-05-18 2002-12-17 Denso Corporation Ultrasonically joining apparatus and ultrasonically joining method
JP2002071748A (ja) * 2000-08-28 2002-03-12 Mitsubishi Electric Corp テスト用ソケット、このテスト用ソケットを用いたテスト方法、及び被テスト部材
US6676004B1 (en) * 2001-02-13 2004-01-13 Edison Welding Institute, Inc. Tool for friction stir welding
US6523732B1 (en) * 2001-10-10 2003-02-25 Ford Global Technologies, Inc. Ultrasonic welding apparatus
JP4013691B2 (ja) * 2002-07-31 2007-11-28 住友電装株式会社 フレキシブルフラットケーブルの接続方法および超音波溶接機
US6840424B2 (en) * 2002-10-08 2005-01-11 Chien-Min Sung Compression bonding tools and associated bonding methods
WO2004049402A2 (en) * 2002-11-22 2004-06-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Zirconia toughened alumina esd safe ceramic composition, component, and methods for making same
JP2005056928A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧着ユニット構造
JP2005254323A (ja) 2004-03-15 2005-09-22 Kobe Steel Ltd 超音波接合用チップ及び接合方法
JP2006088147A (ja) * 2004-08-24 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd 超音波接合用ホーンおよび超音波溶融接合方法
US20060163315A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Delsman Mark A Ribbon bonding tool and process
US20120118609A1 (en) * 2009-06-23 2012-05-17 Toshiba Mitsubishi-Electric Indus. Sys. Corp. Electrode base
DE102010031258A1 (de) * 2010-07-12 2012-01-12 Telsonic Holding Ag Torsionssonotrode und Ultraschallschweißverfahren unter Verwendung einer Torsionssonotrode

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958762A (en) * 1988-08-25 1990-09-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic wire bonder
JPH0235668U (zh) * 1988-09-01 1990-03-07
JP2005159061A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Fujitsu Ltd 超音波ツール及び超音波接合装置
JP2006210534A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 実装工具
CN1814388A (zh) * 2005-01-28 2006-08-09 日产自动车株式会社 超声波接合装置及接合构造体
CN101341585A (zh) * 2006-06-05 2009-01-07 田中贵金属工业株式会社 接合方法
JP2007330851A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Toyota Motor Corp 超音波接合用ホーン、超音波接合装置及び超音波接合方法
JP2008000638A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Nec Tokin Corp 超音波ホーン

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107257715A (zh) * 2015-01-30 2017-10-17 Zbv-自动化有限公司 声学分离装置
CN107257715B (zh) * 2015-01-30 2019-07-05 Zbv-自动化有限公司 声学分离装置
CN109108455A (zh) * 2017-06-22 2019-01-01 日本梅克特隆株式会社 超声波接合方法、超声波接合夹具和接合结构
CN109202259A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 日本梅克特隆株式会社 超声波连接夹具、连接结构和连接方法
CN109382580A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 日本梅克特隆株式会社 超声波接合夹具、超声波接合方法和接合结构
CN109807457A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 钢工件在铝合金上的超声波焊接/钎焊

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120024804A (ko) 2012-03-14
JPWO2010150350A1 (ja) 2012-12-06
CA2766216C (en) 2014-11-18
CN102802817B (zh) 2015-03-11
KR101286821B1 (ko) 2013-07-17
EP2446974A1 (en) 2012-05-02
US20160121424A1 (en) 2016-05-05
JP5303643B2 (ja) 2013-10-02
WO2010150350A1 (ja) 2010-12-29
US10864597B2 (en) 2020-12-15
US20120125520A1 (en) 2012-05-24
EP2446974B1 (en) 2023-08-16
CA2766216A1 (en) 2010-12-29
EP2446974A4 (en) 2017-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102802817A (zh) 超声波接合用工具、超声波接合用工具的制造方法、超声波接合方法及超声波接合装置
TWI435852B (zh) Crossing Method and Segmentation Method of Fragile Material Substrate
TWI393682B (zh) A scribing method for brittle materials and a method of manufacturing the same, using the scribing method of the scribing wheel and the scribing device, and the scribing tool
JP5508847B2 (ja) スクライブ装置及び方法
JP6536806B2 (ja) 板ガラス加工装置
KR101291001B1 (ko) 수지 부착 취성 재료 기판의 분할 방법
KR101998653B1 (ko) 적층 세라믹 기판의 분단 방법
EP2843687A1 (en) Composite substrate manufacturing method, semiconductor element manufacturing method, composite substrate, and semiconductor element
KR101290966B1 (ko) 수지 부착 취성 재료 기판의 분할 방법
TWI660828B (zh) 液晶顯示面板之製造方法
JP2015171956A (ja) 強化カバーガラスの製造方法及び強化カバーガラス並びにタッチセンサ一体型強化カバーガラスの製造方法及びタッチセンサ一体型強化カバーガラス
KR20150048024A (ko) 취성 재료 기판의 분단방법 및 분단장치
WO2008066133A1 (en) Method for manufacturing metallized ceramic substrate chip
JP2014004812A (ja) カッティングツール及びこれを用いたスクライブ方法並びにスクライブ装置
KR101377133B1 (ko) 취성 재료 기판의 분단 방법 및 분단 장치
US10183378B2 (en) Grinding tool
CN102461348A (zh) 电极基体
CN109553286B (zh) 划片设备
KR20160015145A (ko) 접합 기판의 분단 방법 및 분단 장치
TWI619589B (zh) 脆性材料基板之裂斷方法及裂斷裝置
CN110176396B (zh) 切断装置、切断方法及切断板
TW201416205A (zh) 積層陶瓷基板之分斷方法
CN112809947A (zh) 贴合基板的分断方法以及应力基板的分断方法
CN116235373A (zh) 激光二极管条的端面成膜方法
KR20190038289A (ko) 복층 취성 재료 기판의 제작 방법 및 제작 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant