JP2004058109A - Bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法として、前記接合面に当接させた前記線状部材に加熱したヒータを押し当て、前記接合面と前記線状部材とを熱圧接又はろう付けする接合方法や、図4に示すように、ワーク100の接合面102に当接させた線状部材104の一部106に、レーザビームのスポット108、アーク又はトーチを投射し、線状部材104の一部106に溶融熱を与え、接合面102と線状部材104とを接合する接合方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱したヒータを押し当てる接合方法では、ワークの接合面に対し圧力をかけるので、前記接合面にクラック等の表面形状の変化を発生させるおそれがある。また、この接合方法ではヒータが消耗しやすいので、前記ヒータを頻繁に交換する必要があり、ワークと線状部材との接合に要するコストの増大につながるおそれがある。
【0004】
一方、レーザビーム、アーク又はトーチを用いた接合方法では、例えば、微小な線状部材104の接合を行う場合、線状部材104に合わせて前記レーザビームのスポット108を小さくすることが極めて困難である。従って、接合面102を必要以上に溶融させてしまい、クラック等の表面形状の変化を発生させるおそれがある。また、線状部材104に投射されるスポット108の位置決め精度が悪いと、線状部材104に近接して接合面102上に設けられている電子素子等にレーザビームが投射され、前記電子素子等の機能を低下させてしまうおそれもある。
【0005】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、接合面以外の部位に溶融熱による影響を与えることなく、ワークの接合面に対して線状部材を高精度に接合することができる接合方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る接合方法は、ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法において、前記接合面の側縁部から前記線状部材の一部を突出させた状態で、前記側縁部に前記線状部材を接触させ、前記側縁部から突出する前記線状部材の所定部位に溶融熱を付与して、前記所定部位を溶融させ、溶融した前記所定部位に連続する前記線状部材を、前記所定部位に付与された熱により溶融することで前記側縁部に指向して移動させ、前記線状部材を前記側縁部に接合することを特徴とする。
【0007】
この場合、接合面の側縁部から突出する前記線状部材の所定部位に溶融熱が付与されると、その部分の線状部材が溶融する。溶融状態となった線状部材は、表面張力によって球状となり、連続する線状部材を溶融しながら肥大化しつつ移動した後、最終的に前記側縁部に接合する。この結果、線状部材がワークの接合面に接合される。
【0008】
線状部材を溶融させる際、前記側縁部から突出した前記所定部位を溶融するので、ワークに直接溶融熱が投射されることがなく、前記ワークの接合面におけるクラック等の表面形状の変化が発生するという問題を回避することができる。また、前記線状部材の所定部位に溶融熱を付与して線状部材を溶融すればよいため、溶融手段には高い位置決め精度やスポットの形状精度が要求されることがなく、微小なワークの接合面に対しても線状部材を正確に接合させることができる。
【0009】
前記線状部材の所定部位に付与される前記溶融熱は、レーザビーム溶接、アーク溶接又はガス溶接から選択される非接触状態による溶融手段によって付与することが望ましい。この場合、ヒータの交換等といった接合装置におけるメンテナンスの頻度が減少し、前記ワークと前記線状部材との接合に要するコストの低減を図ることができる。
【0010】
なお、線状部材が溶着するワークを、クラック等の問題が発生しない程度に予め加熱する、あるいは、所定の広がりを有するレーザビームの一部を利用してワークを加熱すれば、ワークに対して線状部材を一層確実に接合することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る接合方法(以下、第1又は第2の実施の形態に係る接合方法と記す)について、図1〜図3Cを参照しながら説明する。
【0012】
第1の実施の形態に係る接合方法が適用される電子部品10(ワーク)は、図1に示すように、例えば、セラミックス等の電気絶縁材料又はフェライト等の磁性材料からなる基板12上に、Au、Ag等の導電体からなる薄膜電極14(接合面)を成膜したものである。なお、電子部品10には、薄膜電極14以外に、抵抗、インダクタ、コンデンサ、半導体素子等を搭載することができる。
【0013】
電子部品10の薄膜電極14には、線状部材である導線16が載置される。そして、導線16の端部18は、薄膜電極14の側縁部14aから所定量突出するように配置される。なお、導線16としては、表面に酸化膜等の絶縁被膜が施されたものを用いることができる。例えば、半導体部品のボンディングに使用されるアルミニウム線、タングステン線等のボンディングワイヤ等を用いることができる。
【0014】
次に、薄膜電極14と導線16との接合方法について、図1及び図2A〜図2Cを参照しながら説明する。
【0015】
まず、図示しないレーザビーム溶接装置を、薄膜電極14の側縁部14aから所定量突出する導線16の端部18に対して位置決めする。次いで、レーザビーム20をレンズ22によって集光し、端部18に照射する。
【0016】
この場合、レーザビーム20の光軸上には、電子部品10が配置されていないため、該電子部品10はレーザビーム20によって所定以上に加熱されるおそれはない。従って、端部18に照射されるレーザビーム20のレーザビームスポット24の大きさは、図2Aに示すように、端部18に対して所望の溶融熱を付与できるものであれば、導線16の直径より大きくてもよく、また、レーザビーム20が端部18に照射される範囲の位置決め精度を有していればよい。
【0017】
レーザビーム20が端部18に照射され、導線16の温度が、例えば、Ag等の導体の溶融温度を超えると端部18が溶融し、その溶融した端部18が、図2Bに示すように、表面張力によって球状導体26となる。球状導体26は、導線16の溶融温度以上であり、それに連続する導線16を溶融しながら肥大化し、電子部品10を指向して矢印方向に移動する。なお、レーザビーム20の端部18への照射は、球状導体26がレーザビームスポット24から外れた時点で停止させる。
【0018】
球状導体26が薄膜電極14の側縁部14aに到達すると、薄膜電極14は球状導体26の有する熱によって溶融する。この結果、図2Cに示すように、薄膜電極14の側縁部14aと導線16とが接合し、球状導体26が冷却固化して接合部28が形成される。
【0019】
なお、レーザビーム20により導線16の端部18に付与する熱量と、端部18に対するレーザビーム20の照射位置は、溶融した端部18によって形成される球状導体26が自身の熱によって導線16を溶融して移動することで薄膜電極14に到達できるように設定する必要がある。
【0020】
更に、上述した第1の実施の形態に係る接合方法では、レーザビーム20を用いて導線16の端部18を溶融させているが、導線16の端部18の溶融手段は、電子部品10に所定以上の溶融熱が付与されない溶融手段であればよく、例えば、イナートガスタングステンアーク溶接(TIG溶接)等のアーク溶接又はガス溶接を用いてもよい。また、これらの溶融手段では、導線16の端部18に非接触状態でなく、薄膜電極14に導線16を接合することができる。前記TIG溶接では、プローブの先端からアークを導線16の端部18に投射するので、前記プローブの消耗が少なく、溶接手段のメンテナンスの頻度を低減することが可能である。従って、前記接合に要するコストを低減することができる。
【0021】
なお、上述した第1の実施の形態においては、薄膜電極14を、クラック等の表面形状の変化が発生しない程度に予め加熱する、あるいは、所定の広がりを有するレーザビーム20の一部を利用して薄膜電極14を加熱するようにしてもよい。そのようにすることで、薄膜電極14に対して導線16を一層確実に接合することができる。
【0022】
次に、第2の実施の形態に係る接合方法を、図3A〜図3Cに示す。
【0023】
この接合方法は、図3A〜図3Cに示すように、フェライトコア30に導線16を巻回させて構成されるインダクタ32における電極の接合に適用されるものである。
【0024】
フェライトコア30は、両端に第1及び第2の電極部34及び36を有する。第1及び第2の電極部34及び36は、コーナー部38及び40を有し、表面にはAu、Ag等からなる薄膜が成膜されている。そして、フェライトコア30に巻回された導線16と第1及び第2の電極部34及び36とを接合することでインダクタ32を構成する。
【0025】
次に、第1及び第2の電極部34及び36と導線16との接合方法について説明する。
【0026】
まず、図3Aに示すように、コーナー部38及び40に対して導線16の一部を接触させた状態で、コーナー部38及び40から所定距離離間した導線16に対してレーザビーム20を照射する。レーザビーム20が照射された導線16は、溶融することにより切断されるとともに、図3Bに示すように、溶融することにより第1及び第2の球状導体42及び44が形成される。
【0027】
次いで、第1及び第2の球状導体42及び44は、付与された溶融熱によって導線16を溶融しながら、第1及び第2の電極部34及び36のコーナー部38及び40に向かって移動する。
【0028】
図3Cに示すように、第1及び第2の球状導体42及び44がコーナー部38及び40に到達すると、第1及び第2の電極部34及び36と接合する。次いで、第1及び第2の球状導体42及び44が冷却固化することにより、第1及び第2の接合部46及び48が形成される。
【0029】
上述したように、第2の実施の形態では、導線16の切断作業と、導線16の第1及び第2の電極部34及び36に対する接合作業とを同時に遂行することができる。
【0030】
また、上述した第2の実施の形態においては、第1及び第2の電極部34及び36を、クラック等の表面形状の変化が発生しない程度に予め加熱する、あるいは、所定の広がりを有するレーザビーム20の一部を利用して第1及び第2の電極部34及び36を加熱するようにしてもよい。そのようにすることで、第1及び第2の電極部34及び36に対して導線16を一層確実に接合することができる。
【0031】
なお、本発明に係る接合方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【0032】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る接合方法によれば、ワークの接合面から突出した線状部材の一部を溶融し、前記線状部材の一部が有する溶融熱を利用して前記接合面と前記線状部材とを接合させるため、前記接合面に過剰な溶融熱が付与されることがなく、ワークに無用な熱によるクラック等の表面形状の変化が発生することを回避することができる。
【0033】
また、線状部材に対して溶融熱を付与する際、高精度な位置決めが不要となるため、例えば、微小な部品同士の接合作業を容易且つ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る接合方法が適用される電子部品を示す断面図である。
【図2】図2A〜図2Cは、第1の実施の形態に係る接合方法の説明図である。
【図3】図3A〜図3Cは、第2の実施の形態に係る接合方法の説明図である。
【図4】従来技術に係る接合方法の説明図である。
【符号の説明】
10…電子部品 12…基板
14…薄膜電極 14a…側縁部
16…導線 18…端部
20…レーザビーム 22…レンズ
24…レーザビームスポット 26、42、44…球状導体
28、46、48…接合部 30…フェライトコア
32…インダクタ 34、36…電極部
38、40…コーナー部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joining method in which a linear member is melted and joined to a joining surface of a workpiece.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a joining method for melting and joining a linear member to a joining surface of a workpiece, a heated heater is pressed against the linear member brought into contact with the joining surface, and the joining surface and the linear member As shown in FIG. 4, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the joining method in which the heated heater is pressed, pressure is applied to the joint surface of the workpiece, and thus there is a risk of causing a change in surface shape such as a crack on the joint surface. Moreover, since the heater is easily consumed in this joining method, the heater needs to be frequently replaced, which may lead to an increase in cost required for joining the workpiece and the linear member.
[0004]
On the other hand, in the joining method using a laser beam, an arc, or a torch, for example, when joining a minute
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and joins a linear member to a joint surface of a workpiece with high accuracy without affecting the part other than the joint surface due to heat of fusion. It aims at providing the joining method which can be done.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the joining method according to the present invention, in the joining method in which the linear member is melted and joined to the joining surface of the workpiece, a part of the linear member protrudes from the side edge portion of the joining surface. The linear member is brought into contact with the side edge portion, a heat of fusion is applied to a predetermined portion of the linear member protruding from the side edge portion, the predetermined portion is melted, and the molten predetermined portion is continued. The linear member is melted by heat applied to the predetermined portion and moved toward the side edge portion, and the linear member is joined to the side edge portion.
[0007]
In this case, when melting heat is applied to a predetermined portion of the linear member protruding from the side edge portion of the joint surface, the linear member in that portion is melted. The linear member in a molten state becomes spherical due to surface tension, and moves while enlarging while melting the continuous linear member, and is finally joined to the side edge portion. As a result, the linear member is joined to the joining surface of the workpiece.
[0008]
When the linear member is melted, the predetermined portion protruding from the side edge portion is melted, so that the heat of fusion is not directly projected onto the workpiece, and the surface shape changes such as cracks on the joint surface of the workpiece. The problem of occurrence can be avoided. Further, since it is only necessary to melt the linear member by applying melting heat to a predetermined portion of the linear member, the melting means does not require high positioning accuracy and spot shape accuracy, The linear member can be accurately bonded also to the bonding surface.
[0009]
It is desirable that the melting heat applied to a predetermined part of the linear member is applied by a melting means in a non-contact state selected from laser beam welding, arc welding, or gas welding. In this case, the frequency of maintenance in the joining apparatus such as replacement of the heater is reduced, and the cost required for joining the workpiece and the linear member can be reduced.
[0010]
If the work to which the linear member is welded is preheated to such an extent that problems such as cracks do not occur, or if the work is heated using a part of a laser beam having a predetermined spread, The linear members can be more reliably joined.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a bonding method according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a bonding method according to the first or second embodiment) will be described with reference to FIGS. 1 to 3C.
[0012]
As shown in FIG. 1, an electronic component 10 (work) to which the joining method according to the first embodiment is applied, for example, on a
[0013]
A conducting
[0014]
Next, a method of joining the
[0015]
First, a laser beam welding apparatus (not shown) is positioned with respect to the
[0016]
In this case, since the
[0017]
When the
[0018]
When the
[0019]
The amount of heat applied to the
[0020]
Furthermore, in the joining method according to the first embodiment described above, the
[0021]
In the first embodiment described above, the
[0022]
Next, the joining method according to the second embodiment is shown in FIGS. 3A to 3C.
[0023]
As shown in FIGS. 3A to 3C, this joining method is applied to joining electrodes in an
[0024]
The
[0025]
Next, a method for joining the first and
[0026]
First, as shown in FIG. 3A, the
[0027]
Next, the first and second
[0028]
As shown in FIG. 3C, when the first and second
[0029]
As described above, in the second embodiment, the cutting operation of the
[0030]
In the second embodiment described above, the first and
[0031]
In addition, the joining method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the joining method according to the present invention, a part of the linear member protruding from the joining surface of the workpiece is melted, and the melting heat of the part of the linear member is used to In order to join the joining surface and the linear member, excessive melting heat is not applied to the joining surface, and it is possible to avoid the occurrence of a change in surface shape such as a crack due to unnecessary heat on the workpiece. Can do.
[0033]
In addition, since high-precision positioning is not required when applying heat of fusion to the linear member, for example, a joining operation between minute components can be easily and highly accurately performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electronic component to which a bonding method according to a first embodiment is applied.
FIG. 2A to FIG. 2C are explanatory diagrams of a bonding method according to the first embodiment.
FIG. 3A to FIG. 3C are explanatory diagrams of a joining method according to a second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a joining method according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記接合面の側縁部から前記線状部材の一部を突出させた状態で、前記側縁部に前記線状部材を接触させ、
前記側縁部から突出する前記線状部材の所定部位に溶融熱を付与して、前記所定部位を溶融させ、
溶融した前記所定部位に連続する前記線状部材を、前記所定部位に付与された熱により溶融することで前記側縁部に指向して移動させ、
前記線状部材を前記側縁部に接合することを特徴とする接合方法。In the joining method of melting and joining the linear member to the joining surface of the workpiece,
In a state where a part of the linear member protrudes from the side edge of the joint surface, the linear member is brought into contact with the side edge,
Applying a heat of fusion to a predetermined portion of the linear member protruding from the side edge portion to melt the predetermined portion;
The linear member continuous to the melted predetermined portion is moved toward the side edge portion by melting by heat applied to the predetermined portion,
The joining method characterized by joining the said linear member to the said side edge part.
前記線状部材の所定部位に付与される前記溶融熱は、レーザビーム溶接、アーク溶接又はガス溶接から選択される非接触状態による溶融手段によって付与されることを特徴とする接合方法。The joining method according to claim 1,
The joining method, wherein the heat of fusion applied to a predetermined part of the linear member is applied by a melting means in a non-contact state selected from laser beam welding, arc welding or gas welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002221874A JP2004058109A (en) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | Bonding method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007004609A1 (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Phoeton Corp. | Method of forming spherical body, method of joining fine lines and laser processing device |
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2002
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007004609A1 (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Phoeton Corp. | Method of forming spherical body, method of joining fine lines and laser processing device |
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