JP5648200B2 - Joining method - Google Patents

Joining method Download PDF

Info

Publication number
JP5648200B2
JP5648200B2 JP2010281825A JP2010281825A JP5648200B2 JP 5648200 B2 JP5648200 B2 JP 5648200B2 JP 2010281825 A JP2010281825 A JP 2010281825A JP 2010281825 A JP2010281825 A JP 2010281825A JP 5648200 B2 JP5648200 B2 JP 5648200B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foil
conductive material
electrode pattern
joined
bonded
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010281825A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012129463A (en
Inventor
中居 誠也
誠也 中居
野田 和宏
和宏 野田
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.)
Adwelds Corp
Original Assignee
Adwelds 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 Adwelds Corp filed Critical Adwelds Corp
Priority to JP2010281825A priority Critical patent/JP5648200B2/en
Publication of JP2012129463A publication Critical patent/JP2012129463A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5648200B2 publication Critical patent/JP5648200B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83101Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15788Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides

Description

本発明は、超音波振動を印加して金属接合部を有する被接合物どうしを接合する技術に関する。   The present invention relates to a technique for joining objects to be joined having metal joints by applying ultrasonic vibration.

従来、超音波振動を印加することにより金属接合部を有する被接合物どうしを接合する技術が知られている。例えば、特許文献1に記載の接合装置では、ホーンに吸着保持されたフレキシブル基板の金メッキ電極と、可動テーブルに設けられた基板ホルダに載置されたガラス基板の金メッキ電極とが位置合わせされ、フレキシブル基板がガラス基板にホーンにより押圧されて加圧された状態で超音波振動が印加されることで、フレキシブル基板がガラス基板の所定位置に接合される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for joining objects to be joined having metal joints by applying ultrasonic vibration is known. For example, in the joining apparatus described in Patent Document 1, a gold-plated electrode on a flexible substrate that is attracted and held by a horn and a gold-plated electrode on a glass substrate placed on a substrate holder provided on a movable table are aligned and flexible. By applying ultrasonic vibration in a state where the substrate is pressed against the glass substrate by a horn and pressed, the flexible substrate is bonded to a predetermined position of the glass substrate.

特開2007−317932号公報(段落0023〜0027、図1〜3など)JP 2007-317932 A (paragraphs 0023-0027, FIGS. 1-3, etc.)

超音波振動を利用した金属接合では、金属接合部どうしが当接した状態の両被接合物に、加圧しながら超音波振動を印加することで、酸化膜やゴミ、埃などが除去されて金属接合部の接合界面に生成された新生面どうしが結合する。したがって、両被接合物の金属接合部どうしの接合強度を向上して良好な接合を行うためには、超音波振動により擦りあわされて金属接合部の接合界面に生成される新生面の面積を増大させることが重要であり、両被接合物の金属接合部どうしが確実に接触した状態で超音波振動を印加しなければならない。   In metal bonding using ultrasonic vibration, oxide film, dust, dust, etc. are removed by applying ultrasonic vibration to both objects to be bonded in a state where the metal bonding portions are in contact with each other, thereby removing metal. The new surfaces generated at the joint interface of the joint are joined together. Therefore, in order to improve the bonding strength between the metal joints of both objects to be bonded and to achieve good bonding, the area of the new surface generated at the bonding interface of the metal joints is rubbed by ultrasonic vibration. It is important to apply ultrasonic vibrations in a state where the metal joints of both objects to be joined are in reliable contact with each other.

しかしながら、被接合物の少なくとも一方が、ガラスエポキシ基板やフレキシブル基板など、金属接合部を形成する金属と比較すれば軟らかい樹脂材料で形成されたものである場合、金属接合部どうしが当接した状態の両被接合物が加圧されたときに軟らかい材質で形成された被接合物に変形が生じ、両被接合物の金属接合部が接触する接合界面に隙間が生じることがある。この場合、金属接合部の接合界面に十分に超音波振動が印加されず、接合不良の原因となるため問題となっている。   However, when at least one of the objects to be joined is made of a resin material that is softer than the metal that forms the metal joint, such as a glass epoxy substrate or a flexible substrate, the metal joints are in contact with each other When both of the objects to be bonded are pressurized, the object to be bonded formed of a soft material may be deformed, and a gap may be generated at the bonding interface where the metal bonding parts of both objects to be bonded contact. In this case, ultrasonic vibration is not sufficiently applied to the bonding interface of the metal bonding portion, which causes a bonding failure, which is a problem.

また、被接合物の少なくとも一方が樹脂などの軟らかい材質で形成されていると、印加された超音波振動が軟らかい材質で形成された被接合物に伝達されて吸収されるので、両被接合物の金属接合部が接触する接合界面に印加される超音波振動が減少し、両被接合物の金属接合部がCuなどの硬い材質で形成されている場合に、金属接合部に新生面が十分に生成されず接合不良を招くため、技術の改善が求められている。   In addition, if at least one of the objects to be bonded is formed of a soft material such as a resin, the applied ultrasonic vibration is transmitted to and absorbed by the object to be bonded formed of a soft material. When the ultrasonic vibration applied to the joint interface where the metal joints of the two parts are in contact is reduced and the metal joints of both objects are formed of a hard material such as Cu, a new surface is sufficiently formed in the metal joints. Since it is not generated and causes poor bonding, improvement in technology is required.

また、一方の被接合物の金属接合部が薄膜状に形成されており、他方の被接合物が芯線や、リードフレームである場合に、芯線やリードフレームを一方の被接合物の薄膜状の金属接合部に超音波振動により直接接合しようとしても、薄膜状の金属接合部がはがれるなどして接合されなかったり、接合されても接合強度が弱く、実用上問題があった。   In addition, when the metal joint portion of one of the objects to be joined is formed in a thin film shape and the other object to be joined is a core wire or a lead frame, the core wire or the lead frame is made of a thin film shape of one of the objects to be joined. Even if it is intended to join directly to the metal joint by ultrasonic vibration, the thin-film metal joint may not be joined due to peeling or the like.

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい被接合物どうしを接合するときに、両金属接合部の間に箔状導電材を介在させた状態で超音波振動を印加することで被接合物どうしを良好に接合することのできる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a foil-like conductive material is interposed between both metal joints when joining objects to be joined that are difficult to join by simply applying ultrasonic vibration. It is an object of the present invention to provide a technique capable of satisfactorily joining objects to be joined by applying ultrasonic vibration in a state of being made.

上記した目的を達成するために、本発明にかかる接合方法は、超音波振動を印加して金属接合部を有する被接合物どうしを接合する接合方法において、一方の前記被接合物である剛性または可撓性を有する有機基板に前記金属接合部として設けられた電気接続用の電極パターンに金属製箔状導電材を超音波振動を印加して仮接合する工程と、前記有機基板の前記箔状導電材が仮接合された前記電極パターンに、他方の前記被接合物の前記金属接合部を、前記有機基板の前記電極パターンと前記他方の被接合物の前記金属接合部との間に前記箔状導電材を介在させた状態で超音波振動を印加して接合する工程とを備え、前記仮接合の工程において、前記箔状導電材が設けられたテープ材を準備し、1回の前記接合の工程において必要な数の前記箔状導電材を前記有機基板の前記電極パターンに前記テープ材から転写して仮接合し、前記箔状導電材の厚みが、前記有機基板の前記電極パターンの厚みよりも厚いことを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above-described object, the joining method according to the present invention is a joining method in which ultrasonic vibration is applied to join objects to be joined having metal joints. A step of temporarily joining a metal foil-like conductive material by applying ultrasonic vibration to an electrode pattern for electrical connection provided as a metal joint on an organic substrate having flexibility; and the foil-like shape of the organic substrate The metal bonding part of the other object to be bonded is connected to the electrode pattern to which a conductive material is temporarily bonded, and the foil is interposed between the electrode pattern of the organic substrate and the metal bonding part of the other object to be bonded. A step of applying ultrasonic vibration in a state of interposing a conductive material, and preparing a tape material provided with the foil-shaped conductive material in the temporary bonding step, and performing the bonding once As many as required in the process Temporarily bonding the flaky material by transferring from said tape material to said electrode pattern of the organic substrate, the thickness of the foil-shaped material is, it is characterized in that greater than a thickness of the electrode pattern of the organic substrate ( Claim 1).

また、前記仮接合の工程において、一の前記有機基板の前記電極パターンに前記テープ材から前記箔状導電材を転写して仮接合し、次に実行される前記仮接合の工程において、他の前記有機基板の前記電極パターンに前記テープ材から新たな前記箔状導電材を転写して仮接合することを特徴としている(請求項2)。 Further, in the temporary bonding step, the foil-like conductive material is transferred from the tape material to the electrode pattern of the one organic substrate and temporarily bonded. A new foil-like conductive material is transferred from the tape material to the electrode pattern of the organic substrate and temporarily joined (claim 2).

また、前記箔状導電材は、Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Cr、Pd、In、はんだのいずれかから成るものであるとよい(請求項3)。   The foil-like conductive material may be made of any one of Al, Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Cr, Pd, In, and solder.

また、前記箔状導電材の膜厚が5〜1000μmであるとよい(請求項4)。   Moreover, it is good in the film thickness of the said foil-like electrically conductive material being 5-1000 micrometers (Claim 4).

また、前記他方の被接合物は、リードフレームであることを特徴としている(請求項)。 Further, the other object to be joined is a lead frame (claim 5 ).

また、前記他方の被接合物は、芯線であることを特徴としている(請求項)。 Further, the other object to be joined is a core wire (claim 6 ).

請求項1に記載の発明によれば、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい被接合物どうしを接合するときに、両被接合物の金属接合部の間に、金属製箔状導電材を介した状態で超音波振動を印加することにより、被接合物が変形などしても金属接合部の間に介在する箔状導電材により接合界面に隙間などが生じるおそれがなく、両金属接合部が直接接触してはがれたりするのが箔状導電材により防止されるため、箔状導電材の両面に両金属接合部がそれぞれ接触して形成される接合界面に超音波振動が確実に印加されて、両金属接合部どうしが箔状導電材を介して確実に接合されるので、金属接合部を有する被接合物どうしを良好に接合することができる。   According to the first aspect of the present invention, when joining objects to be joined that are difficult to be joined only by applying ultrasonic vibrations, a metal foil-like conductive material is provided between the metal joints of both objects to be joined. By applying ultrasonic vibration in the state where the joint is interposed, there is no possibility that a gap or the like is generated at the joint interface due to the foil-like conductive material interposed between the metal joints even if the workpiece is deformed. Since the foil-like conductive material prevents the parts from coming into direct contact with each other, ultrasonic vibration is reliably applied to the joint interface formed by contacting both metal joints on both sides of the foil-like conductive material. And since both metal joining parts are reliably joined via foil-like electrically-conductive material, the to-be-joined objects which have a metal joining part can be joined favorably.

また、超音波振動により箔状導電材が金属接合部に仮接合された一方の被接合物に、他方の被接合物を超音波振動により接合することで、両金属接合部の間に箔状導電材を確実に介在させた状態で超音波振動を印加することができる。また、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい、ガラスエポキシ基板などの剛性を有する有機基板や、ポリイミドなどにより形成されたフレキシブル基板などの可撓性を有する有機基板に、金属接合部として電気接続用の電極パターンが設けられた被接合物を確実に接合することができる。また、箔状導電材を各電極パターンに連続して仮接合したり、複数の箔状導電材を各電極パターンに同時に仮接合したりすることができる。
そして、接合強度を確実に向上することができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様に、箔状導電材を電極パターンに効率よく仮接合することができる。
In addition, the foil-like conductive material is temporarily joined to the metal joint by ultrasonic vibration, and the other joint is joined by ultrasonic vibration to the one to-be-joined object. Ultrasonic vibration can be applied with the conductive material reliably interposed. In addition, it is difficult to bond by simply applying ultrasonic vibration, and it can be electrically connected to a rigid organic substrate such as a glass epoxy substrate or a flexible organic substrate formed of polyimide or the like as a metal bonding portion. An object to be joined provided with the electrode pattern for connection can be reliably joined. Moreover, a foil-like conductive material can be temporarily joined to each electrode pattern continuously, or a plurality of foil-like conductive materials can be temporarily joined to each electrode pattern simultaneously.
And joining strength can be improved reliably.
According to the invention described in claim 2, as in the invention described in claim 1, the foil-like conductive material can be efficiently temporarily joined to the electrode pattern.

請求項3に記載の発明によれば、Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Cr、Pd、In、はんだのいずれかにより容易に箔状導電材を形成することができる。   According to the invention described in claim 3, the foil-like conductive material can be easily formed from any one of Al, Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Cr, Pd, In, and solder.

請求項4に記載の発明によれば、箔状導電材の膜厚が5〜1000μmであるため実用的である。   According to invention of Claim 4, since the film thickness of foil-shaped electrically-conductive material is 5-1000 micrometers, it is practical.

請求項に記載の発明によれば、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい、リードフレームまたは芯線から成る被接合物を確実に接合することができる。 According to the inventions described in claims 5 and 6 , it is difficult to join only by applying ultrasonic vibration, and it is possible to reliably join objects to be joined made of a lead frame or a core wire.

本発明の接合方法が実行される接合装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the joining apparatus with which the joining method of this invention is performed. 被接合物の一例を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は要部拡大図である。It is a figure which shows an example of a to-be-joined object, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is a principal part enlarged view. 接合処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a joining process. 接合強度の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of joining strength. 被接合物の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a to-be-joined object. 接合強度の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of joining strength. 被接合物の一例を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は要部拡大図である。It is a figure which shows an example of a to-be-joined object, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is a principal part enlarged view. 接合強度の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of joining strength. 被接合物の一例を示す要部拡大図であって、(a)は接合前の状態を示す図、(b)は接合後の状態を示す図である。It is a principal part enlarged view which shows an example of a to-be-joined object, Comprising: (a) is a figure which shows the state before joining, (b) is a figure which shows the state after joining. 箔状導電材の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a foil-like electrically conductive material. 箔状導電材の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a foil-like electrically conductive material.

この発明の一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。図1は本発明の接合方法が実行される接合装置の一実施形態を示す図である。図2は被接合物の一例を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は要部拡大図である。図3は接合処理の一例を示すフローチャートである。図4は接合強度の一例を示す図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a joining apparatus in which the joining method of the present invention is executed. 2A and 2B are views showing an example of an object to be joined, where FIG. 2A is a perspective view and FIG. 2B is an enlarged view of a main part. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the joining process. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of bonding strength.

(接合装置)
図1に示す接合装置100は、超音波振動を印加して金属接合部を有する被接合物どうしを接合する装置であって、リードフレームやフレキシブル基板、リード線や同軸ケーブルなどの芯線、電子部品、チップなどの金属接合部23aを有する被接合物23を、剛性を有するガラスエポキシ基板や可撓性を有するポリイミド製のフレキシブル基板などの有機基板、セラミック基板、ウエハなどの金属接合部24aを有する被接合物24の所定の位置に超音波振動により接合する。なお、被接合物23は共振器7の保持手段40の保持面に保持され、被接合物24はステージ10の上面に載置される。
(Joining equipment)
A joining apparatus 100 shown in FIG. 1 is an apparatus that joins objects to be joined having metal joints by applying ultrasonic vibrations, and includes lead frames, flexible substrates, core wires such as lead wires and coaxial cables, and electronic components. The object to be joined 23 having a metal joint 23a such as a chip has a metal joint 24a such as an organic substrate such as a rigid glass epoxy substrate or a flexible polyimide flexible substrate, a ceramic substrate, or a wafer. It joins to the predetermined position of the to-be-joined object 24 by ultrasonic vibration. The object 23 is held on the holding surface of the holding means 40 of the resonator 7, and the object 24 is placed on the upper surface of the stage 10.

図1に示すように、接合装置100は、接合機構27と、ステージ10およびステージテーブル12を有する実装機構28と、位置認識部29と、搬送部30と、制御装置31とを備えている。   As shown in FIG. 1, the joining device 100 includes a joining mechanism 27, a mounting mechanism 28 having a stage 10 and a stage table 12, a position recognition unit 29, a transport unit 30, and a control device 31.

接合機構27は、上下駆動機構25とヘッド部26とを備え、上下駆動機構25は上下駆動モータ1とボルト・ナット機構2とにより、共振器支持部6を上下ガイド3でガイドしながら上下動する。そして、接合機構27はフレーム34に結合され、フレーム34は、ヘッド部26の加圧中心の周辺を囲むように配設された4本の支柱13により架台35と連結されている。なお、支柱13およびフレーム34の一部は図示省略されている。   The joining mechanism 27 includes a vertical drive mechanism 25 and a head portion 26. The vertical drive mechanism 25 moves up and down while guiding the resonator support portion 6 with the vertical guide 3 by the vertical drive motor 1 and the bolt / nut mechanism 2. To do. The joining mechanism 27 is coupled to the frame 34, and the frame 34 is connected to the gantry 35 by the four support columns 13 disposed so as to surround the periphery of the pressure center of the head portion 26. A part of the support column 13 and the frame 34 is not shown.

共振器支持部6は、ヘッド逃がしガイド5で上下方向にガイドされ、自重をキャンセルするための自重カウンター4に牽引された状態でボルト・ナット機構2に連結されている。そして、この共振器支持部6に、共振器7を有するヘッド部26が結合されている。   The resonator support 6 is guided in the vertical direction by the head escape guide 5 and is connected to the bolt / nut mechanism 2 while being pulled by the self-weight counter 4 for canceling the self-weight. A head portion 26 having a resonator 7 is coupled to the resonator support portion 6.

また、共振器支持部6には圧力センサ32が設けられており、圧力センサ32は、共振器7とステージ10との間に挟持された被接合物23,24への加圧力を検出する。そして、圧力センサ32により検出された被接合物23,24に対する加圧力が制御装置31にフィードバックされ、当該フィードバック値に基づいて上下駆動機構25が制御されることで、両被接合物23,24に対する加圧力が制御される。また、共振器支持部6は、リニアセンサなどにより形成される共振器部高さ検出手段36を備えており、これによりヘッド部26の高さが検出される。   Further, the resonator support portion 6 is provided with a pressure sensor 32, and the pressure sensor 32 detects the pressure applied to the workpieces 23 and 24 sandwiched between the resonator 7 and the stage 10. The pressure applied to the objects 23 and 24 detected by the pressure sensor 32 is fed back to the control device 31, and the vertical drive mechanism 25 is controlled based on the feedback value, whereby both objects 23 and 24 are connected. The pressure applied to is controlled. The resonator support section 6 includes resonator section height detection means 36 formed by a linear sensor or the like, whereby the height of the head section 26 is detected.

共振器支持部6に結合されたヘッド部26は、共振器7と、振動子8と、被接合物23を吸着保持する保持手段40と、基部20と第1クランプ手段21および第2クランプ手段22とを有する共振器支持手段44とを備えている。   The head unit 26 coupled to the resonator support unit 6 includes a resonator 7, a vibrator 8, a holding unit 40 that holds the object to be bonded 23 by suction, a base unit 20, a first clamping unit 21, and a second clamping unit. And resonator support means 44.

共振器7は、振動子8が発生する超音波振動に共振するものであって、共振器7のほぼ中央の位置と、両端位置とが最大振幅点となるように、共振周波数の一波長の長さで形成されている。このように構成すれば、最大振幅点から1/4波長離れた位置それぞれが最小振幅点(ノーダルポイント)に相当する。また、共振器7は、断面形状が円形状である円柱状に形成されている。   The resonator 7 resonates with the ultrasonic vibration generated by the vibrator 8 and has a wavelength of one resonance frequency so that the center position of the resonator 7 and both end positions are the maximum amplitude points. It is formed with a length. If comprised in this way, each position 1/4 wavelength away from the maximum amplitude point will correspond to the minimum amplitude point (nodal point). The resonator 7 is formed in a cylindrical shape having a circular cross section.

振動子8は、共振器7の中心軸と同軸に共振器7の一端に連結されている。また、振動子8は、制御装置31により制御されて超音波振動を発生し、これにより共振器7がその中心軸の方向に振動する。   The vibrator 8 is connected to one end of the resonator 7 coaxially with the central axis of the resonator 7. In addition, the vibrator 8 is controlled by the control device 31 to generate ultrasonic vibrations, whereby the resonator 7 vibrates in the direction of the central axis.

保持手段40は、最大振幅点である共振器7のほぼ中央の位置における外周下面に、熱硬化型樹脂などの接着剤により取着されて、各種の被接合物23を保持面に保持する。また、保持手段40は、被接合物23を保持面に吸着保持できるように、真空吸着機構(図示省略)を備えている。なお、被接合物23を保持する構成としては真空吸着機構に限られるものではなく、静電吸着機構、機械式のチャック機構など、被接合物23を保持できる機構であればどのような構成であってもよい。また、被接合物23を保持手段40に直接貼付けることにより被接合物23が保持手段40に保持されるようにしてもよい。   The holding means 40 is attached to the lower surface of the outer periphery at the substantially central position of the resonator 7 that is the maximum amplitude point by an adhesive such as a thermosetting resin, and holds various objects to be bonded 23 on the holding surface. In addition, the holding means 40 includes a vacuum suction mechanism (not shown) so that the workpiece 23 can be sucked and held on the holding surface. Note that the configuration for holding the workpiece 23 is not limited to the vacuum suction mechanism, and any configuration that can hold the workpiece 23 such as an electrostatic chucking mechanism or a mechanical chuck mechanism may be used. There may be. Alternatively, the workpiece 23 may be held by the holding means 40 by directly attaching the workpiece 23 to the holding means 40.

また、保持手段40を、超硬タングステンカーバイト、セラミック、ダイヤモンドなど、金属以外の部材により形成してもよく、このように構成した保持手段40を、エポキシ系の接着剤や、Ni、Cu、Agなどの金属ろうなどにより共振器7に接着してもよい。   Further, the holding means 40 may be formed of a member other than metal, such as cemented carbide tungsten carbide, ceramic, diamond, etc., and the holding means 40 configured in this way is composed of an epoxy adhesive, Ni, Cu, It may be adhered to the resonator 7 with a metal braze such as Ag.

また、共振器7の最小振幅点の外周上に凹状の溝が形成されることにより、共振器7の外周面よりも小径の外周面を有する被支持部が形成されており、凹状に形成された被支持部がそれぞれ共振器支持手段44が有する第1クランプ手段21および第2クランプ手段22にクランプされることで、共振器7が共振器支持手段44により支持される。   Further, by forming a concave groove on the outer periphery of the minimum amplitude point of the resonator 7, a supported portion having an outer peripheral surface having a smaller diameter than the outer peripheral surface of the resonator 7 is formed, and is formed in a concave shape. The supported portions are clamped by the first clamp means 21 and the second clamp means 22 included in the resonator support means 44, so that the resonator 7 is supported by the resonator support means 44.

また、共振器支持手段44の基部20は共振器支持部6に固定されており、共振器支持部6が上下駆動機構25により上下に駆動されることにより、共振器支持手段44に支持された共振器7が上下動し、被接合物23,24が加圧される。   Further, the base 20 of the resonator support means 44 is fixed to the resonator support section 6, and the resonator support section 6 is supported by the resonator support means 44 by being driven up and down by the vertical drive mechanism 25. The resonator 7 moves up and down, and the workpieces 23 and 24 are pressurized.

なお、保持手段40を、上記した材質のうち、比較的硬度の高い、ガラス、超硬タングステンカーバイト、セラミックやダイヤモンドなどで形成すれば、共振器7を音響特性の優れた材質、例えばチタン合金により形成するとよい。また、保持手段40を、硬度の高い材質で形成すれば、共振器7を安価な材質、例えばAlにより形成してもよい。   In addition, if the holding means 40 is formed of glass, super hard tungsten carbide, ceramic, diamond, or the like having a relatively high hardness among the above materials, the resonator 7 is made of a material having excellent acoustic characteristics, such as a titanium alloy. It is good to form by. Further, if the holding means 40 is formed of a material having high hardness, the resonator 7 may be formed of an inexpensive material such as Al.

実装機構28は、被接合物24が載置されるステージ10と、ステージ10を上下方向にほぼ直交する水平面内で移動するステージテーブル12とを備えている。   The mounting mechanism 28 includes a stage 10 on which the workpiece 24 is placed, and a stage table 12 that moves the stage 10 in a horizontal plane substantially orthogonal to the vertical direction.

ステージ10は、被接合物24をステージ10の上面に吸着保持するため真空吸着機構(図示省略)を備えている。なお、被接合物24を保持する構成としては真空吸着機構に限られるものではなく、静電吸着機構や、機械式のチャック機構など、被接合物24を保持できる機構であればどのような構成であってもよい。また、被接合物24をステージ210上に載置するだけでもよい。   The stage 10 includes a vacuum suction mechanism (not shown) for sucking and holding the workpiece 24 on the upper surface of the stage 10. Note that the configuration for holding the workpiece 24 is not limited to the vacuum suction mechanism, and any configuration that can hold the workpiece 24 such as an electrostatic chucking mechanism or a mechanical chuck mechanism. It may be. Further, the object to be bonded 24 may be simply placed on the stage 210.

ステージテーブル12は、平行・回転移動自在な移動軸を備え、ステージ10をヘッド部26に対して相対的に移動することで、保持手段40に保持された被接合物23に対する被接合物24の相対的な位置を調整する。なお、この実施形態では、後述する上下マーク認識手段14により読取られた被接合物23,24に設けられたアライメントマークの相対的な位置関係に基づいてステージテーブル12が制御装置31により制御されて、被接合物23,24の相対的な位置調整が行われる。   The stage table 12 includes a moving shaft that can be moved in parallel and rotationally. The stage table 12 moves the stage 10 relative to the head portion 26, whereby the object 24 to be bonded to the object 23 held by the holding means 40. Adjust the relative position. In this embodiment, the stage table 12 is controlled by the control device 31 based on the relative positional relationship of the alignment marks provided on the workpieces 23 and 24 read by the upper and lower mark recognition means 14 described later. The relative positions of the objects 23 and 24 are adjusted.

位置認識部29は、対向配置された被接合物23,24の間に挿入されて、被接合物23,24それぞれに設けられた位置認識用のアライメントマークを光学的に読取る上下マーク認識手段14と、被接合物23,24および共振器7の振幅を検出する振幅検出器33と、上下マーク認識手段14および振幅検出器33を水平面内および上下方向に移動させる認識手段移動テーブル15とを備えている。なお、上下マーク認識手段14は、ミラーやプリズムで構成される、周知の2視野光学系レンズと、2視野光学系レンズを介してその上下に隔離して配置された被接合物23,24を撮像するCCDカメラとを備えている(図示省略)。   The position recognition unit 29 is inserted between the workpieces 23 and 24 arranged to face each other, and the upper and lower mark recognition means 14 for optically reading the alignment marks for position recognition provided on the workpieces 23 and 24, respectively. And an amplitude detector 33 for detecting the amplitudes of the workpieces 23 and 24 and the resonator 7, and a recognition means moving table 15 for moving the vertical mark recognition means 14 and the amplitude detector 33 in the horizontal plane and in the vertical direction. ing. The upper and lower mark recognizing means 14 includes a well-known two-field optical system lens composed of a mirror and a prism, and objects to be joined 23 and 24 disposed above and below the two-field optical system lens. A CCD camera for imaging (not shown).

搬送部30は、被接合物23を搬送する供給装置16およびトレイ17と、被接合物24を搬送する搬送装置18および搬送コンベア19とを備えている。   The transport unit 30 includes a supply device 16 and a tray 17 that transport the workpiece 23, and a transport device 18 and a transport conveyor 19 that transport the workpiece 24.

制御装置31は、上下駆動機構25を制御してヘッド部26を介して被接合物23,24に加えられる加圧力を調整したり、振動子8へ印加される電圧および電流を調整して被接合物23,24に加えられる超音波振動エネルギーの大きさを制御したりする。また、制御装置31は、共振器部高さ検出手段36によるヘッド部26の高さ位置の検出信号に基づいて上下駆動機構25を制御し、ヘッド部26の図1中の矢印Z方向の高さを調節する。また、制御装置31は、接合装置100全体の制御を行うための操作パネル(図示省略)を備えている。   The control device 31 controls the vertical drive mechanism 25 to adjust the pressure applied to the workpieces 23 and 24 via the head portion 26 or adjust the voltage and current applied to the vibrator 8 to adjust the pressure. For example, the magnitude of ultrasonic vibration energy applied to the joints 23 and 24 is controlled. Further, the control device 31 controls the vertical drive mechanism 25 based on the detection signal of the height position of the head unit 26 by the resonator unit height detection means 36, and the height of the head unit 26 in the direction of arrow Z in FIG. Adjust the height. Further, the control device 31 includes an operation panel (not shown) for controlling the entire joining device 100.

(接合処理)
次に、接合装置100において、金属接合部としてCuによる電気接続用の電極パターン124aが設けられたガラスエポキシ基板124(本発明の「有機基板」に相当)に、Cuにより形成された金属接合部123aを有するリードフレーム123を接合する接合処理の一例について説明する。
(Joining process)
Next, in the bonding apparatus 100, a metal bonding portion formed of Cu on a glass epoxy substrate 124 (corresponding to the “organic substrate” of the present invention) provided with an electrode pattern 124a for electrical connection of Cu as a metal bonding portion. An example of a joining process for joining the lead frame 123 having 123a will be described.

この実施形態では、図2(a)に示すように、一方の被接合物である約500μmの厚みのガラスエポキシ基板124の表面に、電気接続用の電極パターン124aが約15μmの厚みで複数設けられている。そして、同図(b)に示すように、ガラスエポキシ基板124の電極パターン124aと、他方の被接合物である約300μmの厚みのリードフレーム123の金属接合部123aとの間に、約20μmの厚みで形成されたAl製の箔状導電材50を介在させた状態で超音波振動が印加されることにより、電極パターン124aおよび金属接合部123aが箔状導電材50を介して接合されて、パワーデバイスなどが形成される。   In this embodiment, as shown in FIG. 2A, a plurality of electrode patterns 124a for electrical connection having a thickness of about 15 μm are provided on the surface of a glass epoxy substrate 124 having a thickness of about 500 μm, which is one of the objects to be joined. It has been. As shown in FIG. 2B, between the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 and the metal joint 123a of the lead frame 123 having a thickness of about 300 μm, which is the other object to be joined, is about 20 μm. The ultrasonic vibration is applied in a state where the foil-shaped conductive material 50 made of Al having a thickness is interposed, so that the electrode pattern 124a and the metal joint portion 123a are bonded via the foil-shaped conductive material 50, A power device or the like is formed.

まず、一方の被接合物であるガラスエポキシ基板124および箔状導電材50の供給が行われる。箔状導電材50は、図示省略された供給装置により共振器7に取着された保持手段40に供給されて吸着保持される。また、ガラスエポキシ基板124は、搬送装置18により搬送コンベア19からステージ10に供給されて吸着保持される。   First, the glass epoxy substrate 124 and the foil-like conductive material 50 which are one object to be joined are supplied. The foil-like conductive material 50 is supplied to and held by the holding means 40 attached to the resonator 7 by a supply device (not shown). Further, the glass epoxy substrate 124 is supplied from the transfer conveyor 19 to the stage 10 by the transfer device 18 and held by suction.

次に、それぞれの接合面が対向するように保持された箔状導電材50とガラスエポキシ基板124との間に上下マーク認識手段14が認識手段移動テーブル15により挿入されて、対向保持された箔状導電材50およびガラスエポキシ基板124の相対的な位置が検出される。そして、上下マーク認識手段14により検出された箔状導電材50およびガラスエポキシ基板124の相対的な位置関係に基づいて、箔状導電材50の位置を基準としてステージテーブル12が平行・回転移動されてガラスエポキシ基板124の位置が調整されて、箔状導電材50とガラスエポキシ基板124との相対的な位置調整が行われる。   Next, the upper and lower mark recognizing means 14 is inserted by the recognizing means moving table 15 between the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 held so that the respective joint surfaces face each other, and the foil held face-to-face. The relative positions of the conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 are detected. Then, based on the relative positional relationship between the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 detected by the upper and lower mark recognizing means 14, the stage table 12 is moved in parallel and rotated with reference to the position of the foil-like conductive material 50. Thus, the position of the glass epoxy substrate 124 is adjusted, and the relative position adjustment between the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 is performed.

続いて、箔状導電材50およびガラスエポキシ基板124の相対的な位置が整合された状態で、認識手段移動テーブル15により上下マーク認識手段14が退避されると共に、上下駆動機構25によりヘッド部26の下降が開始され、箔状導電材50とガラスエポキシ基板124とが接近される。そして、箔状導電材50とガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとが接触することによる圧力センサ32からの検出信号に基づき、箔状導電材50とガラスエポキシ基板124とが共振器7およびステージ10との間に挟持されたことが検出されると、所定の加圧力が箔状導電材50およびガラスエポキシ基板124に加えられると共に超音波振動が印加されて、ガラスエポキシ基板124の電極パターン124aに箔状導電材50が仮接合される(ステップS1)。   Subsequently, in a state where the relative positions of the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 are aligned, the upper / lower mark recognizing unit 14 is retracted by the recognizing unit moving table 15 and the head unit 26 is moved by the upper / lower drive mechanism 25. Is started, and the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 are brought close to each other. The foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124 are connected to the resonator 7 and the stage 10 based on the detection signal from the pressure sensor 32 when the foil-like conductive material 50 and the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 come into contact with each other. Is detected between the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124, and ultrasonic vibration is applied to the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124. The foil-like conductive material 50 is temporarily joined (step S1).

このとき、制御装置31により、振動子8に印加される電流値および電圧値から導出される超音波振動エネルギー、共振器7の共振振幅、箔状導電材50およびガラスエポキシ基板124に対する加圧力などの監視と制御が行われる。   At this time, the ultrasonic vibration energy derived from the current value and the voltage value applied to the vibrator 8 by the control device 31, the resonance amplitude of the resonator 7, the pressure applied to the foil-like conductive material 50 and the glass epoxy substrate 124, etc. Monitoring and control are performed.

そして、箔状導電材50とガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとの仮接合が完了すると、共振器7による箔状導電材50吸着が解除され、ヘッド部26が上方へ復帰移動される。続いて、他方の被接合物であるリードフレーム123が、供給装置16によりトレイ17から共振器7に取着された保持手段40に供給されて吸着保持される。   When the temporary bonding between the foil-like conductive material 50 and the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 is completed, the adsorption of the foil-like conductive material 50 by the resonator 7 is released, and the head portion 26 is moved back upward. Subsequently, the lead frame 123, which is the other object to be joined, is supplied from the tray 17 to the holding means 40 attached to the resonator 7 by the supply device 16 and is sucked and held.

次に、それぞれの接合面が対向するように保持されたリードフレーム123とガラスエポキシ基板124との間に上下マーク認識手段14が認識手段移動テーブル15により挿入されて、対向保持されたリードフレーム123およびガラスエポキシ基板124の相対的な位置が上下マーク認識手段14により検出される。そして、上下マーク認識手段14により検出されたリードフレーム123およびガラスエポキシ基板124の相対的な位置関係に基づいて、リードフレーム123の位置を基準としてステージテーブル12が平行・回転移動されてガラスエポキシ基板124の位置が調整されて、リードフレーム123とガラスエポキシ基板124との相対的な位置調整が行われる(ステップS2)。   Next, the upper and lower mark recognizing means 14 is inserted between the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124, which are held so that the respective joint surfaces face each other, by the recognizing means moving table 15, and the lead frame 123 held facing each other. The upper and lower mark recognition means 14 detects the relative position of the glass epoxy substrate 124. Then, based on the relative positional relationship between the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 detected by the upper and lower mark recognizing means 14, the stage table 12 is moved in parallel and rotated with reference to the position of the lead frame 123, and the glass epoxy substrate is moved. The position of 124 is adjusted, and relative position adjustment between the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 is performed (step S2).

続いて、リードフレーム123およびガラスエポキシ基板124の相対的な位置が整合された状態(電極パターン124aおよび金属接合部123aの位置が合わされた状態)で、認識手段移動テーブル15により上下マーク認識手段14が退避されると共に、上下駆動機構25によりヘッド部26の下降が開始され、リードフレーム123とガラスエポキシ基板124とが接近される。   Subsequently, in a state where the relative positions of the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 are aligned (the positions of the electrode pattern 124a and the metal joint 123a are aligned), the recognition means moving table 15 causes the upper / lower mark recognition means 14 to move. Is retracted, and the vertical drive mechanism 25 starts the descent of the head portion 26 so that the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 are brought close to each other.

そして、リードフレーム123の金属接合部123aが、箔状導電材50が仮接合されたガラスエポキシ基板124の電極パターン124aに接触することによる圧力センサ32からの検出信号に基づき、リードフレーム123およびガラスエポキシ基板124が箔状導電材50を介して共振器7およびステージ10との間に挟持されたことが検出されると、所定の加圧力がリードフレーム123およびガラスエポキシ基板124に加えられると共に超音波振動が印加されて、リードフレーム123の金属接合部123aが、箔状導電材50が仮接合されたガラスエポキシ基板124の電極パターン124aに接合される(ステップS3)。   Based on the detection signal from the pressure sensor 32 when the metal joint portion 123a of the lead frame 123 contacts the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 to which the foil-like conductive material 50 is temporarily joined, the lead frame 123 and the glass When it is detected that the epoxy substrate 124 is sandwiched between the resonator 7 and the stage 10 via the foil-like conductive material 50, a predetermined pressing force is applied to the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 and super The sonic vibration is applied, and the metal bonding portion 123a of the lead frame 123 is bonded to the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 to which the foil-like conductive material 50 is temporarily bonded (step S3).

このとき、箔状導電材50のガラスエポキシ基板124の電極パターン124aへの仮接合の際と同様に、制御装置31により、振動子8に印加される電流値および電圧値から導出される超音波振動エネルギー、共振器7の共振振幅、リードフレーム123およびガラスエポキシ基板124に対する加圧力などの監視と制御が行われる。なお、接合処理を終了するタイミングは、目的とされる接合面積で接合されるために必要な加圧力、超音波振動エネルギーおよび接合時間を予め求めておき、予め求めたそれぞれの値に達したときに接合処理を終了すればよい。   At this time, similarly to the temporary bonding of the foil-like conductive material 50 to the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124, the ultrasonic wave derived from the current value and the voltage value applied to the vibrator 8 by the control device 31. Monitoring and control of vibration energy, resonance amplitude of the resonator 7, pressure applied to the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124, and the like are performed. In addition, the timing to end the bonding process is determined when the pressure, ultrasonic vibration energy, and bonding time necessary for bonding with a target bonding area are obtained in advance, and the respective values obtained in advance are reached. The bonding process may be terminated.

この実施形態では、一例として、振動子8の発信周波数は40kHzに設定されているが、リードフレーム123とガラスエポキシ基板124との間の相対振動振幅の大きさは、被接合物の種類(材質、機能など)や接触面積などに応じて適宜設定すればよい。   In this embodiment, as an example, the oscillation frequency of the vibrator 8 is set to 40 kHz. However, the magnitude of the relative vibration amplitude between the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 depends on the type (material) of the object to be joined. , Function, etc.), contact area and the like.

そして、リードフレーム123およびガラスエポキシ基板124の接合が終了して接合処理が完了すると共振器7によるリードフレーム123の吸着が解除され、ヘッド部26が上方へ復帰移動される。最後に、リードフレーム123が接合された状態で、ステージ10上に保持されたガラスエポキシ基板124が搬送装置18により搬送コンベア19へ排出されて一連の接合処理が終了する。なお、ガラスエポキシ基板124へ接合されるリードフレーム123の数は1つに限られず、複数のリードフレーム123をガラスエポキシ基板124へ連続的に接合してもよい。また、ガラスエポキシ基板124、電極パターン124a、リードフレーム123(金属接合部123a)の厚みは上記した例に限られるものではなく、例えば、ガラスエポキシ基板124は50〜1000μmの厚みで形成することができ、電極パターン124aは5〜30μmの厚みで形成することができ、リードフレーム123は10〜1000μmの厚みで形成することができる。   When the joining of the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 is completed and the joining process is completed, the suction of the lead frame 123 by the resonator 7 is released, and the head portion 26 is moved back upward. Finally, in a state where the lead frame 123 is bonded, the glass epoxy substrate 124 held on the stage 10 is discharged to the transfer conveyor 19 by the transfer device 18, and a series of bonding processes is completed. Note that the number of lead frames 123 to be bonded to the glass epoxy substrate 124 is not limited to one, and a plurality of lead frames 123 may be continuously bonded to the glass epoxy substrate 124. Further, the thickness of the glass epoxy substrate 124, the electrode pattern 124a, and the lead frame 123 (metal bonding portion 123a) is not limited to the above example. For example, the glass epoxy substrate 124 may be formed with a thickness of 50 to 1000 μm. The electrode pattern 124a can be formed to a thickness of 5 to 30 μm, and the lead frame 123 can be formed to a thickness of 10 to 1000 μm.

(接合強度)
上記したようにして接合された、リードフレーム123およびガラスエポキシ基板124の接合強度の一例について説明する。
(Joint strength)
An example of the bonding strength of the lead frame 123 and the glass epoxy substrate 124 bonded as described above will be described.

図4に示すように、Alから成る箔状導電材50が、リードフレーム123の金属接合部123aと、ガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとの間に介在していなければ、ピール強度が1pinあたり3Nであるのに対し、箔状導電材50が介在していれば、1pinあたり30Nのピール強度で、リードフレーム123の金属接合部123aとガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとが接合される。   As shown in FIG. 4, if the foil-like conductive material 50 made of Al is not interposed between the metal joint portion 123a of the lead frame 123 and the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124, the peel strength is 1 pin. In contrast to 3N, when the foil-like conductive material 50 is interposed, the metal joint portion 123a of the lead frame 123 and the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 are joined at a peel strength of 30N per pin.

(被接合物の他の例(1))
次に、接合装置100において、金属接合部としてCuまたはAuにより電気接続用の電極パターン124aが設けられたガラスエポキシ基板124に、金属接合部としてCuまたはAuにより電気接続用の電極パターン224aが設けられたフレキシブル基板224(本発明の「有機基板」に相当)を接合する接合処理の一例について、図5および図6を参照して説明する。図5は被接合物の一例を示す図であり、図6は接合強度の一例を示す図である。
(Other examples of joined objects (1))
Next, in the bonding apparatus 100, an electrode pattern 224a for electrical connection is provided by Cu or Au as a metal joint on the glass epoxy substrate 124 provided with an electrode pattern 124a for electrical connection by Cu or Au as a metal joint. An example of a bonding process for bonding the obtained flexible substrate 224 (corresponding to the “organic substrate” of the present invention) will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a diagram showing an example of the objects to be joined, and FIG. 6 is a diagram showing an example of the joining strength.

他の例(1)では、図5に示すように、一方の被接合物である約100μmの厚みのガラスエポキシ基板124の表面に、電気接続用のCuまたはAuによる電極パターン124aが約10μmの厚みで設けられている。そして、同図に示すように、ガラスエポキシ基板124の電極パターン124aと、他方の被接合物である約100μmの厚みのフレキシブル基板224の約10μmの厚みの電極パターン224aとの間に、約20μmの厚みで形成されたAl製の箔状導電材50を介在させた状態で超音波振動が印加されることにより、電極パターン124a,224aが箔状導電材50を介して接合される。なお、その他の構成および動作は、上記した例と同様であるため、その構成および動作の説明は省略する。   In another example (1), as shown in FIG. 5, an electrode pattern 124a made of Cu or Au for electrical connection is about 10 μm on the surface of a glass epoxy substrate 124 having a thickness of about 100 μm, which is one object to be joined. It is provided with thickness. And, as shown in the figure, between the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 and the electrode pattern 224a of about 10 μm thickness of the flexible substrate 224 of about 100 μm thickness which is the other object to be joined, about 20 μm. The electrode patterns 124 a and 224 a are bonded to each other through the foil-like conductive material 50 by applying ultrasonic vibration with the Al foil-like conductive material 50 formed with a thickness of 5 mm. Since other configurations and operations are the same as those in the above-described example, description of the configurations and operations is omitted.

次に、フレキシブル基板224およびガラスエポキシ基板124の接合強度の一例について説明する。   Next, an example of the bonding strength between the flexible substrate 224 and the glass epoxy substrate 124 will be described.

図6に示すように、Alから成る箔状導電材50が、フレキシブル基板224のCuから成る電極パターン224aと、ガラスエポキシ基板124のCuから成る電極パターン124aとの間に介在していなければ、ピール強度が1pinあたり2Nであるのに対し、箔状導電材50が介在していれば、1pinあたり15Nのピール強度で、フレキシブル基板224の電極パターン224aとガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとが接合され、圧電センサなどの各種センサやフレキシブル基板コネクタが形成されたり、基板どうしの電気的な接合が行われる。   As shown in FIG. 6, if the foil-like conductive material 50 made of Al is not interposed between the electrode pattern 224a made of Cu of the flexible substrate 224 and the electrode pattern 124a made of Cu of the glass epoxy substrate 124, While the peel strength is 2N per pin, when the foil-like conductive material 50 is interposed, the electrode pattern 224a of the flexible substrate 224 and the electrode pattern 124a of the glass epoxy substrate 124 are peeled at 15N per pin. Various sensors such as a piezoelectric sensor and a flexible board connector are formed, and the boards are electrically connected to each other.

また、図6に示すように、Alから成る箔状導電材50が、フレキシブル基板224のAuから成る電極パターン224aと、ガラスエポキシ基板124のAuから成る電極パターン124aとの間に介在していなければ、ピール強度が1pinあたり10Nであるのに対し、箔状導電材50が介在していれば、1pinあたり18Nのピール強度で、フレキシブル基板224の電極パターン224aとガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとが接合される。   In addition, as shown in FIG. 6, the foil-like conductive material 50 made of Al must be interposed between the electrode pattern 224a made of Au on the flexible substrate 224 and the electrode pattern 124a made of Au on the glass epoxy substrate 124. For example, the peel strength is 10 N per pin, whereas if the foil-like conductive material 50 is interposed, the electrode pattern 224 a of the flexible substrate 224 and the electrode pattern 124 a of the glass epoxy substrate 124 have a peel strength of 18 N per pin. And are joined.

なお、フレキシブル基板224、電極パターン224aの厚みは上記した例に限られるものではなく、例えば、ガラスエポキシ基板124を10〜500μmの厚みで形成し、電極パターン124aを5〜30μmの厚みで形成した場合に、フレキシブル基板224を10〜500μmの厚みで形成することができ、電極パターン224aを5〜30μmの厚みで形成することができる。   The thicknesses of the flexible substrate 224 and the electrode pattern 224a are not limited to the above example. For example, the glass epoxy substrate 124 is formed with a thickness of 10 to 500 μm, and the electrode pattern 124a is formed with a thickness of 5 to 30 μm. In this case, the flexible substrate 224 can be formed with a thickness of 10 to 500 μm, and the electrode pattern 224a can be formed with a thickness of 5 to 30 μm.

また、この例では、ガラスエポキシ基板124にフレキシブル基板224を接合したが、フレキシブル基板224どうしを接合してもよい。   In this example, the flexible substrate 224 is bonded to the glass epoxy substrate 124, but the flexible substrates 224 may be bonded to each other.

(被接合物の他の例(2))
次に、接合装置100において、金属接合部としてCuにより電気接続用の電極パターン124aが設けられたガラスエポキシ基板124に、Cuから成る芯線223(金属接合部)を接合する接合処理の一例について、図7および図8を参照して説明する。図7は被接合物の一例を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は要部拡大図であり、図8は接合強度の一例を示す図である。
(Other examples of workpieces (2))
Next, in the bonding apparatus 100, an example of a bonding process for bonding a core wire 223 (metal bonding portion) made of Cu to a glass epoxy substrate 124 in which an electrode pattern 124a for electrical connection is provided by Cu as a metal bonding portion. This will be described with reference to FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of an object to be joined, where FIG. 7A is a perspective view, FIG. 7B is an enlarged view of a main part, and FIG. 8 is a diagram showing an example of bonding strength.

他の例(2)では、図7(a)に示すように、一方の被接合物であるガラスエポキシ基板124の表面に、電気接続用のCuによる電極パターン124aが複数設けられている。そして、同図(b)に示すように、ガラスエポキシ基板124の電極パターン124aと、他方の被接合物である芯線223との間に、Al製の箔状導電材50を介在させた状態で超音波振動が印加されることにより、電極パターン124aと芯線223とが箔状導電材50を介して接合される。なお、その他の構成および動作は、上記した例と同様であるため、その構成および動作の説明は省略する。   In another example (2), as shown in FIG. 7A, a plurality of electrode patterns 124a made of Cu for electrical connection are provided on the surface of a glass epoxy substrate 124 which is one of the objects to be joined. And as shown in the figure (b), in the state which interposed the foil-shaped electrically conductive material 50 made from Al between the electrode pattern 124a of the glass epoxy board | substrate 124, and the core wire 223 which is the other thing to be joined. By applying ultrasonic vibration, the electrode pattern 124 a and the core wire 223 are joined via the foil-like conductive material 50. Since other configurations and operations are the same as those in the above-described example, description of the configurations and operations is omitted.

次に、芯線223およびガラスエポキシ基板124の接合強度の一例について説明する。   Next, an example of the bonding strength between the core wire 223 and the glass epoxy substrate 124 will be described.

図8に示すように、Alから成る箔状導電材50が、Cuから成る芯線223と、ガラスエポキシ基板124のCuから成る電極パターン124aとの間に介在していなければ、接合が行われないのに対し(ピール強度が1pinあたり0N)、箔状導電材50が介在していれば、1pinあたり8Nのピール強度で、芯線223とガラスエポキシ基板124の電極パターン124aとが接合される。   As shown in FIG. 8, bonding is not performed unless the foil-like conductive material 50 made of Al is interposed between the core wire 223 made of Cu and the electrode pattern 124a made of Cu on the glass epoxy substrate 124. In contrast, if the foil-like conductive material 50 is interposed (peel strength is 0 N per pin), the core wire 223 and the electrode pattern 124 a of the glass epoxy substrate 124 are bonded with a peel strength of 8 N per pin.

なお、この例では、ガラスエポキシ基板124に芯線223を接合したが、フレキシブル基板224に芯線223を接合してもよい。また、ガラスエポキシ基板124、電極パターン124a、フレキシブル基板224、電極パターン224aの厚み、芯線223の太さなどは、上記したように、適宜設定すればよい。   In this example, the core wire 223 is bonded to the glass epoxy substrate 124, but the core wire 223 may be bonded to the flexible substrate 224. Further, as described above, the thickness of the glass epoxy substrate 124, the electrode pattern 124a, the flexible substrate 224, the electrode pattern 224a, the thickness of the core wire 223, and the like may be set as appropriate.

(被接合物の他の例(3))
次に、接合装置100において、Cuにより形成された電極パターン124aに、酸化防止のためのNiメッキ124a1およびAuメッキ124a2が施された金属接合部が設けられたガラスエポキシ基板124に、Cuにより形成された金属接合部123aに、酸化防止のためのNiメッキ123a1およびAuメッキ123a2が施されたリードフレーム123を接合する接合処理の一例について、図9を参照して説明する。図9は被接合物の一例を示す要部拡大図であって、(a)は接合前の状態を示す図、(b)は接合後の状態を示す図である。
(Other examples of joined objects (3))
Next, in the bonding apparatus 100, the electrode pattern 124a formed of Cu is formed of Cu on the glass epoxy substrate 124 provided with the metal bonding portion where the Ni plating 124a1 and the Au plating 124a2 for preventing oxidation are provided. An example of a joining process for joining the lead frame 123 on which the Ni plating 123a1 and the Au plating 123a2 for preventing oxidation are joined to the metal joining portion 123a will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing an example of an object to be joined, in which (a) shows a state before joining, and (b) shows a state after joining.

他の例(3)では、図9(a)に示すように、一方の被接合物であるガラスエポキシ基板124の表面に、Niメッキ124a1およびAuメッキ124a2が施された電気接続用の電極パターン124aが設けられている。そして、同図(b)に示すように、ガラスエポキシ基板124の電極パターン124a(Auメッキ124a2)と、他方の被接合物であるリードフレーム123の金属接合部123a(Auメッキ123a2)との間に、Al製の箔状導電材50を介在させた状態で超音波振動が印加されることにより、金属接合部123a(Auメッキ123a2)と電極パターン124a(Auメッキ124a2)とが箔状導電材50を介して接合される。なお、その他の構成および動作は、上記した例と同様であるため、その構成および動作の説明は省略する。   In another example (3), as shown in FIG. 9A, an electrode pattern for electrical connection in which a Ni-plated 124a1 and an Au-plated 124a2 are applied to the surface of a glass epoxy substrate 124, which is one of the objects to be joined. 124a is provided. Then, as shown in FIG. 5B, between the electrode pattern 124a (Au plating 124a2) of the glass epoxy substrate 124 and the metal bonding portion 123a (Au plating 123a2) of the lead frame 123 which is the other object to be joined. In addition, by applying ultrasonic vibration with the Al foil-like conductive material 50 interposed, the metal joint portion 123a (Au plating 123a2) and the electrode pattern 124a (Au plating 124a2) become foil-like conductive material. 50 is joined. Since other configurations and operations are the same as those in the above-described example, description of the configurations and operations is omitted.

なお、ガラスエポキシ基板124、電極パターン124a、リードフレーム123の厚みなどは、上記したように、適宜設定すればよい。また、上記したすべての例においても、酸化を防止したり、電気導電性を向上するために、NiやAuなどのメッキを金属接合部に施してもよい。   Note that the thickness of the glass epoxy substrate 124, the electrode pattern 124a, the lead frame 123, and the like may be appropriately set as described above. In all of the above examples, in order to prevent oxidation or improve electrical conductivity, plating such as Ni or Au may be applied to the metal joint.

(箔状導電材の他の例(1))
次に、箔状導電材の他の例について図10を参照して説明する。図10は箔状導電材の一例を示す図である。この例における箔状導電材150は、図10に示すように、箔状導電材150と同じ材質の箔状のテープ材150aにガラスエポキシ基板124の形状に合わせて設けられた複数の開口150bのそれぞれに、複数の電極パターン124aの位置に合わせて島状に複数配置されている。
(Other examples of foil-like conductive material (1))
Next, another example of the foil-like conductive material will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a foil-like conductive material. As shown in FIG. 10, the foil-shaped conductive material 150 in this example includes a plurality of openings 150 b provided on the foil-shaped tape material 150 a made of the same material as the foil-shaped conductive material 150 according to the shape of the glass epoxy substrate 124. A plurality of island patterns are arranged in accordance with the positions of the plurality of electrode patterns 124a.

また、図10に示すように、箔状導電材150は、テープ材150aの開口150bにテーパ状に形成された橋絡片の先端に連続して形成されており、箔状導電材150に超音波振動などの外力が加わると、箔状導電材150が橋絡片の先端から容易に脱離するように形成されている。なお、その他の構成および動作は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成および動作の説明は省略する。   Further, as shown in FIG. 10, the foil-like conductive material 150 is formed continuously at the tip of the bridging piece formed in a taper shape in the opening 150b of the tape material 150a. When an external force such as sonic vibration is applied, the foil-like conductive material 150 is formed so as to be easily detached from the tip of the bridging piece. Since other configurations and operations are the same as those in the above-described example, description of the configurations and operations is omitted by assigning the same reference numerals.

このように構成すると、ガラスエポキシ基板124と、テープ材150aに形成された複数の開口150bのうちの一つとを位置合わせして、各電極パターン124a上に、開口150bに橋絡片を介して連続的に形成された各箔状導電材150を配置し、各電極パターン124a上に配置された各箔状導電材150に順に超音波振動を印加することで、箔状導電材150を各電極パターン124aに連続して仮接合することができる。   If comprised in this way, the glass epoxy board | substrate 124 and one of the some opening 150b formed in the tape material 150a will be aligned, and on each electrode pattern 124a, the opening 150b will be via a bridge piece. Each foil-like conductive material 150 formed continuously is arranged, and ultrasonic vibration is sequentially applied to each foil-like conductive material 150 arranged on each electrode pattern 124a, whereby the foil-like conductive material 150 is made to correspond to each electrode. Temporary joining can be performed continuously to the pattern 124a.

また、各箔状導電材150は、脱離し易いようにテーパ状に形成された橋絡片を介して開口150bに連続的に形成されており、仮接合の際に各箔状導電材150に超音波振動が印加されることで、各箔状導電材150は容易に開口150bから脱離するため、橋絡片を切断して電極パターン124aを切離す工程が不要となり、効率よく各箔状導電材150を各電極パターン124aに仮接合することができる。   In addition, each foil-like conductive material 150 is continuously formed in the opening 150b through a bridge piece formed in a taper shape so that it can be easily detached. When the ultrasonic vibration is applied, each foil-like conductive material 150 is easily detached from the opening 150b. Therefore, the step of cutting the bridging piece and separating the electrode pattern 124a is unnecessary, and each foil-like conductive material is efficiently removed. The conductive material 150 can be temporarily bonded to each electrode pattern 124a.

また、新たにステージ10に保持されたガラスエポキシ基板124の複数の電極パターン124aに対して箔状導電材150を仮接合する際は、テープ材150aに形成された複数の開口150bのうち、箔状導電材150の電極パターン124aへの仮接合が終了していない開口150bをガラスエポキシ基板124に位置合わせすることで、同様に箔状導電材150を電極パターン124aに仮接合することができる。   Further, when the foil-like conductive material 150 is temporarily joined to the plurality of electrode patterns 124a of the glass epoxy substrate 124 newly held on the stage 10, the foil among the plurality of openings 150b formed in the tape material 150a. The foil-like conductive material 150 can be temporarily joined to the electrode pattern 124a in the same manner by aligning the opening 150b in which the temporary joining of the conductive material 150 to the electrode pattern 124a is not completed with the glass epoxy substrate 124.

なお、テープ材150aは図示省略したリールに巻回して保管し、必要に応じてテープ材150aを引出しながら箔状導電材150の電極パターン124aへの仮接合を行うとよい。   Note that the tape material 150a may be wound and stored on a reel (not shown) and temporarily bonded to the electrode pattern 124a of the foil-like conductive material 150 while pulling out the tape material 150a as necessary.

(箔状導電材の他の例(2))
次に、箔状導電材の他の例について図11を参照して説明する。図11は箔状導電材の一例を示す図である。この例における箔状導電材250は、図11に示すように、樹脂材料により形成された膜状のテープ材250aにフレキシブル基板324の各電極パターン324aの形状および位置に合わせて設けられた複数の開口(図示省略)のそれぞれに配置されている。
(Other examples of foil-like conductive material (2))
Next, another example of the foil-like conductive material will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a foil-like conductive material. As shown in FIG. 11, the foil-like conductive material 250 in this example includes a plurality of film-like tape materials 250 a formed of a resin material according to the shape and position of each electrode pattern 324 a of the flexible substrate 324. It arrange | positions at each of opening (illustration omitted).

また、箔状導電材250は、箔状導電材150に超音波振動などの外力が加わると、箔状導電材250がテープ材250aの開口から容易に脱離するように形成されている。なお、その他の構成および動作は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成および動作の説明は省略する。   The foil-like conductive material 250 is formed so that the foil-like conductive material 250 is easily detached from the opening of the tape material 250a when an external force such as ultrasonic vibration is applied to the foil-like conductive material 150. Since other configurations and operations are the same as those in the above-described example, description of the configurations and operations is omitted by assigning the same reference numerals.

このように構成すると、フレキシブル基板324と、テープ材250aに形成された複数の箔状導電材250の群のうちの一つとを位置合わせして、各電極パターン324a上に各箔状導電材250を配置し、各電極パターン324a上に配置された複数の箔状導電材250に超音波振動を印加することで、複数の箔状導電材250を各電極パターン324aに同時に仮接合することができる。   With this configuration, the flexible substrate 324 and one of the group of the foil-like conductive materials 250 formed on the tape material 250a are aligned, and each foil-like conductive material 250 is placed on each electrode pattern 324a. And applying ultrasonic vibration to the plurality of foil-like conductive materials 250 arranged on each electrode pattern 324a makes it possible to temporarily bond the plurality of foil-like conductive materials 250 to each electrode pattern 324a simultaneously. .

また、各箔状導電材250は、脱離し易いようにテープ材250aの開口に設けられおり、仮接合の際に各箔状導電材250に超音波振動が印加されることで、各箔状導電材250は容易に開口から脱離するため、箔状導電材250をテープ材250aから切離す工程が不要となり、効率よく各箔状導電材250を各電極パターン324aに仮接合することができる。   Each foil-like conductive material 250 is provided in the opening of the tape material 250a so as to be easily detached, and each foil-like conductive material 250 is applied with ultrasonic vibration to each foil-like conductive material 250 at the time of temporary bonding. Since the conductive material 250 is easily detached from the opening, there is no need to separate the foil-shaped conductive material 250 from the tape material 250a, and each foil-shaped conductive material 250 can be efficiently temporarily bonded to each electrode pattern 324a. .

また、新たにステージ10に保持されたフレキシブル基板324の複数の電極パターン324aに対して箔状導電材250を仮接合する際は、テープ材250aに形成された複数の箔状導電材250の群のうちの新たな群をフレキシブル基板324に位置合わせすることで、同様に箔状導電材250を電極パターン324aに仮接合することができる。   Further, when the foil-like conductive material 250 is temporarily joined to the plurality of electrode patterns 324a of the flexible substrate 324 newly held on the stage 10, a group of the plurality of foil-like conductive materials 250 formed on the tape material 250a. By aligning a new group of them to the flexible substrate 324, the foil-like conductive material 250 can be temporarily joined to the electrode pattern 324a in the same manner.

なお、テープ材250aは図示省略したリールに巻回して保管し、必要に応じてテープ材250aを引出しながら箔状導電材250の電極パターン324aへの仮接合を行うとよい。   Note that the tape material 250a may be wound and stored on a reel (not shown) and temporarily joined to the electrode pattern 324a of the foil-like conductive material 250 while pulling out the tape material 250a as necessary.

以上のように、この実施形態によれば、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい被接合物23,24どうしを接合するときに、両被接合物23,24の金属接合部23a,24aの間に、金属製箔状導電材50を介した状態で超音波振動を印加することにより、被接合物23,24が変形などしても金属接合部23a,24aの間に介在する箔状導電材50により接合界面に隙間などが生じるおそれがなく、両金属接合部23a,24aが直接接触してはがれたりするのが箔状導電材50により防止されるため、箔状導電材50の両面に両金属接合部23a,24aがそれぞれ接触して形成される接合界面に超音波振動が確実に印加されて、両金属接合部23a,24aどうしが箔状導電材50を介して確実に接合されるので、金属接合部23a,24aを有する被接合物23,24どうしを良好に接合することができる。   As described above, according to this embodiment, when joining the objects 23 and 24 that are difficult to be joined only by applying ultrasonic vibration, the metal joint portions 23a and 24a of both the objects 23 and 24 are joined. In the meantime, by applying ultrasonic vibration through the metallic foil-like conductive material 50, even if the workpieces 23, 24 are deformed, the foil shape interposed between the metal joints 23a, 24a. There is no possibility that a gap or the like is generated at the bonding interface by the conductive material 50, and the foil-shaped conductive material 50 prevents the metal joint portions 23 a and 24 a from coming into direct contact with each other. The ultrasonic vibration is reliably applied to the bonding interface formed by the contact between the two metal joints 23 a and 24 a, and the two metal joints 23 a and 24 a are securely joined via the foil-like conductive material 50. So metal bonding 23a, and if the welded article 23 having 24a can be satisfactorily bonded to.

また、超音波振動により箔状導電材50が金属接合部24aに仮接合された一方の被接合物24に、他方の被接合物23を超音波振動により接合することで、両金属接合部23a,24aの間に箔状導電材50を確実に介在させた状態で超音波振動を印加することができる。   Further, the two metal joints 23a are joined by ultrasonic vibration to one object to be joined 24 in which the foil-like conductive material 50 is temporarily joined to the metal joint 24a by ultrasonic vibration. , 24a, the ultrasonic vibration can be applied in a state where the foil-like conductive material 50 is reliably interposed.

また、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい、ガラスエポキシ基板124またはフレキシブル基板224に、金属接合部として電気接続用の電極パターン124a,224aが設けられた被接合物を確実に接合することができる。   In addition, it is difficult to bond by simply applying ultrasonic vibration, and the object to be bonded provided with the electrode patterns 124a and 224a for electrical connection as the metal bonding portion is securely bonded to the glass epoxy substrate 124 or the flexible substrate 224. Can do.

また、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい、リードフレーム123または芯線223から成る被接合物を確実に接合することができる。   In addition, it is difficult to join only by applying ultrasonic vibrations, and it is possible to reliably join an object to be joined including the lead frame 123 or the core wire 223.

また、超音波振動を印加するだけでは接合しづらい被接合物23,24どうしを接合するときに、両被接合物23,24の金属接合部23a,24aの間に金属製箔状導電材50を介した状態で超音波振動を印加することにより、はんだを溶融させたり、加熱を併用せずとも金属接合部23a,24aを有する被接合物23,24どうしを良好に接合することができるため、例えばガラス転移温度を超える熱履歴を与えることにより形状や特性が変化するガラスエポキシ基板などの被接合物を、ガラス転移温度以下の低温で接合することができる。また、常温で一切加熱することなく接合することもできる。   Further, when joining the objects 23 and 24 that are difficult to be joined only by applying ultrasonic vibration, the metal foil-like conductive material 50 is interposed between the metal joints 23a and 24a of the objects 23 and 24. By applying ultrasonic vibration in a state where the metal is bonded, it is possible to satisfactorily bond the objects to be bonded 23 and 24 having the metal bonding portions 23a and 24a without melting the solder or using the heating together. For example, an object to be bonded such as a glass epoxy substrate whose shape and characteristics change by giving a thermal history exceeding the glass transition temperature can be bonded at a low temperature not higher than the glass transition temperature. Moreover, it can also join without heating at normal temperature.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、箔状導電材50の材質としては、上記したAlに限られるものではなく、Ag、Au、Cu、Ni、発泡Ni、Pt、Cr、Pd、In、はんだのいずれかにより容易に箔状導電材50を形成することができ、Alにより箔状導電材50を形成したときと同様の効果を奏することができる。
る。また、被接合物に設けられた金属接合部よりも軟らかい金属により箔状導電材50を形成することにより、箔状導電材50に接触する金属接合部と、箔状導電材50とが超音波振動により接合され易くなるため、より良好に金属接合部どうしを箔状導電材50を介して接合することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the gist of the invention. The foil-like conductive material 50 can be easily formed by any one of Ag, Au, Cu, Ni, foamed Ni, Pt, Cr, Pd, In, and solder. The same effect as when the foil-like conductive material 50 is formed can be obtained.
The Further, by forming the foil-like conductive material 50 from a metal softer than the metal joint provided on the object to be joined, the metal-joined portion in contact with the foil-like conductive material 50 and the foil-like conductive material 50 are ultrasonic. Since it becomes easy to be joined by vibration, the metal joining portions can be more favorably joined via the foil-like conductive material 50.

また、箔状導電材50をはんだで形成した場合には、箔状導電材50にフラックスを塗布することにより、より良好に金属接合部どうしを箔状導電材50を介して接合することができる。また、箔状導電材50がはんだにより形成されている場合には、金属接合部がAuで形成されていたり、金属接合部にAuメッキが施されていると、接合の際に、Auがはんだに拡散されるため、良好に金属接合部どうしを接合することができる。   In addition, when the foil-like conductive material 50 is formed of solder, the metal joints can be bonded to each other via the foil-like conductive material 50 by applying a flux to the foil-like conductive material 50. . Further, when the foil-like conductive material 50 is formed of solder, if the metal joint portion is formed of Au or the metal joint portion is plated with Au, Au is soldered at the time of joining. Therefore, the metal joints can be joined well.

また、箔状導電材50の膜厚は、被接合物の材質や大きさ、厚み、金属接合部の材質や大きさ、厚みなどに応じて、5〜1000μmの実用的な厚みで形成すればよい。   Moreover, if the film thickness of the foil-like conductive material 50 is formed with a practical thickness of 5 to 1000 μm, depending on the material, size, and thickness of the object to be joined, and the material, size, and thickness of the metal joint portion. Good.

また、金属接合部を有する被接合物の種類としては上記した例に限られるものではなく、セラミック基板やウエハなど、超音波振動による金属接合を行うことができる材質であれば、どのようなものを被接合物として超音波振動による接合を行ってもよい。   In addition, the kind of the object to be joined having the metal joint portion is not limited to the above example, and any material can be used as long as the material can be joined by ultrasonic vibration, such as a ceramic substrate or a wafer. Bonding by ultrasonic vibration may be performed with the object to be bonded.

23…被接合物
23a…金属接合部
24…被接合物
24a…金属接合部
50,150,250…箔状導電材
123…リードフレーム
123a…金属接合部
124…ガラスエポキシ基板(有機基板)
124a…電極パターン
223…芯線(金属接合部)
224,324…フレキシブル基板(有機基板)
224a,324a…電極パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... To-be-joined object 23a ... Metal joining part 24 ... To-be-joined object 24a ... Metal joining part 50,150,250 ... Foil-shaped electrically conductive material 123 ... Lead frame 123a ... Metal joining part 124 ... Glass epoxy board (organic board | substrate)
124a ... Electrode pattern 223 ... Core wire (metal joint)
224, 324 ... Flexible substrate (organic substrate)
224a, 324a ... electrode pattern

Claims (6)

超音波振動を印加して金属接合部を有する被接合物どうしを接合する接合方法において、
一方の前記被接合物である剛性または可撓性を有する有機基板に前記金属接合部として設けられた電気接続用の電極パターンに金属製箔状導電材を超音波振動を印加して仮接合する工程と、
前記有機基板の前記箔状導電材が仮接合された前記電極パターンに、他方の前記被接合物の前記金属接合部を、前記有機基板の前記電極パターンと前記他方の被接合物の前記金属接合部との間に前記箔状導電材を介在させた状態で超音波振動を印加して接合する工程とを備え、
前記仮接合の工程において、
前記箔状導電材が設けられたテープ材を準備し、1回の前記接合の工程において必要な数の前記箔状導電材を前記有機基板の前記電極パターンに前記テープ材から転写して仮接合し、
前記箔状導電材の厚みが、前記有機基板の前記電極パターンの厚みよりも厚い
ことを特徴とする接合方法。
In the joining method of joining the objects to be joined having a metal joint by applying ultrasonic vibration,
One metal foil-like conductive material is temporarily bonded to the electrode pattern for electrical connection provided as the metal bonding portion on the rigid or flexible organic substrate as one of the objects to be bonded by applying ultrasonic vibration. Process,
The metal bonding portion of the other object to be bonded is connected to the electrode pattern on which the foil-like conductive material of the organic substrate is temporarily bonded, and the metal bonding of the electrode pattern of the organic substrate and the other object to be bonded is performed. A step of applying ultrasonic vibration in a state of interposing the foil-like conductive material between the parts, and joining,
In the temporary joining step,
A tape material provided with the foil-like conductive material is prepared, and the necessary number of the foil-like conductive materials are transferred from the tape material to the electrode pattern of the organic substrate and temporarily joined in one bonding step. And
The thickness of the said foil-like electrically conductive material is thicker than the thickness of the said electrode pattern of the said organic substrate, The joining method characterized by the above-mentioned .
前記仮接合の工程において、一の前記有機基板の前記電極パターンに前記テープ材から前記箔状導電材を転写して仮接合し、次に実行される前記仮接合の工程において、他の前記有機基板の前記電極パターンに前記テープ材から新たな前記箔状導電材を転写して仮接合する
ことを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
In the temporary bonding step, the foil-like conductive material is transferred from the tape material to the electrode pattern of the one organic substrate and temporarily bonded. In the temporary bonding step to be executed next, the other organic The bonding method according to claim 1, wherein a new foil-shaped conductive material is transferred from the tape material to the electrode pattern of the substrate and temporarily bonded.
前記箔状導電材は、Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Cr、Pd、In、はんだのいずれかから成ることを特徴とする請求項1または2に記載の接合方法。   The joining method according to claim 1, wherein the foil-like conductive material is made of any one of Al, Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Cr, Pd, In, and solder. 前記箔状導電材の膜厚が5〜1000μmであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to any one of claims 1 to 3, wherein a film thickness of the foil-like conductive material is 5 to 1000 µm. 前記他方の被接合物は、リードフレームであることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の接合方法。 The other object to be bonded, the bonding method according to any of claims 1 to 4, characterized in that a lead frame. 前記他方の被接合物は、芯線であることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の接合方法。 The other object to be bonded, the bonding method according to any of claims 1 to 4, characterized in that a core wire.
JP2010281825A 2010-12-17 2010-12-17 Joining method Expired - Fee Related JP5648200B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010281825A JP5648200B2 (en) 2010-12-17 2010-12-17 Joining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010281825A JP5648200B2 (en) 2010-12-17 2010-12-17 Joining method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012129463A JP2012129463A (en) 2012-07-05
JP5648200B2 true JP5648200B2 (en) 2015-01-07

Family

ID=46646169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010281825A Expired - Fee Related JP5648200B2 (en) 2010-12-17 2010-12-17 Joining method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5648200B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6322804B2 (en) * 2013-04-04 2018-05-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 Method for manufacturing metalized film capacitor
JP6000227B2 (en) * 2013-11-21 2016-09-28 三菱電機株式会社 Manufacturing method of semiconductor device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190602A (en) * 1992-01-10 1993-07-30 Nitto Denko Corp Bump forming method
JPH06163552A (en) * 1992-11-27 1994-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and equipment for transferring bump
US5765744A (en) * 1995-07-11 1998-06-16 Nippon Steel Corporation Production of small metal bumps
JP3179002B2 (en) * 1995-10-12 2001-06-25 矢崎総業株式会社 Joint method between conductors and joint structure between conductors
JPH1050758A (en) * 1996-08-01 1998-02-20 Hitachi Ltd Ultrasonic connecting method and connecting structure
JP4541121B2 (en) * 2004-12-10 2010-09-08 矢崎総業株式会社 Ultrasonic welding method and ultrasonic welding apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012129463A (en) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4469503B2 (en) Bump bonding determination apparatus and method, and semiconductor component manufacturing apparatus and method
JP5076163B2 (en) Ultrasonic vibration bonding method and ultrasonic vibration bonding apparatus
US20050268457A1 (en) Apparatus and method for mounting electronic components
EP1224997B1 (en) Method and device for frictional connection, and holding tool used for the frictional connection device
WO2007129700A1 (en) Electronic part mounting head, electronic part mounting apparatus, and electronic part mounting method
CN113681145B (en) Ultrasonic welding system and method of use
JP5648200B2 (en) Joining method
WO2011092809A1 (en) Ultrasonic bonding method and ultrasonic bonding device
JP5082081B2 (en) Ultrasonic vibration bonding equipment
JP2002084158A (en) Piezoelectric device and manufacturing method therefor
JP5663764B2 (en) Joining device
JP4733441B2 (en) Electronic component joining equipment
JP4606709B2 (en) Electronic component bonding method and electronic component bonding apparatus
JP2003179101A (en) Bonding unit, method of manufacturing semiconductor device, and bonding method
JP2010021216A (en) Method for bonding flexible printed board
JP2009117867A (en) Method of manufacturing semiconductor apparatus
JP4670620B2 (en) Electronic component mounting device
JP4308444B2 (en) Component joining device
JP2009090296A (en) Ultrasonic vibration welding device
JP5413603B2 (en) Mounting apparatus and alignment method
KR100651152B1 (en) Method and apparatus for bonding electronic components
JP2005230845A (en) Ultrasonic joining apparatus, and method for producing electronic device
JP2003258012A (en) Bump-applying device
JP4589266B2 (en) Semiconductor ultrasonic bonding method
JP4682225B2 (en) Electronic component bonding equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140729

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140922

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141014

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141020

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5648200

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees