JPH0234443B2 - Indakutansusoshinokeiseihoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はインダクタンス素子の形成方法、特に
超音波ボンデイング装置を用いたインダクタンス
素子の形成方法に関する。

(ロ) 従来の技術 最近チツプ部品の進歩に伴い、電子回路の混成
集積回路化が著しく発展して来た。混成集積回路
は半導体集積回路の他にその外付部品であるコン
デンサ、抵抗、コイル等を１パツケージに収容す
ることにより、電子機器の部品点数を大巾に低減
でき、且つ組立の簡素化や保守点検の容易化が図
れる利点を有する。

しかしインダクタンス素子に関しては小型チツ
プ化が大巾に遅れている状況にある。これは導体
を巻回して形成するコイルでは、チツプ部品とし
て基板に実装する場合のハンダ・デイツプにおい
て導体を被覆する絶縁体の耐熱性と導体と外部端
子との接続に解決できない問題点が残つているか
らである。

従来の小型インダクタンス素子としては第４図
及び第５図に示すものを挙げることができる（例
えば特開昭57−92807号公報参照）。第４図は磁性
体、例えばドラム型コア２０に巻線２１を施し、
巻線端末２２，２２をコア２０の両端鍔部２３，
２３の端面に形成された銀電極２４，２４の表面
に折り曲げた後、半田２５，２５を介して巻線端
末、電極及びリード線２６，２６を電気的に接続
してなる小型インダクタンス素子である。第５図
は、予じめ鍔部２３底面にリード線２６，２６を
突設したドラム型コア２０の巻回部に巻線２１を
施し、巻線端末２２，２２をそれぞれリード線２
６，２６に絡げて半田２５，２５により接続した
小型インダクタンス素子である。いずれの小型イ
ンダクタンス素子もリード線２６，２６、半田２
５，２５を必要とし、チツプ抵抗やチツプコンデ
ンサの様に小型化できないのである。

そこで第６図に示すチツプインダクタンス素子
が特開昭59−43513号公報に提案されている。第
６図ではドラム型コア２０に巻線２１を施し、コ
ア２０の鍔部２３底面に離間した銀電極２４，２
４を設け、巻線端末を銀電極２４，２４表面まで
折り曲げた後半田２５，２５で銀電極２４，２４
に接続されている。斯るチツプインダクタンス素
子は銀電極２４，２４上の半田２５，２５を用い
て所望の電極に固着される。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上述した小型インダクタンス素子
およびチツプインダクタンス素子では実装する際
の半田付け温度により巻線の絶縁被覆材料が溶け
てレアシヨート不良を招くことがあつた。またチ
ツプインダクタンス素子では多量の半田が銀電極
に付着しがちで且つその量も一定しないので傾い
た状態で固着されるおそれもあつた。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は斯点に鑑みてなされ、絶縁巻線を超音
波ボンデイング装置を用いて直接絶縁基板上にイ
ンダクタンス素子を形成することにより、従来の
欠点を完全に除去するものである。

(ホ) 作用 本発明に依れば、絶縁巻線が直接導電路上に超
音波ボンデイング行なえる点に着目し、超音波ボ
ンデイング装置でボンデイングワイヤーを巻回し
てインダクタンス素子を形成している。

(ヘ) 実施例 本発明の一実施例を第１図イ乃至第１図ニを参
照して詳述する。

本発明の第１の工程は、絶縁基板１上に導電路
２を形成し且つ巻枠体３を配置することにある
（第１図イ参照）。絶縁基板１は支持基板として働
き、セラミツク基板、ガラスエポキシ樹脂等より
成るプリント基板、表面をアルマイト処理したア
ルミニウム基板等を用いる。斯る絶縁基板１上に
はその一主面に全面に銅箔を貼り着けた後、選択
的に銅箔をエツチングして所望のパターンの導電
路２を形成する。導電路２はインダクタンス素子
の巻線を接続するパツドのみならず、混成集積回
路の形成に必要な導電路を同時に形成するのが望
ましい。

巻枠体３はインダクタンス素子を形成する巻線
を巻回させる役目を有し、形成するインダクタン
ス素子のリアクタンスの値によりフエライト等の
磁性体よりなるコアやプラスチツク等の絶縁物を
用いても良い。なお巻枠体３の形状は図示した筒
状でもよいが、その他に棒状あるいはＥ型若しく
はＩ型形状でも良い。巻枠体３は接着材４により
導電路２に近接した絶縁基板１上に固定配置され
ている。

本発明の第２の工程は超音波ボンデイング装置
を用いて一の導電路２上に巻線５の一端を超音波
ボンデイングすることにある（第１図ロ参照）。

本発明に用いる絶縁巻線は第２図に示す如く、
50〜800μφの銅細線６とその表面を被覆するウレ
タンあるいは弗化エチレンより成る絶縁被膜７で
形成されている。絶縁被膜７は銅磁線６をウレタ
ンあるいは弗化エチレン溶液中を通して10〜50μ
厚（平均的には20μ厚）に付着され、インダクタ
ンス素子を形成する各巻線の絶縁をしている。

本発明に用いる超音波ボンデイング装置は第３
図に示す如く、テーブル８、キヤピラリチツプ
９、超音波振動源１０、クランプ１１、リール１
２および絶縁巻線５より構成されている。斯る超
音波ボンデイング装置は既知のものであり、半導
体装置の組立に広く利用されている。簡単に動作
を説明すると、テーブル８上に載置したトランジ
スタ等の電極にキヤピラリチツプ９の中央の孔よ
り導出されるアルミニウムボンデイング細線の一
端を20K〜60KHzの超音波振動を与えて固着し、
然る後キヤピラリチツプ９を移動して他のリード
にアルミニウムボンデイング細線の他端を超音波
振動を与えて固着する様に作業する。本発明に用
いる超音波ボンデイング装置は斯る半導体装置の
組立に用いるものにいくつかの改良を加えてい
る。第１にリール１２にはインダクタンス素子の
形成のため絶縁巻線５が貯蔵されている。第２に
超音波振動源は半導体装置の組立用よりは若干パ
ワーアツプしている。第３にテーブル８にはXY
軸移動装置１３とＺ軸移動装置１４が設けられ、
テーブル８をＸ・Ｙ・Ｚ方向に自在に可動できる
構造となつている。第４にテーブル８は回転装置
１５が設けられ、テーブル８をXYの任意の座標
を中心に回転できる。

本工程では斯上の超音波ボンデイング装置のテ
ーブル８上に絶縁基板１を真空の吸引力を利用し
て固定し、一の導電路２がキヤピラリチツプ９の
真下に来る様にテーブル８をXY軸移動装置１３
で移動させる。続いてキヤピラリチツプ９を下降
して一の導電路２に絶縁巻線５の一端を超音波振
動により固着する。絶縁巻線５は断面円形の銅細
線を用いているので、導電路２との接点に超音波
振動のエネルギーが集中して絶縁被膜７が破れて
銅細線が露出される。そして銅細線と銅の導電路
２との同一材料の結合により超音波ボンデイング
が実現できる。

本発明の第３の工程はキヤピラリチツプ９を巻
枠体３の周辺を回転させて絶縁巻線５を巻枠体３
に巻回させることにある（第１図ハ参照）。

本工程では巻枠体３に所定のターン数だけ絶縁
巻線５を一方向にコイル状に巻回し、所望の値の
インダクタンス素子を得ている。絶縁巻線５の一
端は一の導電路２に固着されているので、キヤピ
ラリチツプ９を巻枠体３の周辺に回転させるとリ
ール１２より絶縁巻線５が給送されて巻枠体５に
巻回できる。なお絶縁巻線５を巻枠体３に均一に
巻回するためにテーブル８をＺ軸移動装置１２を
用いて上下動させて巻枠体３の位置を変化させる
と良い。

本発明の第４の工程は絶縁巻線５の他端を他の
導電路２に超音波ボンデイングすることにある
（第１図ニ参照）。

本工程では超音波ボンデイング装置のテーブル
８をXY軸移動装置１３で移動させ、キヤピラリ
チツプ９を他の導電路２上に持つて来る。続いて
キヤピラリチツプ９を下降させて他の導電路２と
当接させて超音波振動を加え、絶縁巻線５の他端
を超音波ボンデイングする。なお絶縁巻線５はキ
ヤピラリチツプ９の上昇時にカツター等を用いて
切断する。なおこのときに絶縁巻線５はクランプ
１１で挾持しておく。

以上に詳述した工程は１つのインダクタンス素
子を形成する工程であり、この工程を繰り返し行
うことによつて複数のインダクタンス素子を形成
することができる。即ち第１の位置に第１のイン
ダクタンス素子を形成した後、テーブル８をXY
軸移動装置１３で移動して第２の位置に同様に第
２のインダクタンス素子を形成できる。また複数
のインダクタンス素子はキヤピラリチツプ９の回
転数を制御することにより任意の値のインダクタ
ンス素子を形成でき、チユーナー回路等では有用
である。

(ト) 発明の効果 本発明の第１の効果はインダクタンス素子を絶
縁基板１上に直接形成できることにある。即ち本
発明では巻枠体３と絶縁巻線５と最少限の部品で
インダクタンス素子を形成できるので、従来のチ
ツプインダクタンスに比べてきわめて小型で安価
なものを得ることができる。

本発明の第２の効果はインダクタンス素子を絶
縁基板１上の任意の位置に連続して形成できるこ
とにある。即ち超音波ボンデイング装置のテーブ
ル８をXY軸移動装置１３で移動させてインダク
タンス素子の形成工程を繰り返し行なえば良い。

本発明の第３の効果はインダクタンス素子を任
意の値に設定できることにある。即ち各インダク
タンス素子の形成工程に於いて絶縁巻線５のター
ン数をプログラムすれば良い。この結果多種のイ
ンダクタンスを必要とするチユーナー回路等では
きわめて利用価値が高い。

本発明の第４の効果はインダクタンス素子の形
成工程で加熱工程を不要としたことにある。即ち
本発明では絶縁巻線５と導電路２との接続を超音
波ボンデイングで行うので、加熱により絶縁被膜
７が溶けてレアシヨートを発生することが皆無と
なる。

本発明の第５の効果はインダクタンス素子の形
成と同時にジヤンパー線の形成も行うことができ
ることにある。即ちインダクタンス素子の形成工
程で絶縁巻線の巻回を止めれば任意の導電路２間
のジヤンパー線を形成できる。

本発明の第６の効果は超音波ボンデイング装置
にパターン認識およびプログラム可能なメモリを
付加することによつてインダクタンス素子を自動
的に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ乃至第１図ニは本発明に依るインダク
タンス素子の形成方法を説明する断面図、第２図
は本発明に用いる絶縁巻線を説明する断面図、第
３図は本発明に用いる超音波ボンデイング装置を
説明するブロツク図、第４図乃至第６図は従来の
小型インダクタンス素子およびチツプインダクタ
ンス素子を説明する断面図である。 主な図番の説明、１は絶縁基板、２は導電路、
３は巻枠体、５は絶縁巻線、９はキヤピラリチツ
プである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁基板上に導電路を設け且つ絶縁巻線を巻
   回させる巻枠体を配置する工程と、超音波ボンデ
   イング装置のキヤピラリチツプを一の導電路上に
   位置させ前記巻線の一端を前記導電路に超音波ボ
   ンデイングする工程と、前記キヤピラリチツプを
   前記巻枠体の周辺を回転させて前記巻線を前記巻
   枠体に巻回させる工程と、前記キヤピラリチツプ
   を他の導電路上に位置させ前記巻線の他端を前記
   導電路に超音波ボンデイングする工程とを具備す
   ることを特徴としたインダクタンス素子の形成方
   法。