JPH0234445B2 - 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て絶縁巻線を巻回
して形成する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個別部品と
して個々に形成した後、絶縁基板に必要個数だけ
半田付けして組み込む必要があるため、所望の値
を有する小型インダクタンス素子等を予じめ用意
しておかなければならず組立上その取扱いが極め
て煩雑となる欠点があつた。

また何種類もの値の異なる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準備する
必要上、絶縁基板に小型インダクタンス素子等を
組込むことは却つてコストアツプとなる欠点もあ
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連続して形成することによ
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直接形成し且つ複数個所
に連続して複数の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図トを参
照して詳述する。

本発明の第１の工程は回路基板１上に複数の導
電路２，２′，３，３′を形成し且つ第１の位置お
よび第２の位置に複数の巻枠体４，５を配置する
ことにある（第１図イ参照）。

回路基板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、あるいは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。斯る回路基板１上にはその
一主面に全面に銅箔を貼り付けた後、選択的に銅
箔をエツチングして所望のパターンの複数の導電
路２，２′，３，３′を形成する。この導電路２，
２′，３，３′に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４，５はインダクタンス素子を形成する
絶縁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
イト等の磁性体やプラスチツク等の絶縁物を用い
ても良い。なお巻枠体４，５の形状は図示した筒
状でも良いが、その他に棒状あるいはＩ型形状で
も良い。巻枠体４，５は接着剤６により導電路
２，２′，３，３′に近接した回路基板１上に複数
個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
を用いて一の巻枠体４を設けた第１の位置の一の
導電路２上に巻線７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、
50〜800μ中の銅細線８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９
で形成されている。絶縁被膜９は銅磁線８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１０、キヤピラリチツプ
１１、超音波振動源１２、クランプ１３、リール
１４および絶縁巻線７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１０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１１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１１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
と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１４にはインダクタンス
素子の形成のため絶縁巻線７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１０
にはXY軸移動装置１５とＺ移動装置１６が設け
られ、テーブル１０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１０
は回転装置１７が設けられ、テーブル１０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１０上に回路基板１を真空の吸引力を利用
して固定し、一方の巻枠体４を設けた第１の位置
の一の導電路２がキヤピラリチツプ１１の真下に
来る様にテーブル１０をXY軸移動装置１５で移
動させる。続いてキヤピラリチツプ１１を下降し
てこの一の導電路２に絶縁巻線７の一端を超音波
振動により固着する。絶縁巻線７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９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の工程は回路基板１を回転させて
絶縁巻線７を一方の巻枠体４に巻回させることに
ある（第１図ハ参照）。

本工程では一方の巻枠体４に所定のターン数だ
け絶縁巻線７を巻回し、所望の値の第１のインダ
クタンス素子を形成できる。前工程で絶縁巻線７
の一端は一の導電路２に固着されているので、
XY軸移動装置１５により回路基板１を移動して
巻枠体４に絶縁巻線７がからむ様にする。続いて
XY軸移動装置１５を用いて巻枠体４の中心ある
いは中心近傍に回転の中心が設定される様に移動
する。然る後超音波ボンデイング装置の回転装置
１７を作動させて巻枠体４を回転させてリール１
４より給送される絶縁巻線７を巻枠体４に均一に
所定のターン数だけ巻回する。なお巻枠体４に均
一な厚みに絶縁巻線７を巻回するためにＺ軸移動
装置１６を用いてテーブルを上下動させて巻枠体
４の位置を上下動させることにより均一な巻回を
実現できる。更に本発明では巻枠体５を回転させ
ることにより絶縁巻線７を一定の張力で巻回で
き、且つターン数が多くても全く任意に設定でき
る。

本発明で秀れた点は巻枠体４としてＥ型のもの
でもＩ型のものでも絶縁巻線７を巻回できること
にある。即ちＩ型の巻枠体４においてはキヤピラ
リチツプ１１の高さをＩ型の巻枠体４に対応する
様に配置すれば良いからである。またＥ型のコア
ではキヤピラリチツプ１１をＥ型のすき間に配置
すれば良いからである。

本発明の第４の工程は絶縁巻線７の他端を一方
の巻枠体４を設けた第１の位置の他の導電路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
１０をXY軸移動装置１５で移動させ、キヤピラ
リチツプ１１を一方の巻枠体４を設けた第１の位
置の他の導電路２′上に持つて来る。続いてキヤ
ピラリチツプ１１を下降させてこの他の導電路
２′と当接させて超音波振動を加え、絶縁巻線７
の他端を超音波ボンデイングする。なお絶縁巻線
７はキヤピラリチツプ１１の上昇時にカツター等
を用いて切断する。

本工程に於いて第１のインダクタンス素子を完
成する。

本発明の第５の工程は連続してテーブル１０を
移動して他の巻枠体５を設けた第２の位置の一の
導電路３上に絶縁巻線７の一端を超音波ボンデイ
ング装置することにある（第１図ホ参照）。

本工程では超音波ボンデイング装置のテーブル
１０をXY軸移動装置１５で移動し、他の巻枠体
５を設けた第２の位置の一の導電路３上にキヤピ
ラリチツプ１１が来るようにする。続いでキヤピ
ラリチツプ１１を下降させてこの導電路３に絶縁
巻線７の一端を超音波振動により固着する。

本工程の特徴は第１のインダクタンス素子を完
成した後直ちに連続して本工程に入ることであ
る。これにより複数のインダクタンス素子を連続
して形成できるのである。

本発明の第６の工程は回路基板１を回転させて
絶縁巻線７を他の巻枠体５に巻回させることにあ
る（第１図ヘ参照）。

本工程では前述した第３の工程と同様に他の巻
枠体５の所定のターン数だけ絶縁巻線７を巻回
し、所望の値の第２のインダクタンス素子を形成
できる。

本工程での特徴は回路基板１の回転数を制御す
ることにより第２のインダクタンス素子のリアク
タンス値を自由に設定できる点にある。これによ
りリアクタンス値の異なる複数のインダクタンス
素子を全く任意に連続して形成できるのである。

本発明の第７の工程は絶縁巻線７の他端の他の
巻枠体５を設けた第２の位置を他の導電路３′に
超音波ボンデイングすることにある（第１図ト参
照）。

本工程では前述した第４の工程と同様に、超音
波ボンデイング装置のテーブル１０をXY軸移動
装置１５で移動させ、キヤピラリチツプ１１を第
２の位置の他の導電路３′上に持つて来る。続い
てキヤピラリチツプ１１を下降させてこの他の導
電路３′と当接させて超音波振動を加え、絶縁巻
線７の他端を超音波ボンデイングする。なお絶縁
巻線７はキヤピラリチツプ１１上昇時に切断す
る。

本工程に於いて第２のインダクタンス素子を完
成する。

以上に詳述した如く本発明に依れば超音波ボン
デイング装置のテーブル１０の移動により複数の
インダクタンス素子を連続して回路基板１の所望
の位置に形成できることが明らかである。またテ
ーブル１０の回転装置１７の制御により回路上必
要な値のインダクタンス素子を全く任意の順番で
回路基板１上に形成できる。

(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回
路基板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１０をXY軸移動装置１５で移動させて所定の
位置を選択しインダクタンス素子の形成工程を繰
り返せば良い。この結果回路基板１の上に回路構
成上必要なインダクタンス素子を直接に形成でき
るのである。

本発明の第２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７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３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７と導電路２，２′，３，
３′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９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４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図ト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は回路基板、２，２′，３，
３′は導電路、４，５は巻枠体、７は絶縁巻線、
１１はキヤピラリチツプ、１４はリール、１７は
回転装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回路基板上に直接組み込まれる複数のインダ
   クタンス素子の形成方法に於いて、超音波ボンデ
   イング装置のリールに絶縁巻線を内蔵し且つXY
   軸移動装置を備えたテーブル上に前記基板を固定
   し、前記テーブルを移動して前記基板の第１の位
   置に超音波ボンデイング装置のキヤピラリチツプ
   を配置して一の導電路に前記絶縁巻線の一端をボ
   ンデイングし前記リールより前記絶縁巻線を給送
   してコイル状に巻回した後他の導電路に前記絶縁
   巻線の他端をボンデイングして第１のインダクタ
   ンス素子を形成し、連続して前記テーブルを移動
   して前記基板の第２の位置に超音波ボンデイング
   装置のキヤピラリチツプを配置して一の導電路に
   前記絶縁巻線の一端をボンデイングし前記リール
   より前記絶縁巻線を給送してコイル状に巻回した
   後他の導電路に前記絶縁巻線の他端をボンデイン
   グして第２のインダクタンス素子を形成すること
   を特徴としたインダクタンス素子の形成方法。