JPH03258477A - 絶縁被覆剥離方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、絶縁被覆導体の絶縁被覆の剥離、特に絶縁
被覆極細線の絶縁被覆を剥ぎ取る方法及び装置に関する
。

〔従来の技術〕

薄膜磁気ヘッドのシリコン端子間や、ＩＣの多数の素子
間に絶縁被覆極細線のボンディングワイヤを使用して接
続する場合、超音波方式、熱圧着方式、熱圧着超音波併
用方式のもの等種々の方式が従来より提案されている。

超音波方式のものは、例えば特開昭６３−２４８５７８
号公報の従来技術として説明されているように、超音波
ボンディング装置の超音波チップにより被覆線の芯線を
端子に加圧、加振して接続され、被覆部は予め除去され
ている。

あるいは、この公報による発明として、極細被覆線のウ
レタンの材質を改良して超音波接合を容易にし、又超音
波接着のキャピラリチューブ当り面に凹凸を設けること
により接合を確実に行なえるようにしたものがある。

熱圧着弐のものでは、熱圧着ボンディング装置のボンダ
により被覆部を加熱、溶かして除去し、その後露出した
芯線が端子に接続される。

又、熱圧着超音波併用方式のものでは、特公昭５７−５
９６８０号公報のように、溶接チップで被覆部を加熱し
て溶かし、露出した芯線をさらに溶接チップで端子に加
振、加圧して接続するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記超音波式のものでは、超音波ボンデ
ィング装置の超音波チップが被覆線の被覆部を加振、加
圧し被覆部と端子表面との間で空済りを生しるので、予
め被覆部を除去しなければならない。

特開昭６３−２４８５７８号公報の発明によるものでは
、接合が十分でない欠点があり、実用性に欠ける。

一方、熱圧着方式のものは、ボンディングに十分な容量
のボンダーを使うと、被覆線の被覆部が必要以上に溶け
すぎて裸部分が長くなり、そのため、裸部分が隣接する
他の導体部と接触してショートするおそれがある。

他方、熱圧着超音波併用方式のものは、チップに熱圧着
機能と超音波機能とを持たせるため、装置の構造が複雑
になる問題がある。

さらに、上述した、薄膜磁気ヘッドのシリコン端子を超
音波接着する場合、薄膜磁気ヘッドの端子は、間隔が０
．１７５ａｎ＜らいで、狭く、従来のハンダによる接合
では、歩どまりが非常に悪かった。

この為、ウレタンコーティング線の端部をあらかしめ除
去し、超音波で接合している。

その他にも、薄膜磁気ヘッド極細線の端部を処理する方
式として、熱風ウレタン剥離方式があるが、境界面を作
るのが難しく微細な斑点状の残香が残り超音波接着が十
分でない欠点がある。これは、高信頼性を追求する製品
としては致命的欠点である。

さらに、薬品による方式として、市販の剥離剤５ＱＬ−
１Ｏ３を用いる方法があるが、精度良く薬品を塗布する
こと、精度良く線に影響を与えないように膨潤したウレ
タンを剥くことは、非常ｌこ難しい技術であり、現状で
は精度に問題がある。

又、刃物（ワイヤ　ストリンパ）による剥離方式では、
ワイヤ　ストリッパは０．１２　ｒａｍ　（＃３６）ま
での線径に適用でき、０．１２ｍｍ以上の線径の線で有
れば、問題なく剥げるが、ウレタン被Ｍ線（端部被覆除
去処理加工細線）は、細く一般に０．０５帥であり、ワ
イヤ　ストリッパは使えない。

ＩＣの多数の素子間の接続をする場合、ＩＣの素子数が
増えれば、ボンディングワイヤーの間隔が狭くなる。そ
の結果、ワイヤーどうしが接触して短絡する。この対策
として被覆ボンディングワイヤーを使用する。しかし、
被覆ボンディングワイヤーを接合する場合は、第１ボン
デイングは、ボールボンディングが使用できるので、接
合は問題はないが、第２ポンデイングは、構造上、超音
波接着をする必要がある。この為には、端部を剥く必要
がある。従来、実用に耐える端部処理の技術が無かった
ので、被覆ボンディング方式は、利点が認められていた
にもかかわらず、使用されなかった。

この発明は、上記従来の絶縁被Ｎ線の被覆剥離方法の種
々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は極
めて高出力のエキシマレーザ装置を用いて極細絶縁被覆
線の絶縁被覆を高速度で、剥ぎ加工による影響を与えず
に、かつ剥ぎ部に残香を残さず接合の信頼性の高い絶縁
被覆剥離方法及び装置を提供するにある。

Ｃ課題を解決するための手段〕 そこでこの発明は上記課題を解決するための手段として
、導体上の絶縁被覆にエキシマレーザ装置により作り出
されるレーザー光を照射し、このレーザー光の光子エネ
ルギにより絶縁被覆材料の分子結合を破壊して絶縁被覆
を剥離する絶縁被覆＃Ｉ離方法を採用したのである。

前記エキシマレーザ装置のレーザ管に封入され、レーザ
ー光を発生するための媒質ガスは、Ｆ２、ＡｒＦ。

ＫｒＦ　、　ＸｅＣｌ、ＫｅＦのいずれかとすることが
できる。

さらに、上記＃Ｊ１題を解決するためのもう１つの手段
として、レーザー光発生媒質ガス、ハロゲンガスおよび
バッファーガスを調整供給するガス供給系と、前記ガス
供給系からガスを受入れる予備放電ギヤツブ主電極およ
び光共振器とで構成するレーザ管とから成るエキシマレ
ーザ装置と、レーザ光軸上に配置したマスキングを含む
絶縁被覆導体ホルダーとから成る絶縁被覆の剥離装置の
構成を採用したのである。

〔作用］ 上記のように構成したこの発明による絶縁被覆剥離方法
によると、エキシマレーザ装置により発生したレーザー
光を絶縁被覆材に照射すると、その分子結合が破壊され
、絶縁被覆が剥離される。

ところで、エキシマレーザは、短波長域、主として紫外
域で発振する高出力パルスレーザである。

近年、この紫外域で高出力なエキシマレーザを利用した
応用分野はエキシマレーザを利用した光化学反応が、従
来の熱プロセスに比べて低温プロセスであり、また高エ
ネルギ光であるために、直接物質の分子結合を切って原
子を遊離させたり他の原子や分子と結合させることがで
きるなどの特徴を有するために加工分野、半導体製造分
野、医療分野など各方面で応用されている。

エキシマ（ｅｘｃｉｍｅｒ　）とは励起状態の原子また
は分子と基底状態の原子または分子によって作られる二
量体（２個の原子または分子が重合してできる分子）の
ことであり、特に希ガスとハロゲンガスによって生成さ
れるエキシマは表１に示すように、ガスの組み合せによ
って約５０ｎｍごとに短パルスの紫外光を出すことがで
き、その出力波長領域は紫外域に集中分布している。

表１．ガスの組み合せと発振波長 （単位：ｎｍ） 上記希ガスとハロゲンの混合ガスを電子ビームや放電な
どで励起すると基底状態のハロゲンと結びついてエキシ
マ状態を作る。この状態での分子は準安定的であり、寿
命は数ナノ秒である。この励起状態から基底状態に落ち
る時にレーザ光を放出する。

−Ｃのレーザでは放出された光がレーザ媒質内を、当う
−で構成される光共振器によって、何回も往復し、その
度毎に誘導放出を繰り返し、出力が増大され平行ビーム
となって共振器の外へ出力される。

しかし、このエキシマレーザでは長時間放電が困難なた
め、エキシマ状態の寿命が数ナノ秒と短い。このため光
の共振器内での往復回数は数回程度で、多くのレーザの
数十万回とは桁はずれに少なく必然的にビーム平行度は
悪い。

このため、ビームの平行性が悪い点をカバーする上で絶
縁被覆導体ホルダにマスキングを含ませて剥離境界の精
度を向上させている。

しかし誘導放出による増幅効率は桁はずれに高く、たと
えば放電励起ＫｒＦレーザで１パルス当たりのエネルギ
は２００ｍ　Ｊ　／　１０　ｎ　ｓ、これを単位時間あ
たりのエネルギに換算すると２０ＭＷと非常に高出力レ
ーザであることが理解出来る。また電気的効率も他の紫
外線レーザと比較すると高い。

従って、このような高出力のエキツマレーザを使用する
ことによって、極めて高速な剥ぎ速度で、極細被覆線に
剥ぎ加工による影響を与えずに加工でき、かつ剥ぎ部に
残香を残すことなく高い信頼性をもって接合が行なわれ
る。

〔実施例］ 以下この発明の実施例について添付図を参照して説明す
る。

第１図はこの実施例の絶縁被覆剥離方法を実施するため
の装置の全体概略図である。

図示のように、この装置では、絶縁被覆導体ホルダ（以
下単にホルダという）１の上に絶縁被覆導体（以下単に
導体という）２を２枚のマスク３によって挟んで固定し
である。

上記マスク３で挟持された位置付近の上記導体２に対し
エキシマレーザ光が照射される。この工キシマレーザ光
は、この実施例では、上、下面それぞれ３方向から照射
しているが、その照射方向数は任意であり、マスクの形
状を円形状のようにすれば最小限３方向からでもよい。

マスク３は、例えばガラス、プラスチック等の適宜材質
のものから威り、極めて高出力のエキシマレーザ光の照
射強度レベルを調節する材質のものであればよい。これ
によって導体２の絶縁被覆材の厚さ、材質に応して照射
強度レベルを調節する。

上記エキシマレーザ光は、図示のエキシマレーザ装置４
．４’、４”からそれぞれ分光器５．５′５″によって
分光され、光路ａ、ａ’　、ｂ、ｂ’ｃ、ｃ’のそれぞ
れが互いに１８０　”対向する方向から導体２に照射さ
れる。

第２図は導体２を第１図の線Ｈ−Ｈから見た断面図であ
り、導体２はこの実施例では、第３図に示すように、ポ
リウレタン被覆線５Ｏ−Ｘ２線（導体：ＣｕｖＡ、Ａｕ
メツキ）を使用している。照射部は２線の撚りを解いた
位置から１〜］、、５Ｍの位置で長さ０．７〜１．０ａ
＋ｍ程度になるよう乙こしている。

第４図は前記エキシマレーザ装置の概略構成図を示す。

この装置は、エキンマレーザ光発生媒質ガスである。例
えばＦ２、ＡｒＦ　、　ＫｒＦ　、ＸｅＣ１，ＸｅＦ等
の希ガス、ハロゲンガス、及びバッファガス（例えばＨ
ｅ、　Ｎｅ）を収容するガスボンへ１０．１１．１２か
らの上記各種ガスを調整供給するガス供給系１３と、こ
のガス供給系からガスを受入れる予備放電ギャップ１４
、主電極１５、及び光共振器（ミラー）１６で形成され
るレーザ管１７と、レーザ管１７から発生されるレーザ
光を分光するビームスプリンタ１８とを備えている。

そして、上記エキシマレーザ装置は、前記ビームスプリ
ッタ１８で分光されるエキシマレーザ光の光強度をモニ
タＩＳで常に監視し、光強度が減少するとその信号を自
動制御部２０へ送り、前記ガス供給系１３からのガス供
給量を適度に調節する。又、自動制御部２０からの制御
信号により高圧電源２１を制御して主電極１５へ安定し
た電源を送っている。

第５図は、前記予備放電ギャンブ部１４による予備電離
を実施するための一実施例である。

エキシマレーザ装置を励起させる方式として、一般に電
子ビーム励起方式と放電励起方式（小型装置用）がある
が、この実施例では後者の励起方式を採っており、かつ
紫外線予備電離方式を用いている。この励起方式につい
ては、既に公知のものであり、以下ではその概略につい
て簡単に説明する。

まず、予Ｏｉ！離とは２〜６気圧の高気圧中で−様なグ
ロー放電を実現するために、主放電に先行してレーザガ
スを予めわずかに電離させるものである。

放電メカニズムとしては、高圧電源によりコンデンサＣ
ＩにコイルＬを通して電荷が充電され、Ｃ１に電荷が１
積された時点で、サイラトロンスイッチを閉しると、Ｃ
１の電荷は電極の近傍に設けられたスパーク　ギャップ
を通してコンデンサＣ２に移動してＣ２両端の電圧は序
々に上昇する。

コンデンサＣ２の両端にかかる電圧は、電極にかかる電
圧と等しいので、この電圧がｉｉｔ極間のブレーキダウ
ン電圧まで上昇すると、電極間で放電が始まり、Ｃ２の
電荷が電極間を流れグロー放電が発生する。このスパー
クギヤノブの放電により発生したＵＶ光（紫外線）は電
極間近傍のガスを電離し、電極間に均一なグロー放電を
起こさせる働きをする。

次に上記のように構成したこの実施例の作用について説
明する。

この実施例では、第３図のポリウレタン被覆線を第１図
のようにホルダ１にセットして、被覆除去作用を試みた
。

エキシマレーザ装置では、レーザ光発生媒質ガスとして
ＫｒＰ　　（波長２４８ｍｍ）を用いてエネルギ密度０
．２Ｊ／ｃｉ、繰り返し周波数１０Ｈｚの条件下で照射
パルス数２０パルス×６回（照射６方向）のレーザ光を
照射した。なおマスクの厚さｔ　−０，２ｍｍである。

上記実験結果では、ポリウレタン被覆は完全に除去でき
た。又、Ａｕメツキに傷は見られなかった。

さらに、上記条件を変えて繰り返し周波数１１Ｈｚ、エ
ネルギ密度０．５　Ｊ　／ＣＩｌ＋として実験した結果
は次の通りであった。

１０シヨツト　　　　剥離せず ２０〜４０シヨツト　　剥離良好 ５０シヨツト以上　　下地荒れ 上記実験結果より本発明による絶縁剥離方法で極細線の
被覆除去が十分行なえることがｉ認された。

〔効果〕

以上詳細に説明したように、この発明による絶縁被覆剥
離方法及び装置では、極めて高出力のエキシマレーザを
用いて絶縁被覆を破壊するようにしたから、剥ぎ速度が
早い（瞬間にむける）、非接触であり、極細被覆線に剥
ぎ加工による影響を与えない、剥き部に残香がなく、接
合の信頼性が極めて高い、ウレタン被覆線の剥いだ部分
の精度が高い（０，１ｎ程度は可能）等多くの利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による絶縁被覆剥離方法を実施する装
置の全体概略図、第２図は第１図の線■■からの断面図
、第３図は実験に用いられた導体（ポリウレタン被覆線
）の概略図、第４図はエキシマレーザ装置の概略ブロッ
ク図、第５図は予６１１ｒ電離放電を励起する予備放電
ギャップ部についての概略図である。 １・・・・・・絶縁被覆導体ホルダ、 ２・・・・・・絶縁被覆導体、　３・・・・・・マスク
、４．４’、４”・・・・・・エキシマレーザ装置、５
．５’、５”・・・・・・分光器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体上の絶縁被覆にエキシマレーザ装置により作
   り出されるレーザー光を照射し、このレーザー光の光子
   エネルギにより絶縁被覆材料の分子結合を破壊して絶縁
   被覆を剥離することを特徴とする絶縁被覆剥離方法。
2. （２）前記エキシマレーザ装置のレーザ管に封入され、
   レーザー光を発生するための媒質ガスを、Ｆ＿２、Ａｒ
   Ｆ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＦのいずれかとしたことを
   特徴とする請求項１に記載の絶縁被覆剥離方法。
3. （３）レーザー光発生媒質ガス、ハロゲンガスおよびバ
   ッファーガスを調整供給するガス供給系と、前記ガス供
   給系からガスを受入れる予備放電ギャップ、主電極、お
   よび光共振器とで構成するレーザ管とから成るエキシマ
   レーザ装置と、レーザ光軸上に配置したマスキングを含
   む絶縁被覆導体ホルダーとから成ることを特徴とする絶
   縁被覆の剥離装置。