JPH0672050B2 - ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品 - Google Patents
ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品Info
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- JPH0672050B2 JPH0672050B2 JP2272432A JP27243290A JPH0672050B2 JP H0672050 B2 JPH0672050 B2 JP H0672050B2 JP 2272432 A JP2272432 A JP 2272432A JP 27243290 A JP27243290 A JP 27243290A JP H0672050 B2 JPH0672050 B2 JP H0672050B2
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- Power Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はLSIやICなどの半導体製造装置のワイヤボンデ
ィングに使用するボンディングキャピラリおよび光ファ
イバを接続する光コネクタ用部品に係り、特に耐熱性、
熱安定性および耐熱衝撃性が優れ過酷な使用環境にも充
分耐え、寿命の長いボンディングキャピラリおよび光コ
ネクタ用部品に関する。
ィングに使用するボンディングキャピラリおよび光ファ
イバを接続する光コネクタ用部品に係り、特に耐熱性、
熱安定性および耐熱衝撃性が優れ過酷な使用環境にも充
分耐え、寿命の長いボンディングキャピラリおよび光コ
ネクタ用部品に関する。
（従来の技術） 半導体製造装置のボンディングキャピラリや光ファイバ
を接続する光コネクタ用部品など、繰り返して荷重や熱
を受ける精密部品には、特に機械的強度および耐熱性が
優れた材料が使用されている。以下半導体製造装置のボ
ンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品を例にと
って説明する。
を接続する光コネクタ用部品など、繰り返して荷重や熱
を受ける精密部品には、特に機械的強度および耐熱性が
優れた材料が使用されている。以下半導体製造装置のボ
ンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品を例にと
って説明する。
電子部品として多用されているICは、通常、リードフレ
ーム、ICチップ、パッケージから構成されており、ICチ
ップとリードフレームとは直径が0.015mm〜0.1mm程度の
細い金（Au）ワイヤによってボンディングされている。
このワイヤボンディング工程は、Auワイヤをキャピラリ
（細管）の先端から送出しながら、キャピラリをリード
フレームとICの所定位置に交互に圧着させ、ワイヤをリ
ードフレームやICチップ上に融着させることにより行な
われる。このキャピラリの圧着は機械的かつ高速に行な
われるため、キャピラリはリードフレーム等に強く打ち
つけられる。またキャピラリはリードフレームに打ちつ
けられて瞬間的に約1000℃を超える高温度に達する場合
がある。したがって、キャピラリの所要特性として耐衝
撃性および耐熱性が要求される。
ーム、ICチップ、パッケージから構成されており、ICチ
ップとリードフレームとは直径が0.015mm〜0.1mm程度の
細い金（Au）ワイヤによってボンディングされている。
このワイヤボンディング工程は、Auワイヤをキャピラリ
（細管）の先端から送出しながら、キャピラリをリード
フレームとICの所定位置に交互に圧着させ、ワイヤをリ
ードフレームやICチップ上に融着させることにより行な
われる。このキャピラリの圧着は機械的かつ高速に行な
われるため、キャピラリはリードフレーム等に強く打ち
つけられる。またキャピラリはリードフレームに打ちつ
けられて瞬間的に約1000℃を超える高温度に達する場合
がある。したがって、キャピラリの所要特性として耐衝
撃性および耐熱性が要求される。
このキャピラリの材質としては、従来、ガラスや超硬質
材を用いていたが、耐摩耗性等の点から、最近はアルミ
ナ(Al2O3)多結晶セラミック製のものや、アルミナを原
料にし、単結晶としたルビー、サファイアなどで形成し
たものが広く用いられてきた。
材を用いていたが、耐摩耗性等の点から、最近はアルミ
ナ(Al2O3)多結晶セラミック製のものや、アルミナを原
料にし、単結晶としたルビー、サファイアなどで形成し
たものが広く用いられてきた。
特に低コストで経済的なアルミナ多結晶セラミック製キ
ャピラリが最も多く使用されている。そのキャピラリ１
の先端部付近の外形は、第２図に示す如く、先端1aに向
って漸次先細りするような形状をなし、Au線２を先端に
送出する直径0.025mm〜0.1mm程度の細孔３を備えてい
る。
ャピラリが最も多く使用されている。そのキャピラリ１
の先端部付近の外形は、第２図に示す如く、先端1aに向
って漸次先細りするような形状をなし、Au線２を先端に
送出する直径0.025mm〜0.1mm程度の細孔３を備えてい
る。
一方、光コネクタ部品を有する製品例としては、第３図
および第４図に示す光コネクタ10a,10bがある。第３図
に示す光コネクタ10aは、軸方向に内径0.1〜0.15mm程度
の細孔11aを穿設した光コネクタ用部品（フェルール）1
2aを、例えばステンレス鋼から成る筒状の支持体13a内
に嵌挿し、さらに上記細孔11aに直径0.1〜0.15mm程度の
光ファイバ14を挿通せしめて構成されている。また第４
図に示す光コネクタ10bは、軸方向に細孔11bを穿設した
光コネクタ用部品（フェルール）12bの一端部のみを支
持体13b内に嵌挿し、さらに上記細孔11bに光ファイバ14
を挿通せしめて構成される。上記光コネクタ用部品（フ
ェルール）12a,12bの構成材料としては、超硬材料やア
ルミナセラミックス等が使用されていた。
および第４図に示す光コネクタ10a,10bがある。第３図
に示す光コネクタ10aは、軸方向に内径0.1〜0.15mm程度
の細孔11aを穿設した光コネクタ用部品（フェルール）1
2aを、例えばステンレス鋼から成る筒状の支持体13a内
に嵌挿し、さらに上記細孔11aに直径0.1〜0.15mm程度の
光ファイバ14を挿通せしめて構成されている。また第４
図に示す光コネクタ10bは、軸方向に細孔11bを穿設した
光コネクタ用部品（フェルール）12bの一端部のみを支
持体13b内に嵌挿し、さらに上記細孔11bに光ファイバ14
を挿通せしめて構成される。上記光コネクタ用部品（フ
ェルール）12a,12bの構成材料としては、超硬材料やア
ルミナセラミックス等が使用されていた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記ワイヤボンディング工程において
は、近年、ICチップの高集積化および小型化に伴い、ワ
イヤ自体を細くして高密度でワイヤボンディングするこ
とが求められている。したがって、キャピラリ自体も、
先端部付近の外径および孔径の小さなものが必要とされ
ている。従来、キャピラリの先端外径は200μｍ位であ
ったが、現在では高集積部品用として50μｍ程度の微細
なキャピラリが求められている。
は、近年、ICチップの高集積化および小型化に伴い、ワ
イヤ自体を細くして高密度でワイヤボンディングするこ
とが求められている。したがって、キャピラリ自体も、
先端部付近の外径および孔径の小さなものが必要とされ
ている。従来、キャピラリの先端外径は200μｍ位であ
ったが、現在では高集積部品用として50μｍ程度の微細
なキャピラリが求められている。
この要求に応えるため、従来キャピラリ材として用いら
れていたAl2O3系やセラミックスを用いて、形状は従来
と同様の形状にし、キャピラリ先端外径を50μｍとした
キャピラリを製造した場合、次のような問題点が生ず
る。つまり、たしかに従来より外径の小さなキャピラリ
が得られるものの、Al2O3の強度不足に基づきキャピラ
リにクラックが発生したりして短期間内に使用に耐え得
なくなり、寿命が短いという問題点がある。
れていたAl2O3系やセラミックスを用いて、形状は従来
と同様の形状にし、キャピラリ先端外径を50μｍとした
キャピラリを製造した場合、次のような問題点が生ず
る。つまり、たしかに従来より外径の小さなキャピラリ
が得られるものの、Al2O3の強度不足に基づきキャピラ
リにクラックが発生したりして短期間内に使用に耐え得
なくなり、寿命が短いという問題点がある。
一方、ルビーやサファイアはアルミナ多結晶セラミック
に比べて製造コストが高くなるという欠点がある。
に比べて製造コストが高くなるという欠点がある。
さらにより高い精度でのワイヤボンディングを行なうた
めにキャピラリの先端部の形状については、第２図に示
す円錐台形状のものから第１図に示すようなボトルネッ
ク形状のものが採用されつつある。すなわち、第１図に
示すキャピラリ４の先端部は加工歪を低減し、クラック
の発生を防止するために外表面を内側に湾曲させて形成
される。そのため先端部の外径は第２図に示す従来のも
のより大幅に小さくなり、従来と同一の強度を確保する
ためには、より靱性の高い材料で構成する必要がある。
その要請に対応するものとして、部分安定化ジルコニア
(ZrO2)で形成したキャピラリも試用されている。しかし
ながら部分安定化ジルコニアでボトルネック状に形成し
たものは成形加工時または使用時にその先端部に欠けを
生じ易く、寿命が短いという欠点がある。
めにキャピラリの先端部の形状については、第２図に示
す円錐台形状のものから第１図に示すようなボトルネッ
ク形状のものが採用されつつある。すなわち、第１図に
示すキャピラリ４の先端部は加工歪を低減し、クラック
の発生を防止するために外表面を内側に湾曲させて形成
される。そのため先端部の外径は第２図に示す従来のも
のより大幅に小さくなり、従来と同一の強度を確保する
ためには、より靱性の高い材料で構成する必要がある。
その要請に対応するものとして、部分安定化ジルコニア
(ZrO2)で形成したキャピラリも試用されている。しかし
ながら部分安定化ジルコニアでボトルネック状に形成し
たものは成形加工時または使用時にその先端部に欠けを
生じ易く、寿命が短いという欠点がある。
またキャピラリ先端部は、常に300℃程度な加熱されて
おり、さらに前述の通り１秒間に14回程度の高速でAu線
を電極リードフレーム等に圧着する際に電極に打ちつけ
られるため、瞬間的に約1000℃以上の高温度に達する場
合もある。しかし、従来の通常の部分安定化ジルコニア
では耐熱性および強度が比較的低く、長寿命のキャピラ
リが得られないという問題点があった。
おり、さらに前述の通り１秒間に14回程度の高速でAu線
を電極リードフレーム等に圧着する際に電極に打ちつけ
られるため、瞬間的に約1000℃以上の高温度に達する場
合もある。しかし、従来の通常の部分安定化ジルコニア
では耐熱性および強度が比較的低く、長寿命のキャピラ
リが得られないという問題点があった。
一方、超硬材料やアルミナセラミックスで形成した光コ
ネクタ用部品を使用した従来の光コネクタにおいては、
耐摩耗性や靱性が低いため、光コネクタを着脱する際に
作用する衝撃力や摺動作用によって摩耗が急激に進行し
たり、割れやかけが発生し易い難点があった。上記のよ
うな摩耗や割れの発生により、光コネクタ部品の接続端
面15a,15bにおいて、光ファイバ14の中心軸が所定位置
からずれていまうため、接続部において光伝送量が低下
する等の問題も生じていた。
ネクタ用部品を使用した従来の光コネクタにおいては、
耐摩耗性や靱性が低いため、光コネクタを着脱する際に
作用する衝撃力や摺動作用によって摩耗が急激に進行し
たり、割れやかけが発生し易い難点があった。上記のよ
うな摩耗や割れの発生により、光コネクタ部品の接続端
面15a,15bにおいて、光ファイバ14の中心軸が所定位置
からずれていまうため、接続部において光伝送量が低下
する等の問題も生じていた。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、機械的強度および靱性が大きく、かつ耐熱性、熱
安定性および耐熱衝撃性が優れており、したがって先端
を細径にすることが可能であり、高密度のワイヤボンデ
ィングを可能とするワイヤボンディングキャピラリと、
割れや欠けの発生が少なく光伝送量の低下が少ない光コ
ネクタ用部品とを提供することを目的とする。
あり、機械的強度および靱性が大きく、かつ耐熱性、熱
安定性および耐熱衝撃性が優れており、したがって先端
を細径にすることが可能であり、高密度のワイヤボンデ
ィングを可能とするワイヤボンディングキャピラリと、
割れや欠けの発生が少なく光伝送量の低下が少ない光コ
ネクタ用部品とを提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段と作用） 本願発明者等は上記目的を達成するため、種々のセラミ
ックス材に関し、調査研究を重ねた結果、重量％で酸化
イットリウム(Y2O3)を0.5〜５％、酸化アルミニウム(Al
2O3)を10〜40％含有し、残部が実質的に酸化ジルコニウ
ムから成る部品を形成したときに、高い靱性および耐熱
性を有し、細径形状に形成した場合においても優れた強
度を有するボンディングキャピラリや光コネクタ用部品
などの精密部品が得られた知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
ックス材に関し、調査研究を重ねた結果、重量％で酸化
イットリウム(Y2O3)を0.5〜５％、酸化アルミニウム(Al
2O3)を10〜40％含有し、残部が実質的に酸化ジルコニウ
ムから成る部品を形成したときに、高い靱性および耐熱
性を有し、細径形状に形成した場合においても優れた強
度を有するボンディングキャピラリや光コネクタ用部品
などの精密部品が得られた知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
すなわち本発明に係るボンディングキャピラリは、キャ
ピラリ本体の先端部に向って外径が急激に減少するよう
なボトルネック形状を有し、上記キャピラリ本体が、重
量パーセントで酸化イットリウムを0.5％以上５％以
下、酸化アルミニウムを10％以上40％以下含有し、残部
が実質的に酸化ジルコニウムから成ることを特徴とす
る。
ピラリ本体の先端部に向って外径が急激に減少するよう
なボトルネック形状を有し、上記キャピラリ本体が、重
量パーセントで酸化イットリウムを0.5％以上５％以
下、酸化アルミニウムを10％以上40％以下含有し、残部
が実質的に酸化ジルコニウムから成ることを特徴とす
る。
また本発明に係る光コネクタ用部品は、光ファイバを接
続する光コネクタ用部品において、重量パーセントで酸
化イットリウムを0.5％以上５％以下、酸化アルミニウ
ムを10％以上40％以下含有し、残部が実質的に酸化ジル
コニウムから成ることを特徴とする。
続する光コネクタ用部品において、重量パーセントで酸
化イットリウムを0.5％以上５％以下、酸化アルミニウ
ムを10％以上40％以下含有し、残部が実質的に酸化ジル
コニウムから成ることを特徴とする。
本発明の対象となるボンディングキャピラリや光コネク
タ用部品などの高強度精密部品の原材料として使用する
酸化イットリウム、酸化アルミニウムおよび酸化ジルコ
ニウムは粉末として一般に市販されているものを利用す
ることができる。また酸化イットリウムは0.5〜５重量
％含有される。この酸化イットリウムは、酸化ジルコニ
ウムを部分的に安定化させる安定化剤として機能し、精
密部品の靱性および機械的強度を高める作用を有する。
しかし酸化イットリウムの含有量が0.5％未満では靱性
および強度が不充分となる一方、含有量が５％を超える
焼結が困難となるため、含有量は0.5〜５％の範囲内に
設定される。
タ用部品などの高強度精密部品の原材料として使用する
酸化イットリウム、酸化アルミニウムおよび酸化ジルコ
ニウムは粉末として一般に市販されているものを利用す
ることができる。また酸化イットリウムは0.5〜５重量
％含有される。この酸化イットリウムは、酸化ジルコニ
ウムを部分的に安定化させる安定化剤として機能し、精
密部品の靱性および機械的強度を高める作用を有する。
しかし酸化イットリウムの含有量が0.5％未満では靱性
および強度が不充分となる一方、含有量が５％を超える
焼結が困難となるため、含有量は0.5〜５％の範囲内に
設定される。
また酸化アルミニウムが10〜40重量％含有される。この
酸化アルミニウムは耐熱性および熱安定性を高めるため
に添加されるものである。しかし酸化アルミニウムの含
有量が10％未満では耐熱安定性が不充分となる一方、含
有量が40％を超えると、酸化イットリウムと同様に焼結
性が低下するため、含有量は10〜40％の範囲内に設定さ
れる。
酸化アルミニウムは耐熱性および熱安定性を高めるため
に添加されるものである。しかし酸化アルミニウムの含
有量が10％未満では耐熱安定性が不充分となる一方、含
有量が40％を超えると、酸化イットリウムと同様に焼結
性が低下するため、含有量は10〜40％の範囲内に設定さ
れる。
次に本発明の目的とする特性を有するボンディングキャ
ピラリや光コネクタ用部品などの精密部品の製造工程に
ついて、前記のボンディングキャピラリを例にとり説明
する。
ピラリや光コネクタ用部品などの精密部品の製造工程に
ついて、前記のボンディングキャピラリを例にとり説明
する。
すなわち、まず酸化イットリウム、酸化アルミニウムお
よび酸化ジルコニウムの各原料粉を上記組成となるよう
に秤量しボールミル等で混合する。原料粉は、いずれも
その平均粒径が20〜200Åのものを用いると焼結後に得
られるセラミックスは緻密で高硬度となるので好まし
い。
よび酸化ジルコニウムの各原料粉を上記組成となるよう
に秤量しボールミル等で混合する。原料粉は、いずれも
その平均粒径が20〜200Åのものを用いると焼結後に得
られるセラミックスは緻密で高硬度となるので好まし
い。
得られた混合粉は室温下でプレス成形してグリーン成形
体に加工する。このグリーン成形体にとって加工上重要
なことは、この成形体には第１図に示すようにストレー
トな細孔５およびテーパ孔６を形成する粗加工を施すの
で、この穿孔加工時にキャピラリ本体を研削盤等にチャ
ッキングできる程度の強度を備えていることである。通
常、この強度を確保するためには成形体の嵩密度を2.5
〜3.8g/cm3に設定すればよい。このためには加圧成形時
のプレス圧を700〜1000kg/cm2の範囲に設定することが
好ましい。
体に加工する。このグリーン成形体にとって加工上重要
なことは、この成形体には第１図に示すようにストレー
トな細孔５およびテーパ孔６を形成する粗加工を施すの
で、この穿孔加工時にキャピラリ本体を研削盤等にチャ
ッキングできる程度の強度を備えていることである。通
常、この強度を確保するためには成形体の嵩密度を2.5
〜3.8g/cm3に設定すればよい。このためには加圧成形時
のプレス圧を700〜1000kg/cm2の範囲に設定することが
好ましい。
穿孔加工を終了した後、この成形体を所定条件下で焼結
する。このときの焼結条件によって、得られた焼結体の
機械的強度、硬度などの特性は大きく左右される。前述
した特性範囲を発現せしめるためには、例えば焼結温度
1400〜1600℃、焼結時間0.5〜４時間であればよい。
する。このときの焼結条件によって、得られた焼結体の
機械的強度、硬度などの特性は大きく左右される。前述
した特性範囲を発現せしめるためには、例えば焼結温度
1400〜1600℃、焼結時間0.5〜４時間であればよい。
また焼結して形成されたキャピラリは、第２図に示す如
き従来のキャピラリ１のように先端に向って外径が漸次
縮径するような形状ではなく、第１図に示すようにキャ
ピラリ４の外径が所定位置から急激に小さくなるような
形状、いわゆるボトルネック形状を有している。そのた
め、先端部の加工歪の発生が少なく、Au線などのボンデ
ィングワイヤの高精度な圧着が可能となる。
き従来のキャピラリ１のように先端に向って外径が漸次
縮径するような形状ではなく、第１図に示すようにキャ
ピラリ４の外径が所定位置から急激に小さくなるような
形状、いわゆるボトルネック形状を有している。そのた
め、先端部の加工歪の発生が少なく、Au線などのボンデ
ィングワイヤの高精度な圧着が可能となる。
また酸化イットリウムの添加により、高靱性を有するセ
ラミックス材が形成されるため、先端部をボトルネック
形状に微細に形成した場合においても、キャピラリにク
ラックが発生することは少なく、長期間にわたって安定
したボンディング性能を保持することができる。
ラミックス材が形成されるため、先端部をボトルネック
形状に微細に形成した場合においても、キャピラリにク
ラックが発生することは少なく、長期間にわたって安定
したボンディング性能を保持することができる。
さらに酸化アルミニウムを添加し、耐熱性が著しく向上
したセラミックス材が形成されるため、ヒートショック
によるキャピラリの先端部の欠けや摩耗が少なく、長期
間にわたって安定したボンディング機構を維持すること
が可能であり、IC等の半導体製品の品質を安定させるこ
とができ、品質のばらつきを小さくできる。
したセラミックス材が形成されるため、ヒートショック
によるキャピラリの先端部の欠けや摩耗が少なく、長期
間にわたって安定したボンディング機構を維持すること
が可能であり、IC等の半導体製品の品質を安定させるこ
とができ、品質のばらつきを小さくできる。
また、このキャピラリ４が高強度のセラミックスで構成
されるため、同一強度を得る場合には相対的に先端4aの
孔径および外径をさらに小さくすることが可能であり、
最終製品のより高密度化、小型化に充分対応することが
できる。
されるため、同一強度を得る場合には相対的に先端4aの
孔径および外径をさらに小さくすることが可能であり、
最終製品のより高密度化、小型化に充分対応することが
できる。
また上記Y2O3，Al2O3およびZrO2から成る三元系セラミ
ックス材で形成した光コネクタ部品を備える光コネクタ
によれば、特に高靱性のZrO2にAl2O3を添加して強度を
改善し耐摩耗性を向上せしめているため、光コネクタの
着脱時に作用する衝撃力や摺動作用によって、摩耗が急
速に進行したり、割れや欠けが発生することが少ない。
したがって、光ファイバの中心軸が接続部においてずれ
るおそれも少なく、接続部における光伝送量の損失が効
果的に低減できる。
ックス材で形成した光コネクタ部品を備える光コネクタ
によれば、特に高靱性のZrO2にAl2O3を添加して強度を
改善し耐摩耗性を向上せしめているため、光コネクタの
着脱時に作用する衝撃力や摺動作用によって、摩耗が急
速に進行したり、割れや欠けが発生することが少ない。
したがって、光ファイバの中心軸が接続部においてずれ
るおそれも少なく、接続部における光伝送量の損失が効
果的に低減できる。
本発明は、上記のようにワイヤボンディングキャピラリ
や光コネクタ用部品の他に各種ワイヤガイドなど耐熱性
および高靱性を必要とする部品材料に適用される。しか
しながらその適用範囲は上記の部品に限らず、複雑な形
状を有し肉薄で欠けやクラックが発生し易い全ての精密
部品に対して同様に応用することができる。
や光コネクタ用部品の他に各種ワイヤガイドなど耐熱性
および高靱性を必要とする部品材料に適用される。しか
しながらその適用範囲は上記の部品に限らず、複雑な形
状を有し肉薄で欠けやクラックが発生し易い全ての精密
部品に対して同様に応用することができる。
（実施例） 次に本発明の実施例について添付図面を参照して、より
具体的に説明する。
具体的に説明する。
実施例１〜６ 第１図に示すような形状を有し、キャピラリ先端の外径
が70μｍ、キャピラリ先端の孔径が25μｍ、外径が急激
小さくなる前のキャピラリ本体の外径が300μｍ、ボト
ルネックの先端からの位置が400μｍ、テーパ孔６の開
度θcが18度、全長11mmのサイズを有するボンディング
キャピラリを第１表左欄に示すセラミックス組成のよう
に酸化イットリウムの含有量を0.7〜4.0％、酸化アルミ
ニウムの含有量を12〜38％の範囲で変化させ、残部が酸
化ジルコニウム(ZrO2)から成る焼結体で形成し実施例１
〜６とした。
が70μｍ、キャピラリ先端の孔径が25μｍ、外径が急激
小さくなる前のキャピラリ本体の外径が300μｍ、ボト
ルネックの先端からの位置が400μｍ、テーパ孔６の開
度θcが18度、全長11mmのサイズを有するボンディング
キャピラリを第１表左欄に示すセラミックス組成のよう
に酸化イットリウムの含有量を0.7〜4.0％、酸化アルミ
ニウムの含有量を12〜38％の範囲で変化させ、残部が酸
化ジルコニウム(ZrO2)から成る焼結体で形成し実施例１
〜６とした。
得られた各ボンディングキャピラリの機械的強度を評価
するため、曲げ強さと破壊靱性を測定した。また、キャ
ピラリ自体の耐熱性、強度および寿命を調べるため、実
際にキャピラリ内にボンディングワイヤを入れて、ワイ
ヤボンディングを行なって、ボンディングの可能な回数
を測定した。以上の結果を第１表に示した。また、各実
施例のボンディングキャピラリを用いてワイヤボンディ
ングを行なって接合されたICチップとリードフレームの
接合性を調べたところ両者は良好に接合されていた。
するため、曲げ強さと破壊靱性を測定した。また、キャ
ピラリ自体の耐熱性、強度および寿命を調べるため、実
際にキャピラリ内にボンディングワイヤを入れて、ワイ
ヤボンディングを行なって、ボンディングの可能な回数
を測定した。以上の結果を第１表に示した。また、各実
施例のボンディングキャピラリを用いてワイヤボンディ
ングを行なって接合されたICチップとリードフレームの
接合性を調べたところ両者は良好に接合されていた。
比較例１〜４ 一方、比較例1,2として、酸化イットリウム含有量をそ
れぞれ0.3％、７％とし、酸化アルミニウム含有量を20
％、残部を酸化ジルコニウムで調製した粉末混合体を実
施例１〜６と同一形状でかつ同一条件でキャピラリ焼結
体を形成し、同様に機械的特性およびボンディング回数
を測定した。
れぞれ0.3％、７％とし、酸化アルミニウム含有量を20
％、残部を酸化ジルコニウムで調製した粉末混合体を実
施例１〜６と同一形状でかつ同一条件でキャピラリ焼結
体を形成し、同様に機械的特性およびボンディング回数
を測定した。
また比較例3,4として、酸化イットリウムを４％含有
し、酸化アルミニウム含有量をそれぞれ６％、50％と
し、残部を酸化ジルコニウムで調製した粉末混合体を実
施例１〜６と同一条件で処理し、キャピラリ焼結体を形
成し、同様に特性値を測定した。
し、酸化アルミニウム含有量をそれぞれ６％、50％と
し、残部を酸化ジルコニウムで調製した粉末混合体を実
施例１〜６と同一条件で処理し、キャピラリ焼結体を形
成し、同様に特性値を測定した。
比較例５ また比較例５として、酸化イットリウム(Y2O3)３重量
％、残部が酸化ジルコニウム(ZrO3)から成る焼結体で実
施例１〜６と同一形状および大きさを有するキャピラリ
を製作し、同様に機械的特性およびワイヤボンディング
回数を測定した。
％、残部が酸化ジルコニウム(ZrO3)から成る焼結体で実
施例１〜６と同一形状および大きさを有するキャピラリ
を製作し、同様に機械的特性およびワイヤボンディング
回数を測定した。
比較例６ さらに比較例６として酸化マグネシウム（MgO）0.2重量
％、酸化珪素(SiO2)0.2重量％、残部が酸化アルミニウ
ム(Al2O3)から成るAl2O3系セラミックスを使用し、実施
例１〜６と同一形状および大きさを有するボンディング
キャピラリを製作し、同様に特性値を測定した。
％、酸化珪素(SiO2)0.2重量％、残部が酸化アルミニウ
ム(Al2O3)から成るAl2O3系セラミックスを使用し、実施
例１〜６と同一形状および大きさを有するボンディング
キャピラリを製作し、同様に特性値を測定した。
以上実施例１〜６および比較例１〜６の測定結果を下記
第１表に示す。
第１表に示す。
第１表に示す結果から明らかなように、本実施例１〜６
に示す酸化イットリウム(Y2O3)含有量および酸化アルミ
ニウム(Al2O3)含有量の範囲においては比較例６に示すM
gOおよびSiO2を含有した酸化アルミニウム系のセラミッ
クスで形成した従来のキャピラリと比べていずれも高い
破壊靱性値が得られ、ボンディング回数も飛躍的に増大
する。
に示す酸化イットリウム(Y2O3)含有量および酸化アルミ
ニウム(Al2O3)含有量の範囲においては比較例６に示すM
gOおよびSiO2を含有した酸化アルミニウム系のセラミッ
クスで形成した従来のキャピラリと比べていずれも高い
破壊靱性値が得られ、ボンディング回数も飛躍的に増大
する。
一方比較例1,2で示すように酸化イットリウムが過少の
ものは曲げ強さおよび破壊靱性値が比較的低くボンディ
ング回数も低くなり、過多のものは焼結性が悪いため強
度も小さくAuワイヤの接続不良が多発した。
ものは曲げ強さおよび破壊靱性値が比較的低くボンディ
ング回数も低くなり、過多のものは焼結性が悪いため強
度も小さくAuワイヤの接続不良が多発した。
また比較例3,4で示すように酸化アルミニウム含有量が
過少のものは、耐熱性が低く、ヒートショックによる割
れや折損を生じ易く、ボンディング回数も低くなり、過
多のものは焼結性が低く、寿命が短い。
過少のものは、耐熱性が低く、ヒートショックによる割
れや折損を生じ易く、ボンディング回数も低くなり、過
多のものは焼結性が低く、寿命が短い。
さらに比較例５で示すように酸化イットリウムを適量含
有するものであっても、酸化アルミニウムを含まないも
のは、やはり耐熱性が低くヒートショックにより割れを
生じ易く、ボンディング回数も低下する。
有するものであっても、酸化アルミニウムを含まないも
のは、やはり耐熱性が低くヒートショックにより割れを
生じ易く、ボンディング回数も低下する。
以上説明の通り、本発明に係るボンディングキャピラリ
等の高強度精密部品によれば、破壊靱性値および耐熱性
が従来品より大幅に向上するため、微細形状に加工した
場合においても、使用時のヒートショックによる欠けや
クラックを発生せず、高精度な加工が可能となる。
等の高強度精密部品によれば、破壊靱性値および耐熱性
が従来品より大幅に向上するため、微細形状に加工した
場合においても、使用時のヒートショックによる欠けや
クラックを発生せず、高精度な加工が可能となる。
特にこの高強度精密部品をワイヤボンディングキャピラ
リとして使用した場合には、先端部へのAu導線やリード
フレーム粉の付着が少なく、また高温強度、耐熱衝撃性
が大きいためヒートショックによる欠け、摩耗が少な
く、長寿命化を図ることができるだけでなく、安定した
ワイヤボンディングを行なうことができ、IC等の半導体
部品の品質を安定させることができる。さらにルビー、
サファイアに比べてコストを低くできるなど多くの特徴
を有したキャピラリを提供することができる。
リとして使用した場合には、先端部へのAu導線やリード
フレーム粉の付着が少なく、また高温強度、耐熱衝撃性
が大きいためヒートショックによる欠け、摩耗が少な
く、長寿命化を図ることができるだけでなく、安定した
ワイヤボンディングを行なうことができ、IC等の半導体
部品の品質を安定させることができる。さらにルビー、
サファイアに比べてコストを低くできるなど多くの特徴
を有したキャピラリを提供することができる。
また本発明に係る光コネクタ用部品によれば、特に高靱
性のZrO2にAl2O3を添加して強度を改善し耐摩耗性を向
上させた焼結体で形成しているため、摩耗や割れや欠け
などの発生することが少ない。したがって、光ファイバ
の中心軸が接続部においてずれるおそれも少なく、接続
部における光伝送量の損失が効果的に低減できる。
性のZrO2にAl2O3を添加して強度を改善し耐摩耗性を向
上させた焼結体で形成しているため、摩耗や割れや欠け
などの発生することが少ない。したがって、光ファイバ
の中心軸が接続部においてずれるおそれも少なく、接続
部における光伝送量の損失が効果的に低減できる。
第１図は本発明に係る高強度精密部品としてのキャピラ
リの一実施例を示す部分断面図、第２図は従来のキャピ
ラリの構造例を示す部分断面図、第３図は従来汎用の光
コネクタの構造例を示す断面図、第４図は従来の光コネ
クタの他の構造例を示す断面図である。 １……キャピラリ、1a……先端、２……Au線、３……細
孔、４……キャピラリ、4a……先端、５……細孔、６…
…テーパ孔、10a,10b……光コネクタ、11a,11b……細
孔、12a,12b……光コネクタ部品（フェルール）、13a,1
3b……支持体、14……光ファイバ、15a,15b……接続端
面、θc……テーパ孔の開度。
リの一実施例を示す部分断面図、第２図は従来のキャピ
ラリの構造例を示す部分断面図、第３図は従来汎用の光
コネクタの構造例を示す断面図、第４図は従来の光コネ
クタの他の構造例を示す断面図である。 １……キャピラリ、1a……先端、２……Au線、３……細
孔、４……キャピラリ、4a……先端、５……細孔、６…
…テーパ孔、10a,10b……光コネクタ、11a,11b……細
孔、12a,12b……光コネクタ部品（フェルール）、13a,1
3b……支持体、14……光ファイバ、15a,15b……接続端
面、θc……テーパ孔の開度。
Claims (2)
- 【請求項１】キャピラリ本体の先端部に向って外径が急
激に減少するようなボトルネック形状を有し、上記キャ
ピラリ本体が、重量パーセントで酸化イットリウムを0.
5％以上５％以下、酸化アルミニウムを10％以上40％以
下含有し、残部が実質的に酸化ジルコニウムから成るこ
とを特徴とするボンディングキャピラリ。 - 【請求項２】光ファイバを接続する光コネクタ用部品に
おいて、重量パーセントで酸化イットリウムを0.5％以
上５％以下、酸化アルミニウムを10％以上40％以下含有
し、残部が実質的に酸化ジルコニウムから成ることを特
徴とする光コネクタ用部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2272432A JPH0672050B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2272432A JPH0672050B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7242985A Division JP2774783B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 光コネクタ用部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04149065A JPH04149065A (ja) | 1992-05-22 |
| JPH0672050B2 true JPH0672050B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=17513834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2272432A Expired - Lifetime JPH0672050B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672050B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032802B2 (en) | 1999-02-25 | 2006-04-25 | Reiber Steven F | Bonding tool with resistance |
| US7389905B2 (en) | 1999-02-25 | 2008-06-24 | Reiber Steven F | Flip chip bonding tool tip |
| US7124927B2 (en) | 1999-02-25 | 2006-10-24 | Reiber Steven F | Flip chip bonding tool and ball placement capillary |
| US6651864B2 (en) | 1999-02-25 | 2003-11-25 | Steven Frederick Reiber | Dissipative ceramic bonding tool tip |
| US6910612B2 (en) | 2001-07-17 | 2005-06-28 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Capillary with contained inner chamfer |
| US6715658B2 (en) * | 2001-07-17 | 2004-04-06 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Ultra fine pitch capillary |
| US20130213552A1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-22 | Branson Ultrasonics Corporation | Vibratory welder having low thermal conductivity tool |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56134564A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-21 | Ngk Insulators Ltd | Zirconia ceramics |
| JPS5836976A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-04 | 日本特殊陶業株式会社 | 高靱性ジルコニア焼結体の製造方法 |
| JPS6276527A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Toshiba Corp | ワイヤボンデイングキヤピラリ |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP2272432A patent/JPH0672050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「ファインセラミックス事典」技報堂出版（１９８７−４−３０）Ｐ．２１７，２１８，２３０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04149065A (ja) | 1992-05-22 |
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