JPS58118122A - 金属ワイヤのボ−ル形成法 - Google Patents

金属ワイヤのボ−ル形成法

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JPS58118122A
JPS58118122A JP57000258A JP25882A JPS58118122A JP S58118122 A JPS58118122 A JP S58118122A JP 57000258 A JP57000258 A JP 57000258A JP 25882 A JP25882 A JP 25882A JP S58118122 A JPS58118122 A JP S58118122A
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metal wire
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wire
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Hiroshi Miyake
三宅　洋
Akira Sato
明 佐藤
Satoshi Ogura
小倉　慧
Hitoshi Onuki
仁 大貫
Tomio Iizuka
飯塚　富雄
Mitsusachi Kushida
櫛田　光幸
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Hitachi Ltd
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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】 本発明は新規な金属ワイヤのボール形成法、特に＾を又
ａｈｔ合金ワイヤに好適なボール形成法に関する。
リードｆｉｊを端子に接合する場合、リードｌＩＩを端
子に接続できｎばリード線を接続部分より任意な方向く
引き出すことができる。そのなめリード線の先！１ｉｌ
Ｋポールを形成し、これを端子に直接接合することが行
われている。第１図はボール２を形成したリード＠をキ
ャピラリチップによって基板５の蒸着膜に熱圧着し次模
型図である。
従来、リード線に金ワイヤが使用され、これ？水素火炎
により加熱溶融して衆面張カによってその光漏にボール
を形成していたが、金ワイヤに代えて安価なＡｌワイヤ
を使用することが考えられている。しかじＡｔワイヤを
水素火炎により加熱溶融させるとボール表面に酸化皮膜
が形成され、溶融による表面張力を阻害し、ボールが形
成されない。
Ａｌワイヤの先ｔＪ＆ｉＫボールを形成きせる方法は、
特開昭５１−１４７１７４号、特開昭５４−４０５７０
号に記載され、また周知の超音波ボンダー（（ＪＩｔｒ
ａｓｏｎｔｃ　　Ｂｏｎｄｅｒ　）装置による方法があ
る。上記方法はいずれも牛導体素子の端子へ接続する金
属ワイヤの先端に電気トーチ端子の放電によりボールを
形成するもので、前記２者と後者の方法とでは電気トー
チ端子の放電時に供給される電流のｍｍが異なっている
。前者は電気トーチ端子が負、雀鴫ワイヤが正の電流で
あり、後者は電極トーチ１子が正、金属ワイヤが負の電
流である。
前者の方法によれば、電気トーチ端子の放電時は常に金
属ワイヤに正の１１流が供給されるので、ボール形成後
の表面は酸化皮膜が形成されて表面張力１ｒ［壜害し、
安定したボール形状カニ得られないという欠点がある。
また後者の方法によれば、電気トーチ端子の放電時に常
に電気トーチ１子に正の電流が供給されるので、電気ト
ーチ趨子を形成する材料が高温となり、電気トーチ端子
の消耗が著しく、ボンディング作業を自動化する上で大
きな問題点となっている。もつとも後者の方法は金ワイ
ヤを対象として開発されたもので、上記理由に【すＡ　
／＝ワイヤに応用され念にすき゛ない。さらに上記方法
の他、特願昭５５−１３９８３２号には対向するタング
ステン電極間でアークを発生させ、その中に負の電流を
供給し友金属ワイヤの先端を挿入してボール形成する方
法がある。これに工れげアークがボールのｔ方まで拡が
り、熱影響による金属ワイヤの強度低下及びボールとワ
イヤとの間で金属ワイヤが屈曲するという欠点がある。
以上のように、金属ワイヤのボール形成が安定してでき
ないこと及びボンディング作業の自動化に対して不十分
なことから金属ワイヤのボールボ／ディ／グにおいて安
定した接合かで＠ない。
本発明の目的は、電気トーチ端子の？’Ｆ’ｉｐ＋防止
、且つ金属光沢のあるボール表面を形成する金属ワイヤ
のボール形成法ヲ提供するにある。
本発明は、金属ワイヤに通電し、放電によって金属ワイ
ヤの先端にボールを形成する７ｊ法において、前記金属
ワイヤ正ま友は負の電流を交互に流し前記放電させるこ
とを特徴とする会−ワイヤのボール形成にある。
第２図（ａＪ　ｆ（電気トーチ端子１０の放電により金
属ワイヤ１に供給する電流波形の模型図を示す。
横軸はボールを形成するために必要な時間、縦軸は金属
ワイヤ１に供給する正または負の＊流櫨を示す。第２図
（ｂＪの構成において、金属ワイヤの先端のボール２＆
び電気トーチ端子１ｏを直接溶融させるのは電子及び陽
イオンである。金属ワイヤ１に与えられる電流が負のと
きは電子、正のときには陽イオンであって、陽イオンの
とき電子Ｒ，は電気トーチ１子ｌＯの表面からエネルギ
を奪い電気トーチ４子１０は冷却する。また、金属ワイ
ヤ１が負の電流のときには金−ワイヤ１の先端のボール
２表Ｉｆｉは陽イオンの衝撃をうけてクリーニング作用
により金属光沢を有する表面となるので、＃融金属の表
面張力によって安定した所望の直径を有するボールが形
成される。すなわち、金属ワイヤの電Ｒ，が旧のときに
は電気トーチ端子１ｏの消耗防止、負のときにはボール
２表面の清浄化を行う。
金属ワイヤＩＫ流す電ａ埴及び時間は正または負の電流
の種類によって異なるが、電流値０．１〜５９ｍＡ、時
間２〜２０ｍ５である。これは前記金属ワイヤ１に与え
られるエネルギが正と負の電流では違うためであり、所
望の径のボール２を安定して形成するにそのコノトロー
ル全容易にするためである。
金属ワイヤＩＫ供給する電流の流れの方向及び電流値は
パルスによって交互に切換えることが可能であり、ボー
ル２の形成が非常に短時間に行える。ボール形成は正及
び負の電流の１パルスによって行うことができる。
この場合、正の（を流×時間）を負のそれより大きくす
ると電極の消耗ｔ−顕著に少なくシ、ボールのクリーニ
ングも同時に行うことができる。約３対１が好ましい。
ｌパルスによって行うことにより一定のボール径會得る
のに制御が容易にできる。
金属ワイヤｌのボール２形成は非酸化性雰囲気で行うこ
とがあらゆる種類の金属ワイヤＩＫ）９ｊ望のボール２
を形成できることがら好ましい。
本発明は、金属ワイヤの端部に金属ワイヤによるボール
を形成し、該ボールを部品または趨子に接合する場合に
おいて、前記金属ワイヤにＩＥま次は負の電流を交互に
流しながら前記金属ワイヤのボール形成に要する部分を
電気トーチ端子の放電でＳ融し、金属ワイヤの端部にボ
ールを形成した後、該ボールを部品または端子に接合す
ることを％徽とする金属ワイヤの接合法にある。
横置には、超音波振動またσ熱圧層を用いることができ
る。
以下、図面によって本発明の方法を詳細に説明する。
第３図は本発明の金属ワイヤのボール形成法を実施する
回路図である。Ｉｌ直流電源の端子の正金金鵬ワイヤ１
に、他方の負の端子を電気トーチ端子１０に接続し、ま
念他の直流電源６′の端子は前記とは逆に接続する。そ
して直流電源６．６′より切換えスイッチ７．７”ｉ通
じ、第４図に示す電流波形を金属ワイヤ１に供給する。
すなわち、直流電源６からは第４図（ａ）、他の直流電
源６′からは（ｂ）の電流波形が供給嘔れ、それぞれの
電流波形の電流値及び放電時間は電流指令装置９に工っ
て設足する。なお、ボール２ｔ−形成する部分はノズル
１１内で行い、非酸化性ガス１２を送給する。
この方法によって、第４図（ａ）の電流波形時には電気
トーチ端子ｌＯの消耗防止、（ｂ）でにボール２表面の
クリーニング作用が行われる。なお、金属ワイヤ１に供
給さｎる正及び負の電流値及びその時間は電流指令装置
９によって自由に制御できるので、所望のボール径を得
るのが容易である。
実施例１ 直径５０μｍのＡｔワイヤを用い、第３図に示す装置を
用い％　Ａｌワイヤの先端の所定の長さを放電電圧１２
００Ｖの電気放電によって溶融し、その先端に所望の直
径を有するボールを形成式せた。電流は約１０ｍＡであ
る。
電気トーチ端子は直径１．２ｗのＴ　ｈ　Ｏ，入りタフ
クズテン金用い、放電電流はＡｌワイヤに供給する正及
び負を各８〜１２ｍｓ、時間會正５〜１２ｍ５．負１〜
５１ｎ８Ｔ＠生させた。シールドガスｆｌＡｒまたはＡ
　’　＋　Ｎｔ　ｔ”　２　ｔ／−テボール形成部分を
被った。
以上の如く、溶融雰囲気、Ａｔワイヤの正、負の電流値
及びその時間のコントロールｔこまってＡｔワイヤの直
径の１．７〜３倍のポール直径全安定して得ることがで
き、ボール表面は金属光沢を有していた。さらに、電気
トーチ端子の夕／ダステ／の消耗を寿命の点から比較す
ると、Ａｔワイヤの電流かすべて正のときの２５倍以上
あり、負のときの１．０倍であった。
実施例２ キャピラリーに挿入された直径３０μｍのＡ／−ワイヤ
全上述の実施例１によってその先端にボールを形成した
後、直ちに４００Ｃ前後に加熱し九基板上のアルミニウ
ム蒸着膜（またはアルミニウムー金蒸着膜）に第１図（
ｂ）に示すように従来法によってボール径を約３０％減
少させる程度に瞬時に加圧し、熱圧着した。この圧着の
結果、どの接合もほぼ同程変の接合強度が得られ、安定
した接合が得られた。
本発明によれば、電気トーチ端子の寿命が長くボ／ディ
／グの自動化に優れ、酸化しゃすいＡｔワイヤの４部に
金属光沢を有するボールを形成でき、そのボールを部品
ま九は端子への接合が容易にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱圧着によって部品またに端子へのボール接合
を示す模型図、第２図は本発明の電流波形によってボー
ル金形成する模型図、第３図は本発明の方法によってボ
ールを形成する装置の（ロ）略図、第４図は本発明の電
流波形を示す図である。 １・・・金属ワイヤ、２・・・ボール、３・・・キャピ
ラリ、４・・・蒸着膜、５・・・基板、６．６’・・・
＠流璽源、７゜７′・・・切換スイッチ、８・・・通電
部、９・・・ｔｉ指令装置、１０・・・電気トーチ端子
、１１・・・ノズル、１２・・・非酸化性ガス。 ””−’Ｉｊ− 第　　１　　図 第　Ｚ　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、金属ワイヤに通電し放電によって前記金属ワイヤの
    失地にボールを形成する方法において、前記金属ワイヤ
    に正及び負の電流を交互に流し前記放電させることを特
    徴とする金属ワイヤのボール形成法。 ２、前記ボールの形成を非酸化性雰囲気中で行う特許１
    ：ｆ４求の範囲第１項に記載の金属ワイヤのボール形成
    法。 ３、前記金属ワイヤはＡｔまたは＾を合金からなる特許
    請求の範囲第１項又は第２項に記載の金属ワイヤのボー
    ル形成法。
JP57000258A 1982-01-06 1982-01-06 金属ワイヤのボ−ル形成法 Pending JPS58118122A (ja)

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Cited By (5)

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