JPS581517B2 - セツゾクホウ オヨビ セツゾクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、線材や条材等の接続法及びその装置に関する
ものである。

これまで電子部品、特に半導体装置に用いられている線
材等の接続法には超音波エネルギーを利用した超音波接
続法及び、熱的なエネルギーを利用した熱圧着接続法あ
るいは、これらを組合せた接続法があった。

以下図面を用いて説明する。

但し同一番号は同一又は類似のものを示す。

熱圧着接続法には、金線やアルミ合金線等に適用できる
熱圧着法（第１図）と、金線や銀線等に適用できるネー
ルヘッド型熱圧着法（第２図）あるいは超音波法（第３
図）がある。

前者の熱圧着法について、第１図にその概略接続法の順
が示してある。

第１図ａは熱圧着の初めの段階のところの略図である。

１は金線やアルミ線のような接続材で、被接続体２はリ
ードフレームや半導体素子の如き、被接続面を有する材
料で、治具体３は、接続材１が上部中央部から下部中央
部にかけて貫通している。

接続に際し、接続材１に負荷をかける接続治具体である
。

治具体４は、１対になっているもので、その中央を接続
材１が通っており該接続材１を鋏んだり、通したりする
動作ができるクランプ治具体である。

治具体５は、接続材１を被接続体２の所定の位置に熱圧
着する圧着治具体である。

第１図ａの状態で第１段階の熱圧着が終了した後、接続
材１はクランプ治具体が開かれた状態になるので治具体
３を容易に通り第２段階の接続状態に移る。

この状態が第１図ｂに示してある。

第１図Ｃは治具体５により接続材１を被接続体２に熱圧
着している状態を示している。

その状態では、クランプ治具体は接続材１をクランプし
ているので接続材１は動かない。

その状態が終了すると、治具体３及び４は一体となって
接続材１と引っぱり接続点で、接続材１を切断する。

この状態が第１図ｄに示してある。次には第１図ａの状
態に移る。

以上が熱圧着接続法の概略接続順で、この方法では速度
の早い接続が困難であるのが欠点となっている。

次に後者のネールヘッド型熱圧着について、第２図にそ
の概略接続順が示してある。

この方法では、主に金線とか銀線が適用できるのみであ
る。

即ち線材を酸水素炎でボールアップする必要がある為、
それら以外の金属材では酸化を起したり、熔融せずボー
ルアンプ出来ないからである。

第２図ａには治具体４にクランプされ治具体３を貫通し
ている接続材が、酸水素炎１により熔融ボールアップさ
れ、ボール６が出来ている状態の接続初期段階が示され
ている。

第２図ｂには、治具体４が開いた状態で、治具体３が下
降し、ボール６を引っかけ、接続材１を引っぱりながら
被接続体２の上に熱圧着接続している第一段階接続状態
が示してある。

この熱圧着した部分８が釘をひつくり返した状態に類似
しているのでネールヘッド型熱圧着と一般に呼ばれてい
る。

第２図Ｃには、ネールヘッド熱圧着が終了した後、治具
体４が開いた状態で第二段階接続状態に移ったところが
示してある。

第二段階の熱圧着接続が終了した後、治具体４は開いた
ま＼、治具体３と一定距離上昇し、その後に治具体４が
閉じて接続材１をクランプし、治具体３及び４と、接続
材１が同時に上昇すると第二接続点で接続材１が切断し
た状態が第２図ｄに示してある。

次には第２図ａの状態に移る。この方法では速度の早い
接続が出来るが、熱圧着部８が大きくなるのが欠点であ
る。

第３図には、超音波接続法の概略接続順が示してある。

この接続法には一般にアルミ合金線が使用される。

第３図ａには、治具体４にクランプされ、治具体９を斜
めに貫通している接続材１が条材２に超音波接続される
接続初期段階が示されている。

第３図ｂには第１接続が終了した後治具体４が開いた状
態で第２接続点まで移動した状態が示されている。

第３図Ｃには、第２段階接続の終了した後、治具体４が
開いたま＼治具体９が一定距離上昇した状態が示されて
いる。

第３図ｄには、第３図Ｃの後、治具体４が閉じ、接続材
１をクランプした後、治具体４及び９と接続材１が共に
上昇し、接続点で接続材１が切断した状態が示されてい
る。

次には、第３図ａの状態に移る。この方法では治具体９
が、固定支持されるため、一方向のみにしか接続できず
、その為ボンデイング時には回転方向の運動機構が必要
になり、速度の早い接続は困難であるのが欠点となって
いる。

本発明は、これらの欠点を除去するものであり、又、ネ
ールヘッド型接続法の利点を最大限に利用できる新接続
法である。

すなわち、本発明によれば、連続する接続材を貫通する
貫通孔を有し、この貫通孔先端週辺部で接続材を電気的
素子等の被接続面上に圧接する治具体を備え、前記接続
材を前記被接続面上に前記治具体の圧接力により接続し
た後、この治具体を前記被接続面上から離す工程と残余
の接続材を前記貫通孔から所定長突出する如くに残して
その前記接続された部分から切断する工程と前記残余の
接続材の前記貫通孔から突出する部分を次工程の接続に
都合のよい方向に曲げる工程とを含む接続方法およびこ
の接続法に用いる装置を得る。

第４図は、本発明接続法の接続動作順の概略を示したも
のである。

第４図ａには、接続材１の先端１０が治具体３を貫通し
ている方向とは角度を持った状態即ち横方向に曲がって
いる状態で、治具体４に接続線がクランプされている接
続初期状態が示されている。

被接続体２は載置台（図では省略）に載置されている。

第４図ｂには、治具体３及び４と接続材１とが共に下降
し、被接続体２に接続材１の先端部１０が、第一段階接
続されている状態が示されている。

第４図Ｃには第一段階接続が終了した後治具体４が開い
た状態で第二接続点に移動している状態が示されている
。

第４図ｄには、治具体４は開いたままで第二接続段階に
なっている状態が示されている。

第４図ｅには、第二段階接続が終了した後、治具体４が
開いたままで、治具体３及び４と接続材１を横方向に一
定距離、移動した状態が示されている。

この横方向とは次工程の接続が容易な方向、すなわち、
接続材１が次工程の２つの接続領域間の方向に等しい方
向であり、この方向に治具体３．４を移動する。

第４図ｆには、第４図ｅで治具体３が移動した状態のま
＼で治具体４が閉じて、接続材１をクランプした状態が
示されている。

第４図ｇには治具体４が閉じたま＼、治具体３及び４と
接続材１が共に一定距離、前記第４図ｅと同じ方向に移
動して接続材１が接続点１１より切断した状態が示され
ている。

このような動作により接続材１には、曲げられた先端部
１０が形成され、次の接続工程が容易に行なわれる。

さらに、治具体３及び４と接続材１の移動方向を詳細に
説明する。

前述の様にあらかじめ、次の段階の接続方向が判ってい
るからその方向に移動する事によ？て先端部１０が形成
されるのはもちろんの事である。

この様に曲げ加工を行うには治具体３及び４の移動は次
工程との関連に於いて左右、上下いづれの方向かが決め
られる。

ここでその方向の具体例を詳細に述べてみよう。

第５図は熱圧着ボンデイングの場合を示レペレット１３
上の電極を１ ４ ｎ ＊ ｎ ＋ １・・・として、
今そのｎ番目とｎ＋１番目の接続を例に説明する。

電極１４ｎと被接続体２ｎとをボンデイング後、そのま
ま、まっすぐ治具位置３１から治具位置３１＃の方向へ
と治具３が動作して接続材１を切断するのでなくあらか
じめ、次のボンデイング方向、即ち電極１４ｎ＋１と被
接続体２ｎ＋１との方向があらかじめわかっているから
治具３を治具位置３１から治具位置３１′へと移動させ
て接続．材１を切断する事によって次の電極１４ｎ＋１
では治具３の先端部１０の接続材１は電極１４ｎ＋１と
被接続体２ｎ＋１との方向にむいておシ正しく電極上に
ボンデイングが可能になる。

尚、第５図で治具位置３１′ や３１″の位置はほんの
微小の距離であるがわかりやすい様に大きく誇張して移
動した様に書いている。

最近では自動ボンデイング化か進んでいるから、前述の
様な動作はあらかじめプログラムする事により容易に得
られる事はもちろんである。

それが、もし治具位置３１から治具位置３１′′へと治
具３が移動して接続材を切断すると治具３の先端部１０
のワイヤの位置が電極１４の場所や他の接続場所により
ぱらつき、正常な位置に接続ができなくなるからである
。

本発明の接続法及び装置を採用する事により以下の様な
長所が得られる。

１．熱圧着法のみに限定されるものでなく、超音波接続
法等にも適用でき、且つ回転方向の運動機構が不必要な
為高速接続が可能で機械的信頼性が高くなった。

２．接続材（ワイヤ）も金線、銀線に限定される事なく
アルミニウム合金線等にも適用でき応用範囲が広くなり
原価低減が可能となった。

次に本発明の他の実施例を説明する。

第４図ａ − ｄまでの各工程は前述のとおりである。

第４図ｅ′には前記第４図ｄに示す第二接続段階が終了
した後、治具体４が開いたまゝ治具体３が接続点１１か
ら一定距離上昇した状態が示されている。

第４図ｆ′には、第４図ｅ′の状態の後治具体４が閉じ
て接続．＄１をクランプして、治具体３及び４と接続材
′１が共に一定距離上昇し、接続点１１から、接続材１
が自然に切断した状態が示されている。

第４図ｇ′には、第４図ｆ′の状態の後治具体３の下部
より少し下方の横方向に設置されており、接続材１の先
端を曲げる作用をする治具体１２により、接続材１の先
端は曲げられた先端部１０になっている状態が示されて
いる。

この治具体１２の接続材１を曲げる作用は、治具体１２
自体の突き出し作用による曲げ加工作用と、治具体１２
がら空気やその他のガスを吹き出すことによる曲げ加工
作用等がある。

この曲げ加工作用は、その作用する方向によって、接続
材１の曲げ方向は、自由に変えられこのために治具体１
２は治具体３の周囲を自由に移動する如く取り付けるか
、治具体３の周囲に複数個取り付ける。

もしくは図示していない被接続体２を載置する載置台を
回転することによって方向が設定される。

次に曲げ加工の方向は、例えば、第二段階接続が終了し
た後、次の第一接続点を第二接続点の二点を結ぶ方向が
あらかじめ判るから、その方向に合わされる。

このように接続材１の曲げ方向を選ぶことができ、前述
の実施例同様安定した接続が維持できる。

次には、第４図ａの状態に移り、次工程の接続がなされ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱圧着接続法の順を示した断面図である。 第２図はネールヘッド型熱圧着接続法の順を示した断面
図である。 第３図は超音波接続法の順を示した断面図である。 第４図は本発明の接続法の順を示した断面図である。 第５図は本発明による接続の具体例を示す拡大平面図で
ある。 １・・・・・・接続材（ワイヤ）、２・・・・・・（２
ｎを含む）被接続体、３・・・・・・治具体（キャビア
リイ）、４・・・・・・クランプ治具体、６・・・・・
・ボール、７・・・・・・酸水素炎、９・・・・・・治
具体（ウエッジ）、１２・・・・・・曲げ加工用治具体
、１３・・・ベレット、１４ｎ・・・電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接続条材を接続治具体先端の周辺部で屈折する如く
   設置する工程と、前記接続条材の前記屈折部を被接続材
   に接続する工程と、前記接続条材の前記屈折部とは異な
   る部分を他の被接続材に接続する工程と、前記接続条材
   の前記他の被接続材に接続された部分の近傍を切断する
   工程とを含むことを特徴とする接続方法。 ２ 接続条材を貫通する貫通孔を有し、上下に移動する
   接続治具体と、被接続材を載置する台部と、前記接続治
   具体と前記台部との相関的移動に従って前記接続条材が
   前記貫通孔から出ることを阻止する接続条材保持具と貫
   通孔から突出する前記接融材を前記貫通孔先端部で折り
   曲げる手段とを有する接続装置。