PL133893B1 - Method of connecting with wire an electronic microcircuit to its connection conductor - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób laczenia dru¬ tem mikroobwodu elektronicznego z przewodem przylaczowym, z zastosowaniem drutu z alumi¬ nium luib ze stopu aluminium, który przechodzi przez kapilare, pTzy czym na koncu drutu za pomoca wyladowania iskrowego pomiedzy drutem a elektroda ^tworzona jest kulka, a wyladowanie iskrowe odbywa sie w atmosferze gazu ochron¬ nego, po czym drut jest spajany za pomoca ka- - pilary z miejscem styku na mikrootowodzie eiek tronicznym i nastepnie jest spajany z przewodem przylaczowym.Przy tworzeniu polaczenia pomiedzy miejscem styku, na przyklad na korpusie pólprzewodniko¬ wym a przewodem elektrycznym, okazalo sie ko- 15 rzyistnym zastosowanie spojenia kulkowego przy laczeniu drutu z korpusem pólprzewodnikowym.Kulka moze byc laczona z miejscem styku za pomoca narzedzia do zgrzewania uiltradzwiekowe- go lufo za pomoca spajania na zasadzie skurczu 20 cieplnego, ewentualnie przy lacznym stosowaniu obu tydh sposobów. W przypadku drutu ze zlota kulka Imoze byc korzystnie tworzona za pomoca elektrycznego wyladowania iskrowego. Tworzenie kulki na drucie z aluminium lub ze stopu alumi- 25 aiium stwarza jednak trudnosci.Proponowano juz tworzenie kuliki na koncu dru¬ tu aluminiowego za pomoca elektrycznego wyla¬ dowania iskrowego przez stykanie drutu z elek¬ troda na krótki okres czasu przy róznicy paten 30 cjalów .pomiedzy drutem a elektroda pomizej 200 V w atmosferze gazu oahronnego. Koniec drutu topi sie i nastepuje przerwanie styku, na skutek czego powstaje wyladowanie iskrowe i utworzona zo¬ staje kulika. Gaz ochronny zapobiega utlenianiu podczas tworzenia kulki. Taki isposób tworzenia kuliki, przy którym niezbedny jest styk pomiedzy drutem a elektroda, jest skomplikowany przy pro¬ dukcji masowej. Ponadto wystepuje nadmierne zu¬ zycie elektrody, która trzeba czesto wymieniac.Ponadto proponowano juz takie umieszczenie drutu i elektrody, alby byly one bardzo nieznacz¬ nie oddalone od siebde przy róznicy potencjalów 350—1000(9 V, tak aby uzyskac wyladowanie iskro¬ we. Rezystancje w obwodzie wyladowania wy¬ biera sie tak, alby wartosc szczytowa gestosci pra¬ du w przekroju poprzecznym przewodu wynosila 1,2 X 109 Afai* — 13J5 X W A/Im2. Komzystoe jest jednak powodowanie powstawania wyladowa¬ nia iskrowego przy mniejszym napieciu. Ponadto przy tym znanym sposobie niewielki odstep, w przyfalilzsniu 10405 mm, musi byc wyregulowany ra¬ czej dokladnie pomiejdfey koncem drutu a elektro¬ da. Przy produkcji masowej zaleznosc od doklad¬ nej regulacji jest jednak niepozadana, a odstep (pomiedzy koncem drutu a elektroda jest ponadto wylbierany znacznie wiekszy niz w tym znanym sposobie.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu la¬ czenia przy którym wyladowanie iskrowe uzysku- 133 8933 133 893 4 je sie przy uzyciu stosunkowo niewielkiej rózni¬ cy potencjalów pomiedzy koncem drutu a elek- jbfo'da,"""a 'Vzajemna ; odleglosc pomiedzy tymi dwo- jrfa 'elementami moze byc stosunkowo duza i nie biuisi byc dokladnie wyregulowana.J Siposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze elektryczne wyladowanie iskrowe wytwa¬ rza sie pomiedzy elektrodami pomocniczymi, przy czym przez jonizacje gazu ochronnego powstaje plazma, a elektryczne wyladowanie iskrowe po¬ miedzy^ elektroda" a drutem wytwarza sie przy -.napieciu 25 do 200 V dzieki malej rezystancji w plazmie, dzieki czemu na koncu drutu powstaje kulka.Wyladowanie pomiedzy elektrodami pomocniczy¬ mi, pomiedzy którymi moze powstac raczej duza róznica potencjalów, powoduje .powstanie plazmy w gazie ochronnym. Rezystancja plazmy jest bar¬ dzo mala w porównaniu z rezystancja gazu nie zjonizowanego. Na skutek tego przy stosunkowo niewielkiej róznicy potencjalów pomiedzy elektro¬ da a drutem powstaje wyladowanie iskrowe, któ¬ re powoduje utworzenie kulki na drucie. Odstep pomiedzy elektroda a drutem nie jest juz kryty¬ czny. Kiedy rezystancja gazu stanie sie Wystar¬ czajaco mala, wówczas automatycznie powstaje wyladowanie iskrowe tworzace kulke.W ten sposób, który jest odpowiedni dla pro¬ dukcji seryjnej, kulka o latwo 'powtarzalnych wy¬ miarach tworzona jest na drucie z aiuminMm lub ze stopu aluminium. Wielkosc kuliki zalezy od róznicy potencjalów pomiedzy elektroda a kon¬ cem drutu. Stwierdzono, ze w celu otrzymania dobrego ksztaltu kulki, róznica potencjalów po¬ winna byc korzystnie mniejlsza niz 200 V./ W korzystnym przykladzie wykonania sposobu '¦^wedlug wynalazku plazma powstaje dzieki wyla¬ dowaniu iskrowemu powodowanemu przez cewke zaiplonowa, przy czym napiecie pomiedzy elektro¬ dami pomocniczymi, jest rzedu wielkosci 10 000 do 20000 V. W takim przypadku potezebne sa tylko bardzo proste srodki dla utworzenia plazmy w gazie ochronnym.Zalecane jest, aby wyladowanie iskrowe pomie¬ dzy .elektroda a drutem bylo ot^ymywane przez rozladowanie kondensatora o napieciu 50 do 100 V.W korzystnym przykladzie realizacji sposobu we¬ dlug wynalazku wielkosc odstepu pomiedzy elek¬ troda a koncem drutu jest utrzymywany rzedu 2 mm podczas tworzenia kulki. Chociaz odstejp ten moze byc wybierany jako wiekszy lub mniej¬ szy, to jednak jako bardzo odpowiedni zarówno dla produkcji seryjnej jak i dla uzyskania ko¬ rzystnego ksztaltu kuliki okazal sie odstejp wy- . noszacy w przylbflizeniu 2 mim.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przy-. kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia do wytwarzania polaczenia drutem, fiig. 2 do 4 — urzadzenie do wytwarzania kulki na drucie, w przekroju wzdluz¬ nym, w Widoku z góry i w widoku z przodu, fig. 5 — schemat obwodu elektrycznego do wytwai- • rzamia wyladowania iskrowego, a fig. | (jo 8 przedstawiaja laczenie drutu z mikroobwodem elek¬ tronicznym i z przewodem pradowym.Na fig. 1 przedstawiony jest generator ultra¬ dzwieków 1, który jest przechylny wokól osi 2 5 zawartej w podjporze 3. Ramie spawalnicze 4 ge¬ neratora 1 ma1 kajpilare 5, przez która przeprowa¬ dzony jest drut 6 z aluminium lub ze stopu alu¬ minium. Na koncu drutu 6 tworzy sie kulka. W tym celu drut ten jest wprowadzany "w szczeli¬ ne 7 zespolu iskrowego 8. Korjpus zespolu iskro¬ wego zlozony jest z materialu izolujacego-, na przy¬ klad z zywicy syntetycznej. Otwór 9 ucnodzi w szczeline 7, poprzez która gaz ochronny, na przy¬ klad argon, przeprowadzamy jest poprzez waz 10.Elektroda U jak równiez dwie pomocnicze elek¬ trody 12 i 13 zawarte sa w zespole iskrowym 8.Odleglosc pomiedzy koncami elektrod pomocni¬ czych wynosi korzystnie w przyblizeniu 2 mm.Odleglosc pomiedzy elektroda 11 a koncem drutu 6 wynosi równiez w przyblizeniu 2 mm. Zespól 'iskrowy moze byc obracany wokól walka 19 i moze byc w ten sposób poruszany w kierunku do, jak równiez od kajpilary 5.Urzadzenie z filg. 1 zawiera ponadto podpore 14, na której umieszczony jest suwak 15. Ele¬ ment pólprzewodnikowy 17 znajduje sie na czesci wsiporczej 16 z siatki przewodzacej, który to ele- - ment ma miejsce stykowe, aby zapewnic drut przewodzacy elektrycznie. Drut ten jest prowa¬ dzony od miejsca stykowego elementu pólprzewod¬ nikowego 17 do przewodnika 18 siatki.Tworzenie kulki na drucie 6 z aluminium lub ze stopu aluminium zostanie wyjasnione w od¬ niesieniu do fig. 2 do J5. Koniec drutu 6 umie¬ szczony jest w szczelinie 7 .zespolu iskrowego 8.Gaz ochronny, na przyklad argon, przechodzi w szczeline poprzez otwór 9. Przeplyw gazu odbywa sie korzystnie przez krótki okres czasu, mianowicie tylko podczas tworzenia kulki. Pomiedzy elektro¬ dami pomocniczymi 12 i 13 wytwarza sie róznice (potencjalu korzystnie rzedu 1(0 0O0—O0, 000 V, za pomoca cewki zaplonowej, tak se wystepuje wy¬ ladowanie iskrowe. Wyladowanie to powoduje po¬ wstanie plazmy w ochronnym gazie argonowym.Na skutek tego rezystancja elektryczna w gazie spada do bardzo niskiej wartosci. Pomiedzy elek¬ troda 11 a koncem drutu 6 utrzymuje sie niska róznice potencjalów, 200 V luib mniej, korzystnie w prizyfblizeniu 7<0 V.Na skutek malej wartosci rezystancji elektrycz¬ nej w plazmie moze wystapic wyladowanie iskro¬ we pomiedzy elektroda 11 a koncem drutu 6 pomimo tego, ze odleglosc pomiedzy nimi moze byc stosunkowo duza, przykladowo moze wynosic 2 mm. Na skutek wyladowania iskrowego pow¬ staje na koncu drutu kulka, której wielkosc Jest 'bardzo latwo powtarzalna.Na fig. 5 .przedstawiono schemat obwodu dla wy¬ twarzania iskry wv celu informowania kulki na drucie aluminiowym. Impuls 20 .pochodzacy z prze- rzutriika jednostalbilnego doprowadza potencjal na bazie tranzystora 21 do wysokosci wystarczajacej dla spowodowania przeplywu pradu poprzez ten tranzystor. Na skutek tego przeplywu pradu baza 15 20 25 30 35 40 45 50 55183 m 5 6 tranzystora 22 ma taki potencjal, ze prad prze¬ plywa równiez przez tranzystor 22. Prad prze¬ plywajacy przez tranzystor 22 jest wystarczajaco duzy dla sterowania tranzystora wysokonapiecio¬ wego 23. Prad przeplywa przez pz^ojenifi pier- wdtne 24 cewki zaplonowej 26. Przy'¦koncu krót¬ kiego impulsu 20 tranzystory 21, 22 i 23 kolejno przestaja przewodzic i prad w uzwojeniu pierwot¬ nym 24 cewki zaplonowej maleje nagle do war¬ tosci zerowej. W uzwojeniu wtórnym 25 cewki zaplonowej poprzez indukcje powstaje wysokie na¬ piecie, na przyklad 20 000 V. Na skutek tego po¬ wstaje wyladowanie iskrowe pomiedzy elektroda¬ mi 12 i 13 i w ochronnym gazie argonowym pow¬ staje plazma.Kondensator 27 wlaczony jest pomiedzy druit 6 a elektrode 11. Kondensator ten jest dolaczony do zródla napiecia i jest z niego ladowany. Na skutek malej rezystancji w plazmie kondensator 27 rozladowuje sie tworzac iskre pomiedzy elek¬ troda 11 a koncem drutu 6. Na koncu drutu pow¬ staje witedy kulka.Napiecie na kondensatorze 27 i jego pojemnosc wybiera sie w zaleznosci od srednicy drutu, na którym tworzona jest kulka. Na przyklap w przy¬ padku drutu o srednicy 200 ftm okazalo sie bar¬ dzo korzystne stosowanie kondensatora o pojem¬ nosci 500 jliF przy róznicy potencjalów 70 V. Kie¬ dy drut ma srednice 40 /im, korzystny ksztalt kul¬ ki otrzymuje sie przez rozladowanie kondensatora o .pojemnosci 16 /*F przy róznicy potencjalów 70 V.Fig. 6 do 8 pokazuja spajanie drutu przy jed¬ nym koncu z mitoroobwodem elektronicznym, a przy drulgiim koncu z przewodem pradowyni. Na suwaku 15 pokazanym równiez na fig;, l umie¬ szczona jest siatka przewodzaca z czescia wspor- cza 16, do której dolaczony jest element pólprze¬ wodnikowy 17. Przewód pradowy oznaczono przez 18. Kapllara 5 z umieszczonym w niej drutem 6, na którym zastala utworzona kulka, znajduje sie powyzej miejsca styku na elemencie póljprzewod- nikowym 17.Kapiilare przemieszcza sie w kierunku do ele¬ mentu pólprzewodnikowego, na przyklad przez przechylanie generaltora ultradzwieków 1 wokól walka 2 (fig. 1). Kiedy kulika zostanie docisnieta do miejsca styku na elemencie pólprzewodniko¬ wym, wówczas za pomoca drgan ufltradzwiejkowych wytwarza sie spojenie (ftig. 7), przy czym z kulki powstaje plaski leb. Nastepnie kapilare podnosi sie i przemieszcza w kierunku przewodu pradowe¬ go 18. Drut zaciska sie tam pomiedzy przewodem 18 a dolna strona kapilary i spaja sie z przewo¬ dem 18 za pomoca energii ultradzwiekowej. Fig. 8 przedstawia sytuacje po zakonczeniu spajania dru¬ tu. Spojenie z przewodem nie musi byc koniecz¬ nie przeprowadzane za pomoca kapilary lecz mo¬ ze byc realizowane w inny zadany sposób.Zastrzezenia patentowfe , 1. Sposób laczenia drutem irtikrbobwodu elek¬ tronicznego z przewodem przylaczowym, z zasto¬ sowaniem drutu z aluminium luJb ze stopu alu¬ minium, który przechodzi przez kapilare, przy czym na koncu drutu tworzy sie kulke za pomoca wy¬ ladowania iskrowego pomiedzy drultem a elektro* da, które to wyladowanie iskrowe odbywa sie w atmosferze gazu ochronnego, po czym drut spaja sie za pomoca kapilary z miejscem styku na mi- kroobwodzie elektronicznym, a nastepnie drut spa¬ ja sie z przewodem przylaczowym, znamienny tym, ze wyWarza sie wyladowanie iskrowe pomiedzy dwiema elektrodami pomocniczymi, przy czym przez Jonizacje gazu ochronnego powstaje plazma; wytwarza sie wyladowanie iskrowe pomiedzy elek¬ troda a drutem przy napieciu 215 do 300 V dzieki malej rezystancji w plazmie, tak ze na koncu drutu dzieki temu wyladowaniu iskrowemu pow¬ staje kulka* 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plazme wytwarza sie przez wylakJowanie iskrowe za pomoca cewki zaplonowej, przy czym napiecie pomiedzy elektrodami pomocniczymi jest rzedu 10 0O0 do 20 000 V, 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wyladowanie iskrowe pomiejdzy elektroda a dru¬ tem otrzymuje sie przy róznicy potencjalów 50 do 100 V przez rozladowanie kondensatora. 4. Slposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze odstejp pomiedzy elektroda a koncem drutu i od¬ step pomiedzy elektrodami pomocniczymi podczas tworzenia kulki utrzymuje sie wielkosci rzedu 2 mm.; ;~ 5. Slposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz ochronny dostaTcza sie tylko podczas tworze¬ nia kulki. 10 19 20 29 30 39 40133 893 FIG.1 13 ,11 ^8 u -W77?F W////////& v/////x \ ^^T 9 10 FIG.2 1-19 Hi 12 9 FIG.4 ^ v /» 7+ V=t=l T^ FIG.3 FIG.5 54BM 16j^ 4*15 FIG.6 6^JU5 •^ /•« ±1FIG7 +15 FIG8 DN-3, zam, 672/85 Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.