Pierwszenstwo: 29.01.1972 (P. 153169) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.04.1975 74826 KI. 21c,20 MKP HOlr 5/04 (¦IBLtOTEKAl Twórcy wynalazku: Jan Orzechowski, Jerzy Lasocki Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Maszyn Matematycznych, Warszawa (Polska) Narzedzie do wykonywania polaczen drutowych Przedmiotem wynalazku jest narzedzie do wyko¬ nywania polaczen drutowych zwlaszcza wewnatrz pólprzewodnikowych przyrzadów i ukladów mikro- elektronicznych.Pólprzewodnikowe uklady mikroelektroniczne la¬ czy sie wewnatrz obudowy za pomoca sciezek lub polaczen drutowych. Do wykonywania polaczen drutowych stosuje sie zwykle technike termokom- presji polegajaca na tym, ze do styku naparowa- nego na material pólprzewodnikowy dociska sie drut, zwykle zloty, za pomoca narzedzia o wydlu¬ zonym ksztalcie, zakonczonego stozkowo, przy czym w osi narzedzia jest wykonany kalibrowany otwór, przez który jest przeciagniety drut dociskany na¬ stepnie stozkowo zakonczonym koncem narzedzia do styku na materiale pólprzewodnikowym. Narze¬ dzia tego rodzaju wykonane zwykle ze szkla, ce¬ ramiki lub weglików spiekanych mocuje sie pio¬ nowo w urzadzeniu umozliwiajacym przesuwanie narzedzia w góre lub w dól a nastepnie przez otwór wykonany wzdluz osi narzedzia wprowadza sie drut przeznaczony do wykonywania polaczen w ten spo¬ sób, ze koniec tego drutu wystaje przez stozkowo zakonczona dolna czesc narzedzia.Zwykle przy koncu narzedzia jest umieszczony palnik gazowy umozliwiajacy stopienie konca drutu wysunietego z narzedzia i utworzenie kulki, która zabezpiecza koniec drutu przed wsunieciem sie w otwór narzedzia. Przez opuszczenie narzedzia do do¬ lu kulke te dociska sie do podgrzewanego z prze- 10 15 20 25 30 ciwnej strony do temperatury okolo 320°C styku, najczesciej aluminiowego uprzednio naparowane- go na powierzchnie pólprzewodnika.Na skutek wywieranego nacisku i temperatury uzyskuje sie trwale polaczenie zlotego drutu z alu¬ miniowym stykiem.Nastepnie narzedzie podnosi sie w góre i przesu¬ wa sie mikrouklad, w sklad którego wchodzi la¬ czony element pólprzewodnikowy, tak azeby dru¬ gi styk, który nalezy polaczyc z poprzednim zna¬ lazl sie pod wylotem narzedzia, przy czym drut polaczony ze stykiem zostaje wysuniety z narze¬ dzia na odleglosc o jaka oddalone sa laczone styki, ponownie opuszcza sie narzedzie w dól i dociska sie brzegiem otworu wystajacy z niego drut do drugiego styku i w ten sposób wykonuje sie dru¬ gie polaczenie po czym podnosi sie narzedzie w góre i jezeli nastepne polaczenie nie jest przewidy¬ wane odcina sie drut wystajacy z otworu narzedzia palnikiem gazowym przy czym ksztaltuje sie nowa kulke na drucie uniemozliwiajaca wsuniecie sie konca drutu w otwór narzedzia.W podobny sposób wykonuje sie polaczenie we¬ wnatrz przyrzadów pólprzewodnikowych, na przy¬ klad polaczenia miedzy metalowym stykiem tran¬ zystora a przepustem.Do prawidlowej pracy narzedzia wymagane jest azeby srednica otworu wykonanego wzdluz jego osi, przynajmniej w czesci dolnej narzedzia byla w okreslonym stosunku do srednicy drutu prze- 74 8263 74 826 4 suwanego przez narzedzie. Zwykle stosuje sie drut o srednicy okolo 20 mikronów a srednica otworu w czesci dolnej narzedzia wynosi okolo 30 mikro¬ nów. Wykonanie stosunkowo dlugiego otworu o tak malej srednicy nastrecza wiele trudnosci a poza tym nawet przy bardzo ostroznym operowaniu na¬ rzedziem zdarza sie czesto urywanie drutu przy koncu narzedzia i zaslepianie otworu narzedzia co stanowi znaczna niedogodnosc tego narzedzia.Celem wynalazku jest umozliwienie wykonywa¬ nia polaczen wewnatrz pólprzewodnikowych przy¬ rzadów i ukladów mikroelektronicznych za pomo¬ ca narzedzia nie wykazujacego niedogodnosci zna¬ nych narzedzi..Cel ten osiagnieto przez opracowanie narzedzia do wykonywania polaczen drutowych zwlaszcza na plytkach pólprzewodników sposobem termokom¬ presji, które sklada sie z korpusu w ksztalcie pro¬ stopadloscianu lub walca zakonczonego stozkowo zaopatrzonego w podluzne wyciecie przebiegajace od brzegu do srodka wzdluz calej dlugosci korpu¬ su i z plytki, której grubosc jest dopasowana do szerokosci wyciecia w korpusie, wkladanej w to wyciecie, przy czym brzeg plytki wkladany we¬ wnatrz w korpusie jest tak uksztaltowany ze przy¬ najmniej jedna jego czesc umozliwia docisniecie drutu umieszczonego w tym wycieciu.W porównaniu ze znanymi narzedziami, narze¬ dzie wedlug wynalazku jest znacznie latwiejsze do wykonania, poniewaz wykonanie podluznego wyciecia nastrecza znacznie mniej trudnosci niz wykonanie kalibrowanego otworu wzdluz osi na¬ rzedzia a poza tym w znanym narzedziu drut jest luzno osadzony w otworze podczas gdy narzedzie wedlug wynalazku umozliwia przytrzymywanie drutu umieszczonego w wycieciu, wskutek czego staje sie zbedne stosowanie palnika gazowego do formowania kulki zabezpieczajacej koniec drutu przed wysunieciem sie z narzedzia* Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia narzedzie w widoku perspektywicznym.W korpusie 1 jest wykonane wyciecie 2 prze¬ biegajace od brzegu do srodka korpusu 1 wzdluz calej dlugosci. W wyciecie 2 jest wkladana plytka 3 zaopatrzona w wystep 4 umozliwiajacy unieru¬ chomienie drutu 5 w wycieciu 2.Dzialanie narzedzia jest nastepujace: Zloty drut 5 5 zostaje umieszczony w wycieciu 2 korpusu 1 w ten sposób, ze koniec drutu 5 nieco wystaje z dol¬ nej czesci korpusu 1. Nastepnie drut 5 zostaje u- nieruchomiony plytka 3 i tak przygotowane narze¬ dzie umieszcza sie w uchwycie umozliwiajacym docisniecie konca narzedzia do styku na plytce pól¬ przewodnikowej i wykonanie polaczenia sposobem termokompresji, po czym plytke 3 nieco wysuwa sie z wyciecia 2 wskutek czego drut 5 zostaje u- wolniony co umozliwia przesuniecie narzedzia lub plytki pólprzewodnikowej tak azeby drugi laczo¬ ny styk znalazl sie pod koncem narzedzia, które nastepnie dociska sie do styku i wykonuje sie dru¬ gie polaczenie. Czynnosc te powtarza sie tylekrot- nie ile polaczen nalezy wykonac a po wykonaniu ostatniego polaczenia odsuwa sie narzedzie w bok lub w góre, wciska sie plytke 3 w wyciecie 2 i u- nieruchamia sie drut 5t a nastepnie przez odsunie¬ cie narzedzia urywa sie drut 5. Drut urywa sie w miejscu najbardziej oslabionym to jest przy zla¬ czu. Naj^ogodniej jest odsunac narzedzie tak, azeby po oderwaniu koniec drutu 5 wystajacy z konca narzedzia byl zagiety, co umozliwia wykonanie na¬ stepnych polaczen. PL