TWI430291B - 導電線及其製造方法 - Google Patents

Description

導電線及其製造方法

本發明有關於一種導電線及其製造方法，且特別是有關於用以電性連接於電極與導線架之間的導電線及其製造方法。

隨著科技的進步，任何一個電子產品之中都會包括許許多多的電子元件，而這些不同的電子元件之間相互耦接時，往往可以實現各式各樣的功能。一般來說，當一電子元件之接腳要電性連接至另一電子元件之接腳時，通常會使用導電線做為兩電子元件之間的訊號通道，藉此達到耦接不同電子元件的目的。於實務上，導電線是否可以穩定地連接在電子元件之接腳，與電子產品的故障率或者使用壽命之關係十分密切。若導電線斷裂，則表示電子產品至少有部分功能無法正常使用，甚至導致電子產品毀損，進而打擊消費者對此電子產品的信心。

當傳統的導電線經彎折而固著在電子產品的接腳時，由於導電線具有均勻的粗細，故導電線在接腳上形成結球部時，導電線無法分散結球部承受的應力，使得結球部與導電線之連接處所承受之應力較大。換句話說，傳統的導電線之一端形成結球部時，結球部與原本的導電線之連接處容易因為應力過於集中而發生斷裂的情況。

因此，目前業界亟需一種設計良好的導電線，所述導電線可以分散結球部上的應力，使得應力不會過於集中在導電線與結球部之連接處，進而使導電線可以穩定地連接在電子元件之接腳。

本發明實施例在於提供一種導電線，所述導電線的線徑具有不同之粗細變化。當所述導電線在電子元件之接腳上形成結球部時，可以藉由所述導電線中較細線徑的部分以分散結球部上的應力，使得應力不會過於集中在導電線與結球部之連接處。

本發明實施例提供一種導電線，用以電性連接電子元件之電極至導線架。所述該導電線包括複數個紡錘體，每一個紡錘體具有第一端部、第二端部與本體部。紡錘體之第一端部連接於相鄰紡錘體之第二端部，依序連接成導電線，於導電線一端的紡錘體之第一端部與於導電線另一端的紡錘體之第二端部不接觸。在此，每一個紡錘體之第一端部與第二端部具有相同之第一線徑寬度，且每一個紡錘體於第一端部與第二端部之間之本體部具有第二線徑寬度。

在本發明一示範實施例中，第一線徑寬度為該第二線徑寬度的20%至80%，而導電線之截面為圓形。此外，導電線電性連接至電子元件之電極時，導電線係以導電線其中一端之紡錘體的本體部固著於電極之上形成結球部。而導電線電性連接至導線架時，導電線係以本體部固著於導線架之上形成結球部。

在本發明另一示範實施例中，導電線更包括圓柱部，所述圓柱部貫串所述多個紡錘體，且圓柱部具有第三線徑寬度，第三線徑寬度不大於第一線徑寬度。此外，每一個紡錘體更包括周圍補強部，用以包覆圓柱部，所述周圍補強部於第一端部與第二端部之中央具有最大厚度。

本發明實施例在於提供一種導電線之製造方法，所述方法製造出來之導電線的線徑具有不同之粗細變化。當所述導電線在電子元件之接腳上形成結球部時，可以藉由所述導電線中較細線徑的部分以分散結球部上的應力，使得應力不會過於集中在導電線與結球部之連接處。

本發明實施例提供一種導電線之製造方法，用以形成具有複數個紡錘體之導電線，每一個紡錘體具有第一端部、第二端部與本體部，所述紡錘體之第一端部連接於相鄰紡錘體之第二端部，依序連接成導電線。於所述方法中，首先提供具有延展性之一導電材料。接著，以第一可變速度抽拉所述導電材料，以形成紡錘體之第一端部，而第一端部具有第一線徑寬度。接著，以第二可變速度抽拉所述導電材料，以形成紡錘體之本體部，而本體部具有第二線徑寬度。最後，以第一可變速度抽拉所述導電材料，以形成紡錘體之第二端部，而第二端部具有第一線徑寬度。

本發明實施例提供另一種導電線之製造方法，用以形成具有複數個紡錘體之導電線，每一個紡錘體具有第一端部、第二端部與本體部，所述紡錘體之第一端部連接於相鄰紡錘體之第二端部，依序連接成導電線。於所述方法中，首先提供具有延展性之導電材料。接著，以第一速度抽拉導電材料，使導電材料通過抽製出口。接著，調整抽製出口之孔徑至第一線徑寬度，以形成紡錘體之第一端部。接著，調整抽製出口之孔徑至第二線徑寬度，以形成紡錘體之本體部。最後，調整抽製出口之孔徑至第一線徑寬度，以形成紡錘體之第二端部。

綜上所述，本發明實施例所提供的導電線由於具有不同之線徑粗細，使得導電線上的應力可以集中在較細線徑的部分。當所述導電線在電子元件之接腳上形成結球部時，所述較細線徑的部分更可用以分散結球部上的應力，使得應力不會過於集中在導電線與結球部之連接處。因此，本發明之設計可避免導電線在連接結球部的地方斷裂，進而使導電線可以穩定地連接在電子元件之接腳。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

[導電線實施例]

請一併參見圖1與圖2，圖1係繪示依據本發明一示範實施例之導電線的示意圖。圖2係繪示圖1之導電線的局部放大圖。如圖所示，本發明之導電線1係具有複數個紡錘體10，每一個紡錘體10具有第一端部102、第二端部104與本體部106。在此，紡錘體10係用以泛指一種中央較粗而兩端略細的結構，也就是本體部106所具有的最大線徑寬度應略大於第一端部102或第二端部104所具有的最大線徑寬度。在此，導電線1其中一個紡錘體10之第一端部102連接於相鄰紡錘體10之第二端部104，依序連接成導電線1。此外，於導電線1一端的紡錘體10之第一端部102與於導電線1另一端的紡錘體10之第二端部104不接觸。換句話說，為了方便使用者利用導電線1，導電線1的兩端不會互相連接成環狀，而是有一個線頭方便使用者做進一步的使用。

於實務上，第一端部102與第二端部104可以是相同的結構，而分別位在紡錘體10之兩端，也就是說，每一個紡錘體10兩端之第一端部102與第二端部104具有相同之第一線徑寬度。而本體部106位在第一端部102與第二端部104之間，且本體部106的可以具有一個第二線徑寬度。在此，本體部106的第二線徑寬度並不是一個固定值，較佳的是，在本體部106的正中央具有最大的第二線徑寬度。如圖3所示，圖3係繪示依據本發明一示範實施例之導電線的側視圖。從導電線1其中一端看入時，第一端部102、第二端部104與本體部106的截面可為圓形，本發明並不以此為限，第一端部102、第二端部104與本體部106的截面更可為其他的幾何形狀。另外，第一線徑寬度A應小於最大的第二線徑寬度B，較佳的是，第一線徑寬度A可為第二線徑寬度B的20%至80%。

值得注意的是，雖然本發明於此實施例中示範了一種在本體部106的正中央具有最大線徑寬度，且紡錘體10兩端對稱的例子。然而，本發明之精神在於第一端部102與第二端部104的線徑寬度較本體部106窄，並非用以限定紡錘體10兩端必須對稱或者本體部106正中央最寬，於所屬技術領域具有通常知識者可依照實際需要，而將紡錘體10變換設計成非對稱的結構。

繼續參見圖1與圖2，所述複數個紡錘體10可彼此互相電性連接，使得整條導電線1形成長條狀的結構。於本示範實施例中，導電線1中的複數個紡錘體10可以是一體成型而成為長條狀的結構，且所述多個紡錘體10係由具有延展性之導電材料組成，所述具有延展性之導電材料可以是選自金、銀、銅、有機高分子、無機高分子所構成之群組中的材料組成。

舉例來說，所述具有延展性之導電材料可由適當的機器抽拉成線，而一體成型地製成導電線1。

於所屬技術領域具有通常知識者應可明瞭，在製造導電線1的過程中，若抽拉導電材料的速度較快，則可形成導電線1中較細的部分，若抽拉導電材料的速度較慢，則可形成導電線1中較粗的部分。也就是說，在抽拉導電材料時，若是規律地加快與減慢抽拉導電材料的速度，則可輕易地製造出本發明之導電線1。因此，製造本發明之導電線1不需特殊的機器，而可藉由調整傳統製造導電線的機器之抽拉速度，便可簡易地製造本發明之導電線1。

此外，若在抽拉導電材料時，改變抽製出口之孔徑，同樣製得本發明所述之導電線1。例如，在抽拉導電材料時，將抽製出口以簡諧運動方式放大縮小，即抽製時等速度進行材料拉線，抽製出口之孔徑則是規律性地放大、縮小，自然可以達成不同線徑的導電線1抽製。當然，本發明在此不限定如何製造本發明之導電線1，於所屬技術領域具有通常知識者也可選擇其他適於生產不同粗細之導電線1的製程。

從實際應用的角度來說，本發明之導電線1可用以電性連接在不同之電子元件之間。舉例來說，導電線可用以連接電子元件之電極至導線架，所述電子元件可以是發光二極體或是其他半導體晶片，而導線架可以是封裝結構或是連接墊(pad)的引出腳。一般來說，於所屬技術領域具有通常知識者常會運用銲針(未繪示)而將導電線1打線接合在電極以及導線架上，所述銲針可以是一種管狀結構，導電線1位於所述管狀結構之中。

承接上述，以發光二極體的打線接合為例，請參見圖3，圖4係繪示依據本發明一示範實施例之導電線於打線接合時的示意圖。如圖4所示，在銲針在固定導電線1時，導電線1其中一端之紡錘體10的本體部106會固著於發光二極體之電極(或導線架)12的表面而形成一結球部122，接著銲線更以超音波振動所述導電線1，並將導電線1壓於發光二極體之電極(或導線架)12之表面，藉此使得打線接合更為穩固。

從應力分布的角度來看，傳統導電線由於具有相同之線徑寬度，故傳統導電線上的應力分布相當均勻。本發明之導電線1有別於傳統導電線，導電線1中較粗的本體部106所承受的應力較小，相對的，導電線1中較細的第一端部102與第二端部104所承受的應力較大。也就是說，本發明之導電線1上的應力係集中在一紡錘體10之第一端部102與另一紡錘體10之第二端部104相連處。

於實務上，若導電線1是以較粗的本體部106連接於結球部122，則導電線1與結球部122的連接處的應力會被分散到其他導電線1中較細的部分，而不會集中在導電線1與結球部122的連接處，有助於避免導電線1與結球部122的連接處發生斷裂的情況。若導電線1是以較細的第一端部102或第二端部104連接於結球部122時，導電線1與結球部122的連接處的應力同樣也會被分散到其他導電線1中較細的部分，因此導電線1以較細的第一端部102或第二端部104連接於結球部122也並無不可。

[另一導電線實施例]

請一併參見圖1與圖5，圖5係繪示依據本發明另一示範實施例之導電線的示意圖。如圖所示，本實施例與前一個實施例不同之處在於，導電線1’除了可以一體成型地製成之外，更可以分階段製成導電線1’。

舉例來說，本發明之導電線1’更包括圓柱部14以及周圍補強部16，圓柱部14貫串所述多個紡錘體10，而周圍補強部16包覆圓柱部14。在此，圓柱部14具有一固定之線徑寬度，而圓柱部14之線徑寬度應小於前述第一端部102與第二端部104所具有的第一線徑寬度，使得圓柱部14能透過第一端部102與第二端部104貫串每一個紡錘體10。周圍補強部16於第一端部102與第二端部104之中央具有最大厚度，而周圍補強部16於第一端部102與第二端部104處具有最小厚度，使得本實施例之導電線1’的外觀幾乎與前一實施例之導電線1的外觀相同。舉例來說，於一紡錘體10之第一端部102與另一紡錘體10之第二端部104相連處，周圍補強部16的厚度可趨近於0，使得此處僅剩下圓柱部14之線徑寬度。

於所屬技術領域具有通常知識者應可明瞭，上述的圓柱部14係用以定義導電線1’的最小線徑寬度，當使用者希望第一端部102與第二端部104之第一線徑寬度A應為本體部106的最大的第二線徑寬度B的20%時，則所選用的圓柱部14之線徑寬度至少應小於第二線徑寬度B的20%。

綜上所述，本發明實施例所提供的導電線由於具有不同之線徑粗細，使得導電線上的應力可以集中在較細線徑的部分。當所述導電線以線徑較粗的部分在電子元件之接腳上形成結球部時，導電線與結球部連接處的應力可以透過導電線之線徑較細的部分進行分散，使得應力不會過於集中在導電線與結球部之連接處。因此，本發明之設計可避免導電線在連接結球部的地方斷裂，進而使導電線可以穩定地連接在電子元件之接腳。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。

1、1’．．．導電線

10．．．紡錘體

102．．．第一端部

104．．．第二端部

106．．．本體部

12．．．電極

122．．．結球部

14．．．圓柱部

16．．．周圍補強部

圖1係繪示依據本發明一示範實施例之導電線的示意圖。

圖2係繪示圖1之導電線的局部放大圖。

圖3係繪示依據本發明一示範實施例之導電線的側視圖。

圖4係繪示依據本發明一示範實施例之導電線於打線接合時的示意圖。

圖5係繪示依據本發明另一示範實施例之導電線的示意圖。

10．．．紡錘體

102．．．第一端部

104．．．第二端部

106．．．本體部

Claims (10)

1. 一種導電線，用以電性連接一電子元件之一電極至一導線架，該導電線包括：複數個紡錘體，每一該紡錘體具有一第一端部、一第二端部與一本體部，該紡錘體之該第一端部連接於相鄰紡錘體之該第二端部，依序連接成該導電線，於該導電線一端的該紡錘體之該第一端部與於該導電線另一端的該紡錘體之該第二端部不接觸；其中每一該紡錘體之該第一端部與該第二端部具有相同之一第一線徑寬度，且每一該紡錘體於該第一端部與該第二端部之間之該本體部具有一第二線徑寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導電線，其中該第一線徑寬度為該第二線徑寬度的20%至80%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導電線，其中該導電線電性連接至該電子元件之該電極時，該導電線係以該導電線其中一端之該紡錘體的該本體部固著於該電極之上形成一結球部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導電線，其中該導電線電性連接至該導線架時，該導電線係以該本體部固著於該導線架之上形成一結球部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導電線，其中該導電線之截面為圓形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之導電線，其中該導電線更包括一圓柱部，該圓柱部貫串該些紡錘體，且該圓柱部具有一第三線徑寬度，該第三線徑寬度不大於該第一線徑寬度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之導電線，其中每一該紡錘體更包括：一周圍補強部，包覆該圓柱部，該周圍補強部於該第一端部與該第二端部之中央具有最大厚度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之導電線，其中該導電線中的該些紡錘體係由具有延展性之導電材料組成，所述具有延展性之導電材料係選自金、銀、銅、有機高分子、無機高分子所構成之群組中的材料組成。
9. 一種導電線之製造方法，用以形成具有複數個紡錘體之導電線，每一該紡錘體具有一第一端部、一第二端部與一本體部，該紡錘體之該第一端部連接於相鄰紡錘體之該第二端部，依序連接成該導電線，所述方法包括下列步驟：提供具有延展性之一導電材料；以一第一可變速度抽拉該導電材料，以形成該紡錘體之該第一端部，該第一端部具有一第一線徑寬度；以一第二可變速度抽拉該導電材料，以形成該紡錘體之該本體部，該本體部具有一第二線徑寬度；以及以該第一可變速度抽拉該導電材料，以形成該紡錘體之該第二端部，該第二端部具有該第一線徑寬度。
10. 一種導電線之製造方法，用以形成具有複數個紡錘體之導電線，每一該紡錘體具有一第一端部、一第二端部與一本體部，該紡錘體之該第一端部連接於相鄰紡錘體之該第二端部，依序連接成該導電線，所述方法包括下列步驟：提供具有延展性之一導電材料；以一第一速度抽拉該導電材料，使該導電材料通過一抽製出口；調整該抽製出口之孔徑至一第一線徑寬度，以形成該紡錘體之該第一端部；調整該抽製出口之孔徑至一第二線徑寬度，以形成該紡錘體之該本體部；以及調整該抽製出口之孔徑至該第一線徑寬度，以形成該紡錘體之該第二端部。