2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11450279
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
辻野 次郎丸 神奈川大学, 工学部, 教授 (20078299)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 明芳 神奈川大学, 工学部, 教授 (90183524)
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| Keywords | 超音波溶接 / 超音波ワイヤーボンディング / 超音波マイクロ溶接 / 高周波数の超音波溶接 / 複合振動を用いた超音波溶接 / 複合振動変換器 / 大面積溶接チップ / 縦振動-複合曲げ振動系 |
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| Research Abstract |
従来、超音波ワイヤーボンディング使用されている40,60kHz帯および100,110kHz帯より更に高い振動周波数を用いることにより十分な接合に必要な振動速度・振動振幅が小になり、溶接時間も短縮可能で、更に330kHz以上で接合の方向性が無くなる。また従来は一次元の直線振動を用いているが、2次元の楕円、円形または長方形、方形の複合振動を用いることにより接合性能が顕著に向上する。これらの総合してIC,LSI等の半導体チップのフェイスダウン、フリップチップによる基板への半田無しの直接接合、水晶振動子、SAWデバイス等のパッケージの直接封止等の超音波マイクロ溶接が可能になる。
より大面積の高周波数、複合振動の超音波マイクロ溶接を可能にする目的で、780kHzの直交した2組の直径7.0mmの縦振動源で直径7.0mmの先端部が楕円、円形の複合振動をする曲げ振動棒を駆動する複合振動系、更に大面積で大出力パワが必要な複合振動超音波マイクロ溶接用に直径40mm〜30mmの縦振動源で複合振動変換器部を駆動する振動周波数27kHz、40kHz、60kHzおよび100kHzの楕円振動軌跡の3mmx3mmから8mmx8mmの溶接チップ4ヵ所を有する複合振動超音波溶接装置を構成し、アルミニウム薄板、各種の半導体チップ等を溶接試料として溶接条件、溶接状態を比較、検討した。100kHzでは27〜60kHzに比べて必要振動振幅がかなり小さくなる。
また更に大面積の20mmx20mmの半導体チップの直接接合を可能とするために、一端を溶接チップとする複合曲げ振動角棒(21mmx21mm)を直交した2組の縦振動系で駆動する60kHz〜200kHzの大溶接チップ面積を有する複合振動超音波溶接装置を構成し振動特性、溶接特性について検討中である。
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[Publications] 辻野次郎丸: "高周波複合振動ボンダー"超音波TECHNO(日本工業出版). Vol.12,No.4. 18-25 (2000)
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[Publications] Jiromaru TSUJINO,Hiroyuki YOSHIHARA Tsutomo SANO and Shigeru IHARA: "HIGH-FREQUENCY ULTRASONIC WIRE BONDING SYSTEMS"Ultrasonics. 38 Nos.1-8. 77-80 (2000)
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[Publications] Jiromaru TSUJINO, Tetsugi UEOKA and Tsutomu SANO: "WELDING CHARACTERISTICS OF 27 kHz AND 40 kHz COMPLEX VIBRATION ULTRASONIC METAL WELDING SYSTEMS"Proceedings of IEEE 1999 International Ultrasonics Symposium. 773-778 (2000)
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[Publications] 辻野次郎丸,佐野努,田中聡一: "100kHzの複合振動超音波金属溶接の接合特性について"電子情報通信学会・音響学会超音波研究会技術研究報告. vol.100 No.114. 7-14 (2000)
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[Publications] 辻野次郎丸,佐野努,原田祥樹,笠原光平: "大面積の溶接チップ部を有する複合振動超音波溶接装置について"第21回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム. 173-174 (2000)
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[Publications] Jiromaru TSUJINO,Tetsugi UEOKA and Tsutomu SANO: "ULTRASONIC COMPLEX VIBRATION WELDING SYSTEM USING 100 kHz ONE-DIMENSIONAL LONGITUDINAL-TORSIONAL VIBRATION CONVERTER"Proceedings of 2000 IEEE International Ultrasonics Symposium. (2001)
