| 研究課題/領域番号 |
07555530
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
辻野 次郎丸 神奈川大学, 工学部, 教授 (20078299)
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| 研究分担者 |
米山 正秀 東洋大学, 情報工学科, 教授
谷沢 公彦 超音波工業(株), 取締役電子技術部長
大矢 寛二 日本特殊陶業(株), 取締役研究部長
中山 明芳 神奈川大学, 工学部, 教授 (90183524)
遠藤 信行 神奈川大学, 工学部, 教授 (20016801)
平山 弘三 TDK(株), 商品開発部部長
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
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| キーワード | 超音波ワイヤーボンディング / 超音波マイクロ接合 / 接合の周波数特性 / 高周波数振動系 / 複合振動溶接装置 / 溶接チップ振動軌跡 / セラミックキャピラリー / キャピラリーの高次振動 / ボールボンディング / 高周波数複合振動系 / 複合振動軌跡 / 溶接チップ振動分布 / 複合振動超音波ワイヤーボンディング / 線形軌跡溶接チップ / 方形・円形軌跡溶接チップ / 必要振動速度・変位振幅の周波数特性 / 高周波数超音波ワイヤーボンディング / 複合曲げ振動を用いた超音波ボールボンディング / セラミックキャピラリーの振動 / 超音波金属溶接 / 超音波溶接チップの振動軌跡 / アルミニウム細線の接合 / 超音波溶接の周波数特性 / 接合の方向性 |
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| 研究概要 |
1.超音波溶接の周波数特性 40kHzから800kHzの超音波ワイヤーボンディング装置を試作し接合特性を調べた結果、必要な振動速度v_rおよび振動振幅x_rは周波数fが高くなるに従って減少する。直線範囲ではv_r=Af^<・0.6>,x_r=Bf^<・1.49>A,B:定数である。300kHz以上の高周波数では接合の方向性が無くなり、接合特性が向上し、また常温接合の実現の可能性が得られた。更に高周波数域については検討予定である。
2.複合振動による接合特性 〜190kHzで溶接チップ振動軌跡が直線、円形、方形の場合に温度上昇、溶接部変形、溶接強度、溶接条件等につき検討し、複合振動の有効性を確認した。また高周波数600kHz直線軌跡の温度上昇および溶接特性が190kHz円形振動軌跡の場合とほゞ等価である事を明らかにした。また安定な接合が行われる溶接条件の範囲が複合振動軌跡の場合には直線軌跡より広いことが明らかになった。
3.高周波数・複合振動系の開発 ボールボンディング用の従来のセラミックキャピラリーの設置が可能な新しい縦振動-複合曲げ振動系を用いた160kHzから1MHzの振動装置を提案・試作し、1MHzまでの高周波で溶接チップ部での円形、方形等の複合振動軌跡を確認した。また400kHzでアルミニウム細線の接合を行い有効性を確認した。
4.セラミックキャピラリーの高周波数振動につき検討した結果、160kHz〜1MHzの範囲ではノード部が2または3個所の高次曲げ振動をし、先端チップ部で接合に必要な振動速度が得られる事がわかった。
5.上記の結果より高周波数化による接合性能の向上、高周波数用の振動系を実現する事が出来、飛躍的な接合性能の向上の見通しが得られた。
更に自動機での接合、また超高周波数域での接合の可能性等につき検討中である。
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