| 研究課題/領域番号 |
11450279
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 |
中山 明芳 神奈川大学, 工学部, 教授 (90183524)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1999年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
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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 / 半導体チップのフェイスダウン接合 / マイクロエレクトロニクスにおけるパッケージング / パッケージング / 超音波溶接 / 縦振動-複合曲げ振動系 / 2次元の振動軌跡 / 縦振動-曲げ複合振動系 |
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| 研究概要 |
従来、超音波ワイヤーボンディングに使用されている40,60kHz帯および100,110kHz帯より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。また現在、半導体チップ等のハンダ、接着剤を用いない直接接合に超音波溶接が注目されているが従来の直線振動軌跡では一様な接合が困難である。従来の一次元の直線振動に替わり、2次元の楕円、円形または長方形、方形の複合振を用いることにより接合性能が顕著に向上し、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の縦振動源により直径7.0mm先端部が楕円から円形で振動をする複合曲げ振動棒を駆動する複合振動系を開発しているが大面積の溶接試料の直接接合は困難である、
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縦振動源で斜めスリット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楕円振動軌跡の3mmから10mmの溶接チップ4カ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10mm角から20mm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(21mm)を直交した2組の縦振動系で駆動する40kHz〜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て振動特性、溶接特性について検討した結果、半田や接着材を用いない多数のバンプ半導体チップの直接接合、セラミックパッケージの直接封止が実現できることが明らかになり、現在更に高周波化と接合特性を検討中である。
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