| 研究課題/領域番号 |
07555530
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| 応募区分 | 試験 |
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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)
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| キーワード | 超音波ワイヤーボンディング / 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 |
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| 研究概要 |
縦振動系で先端部に溶接チップ部を持つ曲げ振動棒を駆動する形式の振動周波数40kHz〜780kHz、縦振動系部分が1〜4.5波長長さ、直径0.12〜0.85波長太さ、曲げ振動棒が4〜6次の自由-自由曲げ振動モードで線形振動する超音波ワイヤーボンディング装置を試作し、直径0.1mmのアルミニウム細線および板厚1.0mmの銅板溶接試料を用い、接合に必要な振動速度および変位振幅を調べた。高周波数になるに従い必要振動速度、変位振幅が減少し、780kHzでは必要振動速度が0.2m/s、必要振動変位振幅が0.04μm(片振動振幅)となり極めて小さくなる。必要振動速度Vreqおよび振動変位振幅ξreqは、40から400kHzの周波数範囲では、ほヾVreq≒540・f^<-0.60->(m/s)およびξreq≒27・f^<-1.49>(m)f:振動周波数(Hz)である事を明らかにした。190kHzの線形、方形、円形軌跡の場合の溶接部温度上昇を熱起電力を用いて測定した結果、方形、円形軌跡の場合には温度上昇時間が短くまた最大測定温度が高いことが明らかになった。
金線等のボールボンディング用のセラミックキャピラリーは上記の高周波数での縦振動系の先端部直径が小になるため設置困難であるが、キャピラリーの設置が容易な直径7.0mmの縦振動-複合曲げ振動系(160,450,515kHz)等を試作し、高周波数515kHz以上で現用のキャピラリー(突き出し長さ6.5mm)が高次振動モードで振動し、高周波数で使用可能な事を明らかにした。
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