| 講演名 | 2000/12/7 大面積溶接チップ部を有する複合振動超音波金属溶接装置について 辻野 次郎丸, 佐野 努, 原田 祥樹, 笠原 光平, |
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| 抄録(和) | 超音波溶接は、同種または異種の金属材料等の短時間での接合が可能であり、従来の一次元の振動軌跡(直線)に変わって、2次元の振動軌跡を用いる事により同一振動振幅でも溶接部面積がよりに大に一様になり、更に方向性のない溶接が可能である。半導体チップ、各種の電子デバイス等のパッケージングには、比較的大きい面積が必要であるが、従来の超音波ワイヤーボンディング装置では大面積の溶接チップを得ることは困難である。溶接チップ部面積を従来の3mm角から6～8mm角に大にした振動周波数27kHzおよび40kHzの複合振動超音波溶接装置を構成し、振動特性、振動分布、振動軌跡および溶接特性について検討した。溶接用複合振動系は27kHzおよび40kHzの直径40および30mmの縦振動源で、自由端部に溶接チップを4カ所設置した一軸構成の縦-ねじり振動変換器を駆動する構成である。縦_ねじり振動変換器は縦振動ノード部付近に斜めスリット部を有し、この斜めスリット部で縦-ねじり振動変換が行われ、溶接チップ部で楕円振動軌跡が得られる。また板厚0.3mmのアルミニウム薄板試料の溶接強度に必要な振動振幅は、27kHzでは7mm(peak-to-zero value)、40kHzでは2.5mm程度で27kHzの場合と比較してかなり小になる。27kHzおよび40kHzの場合共に溶接チップ振動速度約1.2m/s、入力電力20～35W程度で溶接時間0.2s以下で母材が破断する溶接強度で溶接可能である。 |
| 抄録(英) | Vibration and welding characteristics of complex vibration ultrasonic welding systems of 27 kHz and 40 kHz are studied. Complex vibration systems which have elliptical to circular or rectangular to square locus are effective for ultrasonic welding of various specimens including the same and different metal specimens, and for direct welding of semiconductor tips of IC, LSI(flip-tip joining)and packaging of various electronic devices. The complex vibration systems consist of an one-dimensional longitudinal-torsional vibration converter with slitted part, a stepped horn and a longitudinal vibration transducer(a bolt-clamped Langevin type PZT transducer). Four welding tips are made at the circumference of a free end of the complex vibration converters 24 or 20 mm in diameter. The complex vibration welding tips of 27 kHz and 40 kHz have enough area for various welding specimens. The vibration locus of the welding tip was measured using two laser Doppler vibrometers. Aluminum plate specimens of 0.3 to 1.0 mm thickness were successfully joined with weld strengths almost equal to aluminum specimen strength, and independent to the angle between welding tip vibration and specimen directions. Required vibration amplitude of 40 kHz is smaller than that of 27 kHz. |
| キーワード(和) | 超音波溶接 / 超音波ワイヤーボンディング / 複合振動超音波溶接 / 縦-ねじり振動変換器 / 半導体チップの直接接合 / 電子部品のパッケージング |
| キーワード(英) | Ultrasonic welding / Ultrasonics wire bonding / Complex vibration ultrasonic welding / Longitudinal-torsional vibration converter / Direct welding of semiconductor chip / Packaging of electronic parts |
| 資料番号 | US2000-76 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | US |
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| 開催期間 | 2000/12/7(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Ultrasonics (US) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 大面積溶接チップ部を有する複合振動超音波金属溶接装置について |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Ultrasonic Complex Vibration Welding System Using a One-Dimensional Longitudinal-Torsional Vibration Converter With Large Welding Tips |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超音波溶接 / Ultrasonic welding |
| キーワード(2)（和/英） | 超音波ワイヤーボンディング / Ultrasonics wire bonding |
| キーワード(3)（和/英） | 複合振動超音波溶接 / Complex vibration ultrasonic welding |
| キーワード(4)（和/英） | 縦-ねじり振動変換器 / Longitudinal-torsional vibration converter |
| キーワード(5)（和/英） | 半導体チップの直接接合 / Direct welding of semiconductor chip |
| キーワード(6)（和/英） | 電子部品のパッケージング / Packaging of electronic parts |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 辻野 次郎丸 / Jiromaru TSUJINO |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 神奈川大学工学部電気工学科 Faculty of Engineering, Kanagawa University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 佐野 努 / Tsutomu SANO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 神奈川大学工学部電気工学科 Faculty of Engineering, Kanagawa University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 原田 祥樹 / Yoshiki HARADA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 神奈川大学工学部電気工学科 Faculty of Engineering, Kanagawa University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 笠原 光平 / Kouhei KASAHARA |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 神奈川大学工学部電気工学科 Faculty of Engineering, Kanagawa University |
| 発表年月日 | 2000/12/7 |
| 資料番号 | US2000-76 |
| 巻番号（vol） | vol.100 |
| 号番号（no） | 492 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 8 |
| 発行日 | |