Инструмент для микросварки

 

О П И С А Н И Е (ii)692710

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииесюа

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.06.77- (21) 2498391/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 23 К 19/00

Гвсударстввкиый квмктвт ссср пп делам взвбрвтвнкй

Is вткрмткй (53) УДК 621.791..44 (088.8) Опубликовано 25.10.79. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 05.11.79 (72) Авторы изобретения

В, В. Афанасьев и В. М. Головин (71) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МИКРОСВАРКИ

Изобретете ние относится к оборудованию для микросварки при производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Известно устройство для микросварки, содержащее корпус с капиллярным отверстием для проволоки, сварочную площадку и механизм для образования шарика (1) .

Недостатками этого устройства являются невысокая производительность, вызванная необходимостью затрат времени на подвод механизма образования шарика к концу привариваемой проволоки при оплавлении шарика, и сложность конструкции.

Известен также инструмент для микросварки, содержащий корпус, в торце которого расположена сварочная площадка и режущая кромка, и втулку с капиллярным отверстием для привариваемой проволоки@.

Такая конструкция сварочного инструмента не позволяет производить образование шарика на конце развариваемой на .микросхему монтажной проволоки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей сварочного инструмента.

Это достигается тем, что инструмент снабжен расположенной в корпусе электропроводящей контактной дорожкой и размещенной в торце ее между режущей кромкой и втулкой электроразрядной площадкой, при этом электроразрядная площадка установлена под углом 15 — 30 к оси капиллярного отверстия, а режущая кромка удалена от оси капнллярного отверстия на расстояние, равное .10 — 60 диаметрам привариваемой проволоки.

На фиг. 1 показан инструмент для микросварки, разрез; на фиг. 2 — процесс приварки монтажной проволоки к элементам микросхемы полупроводникового прибора с использованием оплавленного шарика.

Инструмент для микросварки содержит корпус 1, электроизоляционную втулку 2 с капиллярным отверстием 3 для проволоки, сварочную площадку 4 и режущую кромку 5, расположенные в торце корпуса. Электроразрядная площадка 6 расположена в торце корпуса 1 под углом 15 — 30 к оси капиллярного отверстия 3 на расстоянии от нее, равном 15 — 40 диаметрам развариваемой проволоки. Угол наклона 15 — 30

4 тельность импульса 70мсек при амплитуде напряжения 4 кВ.:

После получения шарика на конце привариваемой проволоки 11 ее подают на рабочую сварочную плошадку. Совмещают оплавленный шарик (фиг. 2 в) с контактной площадкой кристалла микросхемы 13„ опускают сварочный инструмент и производят приварку на контактную плошадку кристалла (фиг. 2 г). Затем инструмент поднимают и перемешают на траверсу 14 полупроводникового прибора. При этом привариваемая проволока 11 вытягивается из катушки 10, скользя по капиллярному отверстию 3. Инструмент опускают на совмещенную с ним траверсу 14 (фиг. 2д) и приваривают к ней проволоку 11. Одновременно режущая кромка 5 передавливает проволоку, после чего зажим 12 подтягивает проволоку 11 вверх, обрывая ее. Затем инструмент поднимают и перемещают на следую шую контактную площадку, одновременно подавая импульс высокого напряжения и оплавляя на проволоке шарик.

Наличие электроразрядной площадки в торце корпуса инструмента расширяет технологически возможности конструкции, т. е. позволяет производить операции оплавления шарика на конце привариваемой проволоки и производить ее обрезку.

Формула изобретения

3 разрядной плошадки относительно оси капиллярйого отверстия выбран для получения максимальной стабильности диамет., 1 ра оплавляемого шарика. Увеличение угла приводит к нестабильности диаметра н арика из-за колебаний величины зазора между разрядной площадкой и концом проволоки, длина .которого после обрезки не всегда одинакова. Уменьшейие угла йаклона -менее 15 приводит к" рассеянию энергии искрового разряда по длине проволоки, т. е. концентрация энергии на конце проволоки не обеспечивается, что приводит к нестабильности диаметра шарика. Расстояние от режущей кромки до оси капиллярного отверстия равно 10 — 60 диаметрам привариваемой проволоки и выбрано из условия обеспечения удовлетворительной стабиль ности диаметра оплавляемых шариков при мийимальных габаритах инструмента. Умень шение указанного расстояния менее 10 диаметров приводит к нестабильности зазора между концом проволоки и разрядной пло шадкой и дйаметра шарика вследствие колебания длины конца проволоки после обрезки. Увеличение расстояния более 60 диаметров обеспечивает большую отабйльность но требует увеличения габаритов сварочного инструмента, что не всегда возможно

Площадка 6 имеет слой износостойкого электропроводяшего покрытия 7 (например, палладий) и соединена посредством электропроводяшей контактной дорожки 8 с импульсным источником 9 высокого напряжения. Катушка 0 с привариваемой проволокой 11 (например, золотой) и зажим 12 соединены с нулевым проводом этого источника.

Процесс образования шарика на конце привариваемой проволоки и сварка инструментом происходит следуюшим образом.

Привариваемая проволока 11, заправленная в капиллярное отверстие 3 электроизо- . ляционной втулки 2, подается из катушки 10 в зону образования шарика и распо лагается так, что расстояние между ее концом и электроразрядной площадкой составляет 10 — 60 диаметров проволоки (фиг.2а).

Установив конец привариваемой проволоки 11, включают импульсный источник 9 высокого напряжения. В результате искро вого импульсного разряда на конце привариваемой проволоки 11 оплавляется шарик. Сое динение проволоки с нулем источника 9 обеспечивается зажимом 12 (фиг. 2б).

Для оплавления шарика на золотой про- 0 волоке диаметром 40 мкм расстояние от разрядной" площадки до проволоки составляет около 25диаметров проволоки (1 мм), длиИнструмент для микросварки, содержаший корпус, в торце которого расположена сварочная площадка и режушая кромка, и втулку с капиллярным отверстием для привариваемой проволоки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения образования шариков на конце привариваемой проволоки, инструмент снабжен расположенной в корпусе продольной электропроводяшей контактной дорожкой и размещенной..... в торце ее между режущей кромкой и втулкой электроразрядной площадкой, при этом электроразрядная площадка установлена под углом 15 —.30 к оси капиллярного отверстия, а режущая кромка удалена от оси капиллярного отверстия на расстояние, равное 10 — 60 диаметрам привариваемой проволоки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Назаров Г. B. и др. Сварка и пайка в микроэлектронике, М., 1969, стр. 89.

2. ГОСТ 11 ПО 409.002-72, стр. 21 черт 4. (прототип).

13 1М

Составитель Н. Тютченкова

Редактор Н. Козлова Техред О. Луговая Корректор Н. Задерновская

Заказ 6329 29 Тираж 1222 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4