FR2524704A1

FR2524704A1 - Appareil pour la fixation de fils par soudage, notamment pour composants a semi-conducteurs

Info

Publication number: FR2524704A1
Application number: FR8305253A
Authority: FR
Inventors: Susumu Okikawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1983-10-07
Also published as: IT8320382A0; GB2137914A; GB8412000D0; GB2117299B; KR840004306A; GB8308622D0; IT1161808B; GB2117299A; JPH0474859B2; JPS58169918A; KR920005630B1; FR2524704B1; US4564734A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL POUR LA FIXATION DE FILS PAR SOUDAGE. DANS CET APPAREIL QUI COMPORTE UN ORGANE MOBILE 23 EQUIPE D'UNE ELECTRODE 24, UN OUTIL DE SOUDAGE 12 AMENANT ET GUIDANT UN FIL DE LIAISON 1 A PROXIMITE D'UN OBJET 1 AUQUEL LE FIL DOIT ETRE SOUDE, L'ELECTRODE 24 ET LE FIL 1 ETANT RELIES AUX BORNES D'UNE SOURCE D'ALIMENTATION EN ENERGIE 34, L'ATMOSPHERE, QUI EXISTE ENTRE L'EXTREMITE LIBRE DU FIL 1 ET L'ELECTRODE 24 ET DANS LAQUELLE UN ARC DE DECHARGE SE PRODUIT ENTRE LE FIL ET L'ELECTRODE, EST FORME PAR UNE ATMOSPHERE DE GAZ REDUCTEUR CONTENANT DE L'HYDROGENE, LE FIL ETANT CONSTITUE ESSENTIELLEMENT D'ALUMINIUM. APPLICATION NOTAMMENT A LA FABRICATION DES CONNEXIONS DE COMPOSANTS A SEMI-CONDUCTEURS PAR SOUDAGE OU PAR THERMOCOMPRESSION.

Description

La présente invention concerne un appareil pour la fixation de filspar

soudage Plus particulièrement la présente invention concerne un appareil pour la fixation de

fils par soudage, qui permet de fixer par soudage un fil min-

ce en un métal aisément oxydable, comme par exemple un fil d'aluminium, un fil en alliage d'aluminium ou analogue au

moyen d'un soudage par thermocompression.

La phase de fixation de fils par soudage est'

l'une des étapes de la fabrication d'un dispositif à semi-

conducteurs, qui est mise en oeuvre afin de relier électri-

quement le plot formant électrode d'une pastille élémentai-

re à un fil conducteur tel que par exemple un conducteur

extérieur, grâce à l'utilisation d'un fil A l'heure ac-

tuelle le soudage par thermocompression utilisant un fil

d'or (fil de Au) et le soudage ultrasonique d'un fil ut 4 ili-

sant un fil d'aluminium (filtre de Al) ont été largement employés Le soudage par thermocompression du fil de Al est désigné sous le terme de "soudure à boule écrasée ou en tête de clou" Conformément à cette technique, on fait fondre sous l'action de la chaleur la pointe du fil de Au, qui est constitué en un matériau résistant à l'oxydation,

en utilisant un chalumeau à hydrogène ou un arc de déchar-

ge de manière à former une boule d'or, et cette boule d'or est soudée par compression tout en étant repoussée contre une partie de fixation par soudage en utilisant un outil

de raccordement des fils, tel qu'un élément capillaire.

Cette technique présente comme avantages le fait que l'on peut réaliser une soudure résistante et qu'il n'y a aucune

directivité de la soudure du fil, mais entraîne comme in-

convénients le fait qu'il apparait ce que l'on appelle le "phénomène de la peste pourpre" (selon lequel un composé

pourpre de Au Al 2 est formé lorsqu'un système Au Al est chauf-

fé à une température supérieure ou égale à 3000 C), ce qui

réduit la solidité de la soudure lorsque la partie consti-

tuant la soudure est réalisée en un matériau à base d'alu-

minium, comme par exemple un plot d'électrode, et l'or lui-même est un métal précieux, dont le prix commercial

subit des variations.

D'autre part le soudage ultrasonique utilisant le fil de Al fixe ce dernier au moyen de vibrations ultraso- niques Cette technique présente comme avantage le fait qu' elle peut être mise en pratique de façon économique étant donné que le fil d'aluminium est bon marché, mais n'est pas

dénuée de problèmes selon lesquels la construction d'un ap-

pareil de fixation de fils par soudage devient complexe étant donné que le soudage des fils est réalisé au moyen de vibrations ultrasoniques et qu'il existe une directivité de la soudure du fil, et que la vitesse de soudage est plus

faible que dans le cas du soudage par thermocompression.

C'est pourquoi, afin de tirer le meilleur par-

ti des avantages des deux techniques de soudage par thermo-

compression et de soudage ultrasonique, on a essayé ces der-

nières années d'utiliser une technique de soudage par thermo-

compression, en utilisant de l'aluminium Les avantages de cette technique tiennent au fait que le matériau du fil de soudage, c'est-à-dire l'aluminium est bon marché, qu'il

n'existe pas de directivité dans le soudage du fil, que l'ap-

pareil de fixation du fil par soudage est d'une constitution simple et que la vitesse de soudage est élevée C'est ce qu'on appelle une technique de soudage à boule écrasée ou en tête de clou, lors de laquelle on réalise une boule ou bille au

niveau de l'extrémité du fil de Al Cependant, si l'on uti-

lise tel quel, pour l'application à cette technique, l'ap-

pareil classique de fixation de fils par soudage avec em-

ploidu fil de Au et du chalumeau à hydrogène oude l'arc de

décharge, la boule ne peut pas être formée de façon satis-

faisante au niveau de l'extrémité du fil de Al, étant don-

né que l'aluminium est un métal aisément oxydable et que

l'oxyde d'aluminium résultant entraîne des effets nuisibles.

C'est pourquoi l'auteur à la base de la présente invention a trouvé que le soudage du fil ne peut pas être effectué avec

une fiabilité élevée dans le cadre de cette technique.

Un exemple de l'appareil classique de fixation

de fils par soudage selon le système de soudage par ther-

mocompression, qui utilise le fil de Al et selon lequel on forme une boule à l'extrémité de Al au moyen d'un arc de décharge, est décrit dans la demande de brevet japonais No 54834/1976 (demande de brevet japonais publiée sous le N O 147174/1976) Comme cela est représenté à la figure 1, annexée à la présente demande, appareil de fixation de fils par soudage utilise un potentiel appliqué entre le fil de Al 1 et l'électrode de décharge 2, à partir d'une source à haute tension 3,tandis qu'un potentiel négatif est appliqué au fil de Al, de manière à produire un arc de décharge entre eux, alors que l'extrémité du fil de Al est maintenue dans une atmosphère formée d'un gaz inerte tel que l'argon (Ar), et pour former par conséquent la boule au

niveau de l'extrémité du fil de Al Cependant la sphéri-

cité ou rondeur de la boule résultante est médiocre et il apparait un rétrécissement au niveau de l'élément de Al situé immédiatement au niveau de la boule L'auteur de la présente invention a trouvé que si le soudage du fil est

réalisé dans de telles conditions, la sphéricité de la bou-

le qui a été ainsi soudée par compression, est médiocre, que le soudage dans la position correcte devient difficile et qu'il est probable que le fil se rompera sous l'effet du rétrécissement, ce qui réduit éventuellement la fiabilité

de la soudure.

Sur la base d'études et d'analyses, l'auteur de

la présente invention a trouvé que les raisons, pour les-

quelles la sphéricité de la boule du fil de Al est médio-

cre et pour lesquelles le rétrécissement apparaît, résident

dans le fait que l'oxyde d'aluminium, c'est-à-dire l'alumi-

ne (A 1203) formée à la surface du fil de Al, empêche la fu-

sion de ce fil de Al et la formation de la boule et que l'arc de décharge se déploie à proximité de l'extrémité du fil de

Ai, ce qui provoque une dispersion d'énergie.

Dans un appareil de fixation de fils par soudage du type constitué de manière à produire un arc par décharge entre un fil constitué en un métal aisément oxydable, tel que du Al ou un alliage de Al et une électrode de décharge, la présente invention a par conséquent pour but de fournir un appareil de fixation de fils par soudage, qui supprime les influences nuisibles d'un oxyde à la surface du fil de 1 o liaison métallique, et permet de former une boule possédant une bonne sphéricité au niveau d'une extrémité libre du fil

de liaison.

Un autre but de la présente invention est de fournir un appareil de fixation de fils par soudage, qui

permette de former une boule possédant une très bonne sphé-

ricité et permette d'éliminer l'apparition du rétrécissement

du fil de soudure à proximité de la boule, moyennant une op-

timisation du gaz atmosphérique à l'instant de la décharge entre le fil de liaison et une électrode de décharge, et

moyennant un réglable approprié des polarités entre ces élé-

ments.

Ce problème est résolu conformément à l'inven-

tion dans un appareil de fixation de fils par soudage du

type indiqué plus haut, grâce au fait que l'atmosphère en-

tre l'extrémité libre dudit fil de liaison et une électrode de décharge devant être disposé en vis-à-vis de l'extrémité

libre dudit fil de soudure est une atmosphère de gaz réduc-

teur. Avantageusement, le gaz réducteur est un gaz inerte contenant de l'hydrogène et ledit fil de soudure

est un fil constitué essentiellement par de l'aluminium.

D'autres caractéristiques-et avantages de la

présente invention ressortiront de la description donnée

ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les-

quels: la figure 1, dont il a déjà été fait mention, est une vue schématique représentant la constitution de l'appareil classique de fixation de fils par soudage; la figure 2 est une vue de face montrant l'appareil de fixation de fils par soudage selon une for- me de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue en perspective à plus

grande échelle montrant les parties principales de l'appa'i-

reil de fixation de fils par soudage illustré sur la fi-

gure 2; la figure 4 est une vue en coupe prise suivant la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe montrant un dispositif à semiconducteurs sur lequel est effectué est le soudage de fils, moyennant l'utilisation de l'appareil de

fixation de fils par soudage conforme à la présente inven-

tion; les figures 6 et 7 sont des vuesen perspective

montrant chacune une autre forme de réalisation de la pré-

sente invention; la figure 8 est une vue en coupe de face montrant

encore une autre forme de réalisation de la présente inven-

tion; et

la figure 9 est un schéma illustrant la rela-

tion entre la teneur en gaz hydrogène (H 2) et la forme

de la boule du fil de soudure.

Ci-après on va montrer les formes de réalisation

préférées de la présente invention.

La figure 2 est une vue de face montrant une forme de réalisation de l'appareil de fixation de fils par soudage conforme à la présente invention Sur le dessin, l'extrémité de base d'un bras de soudage 12 est monté-avec possibilité de rotation sur une tête de soudage 11 qui est

montée sur une table XY 10 placée sur un bâti 100 de l'appa-

reil de fixation de fils par soudage Un capillaire 13, uti-

lisé en tant qu'outil de fixation du fil, est fixé à l'extré-

mité du bras de soudage 12, qui peut être amené à osciller selon un mouvement de va-et-vient au moyen d'un mécanisme à came Deux bras de serrage 15,16 actionnéspar un organe de commande à came 14 ou par un solénoïde sont disposés au-

dessus du bras de soudage 12 de telle sorte que les extré-

mités de ces bras 15,16 sont positionnées directement au-

dessus du capillaire 13 de manière à former l'organe de ser-

rage 17 La référence 1 désigne un fil de Al servant de fil de liaison Le fil de Al est dévidé d'une bobine 101, est

inséré à travers un guide 18, puis est inséré dans le capil-

laire 13 par l'intermédiaire de l'organe de serrage 17 En

dehors du fil de Al, qui n'est pas limitatif, le fil de liai-

son peut être un fil constitué en un métal aisément oxyda-

ble constitué par exemple par des alliages d'aluminium, com-

me par exemple par de l'aluminium contenant une faible teneur

de silicium (Si) ou de l'aluminium contenant une faible te-

neur de nickel (Si).

D'autre part la référence 19 représente un pla-

teau de soudage Le cadre de montage 20, auquel une pastille à semiconducteurs en tant qu'objet du soudage de-connexions est fixée par moulage, et placée sur le plateau de soudage 19 Le fil de Al 1 est raccordé entre le cadre de montage 21 et la pastille élémentaire à semiconducteurs 22, lorsque le capillaire 13 se déplace selon un mouvement vertical de va-et-vient. La référence 23 représente une partie formant

électrode de décharge constituée par un conducteur électri-

que La partie formant électrode 23 représente l'élément

caractéristique de la présent-* invention Cette partie for-

mant électrode est disposée de façon indépendante à proxi-

mité du tube capillaire 13 Comme représenté sur la figure 3, considérée en liaison avec la figure 4, la partie formant électrode de décharge 23 comporte une électrode 24 creuse essentiellement en forme de L Un tourillon 25 est réalisé

d'un seul tenant avec l'extrémité supérieure de cette par-

tie formant électrode de décharge 23 est portée, avec pos-

siblité de rotation, par un palier 26 de l'organe de fixa-

tion de l'appareil de fixation de fis par soudage, de sor-

te que l'électrode 24 dans son ensemble peut avoir un mou- vement de vaet-vient horizontal, c'est-à-dire suivant la

direction repérée par la flèche sur le dessin, et la par-

tie latérale inférieure 24 a de l'électrode 24 peut se dé placer audessous du tube capillaire 13, c'est-à-dire entre la position située immédiatement au-dessous de l'extrémité du fil de Al 1 et la position latérale (position de retrait)

du fil capillaire 13 Dans ce cas, une manivelle 27 est réa-

lisée en tant que partie solidaire du tourillon 25 et est raccordée à un solénoide 28 qui est raccordé lui-même à nouveau à une bielle 29 et le mouvement de va-et-vient du solénoïde 28 peut être transformé en un mouvement de

va-et-vient oscillatoire de l'électrode 24, décrit ci-

dessus. Plusieurs trous traversanti 30 sont percés dans la face supérieure de la partie latérale inférieure 24 a de

l'électrode 24 de manière à communiquer avec la partie in-

térieure de cette électrode, et un capot cylindrique 31 est monté de manière à entourer la partie latérale inférieure 24 a Une fente 34 s'étendant essentiellement sur un quart de la circonférence est ménagée dans la partie supérieure

de ce capot 31 de sorte que lorsque l'électrode 24 s'abais-

se, l'extrémité du fil de Al 1 peut pénétrer à l'intérieur du capot 31 à travers cette fente 32 D'autre part un tube

33 communiquant avec la partie intérieure creuse de l'élec-

trode 24 est disposé sur l'extrémité inférieure de l'élec-

trode,24 de manière à prolonger cette extrémité, et le gaz arrivant ultérieurement est envoyé dans l'électrode 24 par

l'intermédiaire de ce tube 33 Un circuit 34 formant sour-

ce d'alimentation en énergie, tel que représenté sur le des-

sin, est branché entre l'électrode 24 et l'organe de serrage 17 de manière que ce dernier, c'est-à-dire le fil de Al 1

raccordé à cet organe de serrage 17, serve de plaque posi-

tive, alors que l'électrode 24 sert de plaque négative et que l'arc de décharge s-étend depuis l'électrode 24 vers le fil de Al 1.

Cette forme de réalisation utilise un gaz réduc-

teur préparé par dilution d'hydrogène (H 2), de monoxyde de carbone (CO), l'oxyde dihydrogéné (N 20) ou de méthane (Ci< 4) avec un gaz inerte (argon ou azote), pour constituer le gaz décrit précédemment Le gaz est injecté dans le capot 31 par

l'intermédiaire des trous traversants 30 ménagés dans la par-

tie latérale 24 a de l'électrode 24, de manière à maintenir une atmosphère de gaz réducteur à l'intérieur du capot,

c'est-à-dire entre l'électrode 24 et le fil de Al 1.

Dans la construction décrite ci-dessus, lorsque le solénoïde 28 fonctionne et que sa tige fait osciller la manivelle 24 ainsi que le tourillon 25, sous l'effet de son mouvement de contraction et d'extension, la partie latérale 24 a de l'électrode 24 s'abaisse en pivotant et est positionnée

immédiatement au-dessous du fil de Al 1, ce qui a pour ef-

fet que l'extrémité de ce fil pénètre dans le capot 31.

L'intérieur du capot 31, c'est-à-dire la partie située en-

tre le fil de Al 1 et l'électrode 24, est alors maintenue dans l'atmosphère de gaz réducteur, par l'injection du,gaz

réducteur à partir de plusieurs trous traversants 30 ména-

gés dans l'électrode inférieure creuse 24 Ensuite, lors-

que le circuit 34 formant source d'alimentation en énergie est branché, l'arc de décharge est créé entre le fil de Al 1 et électrode 24 et l'extrémité libre du fil de Al 1 fond sous l'action de l'énergie dégagée par l'arc de manière à former la boule Dans ce cas, étant donné que la formation de la boule du fil de Al 1 se produit dans l'atmosphère de

gaz réducteur dans la présente forme de réalisation, l'alu-

mine, c'est-à-dire l'oxyde d'aluminium formé à la surface du fil de Al, est réduite en aluminium et étant donné que

la fusion est réalisée dans ces conditions, à la fois l'in-

térieur et la surface de l'extrémité du fil de Al sont fon-

dus uniformément dans leur ensemble Pour cette raison, il

se développe une tension superficielle uniforme et on ob-

tient une boule possédant une très bonne sphéricité.

Dans cette forme de réalisation, le fil de

Al en tant que fil de liaison est utilisé comme plaque po-

sitive et l'électrode de décharge est utilisée en tant que plaque négative Par conséquent l'arc de décharge dans ce' cas s'étend depuis l'électrode 24 en direction du fil de

Al, en raison des polarités des fils de Al et de l'électro-

de C'est pourquoi il ne se produit pas le phénomène dénom-

mé "phénomène de nettoyage" (au cours duquel l'arc se pro-

page tout en recherchant la pellicule d'oxyde frais à la surface du fil de Al et se propage depuis l'extrémité du

fil de Al sur une zone étendue à proximité de ladite ex-

trémité), de sorte qu'il ne s'exerce aucune action ther-

mique sur des parties autres que la zone du fil de Al, o se forme la boule, et seule l'extrémité du fil de Al est

localement fondue sous l'action de la chaleur, ce qui en-

traîne la formation de la boule de Al possédant une très bonne sphéricité En outre étant donné qu'il s'agit d'un

système de chauffage local,,il ne se produit aucune con-

traction ou aucun rétrécissement directement au-dessus de

la boule.

Une fois que la boule est formée, le tourillon

et l'électrode 24 sont pivotés vers le haut sous l'ac-

tion du solénoïde 28 et de l'opération de retrait de sa

tige, et la partie latérale 24 a de l'électrode est rame-

née en retrait à partir de la position située immédiate-

ment au-dessous du fil de Al 1 Par conséquent, lorsque le tube capillaire 13 est abaissé lors du pivotement du bras de soudage 12, le fil de Al l peut être soudé par

thermocompression à la pastille 22 du dispositif 20 au-

quel le fil doit être fixé Etant donné que la boule ain-

si formée possède une très bonne sphéricité, le soudage

du fil peut être effectué avec une fiabilité élevée.

Ci-après on va décrire une autre forme de réa-

lisation de la présente invention Cette forme de réalisa.

tion est caractérisée par le fait qu'un gaz inerte, pour lequel il peut s'agir d'un gaz présentartune action de

pincement thermique, est utilisé comme gaz devant être en-

voyé dans l'électrode 24 en plus du gaz réducteur utilisé dans la forme de réalisation précédente Des exemples de ' gaz possédant une telle action de pincement thermique sont l'hydrogène (H 2), l'hélium (He), le méthane (CH 4), l'azote (N 2), le monoxyde de carbone (CO) et analogue Si ce gaz est présent entre le fil de Al 1 et l'électrode 24,

on obtient ce qu'on appelle une "action de pincement ther-

mique", lors de laquelle l'arc se décharge se concentre sur l'extrémité du fil de Al de sorte que l'énergie de décharge se concentre sur cette extrémité dudit fil et est effectivement utiliséepour la formation de la boule, ce qui améliore la sphéricité de cette derniie et permet

de réaliser une économie d'énergie A ce sujet, cette ac-

tion de pincement thermique intervient indépendamment de

la polarité de la source d'alimentation en énergie pou-

vant être relié au fil de Al, c'est-à-dire que la polari-

té soit ou non positive ou négative C'est pourquoi le circuit 34 formant source d'alimentation en énergie n'est pas limité de façon particulière à la source d'énergie représentéesur le dessin Si l'on utilise comme gaz de

l'hydrogène(H 2),du monoxyde de carbone (CO) ou du métha-

ne (CH 4), ce seul gaz présente les deux actions étant don-

né que le H 2 le CO et le CH 4 ont à la fois une action ré-

ductrioe et une action de pincement thermique.

La figure 5 illustre un exemple du dispositif

à semiconducteurs fabriqué selon le procédé décrit ci-des-

sus Dans ce dispositif à semiconducteurs 40, la pastille

26 est fixé sur le cadre de montage 21 au moyen d'un cris-

tal eutectique de Au-Si 41 ou analogue, et le plot 42 de la il pastille 22 et le moule intérieur 43 du cadre de montage

21 sont raccordés l'un à l'autre par le fil de Al 1 Ensui-

te on réalise le scellement du moule en utilisant une rési-

ne 44 Le fil de Al 1 est soudé par thermocompression une fois que la boule est formée de la manière décrite ci-des- sus Dans ce cas, il est possible d'utiliser un matériau formé d'un alliage d'aluminium et constitué principalement

par de l'aluminium et contenant environ 1 % en poids de di-

licium (Si) ou un alliage d'aluminium constitué essentiel-

lement par de l'aluminium et contenant environ 0,5 % en

poids de nickel (Ni) à la place du fil d'aluminium 1.

Si l'on utilise pour constituer le fil de liai-

son de l'aluminium ou un alliage d'aluminium comprenant de l'aluminium comme composant principal, la surface du fil est aisément oxydable, mais on peut obtenir la formation d'une boule possédant une très bonne sphéricité si cette

boule est formée au niveau de l'extrémité du fil de liai-

son dans l'atmosphère du gaz réducteur ou du gaz présentant l'effet de pincement thermique conformément à la présente

invention Si l'on utilise le gaz décrit ci-dessus, en par-

ticulier de l'hydrogène, l'élément formant boule au niveau de l'extrémité du fil de liaison et à proximité de cette

extrémité prend un état de posôsité microscopique, mais ce-

ci n'exerce aucune influence nuisible sur différentes pro-

priétés,comme par exemple la soudabilité pendant le souda-

ge dufil Afin d'améliorer la connexion entre le fil de Al 1 et le conducteur intérieur 43, on forme à la surface de ce conducteur une couche 45 de placage d'argent (Ag)

ou d'or (Au).

Le dispositif à semiconducteurs du type décrit ci-dessus peut être fabriqué à bon marché étant donné que l'on utilise un fil de Al à la place du fil de Au Etant

donné que l'on utilise la méthode de soudage par thermo-

compression, il n'existe aucune directivité de soudage et

la construction de l'appareil de fixation de fil par sou-

dage (en particulier la constitution du plateau de soudage et de la tête de soudage) peut être simplifiée La méthode

de soudage par thermocompression permet d'accroître la vi-

tesse de soudage par rapport à la méthode de soudage ul-

trasonique d'un fil Lorsque la sphéricité de la boule est améliorée, la fiabilité du soudage du fil peut être

également améliorée.

En ce qui concerne la partie formant électrode

23, on peut également utiliser les constructions représen-

tées sur les figures 6 à 8 Dans la construction représen-

tée sur la figure 6, une extrémité du capot 31 A est ouver-

te de manière à être montée sur la partie latérale infé-

rieure 24 a de l'électrode 24 et forme un orifice 35 d'ame-

née du gaz faisant partie du capot 31 A de manière à intro-

duire complètement le gaz dans le capot 31 A par l'intermé-

diaire dudit orifice C'est un orifice du type introduisant par soufflage le gaz au niveau de l'extrémité du fil de Al 1 La construction représentéesur la figure 7 est analogue à celle représentée sur la figure 3, par le fait que les deux extrémités ducapot 31 B sont fermées et que l'orifice 36 d'amenée du gaz est formé directement sur le capot 31 B,

* de sorte que le gaz peut directement circuler en direc-

tion de la fente 32 et est injecté à proximité du fil de

Ai 1 La construction représentée sur la figure 8 est to-

talement différente des constructions précédentes Dans cette construction, lé capot 31 est fixé d'un seul tenant autour de l'enveloppe extérieuredu tube capillaire 13 de

sorte que, lorsque le gaz est envoyé entre le tube capil-

laire 13 et le capot 37, il est introduit par soufflage vers le bas sur l'extrémité du fil de Al 1 à partir de

l'ouverture 38 de l'extrémité inférieure du capot 37.

Ces formes de réalisation ont en commun le

fait que l'extrémité du fil de Al est maintenu dans l'at-

mosphère de gaz prédéterminée et que l'utilisation du gaz réducteur seul ou bien l'utilisation d'un gaz formé par le mélange du gaz réducteur et du gaz présentant l'action

de pincement thermique est choisi de façon appropriée con-

formément à l'application projetée.

La sphéricité et la taille de la boule ou ana-

logue sont légèrement affectées, dans le cadre de la pré- sente invention, par des facteurs électriques tels que la tension, le courant et la durée de la source d'énergie pour la décharge, des facteurs mécaniques tels que la disd tance entre lé fil de Ai et l'électrode et analogue, et

des facteurs chimiques tels que la en teneur gaz et ana-

logue Il est essentiel que ces facteurs soient choisis de façon appropriée conformément à la taille requise de la boule et analogue Par exemple la figure 9 illustre la modification du diamètre de la boule/du diamètre du fil dans le cas de la variation de la en teneur hydrogène

(H 2) Cette caractéristique est représentée par la te-

neur en hydrogène (H 2) contenu dans l'azote (N 2), qui est un gaz inerte On peut voir que plus la teneur en hy drogène est élevée, plus la sphéricité de la boule est meilleure C'est pourquoi il est possible de régler la quantité d'hydrogène (H 2) consommée,sur une teneur qui fournit une boule satisfaisante du point de vue du coût et

d'autres considérations.

Comme cela a été décrit précédemment, dans l'ap-

pareil de fixation de fils par soudage conforme à la présen-

te invention, l'atmosphère existant entre le fil et l'élec-

trode et plus spécifiquement l'atmosphère au niveau de l'ex-

trémité du fil est une atmosphère réductrice et l'arc de

décharge est produit entre ladite extrémité du fil et l'élec-

trode En outre l'extrémité du fil est maintenue dans cette

atmosphère de gaz, qui fournit l'action de pincement ther-

mique Ce dispositif améliore la sphéricité de la boule de-

vant être formée au niveau de l'extrémité du fil constitué en un métal aisément oxydable, tel que l'aluminium ou un

alliage d'aluminium, qui empêche l'apparition d'une contrac-

tion La sphéricité et la réduction de la contraction peu-

vent être en outre améliorées lorsque les polarités du fil et de l'électrode sont prises en compte de façon appropriée, et la fiabilité de la fixation du fil par soudage moyennant l'utilisation du métal aisément oxydable tel que l'aluminium

ou un alliage d'aluminium, peut êtreaméliorée de façon sup-

plémentaire.

Claims

REVENDICATIONS

1 Appareil de fixation de fils par soudage, du type dans lequel on réalise une boule à une extrémité libre d'un fil de liaison ( 1) par suite de l'application d'un arc de décharge et dans lequel ladite boule est soudée par thermocompression à un objet ( 20) devant être câblé

pour réaliser une connexion électrique du fil, carac-

térisé en ce que l'atmosphère située entre l'extrémité

libre dudit fil de liaison ( 1) et une électrode de déchar-

ge ( 24) devant être disposée en vis-à-vis de l'extrémité

libre du fil de liaison, est une atmosphère de gaz réduc-

teur. 2 Appareil de fixation de fils par soudage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz réducteur est un gaz inerte contenant de l'hydrogène et

que le fil de liaison ( 1) est un fil constitué essentielle-

ment d'aluminium.

3 Appareil de fixation de fils par soudage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fil

( 1) est utilisé en tant que plaque positive alors que la-

dit électrode ( 24) est utilisée en tant que plaque néga-

tive de manière que le fil et-l'électrode produisent en-

tre eux l'arc de décharge.

4 Appareil de fixation de fils par soudage

selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caracté-

risé en ce que laditeélectrode ( 24) peutêtre écartée de la

position située immédiatement au-dessous de l'extrémité du-

dit fil ( 1).

Appareil de fixation de fils par soudage, caractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement par un outil ( 12,13) de raccordement du fil et au moyen duquel un fil de liaison ( 1) est guidé, un organe ( 17) de serrage

du fil pouvant serrer de façon appropriée ledit fil de liai-

son ( 1), une électrode de décharge ( 24) disposée de manière

à être en vis-à-vis d'une extrémité libre dudit fil de liai-

son ( 1) guidé par ledit outil ( 12,13) de raccordement du

fil de sorte que l'extrémité libre du fil fait saillie à par-

tir de la pointe dudit outil ( 12,13),et une source d'alimen-

tation en énergie ( 34) servant à appliquer un potentiel d'une première polarité audit organe de serrage ( 17) et un poten- tiel d'une seconde polarité à ladite électrode de décharge

( 24), cette électrode ( 24) étant constituée par un conduc-

teur électrique possédant une partie creuse intérieure ete étant équipée d'un capot ( 31) pouvant entourer, au niveau

de sa partie latérale, l'extrémité dudit fil ( 1) et compre-

nant plusieurs trous traversants( 3) ménagés dans sa face

supérieure à l'intérieur dudit capot de manière à communi-

quer avec ladite partie intérieure creuse de l'électrode.

6 Appareil de fixation de fils par soudage, selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit fil

( 1) est utilisé en tant que plaque positive, tandis que la-

dite électrode ( 22) est utilisée en tant que plaque négati-

ve de telle manière que le fil et l'électrode produisent

entre eux un arc de décharge.

7 Appareil de fixation de fils par soudage

selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caracté-

risé en ce que laditesélectrode ( 24) peut être écartée de

la position située immédiatement au-dessous de l'extrémi-

té du fil ( 1).

8 Appareil de fixation de fils par soudage

selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caracté-

risé en ce qu'un gaz est envoyé à l'intérieur de l'électro-

de de décharge ( 24) qui est un conducteur électrique possé-

dant une partie intérieure creuse et qui est équipé de plu-

sieurs trous traversants( 30) communiquant avec ladite par-

tie intérieure 'creuse sur le c 8 té de l'électrode.

9 Appareil de fixation de fils par soudage, du type dans lequel une réalise une boule à l'extrémité d'un fil de liaison ( 1), moyennant l'utilisation d'un arc

de décharge et dans lequel ladite boule est soudée par ther-

mocompression à un objet ( 20) pour l'établissement d'une

connexion électrique entre cet objet et le fil, caractéri-

sé en ce que l'atmosphère entre l'extrémité dudit fil ( 1) et une électrode de décharge ( 24) disposée de manière à être en vis-à-vis de l'extrémité dudit fil, est une atmo-

sphère formée d'un mélange de gaz constitué par un gaz ré-

ducteur et un gaz présentant une action de pincement ther-

mique. Appareil de fixation de fils par soudage

selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un fil mé-

tallique ( 21) constitué essentiellement par de l'aluminium

est utilisé en tant que fil de liaison.

11 Appareil de fixation de filspar soudage

selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, carac-

térisé en ce que ledit mélange de gaz constitué par un gaz

réducteur et un gaz présentant une action de pincement ther-

mique est un gaz inerte contenant de l'hydrogène.

12 Appareil de fixation de fils par soudage

selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caracté-

risé en ce que ledit fil ( 1) est utilisé en tant que plaque positive, tandis que ladite électrode ( 24) est utilisée en tant que plaque négative, de telle manière que le fil et

l'électrode produisent entre eux l'arc de décharge.

13 Appareil de fixation de fils par soudage

selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, carac-

térisé en ce que ladite électrode ( 24) peut être écartée

de la position située immédiatement au-dessous de l'extré-

mité du fil ( 1).

14 Appareil de fixation de fils par soudage

selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caracté-

risé en ce que ladite électrode ( 24) est mouléesous la for-

me d'un corps creux et est munie d'un capot ( 31) pouvant entourer, par sa partie inférieure, l'extrémité dudit fil

( 1) et qu'il est-prévu plusieurs trous traversant 8 ( 20) mé-

nagés dans la partie latérale inférieure de ladite électro-

de ( 24), à l'intérieur dudit capot ( 31), de manière à com-

muniquer avec la partie intérieure creuse de l'électrode.