JPH05161988A - レーザーコーン - Google Patents
レーザーコーンInfo
- Publication number
- JPH05161988A JPH05161988A JP3283364A JP28336491A JPH05161988A JP H05161988 A JPH05161988 A JP H05161988A JP 3283364 A JP3283364 A JP 3283364A JP 28336491 A JP28336491 A JP 28336491A JP H05161988 A JPH05161988 A JP H05161988A
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- Japan
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- cone
- wire
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザーコーンに係り、特に基板に配線された
パターンを修正用または改造用ワイヤを基板上に接合す
るために照射されるレーザ光を集光するレーザーコーン
に関し、レーザ光によってワイヤをパッドにボンディン
グする際のパッド接合信頼性を向上することを目的とす
る。 【構成】被対象物８に照射されるレーザ光を集光するレ
ーザーコーンにおいて、反射率の低い材料からなる封止
部６ａを、前記被対象物８側の先端に形成するよう構成
する。
パターンを修正用または改造用ワイヤを基板上に接合す
るために照射されるレーザ光を集光するレーザーコーン
に関し、レーザ光によってワイヤをパッドにボンディン
グする際のパッド接合信頼性を向上することを目的とす
る。 【構成】被対象物８に照射されるレーザ光を集光するレ
ーザーコーンにおいて、反射率の低い材料からなる封止
部６ａを、前記被対象物８側の先端に形成するよう構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザーコーンに係
り、特に基板に配線されたパターンを修正用または改造
用ワイヤを基板上に接合するために照射されるレーザ光
を集光するレーザーコーンに関するものである。
り、特に基板に配線されたパターンを修正用または改造
用ワイヤを基板上に接合するために照射されるレーザ光
を集光するレーザーコーンに関するものである。
【０００２】近年、広く一般的に知られている熱抵抗を
用いてボンディングヘッドを加熱させワイヤを基板上の
パッドに接合するのでは、抵抗熱の関係上、電源をでき
る限りボンディングヘッド近傍に形成する必要があり、
ボンディング部分の機構が大型化する問題がある。
用いてボンディングヘッドを加熱させワイヤを基板上の
パッドに接合するのでは、抵抗熱の関係上、電源をでき
る限りボンディングヘッド近傍に形成する必要があり、
ボンディング部分の機構が大型化する問題がある。
【０００３】一方、ＣＯ2 レーザ（以下、単にレーザ光
と称する）を用いると、ボンディングヘッドと離れたと
ころにレーザ発振器を配置しておいても、ボンディング
ヘッドまではミラーをその屈曲部に形成すればよいた
め、ボンディング部分が小型化にできるため、高密度実
装が現実なものとなってきている今日では、このレーザ
光を用いたボンディング方法が用いられつつある。
と称する）を用いると、ボンディングヘッドと離れたと
ころにレーザ発振器を配置しておいても、ボンディング
ヘッドまではミラーをその屈曲部に形成すればよいた
め、ボンディング部分が小型化にできるため、高密度実
装が現実なものとなってきている今日では、このレーザ
光を用いたボンディング方法が用いられつつある。
【０００４】
【従来の技術】従来は、図１０に示すように、基板１０
０上に形成されたパッド９９に半田９８によってワイヤ
９７を接続する場合、その半田９８を溶融する方法とし
て、レーザ発振器から発振されたレーザ光を第１の筒部
９１内の透過ミラー９２および第２の筒部９３内のハー
フミラー９４を介して集光レンズ９５によって集光させ
たレーザ光を照射し、その照射されるレーザ光の先端に
レーザーコーン９６なるものを形成して、そのレーザー
コーン９６を介してレーザ光によって半田９８を溶融し
てワイヤ９７をパッド９９に接続するようにしていた。
０上に形成されたパッド９９に半田９８によってワイヤ
９７を接続する場合、その半田９８を溶融する方法とし
て、レーザ発振器から発振されたレーザ光を第１の筒部
９１内の透過ミラー９２および第２の筒部９３内のハー
フミラー９４を介して集光レンズ９５によって集光させ
たレーザ光を照射し、その照射されるレーザ光の先端に
レーザーコーン９６なるものを形成して、そのレーザー
コーン９６を介してレーザ光によって半田９８を溶融し
てワイヤ９７をパッド９９に接続するようにしていた。
【０００５】このレーザーコーン９６は図１１に示すよ
うに、一方がレーザ光の供給口９６ａとなっており、他
方は（被照射物となる半田側の先端９６ｂ）開口型とな
っており、そして内側はレーザ光に対して反射率が低い
平坦な金属またはセラミック等が鏡面仕上げされてい
た。
うに、一方がレーザ光の供給口９６ａとなっており、他
方は（被照射物となる半田側の先端９６ｂ）開口型とな
っており、そして内側はレーザ光に対して反射率が低い
平坦な金属またはセラミック等が鏡面仕上げされてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は薄膜により構成されるデリケートな高密度実装基板ユ
ニットにおいては、レーザ光の反射率変動に伴う熱エネ
ルギ変換率の変動が基板側の許容熱ストレスに対し過大
であり、パッド剥離が発生する問題が生じていた。
は薄膜により構成されるデリケートな高密度実装基板ユ
ニットにおいては、レーザ光の反射率変動に伴う熱エネ
ルギ変換率の変動が基板側の許容熱ストレスに対し過大
であり、パッド剥離が発生する問題が生じていた。
【０００７】つまり、光エネルギを熱エネルギに変換し
て接合するため、半田表面の光沢，形状等のバラツキに
対して光の反射率が大きく変動し、結果として適性なエ
ネルギを得ることが難しく、安定した接合品質が得られ
ない。接合品質を得るためには、照射時間を長くする、
またはレーザ光の出力を高くすることが考えられるが、
ボンディングする部分の状態は様々であり、一定の条件
でレーザ光の照射を行うと接合強度を得ることはできる
が上記したようにパッドに必要以上のストレスが加わり
パッドが剥離したり、パッドは剥離することはないが接
合強度に問題があるといういずれかの問題が存在する。
よって、ポンディング部分の状態に応じてその都度状態
を可変とすれば上記のような問題は発生しないが、実際
は不可能である。
て接合するため、半田表面の光沢，形状等のバラツキに
対して光の反射率が大きく変動し、結果として適性なエ
ネルギを得ることが難しく、安定した接合品質が得られ
ない。接合品質を得るためには、照射時間を長くする、
またはレーザ光の出力を高くすることが考えられるが、
ボンディングする部分の状態は様々であり、一定の条件
でレーザ光の照射を行うと接合強度を得ることはできる
が上記したようにパッドに必要以上のストレスが加わり
パッドが剥離したり、パッドは剥離することはないが接
合強度に問題があるといういずれかの問題が存在する。
よって、ポンディング部分の状態に応じてその都度状態
を可変とすれば上記のような問題は発生しないが、実際
は不可能である。
【０００８】従って、本発明は、レーザ光によってワイ
ヤをパッドにボンディングする際のパッド接合信頼性を
向上することを目的とするものである。
ヤをパッドにボンディングする際のパッド接合信頼性を
向上することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被対象物８
に照射されるレーザ光を集光するレーザーコーンにおい
て、反射率の低い材料からなる封止部６ａを、前記被対
象物８側の先端に形成したことを特徴とするレーザーコ
ーン、によって達成することができる。
に照射されるレーザ光を集光するレーザーコーンにおい
て、反射率の低い材料からなる封止部６ａを、前記被対
象物８側の先端に形成したことを特徴とするレーザーコ
ーン、によって達成することができる。
【００１０】
【作用】即ち、本発明においては、レーザーコーンの先
端に反射率の低い材料からなる封止部を形成しているた
め、レーザーコーン内を通ったレーザ光は封止部に照射
され、この封止部によって被対象物に対して直接照射で
はなく、間接照射が行われる。
端に反射率の低い材料からなる封止部を形成しているた
め、レーザーコーン内を通ったレーザ光は封止部に照射
され、この封止部によって被対象物に対して直接照射で
はなく、間接照射が行われる。
【００１１】この封止部による間接照射により、レーザ
光のエネルギが熱伝導エネルギに変換され、接合点の均
一化を図ることができる。
光のエネルギが熱伝導エネルギに変換され、接合点の均
一化を図ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を図面を用い
て詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す図であ
る。
て詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す図であ
る。
【００１３】図２は本発明のレーザーコーンを斜視図で
ある。図３は本発明のレーザーコーンの断面図である。
図４は本発明の実施例におけるワイヤボンディング状態
を示す図である。
ある。図３は本発明のレーザーコーンの断面図である。
図４は本発明の実施例におけるワイヤボンディング状態
を示す図である。
【００１４】図５は本発明のレーザーコーンにおけるレ
ーザ光照射状態を示す図である。図６は本発明のレーザ
ーコーンの第１の変化例におけるレーザ光照射状態を示
す図である。
ーザ光照射状態を示す図である。図６は本発明のレーザ
ーコーンの第１の変化例におけるレーザ光照射状態を示
す図である。
【００１５】図７は本発明のレーザーコーンの第２の変
化例におけるレーザ光照射状態を示す図である。図８は
本発明のレーザーコーンの第３の変化例を示す図であ
る。
化例におけるレーザ光照射状態を示す図である。図８は
本発明のレーザーコーンの第３の変化例を示す図であ
る。
【００１６】図９はレーザーコーンの第３の変化例によ
るワイヤボンディング状態を示す図である。尚、図１乃
至図９において、同一符号を付したものは同一対象物を
それぞれ示すものである。
るワイヤボンディング状態を示す図である。尚、図１乃
至図９において、同一符号を付したものは同一対象物を
それぞれ示すものである。
【００１７】図１に示すように、基板１０上に形成され
たパッド９に半田８によってワイヤ７を接続する場合、
その半田８を溶融する方法として、レーザ発振器から発
振されたレーザ光を第１の筒部１内の透過レンズ２およ
び第２の筒部４内の反射レンズ３を介して集光レンズ５
によって集光させたレーザ光を照射し、その照射される
レーザ光の先端にレーザーコーン６なるものを形成し
て、そのレーザーコーン６を介してレーザ光によって半
田８を溶融してワイヤ７をパッド９に接続するようにし
ていた。尚、ワイヤ７をパッド９にボンディングする際
は、レーザーコーン６の先端でその接合部を押圧しつつ
ボンディングが行われる。
たパッド９に半田８によってワイヤ７を接続する場合、
その半田８を溶融する方法として、レーザ発振器から発
振されたレーザ光を第１の筒部１内の透過レンズ２およ
び第２の筒部４内の反射レンズ３を介して集光レンズ５
によって集光させたレーザ光を照射し、その照射される
レーザ光の先端にレーザーコーン６なるものを形成し
て、そのレーザーコーン６を介してレーザ光によって半
田８を溶融してワイヤ７をパッド９に接続するようにし
ていた。尚、ワイヤ７をパッド９にボンディングする際
は、レーザーコーン６の先端でその接合部を押圧しつつ
ボンディングが行われる。
【００１８】このレーザーコーン６は図２に示すよう
に、銅，銅と鈴の化合物，ステンレス，セラミック等の
反射率の低い金属から構成されており、一方がレーザ光
の供給口６ｂとなっており、他方は円錐状６ｃとなって
おり、その先端には銅，銅と鈴の化合物，ステンレス，
セラミック等の反射率の低い金属からなる封止部６ａが
形成されており、そして内側はレーザ光に対して反射率
が低い平坦な金属またはセラミック等が鏡面仕上げされ
ていた。
に、銅，銅と鈴の化合物，ステンレス，セラミック等の
反射率の低い金属から構成されており、一方がレーザ光
の供給口６ｂとなっており、他方は円錐状６ｃとなって
おり、その先端には銅，銅と鈴の化合物，ステンレス，
セラミック等の反射率の低い金属からなる封止部６ａが
形成されており、そして内側はレーザ光に対して反射率
が低い平坦な金属またはセラミック等が鏡面仕上げされ
ていた。
【００１９】上記のように構成されたレーザーコーン６
に対してレーザ光は図３に示すように、封止部６ａに対
して垂直方向から真っ直ぐ照射されるようになってい
る。上記のように構成されたレーザーコーンを用いたワ
イヤボンディングを図４を用いて説明すると、基板１０
上のパッド９に形成された半田８の上面にワイヤ７を当
接させる。この状態をもって、その上方からレーザーコ
ーン６をワイヤ７に押圧した状態でレーザ光を照射す
る。
に対してレーザ光は図３に示すように、封止部６ａに対
して垂直方向から真っ直ぐ照射されるようになってい
る。上記のように構成されたレーザーコーンを用いたワ
イヤボンディングを図４を用いて説明すると、基板１０
上のパッド９に形成された半田８の上面にワイヤ７を当
接させる。この状態をもって、その上方からレーザーコ
ーン６をワイヤ７に押圧した状態でレーザ光を照射す
る。
【００２０】すると、レーザーコーン６の先端に形成さ
れた封止部６ａによって、レーザ光のエネルギが熱伝導
エネルギに変換され、封止部６ａを介してその変換され
たエネルギがワイヤ７へと伝わり、ワイヤ７の外被を昇
華させ、ワイヤ心線７ａを露出させ、半田８と接合さ
れ、一連のボンディング処理が行われる。
れた封止部６ａによって、レーザ光のエネルギが熱伝導
エネルギに変換され、封止部６ａを介してその変換され
たエネルギがワイヤ７へと伝わり、ワイヤ７の外被を昇
華させ、ワイヤ心線７ａを露出させ、半田８と接合さ
れ、一連のボンディング処理が行われる。
【００２１】尚、レーザーコーン６を通るレーザ光は、
レーザーコーン６の内側は反射率の低い金属等により構
成されているため、全てのレーザ光は１度は封止部６ａ
に照射されるため、無駄なロスがない。
レーザーコーン６の内側は反射率の低い金属等により構
成されているため、全てのレーザ光は１度は封止部６ａ
に照射されるため、無駄なロスがない。
【００２２】上記のレーザーコーン６においては、図５
に示すように、封止部６ａに対して垂直方向から照射さ
れたレーザ光は、水平な封止部６ａの面によって入射角
の方向に反射されることとなる。
に示すように、封止部６ａに対して垂直方向から照射さ
れたレーザ光は、水平な封止部６ａの面によって入射角
の方向に反射されることとなる。
【００２３】上記の水平な封止部６ａを有するレーザー
コーン６では、レーザ光軸にズレがあると、封止部６ａ
内での加熱された温度差が大きくなり、結果として封止
部６ａの幅射熱によって接合される品質が安定しない等
の問題がある。
コーン６では、レーザ光軸にズレがあると、封止部６ａ
内での加熱された温度差が大きくなり、結果として封止
部６ａの幅射熱によって接合される品質が安定しない等
の問題がある。
【００２４】これを解決するためには、図６または図７
に示すように封止部６ａの内側を加工すればよい。即
ち、図６に示す例では、封止部６ｂの内側６ｃ（レーザ
光が照射される部分）を曲面Ｒとしている。これによ
り、図５と同様の入射角度をもって入射されたレーザ光
は封止部６ｂの内側に少なくとも２ヵ所は衝突すること
となり、レーザ光の有効活用が行える。
に示すように封止部６ａの内側を加工すればよい。即
ち、図６に示す例では、封止部６ｂの内側６ｃ（レーザ
光が照射される部分）を曲面Ｒとしている。これによ
り、図５と同様の入射角度をもって入射されたレーザ光
は封止部６ｂの内側に少なくとも２ヵ所は衝突すること
となり、レーザ光の有効活用が行える。
【００２５】また、図７に示す例では、封止部６ｄの内
側６ｅ（レーザ光が照射される部分）を凹凸形状として
いる。これにより、図５と同様の入射角度をもって入射
されたレーザ光は封止部６ｄの内側に少なくとも２ヵ所
は衝突することとなり、レーザ光の有効活用が行える。
側６ｅ（レーザ光が照射される部分）を凹凸形状として
いる。これにより、図５と同様の入射角度をもって入射
されたレーザ光は封止部６ｄの内側に少なくとも２ヵ所
は衝突することとなり、レーザ光の有効活用が行える。
【００２６】更に、レーザーコーンの変形例として、図
８に示すようなものがある。これは、封止部６ｆの外側
形状をＲ曲面６ｇとしたものである。外側にＲ曲面６ｇ
を有するレーザーコーン６を用いたボンディングを行う
と、図９（ａ）に示すように、曲面Ｒ形状が半田８上の
ワイヤ７を保持した状態で押圧することができ、また、
図９（ｂ）にて示すように、半田８が溶融するとき、溶
融する半田８のフィレットをこのＲ曲面部６ｇで保証す
ることができるため、外観検査によりリジェクトされる
可能性が低くなる。
８に示すようなものがある。これは、封止部６ｆの外側
形状をＲ曲面６ｇとしたものである。外側にＲ曲面６ｇ
を有するレーザーコーン６を用いたボンディングを行う
と、図９（ａ）に示すように、曲面Ｒ形状が半田８上の
ワイヤ７を保持した状態で押圧することができ、また、
図９（ｂ）にて示すように、半田８が溶融するとき、溶
融する半田８のフィレットをこのＲ曲面部６ｇで保証す
ることができるため、外観検査によりリジェクトされる
可能性が低くなる。
【００２７】その他、曲面Ｒとすることで、誤った状態
で位置決めされたワイヤを矯正することができ、複数本
のムイヤを順に接合する家庭において接合されるワイヤ
はＲの中心に移動する作用が働き、ワイヤを平行に接合
するのに適している。更に、熱伝導のメカニズムにおい
て、ワイヤから伝導されパッド上の半田が溶融し、ワイ
ヤが加熱によりパッド上面まで沈んだ時に封止部にワイ
ヤだけではなく、溶融した半田とも接触するため、熱伝
導性が向上し、ワイヤ周囲に形成される半田フィレット
が高くなり、接合強度が増加する効果を有する。
で位置決めされたワイヤを矯正することができ、複数本
のムイヤを順に接合する家庭において接合されるワイヤ
はＲの中心に移動する作用が働き、ワイヤを平行に接合
するのに適している。更に、熱伝導のメカニズムにおい
て、ワイヤから伝導されパッド上の半田が溶融し、ワイ
ヤが加熱によりパッド上面まで沈んだ時に封止部にワイ
ヤだけではなく、溶融した半田とも接触するため、熱伝
導性が向上し、ワイヤ周囲に形成される半田フィレット
が高くなり、接合強度が増加する効果を有する。
【００２８】尚、上記した第３の変化例のレーザーコー
ンに第１の変化例のレーザーコーンおよび第２の変化例
のレーザーコーンをそれぞれ組み合わせて構成してもよ
いことはいうまでもない。
ンに第１の変化例のレーザーコーンおよび第２の変化例
のレーザーコーンをそれぞれ組み合わせて構成してもよ
いことはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザーコーンの形状を工夫することが、パッド剥離を回
避することができ、よってパッド接合時の信頼性を向上
させることができる。
ーザーコーンの形状を工夫することが、パッド剥離を回
避することができ、よってパッド接合時の信頼性を向上
させることができる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明のレーザーコーンを斜視図である。
【図３】本発明のレーザーコーンの断面図である。
【図４】本発明の実施例におけるワイヤボンディング状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図５】本発明のレーザーコーンにおけるレーザ光照射
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図６】本発明のレーザーコーンの第１の変化例におけ
るレーザ光照射状態を示す図である。
るレーザ光照射状態を示す図である。
【図７】本発明のレーザーコーンの第２の変化例におけ
るレーザ光照射状態を示す図である。
るレーザ光照射状態を示す図である。
【図８】本発明のレーザーコーンの第３の変化例を示す
図である。
図である。
【図９】レーザーコーンの第３の変化例によるワイヤボ
ンディング状態を示す図である。
ンディング状態を示す図である。
【図１０】従来例を示す図である。
【図１１】従来のレーザーコーンの断面図である。
【符号の説明】 １ 第１の筒部， ２ 透過レンズ， ３ 反射レンズ， ４ 第２の筒部， ５ 集光レンズ， ６ レーザーコーン， ６ａ 封止部， ７ ワイヤ， ８ 半田（被対象物）， ９ パッド， １０ 基板，
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０５Ｋ 3/22 Ａ 6736−4Ｅ Ｂ２３Ｋ 101:42
Claims (2)
- 【請求項１】 被対象物（８）に照射されるレーザ光を
集光するレーザーコーンにおいて、 反射率の低い材料からなる封止部（６ａ）を、前記被対
象物（８）側の先端に形成したことを特徴とするレーザ
ーコーン。 - 【請求項２】 前記封止部（６ａ）は、入射光に対する
反射角が異なる少なくとも２以上の反射面（６ｃ，６
ｅ）をその内面に有していることを特徴とする請求項１
記載のレーザーコーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283364A JPH05161988A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | レーザーコーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283364A JPH05161988A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | レーザーコーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05161988A true JPH05161988A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=17664538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3283364A Withdrawn JPH05161988A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | レーザーコーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05161988A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5904868A (en) * | 1994-06-16 | 1999-05-18 | International Business Machines Corporation | Mounting and/or removing of components using optical fiber tools |
| WO2009156505A1 (de) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Reis Robotics Gmbh & Co. Maschinenfabrik | Verfahren und vorrichtung zum verbinden von bauteilen mittels laserstrahlung |
| JP2010253496A (ja) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Panasonic Corp | 半田付け装置及び半田付け方法 |
| JP2013219404A (ja) * | 2013-08-02 | 2013-10-24 | Sumida Corporation | アンテナ部品の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP3283364A patent/JPH05161988A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5904868A (en) * | 1994-06-16 | 1999-05-18 | International Business Machines Corporation | Mounting and/or removing of components using optical fiber tools |
| WO2009156505A1 (de) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Reis Robotics Gmbh & Co. Maschinenfabrik | Verfahren und vorrichtung zum verbinden von bauteilen mittels laserstrahlung |
| JP2010253496A (ja) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Panasonic Corp | 半田付け装置及び半田付け方法 |
| JP2013219404A (ja) * | 2013-08-02 | 2013-10-24 | Sumida Corporation | アンテナ部品の製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |