(57)【要約】      （修正有）【課題】実施容易な導電体の溶断試験方法を提供する。【解決手段】サンプルが溶断されるまで、サンプルに流す電流Ｘの電流値を所定時間間隔が経過する毎に所定値ずつ上げていく第１ステップＳ１と、サンプルが溶断されると、この溶断時を含む時間間隔においてサンプルに流すべき電流Ｘの電流値を取得する第２ステップＳ２と、第２ステップＳ２において取得した溶断電流値を、サンプルと同様の材料及び形状を有する他の一又は複数のサンプルに流す第３ステップＳ３と、この一又は複数のサンプルが溶断されるまでの溶断時間を測定する第４ステップＳ４と、この測定した溶断時間が６０秒の時間間隔内にあるか否かを判定する第５ステップＳ５を含む。【選択図】図４
2008003001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体に電流を流すことにより行う導電体の溶断試験方法であって、
前記導電体が溶断されるまで、所定時間間隔の経過毎に前記導電体に流す電流値を所定値ずつ上げていく第１ステップと、
前記導電体が溶断されると、この溶断時を含む前記時間間隔において前記導電体に流すべき前記電流値を取得する第２ステップと
を有する、ことを特徴とする導電体の溶断試験方法。
【請求項２】
前記第２ステップにおいて取得した前記電流値を、前記導電体と同様の材料及び形状を有する他の一又は複数の導電体に流す第３ステップと、
前記第３ステップの後、前記一又は複数の導電体が溶断するまでの時間を測定する第４ステップと
を更に有する、ことを特徴とする請求項１に記載の導電体の溶断試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金ワイヤやヒューズ等の導電体の溶断試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子素子に使用されるボンディングワイヤや配線用ヒューズ等に対し溶断試験が実施されている。例えば配線用ヒューズの溶断試験については、ＪＩＳ（Ｃ  ８３５２−１９８３）に規定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のＪＩＳに規定されている溶断試験は、オシロスコープ等のように複雑な操作を要する高価な測定機器が用いられるので実施が容易ではない。そこで本発明は、実施容易な導電体の溶断試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、導電体に電流を流すことにより行う導電体の溶断試験方法であって、導電体が溶断されるまで、所定時間間隔の経過毎に導電体に流す電流値を所定値ずつ上げていく第１ステップと、導電体が溶断されると、この溶断時を含む時間間隔において導電体に流すべき電流値を取得する第２ステップとを有する、ことを特徴とする。従って、導電体に流す電流の電流値と、この電流を導電体に流す時間とが測定できれば、オシロスコープ等のように複雑な操作を要する高価な測定機器を用いることなく、導電体の溶断特性を定量化するための溶断試験の実行が可能となる。
【０００５】
更に、本発明では、前記第２ステップにおいて取得した電流値を、第２ステップにおいて用いた導電体と同様の材料及び形状を有する他の一又は複数の導電体に流す第３ステップと、第３ステップの後、これら一又は複数の導電体が溶断するまでの時間を測定する第４ステップとを更に有するのが好ましい。従って、第４ステップにおいて測定した時間が上記の時間間隔内にあるか否かを判定することにより、第２ステップにおいて取得した電流値の再現性が容易に確認できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、実施容易な導電体の溶断試験方法が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１（ａ）を参照して、実施形態に係る溶断試験装置１０の構成を説明する。溶断試験装置１０は、金ワイヤやヒューズ等の導電体（以下、サンプル８という）に対する溶断試験（導電体の溶断特性を定量化する試験）に用いられる装置であり、電子負荷装置２、制御装置４及び電源６を備える。サンプル８の導電体としては、金属体、超伝導体、透明導電体、有機導電体を挙げることができる。金属体としては、導電性を有する金属又は合金からなる材料を挙げることができ、代表的には、金、銀、銅、鉄、亜鉛、鉛、錫、珪素、アルミニウム、チタン、ニッケル、クロム、ジルコニウム、マンガン、バナジウム、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、白金、タングステンか、又はこれらの合金から成る材料や、電線、ヒューズ、はんだ、熱電対等に通常用いられる材料を挙げることができる。超伝導体としては、代表的には、Ｐｂ系材料、Ｎｂ系材料、Ｍｏ系のアモルファス材料、Ｃｕ系（例えば、Ｂａ−Ｙ−Ｃｕ−Ｏ系）の酸化物材料又はＢｉ系（例えば、Ｂａ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ｏ系）の酸化物材料を挙げることができる。透明導電体としては、ＳｎＯ２：Ｓｂから成る材料、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎから成る材料又はＺｎＯ：Ａｌから成る材料を挙げることができる。有機導電体としては、ポリアセチレンから成る材料、ポリチオフェンから成る材料、延伸ポリパラフェニレンビニレンから成る材料、ポリチアジルから成る材料、ポリピロールから成る材料、ポリパラフェニレンから成る材料か、又はこれらの材料にヨウ素、硫酸、臭素等のドーパントを添加した材料を挙げることができる。また、サンプル８の形状としては、ワイヤ状、フィルム状、薄膜状を挙げることができるが、本発明に好ましく適応する形状という点から、サンプル８の形状はワイヤ状が好ましい。
【０００８】
電子負荷装置２は、制御装置４による制御のもとでサンプル８に電流Ｘを流す。制御装置４は、ＰＣ（Personal Computer）等であり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭ等に格納されている各種プログラムを実行する。制御装置４は、ＣＰＵにプログラムを実行させることにより電子負荷装置２を制御する。これによりサンプル８に流れる電流Ｘが制御装置４により制御される。具体的には、制御装置４は、図２に示すように、電流Ｘの電流値を、６０秒の時間間隔の経過毎に０．１Ａずつ上げるように電子負荷装置２を制御する。ここで、図２に示すグラフの横軸は、電流Ｘをサンプル８に流す時間（秒）を示しており、縦軸は、電流Ｘの電流値（Ａ）を示している。なお、６０秒という時間間隔は一例であり、９０秒や３０秒等の他の時間間隔であってもよい。更に、電流Ｘの電流値の増加分０．１Ａも一例であり、０．０５Ａや０．２Ａ等の他の増加分であってもよい。
【０００９】
図１（ａ）に戻って説明する。電源６は、電流Ｘをサンプル８に流すための直流電源である。電源６のプラス端子６ａは、電子負荷装置２の端子２ａに接続されており、電源６のマイナス端子６ｂは、サンプル８を介して電子負荷装置２の端子２ｂに接続されている。サンプル８は、例えば金ワイヤであり、図３に示すように溶断試験装置１０に取り付けられる。図３には、サンプル８の一端が二枚の金属板ペア１０ａによって挟まれており、他端が他の二枚の金属板ペア１０ｂによって挟まれている様子が示されている。金属板ペア１０ａはクリップ１２ａによって挟まれており、金属板ペア１０ｂは、クリップ１２ｂによって挟まれている。クリップ１２ａ及びクリップ１２ｂの何れか一方は、電子負荷装置２の端子２ｂに接続されており、もう一方は電源６のマイナス端子６ｂに接続される。なお、サンプル８のワイヤの径は、例えば、２０μｍ、２５μｍ又は３０μｍ等である。また、金属板ペア１０ａ及び金属板ペア１０ｂは、アルミニウム、銅、金又は銀等の低電気抵抗を有する二枚の金属板から成る。
【００１０】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、溶断試験装置１０を用いたサンプル８の溶断試験について説明する。この溶断試験に用いられるサンプル８は、２０μｍ径の金ワイヤとする。まず、サンプル８が溶断するまで（すなわち、電流Ｘの電流値がゼロ値となるまで）、図２に示すように、６０秒の時間間隔の経過毎に、サンプル８に流す電流Ｘの電流値を０．１Ａの増加分ずつ上げる（第１ステップＳ１）。次に、サンプル８が溶断すると、この溶断時（電流Ｘの電流値がゼロ値になる時）を含む時間間隔にサンプル８に流すべき（流す予定の）電流Ｘの電流値（溶断電流値）を取得する（第２ステップＳ２）。これにより、サンプル８を溶断する溶断電流値が取得される。
【００１１】
図５に、上述の第１ステップＳ１及び第２ステップＳ２に対応する溶断試験の試験結果の一例を示す。図５に示すグラフの横軸は、電流Ｘをサンプル８に流す時間（秒）を示しており、縦軸は、電流Ｘの電流値（Ａ）を示している。図５に示す試験結果は、測定開始後１．０秒経過した後から６１．１秒経過するまでの略６０秒間に０．１Ａの電流Ｘがサンプル８に流され、測定開始後６１．１秒経過した後から１２１．２秒経過するまでの略６０秒間に０．２Ａの電流Ｘがサンプル８に流され、測定開始後１２１．２秒経過した後から１８１．３秒経過するまでの略６０秒間に０．３Ａの電流Ｘがサンプル８に流され、更に、０．４Ａの電流Ｘをサンプル８に流す予定となっている測定開始後１８１．３秒経過した後から略６０秒経過するまでの間にサンプル８に溶断が生じたことを示している（図中符号Ｙに示す箇所を参照。）。この場合、電子負荷装置２から制御装置４に電流・電圧のデータを０．５秒毎に出力し、電流値が完全に０Ａとなった時点で溶断したものと判断する。測定開始より１８１．３秒経過した後から略６０秒の時間間隔が経過するまでにサンプル８に溶断が生じなければ０．４Ａの電流がサンプル８に流される予定となっているので、第２ステップＳ２において取得される溶断電流値は、０．４Ａとなる。ここで、上述の図５に示す試験結果の詳細を、図６（ａ）の表に示す。図６（ａ）の表によれば、測定開始後１８２．４秒経過した時点においてサンプル８に溶断が生じていることがわかる（図中符号Ｚに示す箇所を参照。）。なお、サンプル８の溶断電流値（電圧値）及び溶断時間によっては、溶断試験装置１０に替えて、図１（ｂ）に示す溶断試験装置１１を用いてもよい。溶断試験装置１１は、溶断試験装置１０から電子負荷装置２を除いた構成を有しており、比較的大きな溶断電流値や溶断時間の場合（すなわち、電子負荷装置２を用いた精密な電流制御を要しない場合）に利用できる。
【００１２】
図４に戻って説明する。第２ステップＳ２において取得した溶断電流値の電流Ｘを、サンプル８と同様の材料及び形状を有する他の一又は複数のサンプルに流し（第３ステップＳ３）、これら一又は複数のサンプルが溶断するまでの時間（溶断時間）を測定し（第４ステップＳ４）、そして、この溶断時間が６０秒の時間間隔内にあるか否かを判定する（第５ステップＳ５）。図６（ｂ）には、第３ステップＳ３〜第５ステップＳ５に対応する溶断時間の測定結果の一例が示されている。図６（ｂ）に示す溶断時間の測定結果は、溶断電流値が０．４Ａの場合の測定結果である。図６（ｂ）に示すように、第２ステップＳ２において取得した溶断電流値の電流Ｘをサンプル８と同様の材料及び形状を有する他の８個のサンプルに流し（第３ステップＳ３）、これら８個のサンプルが溶断するまでの各溶断時間を測定した（第４ステップＳ４）。そして、この測定した溶断時間が６０秒の時間間隔内にあるか否かの判定を行う（第５ステップＳ５）。なお、図６（ｂ）に示す複数の溶断時間に対し、例えば平均値を算出する等の統計処理を施してもよい。
【００１３】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、それぞれ２０μｍ径の金ワイヤ、２５μｍ径の金ワイヤ、３０μｍ径の金ワイヤをサンプルに用いた場合の溶断時間の測定結果である。図７（ａ）は、２０μｍの金ワイヤに対して溶断電流値（０．４Ａ）の取得後（すなわち第１ステップＳ１及び第２ステップＳ２と同様の試験の後）に行った溶断時間の測定結果（すなわち第３ステップＳ３と同様の測定により得られた測定結果）を示す。また、図７（ｂ）は、２５μｍの金ワイヤに対し溶断電流値（０．５Ａ）の取得後（すなわち第１ステップＳ１及び第２ステップＳ２と同様の試験の後）に行った溶断時間の測定結果（すなわち第３ステップＳ３と同様の測定により得られた測定結果）を示す。また、図７（ｃ）は、３０μｍの金ワイヤに対し溶断電流値（０．７Ａ）の取得後（すなわち第１ステップＳ１及び第２ステップＳ２と同様の試験の後）に行った溶断時間の測定結果（すなわち第３ステップＳ３と同様の測定により得られた測定結果）を示す。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す何れの溶断時間も、６０秒の時間間隔内であることがわかる。このようにして、２０μｍ径の導電体、２５μｍ径の導電体及び３０μｍ径の導電体等の種々のサンプルに対しても、溶断時間が６０秒の時間間隔内にあるか否かを判定することにより、これら各導電体に対し測定した各溶断電流値の再現性が容易に確認できる。
【００１４】
以上説明したように、実施形態に係る溶断試験は、溶断試験装置１０を用いて行われる。この溶断試験装置１０は、ＰＣ等の制御装置４と、この制御装置４により制御される電子負荷装置２とを備える。そして、実施形態に係る溶断試験は、サンプル８が溶断されるまで、サンプル８に流す電流Ｘの電流値を所定時間間隔（例えば、６０秒の時間間隔）が経過する毎に所定値（例えば、０．１Ａ）ずつ上げていく第１ステップＳ１と、サンプル８が溶断されると、この溶断時を含む時間間隔（例えば、６０秒の時間間隔）においてサンプル８に流すべき電流Ｘの電流値（例えば、０．４Ａ）を取得する第２ステップＳ２とを有する。よって、実施形態に係る溶断試験は、サンプル８に流す電流Ｘの電流値と、この電流Ｘをサンプル８に流す時間とが測定できれば実行可能であり、オシロスコープ等のように複雑な操作を要する高価な測定機器を用いる必要がない。このため、実施容易な溶断試験方法が提供できる。
【００１５】
更に、実施形態に係る溶断試験は、第２ステップＳ２において取得した溶断電流値を、サンプル８と同様の材料及び形状を有する他の一又は複数のサンプルに流す第３ステップＳ３と、この一又は複数のサンプルが溶断されるまでの溶断時間を測定する第４ステップＳ４と、この測定した溶断時間が６０秒の時間間隔内にあるか否かを判定する第５ステップＳ５とを含む。第４ステップＳ４において測定した溶断時間が６０秒の時間間隔内にあるか否かを第５ステップにおいて判定することにより、第２ステップＳ２において取得した溶断電流値の再現性が容易に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る溶断試験装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る溶断試験方法を説明するための図である。
【図３】実施形態に係る溶断試験方法を説明するための図である。
【図４】実施形態に係る溶断試験方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施形態に係る溶断試験の結果を示す図である。
【図６】実施形態に係る溶断試験の結果を示す図である。
【図７】実施形態に係る溶断試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
２…電子負荷装置、４…制御装置、６…電源、８…サンプル、１０，１１…溶断試験装置、１０ａ，１０ｂ…金属板ペア、１２ａ，１２ｂ…クリップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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