(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ワークの接合面以外の部位に溶融熱による影響を与えることなく、前記接合面に対して線状部材を高精度に接合することができる接合方法を提供する。【解決手段】薄膜電極１４に導線１６を載置し、薄膜電極１４の側縁部１４ａから導線１６の端部１８を所定量突出させる。レーザビーム２０が導線１６の端部１８に照射され、導線１６の温度が導線１６の導体の溶融温度を超えると、端部１８が溶融し、溶融した端部１８が表面張力によって球状導体となる。前記球状導体が電子部品１０を指向して矢印方向に移動し、側縁部１４ａに到達すると、前記球状導体が有する熱によって薄膜電極１４が溶融する。その結果、薄膜電極１４の側縁部１４ａと導線１６とが接合し、前記球状導体が冷却固化して接合部が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法において、
前記接合面の側縁部から前記線状部材の一部を突出させた状態で、前記側縁部に前記線状部材を接触させ、
前記側縁部から突出する前記線状部材の所定部位に溶融熱を付与して、前記所定部位を溶融させ、
溶融した前記所定部位に連続する前記線状部材を、前記所定部位に付与された熱により溶融することで前記側縁部に指向して移動させ、
前記線状部材を前記側縁部に接合することを特徴とする接合方法。
【請求項２】
請求項１記載の接合方法において、
前記線状部材の所定部位に付与される前記溶融熱は、レーザビーム溶接、アーク溶接又はガス溶接から選択される非接触状態による溶融手段によって付与されることを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法として、前記接合面に当接させた前記線状部材に加熱したヒータを押し当て、前記接合面と前記線状部材とを熱圧接又はろう付けする接合方法や、図４に示すように、ワーク１００の接合面１０２に当接させた線状部材１０４の一部１０６に、レーザビームのスポット１０８、アーク又はトーチを投射し、線状部材１０４の一部１０６に溶融熱を与え、接合面１０２と線状部材１０４とを接合する接合方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱したヒータを押し当てる接合方法では、ワークの接合面に対し圧力をかけるので、前記接合面にクラック等の表面形状の変化を発生させるおそれがある。また、この接合方法ではヒータが消耗しやすいので、前記ヒータを頻繁に交換する必要があり、ワークと線状部材との接合に要するコストの増大につながるおそれがある。
【０００４】
一方、レーザビーム、アーク又はトーチを用いた接合方法では、例えば、微小な線状部材１０４の接合を行う場合、線状部材１０４に合わせて前記レーザビームのスポット１０８を小さくすることが極めて困難である。従って、接合面１０２を必要以上に溶融させてしまい、クラック等の表面形状の変化を発生させるおそれがある。また、線状部材１０４に投射されるスポット１０８の位置決め精度が悪いと、線状部材１０４に近接して接合面１０２上に設けられている電子素子等にレーザビームが投射され、前記電子素子等の機能を低下させてしまうおそれもある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、接合面以外の部位に溶融熱による影響を与えることなく、ワークの接合面に対して線状部材を高精度に接合することができる接合方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る接合方法は、ワークの接合面に対して線状部材を溶融して接合する接合方法において、前記接合面の側縁部から前記線状部材の一部を突出させた状態で、前記側縁部に前記線状部材を接触させ、前記側縁部から突出する前記線状部材の所定部位に溶融熱を付与して、前記所定部位を溶融させ、溶融した前記所定部位に連続する前記線状部材を、前記所定部位に付与された熱により溶融することで前記側縁部に指向して移動させ、前記線状部材を前記側縁部に接合することを特徴とする。
【０００７】
この場合、接合面の側縁部から突出する前記線状部材の所定部位に溶融熱が付与されると、その部分の線状部材が溶融する。溶融状態となった線状部材は、表面張力によって球状となり、連続する線状部材を溶融しながら肥大化しつつ移動した後、最終的に前記側縁部に接合する。この結果、線状部材がワークの接合面に接合される。
【０００８】
線状部材を溶融させる際、前記側縁部から突出した前記所定部位を溶融するので、ワークに直接溶融熱が投射されることがなく、前記ワークの接合面におけるクラック等の表面形状の変化が発生するという問題を回避することができる。また、前記線状部材の所定部位に溶融熱を付与して線状部材を溶融すればよいため、溶融手段には高い位置決め精度やスポットの形状精度が要求されることがなく、微小なワークの接合面に対しても線状部材を正確に接合させることができる。
【０００９】
前記線状部材の所定部位に付与される前記溶融熱は、レーザビーム溶接、アーク溶接又はガス溶接から選択される非接触状態による溶融手段によって付与することが望ましい。この場合、ヒータの交換等といった接合装置におけるメンテナンスの頻度が減少し、前記ワークと前記線状部材との接合に要するコストの低減を図ることができる。
【００１０】
なお、線状部材が溶着するワークを、クラック等の問題が発生しない程度に予め加熱する、あるいは、所定の広がりを有するレーザビームの一部を利用してワークを加熱すれば、ワークに対して線状部材を一層確実に接合することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る接合方法（以下、第１又は第２の実施の形態に係る接合方法と記す）について、図１〜図３Ｃを参照しながら説明する。
【００１２】
第１の実施の形態に係る接合方法が適用される電子部品１０（ワーク）は、図１に示すように、例えば、セラミックス等の電気絶縁材料又はフェライト等の磁性材料からなる基板１２上に、Ａｕ、Ａｇ等の導電体からなる薄膜電極１４（接合面）を成膜したものである。なお、電子部品１０には、薄膜電極１４以外に、抵抗、インダクタ、コンデンサ、半導体素子等を搭載することができる。
【００１３】
電子部品１０の薄膜電極１４には、線状部材である導線１６が載置される。そして、導線１６の端部１８は、薄膜電極１４の側縁部１４ａから所定量突出するように配置される。なお、導線１６としては、表面に酸化膜等の絶縁被膜が施されたものを用いることができる。例えば、半導体部品のボンディングに使用されるアルミニウム線、タングステン線等のボンディングワイヤ等を用いることができる。
【００１４】
次に、薄膜電極１４と導線１６との接合方法について、図１及び図２Ａ〜図２Ｃを参照しながら説明する。
【００１５】
まず、図示しないレーザビーム溶接装置を、薄膜電極１４の側縁部１４ａから所定量突出する導線１６の端部１８に対して位置決めする。次いで、レーザビーム２０をレンズ２２によって集光し、端部１８に照射する。
【００１６】
この場合、レーザビーム２０の光軸上には、電子部品１０が配置されていないため、該電子部品１０はレーザビーム２０によって所定以上に加熱されるおそれはない。従って、端部１８に照射されるレーザビーム２０のレーザビームスポット２４の大きさは、図２Ａに示すように、端部１８に対して所望の溶融熱を付与できるものであれば、導線１６の直径より大きくてもよく、また、レーザビーム２０が端部１８に照射される範囲の位置決め精度を有していればよい。
【００１７】
レーザビーム２０が端部１８に照射され、導線１６の温度が、例えば、Ａｇ等の導体の溶融温度を超えると端部１８が溶融し、その溶融した端部１８が、図２Ｂに示すように、表面張力によって球状導体２６となる。球状導体２６は、導線１６の溶融温度以上であり、それに連続する導線１６を溶融しながら肥大化し、電子部品１０を指向して矢印方向に移動する。なお、レーザビーム２０の端部１８への照射は、球状導体２６がレーザビームスポット２４から外れた時点で停止させる。
【００１８】
球状導体２６が薄膜電極１４の側縁部１４ａに到達すると、薄膜電極１４は球状導体２６の有する熱によって溶融する。この結果、図２Ｃに示すように、薄膜電極１４の側縁部１４ａと導線１６とが接合し、球状導体２６が冷却固化して接合部２８が形成される。
【００１９】
なお、レーザビーム２０により導線１６の端部１８に付与する熱量と、端部１８に対するレーザビーム２０の照射位置は、溶融した端部１８によって形成される球状導体２６が自身の熱によって導線１６を溶融して移動することで薄膜電極１４に到達できるように設定する必要がある。
【００２０】
更に、上述した第１の実施の形態に係る接合方法では、レーザビーム２０を用いて導線１６の端部１８を溶融させているが、導線１６の端部１８の溶融手段は、電子部品１０に所定以上の溶融熱が付与されない溶融手段であればよく、例えば、イナートガスタングステンアーク溶接（ＴＩＧ溶接）等のアーク溶接又はガス溶接を用いてもよい。また、これらの溶融手段では、導線１６の端部１８に非接触状態でなく、薄膜電極１４に導線１６を接合することができる。前記ＴＩＧ溶接では、プローブの先端からアークを導線１６の端部１８に投射するので、前記プローブの消耗が少なく、溶接手段のメンテナンスの頻度を低減することが可能である。従って、前記接合に要するコストを低減することができる。
【００２１】
なお、上述した第１の実施の形態においては、薄膜電極１４を、クラック等の表面形状の変化が発生しない程度に予め加熱する、あるいは、所定の広がりを有するレーザビーム２０の一部を利用して薄膜電極１４を加熱するようにしてもよい。そのようにすることで、薄膜電極１４に対して導線１６を一層確実に接合することができる。
【００２２】
次に、第２の実施の形態に係る接合方法を、図３Ａ〜図３Ｃに示す。
【００２３】
この接合方法は、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、フェライトコア３０に導線１６を巻回させて構成されるインダクタ３２における電極の接合に適用されるものである。
【００２４】
フェライトコア３０は、両端に第１及び第２の電極部３４及び３６を有する。第１及び第２の電極部３４及び３６は、コーナー部３８及び４０を有し、表面にはＡｕ、Ａｇ等からなる薄膜が成膜されている。そして、フェライトコア３０に巻回された導線１６と第１及び第２の電極部３４及び３６とを接合することでインダクタ３２を構成する。
【００２５】
次に、第１及び第２の電極部３４及び３６と導線１６との接合方法について説明する。
【００２６】
まず、図３Ａに示すように、コーナー部３８及び４０に対して導線１６の一部を接触させた状態で、コーナー部３８及び４０から所定距離離間した導線１６に対してレーザビーム２０を照射する。レーザビーム２０が照射された導線１６は、溶融することにより切断されるとともに、図３Ｂに示すように、溶融することにより第１及び第２の球状導体４２及び４４が形成される。
【００２７】
次いで、第１及び第２の球状導体４２及び４４は、付与された溶融熱によって導線１６を溶融しながら、第１及び第２の電極部３４及び３６のコーナー部３８及び４０に向かって移動する。
【００２８】
図３Ｃに示すように、第１及び第２の球状導体４２及び４４がコーナー部３８及び４０に到達すると、第１及び第２の電極部３４及び３６と接合する。次いで、第１及び第２の球状導体４２及び４４が冷却固化することにより、第１及び第２の接合部４６及び４８が形成される。
【００２９】
上述したように、第２の実施の形態では、導線１６の切断作業と、導線１６の第１及び第２の電極部３４及び３６に対する接合作業とを同時に遂行することができる。
【００３０】
また、上述した第２の実施の形態においては、第１及び第２の電極部３４及び３６を、クラック等の表面形状の変化が発生しない程度に予め加熱する、あるいは、所定の広がりを有するレーザビーム２０の一部を利用して第１及び第２の電極部３４及び３６を加熱するようにしてもよい。そのようにすることで、第１及び第２の電極部３４及び３６に対して導線１６を一層確実に接合することができる。
【００３１】
なお、本発明に係る接合方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る接合方法によれば、ワークの接合面から突出した線状部材の一部を溶融し、前記線状部材の一部が有する溶融熱を利用して前記接合面と前記線状部材とを接合させるため、前記接合面に過剰な溶融熱が付与されることがなく、ワークに無用な熱によるクラック等の表面形状の変化が発生することを回避することができる。
【００３３】
また、線状部材に対して溶融熱を付与する際、高精度な位置決めが不要となるため、例えば、微小な部品同士の接合作業を容易且つ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る接合方法が適用される電子部品を示す断面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、第１の実施の形態に係る接合方法の説明図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、第２の実施の形態に係る接合方法の説明図である。
【図４】従来技術に係る接合方法の説明図である。
【符号の説明】
１０…電子部品　　　　　　　　１２…基板
１４…薄膜電極　　　　　　　　１４ａ…側縁部
１６…導線　　　　　　　　　　１８…端部
２０…レーザビーム　　　　　　２２…レンズ
２４…レーザビームスポット　　２６、４２、４４…球状導体
２８、４６、４８…接合部　　　３０…フェライトコア
３２…インダクタ　　　　　　　３４、３６…電極部
３８、４０…コーナー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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