專利名稱：電子部件和導線結合方法
技術領域：
本發明涉及包括與導線結合的電子元件的電子部件。本發明還涉 及用于制造此電子部件的導線結合方法。
背景技術：
例如，在JP-A-2005-51031中公開了常規的導線結合方法。本申請 的圖22顯示出如何執行常規的導線結合。特別地，裝配在基板91上 的電子元件92設置有電極92a。基板91具有包括結合墊91a的布線圖。 電子元件92的電極92a和結合墊91a經由導線93相互連接。
通過使用毛細管Cp執行導線93的連接。毛細管Cp首先位于電子 元件92的電極92a的正上方。隨后，使導線W從毛細管Cp突出，并 且突出部分熔融以形成熔融球(未顯示)。隨后，毛細管Cp被移動以 靠近電極92a以使熔融球粘附在電極92a上。結果，熔融球變為第一 結合部分93a。隨后，在導線W被送出時，毛細管Cp被從電極92a 移開，因此完成關于電極92a的第一結合步驟。
隨后，毛細管Cp被移動到結合墊91a，并且以足以切斷導線W的 力壓向結合墊91a。同時，由于壓力，保持在基板91上的導線W的端 部被結合到結合墊91a作為第二結合部分93b。隨后，毛細管Cp從結 合墊91a移開，因此，完成關于結合墊91a的第二結合步驟。
根據常規的結合方法，第一結合部分93a變為半球形，而第二結 合部分93b變平，具有楔形垂直部分。然而，此種配置有問題。在電 子元件92處或附近出現熱變形時，相對較大壓力易于集中在第二結合 部分93b上。這樣，與第一結合部分93a相比，在第二結合部分93b 處更容易出現破損。
發明內容
本發明在上述情況下被提出。因此本發明的一個目的是提供能夠
防止導線破損的電子部件和導線結合方法。
根據本發明的第一方面，提供一種電子部件，其包括裝有電極 的電子元件；連接到該電極的連接目標部；包括第一端和與第一端相
對的第二端的導線；形成于該電極上的第一凸起；和連接到第一凸起
的第二凸起。導線的第一端包括與連接目標部保持接觸的冠狀結合部 分。導線的第二端包括夾在第一凸起和第二凸起之間的楔形結合部分。
由此設置，第一凸起、楔形結合部分和第二凸起被共同地結合到 電極。因此，即使產生將導線從電子元件分開的力時，壓力也不集中 在導線的楔形結合部分，因此防止導線的破損。
根據本發明的第二方面，提供了用于經由導線將電子部件的電極
與連接目標部相互連接的導線結合方法。此方法包括以下步驟在電 子元件的電極上形成第一凸起；將導線的第一端與連接目標部相結合； 將導線的第二端與第一凸起相結合；和在導線的第二端上形成第二凸起。
根據上述方法，導線的第二端夾在第一凸起和第二凸起之間。這 樣，即使在導線的第二端本身具有例如楔形的機械上較弱的形狀時， 第一和第二凸起防止第二端破損。
本發明的其它特性和優點將從以下給出的詳細說明并參照附圖變 得更加明顯。
圖1為顯示出根據本發明的電子部件的一個實例的剖面視圖； 圖2為圖1所示的電子部件的放大圖像； 圖3為圖1所示的電子部件的放大圖像；
圖4為顯示出根據本發明的導線結合方法中的形成第一凸起的步 驟中的初始階段的剖面視圖5為顯示出在根據本發明的導線結合方法中毛細管被壓向電極 的狀態的剖面視圖6為顯示出在根據本發明的導線結合方法中從電極移開毛細管 的操作的剖面視圖7為顯示出在根據本發明的導線結合方法中滑動毛細管的操作
的剖面視圖8為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管從電極移
開的操作的剖面視圖9為顯示出在根據本發明的導線結合方法中形成第一凸起的狀 態的剖面視圖IO為顯示出根據本發明的導線結合方法中的第一結合步驟的初 始階段的剖面視圖11為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管壓向結合 墊的狀態的剖面視圖12為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管從結合墊 移開的操作的剖面視圖13為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管壓向第一 凸起的狀態的剖面視圖14為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管從第一凸 起移開的操作的剖面視圖15為顯示出在根據本發明的導線結合方法中完成第二結合步驟 的狀態的剖面視圖16為在根據本發明的導線結合方法中完成第二結合步驟的狀態 的放大圖像；
圖17為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管置于第二 結合部分正上方的狀態的剖面視圖18為顯示出在根據本發明的導線結合方法中形成第二凸起的步 驟的初始階段的剖面視圖19為顯示出在根據本發明的導線結合方法中將毛細管壓向第二 結合部分的狀態的剖面視圖20為顯示出在根據本發明的導線結合方法中毛細管被滑動的狀 態的剖面視圖21為顯示出在根據本發明的導線結合方法中完成第二凸起的形
成的狀態的剖面視圖；以及
圖22為顯示出常規的電子部件和導線結合方法的一個實例的剖面視圖。
具體實施例方式
以下將參照
本發明的優選實施方式。
圖1-3顯示出根據本發明的電子部件的一個實例。在附圖中顯示的 紅外數據通信模塊A包括基板1、發光元件2、光接收元件3、驅動IC 4和樹脂外殼7。紅外數據通信模塊A可被裝入例如用于執行符合IrDA 的交互式通信的個人計算機或手機中。在紅外數據通信模塊A中，由 例如Au制成的導線5A、 5B和5C用于將發光元件2、光接收元件3 和驅動IC 4電連接。在三種導線5A、 5B和5C中，導線5A和5B具 有根據本發明的結構。圖2和3為紅外數據通信模塊A的放大圖像。 為了容易理解，這些圖像不包括樹脂外殼7。
基板1可被制成例如玻璃纖維加固的環氧樹脂并且被制成在平面 圖中的長矩形的形式。基板1具有包括結合墊11的布線圖。布線圖可 由鋪砌Cu的薄膜形成。導線5A、 5C被結合到結合墊11。
發光元件2可包括發出紅外線的紅外線發射二極管。發光元件2 經由導線5C被連接到結合墊11。
光接收元件3可包括檢測紅外線的PIN光電二極管。在接收紅外 線時，光接收元件3生成與接收到的紅外線量相對應的電動勢。如圖2 中所顯示，光接收元件3裝有多個電極31。導線5B被結合到電極31。
驅動IC 4控制發光元件2和光接收元件3的光發射/接收。如圖2 所示，驅動IC4裝有多個電極41。導線5A、 5B被結合到電極41。
如圖2所示，導線5A將驅動IC 4的電極41與基板1的結合墊11 相互連接。導線5B將驅動IC 4的電極41與光接收元件3的電極31 相互連接。導線5A和5B包括第一結合部分51和第二結合部分52。 導線5A的第一結合部分51被結合到結合墊11并且具有類似皇冠的形 狀。導線5B的第一結合部分51被結合到電極31并且具有類似皇冠的 形狀。如圖3所示，每個第二結合部分52夾在第一凸起6A和第二凸 起6B之間。第一凸起6A直接結合到電極41并且由Au制成。第二結 合部分52經由第一凸起6A與電極41電連接。第二凸起6B結合到第 二結合部分52并且由Au制成。
樹脂外殼7可由含有顏料的環氧樹脂制成，并且能透過紅外線但 不能透過可見光。樹脂外殼7可由傳遞模塑法制成并且裝配于基板1
上以覆蓋發光元件2、光接收元件3、驅動IC4、以及導線5A、 5B和
5C。樹脂外殼7具有兩個透鏡7a和7b。透鏡7a被布置以面對發光元 件2，并且用于增強從發光元件2發射到外部的紅外線的方向性。透鏡 7b被布置以面對光接收元件3 ，并且用于將傳輸到紅外數據通信模塊A 的紅外線會聚于光接收元件3的光接收表面(未示出)上。
將在以下參照附圖4-21說明制造紅外數據通信模塊A的導線結合 方法。
首先，如圖4中所顯示，毛細管Cp位于結合到基板l的驅動IC4 的電極41的正上方。毛細管Cp具有通過其提供由Au制成的導線W 的通孔。隨后，預定長度的導線W從毛細管C伸出。突出的導線W 的端部由電火花熔融，例如形成熔融球Wb。
隨后，如圖5所示，毛細管Cp向著電極41下降，并且在熔融球 Wb充分接觸電極41時停止。作為降低毛細管Cp的結果，熔融球Wb 的較低端通過遍布電極41并且熔合到電極41上而變平。同時，熔融 球Wb的上部被壓進毛細管Cp中的通孔的下部。這樣，在電極41上 形成第一凸起6A。
隨后，如圖6所示，毛細管Cp從電極41上升以移開。在毛細管 Cp向上移動時，導線W從毛細管Cp送出以使第一凸起6A保持結合 到電極41。毛細管Cp持續升高直到毛細管Cp的端部與電極41間的 距離V為導線W直徑的1.3到2.2倍。導線W的直徑大約為例如30 pm。 在這種情況下，毛細管Cp被移動的距離為大約40到65 pm。
隨后，如圖7所顯示，毛細管Cp被橫向移開，即，沿著與毛細管 Cp從電極41升起的方向垂直的方向。在此過程中，從第一凸起6A向 上延伸的導線W的部分的溫度仍接近Au的熔點。在此情況下，導線 W的向上延伸部分由于毛細管Cp的橫向移動而經受剪切變形。結果， 在第一凸起6A的上方形成頸部或頸縮部Ws。頸部Ws的橫截面積比 第一凸起6A和旁邊部分的橫截面積小很多。為了適當地形成頸部Ws， 優選以導線W直徑的1.0到1.7倍的距離H橫向移動毛細管Cp。在導 線W的直徑為大約30 pm時，距離H為大約30到50 pm。
隨后，如圖8所示，在導線W被送出時，毛細管Cp被進一步抬 升而離開電極41。在此過程中，毛細管Cp的向上移動不造成第一凸
起6A或頸部Ws的向上拉伸。
隨后，如圖9所示，在毛細管Cp連續從電極41移開時，導線W 的送出停止。因此，在對頸部Ws施用拉力時，導線W被向上拉伸。 因為頸部Ws的橫截面積很小，頸部Ws通過拉力而分開，以產生形成 在電極41上的第一凸起6A。
在形成第一凸起6A后，執行與結合墊ll的第一結合。特別地， 如圖10所示，毛細管Cp位于結合墊ll的正上方，并且熔融球Wb參 照圖4的上述相同方式形成。
隨后，如圖11所示，毛細管Cp被向下移動以將熔融球Wb壓向 結合墊ll。結果，熔融球Wb形成第一結合部分51。
在完成上述第一結合后，如圖12所示，毛細管Cp被向上移動， 使導線W連續送出。隨后，如圖13所示，執行與第一凸起6A的第二 結合。特別地，首先，毛細管Cp被稍微向圖中右側移動(即，遠離第 一凸起6A)。隨后，毛細管Cp被向左和下方移動，以到達第一凸起 6A。隨后，毛細管Cp被壓向第一凸起6A，以使鄰近毛細管Cp端部 的導線W的部分被壓縮，在毛細管Cp的端部與第一凸起6A之間幾乎 分開。優選地，在毛細管Cp受到超聲振動時執行毛細管Cp的壓按。 與壓縮部分連續，導線5A被提供從而以橫向伸展的問號的形式跨接結 合墊11和第一凸起6A。結合到第一凸起6A的導線5A的一端為具有 楔形垂直部分的第二結合部分52。
在壓向第一凸起6A后，如圖14所示，在導線W連續送出時，毛 細管Cp被從電極41抬升。隨后，如圖15所示，在停止導線W的送 出時，毛細管Cp被進一步從電極41移開。結果，導線W被完全從第 一凸起6A和導線5A分開。這樣，第二結合步驟結束。圖16顯示在 完成第二結合步驟后第一凸起6A和第二結合部分52的放大圖像。由 于毛細管Cp的壓按，第一凸起6A具有平的形狀。
隨后，如圖17所示，毛細管Cp被移到右側以使從毛細管Cp突出 的導線W位于第二結合部分52的正上方。隨后，如圖18所示，通過 經過火花，熔融球Wb形成于導線W的端部。
如圖19所示，毛細管Cp向著電極41向下移動，直到熔融球Wb 壓向第二結合部分51并且覆蓋第二結合部分51。以此方式，熔融球
Wb形成第二凸起6B。
隨后，隨著導線W被送出，在毛細管Cp從電極41抬升后，如圖 20所示，毛細管Cp被橫向移動。在此處理中，毛細管Cp的垂直移動 和水平移動的距離與圖6和7所述的距離相同。結果，形成連接到第 二凸起6B的頸部Ws。
隨后，如圖21所示，通過向上移動毛細管Cp使導線W在頸部 Ws處斷開，因此，獲得第二凸起6B。
以下將說明紅外數據通信模塊A和制造紅外數據通信模塊A的導 線結合方法的優點。
根據上述實施方式，楔形第二結合部分52被夾在第一凸起6A和 第二凸起6B之間，并且這三個部件被共同結合到電極41。這樣，壓 力不集中在楔形第二結合部分52上。在此連接中，應該注意到，由可 透過紅外線的樹脂制成的樹脂外殼具有相當大的熱膨脹系數。由上述 設置，即使由于樹脂外殼7的熱變形而產生將導線5A、 5B從驅動IC 4 分開的力時，施用到第一凸起6A、第二結合部分52和第二凸起6B的 壓力較小。因此，防止了導線5A、 5B的斷裂。
在形成第一凸起6A和第二凸起6b時，通過水平移動毛細管Cp 在導線W處形成頸部Ws。在從第一凸起6A或第二凸起6B分開導線 W時，壓力集中在頸部Ws。因此，在第一凸起6A和電極41之間的 結合或在第二凸起6B和第二結合部分52之間的結合不被削弱，并且 因此防止導線5A、 5B斷裂。
根據本發明的電子部件和導線結合方法不限于前述實施方式。電 子部件和導線結合方法的特定設置可以以眾多方式而變化。
本發明中的電子元件不限于驅動IC4。例如，第一凸起6A、第二 結合部分52和第二凸起6B可在光接收元件3的電極31上形成。此外， 除了驅動IC和光接收元件，本發明中的電子元件包括具有與導線結合 的電極的各種元件。連接目標部不限于電極41，也不限于結合墊ll。 例如，連接目標部可為引線框的一部分。本發明中的電子部件不限于 上述紅外數據通信模塊A，并且包括各種電子部件，例如包括與導線 連接的電子元件的光接收模塊。
權利要求
1.一種電子部件，其包括裝有電極的電子元件；連接到所述電極的連接目標部；包括第一端和與所述第一端相對的第二端的導線，所述導線在所述電極與所述連接目標部之間進行連接；形成于所述電極上的第一凸起；和連接到所述第一凸起的第二凸起；其中，所述導線的第一端包括與所述連接目標部保持接觸的冠狀結合部分，所述導線的第二端包括夾于所述第一凸起和所述第二凸起之間的楔形結合部分。
2.用于經由導線將電子部件的電極與連接目標部相互連接的 導線結合方法，所述方法包括以下步驟 在電子元件的電極上形成第一凸起； 將所述導線的第一端與所述連接目標部相結合； 將所述導線的第二端與所述第一凸起相結合；和 在所述導線的第二端上形成第二凸起。
全文摘要
本發明提供一種電子部件，其包括電子元件、在電子元件上形成的電極、連接到電極的連接目標部、和用于將電極和連接目標部相互連接的導線。第一凸起和第二凸起形成于電極上。導線包括冠狀第一結合端和楔形第二結合端。冠狀結合端與連接目標部保持接觸，而楔形結合端夾于第一凸起和第二凸起之間。
文檔編號H01L23/49GK101174604SQ200710184950
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優先權日2006年11月2日
發明者堀尾友春 申請人:羅姆股份有限公司