CN111776868B - 一种张力平衡的键合丝复绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种张力平衡的键合丝复绕装置，包括机架、放线组件和收线组件，放线组件包括用于安装放线轮的放线转轴，放线转轴可转动地安装在机架上；用于安装收线轮的收线转轴，收线转轴可转动地安装在机架上，其一端连接有收线电机，另一端可拆卸地安装有收线轮；放线组件和收线组件之间还设置有张力平衡装置，张力平衡装置包括用于限制放线转轴的转速的刹车机构，刹车机构通过拉绳悬挂有用于施加压力的动滑轮，动滑轮通过弹性补偿机构托举设置在机架上，机架上还设置有至少一个定滑轮，放线组件和收线组件之间的键合丝绷直地绕过定滑轮和动滑轮，并向上托举动滑轮。本发明具有结构设计合理，张力平稳，有利于改善键合丝的复绕品质等优点。

Description

一种张力平衡的键合丝复绕装置

技术领域

本发明涉及键合金丝生产技术领域，特别的涉及一种张力平衡的键合丝复绕装置。

背景技术

键合金丝是集成电路中用作连接线的金合金丝，又称球焊金丝或引线金丝，金含量≥99．99%，微量添加元素总和<0.01%，有γ型、C型和FA型等三种，后两种用于高速键合，微量元素为铍、铜、银等具有细化晶粒，提高再结晶温度和强化金的作用，用高频炉真空熔炼，二次重熔和定向结晶，铸锭在均匀化后冷加工成材，或用液体挤压工艺制造，键合金丝是微电子工业的重要材料，用作芯片和引线框架间连接线。

在键合丝复绕过程中，由于收线轮上的金丝逐层增厚，在相同收线轮转速下，键合丝的线速度逐渐增大，因此，如何保证键合丝上的张力稳定在要求范围内成为亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计合理，张力平稳，有利于改善键合丝的复绕品质的张力平衡的键合丝复绕装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种张力平衡的键合丝复绕装置，其特征在于，包括机架和架设在所述机架上的放线组件和收线组件，所述放线组件包括用于可拆卸地安装放线轮的放线转轴，所述放线转轴可转动地安装在所述机架上；所述用于可拆卸地安装收线轮的收线转轴，所述收线转轴可转动地安装在所述机架上，其一端连接有收线电机，另一端可拆卸地安装有收线轮；所述放线组件和收线组件之间还设置有张力平衡装置，所述张力平衡装置包括用于限制所述放线转轴的转速的刹车机构，所述刹车机构通过拉绳悬挂有用于施加压力以改变摩擦力的动滑轮，所述动滑轮通过弹性补偿机构浮动地托举设置在所述机架上，所述机架上还设置有至少一个定滑轮，所述放线组件和收线组件之间的键合丝绷直地绕过所述定滑轮和动滑轮，并向上托举所述动滑轮。

通过刹车机构对放线转轴的转速进行控制，使得键合丝在收线轮的转动作用下被绷直，为了将键合丝拉出，需要使拉力超过刹车机构作用在放线转轴上的摩擦力，随着收线轮施加的拉力逐渐增加，键合丝托举作用在动滑轮上的托举力越大，动滑轮在外力作用下上移，由于动滑轮同时悬挂在刹车机构的拉绳上，动滑轮上移后，使得拉绳施加给刹车机构的压力越小，刹车机构作用在放线转轴上的摩擦力也同时减小，最终达到平衡，使键合丝匀速从放线轮处拉出。此时，键合丝上的拉力为动滑轮的重力与拉绳拉力和弹性补偿机构的托举力之差的一半，只要控制好动滑轮、刹车机构和弹性补偿机构的关系，就能够使键合丝的张力控制在合理值内。随着收线轮上绕丝层数增加，键合丝的绕线线速度也增加，但由于键合丝的直径很小，使得线速度的变化缓慢，整个张力平衡装置能够很快重新达到平衡。该机构具备自动调节功能，无需额外传感装置就能对键合丝的张力进行自适应调整。

进一步的，所述刹车机构包括设置在所述放线转轴上方的刹车座，所述刹车座上具有沿所述放线转轴的径向竖向设置的轴孔，所述轴孔内安装有刹车轴，所述刹车轴的下端安装有与所述放线转轴相匹配的刹车片，所述刹车轴与所述刹车座之间还设置有复位弹簧，使所述刹车片与所述放线转轴之间具有间隙；所述刹车轴的上端安装有定滑轮，所述动滑轮通过绕过所述定滑轮的拉绳悬挂设置。

进一步的，所述弹性补偿机构包括竖向设置的限位管，所述限位管的底部固定设置有第一磁铁，所述第一磁铁的上方悬浮设置有第二磁铁，所述动滑轮可转动的安装在所述第二磁铁的上方。

进一步的，所述限位管上具有沿径向贯通设置的导向槽，所述导向槽沿所述限位管的轴向设置，所述第二磁铁上具有沿径向突出形成的导向块，所述导向块对应地设置在所述导向槽内。

这样，可以放置第二磁铁带动动滑轮沿轴向转动。

进一步的，所述限位管上具有沿径向贯通设置的让位槽，所述让位槽沿所述限位管的轴向向上贯通设置；所述动滑轮的轮槽与两个所述让位槽相正对。

这样，便于键合丝从限位管上的动滑轮下穿过。

综上所述，本发明具有结构设计合理，张力平稳，有利于改善键合丝的复绕品质等优点。

附图说明

图1为本发明键合丝的生产绕制装置结构示意图。

图2为张力平衡机构的结构示意图。

图3为刹车机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1~图3所示，一种键合丝的生产绕制装置，包括机架1和架设在所述机架1上的放线组件2和收线组件3，所述放线组件2包括用于可拆卸地安装放线轮22的放线转轴21，所述放线转轴21可转动地安装在所述机架1上；所述用于可拆卸地安装收线轮33的收线转轴31，所述收线转轴31可转动地安装在所述机架1上，其一端连接有收线电机32，另一端可拆卸地安装有收线轮33；所述放线轮22和收线轮33之间还依次设置有加热退火装置4和清洗装置5，用于对所述放线轮22和收线轮33之间缠绕连接的键合丝进行退火和清洗处理；所述清洗装置5包括清洗座51，所述清洗座51上放置有用于吸附无水乙醇的柔性吸水垫52，所述柔性吸水垫52的上表面与连接在所述放线轮22和收线轮33之间的键合丝的高度相匹配，使键合丝能够与所述柔性吸水垫52相贴。

这样，缠绕在放线轮上的键合丝依次穿过加热退火装置和清洗装置并缠绕在收线轮上，通过收线轮上的收线电机，带动收线轮转动，逐渐从放线轮上拉出键合丝，并复绕在收线轮上。键合丝在加热退火装置内经过退火软化加工处理，使得键合丝能够获得较高的破断力和延伸率，从而能够有效降低复绕过程中键合丝的拉断概率。另外，键合丝贴着吸附有无水乙醇的柔性吸水垫，既可以给退火后的键合丝进行即时降温，避免键合丝表面氧化，还可以通过柔性吸水垫将键合丝上灰尘擦落，减少灰尘的附着。结构设计合理，操作使用方便，有利于提高复绕效率。

实施时，所述清洗装置5还包括吊设在所述清洗座51上方的点滴输液机构53，所述点滴输液机构53包括用于储存无水乙醇的吊瓶，所述吊瓶上连接有输液管，所述输液管上安装有用于控制无水乙醇滴落速度的输液阀，且所述输液管出口悬吊在所述柔性吸水垫52的上方。

柔性吸水垫主要通过吸附的无水乙醇对键合丝的表面进行清洗，而无水乙醇极易挥发，需要在键合丝复绕过程中，不断进行补充。但是，一旦无水乙醇补充太多，超出柔性吸水垫的吸附能力，将会造成无水乙醇的流出，而且还会降低键合丝与柔性吸水垫之间的摩擦力，影响清洗效果，而无水乙醇补充太少，又会使柔性吸水垫与键合丝之间的摩擦力太大，且缺少无水乙醇而无法清洗，通过设置点滴输液机构，可以逐滴匀速补充无水乙醇。

实施时，所述柔性吸水垫52为放置在所述清洗座51上的毛毡或无纺布。

实施时，所述清洗装置5和所述收线组件3之间还设置有烘干装置6，所述烘干装置6的中部具有供键合丝穿过的通道。

实施时，所述烘干装置6包括整体呈U型槽状的壳体，所述壳体的内壁设置有红外灯管。

实施时，所述加热退火装置4包括加热箱和用于键合丝穿过的玻璃管，所述玻璃管穿设在所述加热箱内，所述玻璃管内通有氮气。

实施时，所述清洗装置5设置有两组，分别衔接设置在所述加热退火装置4的两端。

这样，就可以通过设置在加热退火装置前端的清洗装置对进入加热退火装置的键合丝进行清洗，避免在退火加热过程中增加附着在键合丝上的杂物与键合丝之间的粘合力。

实施时，所述放线组件2和收线组件3之间还设置有张力平衡装置7，所述张力平衡装置7包括用于限制所述放线转轴21的转速的刹车机构71，所述刹车机构71通过拉绳悬挂有用于施加压力以改变摩擦力的动滑轮72，所述动滑轮72通过弹性补偿机构73浮动地托举设置在所述机架1上，所述机架1上还设置有至少一个定滑轮74，所述放线组件2和收线组件3之间的键合丝绷直地绕过所述定滑轮74和动滑轮72，并向上托举所述动滑轮72。

通过刹车机构对放线转轴的转速进行控制，使得键合丝在收线轮的转动作用下被绷直，为了将键合丝拉出，需要使拉力超过刹车机构作用在放线转轴上的摩擦力，随着收线轮施加的拉力逐渐增加，键合丝托举作用在动滑轮上的托举力越大，动滑轮在外力作用下上移，由于动滑轮同时悬挂在刹车机构的拉绳上，动滑轮上移后，使得拉绳施加给刹车机构的压力越小，刹车机构作用在放线转轴上的摩擦力也同时减小，最终达到平衡，使键合丝匀速从放线轮处拉出。此时，键合丝上的拉力为动滑轮的重力与拉绳拉力和弹性补偿机构的托举力之差的一半，只要控制好动滑轮、刹车机构和弹性补偿机构的关系，就能够使键合丝的张力控制在合理值内。随着收线轮上绕丝层数增加，键合丝的绕线线速度也增加，但由于键合丝的直径很小，使得线速度的变化缓慢，整个张力平衡装置能够很快重新达到平衡。该机构具备自动调节功能，无需额外传感装置就能对键合丝的张力进行自适应调整。

实施时，所述刹车机构71包括设置在所述放线转轴21上方的刹车座，所述刹车座上具有沿所述放线转轴的径向竖向设置的轴孔，所述轴孔内安装有刹车轴，所述刹车轴的下端安装有与所述放线转轴相匹配的刹车片，所述刹车轴与所述刹车座之间还设置有复位弹簧，使所述刹车片与所述放线转轴之间具有间隙；所述刹车轴的上端安装有定滑轮，所述动滑轮72通过绕过所述定滑轮的拉绳悬挂设置。

实施时，所述弹性补偿机构73包括竖向设置的限位管，所述限位管的底部固定设置有第一磁铁，所述第一磁铁的上方悬浮设置有第二磁铁，所述动滑轮72可转动的安装在所述第二磁铁的上方。

实施时，所述限位管上具有沿径向贯通设置的导向槽，所述导向槽沿所述限位管的轴向设置，所述第二磁铁上具有沿径向突出形成的导向块，所述导向块对应地设置在所述导向槽内。

这样，可以放置第二磁铁带动动滑轮沿轴向转动。

实施时，所述限位管上具有沿径向贯通设置的让位槽，所述让位槽沿所述限位管的轴向向上贯通设置；所述动滑轮72的轮槽与两个所述让位槽相正对。

这样，便于键合丝从限位管上的动滑轮下穿过。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种张力平衡的键合丝复绕装置，其特征在于，包括机架（1）和架设在所述机架（1）上的放线组件（2）和收线组件（3），所述放线组件（2）包括用于可拆卸地安装放线轮（22）的放线转轴（21），所述放线转轴（21）可转动地安装在所述机架（1）上；所述收线组件（3）包括用于可拆卸地安装收线轮（33）的收线转轴（31），所述收线转轴（31）可转动地安装在所述机架（1）上，其一端连接有收线电机（32），另一端可拆卸地安装有收线轮（33）；所述放线组件（2）和收线组件（3）之间还设置有张力平衡装置（7），所述张力平衡装置（7）包括用于限制所述放线转轴（21）的转速的刹车机构（71），所述刹车机构（71）通过拉绳悬挂有用于施加压力以改变摩擦力的动滑轮（72），所述动滑轮（72）通过弹性补偿机构（73）浮动地托举设置在所述机架（1）上，所述机架（1）上还设置有至少一个定滑轮（74），所述放线组件（2）和收线组件（3）之间的键合丝绷直地绕过所述定滑轮（74）和动滑轮（72），并向上托举所述动滑轮（72）。

2.如权利要求1所述的张力平衡的键合丝复绕装置，其特征在于，所述刹车机构（71）包括设置在所述放线转轴（21）上方的刹车座，所述刹车座上具有沿所述放线转轴的径向竖向设置的轴孔，所述轴孔内安装有刹车轴，所述刹车轴的下端安装有与所述放线转轴相匹配的刹车片，所述刹车轴与所述刹车座之间还设置有复位弹簧，使所述刹车片与所述放线转轴之间具有间隙；所述刹车轴的上端安装有定滑轮，所述动滑轮（72）通过绕过所述定滑轮的拉绳悬挂设置。

3.如权利要求1所述的张力平衡的键合丝复绕装置，其特征在于，所述弹性补偿机构（73）包括竖向设置的限位管，所述限位管的底部固定设置有第一磁铁，所述第一磁铁的上方悬浮设置有第二磁铁，所述动滑轮（72）可转动的安装在所述第二磁铁的上方。

4.如权利要求3所述的张力平衡的键合丝复绕装置，其特征在于，所述限位管上具有沿径向贯通设置的导向槽，所述导向槽沿所述限位管的轴向设置，所述第二磁铁上具有沿径向突出形成的导向块，所述导向块对应地设置在所述导向槽内。

5.如权利要求3所述的张力平衡的键合丝复绕装置，其特征在于，所述限位管上具有沿径向贯通设置的让位槽，所述让位槽沿所述限位管的轴向向上贯通设置；所述动滑轮（72）的轮槽与两个所述让位槽相正对。

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