JP3731556B2 - ボンディングワイヤ用スプール - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体あるいは超伝導素子のチップ電極と外部リード等を電気的に接続するためのボンディングワイヤが巻き取られるボンディングワイヤ用スプールに係り、特に、プラスチック製ボンディングワイヤ用スプールの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金、アルミニウム、銅などから成るボンディングワイヤを巻き取るためのスプールとして、従来、円筒状の巻胴部とその両端にフランジを有する形状のものが広く使用されている。そして、このスプールを構成する材料として、錆防止のためのアルマイト処理を施したアルミニウム合金が主に利用されている。
【０００３】
ところで、ボンダーを用いて上記チップ電極と外部リード等を電気的に接続するボンディング作業においては、ボンディング途中でワイヤが断線した場合、ボンダーがそのまま作動しつづけるとボンディング不良の製品を生産し続けてしまう弊害が生ずる。そこで、ワイヤとボンダーとの間で導通を監視しながら作業を行い、導通不能というかたちでワイヤ断線を検出したら作動を停止する機能がボンダーには装備されている。そして、ワイヤとボンダーとの間で導通を取る方法として、ワイヤ終端部分をボンダーの電極に予め取り付ける方法とスプールを介して導通を取る２種類の方法があり、スプールを介して導通を取る後者の方が簡便なため、ボンダーの断線検出機能を利用する顧客からは導電性を有するスプール（導通スプール）が要請されていた。このため、顧客の要求に応じてアルマイト層表面に金属めっきを施したり、アルマイト層表面を一部剥離して導通を持たせたスプール（導通スプール）が提供されている。
【０００４】
しかし、不十分なアルマイト処理やアルマイト表面を傷つけたりすることで、局部的な錆が発生することがあった。そして、この錆がワイヤに付着してボンディング作業に供された場合、ボンダーが停止する等の不具合を生ずる。また、導通を取るために施す金属めっきやアルマイト層の剥離はスプールの製造コストを上昇させる問題を生ずる。
【０００５】
他方、錆防止や製造コストの低減を図る目的でプラスチック製のスプールも提案されている。但し、プラスチック（合成樹脂）はアルミニウム等金属と比較して帯電し易く、また、熱膨張率がボンディングワイヤより大きい欠点を有するため、実開昭５７−４７０２９号公報においては帯電防止剤を添加した合成樹脂スプールが提案され、実開昭５８−５３４４号公報においては合成樹脂と比較して線膨張係数の小さい物質を添加した合成樹脂スプールが提案され、また、実開昭５８−８７７５７号公報においては変形温度が１５０℃以上で線膨張係数が１×１０-5〜１．８×１０-5Ｋ-1の熱可塑性プラスチック製のスプールが提案されている。
【０００６】
しかし、これ等合成樹脂製のスプールでは、導通スプールを要求している顧客には対応できない。そこで、実開昭５９−８７１３６号公報においては体積固有抵抗１０5Ω・ｃｍ以下の炭素繊維含有ポリカーボネート樹脂で形成されたスプールが提案されている。そして、この提案では導電性を有する炭素繊維を含有させることでスプールに導電性を持たせることを主眼としている。さらに炭素繊維はポリカーボネート樹脂よりも線膨張係数が小さいので炭素繊維を含有させることによりスプールの線膨張係数が小さくなり、ボンディングワイヤ自体の線膨張係数に近づき好都合であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実開昭５９−８７１３６号公報に開示されたスプールを含めてプラスチック（合成樹脂）製のスプールは、金属製スプールと較べて衝撃強度が低くかつ曲げ弾性率も小さい欠点があり、スプールに要求される特性として未だ不十分な問題点を有していた。
【０００８】
そして、衝撃強度が小さいと、誤ってスプールを落下させた時にフランジが破損するなどの不都合を生ずる。また、曲げ弾性率（剛性率）が低い場合にも以下のような不都合を生ずる。すなわち、スプールにボンディングワイヤを巻きつけると、巻く時の張力によってスプール径を小さくする方向に圧縮力が作用する。そして、曲げ弾性率が小さいと、その時の圧縮力により大きな変形が生じ、場合によっては巻取り機からスプールが取り出せなくなったり、使用時にボンダーに取り付けることが困難となる問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、導電性を有し、しかも熱膨張率がボンディングワイヤと略同等であるだけでなく、破損や弾性変形による不具合を引き起こすことのないプラスチック（合成樹脂）製スプールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため本発明者等が鋭意研究を続けた結果、プラスチック（合成樹脂）製スプールを構成する材料に要求される衝撃強度、曲げ弾性率、体積固有抵抗、線膨張係数などの条件を見出すと共に、これ等条件を満たす各種の構成材料を発見するに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。
【００１１】
すなわち、請求項１に係る発明は、
ボンディングワイヤを巻き取るための巻胴部とその両端にフランジを有するボンディングワイヤ用スプールを前提とし、
常温における衝撃強度が８０Ｊ／ｍ以上、曲げ弾性率が９ＧＰａ以上、体積固有抵抗が１×１０3Ω・ｃｍ以下、および、線膨張係数が１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1の特性を備えた炭素繊維強化熱可塑性樹脂にて形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係るボンディングワイヤ用スプールを前提とし、
上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を含有する熱可塑性樹脂で構成され、かつ、上記炭素繊維が繊維長１〜１０ｍｍの炭素繊維を主成分としていることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１または２記載の発明に係るボンディングワイヤ用スプールを前提とし、
上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を２５〜３５重量％含有するＡＢＳ樹脂であることを特徴とし、
請求項４に係る発明は、
同じく請求項１または２記載の発明に係るボンディングワイヤ用スプールを前提とし、
上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を３０〜３５重量％含有するポリアミドイミド樹脂であることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を２５〜３５重量％含有するポリアリレート樹脂であることを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を２０〜３０重量％含有するポリカーボネート樹脂であることを特徴とし、
請求項７に係る発明は、
上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を１５〜３５重量％含有するポリフェニレンエーテル樹脂であることを特徴とするものである。
【００１３】
次に、請求項８に係る発明は、
請求項１〜７のいずれかに記載の発明に係るボンディングワイヤ用スプールを前提とし、
上記フランジの一方若しくは両方に円弧状のノッチが１箇所以上形成されていることを特徴とし、
請求項９に係る発明は、
請求項１〜８のいずれかに記載の発明に係るボンディングワイヤ用スプールを前提とし、
上記スプールが着色されていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
まず、本発明のスプールは、常温における衝撃強度が８０Ｊ／ｍ以上、曲げ弾性率が９ＧＰａ以上、体積固有抵抗が１×１０3Ω・ｃｍ以下、および、線膨張係数が１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1の特性を備えた炭素繊維強化熱可塑性樹脂にて形成されていることを特徴とする。
【００１６】
以下、炭素繊維強化熱可塑性樹脂の各特性について詳細に説明する。
【００１７】
まず、スプールに通常適用されているアルミニウム合金と比較し、プラスチック（合成樹脂）材料の欠点の１つとして衝撃強度が低いことが挙げられる。そして、スプールの取り扱い中、手元から床までスプールを落下させてしまうことは起こり得る現象である。この時、スプールのフランジや巻胴部が破損してしまえばスプールを破棄するしかないのでこの程度の衝撃力でスプールが破損しないことが望まれる。そして、通常起こり得る落下程度の衝撃に耐えられるための衝撃強度は８０Ｊ／ｍ以上あれば良いことが以下に示す実施例や比較例などから確認されていることから、上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂に要求される特性の一つである衝撃強度は８０Ｊ／ｍ以上としている。
【００１８】
次に、プラスチック（合成樹脂）製スプールの欠点として曲げ弾性率が低いことが挙げられる。そして、スプールに通常適用されているアルミニウムの曲げ弾性率（すなわち剛性率）は、金属データブック（丸善、１９７４年発行）によれば２５．５ＧＰａである。これに対し、熱可塑性樹脂における曲げ弾性率は、例えばＡＢＳ樹脂では２．３ＧＰａ、ポリアミドイミド樹脂では３．６ＧＰａとアルミニウムに較べて小さい。そして、ワイヤを巻き取る時のテンションによりスプールには圧縮力が作用し、曲げ弾性率が小さいことは同じ圧縮力でも弾性変形量が大きいことを意味するので、金属製スプールに較べてプラスチック（合成樹脂）製スプールは大きな収縮が起こることになる。また、スプールを固定するためのホルダー寸法は、スプール寸法の製造時におけるばらつきを考慮して決められているが、一定量以上のスプール収縮が起きると、上述したように巻取り機からスプールが取り出せなくなったり、使用時にボンダーに取り付けることが困難となることがある。この場合、スプールを固定するホルダー寸法の上記バラツキに対する許容値を大きく設定すればこの問題は解消する。しかし、このためにはホルダーの設計を見直すことになり実用上好ましくない。そこで、巻取り数量およびそのテンション等を組み合わせて評価したところ、少なくとも曲げ弾性率が９ＧＰａあれば実用上問題ないことが確認された。そこで、上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂に要求される特性の一つである曲げ弾性率についてはその最小値を９ＧＰａとした。尚、炭素繊維強化熱可塑性樹脂の曲げ弾性率については当然のことながら大きな値であるほど望ましい。
【００１９】
次に、ボンダーの上述した断線検出機能を使用する顧客からの要請に対応するためスプールには導電性が要求される。そして、スプール自体の電気抵抗が高いと断線検出のための回路に印加する電圧を高くする必要が生じ、取り扱い上危険性が増すのでスプール自体の電気抵抗値は小さい方が望ましい。このため、スプールに適用される炭素繊維強化熱可塑性樹脂の体積固有抵抗は１０3Ω・ｃｍ以下であることを必要とし、可能なら１０2Ω・ｃｍ以下が望ましい。
【００２０】
次に、スプールに適用されるプラスチック（合成樹脂）の線膨張係数について説明する。ボンディングワイヤは、通常、温度が調節されたクリーンルーム内で製造されかつ使用されるが、ボンディングワイヤの輸送中は、航空輸送で低温にさらされたり陸上輸送で高温環境にさらされたりする場合がある。そして、製造時における温度条件と異なる温度環境下にボンディングワイヤがさらされると、ワイヤ自体の熱膨張率とスプールの熱膨張率の差に起因してワイヤの食い込み、場合によってはワイヤの断線が起こったり、反対に巻が緩んで崩れたりすることが起こってワイヤのほぐれ性が悪化することがある。これらの現象はワイヤとスプールにおける熱膨張率の差が大きいほど発生し易くなるので、スプールについてはワイヤの熱膨張率との差が小さいことが要求される。そして、ボンディングワイヤに用いられる素材の線膨張係数は、上述した金属データブックによると、金が１．４１×１０-5Ｋ-1、アルミニウムが２．３５×１０-5Ｋ-1、銅が１．７０×１０-5Ｋ-1であるため、本発明のスプールに適用される炭素繊維強化熱可塑性樹脂の線膨張係数は１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1であることを要する。尚、ワイヤの素材に応じてスプールの線膨張係数をワイヤの線膨張係数に近づけた方が当然のことながら望ましい。
【００２１】
このように本発明のスプールは、常温における衝撃強度が８０Ｊ／ｍ以上、曲げ弾性率が９ＧＰａ以上、体積固有抵抗が１×１０3Ω・ｃｍ以下、および、線膨張係数が１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1の特性を備えた炭素繊維強化熱可塑性樹脂にて形成されるが、この炭素繊維強化熱可塑性樹脂については、熱可塑性樹脂中に含有させる炭素繊維の量を増やしていくと、体積固有抵抗と熱膨張係数は低下し、曲げ弾性率も向上するため好都合である。但し、衝撃強度については、炭素繊維を含有させると一旦急激に低下し、炭素繊維の含有量が増加するに従い僅かに増加する傾向を示す。従って、衝撃強度の条件を満足させるのが最も困難である。ところが、熱可塑性樹脂に含有させる炭素繊維の繊維長に着目すると、繊維長が長いほど衝撃強度が向上することを見出した。
【００２２】
すなわち、本発明のスプールに適用される炭素繊維強化熱可塑性樹脂における衝撃強度を確保するためには、熱可塑性樹脂中に含有させる炭素繊維の繊維長は１〜１０ｍｍとする必要がある。なぜなら繊維長が１ｍｍ未満では十分な衝撃強度が得られず、反対に繊維長が１０ｍｍを越えるとスプールのように肉厚が薄いものでは成型が困難となってしまうからである。また、例えば繊維長１ｍｍと３ｍｍの炭素繊維を同量添加するなど上記適正範囲内の繊維長のものを複数組み合わせることも当然のことながら可能である。さらに上記適正範囲内の繊維長の炭素繊維が全炭素繊維中３分の２以上の比率であれば、繊維長が１ｍｍ未満の炭素繊維が一部混入していても本発明の効果は十分に発揮できる。
【００２３】
また、母材となる熱可塑性樹脂の種類も上述した特性を発揮させるためには重要な要因となることは言うまでもない。そして、本発明に使用できる熱可塑性樹脂の種類としては、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は熱可塑性樹脂の中で衝撃強度が高いものであり、炭素繊維を含有させても本発明において必要とされる衝撃強度は維持される。また、これらの熱可塑性樹脂は、比較的熱膨張係数が小さい特徴もあり、炭素繊維含有による熱膨張率の低下と相まって本発明の効果が発揮できる。さらに、体積固有抵抗および曲げ弾性率も、炭素繊維を含有させることで本発明が必要とする特性を十分に兼ね備えることが可能となる。
【００２４】
また、熱可塑性樹脂に含有させる炭素繊維の量も本発明の特性を発揮させるためには重要な要因となる。但し、炭素繊維の含有量は、母材の熱可塑性樹脂の種類により特性の面から必要とされる含有量は異なってくる。炭素繊維の含有量の下限は、上述したＡＢＳ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリレート樹脂では衝撃強度が確保できないためにそれぞれ２５重量％、３０重量％、２５重量％であり、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂では曲げ弾性率が確保できないためにそれぞれ２０重量％、１５重量％となる。他方、炭素繊維の含有量の上限は、ポリカーボネート樹脂を除いて成型が困難となることから３５重量％となり、ポリカーボネート樹脂においては炭素繊維の含有量が３０重量％を越えると線膨張係数が１．０×１０-5Ｋ-1未満となることから含有量の上限は３０重量％となる。
【００２５】
次に、上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂で形成される本発明のスプールは、上述した公報等で示された形状と同じくワイヤを巻き取るための巻胴部とその両端にあるフランジとで構成されている。また、フランジにはワイヤ端をテープ等でスプールに固定する時に便利なように略円弧状のノッチが形成されていてもよく、その個数についても１箇所以上あれば任意である。また、スプール両端にあるフランジの片方でもよいし、あるいは、ノッチが複数ある時には両方のフランジに形成されていてもよい。
【００２６】
また、スプールは、巻かれているワイヤの線径やその種類を識別するために通常着色されているが、本発明のスプールにおいても、スプール全体を着色したり、フランジの部分だけを着色したり、フランジの外側若しくは内側のみを着色して識別を可能とする構造にしてもよい。
【００２７】
更に、本発明のスプールは、ボンディングワイヤの製造業者から顧客へワイヤを販売する時に用いられるスプールのみならず、ボンディングワイヤの製造工程や半製品の輸送において用いられるスプールに対しても当然のことながら適応させることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について比較例と共に具体的に説明する。
【００２９】
［実施例１〜３、比較例１］
繊維長１．５ｍｍの炭素繊維を３０重量％含有するＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により実施例１に係るスプールを成形した。
【００３０】
繊維長が３ｍｍの炭素繊維を適用した以外は実施例１と同一条件で実施例２に係るスプールを成形し、また、繊維長が６ｍｍの炭素繊維を適用した以外は実施例１と同一条件で実施例３に係るスプールを成形し、更に、繊維長が０．７５ｍｍの炭素繊維を適用した以外は実施例１と同一条件で比較例１に係るスプールを成形した。
【００３１】
尚、繊維長が１２ｍｍの炭素繊維を３０重量％含有するＡＢＳ樹脂を用いて同様のスプールを成形しようとしたが、スプール成型加工中に規定の寸法公差内に成型することは困難であった。
【００３２】
そして、得られた実施例１〜３と比較例１に係る各スプールについて、体積固有抵抗、線膨張係数、衝撃強度および曲げ弾性率の各特性値と、下記に定義する「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」を評価した。これらの結果を表１の（Ａ）に示す。
【００３３】
（特性値評価）
特性値評価の項目は、体積固有抵抗、線膨張係数、衝撃強度および曲げ弾性率であり、体積固有抵抗はＪＩＳ Ｋ７１９４若しくはＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠して測定し、線膨張係数はＡＳＴＭ Ｄ−６９６に準拠して測定し、衝撃強度はノッチ付きアイゾット衝撃強さとしてＡＳＴＭ Ｄ−２５６に準拠して測定し、曲げ弾性率はＡＳＴＭ Ｄ−７９０に準拠してそれぞれ測定した。
【００３４】
「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」
線径２５μｍで１００ｐｐｍ未満の添加元素を含有する純度９９．９９％以上のＡｕワイヤを２．０ｇの張力でスプールに１，０００ｍ巻取り、温度サイクル試験を行った。
【００３５】
温度サイクル条件は室温からまず５０℃に上昇させ２時間保持後０℃に下降し２時間保持後室温に戻す操作を２サイクルとした。
【００３６】
温度サイクル後のワイヤを図１に示すほぐれ性評価装置にて電極３に接触した回数をもって評価した。
【００３７】
「スプール落下試験」
１．５ｍの高さから厚さ１０ｍｍのポリ塩化ビニル製板に向けてスプールを１０個自由落下させた時、フランジが破損したスプール数を評価した。
【００３８】
「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」
線径２５μｍで１００ｐｐｍ未満の添加元素を含有する純度９９．９９％以上のＡｕワイヤを３．０ｇの張力でスプールに５，０００ｍ巻取った時の巻取り前後におけるスプール内径変化量を評価した。
【００３９】
［実施例４、比較例２］
繊維長３ｍｍの炭素繊維を２０重量％含有するポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥと略す）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により実施例４に係るスプールを成形した。
【００４０】
また、繊維長が０．７５ｍｍの炭素繊維を適用した以外は実施例４と同一条件で比較例２に係るスプールを成形した。
【００４１】
そして、得られた実施例４と比較例２に係る各スプールについて、体積固有抵抗、線膨張係数、衝撃強度および曲げ弾性率の各特性値と、「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」を評価した。これらの結果も表１の（Ａ）に示す。
【００４２】
（評価確認１）
炭素繊維強化熱可塑性樹脂内に含有する炭素繊維の繊維長が１〜１０ｍｍの範囲内に設定された実施例１〜４においては、表１の（Ａ）に示されているようにアイゾット衝撃強さ、曲げ弾性率、体積固有抵抗および線膨張係数の各特性値が、本発明の条件（衝撃強度が８０Ｊ／ｍ以上、曲げ弾性率が９ＧＰａ以上、体積固有抵抗が１×１０3Ω・ｃｍ以下、線膨張係数が１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1）内にあるため、「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」ともに良好な結果を示している。
【００４３】
他方、比較例１と比較例２は上記繊維長が０．７５ｍｍで１〜１０ｍｍの範囲外であるため、表１の（Ａ）に示されているように各アイゾット衝撃強さが７５Ｊ／ｍ（比較例１）、７０Ｊ／ｍ（比較例２）と（８０Ｊ／ｍ以上）の範囲外となり、「スプール落下試験」においてスプールを落下させた時にフランジに破損するものが見られた。
【００４４】
［実施例１、比較例３〜４］
繊維長１．５ｍｍの炭素繊維を３０重量％含有するＡＢＳ樹脂にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により実施例１に係るスプールを成形した。
【００４５】
また、炭素繊維が含まれていないＡＢＳ樹脂により比較例３に係るスプールを成形し、更に、繊維長が１．５ｍｍの炭素繊維を２０重量％含有するＡＢＳ樹脂にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により比較例４に係るスプールを成形した。
【００４６】
そして、得られた実施例１と比較例３〜４に係る各スプールについて、体積固有抵抗、線膨張係数、衝撃強度および曲げ弾性率の各特性値と、「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」を評価した。これらの結果を表１の（Ｂ）に示す。尚、表１の（Ｂ）における実施例１の評価は表１の（Ａ）と同一である。
【００４７】
［実施例５〜６、比較例５］
繊維長１．５ｍｍと繊維長２．５ｍｍの炭素繊維を１：１の割合で２０重量％含有するポリカーボネート樹脂（ＰＣと略す）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により実施例５に係るスプールを成形した。
【００４８】
また、繊維長１．５ｍｍと繊維長２．５ｍｍの炭素繊維を１：１の割合で３０重量％含有するポリカーボネート樹脂（ＰＣと略す）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により実施例６に係るスプールを成形し、更に、繊維長１．５ｍｍと繊維長２．５ｍｍの炭素繊維を１：１の割合で４０重量％含有するポリカーボネート樹脂（ＰＣと略す）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により比較例５に係るスプールを成形した。
【００４９】
そして、得られた実施例５〜６と比較例５に係る各スプールについて、体積固有抵抗、線膨張係数、衝撃強度および曲げ弾性率の各特性値と、「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」を評価した。これらの結果も表１の（Ｂ）に示す。
【００５０】
［実施例７、比較例６］
繊維長１．５ｍｍの炭素繊維を３０重量％含有するポリアリレート樹脂（ＰＡＲと略す）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により実施例７に係るスプールを成形した。
【００５１】
また、繊維長１．５ｍｍの炭素繊維を１０重量％含有するポリアリレート樹脂（ＰＡＲと略す）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂により比較例６に係るスプールを成形した。
【００５２】
そして、得られた実施例７と比較例６に係る各スプールについて、体積固有抵抗、線膨張係数、衝撃強度および曲げ弾性率の各特性値と、「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」を評価した。これらの結果も表１の（Ｂ）に示す。
【００５３】
（評価確認２）
実施例１、５〜７においては、表１の（Ｂ）に示されているようにアイゾット衝撃強さ、曲げ弾性率、体積固有抵抗および線膨張係数の各特性値が本発明の条件内にあるため、「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」、「スプール落下試験」および「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」ともに良好な結果を示している。
【００５４】
他方、炭素繊維が含まれていないＡＢＳ樹脂から成る比較例３は、その線膨張係数が８．５×１０-5Ｋ-1とワイヤの材質であるＡｕより大きく、体積固有抵抗も９×１０15Ω・ｃｍと本発明の条件値（１×１０3Ω・ｃｍ以下）より大きいと共に、曲げ弾性率は２．５ＧＰａと本発明の条件値（９ＧＰａ以上）より小さいことから「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」が２７回と悪化し、かつ、「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」も０．３１と大きな収縮が見られた。
【００５５】
また、炭素繊維を４０重量％と条件以上含有するポリカーボネート樹脂にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂の比較例５は、その線膨張係数が０．９×１０-5Ｋ-1とワイヤの材質であるＡｕよりかなり小さいことから「温度サイクル後のワイヤほぐれ性」が４回と劣っていた。
【００５６】
更に、炭素繊維が２０重量％と条件未満しか含有しないＡＢＳ樹脂にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂の比較例４はアイゾット衝撃強さが７０Ｊ／ｍと条件（８０Ｊ／ｍ以上）の範囲外となり「スプール落下試験」においてスプールを落下させた時にフランジに破損するものが見られ、また、炭素繊維が１０重量％と条件未満しか含有しないポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）にて構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂の比較例６はアイゾット衝撃強さが６０Ｊ／ｍと条件（８０Ｊ／ｍ以上）の範囲外となり、かつ、体積固有抵抗も２×１０3Ω・ｃｍと本発明の条件値（１×１０3Ω・ｃｍ以下）より大きいと共に、曲げ弾性率は５．７ＧＰａと本発明の条件値（９ＧＰａ以上）より小さいことから「スプール落下試験」においてスプールを落下させた時にフランジに破損するものが見られ、かつ、「ワイヤ巻取り後のスプール内径変化量」も０．２２と大きな収縮が見られた。
【００５７】
【表１】
Figure 0003731556
【００５８】
【発明の効果】
請求項１〜９記載の発明に係るボンディングワイヤ用スプールによれば、
常温における衝撃強度が８０Ｊ／ｍ以上、曲げ弾性率が９ＧＰａ以上、体積固有抵抗が１×１０3Ω・ｃｍ以下、および、線膨張係数が１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1の特性を備えた炭素繊維強化熱可塑性樹脂にて形成されているため、従来から広く用いられているアルミニウム製スプールの代替として使用可能となり、かつ、錆の発生をも回避できる効果を有している。
【００５９】
更に、炭素繊維強化熱可塑性樹脂にて形成されているため製造コストの低減も図れ、半導体産業に大きく貢献できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ほぐれ性評価装置の概略構成説明図。
【符号の説明】
１ スプール
２ ワイヤ
３ 電極

Claims (9)

  1. ボンディングワイヤを巻き取るための巻胴部とその両端にフランジを有するボンディングワイヤ用スプールにおいて、
    常温における衝撃強度が８０Ｊ／ｍ以上、曲げ弾性率が９ＧＰａ以上、体積固有抵抗が１×１０3Ω・ｃｍ以下、および、線膨張係数が１．０×１０-5〜２．８×１０-5Ｋ-1の特性を備えた炭素繊維強化熱可塑性樹脂にて形成されていることを特徴とするボンディングワイヤ用スプール。
  2. 上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を含有する熱可塑性樹脂で構成され、かつ、上記炭素繊維が繊維長１〜１０ｍｍの炭素繊維を主成分としていることを特徴とする請求項１記載のボンディングワイヤ用スプール。
  3. 上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を２５〜３５重量％含有するＡＢＳ樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のボンディングワイヤ用スプール。
  4. 上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を３０〜３５重量％含有するポリアミドイミド樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のボンディングワイヤ用スプール。
  5. 上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を２５〜３５重量％含有するポリアリレート樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のボンディングワイヤ用スプール。
  6. 上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を２０〜３０重量％含有するポリカーボネート樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のボンディングワイヤ用スプール。
  7. 上記炭素繊維強化熱可塑性樹脂が炭素繊維を１５〜３５重量％含有するポリフェニレンエーテル樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のボンディングワイヤ用スプール。
  8. 上記フランジの一方若しくは両方に円弧状のノッチが１箇所以上形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のボンディングワイヤ用スプール。
  9. 上記スプールが着色されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のボンディングワイヤ用スプール。
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