JP4436071B2 - Extra fine wire drawing method and drawing device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム、銅等の卑金属又はアルミニウム−シリコン合金のような卑金属合金、あるいは金、銀、パラジウム等の貴金属又は金−銀合金、金−銀−銅合金等の貴金属合金からなる極細線の伸線方法及び伸線装置に関し、特に半導体装置のボンディングワイヤ用極細線の伸線方法及び伸線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の発達に伴い、半導体装置のリード線、コイル巻き線、エナメル線、ボンディングワイヤ等に使用される極細線は、線径100μm以下のものが多用されている。とくに、ボンディングワイヤ用の極細線は線径が40μm以下のものに50〜1000m/分の高速度で湿式の伸線処理を施し、形成した極細線を数百ないし数千mの単位で巻き取っている。このため巻き取られた極細線には断線や折れや曲がり等のないように、仕上げダイスの孔形状の精度を高めたり、仕上げダイスの孔の軸心と極細線の進行経路との位置関係を調整させたりしていた。
【0003】
このうち後者の仕上げダイスの孔軸(孔の軸心)と極細線の進行経路との位置関係を調整する方法としては、いくつかの方法が知られている。そのうちの一つは、実公昭63−50009号公報(特許文献1)に記載されている方法(以下、第1の方法と称する)である。この第1の方法は、仕上げダイスの孔軸を固定したまま極細線を位置決め可能に調節することで、極細線の折れ曲がりやカールの欠点を解消するものである。具体的には、仕上げダイスの上流及び下流側に、左右に上下方向及び前後方向に移動可能な少なくとも2個のガイドローラをそれぞれ設け、極細線を各ガイドローラに交互に掛け渡し、各ガイドローラの位置を調整することにより、仕上げダイスの孔軸は固定したまま極細線の進行経路を調節する。これにより、極細線を仕上げダイスの孔に同軸状かつ引張状態で挿入し、最終加工を行う。
【0004】
もう一つは、特開平8−309426号公報(特許文献2)に記載されている方法(以下、第2の方法と称する)である。この第2の方法は、極細線の進行経路を固定したまま仕上げダイスの孔軸を位置決め可能に調節するものである。具体的には、仕上げダイスの上流及び下流側にそれぞれガイドローラを配置し、これらガイドローラを垂直方向(鉛直方向)及び水平方向に移動可能な台座に取り付けるとともに、仕上げダイスをV字型溝を有するホルダー上に支持させている。この第2の方法は、仕上げダイスをある程度自在にしておいて、伸線時における極細線の変動に仕上げダイスを追従させようとするものであり、伸線軸の調節を容易にし仕上げダイスの孔軸がダイスの中心軸から大きくずれたダイスの使用をも可能にするものである。
【0005】
また、実公昭47−18437号公報(特許文献3)に記載されている方法(以下、第3の方法と称する)がある。この第3の方法は、ダイスホルダーが常に各コイルバネの均一な張力によって固定枠の中心に保持されたまま、極細線を線引きするものである。この第3の方法は、線引きの場合に生ずる引抜き力の急激な変化及び作用方向の変化に対応して、常にダイスを安定に保持するようにしたものである。
【0006】
また、特開昭56−84118号公報(特許文献4)に記載されている方法(以下、第4の方法と称する)もある。この第4の方法は、仕上げダイスを通過した棒材の直線度の誤差を測定し、最初のゼロ設定からのかたよりを高い精度で調整するものである。この第4の方法は、直線度の誤差を非常に小さく保つことができる。
【0007】
【特許文献1】
実公昭63−50009号公報(第2頁、第3図ないし第6図)
【特許文献2】
特開平8−309426号公報(第2頁、図1、図2)
【特許文献3】
実公昭47−18437号公報(第1図、第7図)
【特許文献4】
特開昭56−84118号公報(第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第1の方法では、線径が100μm以下の極細線になると極細線が目視しづらくなっていくため、実公昭63−50009号公報の第5図に示されているような、前後調整ナット(28〜31)や上下調整ナット(32〜35)による調節では最終の仕上げダイスの中心に極細線を位置決めすることは困難であり、線径が40μm以下の極細線では目視が不可能となる。
また、仕上げダイスを通過した極細線は引っ張らなければ蛇行してしまうため、第4の方法はそもそも利用できない。
【0009】
また、前記第1の方法と第2の方法と第4の方法では、仕上げダイスの孔軸を極細線の進行経路に完全に合致させる設定ができたとしても、常に高い直進性を得ることができない。なぜなら、伸線加工中に極細線が変動した場合にはダイスの自重が極細線に掛かって追従していく結果、固定されたダイスの変化していく孔形状によって極細線にねじれや曲がり・反り等の欠陥が現れるからである。とくに極細線の線径が40μm以下に細くなっていくと、伸線加工中に微妙な振動が生じやすく、極細線は仕上げダイスの内部形状の影響を直接受けやすくなる。そのため前記第1の方法や第2の方法や第4の方法では極細線に加わる引抜き応力がわずかに変化したり、仕上げダイス孔内での接触距離がわずかに変化したりしても、ねじれや曲がり・反り等の欠陥が大きく現れ、ひどい場合には断線してしまう結果となる。さらに、仕上げダイスの孔形状は、精度よく作ったとしても、一個一個微妙に異なり、かつ、極細線を何十万mも伸線加工していくうちに仕上げダイスのダイヤモンドが(100)面などの結晶方位面に沿って偏摩耗していく結果、この孔形状が刻一刻と微妙に変化していく。そのため伸線時における極細線の変動に仕上げダイスを追従させようとする前記第1の方法、第2の方法及び第4の方法では、常に高い直進性を得ることができない。このため、従来は伸線時の最終巻き取り速度を落として追従させやすくしたり、巻回径を減らして一個当たりの不良ワイヤの発生量を抑制したりして、一巻きずつ慎重に作っていた。
【0010】
また前記第3の方法では、伸線中に仕上げダイスの孔の中心が絶えず移動するため、かえってねじれや曲がり・反り等の欠陥が大きく現れてしまう。
【0011】
本発明は、従来の伸線方法又は伸線装置の上記課題、すなわち仕上げダイスを取り替えても、あるいは極細線を何十万mも伸線加工していっても、常に高い直進性を得ることは困難であったという課題等にかんがみてなされたものである。
本発明は、仕上げダイスの孔形状等が微妙に変化しても、伸線時における極細線の変動にダイスを追従させながら常に高い直進性を得ることができる伸線方法及び伸線装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、仕上げダイスの孔形状等が微妙に変化しても、極細線の進行経路に対し仕上げダイスの孔軸を所定の角度だけ微調整することにより、常に高い直進性を得ることができる伸線方法及び伸線装置を提供することを別の目的とする。
また、本発明は極細線の進行経路に対する仕上げダイスの孔軸の角度調整を、巻き取りスプールへ巻き取られた直前の極細線の曲がり、反り等の計測値と直接関連付けることにより、または伸線中のスプールへ巻き取られる前にダイスホルダーに取り付けた渦電流等による非接触式の変位センサの測定値、ロードセルの測定値、レーザビームとターゲット板による変化量の拡大値などから計算することにより、それらの計測値をフィードバックさせて仕上げダイスの位置を決め直し、連続的に多数個の極細線を巻き取る伸線方法及び伸線装置を提供することを別の目的とする。
さらに、本発明は、とくに線径が40μm以下の変形しやすい極細線を50〜1000m/分の高速度で何ロットも連続して伸線することができる伸線方法及び伸線装置を提供することをさらなる別の目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下記の技術的手段により上記目的が達成される。
(1)極細線を縮径するための孔を有する複数のダイスの前記孔内に極細線を挿入し、巻き取りスプールによってこの極細線に一定の張力を加え、少なくとも一対のガイドによってこの張力が加わった極細線の進行経路を定め、極細線の進行方向に直立配置させた、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスの前記孔内にこの極細線を挿入することにより、最終線径に加工された極細線を得る極細線の伸線方法であって、
前記仕上げダイスを仕上げダイスホルダーに収容、保持し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の孔内に片方の連接ピンを挿入し、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の孔内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンを挿入してその直角方向に極細線が進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーを懸吊し、前記L字ブロックの底部を水平面内で回動可能な回転台に載置させて、
前記仕上げダイスの孔軸の水平方向の角度調整を行うことを特徴とする極細線の伸線方法。
(2)極細線を縮径するための孔を有する複数のダイスの前記孔内に極細線を挿入し、巻き取りスプールによってこの極細線に一定の張力を加え、少なくとも一対のガイドによってこの張力が加わった極細線の進行経路を定め、極細線の進行方向に直立配置させた、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスの前記孔内にこの極細線を挿入することにより、最終線径に加工された極細線を得る極細線の伸線方法であって、
前記仕上げダイスを仕上げダイスホルダーに収容、保持し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の孔内に片方の連接ピンを挿入し、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の穴内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンを挿入してその直角方向に極細線が進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーを懸吊し、
前記仕上げダイスホルダーと前記L字ブロックとに挟まれた揺動板の他端に当接する垂直バネ体の他端が、該揺動板内を貫通して台座に取り付けられた垂直固定ピンの一端に保持されることによって、前記仕上げダイスホルダーと揺動板が一体となって仕上げダイスホルダーが中吊りにされ、該揺動板の一端に当接する垂直可動軸の上下によって前記仕上げダイス孔軸の垂直方向の角度調整を行うことを特徴とする極細線の伸線方法。
(3)極細線を縮径するための孔を有する複数のダイスの前記孔内に極細線を挿入し、巻き取りスプールによってこの極細線に一定の張力を加え、少なくとも一対のガイドによってこの張力が加わった極細線の進行経路を定め、極細線の進行方向に直立配置させた、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスの前記孔内にこの極細線を挿入することにより、最終線径に加工された極細線を得る極細線の伸線方法であって、
前記仕上げダイスを仕上げダイスホルダーに収容、保持し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の穴内に片方の連接ピンを挿入し、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の穴内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンを挿入してその直角方向に極細線が進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーを懸吊し、前記L字ブロックの底部を水平面回動可能な回転台に載置させ、
前記仕上げダイスホルダーと前記L字ブロックとに挟まれた揺動板の他端に当接する垂直バネ体の他端が、該揺動板内を貫通して台座に取り付けられた垂直固定ピンの一端に保持されることによって、前記仕上げダイスホルダーと揺動板が一体となって仕上げダイスホルダーが中吊りにされ、該揺動板の一端に当接する垂直可動軸の上下によって前記仕上げダイス孔軸の垂直方向の角度調整を行うとともに、該回転台の回転軸の他端に固着された回転板の水平方向の一端に当接された水平可動軸の前後によって該回転台の水平方向の角度調整を行うことによって、前記仕上げダイス孔軸の水平方向及び垂直方向の角度調整を行うことを特徴とする極細線の伸線方法。
(4)極細線を最終線径が40μm以下となるように加工することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の極細線の伸線方法。
(5)極細線を縮径するための孔を有する複数の縮径用ダイスと、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスと、極細線の進行経路を定める少なくとも一対のガイドと、極細線に張力を付与するとともに、最終線径に加工された極細線を巻き取る巻き取りスプールを具備する極細線の伸線装置において、
前記仕上げダイスを収容、保持する仕上げダイスホルダーを有し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の孔内に片方の連接ピンが挿入され、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の孔内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンが挿入され、その直角方向に極細線の進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーが両側壁の連接ピンによって懸垂され、前記L字ブロックの底部が水平面回動可能な回転台に載置されていることを特徴とする極細線の伸線装置。
【0013】
本明細書において、「極細線の進行経路に対し垂直方向の角度」というのは、仕上げダイスの孔中心を原点とし、仕上げダイスの孔軸方向を極細線の進行経路に一致させたときの仕上げダイスの鉛直軸を極細線の進行経路又は逆行経路に傾けた角度をいう。また、「極細線の進行経路に対し水平方向の角度」というのは、仕上げダイスの孔軸方向を極細線の進行経路に一致させたときの仕上げダイスの孔中心を原点とし、仕上げダイスを極細線の進行経路の周りに回転させた角度をいう。通常、仕上げダイスは円板であり、孔形状も円柱状であるが、だ円錐のダイスを直交させて組合わせる場合もある。
また、「微小送り手段」としては、マイクロネジ構造による方法、あるいはステッピングモータやリニアモータによる方法などを利用したものがある。
【0014】
これまでの極細線の伸線方法及び伸線装置では、仕上げダイスが固定台に載置されているので(特許文献1の第5図、特許文献2の第1図)、伸線時における微妙な振動に仕上げダイスが追従しようとすると、仕上げダイスの自重によって極細線にねじれや曲がり・反り等の欠陥が現れる。
これに対して、本発明に係る極細線の伸線方法及び伸線装置では仕上げダイスの一端が固定台に対してバネ体で保持されているので、伸線時における微妙な振動に仕上げダイスの他端が追従しようとしても、仕上げダイスの自重によって極細線にねじれや曲がり・反り等の欠陥が現れることがない。あらかじめ極細線の材質や線径によって仕上げダイスの孔軸角度を極細線の進行経路に対し垂直方向と水平方向へ微調整して、最も望ましい位置に仕上げダイスを配置しておけば、伸線時における微妙な振動を最小限に制御することができ、極細線の直進性を得ることができる。
【0015】
なお、伸線時における仕上げダイスの孔内の周囲から極細線が受ける縮径応力の値や分布を伸線時に直接計測することはできないが、たとえば巻き取りスプールへ巻き取られた極細線の曲がり、反り等の形状パラメータは伸線後に計測することができる。そこで、この極細線の曲がり、反り等の形状パラメータの計測値をフィード・バックして垂直方向と水平方向の仕上げダイス孔軸角度を伸線前に微調整することにより、毎回高い極細線の直進性を得ることができる。このとき巻き取りスプールへ巻き取られた極細線の曲がり、反り等の形状パラメータの実際の計測値に基づいて、次の極細線の進行経路に対し垂直方向と水平方向の仕上げダイス孔軸角度を微調整すれば、仕上げダイスにとっての最適な孔の位置が求まる。
【0016】
特に、仕上げダイスを収納、保持する仕上げダイスホルダー(以下、単にダイスホルダーとも称する)の一端をバネ体で保持し、このダイスホルダーの他端を微小送り手段で伸縮可動させて、極細線の進行経路に対する垂直方向及び/又は水平方向の角度を微調整することによって、バネ体に仕上げダイスの微妙な振動をより一層吸収あるいは増幅させることが可能となる。また、バネ体は狭いスペースでの作業の簡略化に貢献する。このとき仕上げダイスの孔軸の垂直方向と水平方向の角度はそれぞれ独立して微調整することができ、伸線時における微妙な振動を分散又は発散させることができているので、仕上げダイスの向きを一定方向に保持しながらの制御が可能となっている。さらにダイスホルダーと揺動板を固定ピンによって揺動可能に一体化し、このダイスホルダーをバネ体と微小送り手段、例えばネジ構造で極細線の進行経路の直角方向に懸吊し、この揺動板を回転台に載置し、この回転台の一端をバネ体で保持し他端を微小送り手段、例えばネジ構造で前記バネ体に平行に伸縮可動させて、極細線の進行経路に対する水平方向の角度を微調整すれば、狭いスペースで垂直方向と水平方向の微調整をすることができ、伸線時の振動を効果的に分散又は発散することができる。
【0017】
さらに線径が40μm以下の極細線では、伸線時における仕上げダイスの孔内の縮径応力がそのまま極細線に加わり極細線自身の弾性力が小さいため、加工条件のわずかな変化が極細線の曲がり、反り、折れ、断線等となりやすい。しかも、極細線自体が目視しにくい上、伸線時には極細線が緊張されているので、反りや曲がりは見つけ出すことが困難である。これは仕上げダイスの孔内の周囲から極細線が受ける縮径応力が均一でないことに起因していると考えられるので、仕上げダイスの角度を微調整することによって極細線が受ける縮径応力を緩和することができる。線径が40μm以下の極細線では不良の原因を伸線時に肉眼で観察することができないので、極細線の進行経路に対する垂直方向又は水平方向の角度を微調整して巻き取りスプールへ巻き取られた極細線の曲がり、反り等の形状パラメータの実際の計測値から伸線時の加工情報を得ることが重要となる。
【0018】
本発明の伸線方法及び伸線装置における垂直角調整機構又は水平角調整機構では前記ダイスホルダーの一端がバネ体で保持され前記ダイスホルダーの他端が微小送り手段におけるネジ構造、例えばマイクロメータヘッドのネジ構造による伸縮可動にできる。このマイクロメータヘッドのネジ構造を用いると、0.02mm刻みで十数mm移動させることができ、0〜45度までの角度調整が可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
本発明の一実施例に係る極細線の伸線装置は、少なくとも、極細線を縮径するための孔を有する複数の縮径用ダイスと、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスと、極細線に張力を付与するとともに、最終線径に加工された極細線を巻き取る巻き取りスプールを有している。ここでは、要部である仕上げダイスとその周辺機構について詳細に説明する。
【0020】
図1、図2、図3、図4及び図5に、本実施例に係る極細線の伸線装置の要部である仕上げダイスとその周辺の機構を正面図、平面図、側面図、斜視図及び分解斜視図でそれぞれ示す。
図1〜図5を参照すると、極細線はLで示され、図示しない一対のガイド(ガイドロール等)により極細線Lの進行経路が定められる。仕上げダイス10は円板形状で、その中心に最終線径に縮径するための孔11を有している。仕上げダイス10は開放型ダイスホルダー12の収容部に着脱自在に収納され、仕上げダイス10の背後からスプリング13によって挟持される。このときダイスホルダー12内に特許文献2の図2に示されているようなV字形溝やU字形溝(以下、単に「V字形溝」という。)を設けておき、そのV字形溝に仕上げダイス10を載せるようにすると、ダイスホルダー12に対する仕上げダイス10の孔中心の位置決めが容易になる。スプリング13としては逆U字形やフォーク形の板バネなどが用いられる。本実施例では逆U字形の板バネを用いている(図5)。ただし、ここで用いられる板バネは、仕上げダイス10をダイスホルダー12の内壁の一つに押圧するためのものである。このダイスホルダー12は台座(図示していない)から延伸した2本の連接ピン16a、16bによって吊り下げられる。一方の連接ピン16aはL字ブロック17を貫通し、L字ブロック17とダイスホルダー12とが連接される。L字ブロック17の底部には円板18がネジ止めされ、その円板18の裏面には回転軸19の一端が固着され、その回転軸19の他端には回転板20が固着される。
【0021】
回転板20の水平方向の一端にはマイクロメータ水平角調整ネジヘッド21から突出した水平可動軸22が当接し、その直角方向の回転板20の一端には水平ピン23が埋め込まれている。水平ピン23には水平バネ体24が水平可動軸22と平行に取り付けられ(図5)、水平バネ体24の他端は台座(図示していない)に取り付けられた水平固定ピン25に保持されている。なお、マイクロメータ水平角調整ネジヘッド21の本体は台座(図示していない)に固定されている。
【0022】
一方、揺動板15の上側面で直角方向の一端にはマイクロメータ垂直角調整ネジヘッド26から突き出た垂直可動軸27が当接し、揺動板15の上側面で直角方向の他端には垂直バネ体28の一端が当接している。この垂直バネ体28の他端は台座(図示していない)に取り付けられた垂直固定ピン29の一端に保持され、垂直固定ピン29の他端は揺動板15の孔30内を貫通している。
【0023】
なお、仕上げダイス10の左右に設けられたガイドプーリーなどのガイド部材によって極細線Lの進行経路を決定し、この進行経路に仕上げダイス10の孔11の中心がくるよう調整する。ガイドプーリーにV溝を設けるよりも位置合わせダイスを用いた方が進行経路を精密に決定することができる。
【0024】
上記の本発明の好ましい実施例においては、ダイスホルダー12が揺動板15を介して垂直バネ体28と垂直可動軸27によって保持されており、これまでの装置のように仕上げダイス10が台座に直接くっついていない。したがって、台座(図示していない)の振動は垂直バネ体28によって分散又は発散され、直接仕上げダイス10に伝わることがない。また、2本の連接ピン16a、16bによってダイスホルダー12がシーソーのように中吊りにされているので、極細線Lに微妙な振動が生じたとしても、垂直バネ体28のバネ定数を適当に選定することによって微妙な振動を分散又は発散することができる。また、バネ体は狭いスペースでの作業の簡略化に貢献する。従って、これまでの装置のように仕上げダイス10ないしダイスホルダー12の自重が極細線Lに直接かかるようなことはない。このため極細線Lの線径が40μm以下に細くなっていっても、仕上げダイス10の孔軸角度と極細線Lのねじれや曲がり、反り等の形状欠陥との精密な関係を調整することができるようになった。
【0025】
上記の本発明の好ましい実施例においては、マイクロメータ垂直角調整ネジヘッド26を回転すると、垂直可動軸27が上下し、揺動板15を介して仕上げダイス10が極細線Lの進行方向に対して前後に可動する。垂直可動軸27はマイクロメータ構造なので、無段階の伸縮が可能である。同様に、水平可動軸27も無段階の伸縮が可能である。垂直可動軸27の垂直バネ体28と水平可動軸22の水平バネ体24とは独立しているので、仕上げダイス10の孔軸角度と極細線Lのねじれや曲がり・反り等の形状欠陥との関係を独立して調整することができる。
【0026】
本実施例による極細線の伸線装置は、以下のようにして第一調整がされる。まず、極細線Lの両端を、図示していないガイド部材によって直線状に引張られた状態にする。ついで、仕上げダイス10をダイスホルダー12に装着して、仕上げダイス10の孔軸と極細線Lの進行経路とを合致させる。この操作によって伸線直後の極細線が断線するような大きな応力負荷を除去するが、目視で判断しているためわずかな曲がりやねじれは除去することができない。そこで、線径140μmの細線から線径15μmの極細線まで600m/分の高速度で試しの湿式伸線処理をする。
【0027】
次に第二調整を行う。第二調整は、図示しない巻き取りスプールへ巻き取られた第一調整の極細線Lの曲がり、反り等の形状パラメータの伸線後の計測値に基づいて、極細線Lの進行経路に対し垂直方向と水平方向の仕上げダイス10の孔軸角度をマイクロメータ垂直角調整ネジヘッド26とマイクロメータ水平角調整ネジヘッド21によって微調整する。その後は、必要に応じて、毎回のロットが終了するたびに極細線Lの曲がり、反り等の形状パラメータを計測して、仕上げダイス10の垂直方向と水平方向の孔軸角度を微調整する。水平方向の角度調整の様子を図6に、垂直方向の角度調整の様子を図7に示す。
【0028】
上記のような微調整をした結果、線径40μmの純金線、金−15%銀合金線、純銅線及びアルミニウム−シリコン合金線の極細線から線径15μmの極細線まで300m/分の高速度で湿式伸線処理して5,000m巻きのロットを20個作製した。さらに20,000m巻きのロットを1個作製した。これらの極細線を半導体装置のボンディングワイヤとして使用したところ、曲がりや折れは皆無であった。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る極細線の伸線方法及び伸線装置によれば、垂直角調整機構及び/又は水平角調整機構が有するバネ体及び微小送り手段によって伸線時における極細線の変動に仕上げダイスを追従させることで、直進性を得ることができる。
また、仕上げダイスの孔形状が個々に微妙に異なり極細線の直線性に悪影響を与えることがあっても、巻き取りスプールへ巻き取られた極細線の曲がり、反り等の形状パラメータの実際の計測値に基づいて仕上げダイスの孔軸の垂直方向の角度と水平方向の角度をそれぞれ微調整することができるので、このような悪影響を抑制することができる。この結果、常に高い極細線の直進性が得られることから、湿式の伸線処理だけでなく乾式の伸線処理の場合でも高速度で行うことができる。特に極細線の線径が40μm以下になって仕上げダイスの内部形状の影響を直接受けるようになっても、バネ体によって極細線に加わる微妙な振動が吸収あるいは増幅されることから、バネ体に微妙な振動を受けることなく高速度で伸線処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例に係る極細線の伸線装置の要部正面図である。
【図2】本発明による一実施例に係る極細線の伸線装置の要部平面図である。
【図3】本発明による一実施例に係る極細線の伸線装置の要部側面図である。
【図4】本発明による一実施例に係る極細線の伸線装置の要部斜視図である。
【図5】本発明による一実施例に係る極細線の伸線装置の要部分解斜視図である。
【図6】仕上げダイスの水平方向の角度調整の様子を示す平面図である。
【図7】仕上げダイスの垂直方向の角度調整の様子を示す側面図である。
【符号の説明】
L 極細線
10 仕上げダイス
11 縮径用孔
12 開放型ダイスホルダー
13 スプリング
15 揺動板
16a、16b 連接ピン
17 L字ブロック
18 円板
19 回転軸
20 回転板
21 マイクロメータ水平角調整ネジヘッド
22 水平可動軸
23 水平ピン
24 水平バネ体
25 水平固定ピン
26 マイクロメータ垂直角調整ネジヘッド
27 垂直可動軸
28 垂直バネ体
29 垂直固定ピン
30 揺動板の孔
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an ultrafine wire comprising a base metal such as aluminum or copper or a base metal alloy such as an aluminum-silicon alloy, or a noble metal such as gold, silver or palladium, or a noble metal alloy such as a gold-silver alloy or gold-silver-copper alloy. The present invention relates to a wire drawing method and a wire drawing device, and more particularly to a wire drawing method and wire drawing device for a fine wire for a bonding wire of a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with the development of electronic devices, ultrafine wires used for lead wires, coil windings, enamel wires, bonding wires and the like of semiconductor devices are often used having a wire diameter of 100 μm or less. In particular, ultrafine wires for bonding wires are subjected to wet drawing at a high speed of 50 to 1000 m / min on those with a wire diameter of 40 μm or less, and the formed ultrafine wires are wound in units of several hundred to several thousand meters. ing. For this reason, the accuracy of the hole shape of the finishing die is increased so that the wound ultrafine wire is not broken, bent or bent, and the positional relationship between the axis of the hole of the finishing die and the path of the ultrafine wire is increased. I was adjusting it.
[0003]
Among these methods, several methods are known as methods for adjusting the positional relationship between the hole axis of the latter finishing die (the axial center of the hole) and the traveling path of the fine wire. One of them is the method (hereinafter referred to as the first method) described in Japanese Utility Model Publication No. 63-50009 (Patent Document 1). In this first method, the fine wire is adjusted so that the fine wire can be positioned while the hole axis of the finishing die is fixed, thereby eliminating the bending of the fine wire and the drawback of curling. Specifically, at least two guide rollers that can move in the vertical direction and the front-rear direction are provided on the upstream and downstream sides of the finishing die, respectively, and the fine wires are alternately passed over the guide rollers. By adjusting the position of, the traveling path of the fine wire is adjusted while the hole axis of the finishing die is fixed. As a result, the ultrafine wire is inserted into the hole of the finishing die coaxially and in a tensile state, and final processing is performed.
[0004]
The other is a method (hereinafter referred to as a second method) described in JP-A-8-309426 (Patent Document 2). In the second method, the hole axis of the finishing die is adjusted so as to be positioned while the traveling path of the fine wire is fixed. Specifically, guide rollers are arranged on the upstream and downstream sides of the finishing die, and these guide rollers are attached to a pedestal that is movable in the vertical direction (vertical direction) and the horizontal direction, and the finishing die is provided with a V-shaped groove. It is supported on a holder that has. In this second method, the finishing die is made flexible to some extent, and the finishing die is made to follow the fluctuation of the fine wire at the time of wire drawing. However, it is possible to use a die that is greatly deviated from the center axis of the die.
[0005]
Further, there is a method (hereinafter referred to as a third method) described in Japanese Utility Model Publication No. 47-18437 (Patent Document 3). In the third method, the fine wire is drawn while the die holder is always held at the center of the fixed frame by the uniform tension of each coil spring. In the third method, the die is always held stably in response to a sudden change in the drawing force and a change in the direction of action that occur in the case of drawing.
[0006]
There is also a method (hereinafter referred to as a fourth method) described in JP-A-56-84118 (Patent Document 4). In the fourth method, an error in the straightness of the bar that has passed through the finishing die is measured, and the method from the initial zero setting is adjusted with high accuracy. This fourth method can keep the linearity error very small.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 63-50009 (page 2, FIGS. 3 to 6)
[Patent Document 2]
JP-A-8-309426 (second page, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 3]
Japanese Utility Model Publication No. 47-18437 (FIGS. 1 and 7)
[Patent Document 4]
JP-A-56-84118 (FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first method, if the wire diameter becomes an ultrafine wire of 100 μm or less, the ultrafine wire becomes difficult to see, and therefore, as shown in FIG. 5 of Japanese Utility Model Publication No. 63-50009, With the adjustment nut (28-31) and the adjustment nut (32-35), it is difficult to position the fine wire at the center of the final finishing die, and visual inspection is impossible with the fine wire having a wire diameter of 40 μm or less. It becomes.
In addition, the fourth method cannot be used in the first place because the fine wire that has passed through the finishing die will meander unless pulled.
[0009]
In the first method, the second method, and the fourth method, even if the hole axis of the finishing die can be set to perfectly match the traveling path of the fine wire, it is possible to always obtain high straightness. Can not. The reason is that if the fine wire fluctuates during wire drawing, the weight of the die will follow and follow the fine wire, resulting in twisting, bending or warping of the fine wire due to the changing hole shape of the fixed die. This is because defects such as the above appear. In particular, if the wire diameter of the ultrafine wire is reduced to 40 μm or less, subtle vibrations are likely to occur during wire drawing, and the ultrafine wire is directly affected by the internal shape of the finishing die. Therefore, even if the pulling stress applied to the ultrafine wire is slightly changed in the first method, the second method, or the fourth method, or the contact distance in the finished die hole is slightly changed, Defects such as bending and warping appear greatly, and if severe, it results in disconnection. Furthermore, the hole shape of the finish die is slightly different even if it is made accurately, and the diamond of the finish die becomes (100) surface as hundreds of thousands of m of ultrafine wire is drawn. As a result of uneven wear along the crystal orientation plane, the hole shape changes minutely. Therefore, in the first method, the second method, and the fourth method in which the finishing die is made to follow the fluctuation of the fine wire at the time of wire drawing, high straightness cannot always be obtained. For this reason, conventionally, the final winding speed at the time of wire drawing is reduced to make it easier to follow, or the winding diameter is reduced to suppress the generation of defective wires per piece, making it carefully one by one. It was.
[0010]
Further, in the third method, since the center of the hole of the finishing die constantly moves during wire drawing, defects such as torsion, bending, and warping appear greatly.
[0011]
The present invention always obtains high straightness even when the above-mentioned problems of the conventional wire drawing method or wire drawing device, that is, even when finishing dies are replaced or hundreds of thousands of m of ultra fine wires are drawn. Was made in view of the problem that it was difficult.
The present invention provides a wire drawing method and a wire drawing device that can always obtain high straightness while following the die to fluctuations in the fine wire during wire drawing even if the hole shape of the finishing die changes slightly. The purpose is to do.
In addition, even if the hole shape or the like of the finishing die changes slightly, the present invention always obtains high straightness by finely adjusting the hole axis of the finishing die by a predetermined angle with respect to the travel path of the fine wire. Another object of the present invention is to provide a wire drawing method and a wire drawing device capable of performing the above.
Further, the present invention relates to the adjustment of the angle of the hole axis of the finishing die with respect to the travel path of the fine wire by directly correlating with the measurement value such as the bending or warping of the fine wire immediately before being wound on the take-up spool, or the wire drawing. By calculating from the measured value of non-contact displacement sensor due to eddy current etc. attached to the die holder before being wound on the spool inside, the measured value of the load cell, the enlarged value of the change amount by the laser beam and the target plate, etc. Another object is to provide a wire drawing method and a wire drawing device that feed back those measured values to re-position the finishing die and continuously wind up a large number of fine wires.
Furthermore, the present invention provides a wire drawing method and a wire drawing device capable of continuously drawing an ultrafine wire having a wire diameter of 40 μm or less, which can be continuously drawn at a high speed of 50 to 1000 m / min. This is another purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above object is achieved by the following technical means.
(1) An extra fine wire is inserted into the hole of a plurality of dies having a hole for reducing the diameter of the extra fine wire, a constant tension is applied to the extra fine wire by a take-up spool, and the tension is applied by at least a pair of guides. Insert the extra fine wire into the hole of the finishing die which has a hole for reducing the ultra fine wire to the final wire diameter. Is a drawing method of an ultrafine wire to obtain an ultrafine wire processed to the final wire diameter,
The finishing die is accommodated and held in a finishing die holder, one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder, and the hole on the other side wall of the finishing die holder is adjacent to the finishing die holder. The other connecting pin is inserted into the through hole of the L-shaped block, and the finishing die holder in which the fine wire forms a traveling path is suspended in the perpendicular direction, and the bottom of the L-shaped block can be rotated in a horizontal plane. Place it on a turntable,
A method of drawing an extra fine wire, wherein the angle of the hole axis of the finishing die is adjusted in the horizontal direction.
(2) An extra fine wire is inserted into the hole of a plurality of dies having a hole for reducing the diameter of the extra fine wire, a constant tension is applied to the extra fine wire by a take-up spool, and the tension is reduced by at least a pair of guides. Insert the extra fine wire into the hole of the finishing die which has a hole for reducing the ultra fine wire to the final wire diameter. Is a drawing method of an ultrafine wire to obtain an ultrafine wire processed to the final wire diameter,
The finishing die is received and held in a finishing die holder, one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder, and the hole adjacent to the finishing die holder is inserted into the hole on the other side wall of the finishing die holder. The other connecting pin is inserted into the through hole of the character block, and the finishing die holder in which the fine wire forms a traveling path in the perpendicular direction is suspended.
One end of a vertical fixing pin attached to the base through the other end of the vertical spring body contacting the other end of the swing plate sandwiched between the finishing die holder and the L-shaped block The finishing die holder and the swinging plate are integrated together so that the finishing die holder is suspended, and the finishing die hole shaft of the finishing die hole shaft is moved up and down by the vertical movable shaft that contacts one end of the swinging plate. An ultrafine wire drawing method characterized by performing vertical angle adjustment.
(3) Inserting the ultrafine wire into the holes of a plurality of dies having a hole for reducing the diameter of the ultrafine wire, applying a certain tension to the ultrafine wire by a take-up spool, and applying this tension by at least a pair of guides Insert the extra fine wire into the hole of the finishing die which has a hole for reducing the ultra fine wire to the final wire diameter. Is a drawing method of an ultrafine wire to obtain an ultrafine wire processed to the final wire diameter,
The finishing die is accommodated and held in a finishing die holder, one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder, and an L-shape in the hole on the other side wall of the finishing die holder and adjacent to the finishing die holder The other connecting pin is inserted into the through hole of the block, and the finishing die holder in which the fine wire forms a traveling path in the perpendicular direction is suspended, and the bottom of the L-shaped block is mounted on a turntable that can rotate horizontally. Let
One end of a vertical fixing pin attached to the base through the other end of the vertical spring body contacting the other end of the swing plate sandwiched between the finishing die holder and the L-shaped block The finishing die holder and the swinging plate are integrated together so that the finishing die holder is suspended, and the finishing die hole shaft of the finishing die hole shaft is moved up and down by the vertical movable shaft that contacts one end of the swinging plate. The angle adjustment in the vertical direction is performed, and the angle adjustment in the horizontal direction of the turntable is performed by the front and back of the horizontal movable shaft that is in contact with one end in the horizontal direction of the rotation plate fixed to the other end of the rotation shaft of the turntable. By performing, the angle adjustment of the horizontal direction and the vertical direction of the said finishing die hole axis | shaft is performed, The drawing method of the ultra fine wire characterized by the above-mentioned.
(4) The ultrafine wire drawing method according to any one of (1) to (3), wherein the ultrafine wire is processed so that a final wire diameter is 40 μm or less.
(5) At least a pair of a plurality of diameter reducing dies having a hole for reducing the diameter of the ultrafine wire, a finishing die having a hole for reducing the diameter of the ultrafine wire to the final wire diameter, and a traveling path of the ultrafine wire In the extra-fine wire drawing device comprising a guide and a take-up spool that applies tension to the extra-fine wire and winds up the extra-fine wire processed to the final wire diameter.
A finishing die holder for receiving and holding the finishing die; one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder; and the hole on the other side wall of the finishing die holder and the finishing die holder The other connecting pin is inserted into the through hole of the adjacent L-shaped block, and the finishing die holder that forms the path of the ultrafine wire in the perpendicular direction is suspended by the connecting pins on both side walls, and the bottom of the L-shaped block is An ultra-thin wire drawing device characterized in that it is placed on a turntable that can rotate in a horizontal plane.
[0013]
In this specification, “angle in the direction perpendicular to the travel path of the fine wire” means the finish when the hole center of the finishing die is the origin, and the hole axis direction of the finishing die is aligned with the travel path of the fine wire. This is the angle at which the vertical axis of the die is tilted to the travel path or reverse path of the fine wire. In addition, “the angle in the horizontal direction with respect to the travel path of the fine wire” means that the center of the hole of the finish die when the hole axis direction of the finish die is aligned with the travel path of the fine wire is the origin, and the finish die is extremely fine. The angle rotated around the path of the line. Usually, the finishing die is a disc and the hole shape is also cylindrical, but there are also cases where the conical dies are orthogonally combined.
As the “microfeeding means”, there is a method using a method using a micro screw structure, a method using a stepping motor or a linear motor, or the like.
[0014]
In the conventional wire drawing method and wire drawing device, since the finishing die is placed on the fixed base (FIG. 5 of Patent Document 1 and FIG. 1 of Patent Document 2), it is delicate at the time of wire drawing. When the finishing die tries to follow the vibrations, defects such as twisting, bending and warping appear in the ultrafine wire due to the weight of the finishing die.
On the other hand, in the ultrafine wire drawing method and the drawing apparatus according to the present invention, one end of the finishing die is held by the spring body with respect to the fixed base, so that the finish die is subjected to subtle vibration during drawing. Even if the other end tries to follow, the dead weight of the finishing die does not cause defects such as twisting, bending and warping in the fine wire. By finely adjusting the hole axis angle of the finishing die in the vertical and horizontal directions with respect to the travel path of the ultrafine wire in advance according to the material and diameter of the ultrafine wire and placing the finishing die at the most desirable position, Subtle vibrations can be controlled to a minimum, and straight line straightness can be obtained.
[0015]
Although it can not be directly measured during drawing values and distribution of reduced径応force Hairline receives from the periphery of the bore of the finishing die during wire drawing, bending of the wound electrode thin line for example to the take-up spool Shape parameters such as warpage can be measured after drawing. Therefore, by feeding back the measured values of the shape parameters such as bending and warping of the fine wire and finely adjusting the vertical and horizontal finish die hole axis angles before drawing, the straight line of the high fine wire goes straight every time. Sex can be obtained. At this time, based on the actual measurement values of the shape parameters such as bending and warping of the fine wire wound on the take-up spool, the vertical and horizontal finishing die hole axis angles are determined with respect to the next fine wire traveling path. By fine adjustment, the optimum hole position for the finishing die can be obtained.
[0016]
In particular, one end of a finishing die holder (hereinafter also simply referred to as a “die holder”) that stores and holds the finishing die is held by a spring body, and the other end of this die holder is extended and contracted by a microfeed means, so that the progress of the fine wire is progressed. By finely adjusting the vertical and / or horizontal angle with respect to the path, the spring body can further absorb or amplify subtle vibrations of the finishing die. In addition, the spring body contributes to simplification of work in a narrow space. At this time, the vertical and horizontal angles of the hole axis of the finishing die can be finely adjusted independently, and fine vibrations during wire drawing can be dispersed or diverged. Can be controlled while holding in a certain direction. Furthermore, the die holder and the swing plate are integrated so as to be swingable by a fixing pin, and the die holder is suspended in a direction perpendicular to the traveling path of the fine wire by a spring body and a minute feed means, for example, a screw structure. Is mounted on a turntable, one end of the turntable is held by a spring body, and the other end is extended and retracted in parallel with the spring body by a microfeed means, for example, a screw structure, so that If the angle is finely adjusted, the fine adjustment in the vertical direction and the horizontal direction can be performed in a narrow space, and vibration during wire drawing can be effectively dispersed or diverged.
[0017]
Furthermore, in the case of extra fine wires with a wire diameter of 40 μm or less, the shrinkage stress in the hole of the finishing die at the time of wire drawing is directly applied to the extra fine wire, and the elastic force of the extra fine wire itself is small. It tends to bend, warp, bend, and break. In addition, it is difficult to see the ultrafine wire itself, and since the ultrafine wire is tensioned at the time of wire drawing, it is difficult to find a warp or a bend. This is thought to be due to the fact that the reduced diameter stress applied to the fine wire from the periphery of the hole in the finish die is not uniform, so the fine stress applied to the fine wire can be reduced by finely adjusting the angle of the finished die. can do. The cause of the defect cannot be observed with the naked eye when the wire diameter is 40 μm or less, and the wire is wound on the take-up spool by finely adjusting the vertical or horizontal angle with respect to the travel path of the wire. It is important to obtain processing information at the time of wire drawing from actual measured values of shape parameters such as bending and warping of extra fine wires.
[0018]
In the vertical angle adjusting mechanism or horizontal angle adjusting mechanism in the wire drawing method and wire drawing device of the present invention, one end of the die holder is held by a spring body, and the other end of the die holder is a screw structure in a microfeed means, for example, a micrometer head The screw structure can be extended and contracted. If this screw structure of the micrometer head is used, it can be moved by several tens of mm in increments of 0.02 mm, and angle adjustment from 0 to 45 degrees is possible.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
An ultrafine wire drawing apparatus according to an embodiment of the present invention includes at least a plurality of diameter reducing dies having a hole for reducing the diameter of the ultrafine wire, and a hole for reducing the ultrafine wire to a final wire diameter. And a take-up spool that applies tension to the fine wire and winds up the fine wire processed to the final wire diameter. Here, the finishing die, which is the main part, and its peripheral mechanism will be described in detail.
[0020]
1, 2, 3, 4 and 5, a front view finish die and the mechanism of its periphery is a main part of a drawing device hairline according to this embodiment, a flat view, a side view, They are shown in a perspective view and an exploded perspective view, respectively.
Referring to FIGS. 1 to 5, the fine wire is indicated by L, and the traveling path of the fine wire L is determined by a pair of guides (guide rolls and the like) not shown. The finishing die 10 is disk-shaped and has a hole 11 for reducing the diameter to the final wire diameter at the center. The finishing die 10 is detachably accommodated in the accommodating portion of the open die holder 12 and is sandwiched by the spring 13 from behind the finishing die 10. At this time, a V-shaped groove or a U-shaped groove (hereinafter simply referred to as “V-shaped groove”) as shown in FIG. 2 of Patent Document 2 is provided in the die holder 12, and the V-shaped groove is finished. When the die 10 is placed, the center of the hole of the finishing die 10 with respect to the die holder 12 can be easily positioned. As the spring 13, an inverted U-shaped or fork-shaped leaf spring is used. In this embodiment that has a plate spring of inverted U-shaped (Fig. 5). However, leaf spring as used herein is intended for pressing the finishing die 10 to one of the inner wall of the die holder 12. The die holder 12 is suspended by two connecting pins 16a and 16b extending from a pedestal (not shown). One of the connecting pin 16a penetrates the L-shaped block 17 is L-shaped block 17 and the die holder 12 are communicated with each other contact. A disk 18 is screwed to the bottom of the L-shaped block 17, and one end of a rotating shaft 19 is fixed to the back surface of the disk 18, and a rotating plate 20 is fixed to the other end of the rotating shaft 19.
[0021]
A horizontal movable shaft 22 protruding from the micrometer horizontal angle adjusting screw head 21 abuts on one end of the rotating plate 20 in the horizontal direction, and a horizontal pin 23 is embedded in one end of the rotating plate 20 in the perpendicular direction. Parallel to the mounting et al is a horizontal spring member 24 and the horizontal moving shaft 22 in the horizontal pin 23 (FIG. 5), a horizontal fixed pin 25 the other end of the horizontal spring 24 is mounted on a pedestal (not shown) Is retained. The main body of the micrometer horizontal angle adjusting screw head 21 is fixed to a pedestal (not shown).
[0022]
On the other hand, a vertical movable shaft 27 protruding from the micrometer vertical angle adjusting screw head 26 is brought into contact with one end in the perpendicular direction on the upper surface of the swing plate 15 and perpendicular to the other end in the right direction on the upper surface of the swing plate 15. One end of the spring body 28 is in contact. The other end of the vertical spring body 28 is held by one end of a vertical fixing pin 29 attached to a pedestal (not shown), and the other end of the vertical fixing pin 29 passes through the hole 30 of the swing plate 15. Yes.
[0023]
The travel path of the ultrafine wire L is determined by guide members such as guide pulleys provided on the left and right sides of the finishing die 10, and adjustment is performed so that the center of the hole 11 of the finishing die 10 comes to this travel path. The traveling path can be determined more precisely by using the alignment die than by providing the guide pulley with the V groove.
[0024]
In the preferred embodiment of the present invention described above, the die holder 12 is held by the vertical spring body 28 and the vertical movable shaft 27 via the swing plate 15, and the finishing die 10 is mounted on the pedestal as in the conventional apparatus. It is not directly attached. Therefore, the vibration of the pedestal (not shown) is dispersed or diverged by the vertical spring body 28 and is not directly transmitted to the finishing die 10. Further, since the die holder 12 is suspended like a seesaw by the two connecting pins 16a and 16b, even if subtle vibrations occur in the fine wire L, the spring constant of the vertical spring body 28 is appropriately set. By selecting, subtle vibrations can be dispersed or diverged. In addition, the spring body contributes to simplification of work in a narrow space. Accordingly, the weight of the finishing die 10 or the die holder 12 is not directly applied to the fine wire L as in the conventional apparatus. Therefore even if wire diameter of fine wire L is became thinner to 40μm or less, bending twisting and hole axis angle and hairline L of the finishing die 10, Rukoto adjusting the precise relationship between the shape defect such as warp Can now.
[0025]
In the preferred embodiment of the present invention described above, when the micrometer vertical angle adjusting screw head 26 is rotated, the vertical movable shaft 27 is moved up and down, and the finishing die 10 is moved with respect to the traveling direction of the fine wire L via the swing plate 15. Move back and forth. Since the vertical movable shaft 27 has a micrometer structure, it can be expanded and contracted steplessly. Similarly, the horizontal movable shaft 27 can be expanded and contracted steplessly. Since the vertical spring body 28 of the vertical movable shaft 27 and the horizontal spring body 24 of the horizontal movable shaft 22 are independent, the hole axis angle of the finishing die 10 and shape defects such as twisting, bending, and warping of the fine wire L are caused. can you to independently adjust the relationship.
[0026]
The fine wire drawing apparatus according to the present embodiment is first adjusted as follows. First, both ends of the fine wire L are brought into a state of being linearly pulled by a guide member (not shown). Next, the finishing die 10 is mounted on the die holder 12 so that the hole axis of the finishing die 10 matches the traveling path of the ultrafine wire L. This operation removes a large stress load that breaks the ultrafine wire immediately after drawing, but slight bending and twisting cannot be removed because it is judged visually. Therefore, a trial wet wire drawing process is performed at a high speed of 600 m / min from a fine wire having a wire diameter of 140 μm to an ultrafine wire having a wire diameter of 15 μm.
[0027]
Next, the second adjustment is performed. The second adjustment is perpendicular to the travel path of the fine wire L based on the measured value after drawing of the shape parameter such as the bending and warping of the first adjustment wound on a take-up spool (not shown). The hole axis angle of the finishing die 10 in the horizontal and horizontal directions is finely adjusted by the micrometer vertical angle adjusting screw head 26 and the micrometer horizontal angle adjusting screw head 21. Thereafter, whenever necessary, the shape parameters such as the bending and warping of the fine wire L are measured every time a lot is completed, and the vertical and horizontal hole axis angles of the finishing die 10 are finely adjusted. FIG. 6 shows a state of angle adjustment in the horizontal direction, and FIG. 7 shows a state of angle adjustment in the vertical direction.
[0028]
As a result of the fine adjustment as described above, a high speed of 300 m / min from a fine gold wire having a wire diameter of 40 μm, a gold-15% silver alloy wire, a pure copper wire and an aluminum-silicon alloy wire to a fine wire having a wire diameter of 15 μm. Wet wire drawing treatment was performed to produce 20 lots of 5,000 m. Furthermore, one lot of 20,000 m winding was produced. When these ultrafine wires were used as bonding wires for semiconductor devices, there were no bends or breaks.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the drawing method and drawing apparatus for extra fine wire according to the present invention, the fine wire at the time of drawing is drawn by the spring body and the fine feed means of the vertical angle adjustment mechanism and / or the horizontal angle adjustment mechanism. Straightness can be obtained by making the finishing die follow the fluctuation.
In addition, even if the hole shapes of the finishing dies differ slightly from each other and may adversely affect the linearity of the fine wire, actual measurement of the shape parameters such as bending and warping of the fine wire wound on the take-up spool Since the vertical angle and horizontal angle of the hole axis of the finishing die can be finely adjusted based on the values, such adverse effects can be suppressed. As a result, since the straightness of the very fine wire is always obtained, it can be performed at a high speed not only in the wet wire drawing process but also in the dry wire drawing process. In particular, even if the wire diameter of the ultrafine wire becomes 40 μm or less and is directly affected by the internal shape of the finishing die, the subtle vibration applied to the ultrafine wire is absorbed or amplified by the spring body. The wire can be drawn at high speed without receiving subtle vibrations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an essential part of a wire drawing apparatus for ultra fine wires according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a main part of a wire drawing apparatus for ultra fine wires according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of a main part of a wire drawing apparatus for extra fine wires according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a main part of a wire drawing device for extra fine wires according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a main part of a wire drawing apparatus for extra fine wires according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a state of angle adjustment in the horizontal direction of the finishing die.
FIG. 7 is a side view showing a state of angle adjustment in the vertical direction of the finishing die.
[Explanation of symbols]
L Extra fine wire 10 Finishing die 11 Reduction diameter hole 12 Open die holder 13 Spring 15 Oscillating plates 16a and 16b Connecting pin 17 L-shaped block 18 Disk 19 Rotating shaft 20 Rotating plate 21 Micrometer horizontal angle adjusting screw head 22 Horizontally movable Shaft 23 Horizontal pin 24 Horizontal spring body 25 Horizontal fixing pin 26 Micrometer vertical angle adjusting screw head 27 Vertical movable shaft 28 Vertical spring body 29 Vertical fixing pin 30 Oscillating plate hole

Claims (5)

極細線を縮径するための孔を有する複数のダイスの前記孔内に極細線を挿入し、巻き取りスプールによってこの極細線に一定の張力を加え、少なくとも一対のガイドによってこの張力が加わった極細線の進行経路を定め、極細線の進行方向に直立配置させた、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスの前記孔内にこの極細線を挿入することにより、最終線径に加工された極細線を得る極細線の伸線方法であって、
前記仕上げダイスを仕上げダイスホルダーに収容、保持し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の孔内に片方の連接ピンを挿入し、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の孔内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンを挿入してその直角方向に極細線が進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーを懸吊し、前記L字ブロックの底部を水平面内で回動可能な回転台に載置させて
前記仕上げダイスの孔軸の水平方向の角度調整を行うことを特徴とする極細線の伸線方法。
An extra fine wire is inserted into the holes of a plurality of dies having a hole for reducing the extra fine wire, a constant tension is applied to the extra fine wire by a take-up spool, and the tension is applied by at least a pair of guides. By defining the travel path of the wire and placing it in the hole of the finishing die having a hole for reducing the ultrafine wire to the final wire diameter, which is arranged upright in the traveling direction of the ultrafine wire, A method of drawing an ultrafine wire to obtain an ultrafine wire processed into a wire diameter,
The finishing die is accommodated and held in a finishing die holder, one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder, and the hole on the other side wall of the finishing die holder is adjacent to the finishing die holder. The other connecting pin is inserted into the through hole of the L-shaped block, and the finishing die holder in which the fine wire forms a traveling path is suspended in the perpendicular direction, and the bottom of the L-shaped block can be rotated in a horizontal plane. A method of drawing an ultrathin wire, which is mounted on a turntable and performs horizontal angle adjustment of the hole axis of the finishing die.
極細線を縮径するための孔を有する複数のダイスの前記孔内に極細線を挿入し、巻き取りスプールによってこの極細線に一定の張力を加え、少なくとも一対のガイドによってこの張力が加わった極細線の進行経路を定め、極細線の進行方向に直立配置させた、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスの前記孔内にこの極細線を挿入することにより、最終線径に加工された極細線を得る極細線の伸線方法であって、
前記仕上げダイスを仕上げダイスホルダーに収容、保持し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の孔内に片方の連接ピンを挿入し、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の穴内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンを挿入してその直角方向に極細線が進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーを懸吊し、
前記仕上げダイスホルダーと前記L字ブロックとに挟まれた揺動板の他端に当接する垂直バネ体の他端が、該揺動板内を貫通して台座に取り付けられた垂直固定ピンの一端に保持されることによって、前記仕上げダイスホルダーと揺動板が一体となって仕上げダイスホルダーが中吊りにされ、該揺動板の一端に当接する垂直可動軸の上下によって前記仕上げダイス孔軸の垂直方向の角度調整を行うことを特徴とする極細線の伸線方法。
An extra fine wire is inserted into the holes of a plurality of dies having a hole for reducing the extra fine wire, a constant tension is applied to the extra fine wire by a take-up spool, and the tension is applied by at least a pair of guides. By defining the travel path of the wire and placing it in the hole of the finishing die having a hole for reducing the ultrafine wire to the final wire diameter, which is arranged upright in the traveling direction of the ultrafine wire, A method of drawing an ultrafine wire to obtain an ultrafine wire processed into a wire diameter,
The finishing die is received and held in a finishing die holder, one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder, and the hole adjacent to the finishing die holder is inserted into the hole on the other side wall of the finishing die holder. The other connecting pin is inserted into the through hole of the character block, and the finishing die holder in which the fine wire forms a traveling path in the perpendicular direction is suspended.
One end of a vertical fixing pin attached to the base through the other end of the vertical spring body contacting the other end of the swing plate sandwiched between the finishing die holder and the L-shaped block The finishing die holder and the swinging plate are integrated together so that the finishing die holder is suspended, and the finishing die hole shaft of the finishing die hole shaft is moved up and down by the vertical movable shaft that contacts one end of the swinging plate. An ultrafine wire drawing method characterized by performing vertical angle adjustment.
極細線を縮径するための孔を有する複数のダイスの前記孔内に極細線を挿入し、巻き取りスプールによってこの極細線に一定の張力を加え、少なくとも一対のガイドによってこの張力が加わった極細線の進行経路を定め、極細線の進行方向に直立配置させた、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスの前記孔内にこの極細線を挿入することにより、最終線径に加工された極細線を得る極細線の伸線方法であって、
前記仕上げダイスを仕上げダイスホルダーに収容、保持し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の穴内に片方の連接ピンを挿入し、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の穴内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンを挿入してその直角方向に極細線が進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーを懸吊し、前記L字ブロックの底部を水平面回動可能な回転台に載置させ、
前記仕上げダイスホルダーと前記L字ブロックとに挟まれた揺動板の他端に当接する垂直バネ体の他端が、該揺動板内を貫通して台座に取り付けられた垂直固定ピンの一端に保持されることによって、前記仕上げダイスホルダーと揺動板が一体となって仕上げダイスホルダーが中吊りにされ、該揺動板の一端に当接する垂直可動軸の上下によって前記仕上げダイス孔軸の垂直方向の角度調整を行うとともに、該回転台の回転軸の他端に固着された回転板の水平方向の一端に当接された水平可動軸の前後によって該回転台の水平方向の角度調整を行うことによって、前記仕上げダイス孔軸の水平方向及び垂直方向の角度調整を行うことを特徴とする極細線の伸線方法。
An extra fine wire is inserted into the holes of a plurality of dies having a hole for reducing the extra fine wire, a constant tension is applied to the extra fine wire by a take-up spool, and the tension is applied by at least a pair of guides. By defining the travel path of the wire and placing it in the hole of the finishing die having a hole for reducing the ultrafine wire to the final wire diameter, which is arranged upright in the traveling direction of the ultrafine wire, A method of drawing an ultrafine wire to obtain an ultrafine wire processed into a wire diameter,
The finishing die is accommodated and held in a finishing die holder, one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder, and an L-shape in the hole on the other side wall of the finishing die holder and adjacent to the finishing die holder The other connecting pin is inserted into the through hole of the block, and the finishing die holder in which the fine wire forms a traveling path in the perpendicular direction is suspended, and the bottom of the L-shaped block is mounted on a turntable that can rotate horizontally. Let
One end of a vertical fixing pin attached to the base through the other end of the vertical spring body contacting the other end of the swing plate sandwiched between the finishing die holder and the L-shaped block The finishing die holder and the swinging plate are integrated together so that the finishing die holder is suspended, and the finishing die hole shaft of the finishing die hole shaft is moved up and down by the vertical movable shaft that contacts one end of the swinging plate. The angle adjustment in the vertical direction is performed, and the angle adjustment in the horizontal direction of the turntable is performed by the front and back of the horizontal movable shaft that is in contact with one end in the horizontal direction of the rotation plate fixed to the other end of the rotation shaft of the turntable. By performing, the angle adjustment of the horizontal direction and the vertical direction of the said finishing die hole axis | shaft is performed, The drawing method of the ultra fine wire characterized by the above-mentioned.
極細線を最終線径が40μm以下となるように加工することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の極細線の伸線方法。  The ultrafine wire drawing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the ultrafine wire is processed so that a final wire diameter is 40 µm or less. 極細線を縮径するための孔を有する複数の縮径用ダイスと、極細線を最終線径に縮径するための孔を有する仕上げダイスと、極細線の進行経路を定める少なくとも一対のガイドと、極細線に張力を付与するとともに、最終線径に加工された極細線を巻き取る巻き取りスプールを具備する極細線の伸線装置において、
前記仕上げダイスを収容、保持する仕上げダイスホルダーを有し、前記仕上げダイスホルダーの一側壁の孔内に片方の連接ピンが挿入され、前記仕上げダイスホルダーの他側壁の孔内と前記仕上げダイスホルダーに隣接するL字ブロックの貫通孔にもう片方の連接ピンが挿入され、その直角方向に極細線の進行経路をなす前記仕上げダイスホルダーが両側壁の連接ピンによって懸垂され、前記L字ブロックの底部が水平面回動可能な回転台に載置されていることを特徴とする極細線の伸線装置。
A plurality of diameter-reducing dies having holes for reducing the ultrafine wire; a finishing die having a hole for reducing the ultrafine wire to the final wire diameter; and at least a pair of guides for defining a path of the ultrafine wire; In addition to applying tension to the ultrafine wire, and drawing the ultrafine wire with a take-up spool that winds the ultrafine wire processed to the final wire diameter,
A finishing die holder for receiving and holding the finishing die; one connecting pin is inserted into a hole on one side wall of the finishing die holder; and the hole on the other side wall of the finishing die holder and the finishing die holder The other connecting pin is inserted into the through hole of the adjacent L-shaped block, and the finishing die holder that forms the path of the ultrafine wire in the perpendicular direction is suspended by the connecting pins on both side walls, and the bottom of the L-shaped block is An ultra-thin wire drawing device characterized in that it is placed on a turntable that can rotate in a horizontal plane.
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