JP4701827B2

JP4701827B2 - Wire drawing machine

Info

Publication number: JP4701827B2
Application number: JP2005142604A
Authority: JP
Inventors: 慶一大澤; 英一廣田; 文男佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: JP2006315070A

Description

本発明は、金属細線を製造するために用いる伸線機に関し、特に、線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度の金属極細線、例えば、半導体素子上の電極と外部電極を接続するボンディングワイヤ等に用いる金属極細線を円滑に製造するために用いる伸線機に関する。 The present invention relates to a wire drawing machine used for manufacturing a metal fine wire, and in particular, a metal fine wire having a wire diameter of about 10 μmφ to 20 μmφ, for example, a metal used for a bonding wire for connecting an electrode on a semiconductor element and an external electrode. The present invention relates to a wire drawing machine used for smoothly producing extra fine wires.

ＩＣやＬＳＩなどの半導体素子の電極と外部電極を接続する際には、金などの金属細線からなるボンディングワイヤが用いられている。例えば、線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度の金属極細線を製造する場合、５ｍｍφ〜１０ｍｍφ程度の太径の素材線を単釜伸線機などで１００μｍφ〜３００μｍφ程度に細線化した後、さらに金属細線用の伸線機により細線化して、所定線径の極細線を得ている。 When connecting an electrode of a semiconductor element such as an IC or LSI and an external electrode, a bonding wire made of a thin metal wire such as gold is used. For example, when manufacturing a metal fine wire with a wire diameter of about 10 μmφ to 20 μmφ, after thinning a material wire with a large diameter of about 5 mmφ to 10 mmφ to about 100 μmφ to 300 μmφ with a single pot wire drawing machine, etc. By using a wire drawing machine, an extra fine wire having a predetermined wire diameter is obtained.

図７および図８は、従来の伸線機の一例を示すもので、図７は概略正面図であり、図８は概略平面図である。伸線槽１内には、駆動キャプスタンローラ２と案内キャプスタンローラ３が設置されており、これらのキャプスタンローラの間には口径を順に小さくした複数の伸線ダイス８が該２つのローラに対して平行に並べて配置されている（例えば、特許文献１参照）。駆動キャプスタンローラ２と案内キャプスタンローラ３の上方には、シャワーノズル４が設置されており、金属細線１１に潤滑剤５を吹きかける。 7 and 8 show an example of a conventional wire drawing machine, FIG. 7 is a schematic front view, and FIG. 8 is a schematic plan view. A drive capstan roller 2 and a guide capstan roller 3 are installed in the wire drawing tank 1, and a plurality of wire drawing dies 8 having a reduced diameter in order are provided between the two capstan rollers. (See, for example, Patent Document 1). A shower nozzle 4 is installed above the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3, and sprays the lubricant 5 on the metal thin wire 11.

供給ボビン６から繰り出された金属細線１１は、伸線槽１の内外にある複数のガイド部材７によって方向が調整された後、伸線槽１内の駆動キャプスタンローラ２および案内キャプスタンローラ３と順に接触し、それぞれのローラにおいて方向が変換されるとともに、回転するそれぞれのローラから駆動力を与えられて、これらのローラの一端から他端に順送りとなるように、ローラ間を往復運動するように走行する。そして、金属細線１１は、駆動キャプスタンローラ２と案内キャプスタンローラ３との間に、口径が順次小さくなるように設置された複数の伸線ダイス８を通過することにより、順次細線化されていく。最後に、細線化された金属細線１１は、伸線槽１の外にあるガイド部材７によって方向が調整され、仕上がりダイス９を通過した後、回転する巻取りボビン１０に巻き取られる。 The direction of the fine metal wire 11 fed out from the supply bobbin 6 is adjusted by a plurality of guide members 7 inside and outside the wire drawing tank 1, and then the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3 in the wire drawing tank 1. The rollers are reciprocated between the rollers so that the direction of each roller is changed and the direction is changed at each roller, and the driving force is given from each rotating roller, and the rollers are sequentially fed from one end to the other end. Travel like so. The thin metal wires 11 are successively thinned by passing through a plurality of wire drawing dies 8 installed so that the diameters are sequentially reduced between the driving capstan roller 2 and the guide capstan roller 3. Go. Finally, the direction of the thinned metal wire 11 is adjusted by the guide member 7 outside the wire drawing tank 1, and after passing through the finished die 9, the wire is wound on the rotating winding bobbin 10.

前記伸線機において極細線を製造する場合、伸線速度を上昇させるためには、駆動キャプスタンローラ２および案内キャプスタンローラ３の両方のキャプスタンローラの回転により金属細線に加えられる進行方向の力（以下、駆動力と記す。）を大きくする必要がある。一方、伸線速度を上昇させるためにキャプスタンローラとの接触により加えられる駆動力を大きくすると、その分だけキャプスタンローラとの接触後の金属細線１１の張力は減少する。また、伸線ダイス８により金属細線１１の径は絞られるため、伸線ダイス８の通過前後で金属細線１１の張力は変動し、伸線ダイス８通過後の張力は上昇するが、伸線ダイス８通過前の張力は減少する。 In the case of producing an ultra fine wire in the wire drawing machine, in order to increase the wire drawing speed, the traveling direction applied to the metal fine wire by the rotation of both the capstan roller of the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3 is increased. It is necessary to increase the force (hereinafter referred to as driving force). On the other hand, when the driving force applied by the contact with the capstan roller is increased in order to increase the wire drawing speed, the tension of the fine metal wire 11 after the contact with the capstan roller is reduced by that amount. Further, since the diameter of the fine metal wire 11 is reduced by the wire drawing die 8, the tension of the metal thin wire 11 fluctuates before and after passing through the wire drawing die 8, and the tension after passing through the wire drawing die 8 increases. The tension before 8 passes decreases.

このため、案内キャプスタンローラ３を経た後、伸線ダイスに入射するまでの金属細線の張力（以下、案内キャプスタン側張力と記す。）は、案内キャプスタンローラ３との接触および伸線ダイス８による金属細線１１の径の絞り込みにより減少するが、この張力の減少は、伸線速度を上昇させるために、案内キャプスタンローラ３から金属細線１１に加える駆動力を大きくするとより顕著になる。 For this reason, the tension of the fine metal wire after passing through the guide capstan roller 3 and entering the wire drawing die (hereinafter referred to as guide capstan side tension) is the contact with the guide capstan roller 3 and the wire drawing die. However, this reduction in tension becomes more prominent when the driving force applied from the guide capstan roller 3 to the thin metal wire 11 is increased in order to increase the wire drawing speed.

また、金属細線は細くなればなるほど破断荷重が低下するため、径が小さくなるほど金属細線にかかる張力が小さくなるようにダイスリダクション等が設計されている。このため、金属細線１１の線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度になると、駆動キャプスタンローラ２に接触する前の金属細線１１の張力自体が小さくなる。 In addition, since the breaking load decreases as the metal wire becomes thinner, die reduction or the like is designed so that the tension applied to the metal wire decreases as the diameter decreases. For this reason, when the wire diameter of the fine metal wire 11 is about 10 μmφ to 20 μmφ, the tension itself of the fine metal wire 11 before contacting the drive capstan roller 2 becomes small.

したがって、金属細線１１の線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度となった場合、伸線速度が高速になると、両キャップスタンローラとの接触により、案内キャプスタン側張力がほとんど生じていない状態となってしまう。 Therefore, when the wire diameter of the fine metal wire 11 is about 10 μmφ to 20 μmφ, when the drawing speed becomes high, the guide capstan side tension hardly occurs due to contact with both cap stun rollers. .

さらに、伸線速度を上昇させると、潤滑剤の巻き込み現象が生じて、キャプスタンローラと金属細線との間に潤滑剤が入り込んで滑りを生じ、伸線中の金属細線１１は左右に揺れやすくなる。 Further, when the wire drawing speed is increased, a lubricant entrainment phenomenon occurs, and the lubricant enters between the capstan roller and the fine metal wire to cause slipping, and the fine metal wire 11 in the wire drawing easily sways from side to side. Become.

以上の結果、金属細線１１の線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度となった場合、伸線速度が高速になると、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３にからまりやすくなり、断線しやすくなってしまう。また、仕上がりダイス９への金属細線の導入角度が一定とならないために、金属細線によじれや微細折れなどの不具合が生じやすくなってしまう。このため、線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度の金属極細線の製造において、伸線速度が１００ｍ／ｍｉｎ以上となると、断線することなく伸線することが困難となり、特に、伸線速度を２００ｍ／ｍｉｎ以上の高速にすることはきわめて困難である。 As a result, when the wire diameter of the fine metal wire 11 is about 10 μmφ to 20 μmφ, if the wire drawing speed is increased, the fine metal wire 11 is likely to be tangled with the guide capstan roller 3 and easily disconnected. Further, since the angle of introduction of the fine metal wire into the finished die 9 is not constant, problems such as kinking and fine breakage of the fine metal wire are likely to occur. For this reason, in the production of a metal fine wire having a wire diameter of about 10 μmφ to 20 μmφ, when the drawing speed is 100 m / min or more, it becomes difficult to draw without disconnection, and in particular, the drawing speed is set to 200 m / min. It is extremely difficult to achieve the above speed.

特開平９−３１５６８５号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-315685

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度の金属極細線の製造において、案内キャプスタンローラとのからまりによる断線や、金属細線のよじれや微細折れなどの不具合を生じさせることなく、伸線速度を２００ｍ／ｍｉｎ以上の高速にすることができる伸線機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and in the production of a metal fine wire having a wire diameter of about 10 μmφ to 20 μmφ, breakage due to entanglement with the guide capstan roller, kinking or fineness of the metal fine wire, and the like. An object of the present invention is to provide a wire drawing machine capable of increasing the wire drawing speed to 200 m / min or higher without causing problems such as bending.

本発明に係る伸線機は、金属細線を走行させるための駆動キャプスタンローラおよび案内キャプスタンローラと、該２つのキャプスタンローラの間に配置されていて、該金属細線を細線化する複数の伸線ダイスとを有し、かつ、該金属細線の張力の減少を抑制するための１以上の張力補助ガイドを、該案内キャプスタンローラと接触しないように備える。 A wire drawing machine according to the present invention includes a drive capstan roller and a guide capstan roller for running a metal fine wire, and a plurality of capstan rollers arranged between the two capstan rollers for thinning the metal fine wire. It has a wire drawing die and is provided with one or more tension auxiliary guides for suppressing a decrease in tension of the fine metal wires so as not to contact the guide capstan roller.

前記張力補助ガイドは、前記伸線ダイスへの金属細線の入射角を実質的に変更しないように配置されていることが好ましい。ここで、「実質的に変更しないように配置」とは、入射角の変更により、伸線ダイスを通過する際に金属細線によじれや微細折れが発生することがないように配置することをいう。 It is preferable that the tension assist guide is arranged so as not to substantially change the incident angle of the fine metal wire to the wire drawing die. Here, the “arrangement so as not to be substantially changed” means that the incident angle is changed so that no kinking or fine breakage is caused by the fine metal wire when passing through the wire drawing die. .

また、前記張力補助ガイドは、取り外し可能であることが好ましい。さらに、前記張力補助ガイドは、前記複数の伸線ダイスのうちの１または２以上の任意の伸線ダイスに対応して１または２以上配置できることが好ましい。さらにまた、前記張力補助ガイドは、前記案内キャプスタンローラに対する距離を変動させることができ、これにより前記金属細線が前記案内キャプスタンローラと接触する長さを調整できるようになっていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the tension auxiliary guide is removable. Furthermore, it is preferable that one or more tension assisting guides can be disposed corresponding to one or more arbitrary wire drawing dies out of the plurality of wire drawing dies. Furthermore, it is preferable that the tension auxiliary guide can change a distance with respect to the guide capstan roller, thereby adjusting a length of contact of the fine metal wire with the guide capstan roller. .

また、前記張力補助ガイドは、前記金属細線が該張力補助ガイドを経由した場合、該金属細線が前記案内キャプスタンローラと接触する長さが前記案内キャプスタンローラの直径の１／６〜１／３となるように配置することもできる。このようにすることで、伸線中の金属細線が案内キャプスタンローラと接触した後の張力の低下を抑えつつ、前記案内キャプスタンローラから伸線中の金属細線へ補助的な駆動力を与えることができる。 In addition, the tension auxiliary guide has a length that the metal thin wire comes into contact with the guide capstan roller when the metal thin wire passes through the tension auxiliary guide. It can also be arranged to be 3. By doing so, an auxiliary driving force is applied from the guide capstan roller to the thin metal wire being drawn while suppressing a decrease in tension after the fine metal wire being drawn contacts the guide capstan roller. be able to.

さらに、前記張力補助ガイドは、前記金属細線が該張力補助ガイドを経由した場合、該金属細線が前記案内キャプスタンローラと接触しないように配置することもできる。このようにすることで、前記案内キャプスタンローラとの接触による伸線中の金属細線の張力の低下はなくなる。 Further, the tension auxiliary guide may be arranged so that the metal thin wire does not contact the guide capstan roller when the metal thin wire passes through the tension auxiliary guide. By doing in this way, the fall of the tension | tensile_strength of the metal fine wire in wire drawing by the contact with the said guide capstan roller is lose | eliminated.

前記張力補助ガイドとしては、例えば、上部ローラと下部ローラとを有し、該上部ローラは、前記案内キャプスタンローラのキャプスタン軸よりも上部にあり、該下部ローラは、前記案内キャプスタンローラのキャプスタン軸よりも下部にある構成のものを用いることができる。該上部ローラのみ、または、該下部ローラのみに伸線中の金属細線を経由させることにより、該金属細線が前記案内キャプスタンローラと接触する長さを前記案内キャプスタンローラの直径の１／６〜１／３とすることができる。また、該上部ローラおよび該下部ローラの両方に伸線中の金属細線を経由させることにより、該金属細線が前記案内キャプスタンローラと接触しないようにすることができる。 The tension auxiliary guide includes, for example, an upper roller and a lower roller. The upper roller is above the capstan shaft of the guide capstan roller, and the lower roller is the guide capstan roller. The thing of the structure below a capstan axis | shaft can be used. Only the upper roller or only the lower roller passes through the thin metal wire being drawn, so that the length of the metal thin wire contacting the guide capstan roller is 1/6 of the diameter of the guide capstan roller. ˜1 / 3. Further, by passing the fine metal wire being drawn through both the upper roller and the lower roller, the fine metal wire can be prevented from contacting the guide capstan roller.

さらに、前記張力補助ガイドとしては、例えば、前記案内キャプスタンローラのキャプスタン軸よりも上部のみにある複数の上部ローラを有するか、または、下部のみにある複数の下部ローラを有する構成のものを用いることができる。 Further, the tension assist guide has, for example, a plurality of upper rollers located only above the capstan shaft of the guide capstan roller, or a plurality of lower rollers located only below the guide capstan roller. Can be used.

本発明に係る伸線機は、伸線中の金属細線の張力の低下を抑制する張力補助ガイドを案内キャプスタンローラの外側に設けているので、線径が１０μｍφ〜２０μｍφ程度の金属極細線の製造において、伸線速度を２００ｍ／ｍｉｎ以上の高速にしても、伸線中の金属極細線の張力の低下を抑制できる。このため、金属極細線の製造において、伸線速度を２００ｍ／ｍｉｎ以上の高速にしても、案内キャプスタンローラとのからまりによる断線や、金属細線のよじれや微細折れなどの不具合の発生を低減させることができる。 In the wire drawing machine according to the present invention, a tension auxiliary guide that suppresses a decrease in the tension of the metal thin wire during wire drawing is provided outside the guide capstan roller, so that the wire diameter is about 10 μmφ to 20 μmφ. In manufacturing, even if the drawing speed is set to a high speed of 200 m / min or more, a decrease in the tension of the metal fine wire during the drawing can be suppressed. For this reason, in the production of fine metal wires, even if the drawing speed is higher than 200 m / min, the occurrence of problems such as breakage due to entanglement with the guide capstan roller, kinking and fine breakage of the fine metal wires is reduced. Can be made.

その結果、金属極細線の生産性を著しく向上させることができる。 As a result, productivity of the metal fine wire can be remarkably improved.

図１および図２は、本発明に係る金属細線用伸線機の一実施形態を示すものである。図１は概略正面図であり、図２は概略平面図である。伸線槽１内には、セラミックス製の円筒状の駆動キャプスタンローラ２と、同じくセラミックス製の円筒状の案内キャプスタンローラ３が平行に設置されており、これらのキャプスタンローラの間には口径を順に小さくした、合金外枠とダイヤモンドの伸線口からなる複数の伸線ダイス８が、該２つのローラに対して平行に並べて配置されている。駆動キャプスタンローラ２と案内キャプスタンローラ３の上方には、シャワーノズル４が設置されており、金属細線１１に潤滑剤５を吹きかける。さらに、伸線ダイス８のうちのいくつかに対応して、張力補助ガイド１２が案内キャプスタンローラ３の外側に設置されている。ここで、案内キャプスタンローラの外側とは、案内キャプスタンローラから見て駆動キャプスタンローラとは反対側ということである。 1 and 2 show an embodiment of a wire drawing machine for fine metal wires according to the present invention. FIG. 1 is a schematic front view, and FIG. 2 is a schematic plan view. In the wire drawing tank 1, a cylindrical drive capstan roller 2 made of ceramics and a cylindrical guide capstan roller 3 made of ceramics are installed in parallel, and between these capstan rollers, A plurality of wire drawing dies 8 having an outer diameter of the alloy and a wire drawing port of diamond, the diameters of which are sequentially reduced, are arranged in parallel to the two rollers. A shower nozzle 4 is installed above the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3, and sprays the lubricant 5 on the metal thin wire 11. Further, corresponding to some of the wire drawing dies 8, tension assist guides 12 are installed outside the guide capstan roller 3. Here, the outside of the guide capstan roller is the side opposite to the drive capstan roller when viewed from the guide capstan roller.

張力補助ガイド１２は、１以上の回転するローラにより構成されることが好ましく、伸線槽内壁に設けられたレールに取り付けることにより固定される。 The tension auxiliary guide 12 is preferably composed of one or more rotating rollers, and is fixed by being attached to a rail provided on the inner wall of the wire drawing tank.

供給ボビン６から繰り出された金属細線１１は、伸線槽１の内外にある複数のガイド部材７によって方向が調整された後、伸線槽１内の駆動キャプスタンローラ２および案内キャプスタンローラ３と順に接触し、それぞれのローラにおいて方向が変換されるとともに、回転するそれぞれのローラーから駆動力を与えられて、これらのローラの一端から他端に順送りとなるように、ローラ間を往復運動するように走行する。そして、金属細線１１は、駆動キャプスタンローラ２と案内キャプスタンローラ３との間に、口径が順次小さくなるように設置された複数の伸線ダイス８を通過することにより、順次細線化されていく。 The direction of the fine metal wire 11 fed out from the supply bobbin 6 is adjusted by a plurality of guide members 7 inside and outside the wire drawing tank 1, and then the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3 in the wire drawing tank 1. The direction of each roller is changed and the driving force is applied from each rotating roller to reciprocate between the rollers so that the rollers are sequentially fed from one end to the other. Travel like so. The thin metal wires 11 are successively thinned by passing through a plurality of wire drawing dies 8 installed so that the diameters are sequentially reduced between the driving capstan roller 2 and the guide capstan roller 3. Go.

必要に応じて、案内キャプスタンローラ３の外側に設置されている張力補助ガイド１２に金属細線１１を経由させる。線径が３０〜５０μｍφ程度の金属細線であれば、線材の破断荷重が大きいため駆動キャプスタンローラ２と接触する前の初期の張力が高い。このため、駆動キャプスタンローラ２および案内キャプスタンローラ３との接触により張力が多少減少しても、案内キャプスタン側張力はある程度以上の大きさを保持しており、案内キャプスタンローラ３への巻き込み等による断線は発生しにくい。 If necessary, the metal thin wire 11 is passed through the tension auxiliary guide 12 installed outside the guide capstan roller 3. In the case of a fine metal wire having a wire diameter of about 30 to 50 μmφ, the initial tension before coming into contact with the drive capstan roller 2 is high because the breaking load of the wire is large. For this reason, even if the tension is somewhat reduced due to contact with the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3, the tension on the guide capstan side is maintained at a certain level or more. Disconnection due to entrainment is unlikely to occur.

しかし、線径が１０〜２０μｍφ程度の極細線となると線材の破断荷重が小さいため、駆動キャプスタンローラ２と接触する前の初期の張力が低い。このため、駆動キャプスタンローラ２および案内キャプスタンローラ３との接触により張力が減少すると、伸線中の張力が十分ではなくなる。そして、伸線速度が上がっていくと案内キャプスタンローラ３と接触した後の金属細線１１の張力はほとんどなくなってしまい、金属細線１１はゆるんでしまい、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３にからまりやすくなり、断線等の問題が発生する。 However, when the wire diameter is an ultrathin wire of about 10 to 20 μmφ, the breaking load of the wire is small, so the initial tension before contacting the drive capstan roller 2 is low. For this reason, if the tension decreases due to contact with the drive capstan roller 2 and the guide capstan roller 3, the tension during wire drawing becomes insufficient. Then, as the drawing speed increases, the tension of the fine metal wire 11 after coming into contact with the guide capstan roller 3 is almost lost, the fine metal wire 11 is loosened, and the fine metal wire 11 comes into contact with the guide capstan roller 3. It becomes easy to get stuck, and problems such as disconnection occur.

ここで、伸線中に案内キャプスタンローラ３から金属細線１１が得る駆動力は、案内キャプスタンローラ３に接触する金属細線１１の長さが長いほど大きくなり、伸線中に案内キャプスタンローラ３から金属細線１１が得る駆動力が大きくなると、案内キャプスタンローラ３通過後の金属細線１１の張力の減少量は大きくなる。 Here, the driving force obtained by the fine metal wire 11 from the guide capstan roller 3 during wire drawing increases as the length of the fine metal wire 11 contacting the guide capstan roller 3 increases, and the guide capstan roller during wire drawing increases. When the driving force that the thin metal wire 11 obtains from 3 increases, the amount of decrease in the tension of the thin metal wire 11 after passing through the guide capstan roller 3 increases.

したがって、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３と全く接触しないようにするか、あるいは案内キャプスタンローラ３と接触する長さを短くすることにより、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３から受ける駆動力を、ゼロにするか、あるいは減少させることができ、案内キャプスタンローラ３通過後の金属細線１１の張力の減少を抑えることができる。 Therefore, the driving force that the fine metal wire 11 receives from the guide capstan roller 3 by preventing the fine metal wire 11 from contacting the guide capstan roller 3 at all or by shortening the length of contact with the guide capstan roller 3. Can be reduced to zero or reduced, and the decrease in the tension of the fine metal wire 11 after passing through the guide capstan roller 3 can be suppressed.

そのため、張力補助ガイド１２は、案内キャプスタンローラ３に接触する金属細線１１の長さを調整できるような機構であることが好ましい。例えば、図３および図４に示すように、上下２箇所、すなわち、案内キャプスタンローラのキャプスタン軸の上部側と下部側に、上部ローラ１２ａと下部ローラ１２ｂを設ける機構が採用できる。上部ローラ１２ａおよび下部ローラ１２ｂは、金属細線１１がこれらを経由した場合に、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３に接しないように、かつ、金属細線１１の伸線ダイス８への入射角が実質的に変更がない、すなわち、案内キャプスタンローラ３を経由した場合と入射角がほとんど変わらないように、配置される。 Therefore, the tension auxiliary guide 12 is preferably a mechanism that can adjust the length of the thin metal wire 11 that contacts the guide capstan roller 3. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to employ a mechanism in which an upper roller 12a and a lower roller 12b are provided at two upper and lower positions, that is, at the upper side and the lower side of the capstan shaft of the guide capstan roller. The upper roller 12a and the lower roller 12b are arranged such that when the fine metal wire 11 passes through them, the fine metal wire 11 does not contact the guide capstan roller 3 and the incident angle of the fine metal wire 11 to the wire drawing die 8 is The arrangement is such that there is substantially no change, that is, the incident angle is almost the same as when passing through the guide capstan roller 3.

したがって、図３に示すように、金属細線１１を、上部ローラ１２ａおよび下部ローラ１２ｂの両方に接触するように経由させた場合、金属細線１１は、案内キャプスタンローラ３の上下いずれにおいても接触することなく、すなわち、案内キャプスタンローラ３を完全に迂回するようにできる。この場合、金属細線１１は、案内キャプスタンローラ３から駆動力を全く得ないため、接触による張力の低下はない。 Therefore, as shown in FIG. 3, when the fine metal wire 11 is routed so as to contact both the upper roller 12 a and the lower roller 12 b, the fine metal wire 11 comes into contact with either the upper or lower side of the guide capstan roller 3. In other words, the guide capstan roller 3 can be completely bypassed. In this case, the metal fine wire 11 does not obtain any driving force from the guide capstan roller 3, so there is no decrease in tension due to contact.

また、図４に示すように、上部ローラ１２ａのみを使用して、所定の長さだけ金属細線１１を案内キャプスタンローラ３の下部側に接触させて、金属細線１１に補助的な駆動力を与えることもできる。この補助的な駆動力が大きくなりすぎると金属細線１１の張力の低下が大きくなりすぎるおそれがあるため、金属細線１１と案内キャプスタンローラ３の接触する長さは、案内キャプスタンローラ３の直径の１／６〜１／３とすることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 4, only the upper roller 12a is used, and the fine metal wire 11 is brought into contact with the lower side of the guide capstan roller 3 by a predetermined length so that an auxiliary driving force is applied to the fine metal wire 11. Can also be given. If the auxiliary driving force becomes too large, the decrease in the tension of the fine metal wire 11 may become too large. Therefore, the length of contact between the fine metal wire 11 and the guide capstan roller 3 is the diameter of the guide capstan roller 3. It is preferable to set it to 1/6-1/3.

また、張力補助ガイド１２は、伸線ダイス８への金属細線１１の入射角が変わらないように設計することが好ましい。張力補助ガイド１２を経由することにより、伸線ダイス８への金属細線１１の入射角が変わってしまうと、伸線ダイス８を通過する際に金属細線１１に、よじれや微細折れが発生するおそれがある。したがって、張力補助ガイド１２を経由して繰り出される金属細線１１の位置は、案内キャプスタンローラ３を経由して繰り出される金属細線１１の位置よりもわずかに高くなるように設定することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the tension auxiliary guide 12 is designed so that the incident angle of the fine metal wire 11 to the wire drawing die 8 does not change. If the angle of incidence of the fine metal wire 11 on the wire drawing die 8 is changed by passing through the tension auxiliary guide 12, the metal fine wire 11 may be kinked or finely bent when passing through the wire drawing die 8. There is. Therefore, it is preferable that the position of the fine metal wire 11 fed out via the tension auxiliary guide 12 is set to be slightly higher than the position of the fine metal wire 11 drawn out via the guide capstan roller 3.

張力補助ガイド１２は、特定の伸線ダイスのみに対して設置することもでき、金属細線の張力が低下する箇所のみで使用することも可能である。したがって、特定の伸線ダイスのみに対して設置することができるように、張力補助ガイド１２は、取り外しが簡易にできるような機構としておくことが好ましい。例えば、伸線槽内壁にレールを設け、張力補助ガイド１２には、該レールを挟み込んで固定することができる機構を設けることが好ましい。また、該レールには、伸線ダイス８への金属細線１１の入射角が変わってしまわぬように所定の位置に溝を切り、皿ネジや板バネ等により所定の位置にしっかり固定できる機構とすることが好ましい。 The tension auxiliary guide 12 can be installed only for a specific wire drawing die, and can be used only in a portion where the tension of the thin metal wire is lowered. Therefore, it is preferable that the tension auxiliary guide 12 be a mechanism that can be easily removed so that it can be installed only on a specific wire drawing die. For example, it is preferable that a rail is provided on the inner wall of the wire drawing tank, and the tension auxiliary guide 12 is provided with a mechanism capable of sandwiching and fixing the rail. Further, the rail has a mechanism in which a groove is cut at a predetermined position so that the incident angle of the fine metal wire 11 to the wire drawing die 8 does not change, and can be firmly fixed to the predetermined position by a flat screw or a leaf spring. It is preferable to do.

また、張力補助ガイド１２を水平方向に移動可能にして、張力補助ガイド１２と案内キャプスタンローラ３との間の距離を任意に変えることのできる機構としておくことが好ましい。図５（ａ）に示すように、案内キャプスタンローラ３から張力補助ガイド１２までの距離を短くすると、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３と接触する長さを長くでき、図５（ｂ）に示すように、案内キャプスタンローラ３から張力補助ガイド１２までの距離を長くすると、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３と接触する長さを短くすることができる。 Further, it is preferable that the tension auxiliary guide 12 is movable in the horizontal direction so that the distance between the tension auxiliary guide 12 and the guide capstan roller 3 can be arbitrarily changed. As shown in FIG. 5 (a), when the distance from the guide capstan roller 3 to the tension auxiliary guide 12 is shortened, the length of the metal thin wire 11 contacting the guide capstan roller 3 can be increased. As shown in FIG. 2, when the distance from the guide capstan roller 3 to the tension auxiliary guide 12 is increased, the length of contact of the metal thin wire 11 with the guide capstan roller 3 can be shortened.

張力補助ガイド１２の別の機構としては、図６に示すように、案内キャプスタンローラのキャプスタン軸の中心よりも上部に複数の上部ローラ１２ａを設けた機構も考えられる。複数の上部ローラ１２ａのうちから金属細線１１を経由させる上部ローラ１２ａを選択することにより、金属細線１１が案内キャプスタンローラ３と接触する長さを調整することができる。 As another mechanism of the tension assist guide 12, a mechanism in which a plurality of upper rollers 12a are provided above the center of the capstan shaft of the guide capstan roller as shown in FIG. By selecting the upper roller 12a through which the thin metal wire 11 is routed from among the plurality of upper rollers 12a, the length with which the fine metal wire 11 contacts the guide capstan roller 3 can be adjusted.

最後に、所定径に形成された金属細線１１は、伸線槽１の外にあるガイド部材７によって方向が調整された後、仕上がりダイス９を通過して、回転する巻取りボビン１０に巻き取られていく。 Finally, the direction of the fine metal wire 11 formed to a predetermined diameter is adjusted by the guide member 7 outside the wire drawing tank 1, and then passes through the finishing die 9 and is wound on the rotating winding bobbin 10. It will be.

このように、本発明に係る極細線伸線装置においては、案内キャプスタンローラ３の外側に張力補助ガイド１２が設置されている。張力補助ガイド１２を経由させて金属細線１１を走行させることにより、伸線中に金属細線１１の張力が所定量以下に低下することを防ぐことができ、伸線中に金属細線１１が案内キャプスタンローラ３にからまることによる断線等の不具合が発生することを未然に防止することができる。 Thus, in the extra fine wire drawing apparatus according to the present invention, the tension auxiliary guide 12 is installed outside the guide capstan roller 3. By running the fine metal wire 11 via the tension auxiliary guide 12, it is possible to prevent the tension of the fine metal wire 11 from being reduced to a predetermined amount or less during drawing, and the fine metal wire 11 is guided and capped during drawing. It is possible to prevent problems such as disconnection due to entanglement with the stun roller 3.

このため、本発明に係る伸線機を用いて金属細線を製造することにより、線径が１０〜２０μｍφ程度の極細線であっても、伸線速度を大きくすることが可能となる。 For this reason, by manufacturing a metal fine wire using the wire drawing machine according to the present invention, it is possible to increase the wire drawing speed even for a very fine wire having a wire diameter of about 10 to 20 μmφ.

なお、本発明の最適実施形態に係る伸線機について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。張力補助ガイド１２の機構は、同様の機能を達成する機構を採用できる。また、金属細線１１の供給機構および巻取り機構についても、供給ボビンおよび巻取りボビンのほか、同様の機能を達成する機構を採用できる。 In addition, although the wire drawing machine which concerns on optimal embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this embodiment. As the mechanism of the tension assist guide 12, a mechanism that achieves the same function can be adopted. In addition to the supply bobbin and the take-up bobbin, a mechanism that achieves the same function can be adopted for the supply mechanism and the take-up mechanism of the fine metal wire 11.

（実施例１）
従来の伸線機を用いて、最終線径が１５μｍφである金の金属極細線を製造し、各箇所での張力を測定した。用いた伸線機は、ステンレス製の５００ｍｍ×６００ｍｍ程度の伸線槽と２本の３５０ｍｍ長程度のセラミックス製円柱キャプスタンにより構成される。 (Example 1)
Using a conventional wire drawing machine, a gold metal fine wire having a final wire diameter of 15 μmφ was manufactured, and the tension at each location was measured. The wire drawing machine used is composed of a stainless steel wire drawing tank of about 500 mm × 600 mm and two ceramic cylindrical capstans of about 350 mm length.

そして、伸線ダイス８を通過する前の張力が極端に低い箇所、例えば、ダイス径１８．９μｍφと２３．２μｍφの伸線ダイス８に対応する案内キャプスタンローラ２の外側の位置に、張力補助ガイド１２を設置し、該ガイドを経由させて金属細線１１の伸線を実施した。 Then, the tension assist is provided at a position where the tension before passing through the wire drawing die 8 is extremely low, for example, at a position outside the guide capstan roller 2 corresponding to the wire drawing die 8 having a die diameter of 18.9 μmφ and 23.2 μmφ. The guide 12 was installed, and the fine metal wire 11 was drawn through the guide.

張力補助ガイド１２として、図３および図４に示すような、上部ローラ１２ａおよび下部ローラ１２ｂが設けられた機構のものを用いた。そして、図４に示すように上部ローラ１２ａのみを使用して、案内キャプスタンローラ３の直径の１／３程度の長さだけ金属細線１１を案内キャプスタンローラ３に接触させて、張力の低下が大きくならないようにするとともに、金属細線１１に補助的な駆動力を与えた。 As the tension assist guide 12, a mechanism having an upper roller 12a and a lower roller 12b as shown in FIGS. 3 and 4 was used. Then, using only the upper roller 12a as shown in FIG. 4, the metal thin wire 11 is brought into contact with the guide capstan roller 3 by a length of about 1/3 of the diameter of the guide capstan roller 3 to reduce the tension. As a result, an auxiliary driving force was applied to the fine metal wire 11.

従来の伸線機では、線径１５μｍφの極細線を１００ｍ／ｍｉｎ以上の伸線速度で断線することなく伸線することは非常に困難であった。しかし、前記のように張力補助ガイド１２を使用することで、線径１５μｍφの極細線を２００ｍ／ｍｉｎの伸線速度でも、断線等の不具合の発生をさせることなく伸線することができた。 With a conventional wire drawing machine, it was very difficult to draw an ultrafine wire having a wire diameter of 15 μmφ without breaking at a drawing speed of 100 m / min or more. However, by using the tension auxiliary guide 12 as described above, it was possible to draw an extra fine wire having a wire diameter of 15 μmφ without causing any trouble such as disconnection even at a drawing speed of 200 m / min.

張力補助ガイド１２を入れた箇所に対応する伸線ダイス８を通過する前の金属細線１１の張力（案内キャプスタン側張力）を測定したところ、張力補助ガイド１２を入れる前の張力よりも約１５ｍＮ高くなっていた。ただし、張力補助ガイド１２による張力低下の抑制が有効に作用する箇所は、張力補助ガイド１２を入れた箇所に対応する伸線ダイス８を通過する前の金属細線１１に対してのみである。 When the tension (guide capstan side tension) of the fine metal wire 11 before passing through the wire drawing die 8 corresponding to the place where the tension auxiliary guide 12 was inserted was measured, the tension before the tension auxiliary guide 12 was inserted was about 15 mN. It was high. However, the location where the suppression of the tension drop by the tension assist guide 12 effectively acts is only on the fine metal wire 11 before passing through the wire drawing die 8 corresponding to the location where the tension assist guide 12 is inserted.

伸線速度を２００ｍ／ｍｉｎ以上にすると、張力補助ガイド１２を設置していない箇所、すなわち、１６．７μｍφの伸線ダイス８を通過する前の金属細線１１の張力が最も低くなった。 When the drawing speed was 200 m / min or more, the tension of the metal thin wire 11 before passing through the drawing die 8 of 16.7 μmφ, that is, where the tension auxiliary guide 12 was not installed was lowest.

この場合、伸線ダイス８を通過する前の金属細線１１の張力が最も低くなった箇所に対応する位置に張力補助ガイド１２を設置すれば、さらなる高速化が可能となる。 In this case, if the tension auxiliary guide 12 is installed at a position corresponding to the position where the tension of the fine metal wire 11 before passing through the wire drawing die 8 is lowest, the speed can be further increased.

（実施例２）
張力補助ガイド１２を設置してワイヤの張力が高くなっても、ワイヤの破断荷重よりも小さい張力であれば、ワイヤに欠陥がない限り断線のおそれはない。 (Example 2)
Even if the tension of the wire is increased by installing the tension assist guide 12, if the tension is smaller than the breaking load of the wire, there is no fear of disconnection unless the wire has a defect.

通常、線径１５〜２５μｍφの破断荷重は８３〜２３５ｍＮ程度であり、１４．７μｍφの金属細線の破断荷重は約８３ｍＮ程度ある。一方、ダイス径１４．７μｍφの伸線ダイスを通過した後の金属細線の張力は約５９ｍＮ程度である。したがって、張力補助ローラを入れて金属細線の張力が１５ｍＮ程度大きくなっても、ダイス径１４．７μｍφの伸線ダイスを通過した後の金属細線の張力は約７４ｍＮ程度であり、ワイヤ破断までには至らない。 Usually, the breaking load of a wire diameter of 15 to 25 μmφ is about 83 to 235 mN, and the breaking load of a thin metal wire of 14.7 μmφ is about 83 mN. On the other hand, the tension of the fine metal wire after passing through a wire drawing die having a die diameter of 14.7 μmφ is about 59 mN. Therefore, even when the tension assist roller is inserted and the tension of the fine metal wire is increased by about 15 mN, the tension of the fine metal wire after passing through the wire drawing die having a die diameter of 14.7 μmφ is about 74 mN. It does n’t come.

そこで、全ての伸線ダイス８の前に張力補助ガイドを入れて、２５μｍφの金線を１５μｍφまで細線化し、高速化の評価を行った。その結果、従来の伸線機を用いた場合（伸線速度：１２０ｍ／ｍｉｎ）の３倍程度まで伸線速度を上げても巻き込みによる断線等の不具合は発生せず、約１万ｍの伸線を行うことができた。 Therefore, a tension auxiliary guide was inserted in front of all the wire drawing dies 8, and a gold wire of 25 μmφ was thinned to 15 μmφ, and an evaluation of high speed was performed. As a result, even if the wire drawing speed is increased up to about 3 times that when a conventional wire drawing machine is used (drawing speed: 120 m / min), there is no problem such as wire breakage due to entrainment. I was able to make a line.

一方、張力補助ガイドのない従来の伸線機を用いて、同様の金線により高速化の評価を行ったところ、伸線速度を従来の２倍程度にしただけで、案内キャプスタンローラ３への巻き込みによる断線が多発した。 On the other hand, when a conventional wire drawing machine without a tension auxiliary guide was used to evaluate the speed increase with the same gold wire, the guide capstan roller 3 was moved to just about twice the wire drawing speed. There were frequent disconnections due to the entrainment.

本発明の伸線機の概略正面図である。It is a schematic front view of the wire drawing machine of this invention. 本発明の伸線機の概略平面図である。It is a schematic plan view of the wire drawing machine of this invention. 上部ローラと下部ローラを備えた張力補助ガイドの使用例（上部ローラと下部ローラの両方を使用）である。It is a usage example of a tension auxiliary guide provided with an upper roller and a lower roller (both upper roller and lower roller are used). 上部ローラと下部ローラを備えた張力補助ガイドの使用例（上部ローラのみ使用）である。It is an example of use of a tension auxiliary guide provided with an upper roller and a lower roller (only the upper roller is used). 水平方向に移動可能な張力補助ガイドの使用例で、（ａ）は案内キャプスタンローラ３から張力補助ガイド１２までの距離を短くして使用した場合で、（ｂ）は案内キャプスタンローラ３から張力補助ガイド１２までの距離を長くして使用した場合である。An example of using a tension auxiliary guide that can move in the horizontal direction. (A) shows a case where the distance from the guide capstan roller 3 to the tension auxiliary guide 12 is shortened, and (b) shows a case from the guide capstan roller 3. This is a case where the distance to the tension assist guide 12 is increased. 上部ローラを複数備えた張力補助ガイドの使用例である。It is a usage example of the tension auxiliary guide provided with a plurality of upper rollers. 従来の伸線機の概略正面図である。It is a schematic front view of the conventional wire drawing machine. 従来の伸線機の概略平面図である。It is a schematic plan view of the conventional wire drawing machine.

Explanation of symbols

１伸線槽
２駆動キャプスタンローラ
２ａ駆動キャプスタン軸
３案内キャプスタンローラ
３ａ案内キャプスタン軸
４シャワーノズル
５潤滑剤
６供給ボビン
７ガイド部材
８伸線ダイス
９仕上がりダイス
１０巻取りボビン
１１金属細線
１２張力補助ガイド
１２ａ上部ローラ
１２ｂ下部ローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire drawing tank 2 Drive capstan roller 2a Drive capstan shaft 3 Guide capstan roller 3a Guide capstan shaft 4 Shower nozzle 5 Lubricant 6 Supply bobbin 7 Guide member 8 Wire drawing die 9 Finishing die 10 Winding bobbin 11 Metal thin wire 12 Tension auxiliary guide 12a Upper roller 12b Lower roller

Claims

A driving capstan roller and a guide capstan roller for running the fine metal wires, and a plurality of wire drawing dies disposed between the two capstan rollers for thinning the fine metal wires; and One or more tension auxiliary guides for preventing a decrease in tension of the fine metal wires so as not to contact the guide capstan roller, and the tension auxiliary guides are provided so that the fine metal wires have the tension auxiliary guides. When the route passes, the metal thin wire is arranged so that the length of contact with the guide capstan roller is 1/6 to 1/3 of the diameter of the guide capstan roller, or the metal thin wire is A wire drawing machine characterized by being arranged so that the thin metal wire does not come into contact with the guide capstan roller when passing through a tension auxiliary guide .

The tension auxiliary guide is configured such that when the metal thin wire passes through the tension auxiliary guide, the incident angle of the metal thin wire to the wire drawing die is such that the metal thin wire does not pass through the tension guide and the guide capstan The wire drawing machine according to claim 1, wherein the wire drawing machine is arranged so as not to be different from the case of passing through a roller .

The wire drawing machine according to claim 1 or 2, wherein the tension auxiliary guide is removable.

The tension assisting guide can be arranged in one or two or more corresponding to one or two or more arbitrary wire drawing dies of the plurality of wire drawing dies. Wire drawing machine.

5. The tension auxiliary guide is capable of changing a distance to the guide capstan roller, thereby adjusting a length of contact of the thin metal wire with the guide capstan roller. The wire drawing machine according to any one of the above.

The tension auxiliary guide includes an upper roller and a lower roller, the upper roller being above the capstan shaft of the guide capstan roller, and the lower roller is a capstan shaft of the guide capstan roller. The wire drawing machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the wire drawing machine is at a lower part.

The upper roller alone, or by way of the thin metal wire in the drawing only the lower roller, according to claim 6, characterized in that the thin metal wires so as to contact with the guide capstan roller Wire drawing machine.

7. The wire drawing machine according to claim 6 , wherein the fine metal wire is not brought into contact with the guide capstan roller by passing the fine metal wire being drawn through both the upper roller and the lower roller. .

The tension auxiliary guide either has a plurality of upper rollers only on the top than the capstan shaft of the guide capstan roller, or have a plurality of lower rollers only on the bottom, the guide cap and the metal thin wire wire drawing machine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that so as to contact with the capstan roller.