JP6790269B2 - Winding spool, winding structure and spool case of bonding wire - Google Patents
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Description
本発明は、ボンディングワイヤの巻取スプールおよびその製造方法、ボンディングワイヤの巻回構造およびこれらについての巻取方法および接合方法並びに巻取スプール用スプールケースおよびその製造方法に関するものである。The present invention relates to a winding spool of a bonding wire and a method for manufacturing the same, a winding structure of the bonding wire, a winding method and a joining method for these, and a spool case for a winding spool and a method for manufacturing the same.
これまでのボンディングワイヤを巻取るためのスプールは様々開発されてきたが、長距離の輸送における振動や揺れがスプールに伝わることにより、スプールに巻かれているボンディングワイヤに緩みや偏りが生じたりする。ワイヤが緩むと巻かれているワイヤが垂れ下がり、垂れ下がった空間にワイヤが入り込んで、紐を結んだような状態となり、ワイヤボンディングのワイヤ繰り出し時に、ワイヤが絡まって上手く繰り出せないという不具合がたびたび発生していた。Various spools for winding the bonding wire have been developed so far, but the bonding wire wound on the spool may become loose or biased due to vibration or shaking transmitted to the spool during long-distance transportation. .. When the wire is loosened, the wound wire hangs down, the wire enters the hanging space, and it becomes like a string tied, and when the wire is unwound for wire bonding, the wire is often entangled and cannot be unwound well. Was there.
また、ボンディングワイヤが巻かれたスプールをワイヤボンディング装置へ設置する時の衝撃がスプールに伝わることにより、巻かれたワイヤとワイヤおよびワイヤとフランジの間に隙間が生じ、その隙間にワイヤが落ち込んで、ワイヤを繰り出す時にワイヤが隙間に食い込んでスムーズに繰り出せないという不具合も生じていた。
In addition, the impact of installing the spool on which the bonding wire is wound on the wire bonding device is transmitted to the spool, which creates a gap between the wound wire and the wire and between the wire and the flange, and the wire falls into the gap. There was also a problem that the wire bite into the gap when the wire was unwound and could not be unwound smoothly.
本発明の課題は上記に鑑みて、合成樹脂製スプールについて、輸送運搬時における振動や横揺れに起因する、巻緩みや巻くぐり、また、ボンディング装置への取付時に生じる振動や衝撃によるワイヤ間およびワイヤとフランジの間の隙間へのワイヤ落込み、食い込みに関して、ボンディング装置からワイヤを繰り出す時のほどき性を良好にするためのボンディングワイヤの巻取スプールおよびその製造方法、ボンディングワイヤの巻回構造およびこれらについての巻取方法および接合方法並びに巻取スプール用スプールケースおよびその製造方法を提供することにある。
In view of the above, the subject of the present invention is that the synthetic resin spool is loosened or wound around due to vibration or rolling during transportation, and between wires due to vibration or impact generated during attachment to a bonding apparatus. Winding spool of bonding wire and its manufacturing method, winding structure of bonding wire to improve unwinding when unwinding the wire from the bonding device with respect to wire falling into the gap between the wire and the flange and biting. And a winding method and a joining method for these, a spool case for a winding spool, and a method for manufacturing the same.
本課題を解決するために、本発明者はほどき性がなぜ悪くなるのか原因分析から始めた。ボンディングワイヤの巻取りスプールはアルマイト処理等をした金属製のスプールとポリカーボネート等の合成樹脂製のスプールに大別される。半導体装置用のボンディングワイヤは材質が金で直径が30μm以下の極細線が用いられ、金属製のスプールに3000〜5000m巻かれている。一方でパワーデバイス用のボンディングワイヤは、直径が75μmから800μmのアルミニウムワイヤなどの太い線が使用されている。太線を巻くためには極細線よりも大きなスプールが必要となり、スプールの製造コスト等の関係から樹脂製の巻取りスプールが使用されている。In order to solve this problem, the present inventor started by analyzing the cause of why the unwinding property deteriorates. The winding spool of the bonding wire is roughly classified into a metal spool that has been anodized and the like and a synthetic resin spool such as polycarbonate. The bonding wire for a semiconductor device is made of gold and has an ultrafine wire having a diameter of 30 μm or less, and is wound on a metal spool at 3000 to 5000 m. On the other hand, as the bonding wire for a power device, a thick wire such as an aluminum wire having a diameter of 75 μm to 800 μm is used. In order to wind a thick wire, a spool larger than the ultrafine wire is required, and a resin winding spool is used due to the manufacturing cost of the spool and the like.
パワーデバイス用のアルミニウム製のボンディングワイヤは金製の極細ボンディングワイヤに比べて、太線が用いられるので、スプールに巻いた時に、極細線に比べて巻ワイヤの充填率が低いことが分かった。すなわち、ワイヤ間の隙間が大きくすかすかの状態で巻かれている。また、アルミニウムの比重は金よりも7倍も小さいので、左右の揺れや振動に弱く、巻き緩みが生じやすいことを発見した。巻き緩みはワイヤが絡まったり、ワイヤがくぐると断線の原因にもなるため、ボンディング装置にてスムーズにワイヤを繰り出すことができず、装置停止等が起きてワイヤボンディング工程の生産性を著しく落とすことになる。Since the aluminum bonding wire for the power device uses a thick wire as compared with the gold ultrafine bonding wire, it was found that the filling rate of the wound wire is lower than that of the ultrafine wire when wound on the spool. That is, the wires are wound in a large and faint state. It was also discovered that aluminum has a specific gravity seven times smaller than that of gold, so it is vulnerable to left-right shaking and vibration, and is prone to loosening. Loose winding may cause wire breakage if the wire is entangled or passes through the wire. Therefore, the wire cannot be smoothly unwound by the bonding device, and the device may stop, which significantly reduces the productivity of the wire bonding process. become.
また、太い線径のワイヤはスプールに巻ける量が極細線に比べて少ない。巻量が少ないとボンディング装置でのスプール取り付けの交換作業の頻度が上がるため、生産性を著しく阻害してしまう。そこで、より多くのワイヤを巻くために、樹脂製スプールのフランジからフランジまで目一杯に巻く。ワイヤはフランジ部近傍まで巻けるのであるが、ワイヤは丸い形状をしているため、目一杯巻いたとしても、ワイヤが巻かれているところとフランジの間でどうしても隙間が生じてしまうことが分かった。もう少し詳しく説明すると、スプール胴部に巻き始めたワイヤの一層目がフランジからフランジまで隙間なくきっちり巻かれたとしても、その次に巻かれる一層目の上の層は一層目のワイヤの真上ではなく、一層目のワイヤとワイヤの間、もしくは少しずれたところに巻かれるため一層目の上の層のワイヤは、どうしてもフランジとワイヤとの間に隙間ができてしまうことを解明した。Further, a wire having a large wire diameter can be wound on a spool in a smaller amount than an ultrafine wire. If the amount of winding is small, the frequency of replacement work of spool attachment in the bonding device increases, which significantly impairs productivity. Therefore, in order to wind more wire, the resin spool is fully wound from the flange to the flange. The wire can be wound up to the vicinity of the flange, but since the wire has a round shape, it was found that even if the wire is fully wound, a gap is inevitably created between the place where the wire is wound and the flange. .. To explain in a little more detail, even if the first layer of wire that has begun to be wound around the spool body is wound tightly from flange to flange, the layer above the first layer that is wound next is directly above the first layer of wire. It was clarified that the wire in the layer above the first layer inevitably has a gap between the flange and the wire because it is wound between the wires in the first layer or in a place slightly deviated.
一方、樹脂製のスプールは金属製のスプールに比べ、強度が弱いという欠点がある。ボンディング装置にスプールをセットするときは、空回りや遊びがないように、力を込めてしっかりと固定しなければならないため、フランジをしっかり押し込んで設置する。このときのフランジ部と巻かれているワイヤにどのようなプロセス、現象が起きているか克明に観察、検討した。ボンディング装置へスプールを取付る時にフランジおよびフランジ近傍に巻かれているワイヤは一旦胴部内側に押される。その後、フランジは元の位置に戻るが、ワイヤは内側に取り残されたままとなり、ワイヤとフランジとの間の隙間が広がることが分かった。そして、ワイヤがこの隙間に落ち込むため、そこにワイヤが食い込み、ワイヤ繰り出し時にワイヤが繰り出せないという不具合が発生するということを解明した。On the other hand, the resin spool has a drawback that the strength is weaker than that of the metal spool. When setting the spool on the bonding device, it must be firmly fixed with force so that there is no idling or play, so the flange should be pushed in firmly before installation. We carefully observed and examined what kind of process and phenomenon occurred in the flange and the wound wire at this time. When the spool is attached to the bonding device, the flange and the wire wound near the flange are once pushed inside the body. It was then found that the flange returned to its original position, but the wire was left behind inside, widening the gap between the wire and the flange. Then, it was clarified that since the wire falls into this gap, the wire bites into the gap, and a problem occurs in which the wire cannot be unwound when the wire is unwound.
また、ワイヤほどき性に関して輸送の問題点を検討した。輸送においては当然のことながら振動の問題がある。振動によってワイヤが巻崩れたり、ワイヤ間で隙間が生じる。さらに、ワイヤとフランジとの間に隙間が生じてワイヤが落ち込むのは、輸送時の振動や衝撃だけではなく、温度差によって樹脂が収縮することが原因であることを突き止めた。特に空輸の場合は地上と上空での温度差が大きいため、低温である上空でフランジが縮んで隙間が生じたときに、そこにワイヤが落込み、地上では上空より温度が高くなるためフランジが膨張して元の位置に戻ったときにワイヤが食い込んで繰り出せなくなる不具合が生じることを解明した。We also examined transportation problems regarding wire unwinding. Naturally, there is a problem of vibration in transportation. The vibration causes the wires to unwind or creates gaps between the wires. Furthermore, it was found that the reason why the wire falls due to the gap between the wire and the flange is not only the vibration and impact during transportation but also the shrinkage of the resin due to the temperature difference. Especially in the case of air transportation, the temperature difference between the ground and the sky is large, so when the flange shrinks and a gap is created in the cold sky, the wire falls there and the temperature is higher than the sky on the ground, so the flange becomes It was clarified that when the wire expands and returns to its original position, the wire bites into the wire and cannot be fed out.
以上のように、ボンディング装置への取り付け、輸送時の振動、空輸における温度変化によるスプール樹脂の収縮等が何度も繰り返されることによって、樹脂製スプールの寸法も僅かながら変化していく。樹脂製スプールはワイヤをほどいた後に洗浄して再利用するため、新品のスプールよりも再利用スプールのほうが、ほどき不具合が多く発生する。すなわち、再利用の回数が多いスプールほど寸法誤差が大きくなるので、ワイヤを巻く時にフランジが広がっていると、ワイヤとフランジの間に隙間が生じて、その隙間にワイヤが落込み、ほどきの不具合がより多く発生することが分かった。例として以下に具体的な解決手段について図番を付して詳しく説明する。As described above, the dimensions of the resin spool also change slightly due to repeated repetition of attachment to the bonding device, vibration during transportation, shrinkage of the spool resin due to temperature changes during air transportation, and the like. Since the resin spool is washed and reused after unwinding the wire, the reused spool has more unwinding problems than the new spool. That is, the more frequently the spool is reused, the larger the dimensional error becomes. Therefore, if the flange is widened when winding the wire, a gap is created between the wire and the flange, and the wire falls into the gap and is unwound. It turns out that more defects occur. As an example, a specific solution will be described in detail below with a drawing number.
本発明の巻取スプールは、穴あきガイド部14、胴部12およびフランジ部13からなる合成樹脂製のボンディングワイヤ用の巻取スプールにおいて、当該フランジ部内面は仰角19が76度以上86度以下の傾斜部を有し、かつ、当該傾斜部は垂直高さ(h)が当該フランジ部内面の全体の垂直高さ(H)の50%以上であることを特徴とする。The take-up spool of the present invention is a take-up spool for a bonding wire made of synthetic resin composed of a
また、本発明のボンディングワイヤの巻回構造は、穴あきガイド部14、胴部12およびフランジ部13からなる合成樹脂製巻取スプールに巻かれたボンディングワイヤの巻回構造において、当該フランジ部内面は仰角19が76度以上86度以下の傾斜部を有し、かつ、当該傾斜部は垂直高さ(h)が当該フランジ部内面の全体の垂直高さ(H)の50%以上であり、当該ボンディングワイヤ42が巻かれた胴部の中央部の高さよりも端部の高さが高くなっていることを特徴とする。 Further, the winding structure of the bonding wire of the present invention is the inner surface of the flange portion in the winding structure of the bonding wire wound on the synthetic resin take-up spool including the
また、本発明の巻取スプール用スプールケースは、ふた体21および合成樹脂製の本体31とからなる巻取スプール用のスプールケースにおいて、当該本体は当該ふた体側が開口した略四角錘台の形状であって、当該本体の対となる側面の各々に単数または複数の膨張部34を有することを特徴とする。Further, the spool case for a take-up spool of the present invention is a spool case for a take-up spool composed of a
ここで、上記の巻取スプールおよび巻回構造における「合成樹脂」は、一般的に合成樹脂で射出成型されたプラスチック樹脂を意味する。合成樹脂の成型加工には、射出成型加工や型押し加工やエンボス加工や真空成形法などで行うことができる。前述の合成樹脂には、例えば、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、耐衝撃性ポリスチレンなどがある。Here, the "synthetic resin" in the take-up spool and the winding structure described above generally means a plastic resin injection-molded with the synthetic resin. The synthetic resin can be molded by injection molding, embossing, embossing, vacuum forming, or the like. Examples of the synthetic resin described above include ABS resin, polycarbonate resin, impact-resistant polystyrene, and the like.
また、ここで、上記の巻取スプールのフランジ部13における「傾斜部」とは、その垂直高さ(h)が当該フランジ部内面の全体の垂直高さ(H)の50%以上であり、かつ、その仰角19が76度以上86度以下である傾斜部分を指す。Further, here, the "inclined portion" in the
また、ここで、「仰角」とは当該胴部12とフランジ部13の内面の角度をいう。図4に典型的なフランジ部13の仰角19を示す。また、ここで、「仰角」には上記傾斜部の延長線上と胴部とが交わった点の角度も含まれる。Further, here, the "elevation angle" means the angle between the inner surface of the
また、上記の巻取スプールのフランジ部13における「当該傾斜部は垂直高さ(h)が当該フランジ部内面の全体の垂直高さ(H)の50%以上」としたのは、フランジ部13の内面の垂直高さ(h)は当該フランジ部13の内面の全体の垂直高さ(H)の50%未満だと、巻かれているボンディングワイヤの垂直方向への力が大きくなり、隙間に落ち込みやすくなったり、ボンディングワイヤの巻量が少なくなったりするからである。巻取スプールの傾斜部の高さはノギスや定規、レーザ顕微鏡等を使って測定できる。Further, it is the
また、上記の巻取スプールにおいて「当該フランジ部内面は仰角19が76度以上86度以下」としたのは、フランジ部13の仰角19が86度を超える場合には、前述した通り、垂直方向へ大きな力が働くため、巻かれているワイヤ間の隙間、もしくは、ワイヤとフランジ部13との間の隙間に落ち込みやすくなるためである。また、フランジ部13の仰角19が76度未満の場合には、角度が緩やかなので水平方向の衝撃により、巻かれている表層のワイヤが左右に揺さぶられ、巻が乱れてしまう。また、ボンディング装置の取り付けるスプールの寸法に規格があるため、胴部やフランジ径の長さにも制限があるため、フランジ部の仰角が小さいとボンディングワイヤの巻量が少なくなってしまう。巻量が少なくなるとボンディング工程でのスプール付替作業が頻繁となり、生産性を著しく落とすことになる。また、フランジ部13の傾斜部の仰角19は79度以上83度以下であることがより好ましい。Further, in the above-mentioned take-up spool, "the
なお、巻取スプール10のフランジ部13の傾斜は、例えば、図1(a)、(b)、(c)、(d)、(e)のように傾斜が2つある場合、図1(f)、(g)のように傾斜が3つある場合でも本発明の課題を解決することができる。また、図1(h)のようにフランジ上部の突起物等は垂直高さ(H)含めないこととし、図1(i)のような左右フランジの仰角が異なる場合でも本発明の課題を克服できる。図1(a)と(f)にフランジ部内面の全体の垂直高さ(H)、フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)および仰角「θ」、「θ´」を図示する。The inclination of the
ここで、巻取スプール10のボンディングワイヤの巻回構造における「端部の高さ」とは、当該巻回構造において、フランジ部内面と胴部とが交差する点、すなわちフランジ部が立ち上がる起点となる点から胴部に対して垂直方向に引いたと想定した線とフランジ部との間の空間に巻かれたボンディングワイヤの高さと定義する。また、「ボンディングワイヤ42が巻かれた胴部の中央部の高さ」とは端部以外の胴部に巻いたボンディングワイヤの最表層部の高さと定義する。Here, the "height of the end portion" in the winding structure of the bonding wire of the take-up
また、上記のボンディングワイヤの巻回構造における「ボンディングワイヤ42が巻かれた胴部の中央部の高さよりも端部の高さが高くなっていること」としたのは、巻回されたボンディングワイヤ42間およびボンディングワイヤ42とフランジ部13との隙間を埋めることができ、隙間へのボンディングワイヤ42の落ち込みによるワイヤ操出時の引っ掛かりの不具合を防止することができるからである。Further, in the above-mentioned winding structure of the bonding wire, "the height of the end portion is higher than the height of the central portion of the body around which the
また、「ボンディングワイヤ42が巻かれた胴部の中央部の高さよりも端部の高さが高くなっていること」は、目視で確認できる場合がほとんどであるが、スクリーン投射、レーザー顕微鏡、測長顕微鏡、粗さ計でも確認できる。本発明の巻回構造は、好ましくはボンディングワイヤ42が巻かれた胴部の中央部の高さよりも端部の高さが、巻かれているボンディングワイヤの半径以上高ければ良く、巻かれているボンディングワイヤ1本分、すなわち、直径以上高ければより好ましい。In most cases, it can be visually confirmed that "the height of the end portion is higher than the height of the central portion of the body around which the
ここで、上記の巻取スプール用スプールケースにおける「略四角錘台」とは、開口部が四角形である角錐台のことを言うが、巻取スプール開口部の形状が多角形となるものや、角が丸くなっている場合でも良い。Here, the "substantially quadrangular pyramid" in the spool case for the take-up spool means a pyramid stand having a quadrangular opening, but the take-up spool opening has a polygonal shape, or It may be even if the corners are rounded.
また、ここで「膨張部」は、略四角錘台となる本体31の内側に設けられた構造体であり、内側方向に隆起して、格納した巻取スプールのフランジ部に点接触または線接触するものを言う。図2に示すとおり、複数本の波溝状となるものが典型例であるが、点接触または線接触するものであれば、これ以外の形状としても良い。点接触または線接触させるという観点から、この膨張部は凸条体または突起体であることが好ましい。Further, here, the "expansion portion" is a structure provided inside the
上記に示す本発明の巻取スプール用スプールケースにおいて、本体31は、図2に示すように、巻取スプールの挿入側が開口した略四角錘台の形状である。本体31のふた体側の開口部は多角形や曲線形状でも良い。合成樹脂製のスプールケース本体31の厚さは、0.1mm以上0.9mm以下が好ましく、0.2mm以上0.5mm以下が特に好ましい。In the take-up spool spool case of the present invention shown above, the
次に、スプールケース本体31の態様を図2(a)〜(e)に示す。図2(a)(b)は、スプールケース本体31の開口部で、図2(a)は角が丸い場合、図2(b)は多角形の場合を示す。図2(c)〜(e)は、スプールケース本体31の上下方向の断面図で、図2(c)は先端部分の角度が丸い場合、図2(d)および(e)は先端部分の傾斜角度が2つ以上の場合を示す。これらの形状でも本発明の課題を解決できる。Next, the mode of the spool case
また、上記の巻取スプール用スプールケースにおける「単数または複数の膨張部34を有すること」にしたのは、スプールとスプールケースが点接触もしくは線接触になることによって、スプールとスプールケースに空間を設け、外部からの衝撃を分散することで、直接的なスプールへの衝撃を緩和できるからである。Further, the reason why the spool case for the take-up spool described above "has a single or a plurality of
本発明のボンディングワイヤ用巻取スプールの実施態様は以下のとおりである。2個以上6個以下の補強リブ16が、片面または両面における穴あきガイド部の外周面と上記胴部の内周面と連結していることが好ましい。補強リブ16がない場合に比べて巻取スプールの強度が増し、ボンディング装置への取り付け時の押圧や衝撃によるフランジ部13の変形および当該変形による巻き崩れと、それにより生じたフランジ部13とボンディングワイヤ42との間の隙間へボンディングワイヤ42の落ち込みによる食い込み、引っ掛かりを防止することができ、また、補強リブの補強により、水平方向の衝撃や振動などに強くなり、長期間の輸送にも耐えることができるようになる。また、繰返しボンディング装置にセットしても補強リブがあると衝撃が分散されるため、フランジの変形劣化を抑えることができる。スプールは繰返し再利用するため、スプールが変形劣化しないことは非常に有益である。The embodiment of the winding spool for the bonding wire of the present invention is as follows. It is preferable that two or more and six or less reinforcing
以下に本発明の補強リブの態様を例示する。図5(a)は、フランジの一部を埋めている補強リブを示す。図5(b)は、片面のフランジが完全に埋められ空洞がなく、他面が4個の補強リブを示す。図5(c)6個の補強リブを示す。図5(d)は補強リブが曲線形状の場合、図5(e)は補強リブが四角形状の棒体の場合、図5(f)は補強リブが二つで1個の形状をなす場合、図5(g)は補強リブが三つで1個の形状をなす場合をそれぞれ示す。なお、図5(a)〜(g)は胴部内面の模式図である。また、図5(b)は両面の、それ以外は片面のフランジの補強リブだけを示したものである。Hereinafter, aspects of the reinforcing ribs of the present invention will be illustrated. FIG. 5A shows a reinforcing rib that fills a part of the flange. FIG. 5B shows a flange on one side completely filled with no cavities and four reinforcing ribs on the other side. FIG. 5C shows 6 reinforcing ribs. 5 (d) shows the case where the reinforcing ribs have a curved shape, FIG. 5 (e) shows the case where the reinforcing ribs have a rectangular rod shape, and FIG. 5 (f) shows the case where two reinforcing ribs form one shape. , FIG. 5 (g) shows a case where three reinforcing ribs form one shape. 5 (a) to 5 (g) are schematic views of the inner surface of the body. Further, FIG. 5B shows only the reinforcing ribs of the flanges on both sides and on the other side.
また、上記ボンディングワイヤ用巻取スプール10およびスプールケース20が透明体であることが好ましい。スプールケース20の外部からボンディングワイヤが巻回された底部等の内部構造が目視で観察できるため、巻乱れや異物付着などのワイヤ表面の不具合が発見しやすくなるからである。透明の度合いはワイヤの崩れ等を視認できることができる程度であればよい。また、色付きの樹脂に添加する着色料は、熱による収縮率が大きいため、膨張と収縮を繰り返すとスプール自体の寸法が微妙に変化するため、ワイヤとフランジとの間に隙間が生じ、ワイヤ落込み、食い込みも原因となる。この理由からもスプール樹脂は透明のほうが好ましい。Further, it is preferable that the winding
また、上記ボンディングワイヤ42がアルミニウム金属またはアルミニウム合金であることが好ましい。また、アルミニウム金属またはアルミニウム合金をワイヤの芯材とし、それら芯材を芯材以外の金属で被覆したボンディングワイヤであってもよい。本発明のボンディングワイヤ42の材質としては、その他に純銀または銀合金や純銅またはパラジウム被覆銅合金などがあるが、比重の軽いアルミニウム合金の太線ボンディングワイヤ42用巻取スプール10で巻崩れ等の課題をより効果的に解決できる。なお、比重が軽いアルミニウム金属またはアルミニウム合金の太線ボンディングワイヤの当該巻取スプールへの巻回しにおいて、線径が75μm以上800μm以下においてより高い巻き崩れ抑制効果が得られる。Further, it is preferable that the
本発明の巻取スプール用スプールケース20において、上記ふた体が酸素および水分を透過させず、かつ、剥離可能なフィルムであることが好ましい。具体的な当該フィルム用の素材として、ポリ塩化ビニルデン(PVDC)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等が挙げられる。巻取スプール10に巻かれたボンディングワイヤ42の輸送時や保管時における酸素や水分の侵入による酸化や腐食を防ぐ効果が期待できるからである。酸素および水分を透過しないこととは、市販の酸素透過度測定装置(例えば、MOCON社製OX−TRAN 2/22)を用いて測定できる。酸素透過度(JIS規格:JIS K 7126に準じる)が、3000cm 3/(m2・24h・atm) 以下であることが好ましく、より好ましくは1000cm3/(m2・24h・atm) 以下であり、更に好ましくは300cm3/(m2・24h・atm) 以下であり、最適には100cm3/(m2・24h・atm) 以下である。酸素透過度が適切であれば、酸素分子より大きい水分子も透過しないため、酸素及び水分子が透過しないこととなる。In the take-up
また、上記ふた体21が合成樹脂製であり、外周縁22の内側に略四角錘台形状の嵌合隆23を有し、当該嵌合隆23はその中央部に円弧溝24およびその側壁に係合片25を有し、当該円弧溝24の形状はボンディングワイヤ用巻取スプール10の左右フランジ部13の外周端に沿った形状であることが好ましい。当該フィルムと同様に大きな衝撃を吸収して小さな衝撃に変えるからである。なお、ふた体21および本体31は図2と上下逆さにして使用してもよく、すなわち、ふた体21をスプールケース20の基部、本体31をその上覆体として使用してもよい。Further, the
ところで、初期の合成樹脂製のボンディングワイヤ用巻取スプールは、タングステン、モリブデン等の金属線を巻取るために用いられる巻取スプールに関するものが実開昭58−151154号公報(後述する特許文献1)に記載されている。昭和57年(1982年)当時は、第1図に示すような、円筒形の胴部2の両端部にフランジ部3,3′を設けた巻取スプールが一般的であった。ところが、このような巻取スプールでは第2図(a)、(b)に示すようにフランジ部3,3′の内側面付近(胴部2の端部)で巻厚が乱れることが多いため、フランジ部内側面付近で巻くずれや下層部への線の食い込みによる線のもつれが生じやすいことが明細書に記載されている。By the way, as for the early winding spools for bonding wires made of synthetic resin, those related to winding spools used for winding metal wires such as tungsten and molybdenum are published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-151154 (Patent Document 1 described later). )It is described in. At the time of 1982, a take-up spool in which flange portions 3, 3'was provided at both ends of a cylindrical body portion 2 as shown in FIG. 1 was common. However, in such a take-up spool, as shown in FIGS. 2A and 2B, the winding thickness is often disturbed near the inner side surface of the flange portions 3 and 3'(the end portion of the body portion 2). It is described in the specification that wire entanglement is likely to occur due to winding deviation near the inner side surface of the flange portion and wire biting into the lower layer portion.
このため上述した実開昭58−151154号公報(後述する特許文献1)では、同公報の図3に示すように、「フランジ部内側面の軸方向に対する傾斜角度が、20度乃至45度である(実用新案登録請求の範囲(2)参照)」金属細線用巻板スプールが示されている。すなわち、横断面の仰角が20度乃至45度である金属細線用巻板スプールが示されていることがわかる。この特許文献1はタングステンやモリブデン等の細線を巻く発明であるから、本発明とは異なるものであるが、ちなみに、フランジ部の仰角が20度から45度では、太くて軽いアルミニウム線のようなボンディングワイヤでは、巻表層部が乱れ、ワイヤ巻量が少なくなってしまう。Therefore, in the above-mentioned Utility Model No. 58-151154 (Patent Document 1 described later), as shown in FIG. 3 of the same publication, "the inclination angle of the inner surface of the flange portion with respect to the axial direction is 20 to 45 degrees. (Refer to Claims for Utility Model Registration (2)) ”A wound plate spool for thin metal wires is shown. That is, it can be seen that the wound plate spool for thin metal wires having an elevation angle of 20 to 45 degrees in the cross section is shown. This Patent Document 1 is different from the present invention because it is an invention in which a thin wire such as tungsten or molybdenum is wound, but by the way, when the elevation angle of the flange portion is 20 to 45 degrees, it looks like a thick and light aluminum wire. In the bonding wire, the winding surface layer portion is disturbed and the wire winding amount is reduced.
同様な傾斜角度を設けることは、金線からなる半導体ボンディングワイヤの巻き取り用スプールにもみられる。たとえば、特開2001−85462号公報(後述する特許文献2)の請求項1には、「胴とその両端に設けられたフランジからなる半導体ボンディングワイヤー巻き取り用スプールにおいて、前記胴の外周面に、両端から中央部に向けて傾斜する傾斜側面を設けたことを特徴とする半導体ボンディングワイヤー巻き取り用スプール」が開示されている。同公報の図1には横断面の仰角が約60度の平面上傾斜側面(5)を有するフランジ(2)が例示されている。この特許文献2も金線からなる半導体ボンディングワイヤの巻取り用スプールなので本発明とは異なるものであるが、前述と同様に、フランジの角度が60度程度であると、比重の軽いアルミニウム線等は巻崩れが生じてしまい、なおかつ、巻量が少なくなってしまうという問題がある。The same inclination angle is also found in the winding spool of the semiconductor bonding wire made of gold wire. For example, claim 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-85462 (Patent Document 2 described later) states that "in a spool for winding a semiconductor bonding wire composed of a body and flanges provided at both ends thereof, the outer peripheral surface of the body is covered. , A spool for winding a semiconductor bonding wire, characterized in that an inclined side surface inclined from both ends toward a central portion is provided, is disclosed. FIG. 1 of the same publication illustrates a flange (2) having a plane inclined side surface (5) having an elevation angle of about 60 degrees in the cross section. This Patent Document 2 is also different from the present invention because it is a spool for winding a semiconductor bonding wire made of a gold wire, but as described above, when the flange angle is about 60 degrees, an aluminum wire having a light specific gravity or the like There is a problem that the winding collapse occurs and the winding amount becomes small.
特開2004−87536号公報(後述する特許文献3)の請求項1には、「ワイヤーの巻き取り、巻きほぐしのために使用するボンディングワイヤー用スプールであり、ワイヤーを巻き取るための巻き胴部とその両端に設けられたフランジ部とからなり、巻き胴部が、フランジ隣接の巻き胴部と中央部の巻き胴部とが径が異なる同心円筒状であり、フランジ隣接の巻き胴部と中央部の巻き胴部とが滑らかな斜面にて一体化されており、フランジ隣接の巻き胴部の径が中央部の巻き胴部の径より大きく、フランジの径より小さく、かつ中央部の巻き胴部と上記滑らかな斜面との成す角度を10〜60度とすることを特徴とするボンディングワイヤー用スプール」が開示されている。同公報の図2には俯角が約30度の角度(6)を有するなめらかな斜面(4)が図示されている。同公報0019段落には「直径25μm、長さ2,000mのAuワイヤー」について記載があり、このスプールがAu極細線用のボンディングワイヤ用スプールであることがわかる。この特許文献3もAu極細線用のボンディングワイヤ用スプールの発明であり、本発明とは全く異なるものであるが、これも前述と同様に、フランジ角が10〜60度程度であると、比重の軽いアルミニウム線だと、横の衝撃に対して左右に振られ巻乱れが生じてしまうこと、また、巻量の問題を克服できない。According to claim 1 of JP-A-2004-87536 (Patent Document 3 described later), "a spool for a bonding wire used for winding and unwinding a wire, and a winding body for winding the wire. The winding body is a concentric cylinder with different diameters between the winding body adjacent to the flange and the winding body at the center, and the winding body and the center adjacent to the flange. The winding body of the part is integrated with a smooth slope, and the diameter of the winding body adjacent to the flange is larger than the diameter of the winding body in the center, smaller than the diameter of the flange, and the winding body in the center. A "spool for a bonding wire" is disclosed, wherein the angle formed by the portion and the smooth slope is 10 to 60 degrees. FIG. 2 of the same publication shows a smooth slope (4) having a depression angle of about 30 degrees (6). Paragraph 0019 of the same publication describes "Au wire having a diameter of 25 μm and a length of 2,000 m", and it can be seen that this spool is a spool for bonding wires for Au ultrafine wires. This Patent Document 3 is also an invention of a spool for a bonding wire for Au ultrafine wire, which is completely different from the present invention. However, as described above, when the flange angle is about 10 to 60 degrees, the specific gravity is also completely different. If it is a light aluminum wire, it will be shaken to the left and right due to a lateral impact, causing turbulence, and the problem of winding amount cannot be overcome.
特許2679697号公報(後述する特許文献4)の請求項1には、「筒状スプールを嵌合せしめる上向膨出状の嵌合隆を一体に備えた合成樹脂製の容器本体と、該容器本体の外縁周壁隆に嵌合する蓋体からなるスプールケースであって、上記容器本体における嵌合隆のスプールと接触し支える部分の平面形状を多角形とし、そのコーナー部を丸く縁取りしたことを特徴とするボンデイングワイヤー用のスプールケース」が開示され、図1に例示されている。同公報の0021段落には、「本発明のスプールケースは、多角形柱の各辺でコーナー部を支えるため、コーナー部の反発力が増し、コーナー部が強固にスプールに圧接して確実且つ堅固にスプールを保持する」ことが記載されている。このスプールケースに関する特許文献4も半導体や超電導素子に用いられる細線を巻き取ったスプール用のスプールケースの発明であり、本発明とは異なるものであるが、このスプールケースでは容器本体内部にスプールフランジが直接面接触しているため、輸送運搬中での衝撃や製造工程での振動がスプールに直に伝わり、ボンディングワイヤが巻崩れてしまう。また、ワイヤを巻く方向と同じ方向にスプールをスプールケースに収納するので、よりワイヤの巻崩れが生じやすい。Claim 1 of Japanese Patent No. 2679697 (Patent Document 4 described later) states that "a container body made of synthetic resin integrally provided with an upwardly bulging fitting ridge for fitting a tubular spool, and the container. It is a spool case made of a lid that fits on the outer peripheral wall ridge of the main body, and the plane shape of the part of the container body that contacts and supports the spool of the fitting ridge is polygonal, and the corners are rounded. A featured spool case for a bonding wire ”is disclosed and illustrated in FIG. In paragraph 0021 of the same gazette, "Since the spool case of the present invention supports the corners on each side of the polygonal pillar, the repulsive force of the corners increases, and the corners are firmly pressed against the spool to ensure firmness. Hold the spool in. " Patent Document 4 relating to this spool case is also an invention of a spool case for a spool in which fine wires used for a semiconductor or a superconducting element are wound, which is different from the present invention. However, in this spool case, a spool flange is provided inside the container body. Because they are in direct surface contact with each other, the impact during transportation and the vibration in the manufacturing process are directly transmitted to the spool, and the bonding wire is unwound. Further, since the spool is stored in the spool case in the same direction as the wire is wound, the wire is more likely to be unwound.
同様のスプール密着効果を奏する発明は、特許3533658号公報(後述する特許文献5)にも開示されている。すなわち、同公報の請求項1には、「筒状スプールの内周面と嵌合する上向き膨出状の嵌合隆と、蓋体と嵌合する外縁周壁隆とを一体に備えた容器本体と、該容器本体の外縁周壁隆に嵌合する蓋体とからなる巻取スプール用スプールケースにおいて、該容器本体の嵌合隆の周囲に、筒状スプールのフランジを外周より嵌合させる溝が円周状に形成されていることを特徴とする巻取スプール用スプールケース」が開示され、図2などに例示されている。このスプールケースは、「スプール内周面とフランジ外周面の2箇所で支えるために、スプールを堅固に固定することができる…(中略)…。このためスプール取り出し時に強い力で引き抜くことを余儀なくされてワイヤーに誤って接触したり、スプールと容器本体との固定が不十分でスプールケースの蓋を開封した時に誤ってスプールを落下させてしまう等の事故を防ぐ効果があり、繰り返し使用に十分耐え得る。(同公報0024段落)」とされる。このスプールケースの発明に関する特許文献5も半導体や超電導素子に用いる細線のボンディングワイヤを巻いたスプール用のスプールケースなので、本発明のスプールケースとは異なるものであるが、スプールを巻く方向と同じ方向にはめ込む方式であり、上述した問題と同様に、衝撃や振動を直接受けやすく、垂直方向へのボンディングワイヤの巻き崩れや巻乱れが依然克服できない。An invention that exhibits a similar spool adhesion effect is also disclosed in Japanese Patent No. 3533658 (Patent Document 5 described later). That is, claim 1 of the same publication states that "a container body integrally provided with an upwardly bulging fitting ridge that fits with the inner peripheral surface of the tubular spool and an outer edge peripheral wall ridge that fits with the lid body. In the take-up spool spool case including the lid that fits the outer peripheral wall ridge of the container body, there is a groove around the fitting ridge of the container body that fits the flange of the tubular spool from the outer circumference. A "spool case for a take-up spool, which is characterized by being formed in a circumferential shape" has been disclosed and is illustrated in FIG. 2 and the like. This spool case "can be firmly fixed to the spool because it is supported at two points, the inner peripheral surface of the spool and the outer peripheral surface of the flange ... (Omitted) ... Therefore, it is forced to pull out with a strong force when taking out the spool. It has the effect of preventing accidents such as accidental contact with the wire or accidental dropping of the spool when the spool case lid is opened due to insufficient fixing between the spool and the container body, and it can withstand repeated use. (Paragraph 0024 of the same publication) ”. Patent Document 5 relating to the invention of this spool case is also a spool case for a spool around which a thin bonding wire used for a semiconductor or a superconducting element is wound, so that it is different from the spool case of the present invention, but in the same direction as the spool is wound. It is a fitting method, and is susceptible to shocks and vibrations directly, similar to the above-mentioned problems, and it is still impossible to overcome the unwinding and turbulence of the bonding wire in the vertical direction.
本発明の巻取スプールによれば、当該スプールに巻かれたボンディングワイヤの垂直方向への力が分散されるため、ワイヤ巻部とフランジとの間の隙間にワイヤ落込みによるほどき不良を低減でき、なおかつ、ワイヤも十分な量を巻くことができ、本発明の巻取スプールに本発明の巻構造で巻くことで相乗効果を生み出し、さらに大きい衝撃に対しても良好なほどき性が得られる。また、本発明のスプールケースに収納することで、輸送時の振動や衝撃に対しても巻ほどき性を良好に保てる。その結果として、電極への良好な接合方法を維持できる。According to the take-up spool of the present invention, the force in the vertical direction of the bonding wire wound on the spool is distributed, so that unwinding failure due to wire dropping into the gap between the wire winding portion and the flange is reduced. A sufficient amount of wire can be wound, and a synergistic effect is produced by winding the winding spool of the present invention with the winding structure of the present invention, and good unwinding property is obtained even with a larger impact. Be done. Further, by storing it in the spool case of the present invention, it is possible to maintain good unwinding property against vibrations and shocks during transportation. As a result, a good bonding method to the electrode can be maintained.
以下、本発明の実施形態の一例として、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1および図2は本発明の実施形態を示す。図1に示す巻取スプール10は、射出成型された透明な耐衝撃性ポリスチレン樹脂製の一体品である。巻取スプール10の基本的な構成は、胴部12、左右フランジ部13および穴あきガイド部14からなり、穴あきガイド部14には中心線上にガイド穴17が開いている。ガイド穴17はワイヤボンデイング装置のモータ回転軸(図示せず)に固定することができる。胴部12から左右フランジ部13への中空円板状支持部15の表裏面には4個の左右補強リブ16が十字状に内設され、図1上は左補強リブ16が図示されている。左補強リブ16の両端は穴あきガイド部14および胴部12と一体的に連なっている。また、左補強リブ16の高さは左フランジ部13の外周面の高さと同じである。なお、図面上は判読困難であるが、左右フランジ部13には81度の仰角19を有しており、左右フランジ部13の外周面の幅は内周面の幅より広くなっている。なお、巻取スプール10の左右フランジ部13にはボンディングワイヤの始端と終端を止めるための切溝18が設けられている。Hereinafter, as an example of the embodiment of the present invention, the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show embodiments of the present invention. The take-up
図2に示すスプールケース20は請求項10の実施形態を示す。図2に示すスプールケース20はポリエチレンテレフタラート(PET)製のふた体21および本体31とから構成される。ふた体21および本体31は、それぞれ真空成形法等により成形加工されたものである。ふた体21は、外周縁22の内側に略四角錘台形状の嵌合隆23を膨出させ、嵌合隆23の中央部に巻取スプール10を収容する円弧溝24を形成する。また、嵌合隆23の側壁には2個ずつ合計4個の係合片25を有する。円弧溝24の底部は突脚溝26を有している。円弧溝24の形状は巻取スプール10の左右フランジ13の外周端に沿った形状で、長さ対高さの比が略7対2(長さ:高さ≒7:2)の円弧を切り取った形状である。この円弧溝24の深さは突脚溝26の高さと略同じである。なお、図示していないが、請求項11に係るふた体の場合は、スプールケース20と当接する箇所でふた体が線接触して大きな衝撃を吸収する効果がある。The
本体31は、上周縁32の内側に略四角錘台形状の周壁隆33を膨出させ、周壁隆33の相対向する側壁2面には3本の膨張部34を設けている。また、ふた体21の係合片25に対応して本体31の側壁にはそれぞれ2個ずつ合計4個の係止片35を有する。周壁隆33の両側にある3本の膨張部34は先端でスプールケース20と当接し固定する。The
なお、膨張部34が少なくとも側面の1点ずつ当接すれば、巻取スプール10の左右フランジ部13を支えることができる。本発明のスプールケース20では、外部の大きな衝撃に対応するため巻取スプール10とスプールケース20のあいだに巻取スプール10の遊びを持たせている。具体的には、巻取スプール10とスプールケース20のあいだに前後および左右方向にそれぞれ1mm以下、好ましくは0.5mm以下の空隙を持たせるのが良い。If the
ふた体21の嵌合隆23は本体31の周壁隆33と嵌合し、ふた体21の係合片25と本体31の係止片35とが嵌着してスプールケース20を構成する。このスプールケース20内に収容された巻取スプール10は、本体31の周壁隆33の底面と巻取スプール10が点接触し、ふた体21の円弧溝24と巻取スプール10が線接触することによって保持されている。スプールケース20のふた体21および本体31の幅および長さは、巻取スプール10の幅および長さよりも大きく、本体31の膨張部34が巻取スプール10の大きな横揺れを防止している。また、円弧溝24は突脚溝26の高さと略同じになっている。このため巻取スプール10は本体31の周壁隆33の狭い間隙のあいだで揺動可能になっている。The fitting ridge 23 of the
顧客へ移送された後、ボンディングワイヤ用巻取スプール10は、図3に示すように、ボンディングワイヤ42のボンディング装置40のモータ回転軸41に取り付けられる。当該ボンディング装置40は一般的に巻取スプールの左右フランジ部13の最外面間の幅が31〜40mmの物に適用できるように設計されている。また、巻取スプールの直径は88mmのものが一般的であるが、最大150mm直径のものまで取り付け可能である。取り付け後、巻取スプール10を回転させて所定長さだけボンディングワイヤ42の繰り出しを行う。After being transferred to the customer, the bonding wire take-up
この繰り出されたボンディングワイヤ42は、エアテンションをかけられ、ワイヤクランプ43に保持されてキャピラリ44から繰り出され、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ケイ素(Si)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、スズ(Sn)、鉄(Fe)およびマグネシウム(Mg)などから選ばれた1種または2種以上からなる元素を主成分とする電極用部材、電極接続ユニットまたは回路基板等に超音波接合やスポット接合やボールボンディングなどされる。The unwound
(実施例1)
Al−0.5質量%Ni合金ボンディングワイヤ(直径400μm)を500m巻いた巻取スプール10について説明する。透明なポリカーボネート製の樹脂で巻取スプール10を作製した。11mmのガイド穴17が開いている穴あきガイド部14の肉厚は約1.5〜2.5mm、胴部12の直径は50mm、幅は40mm、左右フランジ部13の直径は88mmである。補強リブ16の個数は胴部12の両側に各4個である(フランジ部13の仰角19は78度)。また、1個の切溝18の長さは5mmおよび深さは2mmである。また、フランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率が100%である。なお、ここでは、本発明の端部を作らない従来の巻き方で巻き回した。なお、便宜上、以下当該従来の巻き方を「フラット巻き」と呼ぶ。(Example 1)
A take-up
(実施例2〜7)
実施例2〜7については、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表1のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例1と同一の条件により巻回した。(Examples 2 to 7)
For Examples 2 to 7, the wire diameter, the winding length, the angle of
(実施例8〜10)
実施例8〜10については、左右フランジ部13の直径は150mmとし、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表1のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例1と同一の条件により巻回した。(Examples 8 to 10)
In Examples 8 to 10, the diameter of the left and
(比較例1〜4)
比較例1〜4については、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表1のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例1と同一の条件により巻回した。(Comparative Examples 1 to 4)
For Comparative Examples 1 to 4, the wire diameter, the winding length, the angle of the
(比較例5および6)
比較例5および6については、左右フランジ部13の直径は150mmとし、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表1のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例1と同一の条件により巻回した。(Comparative Examples 5 and 6)
In Comparative Examples 5 and 6, the diameter of the left and
(実施例11〜17)
実施例11〜17については、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表2のとおりとした以外は実施例1と同一の条件の巻取スプール10にAl−0.5質量%Ni合金ボンディングワイヤを、本発明の巻回構造となるように巻回した。(Examples 11 to 17)
For Examples 11 to 17, the ratio of the wire diameter, the winding length, the angle of the
(実施例18〜20)
実施例18〜20については、左右フランジ部13の直径は150mmとし、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表2のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例11〜17と同一の条件により巻回した。(Examples 18 to 20)
In Examples 18 to 20, the diameter of the left and
(比較例7〜10)
比較例7〜10については、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表2のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例1と同一の条件により巻回した。(Comparative Examples 7 to 10)
For Comparative Examples 7 to 10, the wire diameter, the winding length, the angle of the
(比較例11および12)
比較例11および12については、左右フランジ部13の直径は150mmとし、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表2のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は、実施例1と同一の条件により巻回した。(Comparative Examples 11 and 12)
In Comparative Examples 11 and 12, the diameter of the left and
(実施例21〜27)
実施例21〜27については、線径、巻き長さ、仰角19の角度、フランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表3のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は実施例11〜17と同一の条件により巻回した巻取スプール10を各2個ずつ本発明のスプールケースに挿入し、それぞれをふた体21と同様のふた体、またはフィルムからなるふた体でふたをした。(Examples 21 to 27)
For Examples 21 to 27, the wire diameter, the winding length, the angle of
本発明のケースの本体31は、深さが84mm、底面が90mm×46mmおよび上面の空間が92mm×48mmの略四角錘台形状をなし、上面全周に3mmの上周縁32がついている。また巻取スプール10の左右フランジ部13に面する両側面に3本の膨張部34は長さ70mmの半円柱状形状を有している。中央の膨張部34の先端は、本体31の底面と接しており、かつ、巻取スプール10の左右フランジ部13の幅と等しくなって巻取スプール10と左右フランジ部13で接触している。The
(実施例28〜30)
実施例28〜30については、左右フランジ部13の直径は150mmとし、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表3のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は実施例11〜17と同一の条件により巻回した巻取スプール10を各2個ずつ図2の本体31と同様の本発明のスプールケースに挿入し、それぞれをふた体21と同様のふた体、またはフィルムからなるふた体でふたをした。(Examples 28 to 30)
In Examples 28 to 30, the diameter of the left and
(比較例13〜16)
比較例13〜16については、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表3のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は実施例21〜27と同一の条件により巻回した巻取スプール10を各2個ずつ従来品のスプールケースに挿入し、それぞれをふた体21と同様のふた体でふたをした。(Comparative Examples 13 to 16)
For Comparative Examples 13 to 16, the ratio of the wire diameter, the winding length, the angle of
(比較例17および18)
比較例17および18については、左右フランジ部13の直径は150mmとし、線径、巻き長さ、仰角19の角度およびフランジ部13内面の全体の上下方向における垂直高さ(H)に対する当該フランジ部内面の傾斜部の垂直高さ(h)の比率を表3のとおりとした巻取スプール10を用いた以外は実施例21〜27と同一の条件により巻回した巻取スプール10を各2個ずつ従来品のスプールケースに挿入し、それぞれをふた体21と同様のふた体でふたをした。(Comparative Examples 17 and 18)
In Comparative Examples 17 and 18, the diameter of the left and
従来品のケースについては、巻取スプール10を横置きとし、フランジ部13の側面上にふたをする形態となっている。当該スプールケースの底面およびふた体との間には本発明の膨張部のような構造体はなく、ケース内面とフランジ部13が面接触している。また、従来品のケースではシールからなるふた体ではふたをしていない。The case of the conventional product has a winding
(衝撃試験)
上記実施例1〜10および比較例1〜6の巻取スプール10にフラット巻きで巻き取ったボンディングワイヤの巻回構造体の各20個について、ケースを入れずに100mmの高さから4回落下させた。(Impact test)
Each of the 20 winding structures of the bonding wires wound flat on the winding
上記の各衝撃試験後の20個の巻回構造体についてそのガイド穴17を1,600mmの高さにあるガイドピン(図示せず)に挿入した。そして、巻取スプール10の切溝18で固定されたボンディングワイヤを切断して巻回構造体からボンディングワイヤ42を巻きほどいた。概略図を図6に示す。この時、巻取スプール10から繰り出されたボンディングワイヤ42の不具合の有無をフランジ部13から離れる位置によって観察した。The guide holes 17 of the 20 wound structures after each of the above impact tests were inserted into guide pins (not shown) at a height of 1,600 mm. Then, the bonding wire fixed in the
(ボンディング装置への着脱および落下試験)
上記実施例11〜20および比較例7〜12の巻取スプール10の巻回構造体の各20個について、Alボンディングワイヤのワイヤボンディングに用いられるボンディング装置40であるオーソダイン社製Orthodyne 3600 Plusのモーター回転軸41への着脱を各スプールにつき繰り返して10回ずつ行い、着脱後の巻取スプール10の巻回構造体について、ケースを入れずに200mmの高さから4回落下させた。また、落下後の巻取スプール10の巻回構造体について、上記衝撃試験と同じ方法で巻きほどきを行い、巻取スプール10から繰り出されたボンディングワイヤ42の不具合の有無をフランジ部13から離れる位置によって観察した。(Detachment to / from bonding equipment and drop test)
For each of the 20 winding structures of the take-up
(振動および落下試験)
上記実施例21〜30の巻取スプール10に巻き取ったボンディングワイヤの巻回構造体を本発明のケースに、比較例13〜18の巻取スプール10に巻き取ったボンディングワイヤの巻回構造体を従来品のケースにそれぞれ20個ずつ入れた。(Vibration and drop test)
The winding structure of the bonding wire wound on the winding
上記の本発明のケースまたは従来品のケースにいれた巻取スプール10の巻回構造体について、長距離の陸送を想定して、振動試験装置にて、加速度±1G、周波数10Hzの条件で24時間上記ケースの左右フランジ幅方向に振動させた。その後、ケースに入れた振動後の巻取スプール10の巻回構造体について、500mmの高さから4回落下させた。また、落下後の巻取スプール10の巻回構造体について、上記衝撃試験と同じ方法で巻きほどきを行い、巻取スプール10から繰り出されたボンディングワイヤ42の不具合の有無をフランジ部13から離れる位置によって観察した。Regarding the winding structure of the take-up
(試験結果)
上記の試験後の回転式解き試験結果を表1、表2および表3に示す。表2および表3の「本発明の巻き方法」については本発明の巻回構造となる巻取方法によるものは「凹」とし、フラット巻きとなる巻取方法によるものについては「フラット」とした。表3の「ケースの種類」については本発明のケースの本体31を用いたものは「新」とし、従来品のケースを用いたものは「従来」とした。(Test results)
The results of the rotary solving test after the above test are shown in Tables 1, 2 and 3. Regarding the "winding method of the present invention" in Tables 2 and 3, the winding method of the present invention is defined as "concave", and the winding method of flat winding is defined as "flat". .. Regarding the "case type" in Table 3, the case using the
表1、表2および表3の「回転式解き試験結果」については、図6のフランジ部13の右側から繰り出されたボンディングワイヤ42が図の「b」を超えて繰り出された場合(図の「b」〜「c」または「c」より左側の範囲)を「繰出し不良」とし、図の「a」〜「b」の範囲を「良」とした。回転式解き試験結果において20個の衝撃試験後のスプールのうち、上記の「繰出し不良」の異常が1個も見られなかったスプールのみ「○」とし、1個でも異常が見られた場合は「×」とした。
Regarding the "rotary solving test results" in Tables 1, 2 and 3, when the
表1
Table 1
表2
Table 2
表3
Table 3
本発明において、ボンディングワイヤの線径での有意差があるか、追加評価を行った。線径を200μmから800μmまで5種類のボンディングワイヤを各々実施例8〜10と同じフランジ径150mmのスプールに巻いた。各スプールはフランジの仰角は82度、傾斜部の高さの比はすべて100%ものを用いた。衝撃試験条件はすべてフラット巻きで各20個について、ケースを入れずに100mmの高さから4回落下させた。その結果を表4に示す。5種類すべてにおいて、ほどき試験は良好であったが、実施例31の線径が200μmと実施例35の線径が800μmのものは、巻乱れが生じていた。これより、本発明においての最適なボンディングワイヤの線径は300μmから600μmまでであることが分かった。
In the present invention, additional evaluation was performed to see if there was a significant difference in the wire diameter of the bonding wire. Five types of bonding wires having a wire diameter of 200 μm to 800 μm were wound around a spool having the same flange diameter of 150 mm as in Examples 8 to 10. For each spool, the elevation angle of the flange was 82 degrees, and the height ratio of the inclined portion was 100%. The impact test conditions were all flat winding, and 20 pieces of each were dropped from a height of 100 mm four times without a case. The results are shown in Table 4. The unwinding test was good in all five types, but in the case where the wire diameter of Example 31 was 200 μm and the wire diameter of Example 35 was 800 μm, winding disorder occurred. From this, it was found that the optimum wire diameter of the bonding wire in the present invention is from 300 μm to 600 μm.
表4
Table 4
上記表1のほどき試験の結果から、大部分の振動や衝撃に対して、スプールのフランジ部の角度およびその傾斜部が占める割合でほどき性が良好となることが分かる。表2でのほどき試験結果から、ボンディング装置への着脱および落下による衝撃に対しては、スプールフランジ部の角度およびその傾斜部が占める割合以外に、本発明のワイヤ巻回構造を付加することで相乗効果を発揮し、表1で行った試験よりも大きな衝撃に耐えうることが分かった。表3は、巻回しされたスプールの輸送の振動をシミュレートし、さらに表2で行ったよりもさらに高い位置から落下させた試験を行ったほどき試験の結果である。本発明のスプールケースに入れることで、かなり大きな衝撃にもほどき性が良好に保てることが分かった。From the results of the unwinding test in Table 1 above, it can be seen that the unwinding property is good at the angle of the flange portion of the spool and the ratio occupied by the inclined portion with respect to most vibrations and impacts. From the unwinding test results in Table 2, the wire winding structure of the present invention should be added to the impact due to attachment / detachment to / from the bonding device and dropping, in addition to the angle of the spool flange and the proportion occupied by the inclined portion. It was found that it exerts a synergistic effect and can withstand a larger impact than the test conducted in Table 1. Table 3 shows the results of the unwinding test in which the vibration of the transport of the wound spool was simulated, and the test was performed by dropping the spool from a higher position than in Table 2. It was found that by putting it in the spool case of the present invention, the unwinding property can be kept good even with a considerably large impact.
なお、上記表1には示していないが、実施例1〜10の中には、繰出し不良と判定されなかったものの、わずかな巻崩れが見られたものがあった。しかしながら、仰角が79度以上83度以下のスプールについては、そのような巻崩れは皆無であった。図7にボンディングワイヤの巻回構造の巻崩れの状態の一例を示す。図中の「X」がボンディングワイヤの緩んだ箇所、「Y」が隙間が発生した箇所を示す。Although not shown in Table 1 above, in Examples 1 to 10, although it was not determined that the feeding was defective, a slight unwinding was observed. However, for spools with an elevation angle of 79 degrees or more and 83 degrees or less, there was no such unwinding. FIG. 7 shows an example of a state in which the winding structure of the bonding wire is unwound. In the figure, "X" indicates a loosened bonding wire, and "Y" indicates a gap.
また、上記実施例の巻取スプール10を0051段落の方法でボンディングワイヤ42のボンディング装置40に設置して繰り出しおよび超音波接合等をしたところ、特に問題はみられなかった。Further, when the take-up
本発明のボンディングワイヤ用巻取スプールおよびスプールケースは、特にアルミニウム金属およびアルミニウム合金のボンディングワイヤに関するものであるが、それ以外にも、純銀または銀合金、純銅または銅合金、パラジウム被覆銅合金などの各種ボンディングワイヤやボンディングリボンなどに幅広く利用することができる。The take-up spool and spool case for a bonding wire of the present invention particularly relates to a bonding wire of an aluminum metal and an aluminum alloy, but other than that, such as pure silver or a silver alloy, pure copper or a copper alloy, and a palladium-coated copper alloy. It can be widely used for various bonding wires and bonding ribbons.
10……巻取スプール
12……胴部
13……フランジ部
14……穴あきガイド部
15……中空円板状支持部
16……補強リブ
17……ガイド穴
18……切溝
19……仰角
20……スプールケース
21……ふた体
22……外周縁
23……嵌合隆
24……円弧溝
25……係合片
26……突脚溝
31……本体
32……上周縁
33……周壁隆
34……膨張部
35……係止片
40……ボンディング装置
41……モータ回転軸
42……ボンディングワイヤ
43……ワイヤクランプ
44……キャピラリ10 ... Winding
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