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JP2827512B2 - ボンディングワイヤ巻線、ボンディングワイヤの巻取方法及びその巻取装置 - Google Patents

ボンディングワイヤ巻線、ボンディングワイヤの巻取方法及びその巻取装置

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JP2827512B2
JP2827512B2 JP2401700A JP40170090A JP2827512B2 JP 2827512 B2 JP2827512 B2 JP 2827512B2 JP 2401700 A JP2401700 A JP 2401700A JP 40170090 A JP40170090 A JP 40170090A JP 2827512 B2 JP2827512 B2 JP 2827512B2
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spool
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wire
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Mitsubishi Materials Corp
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
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  • Filamentary Materials, Packages, And Safety Devices Therefor (AREA)
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  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子のボンディ
ングワイヤ、即ち半導体素子のチップ電極と外部リード
部とを接続するために使用されるワイヤをスプールへ巻
取って得られるボンディングワイヤ巻線、該ボンディン
グワイヤ巻線を製造するために用いられるボンディング
ワイヤの巻取方法、及び該ボンディングワイヤ巻線を製
造するために用いられる巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子のボンディングワイヤ
(以下、「ワイヤ」と略称する。)をスプールに巻取る場合
には、一層状の整列巻きにしていた。
【０００３】ところが、最近、ボンディング速度の増加
に伴い、ボンディング作業の作業性向上のため、スプー
ル巻線の長さを増加する必要が生じた。そのため、最
近、スプールにワイヤを往復して多層状に巻取る、往復
多層状の巻取方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにスプール
にワイヤを往復多層状に巻取る場合、ワイヤを整列巻
き、即ち隣接するワイヤとワイヤの間隙が０となる巻き
方としたのでは巻線がほぐれにくくなり断線の原因とな
るため、ワイヤは所定のピッチを存して巻取られる。と
ころが、この場合、往側若しくは復側において、n回目
と(n＋１)回目の巻線を平行若しくは平行に近い状態と
なるようにすると、(n＋１)回目の巻線がn回目の巻線間
にはさみ込まれてしまい、ボンディング作業時にくり出
し不良が生ずるという欠陥が生じた。本発明は、上記欠
陥を除去することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
スプールにボンディングワイヤを一端から他端へ、さら
に他端から一端へと往復させて、隣接する巻線間で隙間
を開けて巻取り、これを繰り返して多層状にしたボンデ
ィングワイヤ巻線において、往側または復側の同一方向
巻線のｎ回目と（ｎ＋１）回目のボンディングワイヤの
交差角を０．０３度以上としたボンディングワイヤ巻線
である。
【０００６】請求項２記載の発明は、前記交差角を０.
０３度以上の一定値とした請求項１記載のボンディング
ワイヤ巻線である。
【０００７】請求項３記載の発明は、前記交差角を０.
０３度以上の不定値とした請求項１記載のボンディング
ワイヤ巻線である。
【０００８】請求項４記載の発明は、スプールにボンデ
ィングワイヤを一端から他端へ、さらに他端から一端へ
と往復させて、隣接する巻線間で隙間を開けて巻取り、
これを繰り返して多層状にするボンディングワイヤの巻
取方法において、往側または復側の同一方向巻線のｎ回
目と（ｎ＋１）回目のボンディングワイヤの交差角を
０．０３度以上とするボンディングワイヤの巻取方法で
ある。
【０００９】請求項５記載の発明は、前記交差角を０.
０３度以上の一定値とする請求項４記載のボンディング
ワイヤの巻取方法である。
【００１０】請求項６記載の発明は、前記交差角を０.
０３度以上の不定値とする請求項４記載のボンディング
ワイヤの巻取方法である。
【００１１】請求項７記載の発明は、スプールを該スプ
ールの軸回りに回転可能に支持するスプール支持部と、
前記スプールの近傍において、ボンディングワイヤを通
過可能に支持するワイヤ支持部と、前記スプールを回転
駆動する回転駆動部と、前記ワイヤ支持部と前記スプー
ルのうちの少なくとも一方を、スプールの軸方向に沿っ
て相対的に往復作動させるように横送り移動させる横送
り駆動部（巻取装置本体４の往復駆動機構）と、前記回
転駆動部の回転運動及び前記横送り駆動部の横送り運動
を制御する制御部とを備え、前記回転駆動部及び前記横
送り駆動部を駆動制御しつつスプールにワイヤを往復さ
せて、隣接する巻線間で隙間を開けて巻き取るようにし
たボンディングワイヤ巻取装置において、前記制御部
は、前記横送り駆動部の横送り移動速度を調整して、往
側または復側の同一方向巻線のｎ回目と（ｎ＋１）回目
のボンディングワイヤの交差角を０．０３度以上とする
ボンディングワイヤの巻取装置である。
【００１２】請求項８記載の発明は、前記制御部は、前
記交差角を０.０３度以上の一定値とするように前記横
送り駆動部の横送り移動速度を調整する請求項７記載の
ボンディングワイヤの巻取装置である。
【００１３】請求項９記載の発明は、前記制御部は、前
記交差角を０.０３度以上の不定値とするように前記横
送り駆動部の横送り移動速度を調整する請求項７記載の
ボンディングワイヤの巻取装置である。
【００１４】
【作用】本発明では、スプールにワイヤを巻き取る際、
同一方向の巻線である往側の巻線または復側の巻線にお
いてｎ回目と（ｎ＋１）回目の巻線の交差角が０．０３
度以上となっているため、（ｎ＋１）回目の巻線がｎ回
目の同一方向の巻線間にはさまれることが防止される。
【００１５】
【実施例】
(第１実施例) 以下に本発明の第１実施例を添付図面を
参照して説明する。まず、ワイヤをスプールに巻取る巻
取装置の基本構成について説明する。
【００１６】図２において、符号２は回転駆動軸であ
り、巻取装置本体４の内部に配設されたサーボモータの
出力軸に連結されている。この回転駆動軸２の端部に
は、スプール６が装着され、前記サーボモータの回転に
より、スプール６が回転駆動されるようになっている。
【００１７】前記巻取装着本体４の内部には、往復駆動
機構(サーボ機構)が配設され、該往復駆動機構には、軸
８の基端部が連結されている。また、軸８の先端部に
は、ワイヤ１４を通過可能に支持するローラ１０が回転
自在に取着されている。そして該軸８は、前記往復駆動
機構により、スプール６の軸方向(図２の矢印a方向及び
矢印b方向)に往復運動を行うように構成されている。
【００１８】そして、前記巻取装置本体４の内部に配設
された、マイクロコンピュータよりなる制御部１２が、
スプール６の回転運動と軸８の往復運動とを連動すべく
制御することにより、スプール６の一端部(フランジ部)
にその巻始部を止着されたワイヤ１４は、該スプール６
に往復多層状に巻取られてゆく。
【００１９】次に、上記巻取装置によるワイヤ１４の巻
線形態の一例を図１を参照して説明する。
【００２０】ワイヤ１４は、その巻始部をスプール６の
一端部に止着された後、スプール６が等速回転しながら
軸８がスプール６の軸方向に往復運動することにより、
スプール６に巻き込まれる。
【００２１】ここで、軸８が一方の側(図２の矢印a方
向)に送られるときにスプール６に巻取られたワイヤを
往側巻線とし、逆に、軸８が他方の側(図２の矢印b方
向)に送られるときにスプール６に巻取られたワイヤを
復側巻線とし、また、平面視したときに往側若しくは復
側の巻線がなす直線と、スプール６の軸方向の直線とが
成す鋭角θ(図２参照)を巻角と定義する。
【００２２】図１において、二点鎖線２０はスプール６
に巻取られたn回目の往側巻線を、破線２２は同じくn回
目の復側巻線を、実線２４は(n＋１)回目の往側巻線
を、それぞれ示すものとする。
【００２３】本実施例にかかるワイヤの巻取方法は、初
期ピッチとして、１回目の往側巻線のピッチＰ１及び１
回目の復側巻線のピッチＰ２を与えた後、n回目(nは自
然数)の往側巻線と(n＋１)回目の往側巻線の交差角(図
１のω)が０.０３度以上の一定値(例えば０.１度)とな
り、同様にn回目の復側巻線と(n＋１)回目の復側巻線の
交差角も０.０３度以上の一定値となるように順次巻取
っていくものである。
【００２４】上記において、交差角を一定にするとは、
往側及び復側の、(n＋１)回目の巻線の巻角をn回目の巻
線の巻角より、(イ)交差角度分常に増加させる場合と、
(ロ)交差角度分常に減少させる場合と、(ハ)交差角度分
の増加、減少を交互に繰り返す場合とがあるが、いずれ
であってもよい。
【００２５】上記の如くワイヤを巻取ることにより、往
側若しくは復側において、(n＋１)回目の巻線がn回目の
巻線間にはさみ込まれることを防止することができ、ワ
イヤの送りを円滑にして、従来以上のスプール巻線の長
さの増長が可能となる。
【００２６】なお、上記(イ)、(ロ)、(ハ)の各設定にお
いて、交差角を変化させてワイヤを巻取った場合の、巻
きほどき試験の結果を、表１に示す。表１は、直径５
０.８のスプールに各条件において長さ１０００ のワイ
ヤを巻き取った後、該スプールを、ボンディング時にお
けるスプールの繰り出し速度とほぼ同一の速度(周速約
０.０１５m／s)でワイヤがほどける方向に回転させ、こ
れにより巻きほどき性の有無を目視により判定したもの
である。また、目視による判定は、ワイヤが、図３にお
ける状態Ｘのように垂下した状態のときを正常と、同図
における状態Ｙのようにワイヤの巻きほどき端が回転方
向に引きずられた状態を異常と、それぞれ判定する。
【００２７】
【表１】
【００２８】なお、表１において、(イ)の場合の初期ピ
ッチＰ１、Ｐ２は、１回目の往側巻線の巻角(以下、「初
期往側巻角」という。)が３.５度、同復側巻線の巻角(以
下、「初期復側巻角」という。)が３.５度となるように与
えている。同様に、(ロ)の場合の初期往側巻角は３.５
度、初期復側巻角は３.５度であり、(ハ)の場合の初期
往側巻角は３.５度、初期復側巻角は３.５度である。
【００２９】表１より、上記(イ)、(ロ)、(ハ)の場合共
に交差角を０.０３度以上とすることにより、巻きほど
き性が正常となることがわかる。
【００３０】(第２実施例) 以下に本発明の第２実施例
を添付図面を参照して説明する。なお、上述の第１実施
例と同一の構成要素には同一の番号を付したので、その
説明を省略する。
【００３１】図４に示す巻取装置が図２のものと異なる
点は、乱数発生手段として巻取装置本体４の内部に乱数
発生装置１６が配設されている点である。この乱数発生
装置１６は、制御部１２に乱数データを与えるためのも
のであり、これにより制御部１２は後述の乱数を用いた
制御が可能となる。
【００３２】本実施例に係るワイヤの巻取方法も、初期
ピッチとしてＰ１及びＰ２を与えて、ワイヤを往復多層
状に巻取っていく点では上記第１実施例と同様である。
但し、本実施例に係る巻取方法では、n回目の往側巻線
と(n＋１)回目の往側巻線の交差角を０.０３度以上の不
定値(但し、スプールの形状等により、自ずと上限値が
存在する。)とし、同様にn回目の復側巻線と(n＋１)回
目の復側巻線の交差角も０.０３度以上の不定値にする
ものである。上記０.０３度以上の不定値(以下、「不定
値」と略称する。)は、前述の乱数発生装置１６より送ら
れる乱数データを基にして制御部１２により造られるも
のである。
【００３３】上記において、交差角を不定値にすると
は、往側及び復側の、(n＋１)回目の巻線の巻角をn回目
の巻線の巻角より、(ニ)不定値分常に増加させる場合
と、(ホ)不定値分常に減少させる場合と、(ヘ)不定値分
をランダムに増加及び減少させる場合とがあるが、いず
れであってもよい。
【００３４】上記の如くワイヤを巻取ることにより、第
１実施例と同様に、往側若しくは復側において、(n＋
１)回目の巻線がn回目の巻線間にはさみ込まれることを
防止することができ、ワイヤの送りを円滑にして、従来
以上のスプール巻線の長さの増長が可能となる。
【００３５】
【表２】
【００３６】なお、上記(ニ)、(ホ)、(へ)の各設定にお
いて、上記表１と同一の条件で巻きほどき試験を行った
場合の結果を表２に示す。表２において、(ニ)の場合の
初期往側巻角は３.５度、初期復側巻角は３.５度、(ホ)
の場合の初期往側巻角は３．５度、初期復側巻角は３．
５度、(ヘ)の場合の初期往側巻角は３.５度、初期復側
巻角は３.５度である。
【００３７】表２より、上記(ニ)、(ホ)、(ヘ)の場合共
に不定値を０.０３度以上の不定値とすることにより巻
きほどき性が正常となることがわかる。
【００３８】なお、上述した図２及び図４の巻取装置に
おいて、軸８を固定し、回転駆動軸２をスプール６の軸
方向に往復移動させてもよく、又、軸８と回転駆動軸２
の双方を往復移動させる構成としてもよい。また、軸８
の往復移動速度を一定とし、回転駆動軸の回転速度を調
整することにより巻き角を調整するような構成としても
よい。
【００３９】
【発明の効果】本発明に係る巻取方法若しくは巻取装置
によれば、往側若しくは復側において、(n＋１)回目の
巻線がn回目の巻線間にはさみ込まれることを防止する
ことができ、ワイヤの送りを円滑にして、従来以上のス
プール巻線の長さの増長を図ることが可能となる。従っ
て、本発明に係るスプール巻線を用いることにより、ボ
ンディング速度の高速化に対応することができ、ボンデ
ィング作業の作業性を向上させることができる効果が存
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプールの巻線形態に係る説明図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る巻取装置の平面図で
ある。
【図３】巻きほどき試験の説明図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る巻取装置の平面図で
ある。
【符号の説明】
２ 回転駆動軸 ４ 巻取装置本体 ６ スプール ８ 軸 １０ ローラ １２ 制御部 １４ ワイヤ １６ 乱数発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21C 47/02 B65H 54/06,55/04 H01L 21/60

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スプールにボンディングワイヤを一端から
    多端へ、さらに他端から一端へと往復させて、隣接する
    巻線間で隙間を開けて巻取り、これを繰り返して多層状
    にしたボンディングワイヤ巻線において、往側または復側の同一方向巻線の ｎ回目と（ｎ＋１）回
    目のボンディングワイヤの交差角を０．０３度以上とし
    たことを特徴とするボンディングワイヤ巻線。
  2. 【請求項２】 前記交差角を０．０３度以上の一定値と
    した請求項１記載のボンディングワイヤ巻線。
  3. 【請求項３】 前記交差角を０．０３度以上の不定値と
    した請求項１記載のボンディングワイヤ巻線。
  4. 【請求項４】スプールにボンディングワイヤを一端から
    多端へ、さらに他端から一端へと往復させて、隣接する
    巻線間で隙間を開けて巻取り、これを繰り返して多層状
    にするボンディングワイヤの巻取方法において、往側または復側の同一方向巻線の ｎ回目と（ｎ＋１）回
    目のボンディングワイヤの交差角を０．０３度以上とす
    ることを特徴とするボンディングワイヤの巻取方法。
  5. 【請求項５】 前記交差角を０．０３度以上の一定値と
    する請求項４記載のボンディングワイヤの巻取方法。
  6. 【請求項６】 前記交差角を０．０３度以上の不定値と
    する請求項４記載のボンディングワイヤの巻取方法。
  7. 【請求項７】 スプールを該スプールの軸回りに回転可
    能に支持するスプール支持部と、 前記スプールの近傍において、ボンディングワイヤを通
    過可能に支持するワイヤ支持部と、 前記スプールを回転駆動する回転駆動部と、 前記ワイヤ支持部と前記スプールのうちの少なくとも一
    方を、スプールの軸方向に沿って相対的に往復作動させ
    るように横送り移動させる横送り駆動部と、 前記回転駆動部の回転運動及び前記横送り駆動部の横送
    り運動を制御する制御部とを備え、 前記回転駆動部及び前記横送り駆動部を駆動制御しつつ
    スプールにワイヤを往復させて、隣接する巻線間で隙間
    を開けて巻き取るようにしたボンディングワイヤ巻取装
    置において、 前記制御部は、前記横送り駆動部の横送り移動速度を調
    整して、往側または復側の同一方向巻線のｎ回目と（ｎ
    ＋１）回目のボンディングワイヤの交差角を０．０３度
    以上とすることを特徴とするボンディングワイヤの巻取
    装置。
  8. 【請求項８】 前記制御部は、前記交差角を０．０３度
    以上の一定値とするように前記横送り駆動部の横送り移
    動速度を調整する請求項７記載のボンディングワイヤの
    巻取装置。
  9. 【請求項９】 前記制御部は、前記交差角を０．０３度
    以上の不定値とするように前記横送り駆動部の横送り移
    動速度を調整する請求項７記載のボンディングワイヤの
    巻取装置。
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