(57)【要約】【課題】巻き取り時の力が一点に集中しないように分散させて巻き取ることができるとともに、巻きほぐしを円滑に行うことのできる線材用スプール、及びその巻き取り方法を提供する。【解決手段】ボンディングワイヤＷ等の線材を巻き取る巻胴部１の両端側にフランジ部２ａ，２ｂをそれぞれ有する線材用スプールＳであって、前記巻胴部１は、その前記巻胴部１の中央部が最も径が小さくなる凹曲面１ａに形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を巻き取る巻胴部の外周面は、その長さ方向の中央部が最も径が小さくなるように凹曲面に形成されていることを特徴とする線材用スプール。
【請求項２】
前記巻胴部の外周面は高摩擦面とされていることを特徴とする請求項１記載の線材用スプール。
【請求項３】
請求項１又は２記載の線材用スプールに線材を巻き取る線材の巻き取り方法であって、
前記線材を前記巻胴部の中央部から巻き始め、該巻胴部の両端部間を往復動しながら積層して巻き取るとともに、その巻き取り幅が最大になるまでは、積層数が増すほどに両端部間を往復動する距離を大きくしていくように巻き取ることを特徴とする線材の巻き取り方法。
【請求項４】
請求項３記載の線材の巻き取り方法であって、前記巻き取り幅が最大になった後は、徐々に前記往復動の距離を小さくしていくように巻き取ることを特徴とする線材の巻き取り方法。
【請求項５】
最も上層の形状が前記巻胴部の凹曲面と対称となる凸曲面となるように巻き取ることを特徴とする請求項４記載の線材の巻き取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造等の際に使用されるボンディングワイヤ等の線材のためのスプール、及びその線材用スプールへの線材の巻き取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の線材用スプールは、線材を巻き取る巻胴部の両端側にフランジ部をそれぞれ有して構成されている。例えば、半導体用の直径２０〜３０μｍの金（Ａu）又はその合金等からなるボンディングワイヤを巻き取る線材用スプールは、ボンディングワイヤを巻き取る巻胴部の形状は所定の直径の円筒形を呈するとともに、所定の巻き取り幅（軸方向の長さ）を有し、そして、その巻胴部の両端側の周囲には、その巻胴面と直交する方向に伸びるフランジ部がそれぞれ設けられている。
なお、線材用スプールの大きさは、この線材用スプールが装着される半導体製造装置等の機器によって決められるが、通常、ボンディングワイヤを巻き取る巻胴部の円筒の直径は５０〜１００ｍｍで、巻き取り長さ（巻胴部の長さ（幅））は５０〜１００ｍｍである。
【０００３】
この線材用スプールにボンディングワイヤを巻き取るには、ボンディングワイヤを両フランジ部間を往復動しながら積層して巻き取られる。この場合、巻胴部に対して１層目が最も巻き取り幅が広く、上層ほど両フランジ部間を往復動する距離を短くする（巻き取り幅を小さくする）ようにしている。つまり、巻き取りの断面形状が台形や山形を呈する、通常、「クロス巻き」と呼ばれる巻き取り方法が採用されている。
【０００４】
このクロス巻きと呼ばれる巻き取り方法を採用した線材用スプールにおいても、巻き取られるボンディングワイヤの長尺化がさらに増大すると、台形や山形の底辺と斜辺のなす角度が大きくなり、斜辺をなすボンディングワイヤの巻き崩れが発生し易くなる。この巻き崩れが発生すると、ボンディングワイヤの巻きほぐしのときにボンディングワイヤに大きな力が加わって断線してしまう等の不都合が発生してしまう。これを解決するために、巻胴部とフランジ部との付け根部分を斜面に形成し、斜辺部分の巻き崩れが生じ難いようにした線材用スプールが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−８７５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように巻胴部とフランジ部との付け根部分を斜面に形成した線材用スプールにおいては、この斜面上に巻かれた線材には、その巻き取り力が斜面に沿う方向に分力として作用し、この斜面上に配置される各線材に沿う巻き取り力の分力がすべて斜面に沿う方向となるので、この斜面上に線材が積層されるにしたがって、上層の線材の力が斜面の最下層の線材の一点に集中することになり、このため、この斜面上の線材同士が食い込んで巻きほぐしが円滑に行われなくなる欠点があった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、巻き取り時の力が一点に集中しないように分散させて巻き取ることができるとともに、巻きほぐしを円滑に行うことのできる線材用スプールを提供するとともに、その線材用スプールへの線材の巻き取り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る線材用スプールにおいては、上記目的を達成するために、線材を巻き取る巻胴部の外周面は、その長さ方向の中央部が最も径が小さくなるように凹曲面に形成されていることを特徴とする。
上記構成からなる線材用スプールは、外周面が凹曲面に形成されていることから、この凹曲面の傾斜部分に巻き取られる線材には、巻き取り力の分力が凹曲面の接線方向に生じることになるが、その接線方向は凹曲面に沿って徐々に変化するから、一点に集中することなく分散させることができる。
この場合、巻胴部の外周面は高摩擦面とされている構成とするとよく、凹曲面上に線材を巻き取る際に線材が凹曲面に沿ってずれることを防止することができる。
【０００８】
そして、本発明に係る線材の巻き取り方法は、前記線材用スプールに線材を巻き取る線材の巻き取り方法であって、前記線材を前記巻胴部の中央部から巻き始め、該巻胴部の両端部間を往復動しながら積層して巻き取るとともに、その巻き取り幅が最大になるまでは、積層数が増すほどに両端部間を往復動する距離を大きくしていくように巻き取ることを特徴とする。
このような巻き取り方法とすることにより、凹曲面に沿って徐々に巻き取り幅を広げるようにして線材の巻き取り位置をずらすので、この凹曲面の接線方向に沿う巻き取り力の分力を分散させることができる。
【０００９】
また、その巻き取り方法において、前記巻き取り幅が最大になった後は、その時点で巻取りを停止してもよいが、その上に徐々に前記往復動の距離を小さくしていくように巻き取るようにしてもよい。
この場合、最も上層の形状が前記巻胴部の凹曲面と対称となる凸曲面となるように巻き取るようにすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る線材用スプールは、巻き取り幅を広げながら巻き取る際に、巻き取り力の分力を凹曲面の接線方向に沿って徐々に変化させながら巻き取っていくことができるので、その分力を一点に集中させずに分散させることができ、その結果、巻きほぐしを円滑に行うことができ、巻きほぐし途中での引っ掛かりや断線等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基いて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る線材用スプールＳの軸心Ｃを中心にした上半分を断面で示した正面図である。
図１中、符号１は線材用スプールＳの巻胴部を示しており、符号２ａはその巻胴部１の一端側（図示の例では左端側）の周囲に設けられたフランジ部、符号２ｂはその巻胴部１の他端側の周囲に設けられたフランジ部をそれぞれ示している。そして、符号３は線材用スプールＳの軸心を中心にして形成されている軸孔を示している。
前記巻胴部１の外周面の形状は、その長さ方向の中央部が最も径が小さくなるように凹曲面１ａに形成されている。すなわち、この線材用スプールＳは、全体として巻胴部１の中央部がくびれた鼓形を呈している。
【００１２】
前記巻胴部１の凹曲面１ａは、ボンディングワイヤ等の線材を巻胴部１に巻き取ったときに、その巻き取った線材が滑って巻胴部１の中央部分に寄らないように曲率等が決められるが、線材を滑りにくくするために、この凹曲面１ａを高摩擦面に形成してもよい。例えば、凹曲面１ａに梨地等の粗面化処理を施す、あるいは、凹曲面１ａの表面にゴム等の高摩擦部材をコーティングする、などの方法により、凹曲面１ａを高摩擦面とすることができる。それにより、凹曲面１ａの曲率が大きくても、巻き取った線材が滑って巻胴部１の中央部分に寄るのを効果的に防止することができる。
【００１３】
このような構成からなる線材用スプールＳは、合成樹脂や金属等からなり、その大きさは、周知の線材用スプールと同様に、通常、線材を巻き取る巻胴部１の直径が５０〜１００ｍｍで、巻胴部１の長さが５０〜１００ｍｍであり、半導体製造装置等の機器に装着できる大きさに形成されている。
【００１４】
次に、このような構成からなる線材用スプールＳに線材として半導体用の直径２０〜３０μｍの金（Ａu）又はその合金等からなるボンディングワイヤＷを巻き取る方法について、図２及びを用いて説明する。
ボンディングワイヤＷの巻き取りの開始は、巻胴部１の長さ方向の中央部、つまり最も外径の小さい位置から行われる。そして、ボンディングワイヤＷを図２の矢印で示すように一方のフランジ部（図示例ではフランジ部２ｂ）に向けて若干横送りした後、折り返して、反対方向のフランジ部（２ａ）に向けて横送りする。これを繰り返すことにより、両フランジ部２ａ，２ｂ間を往復動しながら積層して巻き取り、かつ、その積層が増すほどに両フランジ部２ａ，２ｂ間を往復動する距離を大きくするようにし、上層部分が両フランジ部２ａ，２ｂの近傍に達する位置まで巻き取りを行う。この状態で、ボンディングワイヤＷの上層面は、図２の二点鎖線Ａで示すようにほぼ円柱面になる。
なお、巻き取り幅とは、巻胴部１の外周面上における線材の折り返し端部間の距離をいうものとし、巻き取り開始時は巻き取り幅が小さく、積層するほど大きくなっていく。
【００１５】
このようにして線材用スプールＳに巻き取られたボンディングワイヤＷは、巻胴部１の巻き取り面が凹状に湾曲していて巻き取り容量が大きいために長尺のボンディングワイヤＷを巻き取ることができるとともに、従来のクロス巻きのように巻き取りの断面形状が台形を呈していないので、巻き取り時の応力が一点に集中することが無いという特長を有している。
【００１６】
すなわち、図３の（ａ）（ｂ）で比較して示したように、従来のスプールＳａを用いて線材Ｗを巻き取る方法であると、図３（ｂ）に示すように、その傾斜面に沿って徐々に巻き取り幅を広げていく際に、線材Ｗにはその巻き取り力の分力が傾斜面に沿って作用することになり、これがどの巻きの線材Ｗにも同じ傾斜面に沿って作用して、傾斜面の底部の一点に集中することになる。このため、傾斜面上の線材Ｗは締め固められるように食い込んだ状態となり易く、巻きほぐし時に引っ掛かりや断線等が生じ易い。
これに対して、本実施形態のスプールＳを用いて線材Ｗを巻き取る方法の場合は、図３（ａ）に示すように、凹曲面１ａ上に巻き取られる線材Ｗには、その巻き取り力による分力が凹曲面１ａの接線方向に生じており、その接線方向は凹曲面１ａの長さ方向に沿って徐々に変化するから、各分力は一点に集中することなく分散させることができるのである。したがって、このようにして巻き取られた線材Ｗは、相互に食い込むことも少なく、巻きほぐしも円滑に行うことができる。
【００１７】
なお、従来のスプールを用いた巻き取り方法の場合は、線材が食い込まないように巻き取り幅を徐々に広げていく制御を厳密に行う必要があったが、本実施形態の場合は、巻き取り力の分力方向が分散することにより線材の食い込みが防止されるので、巻き取り幅を徐々に広げていく際の管理も容易にすることができる。
【００１８】
また、図４には本発明の巻き取り方法の他の実施形態を示している。
このボンディングワイヤの巻き取り方法は、前記一実施形態の巻き取り方法で巻き取られたボンディングワイヤの上に続けて巻き取り幅を狭めながら積層して巻き取る方法である。
すなわち、上述のようにして、ボンディングワイヤＷの上層部分が両フランジ部２ａ，２ｂの近傍まで達した後、図４の矢印で示すように徐々に両フランジ部２ａ，２ｂ間の往復動の距離が小さくなるようにして巻き取り、最も上層の形状がその巻胴部１の凹曲面１ａと対称となるように巻き取っている。その結果、二点鎖線Ｂで示す巻き取りの最上面が卵形の凸曲面を呈することになる。
【００１９】
この巻き取り方法において、巻き取り部分の中心円筒面（二点鎖線Ａで示す）よりも上層の巻き取り部分は、中心円筒面を基準にして従来の巻き取り幅を狭めていく巻き方（いわゆる減幅巻き）と同じであり、両端部での線材の食い込みを有効に防止することができる。したがって、凹曲面１ａから前記中心円筒面までは徐々に巻き取り幅を広げていく巻き取り方法とし、中心円筒面からは徐々に巻き取り幅を狭めていく巻き取り方法として、より長尺化した線材に適応することができる。
【００２０】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能である。例えば、線材としては、前記実施形態の金（Ａu）又はその合金の他に、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）等の他の材質としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る線材用スプールの軸心から上の半分を断面で示した正面図である。
【図２】図１の線材用スプールに線材を巻き取った例を示す断面図である。
【図３】図２の巻き取り状態の要部を示す拡大モデル図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る巻き取り方法で巻き取った例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｓ  線材用スプール
１  巻胴部
２ａ，２ｂ  フランジ部
３  軸孔
Ｗ  ボンディングワイヤ（線材）
【図１】
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【図２】
2008227220.tif 000004
【図３】
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【図４】
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