(57)【要約】【課題】  細線の繰り出し量が過度に増大したとき、ダンサーが急激に大きく揺れるのを防止し、細線がガイドローラから外れたり不良が生じることを防止すること。【解決手段】  細線巻取装置１０は巻線経路上にたるみ吸収手段２０が設けられる。たるみ吸収手段２０は、支点２１を中心として回動自在に取り付けられたアーム２２の先端に金線１１をガイドするローラ２３が回転自在に支持されて単振り子を構成し、巻線経路上に配設され、金線１１の繰り出し量が急激に著しく増大することでダンサー１４に大きな揺れが生じようとしたとき、金線１１の動きに追従するようローラ２３及びアーム２２が支点２１を介し回動し、金線１１の繰り出し量の増加によるたわみを吸収し、ダンサー１４が大きく揺動するのを抑制できる。【選択図】  図１
2005288492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細線が巻き付けられた繰出体と前記細線を巻き取る巻取体との間の巻線経路上に配置されて、前記細線の繰り出し量の変化に応じて前記繰出体が前記細線の繰り出し量を調整することにより前記細線の引張状態を維持するダンサーを備えた細線巻取装置において、
前記細線の繰り出し量が変化することにより前記細線に生じるたるみを吸収して、前記細線の引張状態を維持するたるみ吸収手段を備えることを特徴とする細線巻取装置。
【請求項２】
請求項１記載の細線巻取装置において、
前記たるみ吸収手段は、前記繰出体と前記巻取体間の巻線経路において、複数設けられていることを特徴とする細線巻取装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の細線巻取装置において、
前記たるみ吸収手段は、支点を中心に揺動可能に支持されたアームの先端に、細線をガイドするローラが回転自在に設けられた単振り子により構成されていることを特徴とする細線巻取装置。
【請求項４】
請求項３記載の細線巻取装置において、
前記たるみ吸収手段は、前記ローラを、前記細線のたわみを吸収する方向に付勢させる付勢部材が設けられていることを特徴とする細線巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、細線巻取装置に係り、特に、半導体製品等の結線に用いられるボンディングワイヤとして使用するのに好適な細線の巻き取り技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製品、例えばＬＳＩ等のような大規模集積回路の結線には、ボンディングワイヤが使用されている。このようなボンディングワイヤとして用いられる細線は、近年、線径がより細くなる傾向にある他、半導体製品の結線時に張力が不安定であると、結線が乱れるおそれがあることから、それを回避するため、張力を均一に低減させて巻き取る細線巻取装置によって製造されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の細線巻取装置は、図４に示すように、細線１が巻き付けられている繰出体（ボビン）２と、その繰出体２から繰り出された細線１を巻き取る巻取体３との間の経路に配置され、細線１の繰り出し量に応じて揺動し、この揺動角度に応じて繰出体２の繰出し量を調整して、細線の引張状態を調整するダンサー４と、アニール炉５と、複数のガイドローラ６ａ〜６ｄとが設けられている。
そして、繰出体２から繰り出された細線１が、ガイドローラ６ａ、ダンサー４、ガイドローラ６ｂを介してアニール炉５を通過することで焼鈍され、そこからガイドローラ６ｃ及び６ｄを経ることで、細線１の張力が減少されて巻取体２に巻き付けられるようになっている。
【０００４】
ダンサー４は、支点４ａを中心として揺動自在に支持されており、繰出体２から繰り出される細線１の張力と均衡するように設定されており、細線１の繰り出し量に応じて揺動角度が変わるようになっている。即ち、細線１の繰り出し量が略設定量となることで、例えば水平となる安定した角度となっており、細線１の繰り出し量が変化すると、それに伴ってダンサー４に対する細線１の張力が変動し、ダンサー４の揺動角度が変化することから、ダンサー４の変化した揺動角度に基づき、繰出体２から繰り出される細線１の繰り出し量が制御されることで、細線１の繰り出しが調整されている。
従って、この細線巻取装置は、繰出体２に巻き付けられている細線１の繰り出し量が変化することに基づいて張力の変動を検出すると共に、張力の変動に拘わらず、細線１が巻取体３に巻き取られることで、所望の長さでかつ所望の張力が得られるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２８２９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の細線巻取装置においては、繰出体２からの細線１の繰り出し時、繰出体２から繰出される細線２が金線である場合には、金線同士が金属結合し易く、細線１が繰出体２から良好に繰出されないことがあり細線１の繰出しが不安定なものとなっている場合や、また、繰出体２に予め巻きつけられている細線１は、伸線工程において巻き取られたものであるが、ダイスからの引抜力が高いため、高い張力で巻き取られており、時には著しく大きな巻締まりが発生していることもあり、その大きな巻締まり力により、細線１が繰出体２から良好に繰出されず、細線１の繰出しが不安定な場合があるため、繰出体２からの繰出し状態に合わせて、繰出体２の繰出し量を調整すると、細線１の巻き締め力が変化すること等により良好に細線１が繰出されるようになると、繰出体２の繰出し量が急激に変化することになり、ダンサー４及び細線１が大きく上下動して、細線１がガイドローラ等から外れるおそれがあるという問題があった。
また、このように、ダンサー４及び細線１が大きく上下動することによるガイドローラの線癖の影響が大きく、細線１に不良が発生してしまうという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ダンサーが過度に大きく揺れるのを防止して、細線がガイドローラから外れたり、金線に不良が生じることを防止し、細線を良好に巻き取ることができる細線巻取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、細線が巻き付けられた繰出体と前記細線を巻き取る巻取体との間の巻線経路上に配置されて、前記細線の繰り出し量の変化に応じて前記繰出体が前記細線の繰り出し量を調整することにより前記細線の引張状態を維持するダンサーを備えた細線巻取装置において、前記細線の繰り出し量が変化することにより前記細線に生じるたるみを吸収して、前記細線の引張状態を維持するたるみ吸収手段を備えることを特徴とする。
これにより、細線の繰出し量が大きく変化した場合においても、たるみ吸収手段が細線のたるみを吸収するため、ダンサー及び細線が揺動することを防止することができる。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の細線巻取装置において、前記たるみ吸収手段は、前記繰出体と前記巻取体間の巻線経路において、複数設けられていることを特徴とする。
これにより、たるみ吸収手段が複数設けられていると、ダンサーに対する揺れ吸収をより効果的に行うことができ、揺れ吸収機能をより安定して行える。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の細線巻取装置において、前記たるみ吸収手段は、支点を中心に揺動可能に支持されたアームの先端に、細線をガイドするローラが回転自在に設けられた単振り子により構成されていることを特徴とする。
これにより、簡単な構成でたるみ吸収手段を実現することができ、細線を良好に巻き取ることができる。
請求項４に係る発明は、請求項３記載の細線巻取装置において、前記たるみ吸収手段は、前記ローラを、前記細線のたわみを吸収する方向に付勢させる付勢部材が設けられていることを特徴とする。
これにより、ローラがバネ等の付勢部材により付勢されているので、ローラの振動周期が短くなり、たわみ吸収手段の応答性を高めることができるので、細線の繰り出し量の急激な増加に確実に対処することができ、たわみ吸収手段としての信頼性を高めることができ、効果をより高めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ダンサーが過度に大きく揺れるのを防止して、細線がガイドローラから外れたり、金線に不良が生じることを防止し、細線を良好に巻き取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１及び図２はこの発明の第１の実施の形態に係る金線巻取装置を示す図であって、図１は金線巻取装置を示す全体図、図２はたるみ吸収手段を示す要部の拡大説明図である。
図１に示す金線巻取装置１０は、例えば半導体製品の配線に使用されるボンディングワイヤとしての金線（細線）を製造する装置であって、金線１１が巻き付けられた繰出体としてのボビン１２と、ボビン１２から繰り出された金線１１を巻き取る巻取体としてのボビン１３と、このボビン１２とボビン１３との巻線経路上に設けられたダンサー１４と、アニール炉１５と、複数のガイドローラとしてのシーブ１６ａ〜１６ｄとが設けられている。
【００１０】
ダンサー１４は、いわゆる張力検出機能を果たすものであって、支点１４ａを中心として揺動自在に支持されたアーム１４ｂと、そのアーム１４ｂの先端に回転自在に軸支されたローラ１４ｃとを有し、ローラ１４ｃ上に繰り出された金線１１をローラ１４ｃ上でガイドしている。このダンサー１４は、ボビン１２から繰り出された金線１１の繰り出し量（単位時間当たりの送り量）に応じて変化する金線１１の張力により揺動する。
【００１１】
このダンサー１４には、図示しない角度検出器が設けられ、この角度検出器は、金線１１の張力の変動に応じてダンサー１４が揺動したときの角度を検出して、その角度に基づいてボビン１２の回転速度を制御することにより、ボビン１２から繰り出される金線１１の繰り出し量を調整する。角度検出器としては、磁気ヒステリシスを利用したもの、或いは傾斜角センサで構成されている。
つまり、金線１１同士の金属結合又は、ボビン１２に対する金線１１の巻き締め力が大きいこと等により金線１がボビン１２から良好に繰出されず、金線１１の張力が大きくなった際には、ダンサー１４が上方に変位し、このダンサー１４の揺動角度を角度検出器が検出して、ダンサー１４の揺動角度が所定範囲内に収まるようにボビン１２の回転速度を高速にし、金線１１の引張状態が調整されている。
そして、金線１１の繰り出し量が増えることで張力が小さくなると、ダンサー１４は、それに伴って下方に変位して、ダンサー１４の揺動角度が小さくなり、所定の揺動角度となると、角度検出器は、ボビン１２の回転速度を低速に制御して、金線１１がたわまないように調整しているもので、本実施形態においては、シーブ１６ｂとシーブ１６ｃとの間に設けられている。
シーブ１６ａ〜１６ｄは、ボビン１２とボビン１３間の巻線経路上にそれぞれ回転自在に軸支されている。
【００１２】
また、この金線巻取装置１０は、図１に示すように、巻線経路上にたるみ吸収手段２０が設けられている。
たるみ吸収手段２０は、図２に示すように、装置本体に取り付けられた支点２１と、この支点２１に対して回転自在に設けられたアーム２２と、このアーム２２の端部に設けられたローラ２３と、アーム２２に対して直交する方向に配置され支点２１に対して回転自在に支持されたアーム２７と、このアーム２７の端部に設けられたカウンタウエイト２４とから構成されている。
アーム２２は、支点２１からローラ２３側に向うに従って、漸次上方に向けて変位するように傾斜させられて配置されており、アーム２７は、支点２１からカウンタウエイト２４側に向うに従って漸次ローラ２３側に向うように傾斜させられて配置されている。
また、アーム２２とアーム２７とは、支点２１において連結されており、アーム２２とアーム２７と成す角度は、一定に保たれている。
また、たるみ吸収手段２０は、金線１１に所望の張力が生じている場合には、図２に示されるように、ローラ２３が支点２１より僅かに上方に位置するように配置されると共に、カウンタウエイト２４が下死点より僅かに上方に位置するように配置されている。
【００１３】
この実施形態の金線巻取装置１０は、上記のように構成されているので、次にその動作について説明する。
図１において、ボビン１２から金線１１が繰り出されると、その繰り出された金線１１は、シーブ１６ａ、ダンサー１４、シーブ１６ｂ、アニール炉１５、シーブ１６ｃ、たるみ吸収手段２０、シーブ１６ｄを経て、ボビン１３に巻き取られる。この場合、図示していないが、アニール炉１５を経た金線１１はその下流側に設けられているコーティング手段（図示せず）により、所望のコーティングが施された後、ボビン１３に巻き取られることとなる。
【００１４】
上記ボビン１３による巻き取り時、ボビン１２から繰り出される金線１１の張力の変動に応じて繰り出し量が変化すると、それに応じてダンサー１４の揺動角度が変動すると共に、その揺動角度に基づいてボビン１２の回転速度が調整されることとなる。
例えば、金線１１の繰り出し量が少ないと、ダンサー１４が支点１４ａを中心に上方に持ち上がるように揺動するので、そのダンサー１４の揺動角度が図示しない角度検出器によって検出されることで、ボビン用のモータ（図示せず）が高速回転し、これによって金線１１の繰り出し量が多くなることで、巻線経路上を通る金線１１の張力が調整される。
【００１５】
一方、金線１１の繰り出し量が大きいと、ダンサー１４に対する金線１１の張力が小さくなり、ダンサー１４が支点１４ａを中心に下方に揺動するので、そのダンサー１４の揺動角度が上記角度検出器によって検出されることで、ボビン１２の繰り出し速度が低速化され、これによって金線１１の繰り出し量が少なくなることで、巻線経路上を通る金線１１の張力が調整される。
これにより、ボビン１３には、結果的に安定した所望の張力でかつ所望の長さの金線１１が巻き替えられることになる。
【００１６】
その一方で、金線１１は表面が酸化せず活性であるため、互いに金属結合し易く、ボビン１２から良好に繰りだされない場合があり、また、金線１１はボビン１２に巻き取られる際に、ボビン１２に対して大きな巻締まり力で巻締められていることがあり、ボビン１２から良好に繰出されない場合がある。
このような場合においては、金線１１同士の金属結合又は巻き締め力等により、金線１１の張力が上昇することにより、ダンサー１４が上方に揺動する。
このように、ダンサー１４が一旦急激に上方に揺動すると、そのダンサー１４の揺動角度によってボビン１２が高速回転し、金線１１の繰り出し量が急激に増大し、その時点で、金線１１同士の金属結合等が解除されると、金線１１が巻線経路上でたわんでしまい、ダンサー１４が著しく大きく下方に揺動しようとする。
特に、ボビン１２が高速回転する際に、金線１１同士の金属結合が解除された場合や、金線１１の巻き締め力が小さくなった場合には、金線１１が良好に繰出されることになるため、ボビン１２の繰出し量が大きくなり、ダンサー１４及び金線１１が大きく上下動することになる。
【００１７】
しかしながら、この実施形態においては、巻線経路のダンサー１４とボビン１３間にたるみ吸収手段２０が設けられ、金線１１のボビン１２からの繰り出し量が急激に増加することによってたわむと、たるみ吸収手段２０がその金線１１のたわみに応じて変位し、金線１１のたわみを吸収することができるので、金線１１の繰り出し量が急激に増大することが原因でダンサー１４が著しく大きく下方に揺動するということを防ぐことができる。
すなわち、金線１１の繰り出し量が大きくなることにより、金線１１に撓みが生じると、図２に示されるたわみ吸収手段２０のカウンタウエイト２４が下死点に向って変位することにより、ローラ２３が下方に変位して、金線１１に生じるたるみを吸収する。
つまり、金線１１に所望の張力が生じている際には、カウンタウエイト２４が下死点より上方に位置しているため、金線１２にたるみが生じた際には、カウンタウエイト２４は、下死点に向って変位すると共に、アーム２７とアーム２７に連結されたアーム２２を介してローラ２３を下方に変位させて、金線１１にたるみが生じることを防止して、ダンサー１４が急激に下方に変位することを防止する。
【００１８】
さらに、金線１１の繰り出し量が少ない場合には、ローラ２３が上方に変位することにより、金線１１に生じる張力を弱めて、ダンサー１４が上方に変位することを防止する。
このように、たるみ防止手段２０は、支点２１を中心として、ローラ２３及びカウンタウエイト２４が揺動することにより、金線１１の張力を調整して、ダンサー１４が急激に変位することを防止する、単振り子構造とされている。
【００１９】
従って、この実施形態によれば、ボビン１２に張力の不安定な状態で金線１１が巻き付けられていることにより、金線１１の繰り出し量が急激に増大したとき、たるみ吸収手段２０が金線１１の動きに追従動作することで金線１１のたるみを吸収できるように構成したので、従来のように金線１１がガイドローラから外れるのを防止することができるばかりでなく、金線１１に不良が発生したりするのを防止することができる。
これにより、結果的には、金線１１の繰り出しの急激な増加を抑制し、巻線経路において金線１１を常時安定した状態で送り続けることができるので、ボビン１３が金線１１を所望の張力で安定して良好に巻き取ることができ、それだけ金線巻取装置としての信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、たるみ吸収手段２０は、支点２１を中心に回動自在に支持されたアーム２２の先端に、金線１１をガイドするローラ２３が設けられた単振り子で構成されているので、簡単な構成で実現することができる。
【００２１】
図３は、この発明の第２の実施の形態に係る金線巻取装置を示している。
この実施形態において、前記第１の実施形態と異なるのは、たわみ吸収手段２０に対し、巻線経路における金線１１のたわみを吸収する方向に付勢させる付勢部材２６が設けられた点にある。
即ち、付勢部材２６としては、例えば、ローラ２３とその上方に設けられた固定部材間に介装されたコイルスプリングで構成されている。
この付勢部材２６は、ローラ２３を下方に付勢しており、金線１１の繰り出し量が大きい場合には、ローラ２３を下方に変位させて、金線１１にたるみが生じることを防止する共に、金線１１にたるみが生じることにより、ダンサー１４が急激に下方に変位することを防止する。
このように、ローラ２３は、付勢部材２６により付勢されているため、金線１１の繰り出し量が大きくなると、瞬時に下方に変位するため、急激に金線１１の繰り出し量が大きくなった場合においても、金線１１のたるみを良好に吸収することができ、ダンサー１４が大きく変位することを確実に防止することができる。
【００２２】
すなわち、この実施形態によれば、付勢部材２６により、金線１１の繰り出し量が過度に増大したとき、たわみ吸収手段２０の応答性を高めることができるので、金線１１の過度の繰り出し量の急激な増加に確実に対処することができ、たわみ吸収手段２０としての信頼性を高めることができ、効果をより高めることができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態において、たるみ吸収手段が一個だけ設けられた例を示したが、それ以上設けられても良い。この場合、たるみ吸収手段が複数設けられていると、ダンサーに対する揺れ吸収をより効果的に行うことができ、揺れ吸収機能をより安定して行える。
また、本実施形態においては、付勢部材２６は、コイルスプリングにより構成されているが、ローラ２３を下方に付勢するものであればこれに限られない。
更に、金線として金線を用いた例を示したが、それ以外の材質、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の導線を用いるものにも適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る金線巻取装置を示す全体図である。
【図２】金線巻取装置におけるたわみ吸収手段を示す要部の拡大説明図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態に係る金線巻取装置を示す図であって、たわみ吸収手段の要部の拡大説明図である。
【図４】従来の金線巻取装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    金線巻取装置
１１    金線
１２    繰出体（ボビン）
１３    巻取体（ボビン）
１４    ダンサー
２０    たわみ吸収手段
２１    支点
２２    アーム
２３    ローラ
２６    付勢部材
【図１】
2005288492.tif 000003
【図２】
2005288492.tif 000004
【図３】
2005288492.tif 000005
【図４】
2005288492.tif 000006