(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰出しスプールから、ボンディングワイヤを繰出し、複数のプーリーを経由して、該ボンディングワイヤを巻取りスプールに巻き取るボンディングワイヤの巻取り装置に設けられたボンディングワイヤの振れ検出器であって、前記複数のプーリーのうち前記ボンディングワイヤが最初に経由するプーリーの取付けステーに取り付けられた歪みゲージと、該歪みゲージの出力電圧が過大になったこと、および歪みゲージの出力電圧に検出されたパルス状波形のパルス幅が過大であったことにより、前記繰出しスプール上で一巻き後のボンディングワイヤ（本ワイヤ）が、繰り出されているボンディングワイヤ（末端ワイヤ）を飛び越えることを検知する歪み変換手段とを備えたことを特徴とするボンディングワイヤの振れ検出器。
【請求項２】
繰出しスプールと、該繰出しスプールから繰り出されるボンディングワイヤが経由する複数のプーリーと、回転する巻取りスプールと、繰出しスプールから最初に経由するプーリーの取付けステーに取り付けられた歪みゲージとを備えた巻取り装置であって、前記歪みゲージの出力電圧が過大になったこと、および歪みゲージの出力電圧に検出されたパルス状波形のパルス幅が過大であったことにより、前記繰出しスプール上で一巻き後のボンディングワイヤ（本ワイヤ）が、繰り出されているボンディングワイヤ（末端ワイヤ）を飛び越えることを検知する手段を設けることを特徴とするボンディングワイヤの巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金、銀、アルミニウム等のボンディングワイヤの巻取り装置に取り付けられるボンディングワイヤの振れ検出器に関し、特に、繰出しスプール上のボンディングワイヤにくぐり、あるいはそれに伴うボンディングワイヤの振れが発生したことを検知することが可能なボンディングワイヤの振れ検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやトランジスタのボンディングに使用されるボンディングワイヤの製造工程中の巻取り工程では、前工程でボンディングワイヤを巻き取った繰出しスプールから、ボンディングワイヤを繰り出し、巻取りスプールに巻き取って、半導体製造ラインで使用する。
【０００３】
該巻取り工程で使用するボンディングワイヤの巻取り装置では、水平の固定軸に、前記繰出しスプールを回転可能に取り付ける。空の巻取りスプールは、前記固定軸の下方に位置し、回転速度が制御可能な水平の回転軸に取り付ける。そして、繰出しスプールからボンディングワイヤの先端を、回転自在な複数のプーリーの溝を経由させて、前記巻取りスプールに止める。
【０００４】
さらに、ボンディングワイヤがプーリーから脱線しないように、繰出しスプールの回転軸に対し、プーリーおよび巻取りスプールの回転軸は、平面視で直交の関係にある。
【０００５】
回転軸により回転する巻取りスプールが、ボンディングワイヤを引っ張ることにより、ボンディングワイヤが繰出しスプールから繰り出される。
【０００６】
しかし、繰出しスプール上で、一巻き後のボンディングワイヤ（本ワイヤ）が、繰り出されているボンディングワイヤ（末端ワイヤ）を跳び越えること、すなわちくぐりがあった場合には、繰出しスプールと、最初に経由するプーリーとの間のボンディングワイヤが激しく振れる現象を起こす。
【０００７】
ボンディングワイヤの振れとは、特に、繰出しスプールから最初に経由するプーリーまでのボンディングワイヤが、弾かれた弦のように振動する様子である。ボンディングワイヤの振れは、くぐりの状態や、プーリーでの接触角などにより程度が異なる。高速で繰り出されるボンディングワイヤが振れを起こすと、容易に識別可能である。
【０００８】
程度の大きい振れを起こして巻取りスプールに巻き取られたボンディングワイヤは、蛇行した形状となる。該蛇行部分は、ボンディング装置の送り出し経路に引っかかって、ボンディング装置を停止させたり、隣接するボンディングワイヤと接触してショートさせる原因となる。
【０００９】
巻取り工程中は、ボンディングワイヤの振れが起きていないことを、オペレータが目で確認し、振れが確認されれば、繰り出されたボンディングワイヤの状態、および巻き取られたボンディングワイヤの状態を確認し、巻取り工程の合否判定を行っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年、１ＩＣ当たりのボンディングワイヤの使用量が増大して、巻取り装置の需要が高まり、一方、稼働中の巻取り装置の稼働率は高める必要がある。従って、複数の巻取り装置の前に１人のオペレータが常駐し、多くのボンディングワイヤを同時に目で確認し、振れがある場合の合否判定を行うことは困難になり、充分に稼働率を高めることはできなかった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑み、ボンディングワイヤの振れを容易かつ自動的に検知することのできるボンディングワイヤの振れ検出器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ボンディングワイヤの巻取り工程中の振れを定量的に検出することを鋭意研究した結果、本発明をするに至った。
【００１３】
本発明のボンディングワイヤの振れ検出器は、繰出しスプールから、ボンディングワイヤを繰出し、複数のプーリーを経由して、該ボンディングワイヤを巻取りスプールに巻き取るボンディングワイヤの巻取り装置に設けられる。特に、本発明のボンディングワイヤ振れ検出器は、前記複数のプーリーのうち前記ボンディングワイヤが最初に経由するプーリーの取付けステーに取り付けられた歪みゲージと、該歪みゲージの出力電圧が過大になったこと、および歪みゲージの出力電圧に検出されたパルス状波形のパルス幅が過大であったことにより、前記繰出しスプール上のボンディングワイヤにくぐりが発生したこと、すなわち、前記繰出しスプール上で一巻き後のボンディングワイヤ（本ワイヤ）が、繰り出されているボンディングワイヤ（末端ワイヤ）を飛び越えることを検知する手段とを備える。
【００１４】
本発明のボンディングワイヤの巻取り装置は、繰出しスプールと、該繰出しスプールから繰り出されるボンディングワイヤが経由する複数のプーリーと、回転する巻取りスプールと、繰出しスプールから最初に経由するプーリーの取付けステーに取り付けられた歪みゲージとを備える。前記歪みゲージの出力電圧が過大になったこと、および歪みゲージの出力電圧に検出されたパルス状波形のパルス幅が過大であったことにより、前記繰出しスプール上のボンディングワイヤにくぐりが発生したことを検知する手段を設ける。
【００１５】
くぐりが発生したことを検知した場合には、警報ランプを点灯させて、オペレータに報せる。警報ランプが点いた後は、ボンディングワイヤの状態、および巻き取られたボンディングワイヤの状態を、オペレータが確認し、巻取り工程の合否判定を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、一実施例を示した図面に基づいて、本発明を説明する。図１は、本発明のボンディングワイヤの巻取り装置の一実施例を示す側面図である。
【００１７】
ボンディングワイヤ２が、繰出しスプール１から繰り出され、プーリー４、５、６、７を経由して、巻取りスプール８に巻き取られるように構成される。繰出しスプール１、プーリー４、５、６、７は、回転自在に取り付けられ、巻取りスプール８は、回転速度が制御可能に回転する。さらに、ボンディングワイヤ２がプーリー４から脱線しないように、繰出しスプール１の回転軸に対し、プーリー４の回転軸は、平面視で直交の関係にある。プーリー５、６、７、巻取りスプール８の回転軸は、プーリー４の回転軸と平行である。
【００１８】
繰出しスプール１から最初に経由するプーリー４は、図示したように斜め方向に伸び、板厚０．１〜３．０ｍｍの金属板からなる取付けステーの先端に取り付けられる。歪みゲージ３は、該取付けステーに取り付けた。
【００１９】
ボンディングワイヤ２によりプーリー４が受ける力は、図５に示すように、繰出しスプール１から繰り出されたボンディングワイヤ２の方向と、該方向に直交する平面上の２方向との計３方向に分解可能で、歪みゲージ３の検出方向を、３方向のいずれかに一致させる。歪みゲージ３の検出方向を変えて得られた出力電圧波形から、ボンディングワイヤ２の振れがそれぞれ検出できたが、繰出しスプール１から繰り出されたボンディングワイヤ２の方向に検出方向を一致させた歪みゲージ３の出力電圧波形では、ボンディングワイヤ２の張力の方が大きいため、ボンディングワイヤ２の振れの検出には適さなかった。
【００２０】
歪みゲージ３の出力電圧波形が過大となり、パルス状の波形が見られた時に、ボンディングワイヤの巻取り装置を停止し、繰出しスプール上のボンディングワイヤを観察したところ、くぐりが見られた。
【００２１】
図２に示した歪み変換器は、歪みゲージ３の出力電圧が、電圧設定ボリュームにて設定した電圧設定値を超えた場合、警報ランプを点灯させる電気回路を内蔵する。また、歪みゲージ３の出力電圧が、パルス幅設定ボリュームにて設定したパルス幅設定値を超えた場合でも、警報ランプを点灯させる電気回路を備える。警報ランプは、歪みゲージ３の出力電圧が消失した後も点灯し続け、リセットスイッチにより消灯する。歪み変換器の電気回路は、周知の技術に基づいて容易に構成可能である。これらの電気回路の例を図６に示す。
【００２２】
前述のような歪みゲージと歪み変換器とからなる振れ検出器により、遠隔位置でくぐりの検知が可能となる。また、警報ランプの点灯と同時に、ボンディングワイヤの巻取り装置を停止させて、オペレータに巻取り工程の合否判定を促す警報を発するようにしてもよい。該歪み変換器により、巻取り工程の作業効率が格段に向上した。
【００２３】
（実施例）
以下に、図面に基づいて実施例を説明する。図１は、本発明のボンディングワイヤの巻取り装置の一実施例を示す側面図である。
【００２４】
繰出しスプール１に巻かれた直径３０μｍのボンディングワイヤ２を、張力２９．４ｍＮ（３．０ｇｆ）で、直径５０ｍｍの巻取りスプール８を、回転速度５１０ｒｐｍで回転させて巻き取った。歪みゲージ３は、厚さ０．５ｍｍの銅板に取り付けた。歪み変換器の電圧設定値を０．４Ｖとし、パルス幅設定値を３ｍｓとして、それぞれ設定値以上に歪みゲージ３の出力電圧が達した時に、警報ランプが点くようにした。
【００２５】
図３は、通常の場合の歪みゲージ３の出力電圧波形を、オシロスコープでモニターした結果である。歪みゲージ３の出力電圧の最大値は０．３Ｖで、電圧設定値以下であり、パルス状の波形は見られなかった。
【００２６】
図４は、繰出しワイヤー１上でワイヤーくぐりが有り、ボンディングワイヤ２の振れが発生した場合の歪みゲージ３の出力電圧波形を、オシロスコープでモニターした結果である。歪みゲージ３の出力電圧の最大値は０．７Ｖで、設定値以上であり、波形写真から読み取ったパルス状の波形のパルス幅は７ｍｓであった。
【００２７】
本実施例により、繰出しスプール１上でボンディングワイヤ２にくぐりが有った場合に発生するボンディングワイヤ２の振れは、歪みゲージ３の出力電圧波形を監視することにより、検出可能であることが確認できた。
【００２８】
また、詳細な実施例は示さないが、電圧設定値およびパルス幅設定値の組み合わせを適当に選定することにより、繰出しスプール上のボンディングワイヤの食い込みによる不良や、機械的要因でのボンディングワイヤの振れが、それぞれ検出できることも確認した。
【００２９】
さらに、前記歪み変換器のような検出回路を２以上備えて、２以上の異常のそれぞれの特徴に合わせた設定値を設定することにより、同時に検出することも可能である。
【００３０】
あるいは、歪みゲージを巻取りスプールの取り付け部に設けてもよい。この場合には、歪みゲージの出力電圧により、巻き取られたボンディングワイヤの質量を同時に測定可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、ボンディングワイヤの繰出しスプール上のボンディングワイヤのくぐりを、容易に検出可能であり、蛇行不良の流出を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の巻取り装置の一実施例を示す側面図である。
【図２】  本発明の歪み変換器の一実施例を示す正面図である。
【図３】  通常の歪みゲージの出力電圧波形を示すチャートグラフである。
【図４】  くぐりの有る場合の歪みゲージの出力電圧波形を示すチャートグラフである。
【図５】  ボンディングワイヤの振れの説明図である。
【図６】  歪み変換器の一実施例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１  繰出しスプール
２  ボンディングワイヤ
３  歪みゲージ
４、５、６、７  プーリー
８  巻取りスプール
９  歪み変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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