(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細線を巻く円筒形のスプールを軸方向に沿い等分割した複数の分割スプールと、各分割スプールの裏面側に間に空間を保って両端部で固定された歪みゲージと、各歪みゲージを固定する略円筒形の架台とを備え、上記複数の分割スプールが互にスリットを残して架台の回りに取り付けられ、全体として円筒形の巻胴部を構成していることを特徴とする極細線の巻評価装置。
【請求項２】
前記各分割スプールの円筒形に構成された巻胴部に加わる圧力を、歪みゲージの変位量として検出することを特徴とする、請求項１に記載の極細線の巻評価装置。
【請求項３】
分割スプールの回転中に歪みゲージの検出信号を取り出す手段を備え、極細線の巻操作中にも巻胴部に加わる巻圧力を連続的に測定できることを特徴とする、請求項１又は２に記載の極細線の巻評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の電極と外部リードとを接続するボンディングワイヤのような極細線について、スプールに巻かれる際の極細線の巻評価を行うための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボンディングワイヤ等の極細線は、円筒形のスプールに巻かれた状態で市販され且つ取り扱われるが、輸送その他の取り扱い中に振動等によって棚落ちや巻崩れが発生しないように巻かれていることが必要である。また、使用に際しては、巻かれたスプールから極細線がスムースに取り出され、折れや曲がり等が発生しないことが要求される。
【０００３】
このため、極細線をスプールに巻く際の巻条件を適正化することが重要であるが、その前提となる巻状態の評価はシミュレーションにより行っている。しかし、ボンディングワイヤでは１つのスプールに巻かれる層数は１０００層を超えるため、線の重なりを正確にシミュレートすることは困難であり、計算により求めた評価値の信頼性も乏しいものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、スプールに巻かれたボンディングワイヤ等の極細線の巻評価は極めて難しく、シミュレーションにより求めている現状である。しかし、巻き層数が多層になるほど下層部は上層部の影響を受けるため、下層部に加わる圧力をシミュレーションに基づいて計算により求めることは困難となっていた。
【０００５】
しかも、半導体素子の多ピン化や高密度化、及びボンディングマシンの高速化に伴い、１つのスプールに巻かれるボンディングワイヤの長さも長くなり、従って巻層数も増える傾向にあるため、特に下層部に加わる圧力の評価はますます難しくなっている。
【０００６】
本発明は、このよな従来の事情に鑑み、スプールに巻かれたボンディングワイヤ等の極細線の巻評価、特にその下層部に加わる圧力を、容易に且つ正確に測定評価することのできる装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する極細線の巻評価装置は、極細線を巻く円筒形のスプールを軸方向に沿い等分割した複数の分割スプールと、各分割スプールの裏面側に間に空間を保って両端部で固定された歪みゲージと、各歪みゲージを固定する略円筒形の架台とを備え、上記複数の分割スプールが互にスリットを残して架台の回りに取り付けられ、全体として円筒形の巻胴部を構成していることを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の極細線の巻評価装置では、前記各分割スプールの円筒形に構成した巻胴部に加わる圧力を歪みゲージの変位量として検出することを特徴とし、スプールの回転中も巻胴部に加わる圧力を歪みゲージの変位量として取り出す機能を備えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の極細線の巻評価装置においては、架台を回転させることにより円筒形の巻胴部を構成する各分割スプールを回転させながら、その巻胴部に極細線を巻き付けると、各分割スプールの巻胴部が締め付けられ、各分割スプールを軸中心方向に押し下げる力が働く。
【００１０】
各分割スプールの裏面側（軸中心側）には歪みゲージが設置してあるので、巻かれた極細線が各分割スプールを軸中心方向に押す力に応じて歪みゲージに変位が発生する。従って、歪みゲージの変位量を検出することにより、分割スプールの巻胴部にかかる巻圧力を正確に測定することができる。
【００１１】
この歪みゲージによる変位量の測定は、巻操作の終了後に分割スプールが停止した状態で行うことはもちろん、回転している巻操作中にも行うことができる。即ち、分割スプールの回転中にも歪みゲージの検出信号を取り出せる手段、例えば、公知のスリップリング、回転トランス、若しくは無線方式又は光方式の信号取出手段を、本発明の巻評価装置に取り付ければよい。
【００１２】
これにより、極細線の巻操作中においても巻圧力を測定できるので、各分割スプールの巻胴部に直接接している線材だけでなく、その上に積み重ねられる線材からも間接的に加えられ、従って層数が増えるに伴って刻々と変化する巻圧力を連続的に測定することが可能である。
【００１３】
尚、分割スプールの等分割数に特に制限はないが、２分割では線材による力の方向と実測する歪みゲージの変位方向との誤差が大きく、分割数が多過ぎると全体として円筒形に再構築することが困難になるため、通常は３〜５分割とすることが好ましい。
【００１４】
また、歪みゲージは、公知のものであれば良く、例えば抵抗線歪みゲージ等を使用することができる。分割スプールの巻胴部は、巻圧力による巻胴部自体の変形を無視できるものであれば、金属や樹脂など材質を問わないが、線材との摩擦により巻状態に差が生じないことが好ましく、例えばボンディングワイヤの場合にはアルマイト処理されたアルミニウムが好適である。
【００１５】
【実施例】
図１に示す極細線の巻評価装置を使用して、ボンディングワイヤの巻評価を行った。この巻評価装置では、通常の円筒形のスプールを同一幅で軸方向に沿い３つに等分割した分割スプール１を使用した。３個の各分割スプール１の裏面側には、歪みゲージ２が両端部で分割スプール１のスプールエッジ１ｂに溶着により固定され、分割スプール１と歪みゲージ２の間には空間が保持されている。尚、歪みゲージ２として、この実施例では抵抗線歪みゲージを使用した。
【００１６】
各分割スプール１に固定された歪みゲージ２は、スペーサ４を挟んで略円筒形の架台３にボルト５ａにより固定されている。このように架台３に取り付けられた３個の分割スプール１は、円周方向に互の間にスリット１ｃを残しなが、全体として円筒形の巻胴部１ａを構成している。また、略円筒形の架台３は、巻き取り機のホルダー（図示せず）に着脱可能になっている。
【００１７】
更に、架台３の一端には接触型スリップリング６が取り付けてあり、歪みゲージ２の検出信号を回転中にも取り出せるようになっている。尚、接触型スリップリング６は回転体６ａと固定体６ｂとからなり、回転体６ａは架台３の一端にボルト５ｂで固定され、固定体６ｂは測定器に接続されている。
【００１８】
上記図１の巻評価装置をボンディングワイヤの巻取り機に取り付け、ワイヤ径３０μｍの９９.９９％Ａｕのボンディングワイヤを、巻評価装置の分割スプール１の巻胴部１ａに巻き取った。その際、巻取り張力を２ｇ、３ｇ、４ｇの３条件に変化させて設定し、巻操作中に回転している分割スプール１の巻胴部１ａに加わる圧力を歪みゲージ３で連続的に測定した。得られた結果を、図２のグラフに示した。
【００１９】
図２から分かるように、ボンディングワイヤの巻条件により、スプールの巻胴部にかかる圧力の変化、即ち多層に積層されるボンディングワイヤの下層部に加わる圧力の変化を具体的に測定でき、更にボンディングワイヤの下層部に加わる圧力の変化と巻長さとの関係を知ることができる。また、これらの結果から、ボンディングワイヤの適切な巻条件を求めることが可能である。
【００２０】
また、各分割スプールは通常の一体物のスプールでは影響がない遠心力の影響を受けるため、巻回転数を変化させて空稼働を実施し、各分割スプールが受ける遠心力を歪みゲージにより測定し、その結果を下記表１に示した。
【００２１】
【表１】
0003956538.tif 000002
【００２２】
上記の結果から分かるように、分割スプールは遠心力の影響を受けるが、その値は図２に示した巻圧力よりも遥かに小さく、無視できるものであった。尚、上記の遠心力の影響を考慮すれば、分割スプールの巻胴部にかかる巻圧力をより正確に求めることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、スプールを分割して歪みゲージを取り付けることにより、巻胴部に巻かれるボンディングワイヤ等の極細線の巻評価を簡単に行うことが可能であり、特に巻かれた極細線の下層部に加わる圧力を容易に且つ正確に測定評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による極細線の巻評価装置を示す概略の側面図であり、要部の上半分を切り欠いて示してある。
【図２】本発明の巻評価装置により測定した分割スプールの巻胴部に加わる圧力と巻稼働時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    分割スプール
１ａ  巻胴部
１ｂ  スプールエッジ
１ｃ  スリット
２    歪みゲージ
２ａ  空間
３    架台
４    スペーサー
６    接触型スリップリング
【図１】
0003956538.tif 000003
【図２】
0003956538.tif 000004