(57)【要約】【課題】  スプールに巻き替えされる極細線の巻き幅の全域にわたって常に同一条件で巻き替えできかつ隣接する極細線の間隔を同一にして重なりを防止し、かつ６５ｍ／ｍｉｎの高速で巻き替えが可能な極細線の巻き替え装置及び方法を提供する。【解決手段】  極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動する。巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースする。１トラバース当たりの巻数を設定する巻数設定手段を設ける。該巻数設定手段により、Ｍを整数としたとき巻数Ｓｎ  をＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）とし、ｎを４以上に設定する。トラバース反転時に任意の設定時間だけ反転を遅らせる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細線の巻かれた繰り出しスプールから巻き取りスプールにクロス巻きで巻き替えする装置であって、極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動する駆動手段と、巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースするトラバース手段と、１トラバース当たりの巻数を設定する巻数設定手段と、該巻数設定手段により、Ｍを整数としたとき巻数Ｓｎ  をＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）としｎを４以上に設定する手段とを有する極細線巻き替え装置において、トラバースが反転する際に任意の設定時間だけ反転を遅らせる反転遅延手段を有することを特徴とする極細線の巻き替え装置。
【請求項２】
極細線の巻かれた繰り出しスプールから巻き取りスプールにクロス巻きで巻き替えする方法であって、極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動し、巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースし、１トラバース当たりの巻数Ｓｎ  を、Ｍを整数としたときＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）としｎを４以上に設定する極細線巻き替え方法において、トラバースが反転する際に任意の設定時間だけ反転を遅らせることを特徴とする極細線の巻き替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣやトランジスタのボンディングに使用される金、銅、アルミニウム等の極細線を予め巻回された繰り出しスプールから巻き取りスプールに巻き替えする極細線巻き替え装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スプールに巻回されるボンディング用極細線は、ボンディングを円滑に行うために、傷、食い込み、振動による巻きくずれがなく、巻き上がりの外観が平滑に巻かれていることが要求される。近年、作業の効率化のための巻き取り長さの長尺化やコストダウンのための高速化により、スプールに巻かれた極細線の品質を維持するための作業が困難になってきている。
【０００３】
極細線を長尺化した場合、および極細線の品質を維持してクロス巻きする方法として、特公平７−１１０７４０号公報に記載されているようなクロス巻き方法が提案されている。
【特許文献１】特公平７−１１０７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記公報に記載の方法を用いて、間隙を０．１ｍｍ以上に設定して１０〜５０μｍの極細線を６５ｍ／ｍｉｎ以上の速度で巻き替えした場合には、前記公報に添付の図面の第１ａ図〜第１ｈ図に示すようにはならず、トラバースの折り返し部分で物理的に丸みが生じ、極細線が計算された位置からずれた状態で巻かれることになる。これはトラバース速度が速くなるに従い、スプールがトラバース方向に反転する際に加減速動作せざるを得ないこと、および極細線のガイドプーリーと巻き取るスプールに距離があるため、ガイドプーリーの動作に対して極細線の挙動に遅れが生じることから発生する。ゆえに、トラバース速度が高速になると、この方法のみでは極細線の巻き位置にずれが生じ、前述の巻き取り品質を維持することが困難となる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、６５ｍ／ｍｉｎ以上の高速でスプールに巻き替えされる極細線の巻き幅の全域にわたって常に同一条件で巻き替えでき、かつ隣接する極細線の間隔を同一にして重なりを防止する極細線の巻き替え装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するために、本発明は、極細線の巻かれた繰り出しスプールから巻き取りスプールにクロス巻きで巻き替えする装置であって、極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動する駆動手段と、巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースするトラバース手段と、１トラバース当たりの巻数を設定する巻数設定手段と、該巻数設定手段により、Ｍを整数としたとき巻数Ｓｎ  をＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）としｎを４以上に設定する手段とを有する極細線巻き替え装置において、トラバースが反転する際に任意の設定時間だけ反転を遅らせる反転遅延手段を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、極細線の巻かれた繰り出しスプールから巻き取りスプールにクロス巻きで巻き替えする方法であって、極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動し、巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースし、１トラバース当たりの巻数Ｓｎ  を、Ｍを整数としたときＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）としｎを４以上に設定する極細線巻き替え方法において、トラバースが反転する際に任意の設定時間だけ反転を遅らせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、スプールに巻き替えされる極細線を６５ｍ／ｍｉｎ以上の高速にて、巻き幅のほぼ全域にわたって常に同一条件で巻き替えできかつ隣接する極細線の間隔を同一にして重なりを防止する極細線の巻き替え装置及び方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の極細線の巻き替え装置は、極細線の巻かれた繰り出しスプールから巻き取りスプールにクロス巻きで巻き替えする装置である、極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動する駆動手段と、巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースするトラバース手段と、１トラバース当たりの巻数を設定する巻数設定手段とを有する。該巻数設定手段により、Ｍを整数としたとき巻数Ｓｎ  をＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）としｎを４以上に設定する。トラバースが反転する際に任意の設定時間だけ反転を遅らせる反転遅延手段を有する。
【００１０】
また、本発明の極細線の巻き替え方法は、極細線の巻かれた繰り出しスプールから巻き取りスプールにクロス巻きで巻き替えする方法である。極細線を巻き取る巻き取りスプールを一定の回転速度で駆動し、巻き取りスプールを横方向に往復するように送って極細線をトラバースし、１トラバース当たりの巻数Ｓｎ  を、Ｍを整数としたときＭ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）としｎを４以上に設定する。トラバースが反転する際に任意の設定時間だけ反転を遅らせる。
【実施例】
【００１１】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。一般に、ボンディング用極細線は、巻き替えスプールの回転中、巻き替えスプールの回転速度と巻き替えスプールの横方向の送り速度を一定の関係に保ちながら巻き替えスプールに極細線を巻き替え、巻き終わったとき、即ちスプールの端部に極細線が達したとき、反転することを繰り返すことよって何層にも巻き替えされる。
【００１２】
図１〜図３は、特公平７−１１０７４０号公報にて考案された、凹凸を生じないクロス巻きパターンを得るために必要な条件の１例により巻かれたスプールの展開図である。図３以降にてトラバース反転時のずれを簡単に説明するために、１トラバースあたり２．５回巻き替えスプールが回転した例を示している。図４は反転部の拡大図であり、この場合極細線がスプールに完全に追従し、反転時に極細線の角が尖った理想的なパターンとなっている。
【００１３】
しかし、極細線を６５ｍ／ｍｉｎ以上の速度で巻き替えした場合には、図１に示すようにはならず、図２のようにトラバースの折り返し部分で丸みが生じ、極細線が計算された位置からずれた状態で巻かれることになる。これはトラバース速度が速くなるに従い、スプールがトラバース方向に反転する際に加減速動作せざるを得ないこと、および極細線のガイドプーリーと巻き取るスプールに距離があるため、スプールの横方向の送り位置に対して極細線がスプールに巻き取られる位置にずれが生じることから発生する。図２の点線は設定された極細線のパターンであり、実線は極細線の実際のパターンである。ゆえに、トラバース速度が高速になると、この方法のみでは極細線の巻き位置にずれが生じ、設定どおりの巻き取り品質が得られなくなる。
【００１４】
図５は説明のために図２のトラバース反転部の極細線パターンを拡大したものであり、設定されたパターンよりも手間で極細線の巻き取り向きが変わり、設定されたパターンとずれが生じている。
【００１５】
次に、図３は本発明によるトラバースの反転時に任意に遅れを生じさせることのできる遅延設定器を使用した場合のトラバース反転時のパターン図であり、図６はその反転部の拡大図である。トラバース反転前後に極細線パターンが丸みを帯び、設定されたパターンから外れるものの、適切な遅延時間を設定することにより、極細線が設定されたパターンに再度沿って巻かれることが可能となる。なお、この遅延時間は１．０×１０−６秒の精度が必要であることが実験から得られている。
【００１６】
このように遅延設定器を使用し、適切な遅延時間を設定することで、特公平７−１１０７４０号の巻き設定に沿った巻きパターンを、図３（図６）のように反転部の一部を除き大部分の領域で実現することができ、極細線の食い込みや傷の発生を防ぐことが確認されている。
【００１７】
次に、本発明の極細線巻き替え装置の具体的な構成を図７及び図８を参照して説明する。図７は、特公平７−１１０７４０号に記載の図２と同等であり、極細線巻き替え装置全体を概略的に示す図である。図７において、極細線は繰り出しスプール１から繰り出され、繰り出された極細線の張力は張力検出器３で検出される。繰り出しスプール用モータ２は、検出された極細線の張力を表す張力信号に基づいて、総合制御盤９によって、極細線の張力を一定にするように繰り出しスプール１を駆動する。
【００１８】
一方、繰り出された極細線はガイドプーリー４によって案内され、巻き取りスプール用のパルスモータ６によって駆動される巻き取りスプール５によって巻き取られる。巻き取りスプール５とパルスモータ６はキャリッジに取付けられており、このキャリッジはボールネジ８によって往復運動、即ちトラバースされるようにトラバースモータ７によって駆動される。パルスモータ６とトラバースモータ７は、総合制御盤９内の巻き模様制御部１０によって、以下に説明するように制御される。
【００１９】
次に、図８を参照して、前述の巻き模様制御盤１０の制御を説明する。巻き模様制御盤１０は、マイクロプロセッサ１１と、このマイクロプロセッサ１１とデータバス、アドレスバス、制御バス等で接続されたトラバース用パルスコントローラ１２、巻き替え用パルスコントローラ１４と、さらにこれらのトラバース用パルスコントローラ１２、巻き替え用パルスコントローラ１４にそれぞれ接続されてトラバースモータ７、巻き替えパルスモータ６を駆動するトラバース用モータドライバ１３、巻き替え用パルスモータドライバ１５とを有する。巻き模様制御盤１０には、巻きパターン設定器１６、巻き幅設定器１７、山積み減少幅設定器１８、巻き替え速度設定器１９、反転遅延時間設定器２０が接続されている。
【００２０】
巻きパターン設定器１６は、下記の（１）式のＭを設定する。
【００２１】
Ｓｎ  ＝Ｍ＋（２−１±２−２・・・・・±２−ｎ）            （１）
ここで、Ｍは整数であり、Ｓｎは巻数であり、ｎは４以上である。
【００２２】
巻き幅設定器１７は、巻き替えスプールに巻き替えされる極細線の巻き幅Ｗを設定し、山積み減少幅設定器１８は、巻き替えされる極細線をクロス状に山積みしてゆくときの巻き幅の減少量ωを設定し、巻き替え速度設定器１９は、巻き替え速度Ｎを設定する。
【００２３】
各設定器からの設定値はマイクロプロセッサ１１で演算され、トラバース用パルスコントローラ１２には、巻き替えスプールの送り速度に相当するパルスレシオｎＴ  （後述する）のデータが与えられ、巻き替え用パルスコントローラ１４には、巻き替えスプールの回転速度に相当するパルスレシオｎＳ  （後述する）のデータが与えられる。トラバース用パルスコントローラ１２はｎＴ  のデータから毎秒ｎＴ  回のパルス列をトラバース用モータドライバ１３に送り、巻き替え用パルスコントローラ１４はｎＳ  のデータから毎秒ｎＳ  回のパルス列を巻き替え用パルスモータドライバ１５に送り、それぞれ、トラバースモータ７、巻き替えパルスモータ６を、前述のパルス列に応じた送り速度、回転速度で駆動する。
また、トラバース用パルスコントローラ１２には、反転タイミングを１．０×１０−６秒精度で遅延させることのできる反転遅延回路２１が接続され、反転遅延時間設定器２０で設定された遅延時間がマイクロプロセッサ１１経由で送られ、トラバース反転動作時に設定時間だけトラバース用パルスコントローラ１２のパルス出力を遅延させる。
【００２４】
前述のｎＳ  、ｎＴ  は以下の式で表される。
【００２５】
ｎＳ  ＝Ｋ１  Ｎ  ・・・・・・・  （２）
ここで、式（２）のＫ１  は、巻き替えパルスモータ６の減速器の減速比と１パルス当たりの回転角度によって決まる定数である。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
また、上記の式（３）のＫ２  は、ボールネジ８のピッチ、トラバースモータ７の減速器の減速比と１パルス当たりの回転角度によって決まる定数である。
【００２８】
また、式（３）の（Ｗ−Σｉω）は、極細線を巻き取るとき、上層になるにしたがって、巻き幅をＷからωだけ順次減少させることを意味するものであり、最下層の極細線の幅は最大のＷとなるように巻かれ、以下順にＷ−ω、Ｗ−２ω、・・・・Ｗ−ｉωと幅が狭くなるように巻かれる。
（実験例１）
次に、本発明の極細線巻き替え装置を用いた実験例について説明する。
実験例１：実験例の１つとして、Ｍ＝４、Ｎ＝４１５（ｒｐｍ）、Ｗ＝４２ｍｍ、ω＝約０．２ｍｍに設定して２０００ｍの巻き替えを行った後、巻き戻して食い込み箇所を計数したところ食い込み箇所が確認されず、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、凹凸を生じないクロス巻きパターンを得るために必要な条件の例を示した展開図である。
【図２】図２は、図１の設定にて、本発明の遅延回路を使わず、６５ｍ／ｍｉｎ以上の高速でクロス巻きしたときの極細線パターン例である。
【図３】図３は、図１の設定にて、本発明の遅延回路を使用し、適切な遅延時間を設定したときに、６５ｍ／ｍｉｎ以上の高速でクロス巻きしたときの極細線パターン例である。
【図４】図４は、図１のパターンにおいて反転部を拡大した説明用のパターン図である。
【図５】図５は、図２のパターンにおいて反転部を拡大した説明用のパターン図である。
【図６】図６は、図３のパターンにおいて反転部を拡大した説明用のパターン図である。
【図７】図７は、本発明の極細線巻き替え装置全体を概略的に示す図である。
【図８】図８は、本発明の極細線巻き替え装置の制御装置回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  繰り出しスプール
２  繰り出しスプール用モータ
３  張力検出器
４  ガイドプーリー
５  巻き替えスプール
６  巻き替えパルスモータ
７  トラバースモータ
８  ボールネジ
９  総合制御盤
１０  巻き模様制御盤
１１  マイクロプロセッサ
１２  トラバース用パルスコントローラ
１３  トラバース用モータドライブ
１４  巻き替え用パルスコントローラ
１５  巻き替え用パルスモータドライブ
１６  巻きパターン設定器
１７  巻き幅設定器
１８  山積み減少幅設定器
１９  巻き替え速度設定器
２０  反転遅延時間設定器
２１  反転遅延回路
【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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【図７】
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【図８】
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