本發(fā)明關(guān)于使用于組裝半導(dǎo)體裝置等的線軸上卷繞的長形接合線的卷線結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

使用于連接半導(dǎo)體組件上的電極與外部引線的接合線(以下也僅稱之為線(wire))是由直徑為15～75μm的金、銀、銅等純度99.99質(zhì)量％以上的純金屬所制造的極細線為主流，視情況會使用被覆有ag-pd合金或貴金屬的銅合金等合金線。這些極細線在以剖面為梯形的積層狀態(tài)下被纏繞在專用的接合線用線軸上，再將終端部借由黏著膠帶固定在凸緣的狀態(tài)下出貨。在半導(dǎo)體組件組裝制造現(xiàn)場，使用鑷子將黏著膠帶由被纏繞在該線軸上的接合線剝下，以鑷子把持線端部，而通線至接合焊針，將接合線裝設(shè)在半導(dǎo)體組件的組裝裝置。

接合線用線軸具有：一般外徑為約1/2英寸(12.7mm)或約2英寸(50.8mm)的筒部(以下也稱為卷胴部)及固定在該卷胴部的兩端的圓板狀凸緣。接著，以線軸的改良而言，為了更長地卷繞半導(dǎo)體接合線，在日本特開2001-085462號公報提出“一種線軸，其設(shè)有由該卷胴部的兩端朝向中央部呈傾斜的傾斜側(cè)面”。

在如上所示的線軸，將接合線卷繞在卷胴部的手段已提出各種結(jié)構(gòu)或方法。

例如，在日本實開昭59-187141號公報(后述“專利文獻1”)如圖1所示，公開“一種半導(dǎo)體組件的接合用線的線軸卷線，其使往側(cè)卷線及返側(cè)卷線相交叉而將接合用線卷入線軸的交叉卷線形態(tài)中，將卷線終端部序列卷繞在凸緣附近的線軸表面而成”。

此外，在日本實公昭61-008049號公報(后述“專利文獻2”)記載：“一種金屬線供給用封裝體，其將細的金屬線以交叉卷繞且多層地纏繞在卷繞構(gòu)件上所構(gòu)成，將該金屬線的纏繞寬幅，每100～700層，在纏繞寬幅的兩端部以各該金屬線的直徑的10～100倍為單位縮窄而成”，在該實施例中記載：“被纏繞的金線約1000米”。此外，在日本實開昭61-190135號公報中公開：“一種接合線供給用封裝體，其將接合線以交叉卷繞且多層地纏繞在卷繞構(gòu)件上所構(gòu)成，使該線的纏繞寬幅，每10～100層在纏繞寬幅的兩端部，分別加寬各線直徑的1～20倍而成”。此外，在日本特公平02-011017號公報(后述“專利文獻3”)中基于“期望一種500～5000米卷等長形卷線，替代以往的50～200米卷”，提出：“一種半導(dǎo)體組件的接合線，其特征為：卷繞在線軸的一層卷部、及接續(xù)該一層卷部的多層卷部的接合線，將上述多層巻部形成為交替積層有序列卷層、及1～20卷的交叉卷層的多層結(jié)構(gòu)”。

此外，在日本特開昭61-226466號公報公開：“一種極細線的纏繞方法，其特征為：當將極細線纏繞在圓筒狀線軸時，關(guān)于前述極細線抵接于前述線軸的外周面的開始卷繞的部分，以大的張力來進行纏繞，之后使張力降低至預(yù)定的值為止來進行纏繞。同樣地，在日本特開平06-135632號公報中公開“一種極細線纏繞方法，其特征為：由卷繞有極細線的解繞線軸，將極細線解繞而纏繞在纏繞線軸的極細線纏繞方法，以預(yù)定的第1張力卷繞開始卷繞的前頭卷繞部分，以預(yù)定的第2張力卷繞實卷繞部分，卷繞結(jié)束的尾端卷繞部分由第2張力至預(yù)定的第3張力以多次階梯式地使張力改變來卷繞”。

此外，在日本特開2004-111449號公報(后述“專利文獻4”)中公開“一種接合用金極細線的卷繞構(gòu)造，其特征為：被纏繞在線軸上的金極細線在由經(jīng)序列卷繞的形態(tài)所成的前頭卷繞部分、由經(jīng)交叉多層卷繞的臺狀積層形態(tài)所成的實卷繞部分及由經(jīng)序列卷繞的形態(tài)所成的尾端卷繞部分所構(gòu)成的接合用金極細線的卷繞結(jié)構(gòu)中，所述前頭卷繞部分的金極細線在鄰接的金極細線彼此緊密接觸的狀態(tài)下被序列卷繞”。

這些現(xiàn)有的接合線的卷線結(jié)構(gòu)如圖1所示，由積層在前頭卷繞部分的實卷繞部分所構(gòu)成的卷線的剖面形狀為梯形。接著，對設(shè)在實卷繞部分旁以單層或多層被序列卷繞的尾端卷繞部分施加張力。如果為如上所示的張力的施加方式，借由位于最外周層的線，對實卷繞部分的剖面全體施加垂直方向的按壓力。但是，在位于最外周層的線中，難以施加水平方向的按壓力，因此對于這些線，尤其接近最表面的線，雖然施加強力，但是因輸送時的振動等，接合線容易偏移，容易在接合線表面產(chǎn)生磨損。容易產(chǎn)生這些磨損的情況，以在熔點低的純銀或銀合金的線較為顯著。因此在純銀或銀合金的接合線中，以1千米卷左右為限度。

另一方面，接合線長形化，不僅2千米卷，若變長如1萬米卷，匝數(shù)會變厚，衍生出必須更加加強最外層的線的張力。但是，若為了增加匝數(shù)而使實卷繞部分的斜邊傾斜成為急陡，對橫向晃動的抗力會相對較弱。此外，即使增加匝數(shù)并加強最外層的線的張力，對橫向晃動的抗力仍然較弱。尤其純銀線比銅線或金線更軟。因此純銀線有容易造成磨損且無法加強最外層的線的張力來進行卷繞的缺點。若線有磨損，會造成熔融球不安定或超音波接合不安定。若使用如上所示的線，接合作業(yè)的連續(xù)運轉(zhuǎn)會中斷，而會成為不良情形的原因。該磨損經(jīng)常發(fā)生的傾向在由熔點低的純銀合金(金屬成分的ag純度占有99.99質(zhì)量％以上，在剩余的未達0.01％含有各種添加元素的合金)所構(gòu)成的接合線中最為常見。此外，觀察出在純金線中，該磨損相對較少，在純銅線中，則該磨損相對較多。另一方面，若匝數(shù)變厚，有在輸送時容易堆貨崩塌的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

【專利文獻】

【專利文獻1】日本實開昭59-187141號公報

【專利文獻2】日本實公昭61-008049號公報

【專利文獻3】日本特公平02-011017號公報

【專利文獻4】日本特開2004-111449號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決由經(jīng)交叉多層卷繞的臺狀積層形態(tài)所構(gòu)成的實卷繞部分的線發(fā)生堆貨崩塌，及在純銀合金的接合線等發(fā)生磨損的上述問題而完成，其目的在于提供比現(xiàn)有技術(shù)緊固力更強，且不會因輸送時的振動等而堆貨崩塌的新穎的接合線的卷線結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種借由將尾端卷繞部分重新組入實卷繞部分的頂部的構(gòu)成，借此不會有無法使用于接合的線的浪費，還可順利地進行線軸的更換作業(yè)的半導(dǎo)體裝置用接合線的卷線結(jié)構(gòu)。

(解決問題的手段)

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出接合線的卷線結(jié)構(gòu)，其中：由序列卷繞的前頭卷繞部分、交叉多層卷繞的實卷繞部分及序列卷繞的尾端卷繞部分所構(gòu)成的線軸上纏繞有接合線，在所述實卷繞部分的兩端形狀所形成的至少一邊斜邊，所述至少一邊斜邊有具有比由線軸端部延伸的下斜邊的仰角更為急陡的仰角的中斜邊或上斜邊的突起部，在所述突起部接連波型的鋸齒狀層，并且所述上斜邊的頂點的高度比所述鋸齒狀層的平均高度更高。

在本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)中，之所以在實卷繞部分的兩端形狀所形成的至少一邊斜邊，有具有比由線軸端部延伸的下斜邊的仰角更為急陡的仰角的中斜邊或上斜邊的突起部，是基于對橫方向的振動，發(fā)揮所謂防波堤的作用的原因。由于上斜邊的頂點的高度比該鋸齒狀層的平均高度更高，因此上斜邊的突起部的按壓力以水平方向分散，借此可抑制近矩形的剖面形狀的實卷繞部分的橫向晃動。即，即使實卷繞部分的厚度變高，自尾端卷繞部分的垂直方向的按壓力并不會分散，因此可以比現(xiàn)有更少的突起部的按壓力，按壓近矩形剖面形狀的實卷繞部分。

此外，之所以在該突起部接連波型的鋸齒狀層，是為了分散因輸送中的振動而施加于線的水平方向的抗力。即，為防止實卷繞部分的經(jīng)交叉多層卷繞的線松開的原因。借由鋸齒狀層所形成的剖面三角形狀，為了分散施加于線的抗力，因此若有一定程度的高度即可。通?？墒逛忼X狀層的剖面三角形狀的全部高度小于上斜邊的頂部的高度。此外，即使減小該剖面三角形狀，在相當于剖面三角形狀的底邊的狹窄范圍有垂直方向的按壓力，而可分散施加于線的水平方向的抗力。此外，該波型的鋸齒狀層也有垂直方向的按壓力，因此可使對施加于線的水平方向的抗力的上斜邊的突起部的垂直方向的按壓力相對減小。

本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)中較佳實施狀態(tài)如下所示。

較佳為所述突起部構(gòu)成為階梯狀。原因在于如果實卷繞部分的斜邊變細長，容易因橫向晃動而堆貨崩塌。如果突起部構(gòu)成為階梯狀，所謂防波堤就會變大。因此即使實卷繞部分的被覆層的厚度變高，遍及全長的接合線的卷線構(gòu)造也不易崩壞。此外，突起部的剖面積大于所述波型的鋸齒狀層的平均剖面積為佳。其為發(fā)揮對橫向晃動的防波堤的作用。即，可加高突起部的高度或加寬寬幅。加強抵碰于實卷繞部分的尾端卷繞部分的兩端部的按壓力，而為了使實卷繞部分的線不會滑動。此外，在極端的情形下可去除所述尾端卷繞部分或所述前頭卷繞部分，僅以實卷繞部分構(gòu)成卷線結(jié)構(gòu)。此為了節(jié)省浪費的線。

此外，較佳為在所述實卷繞部分的兩端均設(shè)有所述突起部。此為了即使以鑷子捏抓接合線的終端，也不易松開。此外，也為了防止橫向晃動。

此外，較佳為上述波型的鋸齒狀層的峰的數(shù)量設(shè)有7個～18個。鋸齒狀層的峰一般指線重復(fù)三角形的形狀。但是，實際的三角形狀并非為左右對稱，以線形成的三角形的斜邊也為變形。因此，為方便起見，將在投影的平面，接續(xù)上斜邊的突起部的線之中成為基準的線的高度，比鄰接兩鄰的線的高度更高的情形，計數(shù)為1個峰。

此外，較佳為所述接合線為銀合金。不僅純銀合金，含有銀合金的理由如下所示。即，實用的銀合金，例如ag-pd合金、ag-pd-pt合金、ag-pd-au合金等，由于熔點低且質(zhì)軟，因此容易造成表面磨損，所以本發(fā)明的效果會發(fā)揮地特別顯著。

此外，較佳為所述接合線為貴金屬被覆銅合金。貴金屬被覆銅合金線也比純金線更容易造成表面磨損，而能發(fā)揮本發(fā)明的效果。于此，在貴金屬被覆銅合金線也包含有pd涂敷純銅合金線或au分散pd涂敷純銅合金線。這些均比純金線容易造成表面磨損，而能發(fā)揮本發(fā)明的效果。

此外，實卷繞部分的仰角越急陡，可卷繞越多的線，但是如果實卷繞部分的層數(shù)變厚，則會容易崩壞。此外，鋸齒狀層的峰較佳為形成該實卷繞部分的上面的一半以上的面積，最佳為形成遍及全面。此外，實卷繞部分的層數(shù)或間距間隔借由所使用的接合裝置而適當設(shè)定。

(發(fā)明的效果)

借由本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)，以比現(xiàn)有技術(shù)為更小的尾端卷繞部分的張力，即可牢固地固定比現(xiàn)有技術(shù)更為長形的接合線，即增加卷繞層數(shù)的實卷繞部分的線。此外，波型的鋸齒狀層分散，而基本上抑制住實卷繞部分的線的水平方向的搖晃，因此即使對于輸送時的振動等，也有比現(xiàn)有技術(shù)更有對抗力，可防止比現(xiàn)有技術(shù)更為長形的線的振動搖晃。具體而言，在由純銀合金或銀合金所成的接合線中，可牢固地卷繞1千米以上的長形線，在由純銅或銅合金或被覆有pd的cu或銅合金(上述“pd涂敷銅”)所成的接合線中，可牢固地卷繞2千米以上的長形線，且在由純金或金合金所成的接合線中，可牢固地卷繞5千米以上的長形線。接著，如上所示被卷繞的長形線耐振動搖晃性強，且在接合線的表面沒有磨損等，因此可連續(xù)進行安定的接合作業(yè)。

此外，借由本發(fā)明，可供給比現(xiàn)有技術(shù)更為長形的接合線，因此接合線的重卷作業(yè)以較少的次數(shù)即可。此外，尾端卷繞部分的線也可使用在接合線，因此不會浪費線，而且也可連續(xù)進行線軸更換作業(yè)。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發(fā)明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發(fā)明。

圖1為現(xiàn)有的接合線的卷線結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)的再一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為收納接合線的線軸箱的參考圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖和本發(fā)明具體實施方式的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的具體實施方式，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍。

【實施例1】

使用由純度99.999質(zhì)量％以上的純銀(ag)所構(gòu)成的直徑25μm的線，將其以如圖2所示，纏繞2000m至由2英寸(50.8mm)的筒部與圓板狀凸緣所構(gòu)成的線軸。圖2是借由測長顯微鏡(olympusstm6)，以測定倍率500倍進行作畫，橫軸表示線軸的寬度方向，縱軸表示線軸的高度方向。高度方向的單位為寬度方向的約60倍。

如果由右向左觀看圖2的實卷繞部分，在超過右側(cè)斜邊一半的地方，由線軸的端部的下斜邊成為上斜邊而構(gòu)成右突起部。該右突起部的頂部在實卷繞部分中最高。接續(xù)該右突起部，以波狀鄰接由大小10個峰所構(gòu)成的鋸齒狀層。該鋸齒狀層之后連著平緩的左突起部。其中，線的終端并未顯示在圖2中，其被貼扎在線軸的外壁面。

將卷有上述接合線的3個線軸放入圖5所示的線軸箱，以桌子上方30cm的高度使其落下5次，但是并沒有堆貨崩塌的情形。之后借由實體顯微鏡，遍及全米檢查外觀，完全沒有磨損。

【實施例2】

使用在純度99.99質(zhì)量％以上的純銅(cu)被覆有鈀(pd)的延伸層的直徑18μm的接合線，將其以如圖3所示，纏繞2000米至由2英寸(50.8mm)的筒部與圓板狀凸緣所構(gòu)成的線軸。

如果由右向左觀看圖3的實卷繞部分，首先，接續(xù)由線軸的端部的下斜邊，有第一平坦區(qū)域，接著有具有比下斜邊的仰角更為急陡的仰角的中斜邊。接續(xù)該中斜邊，有第二平坦區(qū)域，接著成為上斜邊，有最高的上斜邊的頂部而構(gòu)成右突起部。接續(xù)該右突起部，以波狀鄰接由大小8個峰所成的鋸齒狀層。

將卷有上述接合線的3個線軸放入圖5所示的線軸箱，進行與實施例1相同的振動試驗，之后借由實體顯微鏡，遍及全米檢查外觀，但是并沒有堆貨崩塌的情形，且完全沒有磨損。

【實施例3】

使用在純度99.99質(zhì)量％以上的純銅(cu)被覆鈀(pd)的薄延伸層及金(au)極薄延伸層的直徑18μm的接合線，將其以如圖4所示，纏繞2000米至由2英寸(50.8mm)的筒部與圓板狀凸緣所構(gòu)成的線軸。

如果由右向左觀看圖4的實卷繞部分，在超過右側(cè)斜邊一半之處，由線軸的端部的下斜邊成為上斜邊而構(gòu)成右突起部。該右突起部的頂部在實卷繞部分最高。接續(xù)該右突起部，以波狀鄰接由大小12個峰所構(gòu)成的鋸齒狀層。

將卷有上述接合線的3個線軸放入圖5所示的線軸箱，進行與實施例1相同的振動試驗，之后借由實體顯微鏡，遍及全米檢查外觀，但是并沒有堆貨崩塌的情形，且完全沒有磨損。

【現(xiàn)有技術(shù)的例子】

使用與實施例1相同的線，如圖1所示，使序列卷繞的前頭卷繞部分、交叉多層卷繞的實卷繞部分及序列卷繞的尾端卷繞部分獨立，纏繞2000米。

將卷有上述接合線的3個線軸放入圖5所示的線軸箱，將卷有上述接合線的3個線軸，與實施例1同樣地進行振動試驗，結(jié)果3個均為接合線由線軸滑落，變得無法裝設(shè)在接合裝置中。

【產(chǎn)業(yè)上可利用性】

本發(fā)明的接合線的卷線結(jié)構(gòu)新穎，除了通用ic(集成電路)、離散式ic(集成電路)、內(nèi)存ic(集成電路)之外，有可適用在高溫高濕的用途且被要求低成本的led(發(fā)光二極管)用的ic(集成電路)封裝體、汽車半導(dǎo)體用ic(集成電路)封裝體等所有半導(dǎo)體的高速接合機器的接合線的用途。

針對上述各實施方式的詳細解釋，其目的僅在于對本發(fā)明進行解釋，以便于能夠更好地理解本發(fā)明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本發(fā)明的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特征也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個實施方式中，而并不僅局限于所描述的實施方式。