专利名称：用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种缠绕在卷轴上并且用于组装半导体装置等的粘接线材的缠绕结构。
背景技术：
用于诸如组装半导体装置的应用的粘接线材围绕卷轴的圆柱形筒被缠绕，作为主缠绕部分，使得数千米长度的线材被堆叠到数十毫米的厚度。为了防止主缠绕部分的堆叠滑动而塌陷，例如，采用如图3中示出的交叉缠绕结构(交叉缠绕结构部分14)，其中向左前进的线材圈和向右前进的线材圈在它们被缠绕在卷轴上时彼此交叉；根据这种结构，预定轴向长度的平行排列的缠绕部分(13)由线材不交叉的卷轴的卷绕开始端部形成,并且线材的卷绕开始端部(11)(当解开线圈时的尾端部)和线材的卷绕结束端部(12)(当解开线圈时的头端部)通过(暂时紧固)粘合带(15)被紧固在筒或凸缘(16)的端面上，以防止线圈滑动而塌陷(参考专利公开I)。线材的这个缠绕体当在使用中时(即在卷轴安装在粘接装置中之后)其头端部自由，在去除粘合带之后，并且被拉出且用作接地端部，且其尾端部被拉出并且被设置在线材递送导管中。也采用称为线材切割方法的另一方法，其中将线材的尾端部紧固在卷轴的凸缘中的一个等上的粘合带不被去除，而是在粘合带附近割断线材使之自由并且切割端部被拉出以便连接到地面。粘合带的上述去除需要使用一对镊子的非常细致的工作，并且有时在缠绕的线材的头端部或尾端部，被张紧地紧固的粘接线材在剥离粘合带时从镊子滑落。在另一方面，在粘合带不被去除而是线材被切割且拉出以便用作接地端部的情况下，张紧的粘接线材的切割端部可以飞脱镊子并且粘接线材可能变松散。在头端部(在线材卷绕时它是前端部)的情况下，其松弛不影响主缠绕部分中的粘接线材，但在尾端部(在线材卷绕时它是后端部)的情况下，在尾端部处的粘接线材的松弛倾向于引起那个端部后退到围绕卷轴的筒缠绕的线材的堆叠中，或者可引起所谓弹回的现象，该弹回的现象是张紧的粘接线材的切割触发的围绕卷轴的筒缠绕的线材的松弛或缠结或松弛和缠结。代替将线材的尾端部紧固在筒或凸缘的端面上，已经尝试如图4中所示的例如用于半导体应用的粘接线材缠绕结构，其中用来引出线材的长的材料(18)连接到线材的卷绕结束端部(17)(参考专利公开2)。附图标记19表示该凸缘。根据建议，长的材料优选地是半粘合带，该半粘合带以可释放的方式粘附到自身但不粘附到其它物质。然而，在这个现有技术中，需要使用以半粘合带的形式的另外的物品并且这增加制造成本以及管理成本。而且，担心在粘接操作中不需要的半粘合带可能被错误地拉动而与线材粘接在一起；此外，由于周围温度的变化，存在去除半粘合带所需的时间变得不合理地长的情况，引起操作效率的降低。也已经尝试一种类型的线材缠绕结构，其中在主缠绕部分的每一个端部附近设置一个平行排列的缠绕部分(参考专利公开3)。图5示出这种结构的实施例，其中类似堆叠、稻草的日本传统方式的具有梯形轮廓的由线材的堆叠组成的主缠绕部分21 (后面称为“阶梯堆叠”)通过交叉多层缠绕被铺设在卷轴20的中央部分上，并且引导端部缠绕部分22和尾端部缠绕部分23在主缠绕部分21处于该部分22和23之间的部位被平行排列地缠绕在卷轴20上，并且线材的每一个端部通过末端紧固粘合带24被紧固在凸缘25上。如果缠绕成平行排列的引导端部部分制成具有常规宽的缠绕节距，如图6(a)中所示，并且采用该线材切割方法，则在切割粘接线材时引导端部部分22将经常受到瞬间的松弛、滑动和缠结，即所谓的弹回现象(参考图6(a)和6(b))。然而，据说通过紧密排列粘接线材使得相邻的线材部分彼此紧密接触，允许在切割粘接线材时施加到粘接线材26的冲击能量被相邻的线材部分吸收并且传播到相邻的线材部分(图6(c))。但这种计划不被认为是该问题的完美解决方案。专利公开专利公开I :公开的实用新型申请昭57-093144专利公开2 :公开的专利申请2000-277560专利公开3 :公开的专利申请2004-111449
发明内容
本发明设法解决的问题考虑到上述常规情况作出本发明，并且本发明的目标是提供一种粘接线材的缠绕结构，当粘接线材的引导端部部分意外从镊子滑落时该缠绕结构不允许弹回现象发生。而且，本发明的另一目标是提出一种缠绕结构，在该缠绕结构中可以借助线材自身的缠绕紧密紧固粘接线材的卷绕结束端部部分(引导部分)，而不必扭曲或弯曲线材。解决问题的手段为了解决上述问题，根据本发明的用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构的实施例中的一个是(a)用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，该缠绕结构包括由围绕卷轴的圆柱形筒的中央部分缠绕的、要用作粘接线材的线材形成的主缠绕部分，由从主缠绕部分的线材的卷绕结束端部延续的线材形成并且围绕卷轴的圆柱形筒的端部部分缠绕的接地部分，以及由从接地部分延续的线材形成并且紧固到卷轴的凸缘的线材端部部分；其中接地部分的线材的缠绕结构总体上是由第一缠绕准层的线材和第二缠绕准层的线材组成的一层缠绕结构，第一缠绕准层是缠绕在卷轴筒上的多个密集平行排列的线材圈，并且第二缠绕准层的线材是大体上彼此分离的多个线材圈，但第二缠绕准层的线材圈中的一些线材圈均高度紧密地铺设在第一缠绕准层的两个相邻的平行线材圈之间。而且，粘接线材的缠绕结构的实施例中的另一个实施例是(b)用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，该缠绕结构包括由围绕卷轴的圆柱形筒的中央部分缠绕的、要用作粘接线材的线材形成的主缠绕部分，由从主缠绕部分的线材的卷绕结束端部延续的线材形成并且围绕卷轴的圆柱形筒的端部部分缠绕的接地部分，以及由从接地部分延续的线材形成并且紧固到卷轴的凸缘的线材端部部分；其中接地部分的线材的缠绕结构总体上是由第一缠绕准层的线材和第二缠绕准层的线材组成的一层缠绕结构，第一缠绕准层的线材形成主接地部分和副接地部分，该主接地部分是以向外(离开主缠绕部分)前进的方式缠绕在卷轴筒4上的多个密集平行排列的线材圈，该副接地部分以向内前进的方式缠绕在卷轴筒上，第二缠绕准层的线材是大体上彼此分离的一个或更多个线材圈，但第二缠绕准层的线材圈中的至少一个线材圈被高度紧密地铺设在主接地部分的两个相邻的平行线材圈之间。
而且，根据本发明的用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构的优选实施例的一些如下(C)粘接线材由经过热处理的金属丝制成。(d)被缠绕以形成主接地部分的第一缠绕准层的线材以离开主缠绕部分前进的方式被缠绕。(e)缠绕在缠绕在卷轴筒4上的主接地部分上方的第二缠绕准层的线材的一个或更多个圈均被铺设在缠绕在卷轴筒4上的第一准层的线材的两个相邻的平行排列的圈之间，使得第二缠绕准层线材被压力俘获在第一准层的线材圈之间。(f)缠绕在副接地部分中的第一缠绕准层的线材沿着与缠绕在主接地部分中的第一缠绕准层的线材被缠绕的方向相反的方向被缠绕。本发明的效果根据本发明，围绕卷轴的圆柱形筒缠绕的主缠绕部分的粘接线材的卷绕结束端部(或解开开始端部)连接到接地部分，该接地部分是由第一缠绕准层线材和第二缠绕准层线材组成的一层构造，其中第二缠绕准层的线材是大体上彼此分离的多个线材圈，该多个线材圈中的一些线材圈均高度紧密的铺设在第一缠绕准层的两个相邻的平行线材圈之间，该平行线材圈被紧密地平行排列在卷轴筒4上，使得可以确定地避免招致线材堆叠的塌陷的弹回现象。此外，通过使接地部分具有由主接地部分和副接地部分以这个次序串联地组成的两部分结构，可以以更高的确定性防止弹回现象和堆叠塌陷。本发明的其它效果包括(i)如果在线材弹回的情况下(即线材在卷轴上松弛)执行粘接操作，则线材被缠结并且线材可能折断。然而，依靠该线材被布置成以高度紧密排列的方式缠绕的事实，由此由于线材接触的摩擦阻力相当高，主接地部分的线材不松弛并且不会引起不利现象。(ii)可以与主缠绕部分的缠绕长度和缠绕情况无关地应用本发明的线材缠绕结构。(iii)由于与常规线材缠绕结构相比接地部分处的张力较高，因此在运输期间接地部分的松弛的频率大大最小化。(iv)通常，当线材的松弛发生时，在再次使用卷轴之前用人手一圈一圈解开松弛的线材，但因为缠绕结构的高度紧密排列，现在可以免去这种作业。
图I是示出本发明的第一缠绕结构的重要部分的说明性部分视图。图2是示出本发明的第二缠绕结构的重要部分的说明性部分视图。图3是示出传统技术的说明性视图，其中粘接线材的主缠绕部分为交叉缠绕结构。图4是示出传统技术的说明性视图，其中用于半导体应用的粘接线材缠绕结构使得用来引出线材的长的材料连接到线材的卷绕结束端部(17)。图5是示出传统技术的说明性视图，其中缠绕结构使得平行排列的缠绕部分布置在主缠绕部分的每一侧上。图6是示出发生在粘接线材的引导端部缠绕部分的弹回现象的一组说明性视图，其中视图(a)示出具有宽的缠绕节距的、以平行排列的方式缠绕的普通引导端部缠绕部分，并且其中视图(b)示出在(a)的情况下实施线材切割方法时发生的弹回现象，并且其中视图(C)示出线材紧密排列的引导端部缠绕部分。
具体实施方式
现在，将参考附图详细说明实施本发明的例子。根据本发明的缠绕结构的第一例子呈现如下结构构成第一准层的多圈线材在卷轴的筒上彼此平行地排列，并且构成第二准层的一些圈的线材均紧密地排列在第一准层线材的平行的圈之间，而第二准层线材的其它圈既不彼此平行也不紧密地排列在一起。由于彼此平行地排列的第一准层的多个线材圈，从主缠绕部分被拉开的主缠绕部分的线材的影响现在可以被忽略。而且，第二准层的一些线材圈在彼此平行地缠绕在卷轴筒上的第一准层的平行线材圈之间均紧密地排列，使得它们形成高度紧密排列的准带结构；由于这种结构，即使固定到卷轴的凸缘的粘接线材从镊子落下，主缠绕部分的粘接线材也不松开。然而，为了安全的目的，优选的是，用许多圈第二准层线材围绕粘接线材包覆。如图I中示出的，第一准层3的适当圈数(至少4圈是必要的，并且优选地10-15圈)线材围绕卷轴筒2的在卷轴的凸缘I和主缠绕部分(未示出)之间延伸的那个部分以向外(在图I中向左)前进的方式缠绕，使得它们彼此平行地紧密排列，并且第一准层的卷绕结束端部被带回到第一准层3的卷绕开始位置，以开始第二准层4的缠绕，其中第二准层4的线材的圈被紧密地压在第一准层线材的中心圈和恰好在该中心圈之前的圈之间，并且随后缠绕一圈或多个未排列的圈的第二准层，并且卷绕结束端部借助一块粘合带5被固定到凸缘I (也可以将该端部固定到卷轴筒2)。在借助粘合带固定的位置，可以利用长的材料(半粘合带)，该长的材料通常用于拉出线材端部。第一准层的缠绕以使相邻的线材圈彼此平行且接触地排列的方式进行，并且第二准层的缠绕以使缠绕张力等于或者甚至高于在缠绕第一准层的情况下的缠绕张力的方式进行，由此引起第二准层的每个圈侵入第一准层的相邻的圈之间，其结果是产生密集排列的层。(顺便提及，第二准层的张力是主缠绕部分的张力的两倍)。按照目前情况，确实防止了由于弹回而释放粘接线材的这种棘手的现象。用于第二准层的缠绕张力不被指定，而是优选地它可以与用于第一准层的缠绕张力相等或者大于用于第一准层的缠绕张力。(顺便提及，用于第二准层的缠绕张力是用于主缠绕部分的缠绕张力的两倍)。为了方便的目的，第一准层的线材圈由粗的黑线代表并且第二准层的线材圈由带有轮廓的灰线代表。在缠绕结构的第二例子中，接地部分由两部分组成一个是主接地部分并且另一个是继主接地部分之后的副接地部分。借助副接地部分布置成从主接地部分接连的事实，从主缠绕部分拉主缠绕部分的线材的力不被副接地部分感觉到。而且,借助由主接地线材和副接地线材的增加的接触面积引起的增加的摩擦阻力，从副接地部分拉副接地部分的线材的力不被末端带感觉到。因此,可以维持主缠绕部分的线材和副接地线材的摩擦阻力的力大于在剥离末端带之后没有镊子来帮助保持线材端部情况下副接地线材自身被解开的力。这个摩擦阻力随着主接地部分的线材圈的数量增加而变大。如 图2中所示，围绕卷轴筒2的在卷轴的凸缘I附近延伸的那部分缠绕主接地部分6的线材的、紧密排列的向外(向左)前进的圈(作为第一准层)和副接地部分7的线材的向内前进的圈。然后，副接地部分的卷绕结束端部被带回到主接地部分6，并且第二准层的缠绕随着迫使该线材处于主接地部分7的相邻的圈之间(在中心的圈和恰好在其前面的圈之间)而开始，并且随后第二准层4的一个圈或多个未排列的圈被缠绕，其卷绕结束端部借助粘合带固定到凸缘I上(替代地到卷轴的筒2上)。以与缠绕结构的第一例子类似的方式，用于第二准层4的缠绕张力等于或者甚至大于用于第一准层的缠绕的缠绕张力。(顺便提及，用于第二准层的缠绕张力是用于主缠绕部分的缠绕张力的两倍)。借助这种缠绕结构，确实防止了由于弹回而释放粘接线材的这种棘手的现象。不用说，在缠绕结构的这些例子的任一个中，可以在主缠绕部分的两侧上提供引导端部部分(接地部分)。由于用于粘接线材的材料选自Au、Ag、Al、Cu或它们的两种或更多种的合金，因此可以取决于线材材料的选择控制线材圈的数量和线材节距。顺便提及，第一准层线材可以具有上述摩擦阻力，但该摩擦阻力沿水平方向起作用，作为沿第二准层的整个长度的压缩力，使得线材免于划痕和凹痕引起的在其光滑的外观中出现异常。例子首先，以交叉多层缠绕技术的方式，通过在具有50mm的直径和45. 5mm的长度的卷轴的圆柱形筒上缠绕用于半导体应用的Au粘接线材形成主缠绕部分，直到铺设4000层，每一个卷轴长度包括10000米、具有25iim的直径和99. 99质量％或更高的纯度(它已经被热处理以便具有4%的伸长百分比)的Au粘接线材。在这种卷绕操作中，采用阶梯式的堆叠技术，其中线材层的宽度随着堆叠的高度增加恒定地减小。卷绕状态使得第一线材层的宽度是40mm并且节距宽度是5mm。在如上所述形成主缠绕部分之后，卷绕向着要引出主接地线材和副接地线材的位置进行，并且因此形成主接地部分和副接地部分。在这种情况下，缠绕主接地线材的方式使得用于主接地线材的张力是用于主缠绕部分的张力的两倍，并且在线材直径是25 y m的情况下节距宽度是25 u m,并且卷绕十一圈线材，每一个新的圈增大离开主缠绕部分的距离。缠绕副接地线材的方式使得用于它的张力是用于主缠绕部分的张力的两倍，并且每一个线材圈均大体上紧密邻接相邻的一个线材圈的六个平行的线材圈被卷绕在主接地部分和主缠绕部分之间，每一个新的圈从主缠绕部分向着主接地部分移位。接下来，两圈线材被卷绕在主接地线材圈之间，该主接地线材圈与副接地线材一样以用于主缠绕部分的张力的两倍的张力被缠绕，并且随后线材端部使用粘合带通过常规固定手段被固定到凸缘的周边部分。对比例子除了不设置副接地部分并且主接地线材被卷绕20圈、该20圈的每个新的一圈远离主缠绕部分移位之外，所有其它步骤以与该例子中相同的方式被遵循，直到线材末端借助粘合带被固定到凸缘的周边部分。
分别制备该例子和对比例子的十个卷轴，线材(25μπι直径)如上所述被紧固到其上，并且每一个卷轴经受以下实验，其中，使用镊子，线材在粘合带附近被切断，并且从卷轴的筒被解开的线材圈的数量被计数并且计算平均数量。表I示出结果。表I
权利要求
1.一种用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，所述缠绕结构包括由围绕卷轴的圆柱形筒的中央部分缠绕的、要用作粘接线材的线材形成的主缠绕部分，由从所述主缠绕部分的线材的卷绕结束端部成一体地延续的线材形成、并且围绕所述卷轴的圆柱形筒的端部部分缠绕的接地部分，以及由从所述接地部分成一体地延续的线材形成并且紧固到所述卷轴的凸缘的线材端部部分；其中 所述接地部分的线材的缠绕结构总体上是由第一缠绕准层的线材和第二缠绕准层的线材组成的一层缠绕结构，所述第一缠绕准层是围绕所述卷轴筒缠绕的、多个密集平行排列的线材圈，并且所述第二缠绕准层的线材构成大体上彼此分离的多个线材圈，所述第二缠绕准层的多个线材圈中的一些线材圈分别高度紧密地铺设在所述第一缠绕准层的两个相邻的平行线材圈之间。
2.一种用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，所述缠绕结构包括由围绕卷轴的圆柱形筒的中央部分缠绕的、要用作粘接线材的线材形成的主缠绕部分，由从所述主缠绕部分的线材的卷绕结束端部成一体地延续的线材形成、并且围绕所述卷轴的圆柱形筒的端部 部分缠绕的接地部分，以及由从所述接地部分成一体地延续的线材形成并且紧固到所述卷轴的凸缘的线材端部部分；其中 所述接地部分的线材的缠绕结构总体上是由第一缠绕准层的线材和第二缠绕准层的线材组成的一层缠绕结构，所述第一缠绕准层的线材形成主接地部分和副接地部分，所述主接地部分是以向外前进的方式围绕所述卷轴筒缠绕的多个密集平行排列的线材圈，所述副接地部分以向内前进的方式围绕所述卷轴筒缠绕，所述第二缠绕准层的线材构成大体上彼此分离的一个或更多个线材圈，所述第二缠绕准层的多个线材圈中的至少一个线材圈被高度紧密地铺设在所述主接地部分的两个相邻的平行线材圈之间。
3.如权利要求I或2所述的用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，其特征在于，所述粘接线材由经过热处理的金属丝制成。
4.如权利要求I或2所述的用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，其特征在于，被缠绕以形成所述主接地部分的所述第一缠绕准层的线材以离开所述主缠绕部分前进的方式被缠绕。
5.如权利要求I或2所述的用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，其特征在于，缠绕在围绕所述卷轴筒缠绕的所述主接地部分中的所述第二缠绕准层的线材的一个或更多个圈分别被铺设在围绕所述卷轴筒缠绕的所述第一准层的线材的两个相邻的平行排列的圈之间，使得所述第二缠绕准层线材被压力俘获在所述第一准层的线材圈之间。
6.如权利要求2所述的用于半导体应用的粘接线材的缠绕结构，其特征在于，缠绕在所述副接地部分中的所述第一缠绕准层的线材沿着与缠绕在所述主接地部分中的所述第一缠绕准层的线材被缠绕的方向相反的方向被缠绕。
全文摘要
本发明提供一种即使用于粘接线材的线材被切断也不会出现线材弹回现象、并且卷轴上的线材不会大量松弛的缠绕结构的缠绕方式。该缠绕结构包括围绕卷轴的筒的线材缠绕部分缠绕的粘接线材的主缠绕部分的卷绕结束端部(线材操作时的接地部分)，以及在卷轴的筒上相互密集平行排列的线材圈，线材圈中的多个线材圈均被高度紧密地俘获在第一缠绕结构层的平行线材圈之间。
文档编号H01L21/60GK102656676SQ201080003409
公开日2012年9月5日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者弥永幸弘, 本田里奈 申请人:田中电子工业株式会社