用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構的製作方法

2023-06-02 01:49:56 1

專利名稱：用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種纏繞在捲軸上並且用於組裝半導體裝置等的粘接線材的纏繞結構。
背景技術：
用於諸如組裝半導體裝置的應用的粘接線材圍繞捲軸的圓柱形筒被纏繞，作為主纏繞部分，使得數千米長度的線材被堆疊到數十毫米的厚度。為了防止主纏繞部分的堆疊滑動而塌陷，例如，採用如圖3中示出的交叉纏繞結構(交叉纏繞結構部分14)，其中向左前進的線材圈和向右前進的線材圈在它們被纏繞在捲軸上時彼此交叉；根據這種結構，預定軸向長度的平行排列的纏繞部分(13)由線材不交叉的捲軸的卷繞開始端部形成,並且線材的卷繞開始端部(11)(當解開線圈時的尾端部)和線材的卷繞結束端部(12)(當解開線圈時的頭端部)通過(暫時緊固)粘合帶(15)被緊固在筒或凸緣(16)的端面上，以防止線圈滑動而塌陷(參考專利公開I)。線材的這個纏繞體當在使用中時(即在捲軸安裝在粘接裝置中之後)其頭端部自由，在去除粘合帶之後，並且被拉出且用作接地端部，且其尾端部被拉出並且被設置在線材遞送導管中。也採用稱為線材切割方法的另一方法，其中將線材的尾端部緊固在捲軸的凸緣中的一個等上的粘合帶不被去除，而是在粘合帶附近割斷線材使之自由並且切割端部被拉出以便連接到地面。粘合帶的上述去除需要使用一對鑷子的非常細緻的工作，並且有時在纏繞的線材的頭端部或尾端部，被張緊地緊固的粘接線材在剝離粘合帶時從鑷子滑落。在另一方面，在粘合帶不被去除而是線材被切割且拉出以便用作接地端部的情況下，張緊的粘接線材的切割端部可以飛脫鑷子並且粘接線材可能變鬆散。在頭端部(在線材卷繞時它是前端部)的情況下，其鬆弛不影響主纏繞部分中的粘接線材，但在尾端部(在線材卷繞時它是後端部)的情況下，在尾端部處的粘接線材的鬆弛傾向於引起那個端部後退到圍繞捲軸的筒纏繞的線材的堆疊中，或者可引起所謂彈回的現象，該彈回的現象是張緊的粘接線材的切割觸發的圍繞捲軸的筒纏繞的線材的鬆弛或纏結或鬆弛和纏結。代替將線材的尾端部緊固在筒或凸緣的端面上，已經嘗試如圖4中所示的例如用於半導體應用的粘接線材纏繞結構，其中用來引出線材的長的材料(18)連接到線材的卷繞結束端部(17)(參考專利公開2)。附圖標記19表示該凸緣。根據建議，長的材料優選地是半粘合帶，該半粘合帶以可釋放的方式粘附到自身但不粘附到其它物質。然而，在這個現有技術中，需要使用以半粘合帶的形式的另外的物品並且這增加製造成本以及管理成本。而且，擔心在粘接操作中不需要的半粘合帶可能被錯誤地拉動而與線材粘接在一起；此外，由於周圍溫度的變化，存在去除半粘合帶所需的時間變得不合理地長的情況，引起操作效率的降低。也已經嘗試一種類型的線材纏繞結構，其中在主纏繞部分的每一個端部附近設置一個平行排列的纏繞部分(參考專利公開3)。圖5示出這種結構的實施例，其中類似堆疊、稻草的日本傳統方式的具有梯形輪廓的由線材的堆疊組成的主纏繞部分21 (後面稱為「階梯堆疊」)通過交叉多層纏繞被鋪設在捲軸20的中央部分上，並且引導端部纏繞部分22和尾端部纏繞部分23在主纏繞部分21處於該部分22和23之間的部位被平行排列地纏繞在捲軸20上，並且線材的每一個端部通過末端緊固粘合帶24被緊固在凸緣25上。如果纏繞成平行排列的引導端部部分製成具有常規寬的纏繞節距，如圖6(a)中所示，並且採用該線材切割方法，則在切割粘接線材時引導端部部分22將經常受到瞬間的鬆弛、滑動和纏結，即所謂的彈回現象(參考圖6(a)和6(b))。然而，據說通過緊密排列粘接線材使得相鄰的線材部分彼此緊密接觸，允許在切割粘接線材時施加到粘接線材26的衝擊能量被相鄰的線材部分吸收並且傳播到相鄰的線材部分(圖6(c))。但這種計劃不被認為是該問題的完美解決方案。專利公開專利公開I :公開的實用新型申請昭57-093144專利公開2 :公開的專利申請2000-277560專利公開3 :公開的專利申請2004-111449

發明內容
本發明設法解決的問題考慮到上述常規情況作出本發明，並且本發明的目標是提供一種粘接線材的纏繞結構，當粘接線材的引導端部部分意外從鑷子滑落時該纏繞結構不允許彈回現象發生。而且，本發明的另一目標是提出一種纏繞結構，在該纏繞結構中可以藉助線材自身的纏繞緊密緊固粘接線材的卷繞結束端部部分(引導部分)，而不必扭曲或彎曲線材。解決問題的手段為了解決上述問題，根據本發明的用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構的實施例中的一個是(a)用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，該纏繞結構包括由圍繞捲軸的圓柱形筒的中央部分纏繞的、要用作粘接線材的線材形成的主纏繞部分，由從主纏繞部分的線材的卷繞結束端部延續的線材形成並且圍繞捲軸的圓柱形筒的端部部分纏繞的接地部分，以及由從接地部分延續的線材形成並且緊固到捲軸的凸緣的線材端部部分；其中接地部分的線材的纏繞結構總體上是由第一纏繞準層的線材和第二纏繞準層的線材組成的一層纏繞結構，第一纏繞準層是纏繞在捲軸筒上的多個密集平行排列的線材圈，並且第二纏繞準層的線材是大體上彼此分離的多個線材圈，但第二纏繞準層的線材圈中的一些線材圈均高度緊密地鋪設在第一纏繞準層的兩個相鄰的平行線材圈之間。而且，粘接線材的纏繞結構的實施例中的另一個實施例是(b)用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，該纏繞結構包括由圍繞捲軸的圓柱形筒的中央部分纏繞的、要用作粘接線材的線材形成的主纏繞部分，由從主纏繞部分的線材的卷繞結束端部延續的線材形成並且圍繞捲軸的圓柱形筒的端部部分纏繞的接地部分，以及由從接地部分延續的線材形成並且緊固到捲軸的凸緣的線材端部部分；其中接地部分的線材的纏繞結構總體上是由第一纏繞準層的線材和第二纏繞準層的線材組成的一層纏繞結構，第一纏繞準層的線材形成主接地部分和副接地部分，該主接地部分是以向外(離開主纏繞部分)前進的方式纏繞在捲軸筒4上的多個密集平行排列的線材圈，該副接地部分以向內前進的方式纏繞在捲軸筒上，第二纏繞準層的線材是大體上彼此分離的一個或更多個線材圈，但第二纏繞準層的線材圈中的至少一個線材圈被高度緊密地鋪設在主接地部分的兩個相鄰的平行線材圈之間。
而且，根據本發明的用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構的優選實施例的一些如下(C)粘接線材由經過熱處理的金屬絲製成。(d)被纏繞以形成主接地部分的第一纏繞準層的線材以離開主纏繞部分前進的方式被纏繞。(e)纏繞在纏繞在捲軸筒4上的主接地部分上方的第二纏繞準層的線材的一個或更多個圈均被鋪設在纏繞在捲軸筒4上的第一準層的線材的兩個相鄰的平行排列的圈之間，使得第二纏繞準層線材被壓力俘獲在第一準層的線材圈之間。(f)纏繞在副接地部分中的第一纏繞準層的線材沿著與纏繞在主接地部分中的第一纏繞準層的線材被纏繞的方向相反的方向被纏繞。本發明的效果根據本發明，圍繞捲軸的圓柱形筒纏繞的主纏繞部分的粘接線材的卷繞結束端部(或解開開始端部)連接到接地部分，該接地部分是由第一纏繞準層線材和第二纏繞準層線材組成的一層構造，其中第二纏繞準層的線材是大體上彼此分離的多個線材圈，該多個線材圈中的一些線材圈均高度緊密的鋪設在第一纏繞準層的兩個相鄰的平行線材圈之間，該平行線材圈被緊密地平行排列在捲軸筒4上，使得可以確定地避免招致線材堆疊的塌陷的彈回現象。此外，通過使接地部分具有由主接地部分和副接地部分以這個次序串聯地組成的兩部分結構，可以以更高的確定性防止彈回現象和堆疊塌陷。本發明的其它效果包括(i)如果在線材彈回的情況下(即線材在捲軸上鬆弛)執行粘接操作，則線材被纏結並且線材可能折斷。然而，依靠該線材被布置成以高度緊密排列的方式纏繞的事實，由此由於線材接觸的摩擦阻力相當高，主接地部分的線材不鬆弛並且不會引起不利現象。(ii)可以與主纏繞部分的纏繞長度和纏繞情況無關地應用本發明的線材纏繞結構。(iii)由於與常規線材纏繞結構相比接地部分處的張力較高，因此在運輸期間接地部分的鬆弛的頻率大大最小化。(iv)通常，當線材的鬆弛發生時，在再次使用捲軸之前用人手一圈一圈解開鬆弛的線材，但因為纏繞結構的高度緊密排列，現在可以免去這種作業。


圖I是示出本發明的第一纏繞結構的重要部分的說明性部分視圖。圖2是示出本發明的第二纏繞結構的重要部分的說明性部分視圖。圖3是示出傳統技術的說明性視圖，其中粘接線材的主纏繞部分為交叉纏繞結構。圖4是示出傳統技術的說明性視圖，其中用於半導體應用的粘接線材纏繞結構使得用來引出線材的長的材料連接到線材的卷繞結束端部(17)。圖5是示出傳統技術的說明性視圖，其中纏繞結構使得平行排列的纏繞部分布置在主纏繞部分的每一側上。圖6是示出發生在粘接線材的引導端部纏繞部分的彈回現象的一組說明性視圖，其中視圖(a)示出具有寬的纏繞節距的、以平行排列的方式纏繞的普通引導端部纏繞部分，並且其中視圖(b)示出在(a)的情況下實施線材切割方法時發生的彈回現象，並且其中視圖(C)示出線材緊密排列的引導端部纏繞部分。
具體實施方式

現在，將參考附圖詳細說明實施本發明的例子。根據本發明的纏繞結構的第一例子呈現如下結構構成第一準層的多圈線材在捲軸的筒上彼此平行地排列，並且構成第二準層的一些圈的線材均緊密地排列在第一準層線材的平行的圈之間，而第二準層線材的其它圈既不彼此平行也不緊密地排列在一起。由於彼此平行地排列的第一準層的多個線材圈，從主纏繞部分被拉開的主纏繞部分的線材的影響現在可以被忽略。而且，第二準層的一些線材圈在彼此平行地纏繞在捲軸筒上的第一準層的平行線材圈之間均緊密地排列，使得它們形成高度緊密排列的準帶結構；由於這種結構，即使固定到捲軸的凸緣的粘接線材從鑷子落下，主纏繞部分的粘接線材也不鬆開。然而，為了安全的目的，優選的是，用許多圈第二準層線材圍繞粘接線材包覆。如圖I中示出的，第一準層3的適當圈數(至少4圈是必要的，並且優選地10-15圈)線材圍繞捲軸筒2的在捲軸的凸緣I和主纏繞部分(未示出)之間延伸的那個部分以向外(在圖I中向左)前進的方式纏繞，使得它們彼此平行地緊密排列，並且第一準層的卷繞結束端部被帶回到第一準層3的卷繞開始位置，以開始第二準層4的纏繞，其中第二準層4的線材的圈被緊密地壓在第一準層線材的中心圈和恰好在該中心圈之前的圈之間，並且隨後纏繞一圈或多個未排列的圈的第二準層，並且卷繞結束端部藉助一塊粘合帶5被固定到凸緣I (也可以將該端部固定到捲軸筒2)。在藉助粘合帶固定的位置，可以利用長的材料(半粘合帶)，該長的材料通常用於拉出線材端部。第一準層的纏繞以使相鄰的線材圈彼此平行且接觸地排列的方式進行，並且第二準層的纏繞以使纏繞張力等於或者甚至高於在纏繞第一準層的情況下的纏繞張力的方式進行，由此引起第二準層的每個圈侵入第一準層的相鄰的圈之間，其結果是產生密集排列的層。(順便提及，第二準層的張力是主纏繞部分的張力的兩倍)。按照目前情況，確實防止了由於彈回而釋放粘接線材的這種棘手的現象。用於第二準層的纏繞張力不被指定，而是優選地它可以與用於第一準層的纏繞張力相等或者大於用於第一準層的纏繞張力。(順便提及，用於第二準層的纏繞張力是用於主纏繞部分的纏繞張力的兩倍)。為了方便的目的，第一準層的線材圈由粗的黑線代表並且第二準層的線材圈由帶有輪廓的灰線代表。在纏繞結構的第二例子中，接地部分由兩部分組成一個是主接地部分並且另一個是繼主接地部分之後的副接地部分。藉助副接地部分布置成從主接地部分接連的事實，從主纏繞部分拉主纏繞部分的線材的力不被副接地部分感覺到。而且,藉助由主接地線材和副接地線材的增加的接觸面積引起的增加的摩擦阻力，從副接地部分拉副接地部分的線材的力不被末端帶感覺到。因此,可以維持主纏繞部分的線材和副接地線材的摩擦阻力的力大於在剝離末端帶之後沒有鑷子來幫助保持線材端部情況下副接地線材自身被解開的力。這個摩擦阻力隨著主接地部分的線材圈的數量增加而變大。如 圖2中所示，圍繞捲軸筒2的在捲軸的凸緣I附近延伸的那部分纏繞主接地部分6的線材的、緊密排列的向外(向左)前進的圈(作為第一準層)和副接地部分7的線材的向內前進的圈。然後，副接地部分的卷繞結束端部被帶回到主接地部分6，並且第二準層的纏繞隨著迫使該線材處於主接地部分7的相鄰的圈之間(在中心的圈和恰好在其前面的圈之間)而開始，並且隨後第二準層4的一個圈或多個未排列的圈被纏繞，其卷繞結束端部藉助粘合帶固定到凸緣I上(替代地到捲軸的筒2上)。以與纏繞結構的第一例子類似的方式，用於第二準層4的纏繞張力等於或者甚至大於用於第一準層的纏繞的纏繞張力。(順便提及，用於第二準層的纏繞張力是用於主纏繞部分的纏繞張力的兩倍)。藉助這種纏繞結構，確實防止了由於彈回而釋放粘接線材的這種棘手的現象。不用說，在纏繞結構的這些例子的任一個中，可以在主纏繞部分的兩側上提供引導端部部分(接地部分)。由於用於粘接線材的材料選自Au、Ag、Al、Cu或它們的兩種或更多種的合金，因此可以取決於線材材料的選擇控制線材圈的數量和線材節距。順便提及，第一準層線材可以具有上述摩擦阻力，但該摩擦阻力沿水平方向起作用，作為沿第二準層的整個長度的壓縮力，使得線材免於劃痕和凹痕引起的在其光滑的外觀中出現異常。例子首先，以交叉多層纏繞技術的方式，通過在具有50mm的直徑和45. 5mm的長度的捲軸的圓柱形筒上纏繞用於半導體應用的Au粘接線材形成主纏繞部分，直到鋪設4000層，每一個捲軸長度包括10000米、具有25iim的直徑和99. 99質量％或更高的純度(它已經被熱處理以便具有4%的伸長百分比)的Au粘接線材。在這種卷繞操作中，採用階梯式的堆疊技術，其中線材層的寬度隨著堆疊的高度增加恆定地減小。卷繞狀態使得第一線材層的寬度是40mm並且節距寬度是5mm。在如上所述形成主纏繞部分之後，卷繞向著要引出主接地線材和副接地線材的位置進行，並且因此形成主接地部分和副接地部分。在這種情況下，纏繞主接地線材的方式使得用於主接地線材的張力是用於主纏繞部分的張力的兩倍，並且在線材直徑是25 y m的情況下節距寬度是25 u m,並且卷繞十一圈線材，每一個新的圈增大離開主纏繞部分的距離。纏繞副接地線材的方式使得用於它的張力是用於主纏繞部分的張力的兩倍，並且每一個線材圈均大體上緊密鄰接相鄰的一個線材圈的六個平行的線材圈被卷繞在主接地部分和主纏繞部分之間，每一個新的圈從主纏繞部分向著主接地部分移位。接下來，兩圈線材被卷繞在主接地線材圈之間，該主接地線材圈與副接地線材一樣以用於主纏繞部分的張力的兩倍的張力被纏繞，並且隨後線材端部使用粘合帶通過常規固定手段被固定到凸緣的周邊部分。對比例子除了不設置副接地部分並且主接地線材被卷繞20圈、該20圈的每個新的一圈遠離主纏繞部分移位之外，所有其它步驟以與該例子中相同的方式被遵循，直到線材末端藉助粘合帶被固定到凸緣的周邊部分。
分別製備該例子和對比例子的十個捲軸，線材(25μπι直徑)如上所述被緊固到其上，並且每一個捲軸經受以下實驗，其中，使用鑷子，線材在粘合帶附近被切斷，並且從捲軸的筒被解開的線材圈的數量被計數並且計算平均數量。表I示出結果。表I
權利要求
1.一種用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，所述纏繞結構包括由圍繞捲軸的圓柱形筒的中央部分纏繞的、要用作粘接線材的線材形成的主纏繞部分，由從所述主纏繞部分的線材的卷繞結束端部成一體地延續的線材形成、並且圍繞所述捲軸的圓柱形筒的端部部分纏繞的接地部分，以及由從所述接地部分成一體地延續的線材形成並且緊固到所述捲軸的凸緣的線材端部部分；其中 所述接地部分的線材的纏繞結構總體上是由第一纏繞準層的線材和第二纏繞準層的線材組成的一層纏繞結構，所述第一纏繞準層是圍繞所述捲軸筒纏繞的、多個密集平行排列的線材圈，並且所述第二纏繞準層的線材構成大體上彼此分離的多個線材圈，所述第二纏繞準層的多個線材圈中的一些線材圈分別高度緊密地鋪設在所述第一纏繞準層的兩個相鄰的平行線材圈之間。
2.一種用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，所述纏繞結構包括由圍繞捲軸的圓柱形筒的中央部分纏繞的、要用作粘接線材的線材形成的主纏繞部分，由從所述主纏繞部分的線材的卷繞結束端部成一體地延續的線材形成、並且圍繞所述捲軸的圓柱形筒的端部 部分纏繞的接地部分，以及由從所述接地部分成一體地延續的線材形成並且緊固到所述捲軸的凸緣的線材端部部分；其中 所述接地部分的線材的纏繞結構總體上是由第一纏繞準層的線材和第二纏繞準層的線材組成的一層纏繞結構，所述第一纏繞準層的線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進的方式圍繞所述捲軸筒纏繞的多個密集平行排列的線材圈，所述副接地部分以向內前進的方式圍繞所述捲軸筒纏繞，所述第二纏繞準層的線材構成大體上彼此分離的一個或更多個線材圈，所述第二纏繞準層的多個線材圈中的至少一個線材圈被高度緊密地鋪設在所述主接地部分的兩個相鄰的平行線材圈之間。
3.如權利要求I或2所述的用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，其特徵在於，所述粘接線材由經過熱處理的金屬絲製成。
4.如權利要求I或2所述的用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，其特徵在於，被纏繞以形成所述主接地部分的所述第一纏繞準層的線材以離開所述主纏繞部分前進的方式被纏繞。
5.如權利要求I或2所述的用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，其特徵在於，纏繞在圍繞所述捲軸筒纏繞的所述主接地部分中的所述第二纏繞準層的線材的一個或更多個圈分別被鋪設在圍繞所述捲軸筒纏繞的所述第一準層的線材的兩個相鄰的平行排列的圈之間，使得所述第二纏繞準層線材被壓力俘獲在所述第一準層的線材圈之間。
6.如權利要求2所述的用於半導體應用的粘接線材的纏繞結構，其特徵在於，纏繞在所述副接地部分中的所述第一纏繞準層的線材沿著與纏繞在所述主接地部分中的所述第一纏繞準層的線材被纏繞的方向相反的方向被纏繞。
全文摘要
本發明提供一種即使用於粘接線材的線材被切斷也不會出現線材彈回現象、並且捲軸上的線材不會大量鬆弛的纏繞結構的纏繞方式。該纏繞結構包括圍繞捲軸的筒的線材纏繞部分纏繞的粘接線材的主纏繞部分的卷繞結束端部(線材操作時的接地部分)，以及在捲軸的筒上相互密集平行排列的線材圈，線材圈中的多個線材圈均被高度緊密地俘獲在第一纏繞結構層的平行線材圈之間。
文檔編號H01L21/60GK102656676SQ201080003409
公開日2012年9月5日 申請日期2010年9月10日 優先權日2010年9月10日
發明者彌永幸弘, 本田裡奈 申請人:田中電子工業株式會社