JP2009018327A

JP2009018327A - 伸線機

Info

Publication number: JP2009018327A
Application number: JP2007183248A
Authority: JP
Inventors: Shoji Ipponmatsu; 昭二一本松; Yasutaka Naito; 泰敬内藤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-29

Abstract

【課題】金属線を巻き取る前に伸線液が切れ、巻き取られた金属線のカール及びねじれを取ることができ、目的の線径に仕上げながら巻き取り時の巻きしまりを防止でき、且つ金属線へのダイスによる疵を発生させない伸線機を提供する。
【解決手段】最終仕上げ用ダイス５bの入口側に1個のガイドプーリー１２を、出口側に3個のガイドプーリー１２，１３，１４をそれぞれ配置して、前記1個のガイドプーリー１２と3個のうちの最も前記出口側にあるガイドプーリー１２とをピボット軸受けを使用して軸受けし、前記3個のうちの中間にあるガイドプーリー１３を玉軸受けを使用して軸受けすると共に高さ位置調整可能に構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、スリップ式キャプスタンを使用して、ダイスから引き抜き加工しながら金属線を細線化する伸線機に関する。

図４は、半導体装置の製造等に用いられる金ボンディングワイヤをはじめとする金属線の伸線加工において従来から使用されている一般的なスリップ式伸線機の概略構成を示した図で、（a）は平面図、（b）は側面図である。図示のように、従来のスリップ式伸線機は、金属線巻き出し部１のスプール上に巻かれた金属線Wを、テンション制御機構２によって定テンションで送り出し、伸線槽１１内に設置された複数のダイス５aに通すことによって伸線して、伸線槽１１の外側に設けられた最終仕上げダイス５bによって目的の線径に伸線された後、金属線巻き取り部６のスプールに巻き取られていくように構成されている。

このようなスリップ式伸線機の伸線部分では、ダイス５aの前後にコーン式またはストレート式のセラミック製キャプスタン４a，４bが一対配置されており、複数のダイス５ａの第１番目のダイスを通過した後、右側キャプスタン４bを半周し、さらに左側キャプスタン４aを半周して、その後第２番目のダイスを通過して、同じように各キャプスタン４a,４bを半周しながら第３番目、第４番目…のダイスに順次通して行くことにより、次第に線径を細くしていくようになっている。

上記のような構成のスリップ式伸線機を用いた伸線において、最終仕上げダイス５bでは、巻き取り部６によって伸線後の金属線Wを巻き取る時に、巻き取り前に伸線液が切れること、巻き取られた金属線のカール及びねじれが取れていること、巻き取り時の巻きしまり巻き崩れを発生させないこと、最終仕上げダイス５bにより金属線の振動を発生させず、金属線に疵を発生させないことが重要である。

これらの目的を達成するために、従来、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示されたような方法で最終仕上げダイス５bを伸線槽１１の外側に設置し、このダイス５bの前後をガイドプーリー３等で金属線をガイドし、位置を調整しながらカール及びねじれを取り、スキンスパン並みの減面率のダイスを使用して、かつ金属線の振動を防止する方法が知られている。しかし、これら何れの方法も、伸線後の巻き取り状態、伸線液の液きり、金属線の振動及びカールの除去等の限定された条件のみに適用可能な技術に過ぎなかった。
実開平6-66809号公報実公昭63-50009号公報特開2002-205111号公報

例えば、伸線時に発生する金属線の振動は、金属線の材質、線径、ダイス減面率、伸線速度、潤滑材、金属線が接触するプーリー(キャプスタン)との位置関係からなる距離などの細かな伸線条件によって、異なる振動周期や振幅を示し、幅広い条件例えば2〜5％のスキンスパン並みの減面率を使用した場合、線径によっては同一の結果が再現しない等の問題があった。

また、減面率を上げることで、金属線の張力を上げて金属線の振動を止めた場合には、巻きしまり等の問題を発生してしまい、伸線槽内に最終仕上げダイスを設置すれば、巻き取り時の液持込とカールやねじれが発生するという問題があった。

本発明は、このような最終仕上げダイス部の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属線を巻き取る前に伸線液が切れ、巻き取られた金線のカール及びねじれを取ることができ、目的の線径に仕上げながら巻き取り時の巻きしまりを防止でき、且つ金属線の振動を抑制してダイスによって疵を発生させない伸線機を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による伸線機は、複数のダイスを用いて金属線を目的線径に伸線する伸線機において、最終仕上げ用ダイスの入口側に1個のガイドプーリーを、出口側に3個のガイドプーリーをそれぞれ配置して、前記1個のガイドプーリーと前記3個のうちの最も前記出口側にあるガイドプーリーとをピボット軸受けを使用して軸受けし、前記3個のうちの中間にあるガイドプーリーを玉軸受けを使用して軸受けすると共に高さ位置調整可能に構成したことを特徴とする。

また、本発明による伸線機は、前記最終仕上げ用ダイスの入口側と出口側に配置された前記ガイドプーリーを両端軸付きプーリーとして構成して、軸受け部のクリアランスを0.3〜0.7mmとなし、前記プーリーのV溝角度をほぼ90度にV溝底部を半径0.3mm以下の円弧凹面となるように成形すると共に、前記プーリーを前記最終仕上げ用ダイスからぞれぞれ50〜100mm離れた位置に設置したことを特徴とする。

また、本発明による伸線機は、前記中間にあるガイドプーリーは前記最終仕上げ用ダイスから100〜150mm離れた位置に設置され、前記３個のうちの第3番目のガイドプーリーは150〜200mmの位置に固定配置され、伸線条件によって前記中間にあるガイドプーリーの高さ位置を変えて、前記最終仕上げ用ダイスの最も出口側にある前記ガイドプーリーと金属線の抱き角を0〜20°の範囲で調整するようにしたことを特徴とする。

また、本発明による伸線機は、金属線の最終伸線径が15〜100μmであり、前記最終仕上げ用ダイスのリダクションが2〜5％の減面率で構成され、伸線する金属線は金ボンデイングワイヤであることを特徴とする。

本発明によれば、伸線されるべき金属線の線径と伸線速度等やダイスリダクション等の伸線条件に依存せず、ダイス後に発生する金属線の振動を抑制することができて、金属線表面にダイスによる疵が発生することもなく、ガイドプーリーと金属線のすべりも無くて、金属線のカールやねじれの状態についても問題の無い、良好な巻き取り後の整列巻き状態を確保できる伸線機を提供することができる。また、本発明によれば、ダイスの減面率が小さいことから、巻き取り後の金属線の巻きしまり等の発生が無く、巻き緩みや巻き崩れの生じない伸線機を提供することができる。

本発明の実施の形態を、図１に示した実施例によって説明する。図１は図４（b）に対応した側面図として示されているが、図４に示したのと実質上同一の部材には同一符号が付されている。
図１に示す如く、本発明による伸線機は、金属線巻き出し部１、テンション制御機構２、プーリー３、ダイス５aの前側に設置されたスリップ式の円筒形キャプスタン４ａ、ダイス５aの後側に設置されたスリップ式の円筒形キャプスタン４ｂ、最終仕上げダイス５ｂの前側に設置されたガイドプーリー12、最終仕上げダイス５ｂの後側に設置されたガイドプーリ１２、昇降可能のプーリー13、ガイドプーリ１４及び伸線後の金属線の巻き取り部６から構成されており、テンション制御機構２の後側のプーリー３、一対の円筒形キャプスタン４b及びダイス５aは、伸線槽１１内に配置されている。

最終仕上げダイス５bの前後に設置されるガイドプーリー12は、図２に示すように、金属線のガイド用V溝を精密に成形し且つ軽量化のためにセラミック製の両端軸付きプーリーとし、V溝角度がほぼ90度で底部凹面の形状がR0.3mm（半径0.3mmの円弧）以下にて成形されており、ダイス５bからそれぞれ60mm離れた位置に設置された。更に両端軸の軸受け部にはサファイヤのピボット軸受けを使用し、ピボット軸受けとプーリー12のクリアランスを0.3〜0.7mmとした。

次に、図３に示したように、玉軸受けで支持された高さ位置調整可能な樹脂プーリー13を、ダイス５bの出口側ガイドプーリー12の後方即ちダイス5bの出口から120mm離れた位置に設け、このプーリー13と巻き取り部６の間に、金属線を巻き取り部６のスプールに整列巻きするための金属線案内ガイドの役割を果たす玉軸受けで支持された固定の樹脂プーリー14を設置した。

プーリー13は、図３（b）に明示したように、伸線径等の伸線条件に合わせて、マイクロメーター１３aで高さ位置を10μm単位で調整できるように構成された可動支持体に玉軸受けを介して枢支されていて、最終仕上げダイス5bとその前後のプーリー13との高さ方向の相対位置を微調整できるようにし、金属線Wのカール及びねじれを取った後、ダイス5bの後方のセラミックプーリー12と金属線W
の抱き角θ（図１（b）参照）を0〜20°の範囲に調整できるようにした。

最終仕上げダイス５bには、金属線の線径が15〜100μmの最終伸線径のいずれの線径であっても、ダイスリダクションが2〜5％となるスキンスパン並みの減面率のダイスを使用して、引き抜き張力を低くし、巻き締まりを防止するようにした。

本発明によれば、伸線機を上記のように構成したから、伸線されるべき金属線の線径と伸線速度やダイスリダクション等の伸線条件に依存せず、昇降するプーリーの位置調整によりダイスの後側にあるプーリーの抱き角度を変えることにより、目視で確認できるダイス以後に発生する金属線の振動を抑制することができ、その状態でプーリーは正常な回転数で回転して、巻き取り後の金属線表面にダイスによる疵の発生は無くなり、プーリーと金属線のすべりも無くすことができた。また、金属線がダイスから出てくるラインについても問題はなく、巻き取り後の金属線の整列状態も良く、金属線のカール及びねじれの状態についても問題の無いことが確認された。更にダイス減面率が小さいことから、巻き取り後の金属線の巻きしまり等の発生も無く、巻き緩み、巻き崩れ等もなかった。

本発明による伸線機の基本構成を示す側面図である。本発明の伸線機に用いられるガイドプーリーの拡大側面図である。本発明の伸線機に用いられる高さ位置調整可能なプーリー装置部分の構成を示す拡大斜視図である。公知のスリップ式伸線機の概略構成図である。

符号の説明

１金属線巻き出し部
２テンション制御機構
３金属線ガイドプーリー
４ａスリップ式の円筒形キャプスタン（ダイス前側）
４ｂスリップ式の円筒形キャプスタン（ダイス後側）
５a 伸線ダイス
５b 最終仕上げダイス
６金属線巻き取り部
１１伸線槽
１２ピボット軸受けを使用したダイス前後のセラミックプーリー
１３高さ位置調整可能な樹脂プーリー
１３a マイクロメーター
１４巻き取りガイド用固定プーリー

Claims

複数のダイスを用いて金属線を目的線径に伸線する伸線機において、最終仕上げ用ダイスの入口側に1個のガイドプーリーを、出口側に3個のガイドプーリーをそれぞれ配置して、前記1個のガイドプーリーと前記3個のうちの最も前記出口側にあるガイドプーリーとをピボット軸受けを使用して軸受けし、前記3個のうちの中間にあるガイドプーリーを玉軸受けを使用して軸受けすると共に高さ位置調整可能に構成したことを特徴とする伸線機。
前記最終仕上げ用ダイスの入口側と出口側に配置された前記ガイドプーリーを両端軸付きプーリーとして構成して、軸受け部のクリアランスを0.3〜0.7mmとなし、前記プーリーのV溝角度をほぼ90度にV溝底部を半径0.3mm以下の円弧凹面となるように成形すると共に、前記プーリーを前記最終仕上げ用ダイスからぞれぞれ50〜100mm離れた位置に設置したことを特徴とする請求項１に記載の伸線機。
前記中間にあるガイドプーリーは前記最終仕上げ用ダイスから100〜150mm離れた位置に設置され、前記３個のうちの第3番目のガイドプーリーは150〜200mmの位置に固定配置され、伸線条件によって前記中間にあるガイドプーリーの高さ位置を変えて、前記最終仕上げ用ダイスの最も出口側にある前記ガイドプーリーと金属線の抱き角を0〜20°の範囲で調整するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の伸線機。
金属線の最終伸線径が15〜100μmであり、前記最終仕上げ用ダイスのリダクションが2〜5％の減面率で構成され、伸線する金属線は金ボンデイングワイヤであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の伸線機。