JP4301095B2 - Dice set - Google Patents
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Description
本発明はボンディングワイヤの伸線に関し、特に顧客に出荷する線径に仕上げる最終伸線工程に用いるダイスセットに関する。 The present invention relates to wire drawing of a bonding wire, and more particularly to a die set used in a final wire drawing process for finishing a wire diameter to be shipped to a customer.
半導体素子上の電極パッドをリードフレーム及び樹脂基板等と電気的に接続するために、直径20〜50μmのボンディングワイヤを用いることは広く一般的に行われている。ボンディングワイヤに用いる材料に要求される特性は、展延性に富み、電気抵抗が比較的低く、かつ、耐食性に優れることである。このため、ボンディングワイヤには主として金が使用されている。 In order to electrically connect an electrode pad on a semiconductor element to a lead frame, a resin substrate, and the like, it is widely used to use a bonding wire having a diameter of 20 to 50 μm. The characteristics required for the material used for the bonding wire are that it has excellent spreadability, a relatively low electrical resistance, and excellent corrosion resistance. For this reason, gold is mainly used for the bonding wires.
その製造工程を簡単に記すと次のようになる。まず、高純度の金に微量な他元素を添加して溶解鋳造する。微量な他元素を添加するのは、高純度の金では強度が乏しいためである。次に、粗加工後の母線の線径を伸線機を用いて所定の線径まで細くする。所定の線径に細くする工程では、伸線機内で複数のダイス(以下、1回の伸線工程に用いる複数のダイスをダイスセットと記す。)と呼ばれる冶具の中にワイヤ通して引き抜くことでワイヤ径を細くしている。最後に加工歪を取り除くために熱処理を施し、所定のスプールに巻いて出荷する。 The manufacturing process is simply described as follows. First, a very small amount of other elements are added to high-purity gold and melt cast. The reason for adding a trace amount of other elements is that high-purity gold has poor strength. Next, the wire diameter of the bus bar after rough machining is reduced to a predetermined wire diameter using a wire drawing machine. In the process of thinning to a predetermined wire diameter, a plurality of dies (hereinafter, a plurality of dies used for one wire drawing process are referred to as a die set) are drawn through a wire in a wire drawing machine. The wire diameter is reduced. Finally, heat treatment is applied to remove processing strain, and the product is wound on a predetermined spool before shipment.
しかしながら、ボンディングワイヤの主成分となる金に微量の他元素を添加しても、その強度は銅及びステンレス等の他の伸線材料と比較して低く、伸線工程においてボンディングワイヤが断線しやすい。 However, even if a small amount of other elements are added to gold, which is the main component of the bonding wire, its strength is lower than other wire drawing materials such as copper and stainless steel, and the bonding wire is likely to break in the wire drawing process. .
伸線工程における断線の発生には、ボンディングワイヤ中に含まれる添加元素の種類や量、ボンディングワイヤ中に混入した異物の有無、加工中における表面欠陥の発生の有無、スプールに巻かれた母材の巻きほぐれ性、伸線用潤滑剤の特性、伸線機やその治具などの様々な要因が影響している。 For the occurrence of wire breakage in the wire drawing process, the kind and amount of additive elements contained in the bonding wire, the presence or absence of foreign matter mixed in the bonding wire, the presence or absence of surface defects during processing, the base material wound on the spool Various factors such as the unwinding property of the wire, the characteristics of the lubricant for wire drawing, the wire drawing machine and its jig, etc. are influential.
断線回数を低減させるために、例えば、母線の結晶組織を柱状晶組織としたり(特開平9−10898号公報)、ダイスでの引き抜き及びボビンへの巻取り張力の最適化を図る方法(特開2002−282929号公報)などが開示されている。 In order to reduce the number of disconnections, for example, the crystal structure of the busbar is changed to a columnar crystal structure (Japanese Patent Laid-Open No. 9-10898), or the drawing tension with a die and the optimization of the winding tension on the bobbin (Japanese Patent Laid-Open No. 9-98898). 2002-282929) and the like.
しかしながら、これら従来技術によっては、伸線工程におけるボンディングワイヤの十分な低減は図られていないのが現状である。 However, according to these conventional technologies, the bonding wire in the wire drawing process is not sufficiently reduced.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、伸線工程におけるボンディングワイヤの断線を低減させることを目的とする。 This invention is made | formed in view of this problem, Comprising: It aims at reducing the disconnection of the bonding wire in a wire-drawing process.
本発明に係るダイスセットの第1の態様は、金に微量の他元素が添加されたボンディングワイヤを20〜50μmの線径にするための1回の伸線工程において用いられる複数のダイスのそれぞれのリダクション率を下記数式1のように定義し、伸線工程における先頭ダイス及び最終ダイス以外のダイスのリダクション率を一定値としたとき、先頭ダイスのリダクション率が前記一定値の20〜95%の範囲にあることを特徴とする。 The first aspect of the die set according to the present invention is that each of a plurality of dies used in a single wire drawing step for making a bonding wire in which a trace amount of other elements are added to gold into a wire diameter of 20 to 50 μm. When the reduction rate of the die other than the leading die and the final die in the wire drawing process is set to a constant value, the reduction rate of the leading die is 20 to 95% of the constant value. It is in the range.
本発明に係るダイスセットの第2の態様は、金に微量な他元素が添加されたボンディングワイヤを20〜50μmの線径にするための1回の伸線工程において用いられる複数のダイスのそれぞれのリダクション率を前記数式1と定義し、伸線工程における先頭ダイス及び最終ダイス以外のダイスのリダクション率を一定値としたとき、最終ダイスのリダクション率が前記一定値の25〜90%の範囲にあることを特徴とする。
The second aspect of the die set according to the present invention is that each of a plurality of dies used in a single wire drawing step for making a bonding wire in which a trace amount of other elements are added to gold into a wire diameter of 20 to 50 μm. When the reduction rate of the final die is defined as a constant value, the reduction rate of the final die is within a range of 25 to 90% of the constant value. It is characterized by being.
本発明に係るダイスセットの第3の態様は、ボンディングワイヤの1回の伸線工程において用いられる複数のダイスのそれぞれのリダクション率を前記数式1と定義し、伸線工程における先頭ダイス及び最終ダイス以外のダイスのリダクション率を一定値としたとき、先頭ダイスのリダクション率が前記一定値の20〜95%の範囲にあり、最終ダイスのリダクション率は前記一定値の25〜90%の範囲にあることを特徴とする。 In a third aspect of the die set according to the present invention, a reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process of the bonding wire is defined as Equation 1 above, and a leading die and a final die in the wire drawing process are defined. When the reduction rate of the other dies is a constant value, the reduction rate of the leading die is in the range of 20 to 95% of the constant value, and the reduction rate of the final die is in the range of 25 to 90% of the constant value. It is characterized by that.
前記一定値は、例えば6〜10%の範囲にある。 The constant value is, for example, in the range of 6 to 10%.
本発明に係るダイスセットの第4の態様は、前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率が先頭から後方に行くに従い一定の割合で減少する算出式を用いて前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率を算出したとき、先頭ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の20〜95%であり、最終ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の25〜90%であることを特徴とする。 In a fourth aspect of the die set according to the present invention, each design reduction of each of the plurality of dies is calculated using a calculation formula in which the design reduction rate of each of the plurality of dies decreases at a constant rate from the head toward the rear. When the rate is calculated, the reduction rate of the leading die is 20 to 95% of the calculated design reduction rate, and the reduction rate of the final die is 25 to 90% of the calculated design reduction rate. .
前記算出式は、例えば、a,bを定数としたとき、下記数式2である。 The calculation formula is, for example, Formula 2 below, where a and b are constants.
本発明に係るダイスセットの第5の態様は、先頭に近いダイスほど1つ前のダイスに対する設計リダクション率の低下割合が高くなり後方のダイスほど設計リダクション率が一定値に近づく算出式を用いて前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率を算出したとき、先頭ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の20〜95%であり、最終ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の25〜90%であることを特徴とする。 The fifth aspect of the die set according to the present invention uses a calculation formula in which the reduction rate of the design reduction rate with respect to the previous die is higher as the die closer to the head is higher and the design reduction rate is closer to a constant value with the rear die. When the design reduction rate of each of the plurality of dies is calculated, the reduction rate of the leading die is 20 to 95% of the calculated design reduction rate, and the reduction rate of the final die is 25 to 25 of the calculated design reduction rate. 90%.
前記算出式は、例えば、a,b,c,dを定数としたとき、下記数式3である。 The calculation formula is, for example, Formula 3 below, where a, b, c, and d are constants.
本発明に係るダイスセットの第6の態様は、後方のダイスほど1つ前のダイスに対する設計リダクション率の低下割合が高くなる算出式を用いて前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率を算出したとき、先頭ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の20〜95%であり、最終ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の25〜90%であることを特徴とする。 In the sixth aspect of the die set according to the present invention, the design reduction rate of each of the plurality of dies is calculated using a calculation formula in which the reduction rate of the design reduction rate relative to the previous die is higher in the rear die. The reduction rate of the leading die is 20 to 95% of the calculated design reduction rate, and the reduction rate of the final die is 25 to 90% of the calculated design reduction rate.
前記算出式は、例えば、a,bを定数としたとき、下記数式4である。 The calculation formula is, for example, Formula 4 below, where a and b are constants.
なお、設計リダクション率とは、各ダイスについて設計上設定するリダクション率のことである。 The design reduction rate is a reduction rate set in design for each die.
本発明によれば、ボンディングワイヤの伸線工程において断線が発生しやすい先頭ダイスと最終ダイスにおける断線率を低下させることができるので、伸線加工における生産性及びボンディングワイヤの収率を向上させることができ、ボンディングワイヤのコストダウンが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the disconnection rate in the leading die and the final die, which are likely to cause breakage in the wire drawing process of the bonding wire, thereby improving the productivity in wire drawing and the yield of the bonding wire. This makes it possible to reduce the cost of the bonding wire.
前述のように、伸線工程における断線の発生には、ボンディングワイヤ中に含まれる添加元素の種類や量、ボンディングワイヤ中に混入した異物の有無、加工中における表面欠陥の発生の有無、スプールに巻かれた母材の巻きほぐれ性、伸線用潤滑材の特性、伸線機やその冶具など様々な要因が影響しているが、本発明者は、前述の要因の中でダイスに着目した。 As described above, the occurrence of disconnection in the wire drawing process includes the type and amount of additive elements contained in the bonding wire, the presence or absence of foreign matter mixed in the bonding wire, the presence or absence of surface defects during processing, the spool Various factors such as the unwinding property of the wound base material, the properties of the wire drawing lubricant, the wire drawing machine and its jigs are affected, but the present inventor paid attention to the die among the aforementioned factors. .
本発明者がダイスに着目した理由は、1回の伸線工程では通常は10ダイス程度に連続してワイヤを通しているところ、1回の伸線工程に用いるダイスセットの両端のダイス、すなわち先頭のダイスと最終のダイスでの断線率が高くなっていたからである。 The reason why the present inventor has paid attention to the dice is that the wire is continuously passed through about 10 dies in one drawing process, and the dies at both ends of the die set used in one drawing process, that is, the leading die This is because the disconnection rate between the die and the final die was high.
仮にボンディングワイヤの素材、ワイヤ表面の欠陥及び潤滑材等が断線の要因であるとするならば、線径が細くなるに従い断線が発生しやすくなると考えられる。しかし、実際にはダイスセットの両端のダイスでの断線率が高くなっていたことから、本発明者は母材の巻きほぐれ性及び伸線機の構造がダイスセット両端での断線率が高くなる要因になっていると考えた。 If the bonding wire material, wire surface defects, lubricant, and the like are the cause of the disconnection, it is considered that the disconnection is likely to occur as the wire diameter becomes thinner. However, since the disconnection rate at the dies at both ends of the die set was actually high, the inventor found that the unwinding property of the base material and the structure of the wire drawing machine had a high disconnection rate at both ends of the die set. I thought it was a factor.
しかし、巻きほぐれ性については完全に解決することは困難である。生産効率を追求するためには巻数量を増加させる必要があるからである。また、最終ダイス付近のワイヤ張力とそれ以外のダイスにおけるワイヤ張力が異なることが最終ダイス付近でのワイヤの断線の原因となっていると考えられるが、これは伸線機の構造上どうしても避けられないことであるので、伸線機の構造上の工夫で解決することも困難である。 However, it is difficult to completely solve the unwinding property. This is because in order to pursue production efficiency, it is necessary to increase the number of rolls. Also, the wire tension in the vicinity of the final die and the wire tension in the other dies are considered to be the cause of the wire breakage near the final die, but this is unavoidable due to the structure of the wire drawing machine. Since it is not, it is difficult to solve by the structural device of the wire drawing machine.
そこで、本発明者はダイスに着目し、ダイスセットにおける各ダイスのダイス径を工夫することにより、ダイスセットの両端のダイスでの断線率を低下させることができないかどうか鋭意研究を重ねた。 Accordingly, the present inventor has paid attention to the dice and conducted extensive research to determine whether the disconnection rate at the dice at both ends of the dice set can be reduced by devising the dice diameter of each dice in the dice set.
ダイスセットの設計においては、通常、各ダイスのリダクション率を一定(例えば、特開2003−48014号公報)とするか、または、線径が細くなるほどリダクション率を低減させている。 In designing a die set, the reduction rate of each die is usually fixed (for example, JP-A-2003-48014), or the reduction rate is reduced as the wire diameter is reduced.
各ダイスのリダクション率が一定となるように設計する理由は、ワイヤの線径が細くなるほどワイヤの伸線速度が増加し、かつ、リダクション率が大きいとワイヤの伸線速度の変化が大きくなることから、各ダイスのリダクション率に変化を持たせた場合に、前後のダイス間で伸線速度の増加率のバランスが崩れてワイヤにたるみが生じるなどして断線が生ずるおそれがあるからである。リダクション率を一定とする場合、顧客に出荷する線径に仕上げる最終伸線工程では設計リダクション率を6〜10%に設定することが好ましい。設計リダクション率が6%よりも低いと1組のダイスセットを用いての伸線工程の線径の縮減量が減り生産効率が悪化するからである。また、設計リダクション率が10%よりも高いとダイスセットの両端以外のダイスでも断線率が高くなるからである。 The reason for designing the reduction rate of each die to be constant is that the wire drawing speed increases as the wire diameter decreases, and that the wire drawing speed changes more when the reduction rate is larger. This is because, when the reduction rate of each die is changed, the balance of the rate of increase of the drawing speed between the front and rear dies is lost, and there is a possibility that the wire may be broken and the wire may be disconnected. When the reduction rate is constant, it is preferable to set the design reduction rate to 6 to 10% in the final wire drawing process for finishing to the wire diameter shipped to the customer. This is because if the design reduction rate is lower than 6%, the reduction amount of the wire diameter in the wire drawing process using one die set is reduced and the production efficiency is deteriorated. In addition, if the design reduction rate is higher than 10%, the disconnection rate is high even in dies other than both ends of the die set.
一方、ワイヤの線径が細くなるほどリダクション率を漸減させるように設計する場合もある理由は、線径が細くなるほどに断線しやすくなる傾向があるからである。設計リダクション率の漸減のさせ方は、前記数式2のようにn番目のダイスの設計リダクション率を先頭から後方に行くに従い一定の割合で減少させる方法や、前記数式3のように先頭に近いダイスほど1つ前のダイスに対する設計リダクション率の低下割合を高くして後方のダイスほど設計リダクション率を一定値に近づける方法や、前記数式4のように断線しやすい後方のダイスほど1つ前のダイスに対する設計リダクション率の低下割合を高める方法がある。 On the other hand, the reason why the reduction rate may be designed to gradually decrease as the wire diameter decreases is that the wire tends to be broken more easily as the wire diameter decreases. The design reduction rate is gradually reduced by a method of decreasing the design reduction rate of the n-th die at a constant rate from the head toward the rear as in Equation 2 above, or a die close to the head as in Equation 3 above. A method of increasing the reduction rate of the design reduction rate relative to the previous die and increasing the design reduction rate to a constant value as the rear die, or the rear die that is more likely to break as shown in Equation 4 above, the previous die. There is a method of increasing the reduction rate of the design reduction rate with respect to.
しかしながら、これらの設計上の工夫のみでは、ダイスセットの両端のダイスでの断線率を低下させることが困難であった。 However, it has been difficult to reduce the disconnection rate at the dies at both ends of the die set only by these design measures.
本発明者は、最終ダイスにおいては、直後にテンションカットロールに巻き取られたり、直接スプールに巻き取られたりするため、それ以外のダイスと比べて、ダイスに加わるワイヤからの力及びワイヤの張力並びにそれらの力の変動状態が異なっているので、最終ダイスにおいて断線しやすい傾向が生じると考えた。このことは、伸線槽内から最終ダイスのみを独立させている時に、より張力が大きくなるため一段と断線しやすくなることからも裏付けられる。 In the final die, the present die is wound immediately on a tension cut roll or directly wound on a spool, so that the force from the wire applied to the die and the tension of the wire are compared with other dies. In addition, since the fluctuation states of these forces are different, it is considered that the tendency to break easily occurs in the final die. This is supported by the fact that when only the final die is made independent from the inside of the wire drawing tank, the tension becomes larger and the wire is more easily disconnected.
これにより、本発明者は、ダイスセット中の他のダイスのリダクション率を計算するときと同様の計算方法で計算した最終ダイスの設計リダクション率よりも、実際の最終ダイスのリダクション率を低くすることで断線を防止することが可能になるとの知見を得た。 As a result, the inventor makes the actual final die reduction rate lower than the design reduction rate of the final die calculated by the same calculation method as when calculating the reduction rate of other dice in the die set. I learned that it would be possible to prevent disconnection.
そこで、最終ダイスのリダクション率は、他のダイスと同様の考え方で算出した設計上の最終ダイスのリダクション率の25〜90%とした。下限を計算値の25%とした理由は、計算値の25%未満のリダクション率では、最終ダイスに加わる引き抜き力が小さくなるため、最終ダイスの前後でワイヤに振動が発生した時にその振動が解消しなくなり、微小な線径変動によって生じる不規則な模様がワイヤ表面に生じることがあるからである。上限を計算値の90%とした理由は、それを超えると最終ダイスでの断線率低下効果がほとんど発揮されないためである。 Therefore, the reduction rate of the final die is set to 25 to 90% of the design reduction rate of the final die calculated in the same way as other dies. The reason why the lower limit is set to 25% of the calculated value is that when the reduction rate is less than 25% of the calculated value, the pulling force applied to the final die is small, so that the vibration is eliminated when the wire is vibrated before and after the final die. This is because an irregular pattern generated by minute wire diameter variation may occur on the wire surface. The reason why the upper limit is 90% of the calculated value is that when the upper limit is exceeded, the effect of lowering the disconnection rate in the final die is hardly exhibited.
また、先頭ダイスにおいては、巻かれた状態の母線からの巻き解き時に母線に食い込みが発生すると、突発的にワイヤにかかる張力が増大して断線することがある。巻き解き時に母線に食い込みが発生するのは母線の巻取り状態が悪い場合である。更に、ダイスは使用するに従い磨耗してダイス径が大きくなり、引き抜かれる線材の線径が太るので、母材の線径が設計値よりも大きいことはしばしば起こる。このため、先頭ダイスのリダクション率は実質的に設計よりも高くなることがある。 Further, in the leading die, when the bus bar is bitten during unwinding from the wound bus bar, the tension applied to the wire may suddenly increase and the wire breaks. When the winding is unwound, the bus bar is bitten when the winding state of the bus bar is bad. Furthermore, since the die is worn as it is used, the die diameter increases, and the wire diameter of the drawn wire is thick, so that the wire diameter of the base material is often larger than the design value. For this reason, the reduction rate of the leading die may be substantially higher than the design.
そこで、先頭ダイスのリダクション率は、他のダイスと同様の考え方で算出した設計上の先頭ダイスのリダクション率の20〜95%とした。数値限定した理由は、リダクション率が20%未満だと伸線が定常状態のときに張力が低く、かえって伸線機のキャプスタンに線材が絡みつきやすくなるからであり、95%を越えると断線率の低下効果は十分に発揮できないからである。 Therefore, the reduction rate of the top die is set to 20 to 95% of the reduction rate of the design top die calculated based on the same concept as other dies. The reason for limiting the numerical value is that if the reduction rate is less than 20%, the tension is low when the wire drawing is in a steady state, and the wire rod tends to get entangled with the capstan of the wire drawing machine. This is because the lowering effect cannot be fully exhibited.
なお、本発明は、伸線槽内でキャプスタンやダイスを伸線液中に沈めた状態で伸線したり、ダイスやキャプスタン上に伸線液を吹き付けて伸線したりするといった伸線機の形態に左右されずに適用できる。また、円筒状のストレート型キャプスタンであるか、ワイヤ径が細くなるに従いキャプスタン径が大きくなるコーン型キャプスタンであるかといったキャプスタン形状には左右されずに適用できる。 In addition, the present invention is a wire drawing in which a capstan or a die is submerged in a wire drawing solution in a wire drawing tank, or a wire drawing solution is sprayed on the die or a capstan. It can be applied regardless of the form of the machine. Further, the present invention can be applied regardless of the capstan shape such as a cylindrical straight capstan or a cone type capstan in which the capstan diameter increases as the wire diameter decreases.
以下、本発明の実施例について、本発明の範囲に属さない比較例と比較して具体的に説明する。 Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples not belonging to the scope of the present invention.
(実施例1〜6及び比較例1〜6)
表1は実施例1〜6のダイスセットの各ダイスのダイス径(μm)を示したものであり、カッコ内の値は各ダイスにおけるリダクション率(%)を示したものである。表2は比較例1〜6のダイスセットの各ダイスのダイス径(μm)を示したものであり、カッコ内の値は各ダイスにおけるリダクション率(%)を示したものである。
(Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6)
Table 1 shows the die diameter (μm) of each die of the die sets of Examples 1 to 6, and the value in parentheses shows the reduction rate (%) in each die. Table 2 shows the die diameter (μm) of each die of the die sets of Comparative Examples 1 to 6, and the value in parenthesis shows the reduction rate (%) in each die.
実施例1〜6及び比較例1〜6においては、高純度の金にカルシウムを10質量ppm、ベリリウムを5質量ppm添加したインゴットを作製し、溝ロールで粗加工した後、伸線工程で伸線を行い、所定の線径の線材を作製した。伸線工程に用いるダイスセットは12個のダイスからなる。伸線工程において、母線は先頭ダイス、ダイス2〜11、最終ダイスの順に通過し、所定の線径にまで線径が絞られる。実施例1〜6及び比較例1〜6において、この12個のダイスのダイス径は最終ダイスを除いて同一にした。各ダイスの設計上のリダクション率はダイスセット内の断線率を考慮して、8.5%としたが、先頭ダイスと最終ダイスについてはこの値に基づかずにダイス径を決め、先頭ダイスのリダクション率は、母線径を変えることで変化させ、最終ダイスのリダクション率は、伸線後の最終的な線径を変えることで変化させた。ダイス2〜11のダイス径は、設計上のリダクション率である8.5%に基づいて決めたが、線径表示の有効数字の関係から、実施例1〜6及び比較例1〜6のダイス2〜11におけるリダクション率は、設計上のリダクション率である8.5%に対して97%〜104%の範囲となった。 In Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, an ingot in which 10 mass ppm of calcium and 5 mass ppm of beryllium were added to high-purity gold was prepared, rough processed with a groove roll, and then drawn in a wire drawing step. Wire was produced to produce a wire having a predetermined wire diameter. The die set used for the wire drawing process consists of 12 dies. In the wire drawing process, the bus passes through the leading die, the dies 2 to 11 and the final die in this order, and the wire diameter is reduced to a predetermined wire diameter. In Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6, the diameters of the 12 dies were the same except for the final dies. The reduction rate in the design of each die was set to 8.5% in consideration of the disconnection rate in the die set, but the die size was determined based on this value for the leading die and the final die, and the leading die reduction. The rate was changed by changing the bus wire diameter, and the reduction rate of the final die was changed by changing the final wire diameter after wire drawing. The die diameters of the dies 2 to 11 were determined based on the design reduction rate of 8.5%. From the relationship of effective numbers in the wire diameter display, the dies of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were used. The reduction rate in 2 to 11 was in the range of 97% to 104% with respect to 8.5% which is the designed reduction rate.
次に、実施例1〜6及び比較例1〜6の各ダイスセットの評価方法について説明する。各ダイスセットをそれぞれ用いて、伸線後の線材の長さが1,000,000mになるまで伸線を行い、先頭ダイスと最終ダイスにおける断線回数を測定するとともに、伸線工程終了後の線材の外観を観察した。外観の観察では不規則な模様が発生していないかどうかという観点から観察を行った。表3に実施例1〜6及び比較例1〜6の各ダイスセットを用いた場合の断線回数の測定結果および外観観察の結果を示す。同時に、先頭ダイスと最終ダイスのリダクション率を、ダイス2〜11のリダクション率の設計値である8.5%に対する割合として示した。 Next, the evaluation method of each dice set of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6 is demonstrated. Using each die set, wire drawing is performed until the length of the wire after drawing becomes 1,000,000 m, and the number of wire breaks in the leading die and the final die is measured, and the wire after the drawing process is completed. The appearance of was observed. The appearance was observed from the viewpoint of whether irregular patterns were generated. Table 3 shows the measurement results of the number of disconnections and the results of appearance observation when using each of the die sets of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6. At the same time, the reduction rate of the leading die and the final die is shown as a ratio with respect to 8.5% which is the design value of the reduction rate of the dies 2 to 11.
表3に示すように、本発明の範囲内である実施例1〜6では先頭ダイス及び最終ダイスにおいて断線はほとんど発生せず、伸線工程後の線材の外観も良好であった。これに対して、先頭ダイスのリダクション率が本発明の範囲外となる比較例1、2、5及び6では、先頭ダイスにおいて断線が多く発生した。最終ダイスのリダクション率が本発明の上限を外れる比較例1及び3では最終ダイスにおいて断線が多く発生し、また最終ダイスのリダクション率が本発明の下限を外れる比較例4及び5では、断線の発生はほとんどなかったが伸線工程後の線材の外観に異常が見られた。 As shown in Table 3, in Examples 1 to 6 within the scope of the present invention, disconnection hardly occurred in the leading die and the final die, and the appearance of the wire after the wire drawing process was good. On the other hand, in Comparative Examples 1, 2, 5, and 6 in which the reduction rate of the leading die was outside the range of the present invention, many disconnections occurred in the leading die. In Comparative Examples 1 and 3 in which the reduction rate of the final die deviates from the upper limit of the present invention, many disconnections occur in the final die, and in Comparative Examples 4 and 5 in which the reduction rate of the final die deviates from the lower limit of the present invention, occurrence of disconnection occurs. However, there was an abnormality in the appearance of the wire after the wire drawing process.
(実施例7、8及び比較例7)
表4は実施例7、8及び比較例7のダイスセットの各ダイスのダイス径(μm)を示したものであり、カッコ内の値は各ダイスにおけるリダクション率(%)を示したものである。
(Examples 7 and 8 and Comparative Example 7)
Table 4 shows the die diameter (μm) of each die of Examples 7 and 8 and Comparative Example 7, and the value in parentheses shows the reduction rate (%) in each die. .
実施例1〜6及び比較例1〜6においては、各ダイスの設計上のリダクション率を一定値(8.5%)としたが、実施例7、8及び比較例7においては、先頭からn番目のダイスの設計リダクション率(%)を下記数式5から計算した。数式5は、数式3において、a=3.75、b=1、c=0.03、d=0とした数式である。 In Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, the reduction rate in design of each die was set to a constant value (8.5%), but in Examples 7 and 8 and Comparative Example 7, n from the top The design reduction rate (%) of the second die was calculated from Equation 5 below. Formula 5 is a formula in Formula 3 where a = 3.75, b = 1, c = 0.03, and d = 0.
ダイス2〜11については数式5から得られた設計リダクション率に基づきダイス径を決めた。先頭ダイスと最終ダイスについては数式5から得られた設計リダクション率に基づきダイス径を決めることはしておらず、最終ダイスのリダクション率は、伸線後の最終的な線径を変えることで変化させた。 For the dies 2 to 11, the die diameter was determined based on the design reduction rate obtained from Equation 5. For the first die and the final die, the die diameter is not determined based on the design reduction rate obtained from Equation 5, and the final die reduction rate is changed by changing the final wire diameter after drawing. I let you.
実施例7、8及び比較例7においても、上記実施例1〜6及び比較例1〜6と同様に、高純度の金にカルシウムを10質量ppm、ベリリウムを5質量ppm添加したインゴットを作製し、順次加工を行って所定の線径の線材を作製した。 In Examples 7 and 8 and Comparative Example 7, as in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, an ingot was prepared by adding 10 mass ppm of calcium and 5 mass ppm of beryllium to high-purity gold. Then, sequential processing was performed to prepare a wire having a predetermined wire diameter.
表4に示すように、実施例7、8及び比較例7の各ダイスのダイス径は最終ダイスを除いて各ダイスごとにダイス径を統一した。実施例7、8及び比較例7において、母材は線径が同じものを用いたので、先頭ダイスのリダクション率は実施例7、8及び比較例7において同じである。最終ダイスのリダクション率は、伸線後の最終的な線径を変えることで変化させた。 As shown in Table 4, the die diameter of each die of Examples 7 and 8 and Comparative Example 7 was unified for each die except for the final die. In Examples 7 and 8 and Comparative Example 7, since the same base material was used, the reduction rate of the leading die was the same in Examples 7 and 8 and Comparative Example 7. The reduction rate of the final die was changed by changing the final wire diameter after wire drawing.
表5は、実施例7、8及び比較例7について、先頭ダイス及び最終ダイスのリダクション率の設計値に対する割合、断線回数、及び伸線工程終了後の線材の外観観察結果を示したものである。実施例7及び8は先頭ダイス、最終ダイスともにリダクション率が本発明の範囲内であるので断線はほとんど発生しておらず、外観にも異常は認められない。これに対して、比較例7は最終ダイスのリダクション率が本発明の下限値を下回っているため、伸線工程終了後の線材の外観に異常が見られた。 Table 5 shows the ratio of the reduction rate of the leading die and the final die to the design value, the number of disconnections, and the appearance observation results of the wire after the drawing process for Examples 7 and 8 and Comparative Example 7. . In Examples 7 and 8, since the reduction rate of both the leading die and the final die is within the range of the present invention, disconnection hardly occurs and no abnormality is observed in the appearance. On the other hand, in Comparative Example 7, the reduction rate of the final die was below the lower limit of the present invention, and thus an abnormality was observed in the appearance of the wire after the drawing process.
Claims (10)
と定義し、伸線工程における先頭ダイス及び最終ダイス以外のダイスのリダクション率を一定値としたとき、先頭ダイスのリダクション率が前記一定値の20〜95%の範囲にあることを特徴とするダイスセット。 The reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process for making a bonding wire in which a trace amount of other elements are added to gold into a wire diameter of 20 to 50 μm.
Dies characterized in that when the reduction rate of the die other than the first die and the final die in the wire drawing process is a constant value, the reduction rate of the first die is in the range of 20 to 95% of the constant value. set.
と定義し、伸線工程における先頭ダイス及び最終ダイス以外のダイスのリダクション率を一定値としたとき、最終ダイスのリダクション率が前記一定値の25〜90%の範囲にあることを特徴とするダイスセット。 The reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process for making a bonding wire in which a trace amount of other elements are added to gold into a wire diameter of 20 to 50 μm.
Dies characterized in that the reduction rate of the final die is in the range of 25 to 90% of the constant value when the reduction rate of the die other than the first die and the final die in the wire drawing process is a constant value. set.
と定義し、伸線工程における先頭ダイス及び最終ダイス以外のダイスのリダクション率を一定値としたとき、先頭ダイスのリダクション率が前記一定値の20〜95%の範囲にあり、最終ダイスのリダクション率は前記一定値の25〜90%の範囲にあることを特徴とするダイスセット。 The reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process
When the reduction rate of the die other than the first die and the final die in the wire drawing process is a constant value, the reduction rate of the first die is in the range of 20 to 95% of the constant value, and the reduction rate of the final die. Is in a range of 25 to 90% of the predetermined value.
と定義し、前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率が先頭から後方に行くに従い一定の割合で減少する算出式を用いて前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率を算出したとき、先頭ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の20〜95%であり、最終ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の25〜90%であることを特徴とするダイスセット。 The reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process
When the design reduction rate of each of the plurality of dies is calculated using a calculation formula in which the design reduction rate of each of the plurality of dies decreases at a constant rate from the beginning to the back, A die set, wherein the reduction rate is 20 to 95% of the calculated design reduction rate, and the reduction rate of the final die is 25 to 90% of the calculated design reduction rate.
と定義し、先頭に近いダイスほど1つ前のダイスに対する設計リダクション率の低下割合が高くなり後方のダイスほど設計リダクション率が一定値に近づく算出式を用いて前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率を算出したとき、先頭ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の20〜95%であり、最終ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の25〜90%であることを特徴とするダイスセット。 The reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process
The reduction rate of the design reduction rate with respect to the previous die is higher as the die closer to the head is higher, and the design reduction of each of the plurality of dies is calculated using a calculation formula in which the design reduction rate approaches a constant value as the rear die is closer. When the rate is calculated, the reduction rate of the leading die is 20 to 95% of the calculated design reduction rate, and the reduction rate of the final die is 25 to 90% of the calculated design reduction rate. Dice set.
と定義し、後方のダイスほど1つ前のダイスに対する設計リダクション率の低下割合が高くなる算出式を用いて前記複数のダイスのそれぞれの設計リダクション率を算出したとき、先頭ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の20〜95%であり、最終ダイスのリダクション率は算出された設計リダクション率の25〜90%であることを特徴とするダイスセット。 The reduction rate of each of a plurality of dies used in a single wire drawing process
When the calculation reduction rate of each of the plurality of dies is calculated using a calculation formula in which the reduction rate of the design reduction rate with respect to the previous die is higher in the rear die, the reduction rate of the first die is calculated. A die set, wherein the reduction rate of the final die is 20 to 95%, and the reduction rate of the final die is 25 to 90% of the calculated design reduction rate.
であることを特徴とする請求項5に記載のダイスセット。 In the calculation formula, when a and b are constants,
The die set according to claim 5, wherein:
であることを特徴とする請求項6に記載のダイスセット。 In the calculation formula, when a, b, c, and d are constants,
The die set according to claim 6, wherein:
であることを特徴とする請求項7に記載のダイスセット。 In the calculation formula, when a and b are constants,
The die set according to claim 7, wherein:
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