KR100505444B1 - An apparatus for multi-bonding of wire - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 캐필러리를 집적하되, 그 작동을 동시에 제어하여 하나의 반도체 칩에 포함된 본딩패드가 동시에 와이어 본딩되도록 한 다중 와이어 본딩장치에 관한 것으로, 반도체 칩의 와이어 본딩장치에 있어서, 와이어 본딩을 위한 다수의 캐필러리가 장착된 적어도 하나의 본딩수단; 그 일측에 상기 본딩수단이 장착되며, 상기 본딩수단을 수평 및 수직방향으로 동시에 이동시키는 적어도 하나의 이동수단; 및 상기 이동수단에 연결되며, 상기 다수의 캐필러리가 반도체 칩의 제1본딩점 및 제2본딩점에 동시에 위치되도록 상기 이동수단을 제어하는 제어수단을 포함하는 다중 와이어 본딩장치를 제공하며, 반도체 칩의 와이어 본딩에 이용된다.The present invention relates to a multi-wire bonding apparatus in which a plurality of capillaries are integrated, and the operation of the capillaries is simultaneously controlled so that the bonding pads included in one semiconductor chip are wire-bonded at the same time. At least one bonding means equipped with a plurality of capillaries for wire bonding; At least one moving means mounted at one side thereof and simultaneously moving the bonding means in horizontal and vertical directions; And control means connected to the moving means, the control means controlling the moving means such that the plurality of capillaries are simultaneously located at the first bonding point and the second bonding point of the semiconductor chip. Used for wire bonding of chips.
Description
본 발명은 다중 와이어 본딩장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 캐필러리 홀을 집적화하되, 각 캐필러리 홀이 개별적으로 이동될 수 있도록 함으로써, 다수의 본딩 패드에서 동시에 본딩이 이루어질 수 있도록 한 다중 와이어 본딩장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-wire bonding apparatus, and more particularly, to integrate a plurality of capillary holes, but to allow each capillary hole to be moved individually, so that the bonding can be performed simultaneously on a plurality of bonding pads. One multi-wire bonding apparatus is provided.
와이어 본딩 공정은 리드 프레임 위에 장착된 반도체 칩을 리드 프레임의 리드에 연결시키는 공정으로서, 선재의 일단에 볼을 형성하고, 형성된 볼을 캐필러리를 사용하여 상측으로부터 본딩패드에 가압하여 본딩하는 방법이 주로 사용되어 왔다. The wire bonding process is a process of connecting a semiconductor chip mounted on a lead frame to a lead of a lead frame, wherein a ball is formed at one end of the wire rod, and the formed ball is pressed by a bonding pad from the upper side using a capillary to bond. This has been used mainly.
이러한, 종래의 와이어 본딩 공정을 첨부된 도1을 참조하여 간략히 설명한다.Such a conventional wire bonding process will be briefly described with reference to FIG. 1.
도1은 종래의 와이어 본딩이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 상태도이다.1 is a state diagram for explaining the process of the conventional wire bonding.
도시한 바와 같이, 캐필러리(101)의 하단의 와이어(110)에 볼이 형성되면 상기 캐필러리(101)가 제1본드점(A)으로 이동한 뒤 하강하여 와이어(110) 선단의 볼을 본딩패드(102)에 접속한다. As shown, when a ball is formed in the wire 110 of the lower end of the capillary 101, the capillary 101 is moved to the first bond point (A) and lowered to the lower end of the wire 110 The ball is connected to the bonding pads 102.
이후, 상기 캐필러리(101)가 상승하여 제2본드점(B)으로 이동한다. 이어서, 상기 캐필러리(101)가 하강하여 리드프레임의 리드(103)에 와이어(110)를 접속한 후 상기 캐필러리(101)가 소정 위치로 상승하고, 와이어(110)를 절단함으로써 하나의 와이어 접속이 완료된다.Thereafter, the capillary 101 rises to move to the second bond point B. FIG. Subsequently, after the capillary 101 descends to connect the wire 110 to the lead 103 of the lead frame, the capillary 101 rises to a predetermined position and cuts the wire 110. The wire connection of is completed.
이어서, 상기한 과정과 동일하게 상기 캐필러리(101)가 제3본드점(C)의 본딩패드(104)와 제4본드점(D)의 리드(105)를 연속적으로 와이어 본딩하여 접속시킨다.Subsequently, in the same manner as described above, the capillary 101 continuously connects the bonding pads 104 of the third bond point C and the leads 105 of the fourth bond point D to be connected. .
상기한 바와 같이 상기 캐필러리(101)가 좌우 및 상하 방향으로 이동하면서 연속적인 작업을 수행함으로써, 와이어 본딩 공정이 이루어지게 된다.As described above, the capillary 101 performs a continuous operation while moving in the left and right and up and down directions, thereby forming a wire bonding process.
이와같이, 종래의 와이어 본딩 공정은 하나의 캐필러리가 다수의 본딩패드와 상기 본딩패드의 좌우측에 배열된 리드를 각각 와이어로 접속시키기 위해 상하 및 좌우로 순차적으로 이동하면서 작업을 수행하게 되므로, 본딩패드 수 만큼의 작업공수 및 시간이 소요되어 캐필러리의 수명이 단축되고, 그 공정 속도가 제한되는 문제점이 있었다.As such, in the conventional wire bonding process, one capillary performs operations while sequentially moving up and down and left and right to connect the plurality of bonding pads and the leads arranged on the left and right sides of the bonding pads with wires, respectively. It takes a lot of work and time to shorten the life of the capillary, there was a problem that the process speed is limited.
또한, 하나의 캐필러리가 본딩 패드의 양측으로 교번적으로 이동하면서 와이어 본딩작업을 수행하기 때문에 스티치(stitch) 형성의 안정성이 보장되지 못하는 문제점이 있었다.In addition, since one capillary alternately moves to both sides of the bonding pad to perform wire bonding, stability of stitch formation is not guaranteed.
따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 본딩패드의 피치에 따라 배열된 다수의 캐피러리홀을 구비하되, 각 캐필러리홀이 형성된 블럭이 상하 및 좌우로 이동될 수 있도록 하여 칩상의 모든 본딩 패드를 동시에 본딩할 수 있는 다중 와이어 본딩장치을 제공하는 것에 그 목적이 있다. Therefore, the present invention devised to solve the above problems, provided with a plurality of capillary holes arranged in accordance with the pitch of the bonding pad, so that each capillary hole formed block can be moved up and down and left and right It is an object of the present invention to provide a multi-wire bonding apparatus capable of simultaneously bonding all bonding pads on a chip.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 칩의 와이어 본딩장치에 있어서, 와이어 본딩을 위한 다수의 캐필러리가 장착된 적어도 하나의 본딩수단; 그 일측에 상기 본딩수단이 장착되며, 상기 본딩수단을 수평 및 수직방향으로 동시에 이동시키는 적어도 하나의 이동수단; 및 상기 이동수단에 연결되며, 상기 다수의 캐필러리가 반도체 칩의 제1본딩점 및 제2본딩점에 동시에 위치되도록 상기 이동수단을 제어하는 제어수단을 포함하는 다중 와이어 본딩장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wire bonding apparatus of a semiconductor chip, comprising: at least one bonding means equipped with a plurality of capillaries for wire bonding; At least one moving means mounted at one side thereof and simultaneously moving the bonding means in horizontal and vertical directions; And a control means connected to the moving means and controlling the moving means such that the plurality of capillaries are simultaneously located at the first bonding point and the second bonding point of the semiconductor chip.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도2 이하의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of FIG. 2.
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 다중 와이어 본딩장치의 일실시예 구성을 도시한 평면도 및 측면도로서, 하나의 칩에 대하여 그 패드와 동수의 캐필러리를 구비하고, 상기 캐필러리가 동시에 제1본딩점에서 제2본딩점으로 이동될 수 있도록 구성한 예를 나타낸다.2A and 2B are a plan view and a side view showing an embodiment configuration of a multi-wire bonding apparatus according to the present invention, having one pad and the same number of capillaries for one chip, and the capillaries being simultaneously An example in which the configuration can be moved from the first bonding point to the second bonding point is shown.
본 실시예에서는 도면에 도시한 바와 같이, 각각 캐필러리(210)가 그 중앙부에 수직으로 관통되게 장착된 다수의 캐필러리블록(201, 202)으로 이루어지는 본딩 툴(bonding tool)(200)과; 상기 캐필러리블록(201, 202)을 수평 및 수직방향으로 이동시키는 제1 및 제2로봇암(220, 230)으로 크게 구성된다.In the present embodiment, as shown in the figure, each of the bonding tool (200) consisting of a plurality of capillary blocks (201, 202) mounted so that the capillary 210 vertically penetrates the center portion thereof. and; The capillary blocks 201 and 202 are largely composed of first and second robot arms 220 and 230 for moving in the horizontal and vertical directions.
여기서, 상기 본딩툴(200)은 본딩패드를 모두 커버할 수 있는 크기로 제작되며, 상기 캐필러리블록(201, 202)에 구비된 상기 캐필러리(210) 간의 간격이 칩의 본딩 패드의 피치와 동일하도록 위치된다. Here, the bonding tool 200 is manufactured to cover all of the bonding pads, and the spacing between the capillary 210 provided in the capillary blocks 201 and 202 is the bonding pad of the chip. Positioned equal to the pitch.
또한, 상기 제1 및 제2로봇암(220, 230)은 상기 캐필러리블록(201, 202)에 교번적으로 연결되는 지지부재(205, 206)와; XY 테이블에 각각 연결되어 입력된 좌표값에 의해 상기 지지부재(205, 206)에 장착된 캐필러리블록(201, 202)을 1차 및 2차 본딩 위치로 이동시키는 제1 및 제2이동부재(203, 204)로 구성된다.The first and second robot arms 220 and 230 may include support members 205 and 206 alternately connected to the capillary blocks 201 and 202; First and second moving members for moving the capillary blocks 201 and 202 mounted on the support members 205 and 206 to the primary and secondary bonding positions by coordinate values input and connected to the XY tables, respectively. (203, 204).
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 다중 와이어 본딩장치의 작동 상태를 첨부된 도3a 내지 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3a to 6 attached to the operating state of the multi-wire bonding apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.
도3a 및 도3b는 본 발명의 다중 와이어 본딩장치의 1차 본딩 위치에서의 작동상태를 도시한 평면도 및 정면도이다.3A and 3B are a plan view and a front view showing an operating state in the primary bonding position of the multi-wire bonding apparatus of the present invention.
도시한 바와 같이, 상기 각 캐필러리(210) 하단의 와이어(320)에 볼이 형성되면, 상기 캐필러리블록(201, 202)이 상기 제1 및 제2로봇암(220, 230)에 의해 동시에 하강하여 상기 캐필러리(210)가 반도체 칩(310)의 본딩패드(303)의 제1본딩점에 위치하게 된다. 이에 따라, 반도체 칩(310)의 모든 본딩패드(303)에서 동시에 1차 본딩이 이루어지게 된다.As shown, when a ball is formed on the wire 320 at the bottom of each capillary 210, the capillary block (201, 202) to the first and second robot arm (220, 230) The capillary 210 is simultaneously lowered to be positioned at the first bonding point of the bonding pad 303 of the semiconductor chip 310. Accordingly, primary bonding is simultaneously performed on all the bonding pads 303 of the semiconductor chip 310.
1차 본딩이 완료되면, 도4에 도시한 바와 같이, 상기 캐필러리블록(201, 202)이 상기 제1 및 제2로봇암(220, 230)에 의해 동시에 상승하게 되며, 이어서 리드(301, 302) 상의 2차 본딩위치로 이동된다.When the primary bonding is completed, as shown in FIG. 4, the capillary blocks 201 and 202 are simultaneously lifted by the first and second robot arms 220 and 230, and then the lid 301. , 302 is moved to the secondary bonding position.
이때, 도5a 및 도5b에 도시한 바와 같이, 상기 캐필러리블록(201, 202)은 상기 제1 및 제2로봇암(220)에 의해 서로 반대 방향으로 이동되어 각자의 제2본딩점 상측에 동시에 위치된다.5A and 5B, the capillary blocks 201 and 202 are moved in opposite directions by the first and second robot arms 220 so as to be above the respective second bonding points. Are located at the same time.
이어서, 도6에 도시한 바와 같이, 상기 제1 및 제2로봇암(220, 230)에 의해 상기 각 캐필러리블록(201, 202)이 하강하여 리드프레임의 각 리드(301, 302)에 동시에 와이어(320)를 접속한 후 상기 캐필러리블록(201, 202)이 소정 위치로 상승하고, 와이어(320)를 절단함으로써 도7에 도시한 바와 같이 하나의 반도체 칩(310)의 와이어 본딩이 완료된다.Subsequently, as shown in FIG. 6, the capillary blocks 201 and 202 are lowered by the first and second robot arms 220 and 230 to each lead 301 and 302 of the lead frame. At the same time, after the wire 320 is connected, the capillary blocks 201 and 202 rise to a predetermined position, and the wire 320 is cut to wire bond the semiconductor chip 310 as shown in FIG. 7 by cutting the wire 320. Is complete.
상기한 바와 같이 캐필러리(210)가 장착된 다수의 캐필러리블록(201, 202)의 이동이 동시에 이루어지도록 함으로써, 하나의 반도체 칩의 모든 와이어 본딩 공정이 하나의 와이어를 본딩하는 시간에 이루어지게 되는 것이다.As described above, the movement of the plurality of capillary blocks 201 and 202 on which the capillary 210 is mounted is performed at the same time, so that all the wire bonding processes of one semiconductor chip are bonded at one time. Will be done.
한편, 본 발명의 다중 와이어 본딩장치는 BGA(Ball Grid Array) 공정의 리드본딩에 적용될 수도 있다. Meanwhile, the multi-wire bonding apparatus of the present invention may be applied to lead bonding in a ball grid array (BGA) process.
도8a 및 도8b는 본 발명의 와이어 본딩장치의 다른 실시예 구성을 도시한 것으로, BGA 공정의 리드 본딩이 동시에 이루질 수 있도록 구성된 예를 나타낸다. 8A and 8B show another embodiment configuration of the wire bonding apparatus of the present invention, and show an example configured to allow lead bonding of the BGA process to be performed at the same time.
본 실시예는 도시한 바와 같이, 승강동작되는 본딩툴(bonding tool) 본체(810)와; 상기 본딩 툴 본체(810)의 하부에 장착되되, 칩상에 형성된 다수의 본딩패드들이 이루는 피치와 동일한 간격으로 배열된 다수의 툴팁(tool tip)(801)으로 구성된다.As shown, the present embodiment includes a bonding tool body 810 which is lifted and lowered; It is mounted to the lower portion of the bonding tool body 810, it is composed of a plurality of tool tips (801) arranged at the same interval as the pitch of the plurality of bonding pads formed on the chip.
상기와 같이 구성된 본 실시예는 상기 본딩툴 본체(810)의 한번의 승강동작으로, 상기 다수의 툴팁(801)에 의해 상기 칩상의 모든 본딩패드에 본딩이 이루어지므로, BGA 공정의 리드 본딩의 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment configured as described above, since the bonding is performed on all the bonding pads on the chip by the plurality of tooltips 801 by one lifting operation of the bonding tool body 810, the productivity of lead bonding in the BGA process Can improve.
상기와 같이, 본 발명은 일반적 플라스틱 팩키지 와이어 본딩 공정 뿐 아니라 U-BGA 리드 본딩 공정에도 적용될 수 있는 것이다.As described above, the present invention can be applied to a U-BGA lead bonding process as well as a general plastic package wire bonding process.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기와 같이 구성되어 작동하는 본 발명에 따르면, 캐필러리의 멀티화를 통해 반도체 칩상의 모든 본딩 패드를 동시에 본딩함으로써, 하나의 반도체 칩의 모든 와이어 본딩 공정이 하나의 와이어를 본딩하는 시간에 이루어지게 되어 그 생산성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 2차 본딩시 스티치 위치에 일률적인 얼라인이 가능하다. According to the present invention configured and operated as described above, by simultaneously bonding all the bonding pads on the semiconductor chip through the multiplexing of the capillary, all the wire bonding process of one semiconductor chip is made at the time of bonding one wire There is an effect that can significantly improve the productivity. In addition, uniform alignment is possible at the stitch position during the second bonding.
도1은 종래의 와이어 본딩장치의 작동을 설명하기 위한 상태도.1 is a state diagram for explaining the operation of the conventional wire bonding apparatus.
도2a는 본 발명에 따른 다중 와이어 본딩장치의 일실시예 구성을 도시한 평면도.Figure 2a is a plan view showing an embodiment configuration of a multiple wire bonding apparatus according to the present invention.
도2b는 도2a의 측면도.Figure 2B is a side view of Figure 2A.
도3a는 본 발명의 요부 구성인 다수의 캐필러리가 제1본딩점에 위치된 상태를 도시한 평면도.3A is a plan view showing a state in which a plurality of capillaries, which are main components of the present invention, are located at a first bonding point;
도3b는 도3a의 정면도.3B is a front view of FIG. 3A.
도4는 본 발명의 요부 구성인 다수의 캐필러리의 1차본딩 후의 상태를 도시한 평면도.Fig. 4 is a plan view showing a state after primary bonding of a plurality of capillaries which are main components of the present invention.
도5a는 본 발명의 요부 구성인 다수의 캐필러리가 제2본딩점에 위치된 상태를 도시한 평면도.Fig. 5A is a plan view showing a state in which a plurality of capillaries, which are main components of the present invention, are located at a second bonding point.
도5b는 도5a의 정면도.Fig. 5B is a front view of Fig. 5A.
도6은 본 발명의 요부 구성인 다수의 캐필러리에 의한 2차본딩 상태를 도시한 정면도.Figure 6 is a front view showing a secondary bonding state by a plurality of capillaries, which is a main component of the present invention.
도7은 본 발명에 따른 다중 와이어 본딩장치에 의해 본딩된 반도체 칩을 도시한 평면도.7 is a plan view showing a semiconductor chip bonded by a multiple wire bonding apparatus according to the present invention.
도8a는 본 발명에 따른 다중 와이어 본딩장치의 다른 실시예 구성을 도시한 사시도.Figure 8a is a perspective view showing another embodiment configuration of the multiple wire bonding apparatus according to the present invention.
도8b는 도8a의 본딩툴을 도시한 정면도.FIG. 8B is a front view of the bonding tool of FIG. 8A; FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
200 : 본딩툴 201, 202 : 캐필러리블록200: bonding tool 201, 202: capillary block
203, 204 : 이동부재 205, 206 : 지지부재203, 204: movable member 205, 206: support member
210 : 캐필러리 220, 230 : 로봇암210: capillary 220, 230: robot arm
320 : 와이어320: wire
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