KR20080067518A - Apparatus and method for wirebonding - Google Patents

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김혁수
조경복
김대원
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Abstract

A bonding apparatus using a wire and a boding method are provided to perform a wire bonding process by using various wires without exchanging a capillary. A first capillary(20) is installed in a bonding head(10) to discharge a first wire through a first supply hole. A second capillary(30) is installed in the bonding head to discharge a second wire through a second supply hole. An elevation unit elevates selectively the first capillary and the second capillary loaded on the bonding head. The elevation unit includes a first holder, a first drive gear, a second holder, and a second drive gear. The first holder holds the first capillary and includes a first rack gear formed in a vertical direction to an outer circumference thereof. The first drive gear is fixed to the bonding head and includes a gear coupled with the first rack gear. The second holder holds the second capillary and includes a second rack gear formed in a vertical direction to an outer circumference thereof. A second drive gear is fixed to the bonding head and includes a gear coupled with the second rack gear.

Description

와이어를 이용한 본딩장치 및 방법{apparatus and method for wirebonding}Bonding apparatus and method using wires {apparatus and method for wirebonding}

도 1은 와이어 본딩(wirebonding)에 의하여 칩 상의 본딩패드와 패키지 상의 본딩패드를 연결한 모습을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which bonding pads on a chip and bonding pads on a package are connected by wire bonding.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 본딩장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 승강유닛을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a lifting unit according to the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 본딩장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a view schematically showing a wire bonding apparatus according to another embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 본딩헤드 20, 30, 40 : 캐필러리10: bonding head 20, 30, 40: capillary

21, 31, 41 : 공급홀 22, 32, 42 : 홀더21, 31, 41: supply holes 22, 32, 42: holder

23, 33, 43 : 고정핀 24, 34, 44 : 구동기어23, 33, 43: fixed pin 24, 34, 44: drive gear

26, 36, 46 : 클램프 28, 38, 48 : 공급장치26, 36, 46: clamps 28, 38, 48: feeder

본 발명은 와이어 본딩장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 캐필러리들을 구비하는 와이어 본딩장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire bonding apparatus and method, and more particularly to a wire bonding apparatus and method having a plurality of capillaries.

반도체 제조공정은 웨이퍼(wafer)로부터 분리된 개별 칩을 패키지에 접착시키는 칩 접착(chip attach) 공정, 칩과 패키지를 전기적으로 연결하는 와이어 본딩(wirebonding) 공정, 그리고 전기적 연결을 외부로부터 보호하기 위하여 성형 수지로 봉지(encapsulation)하는 공정 순서로 진행된다.The semiconductor manufacturing process includes a chip attach process that bonds individual chips separated from a wafer to a package, a wirebonding process that electrically connects the chip and the package, and to protect the electrical connection from the outside. The process proceeds in the process of encapsulation with molding resin.

칩과 패키지는 주로 세가지 방법에 의하여 전기적으로 연결된다. 하나는 와이어 본딩(wirebonding) 방법, 다른 하나는 탭(Tape Automated Bonding:TAB) 방법, 나머지 하나는 플립칩(flip chip) 방법이다.The chip and the package are mainly electrically connected in three ways. One is a wirebonding method, the other is a Tap Automated Bonding (TAB) method, and the other is a flip chip method.

도 1은 와이어 본딩에 의하여 칩(C) 상의 본딩패드(c1, c2, c3, c4)와 패키지(P) 상의 본딩패드(p1, p2, p3, p4)를 연결한 모습을 나타내는 도면이다. 와이어 본딩 방법은 미세한 금속 와이어(fine metal wire)를 칩(C) 상의 패드들과 이와 관련된 패키지(P) 상의 패드들에 부착하는 칩-패키지 연결방법이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which bonding pads c1, c2, c3, and c4 on a chip C and bonding pads p1, p2, p3, and p4 on a package P are connected by wire bonding. The wire bonding method is a chip-package connection method in which a fine metal wire is attached to pads on a chip C and pads on a package P related thereto.

이와 같은 와이어 본딩에 의한 연결구조는 매우 안정한 구조를 이루므로, 매우 높은 안정성을 요하는 상품을 포함하는 매우 넓은 범위에 응용되고 있으나, 봉지 공정이 이루어지는 동안 성형 수지의 유동에 의하여 불량이 발생하기도 한다.Since the connection structure by wire bonding has a very stable structure, it has been applied to a very wide range including products requiring very high stability, but defects may occur due to the flow of molding resin during the encapsulation process. .

특히, 칩(C)의 전방에 배치되는 제1 패드(c1)를 패키지(P) 상의 제1 패드(p1)에 연결하는 제1 와이어(w1), 칩(C)의 후방에 배치되는 제3 패드(c3) 및 제 4 패드(c4)를 패키지(P) 상의 제3 패드(p3) 및 제4 패드(p4)에 각각 연결하는 제3 와이어(w3) 및 제4 와이어(w4)는 칩(C)의 제2 패드(c2)를 패키지(P) 상의 제2 패드(p2)에 연결하는 제2 와이어(w2)에 비하여 외부에 노출되어 있으므로, 성형 수지 의 유동에 의하여 파손되거나 불량이 발생될 가능성이 높다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 제1 와이어(w1) 및 제3 와이어(w3), 그리고 제4 와이어(w4)의 직경은 제2 와이어(w2)의 직경보다 크다.In particular, the first wire w1 connecting the first pad c1 disposed in front of the chip C to the first pad p1 on the package P, and the third disposed behind the chip C The third wire w3 and the fourth wire w4 connecting the pad c3 and the fourth pad c4 to the third pad p3 and the fourth pad p4 on the package P, respectively, are formed of a chip ( Since the second pad c2 of C) is exposed to the outside compared to the second wire w2 connecting the second pad p2 on the package P, failure or failure may occur due to the flow of the molding resin. Most likely. Therefore, in order to prevent this, the diameters of the first wire w1, the third wire w3, and the fourth wire w4 are larger than the diameter of the second wire w2.

이처럼, 두 종류의 와이어를 사용하여 와이어 본딩을 하는 경우, 종래에는 하나의 캐필러리를 이용하여 하나의 와이어에 대한 와이어 본딩을 한 이후에 캐필러리를 교체하여 다른 와이어에 대한 와이어 본딩을 하였다. 세 종류의 와이어를 사용하여 와이어 본딩을 하는 경우에는 캐필러리를 다시 한번 교체하여 또 다른 와이어에 대한 와이어 본딩을 하였다. 따라서, 와이어 본딩에 많은 시간이 소요되었다.As described above, in the case of wire bonding using two types of wires, conventionally, after wire bonding to one wire using one capillary, the capillary is replaced and wire bonding to another wire is performed. . In the case of wire bonding using three kinds of wires, the capillary was once again replaced and wire bonded to another wire. Therefore, wire bonding took a lot of time.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 와이어 본딩에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 와이어 본딩장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wire bonding apparatus and method that can reduce the time required for wire bonding.

본 발명의 다른 목적은 서로 다른 와이어를 선택적으로 배출할 수 있는 와이어 본딩장치 및 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a wire bonding apparatus and method capable of selectively discharging different wires.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Still other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

본 발명에 의하면, 와이어 본딩장치는 본딩헤드, 상기 본딩헤드에 장착되며 내부에 형성된 제1 공급홀을 통하여 제1 와이어를 배출하는 제1 캐필러리, 상기 본 딩헤드에 장착되며 내부에 형성된 제2 공급홀을 통하여 제2 와이어를 배출하는 제2 캐필러리, 그리고 상기 본딩헤드에 장착된 상기 제1 및 제2 캐필러리를 상기 본딩헤드에 대하여 선택적으로 승강시키는 승강유닛을 포함한다.According to the present invention, a wire bonding apparatus includes a bonding head, a first capillary mounted on the bonding head and discharging a first wire through a first supply hole formed therein, and a material mounted on the bonding head and formed therein. And a second capillary for discharging the second wire through the second supply hole, and a lifting unit for selectively elevating the first and second capillaries mounted on the bonding head with respect to the bonding head.

상기 승강유닛은 상기 제1 캐필러리를 홀딩하며 외주면에 상하방향으로 제1 랙기어(rack gear)가 형성된 제1 홀더, 상기 본딩헤드에 각각 고정되며 상기 제1 랙기어에 맞물리는 기어 톱니가 외주면에 형성된 제1 구동기어, 상기 제2 캐필러리를 홀딩하며, 외주면에 상하방향으로 제2 랙기어(rack gear)가 형성된 제2 홀더, 그리고 상기 본딩헤드에 각각 고정되며 상기 제2 랙기어에 맞물리는 기어 톱니가 외주면에 형성된 제2 구동기어를 포함할 수 있다.The elevating unit holds a first capillary and a first holder having a first rack gear formed in an up and down direction on an outer circumferential surface thereof, and a gear tooth fixed to the bonding head and engaged with the first rack gear, respectively. A first drive gear formed on an outer circumferential surface, a second holder formed with a second rack gear in an up and down direction on the outer circumferential surface, and fixed to the bonding head, respectively, the second rack gear The gear tooth meshing with the may include a second drive gear formed on the outer circumferential surface.

상기 제1 홀더는 상기 제1 캐필러리를 감싸는 원통 형상이며, 상기 승강유닛은 상기 제1 홀더의 외주면으로부터 상기 제1 홀더를 관통하여 상기 제1 캐필러리에 고정되는 제1 고정핀을 더 포함할 수 있다.The first holder has a cylindrical shape surrounding the first capillary, and the elevating unit further includes a first fixing pin that is fixed to the first capillary through the first holder from an outer circumferential surface of the first holder. can do.

상기 장치는 상기 제1 캐필러리에 상기 제1 와이어를 공급하는 제1 공급장치, 상기 제2 캐필러리에 상기 제1 와이어와 다른 상기 제2 와이어를 공급하는 제2 공급장치를 포함할 수 있다.The apparatus may include a first supply device for supplying the first wire to the first capillary, and a second supply device for supplying the second wire different from the first wire to the second capillary.

상기 제2 공급장치는 상기 제1 와이어의 직경보다 큰 직경을 가지는 상기 제2 와이어를 공급하며, 상기 제2 공급홀의 직경은 상기 제1 와이어의 직경보다 클 수 있다.The second supply device may supply the second wire having a diameter larger than the diameter of the first wire, and the diameter of the second supply hole may be larger than the diameter of the first wire.

상기 제1 와이어는 절연 와이어(insulated wire)이며, 상기 제2 와이어는 비절연 와이어일 수 있다.The first wire may be an insulated wire, and the second wire may be a non-insulated wire.

상기 제1 및 제2 캐필러리는 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 캐필러리는 원형으로 배치되며, 상기 본딩헤드는 회전될 수 있다.The first and second capillaries may be arranged in a line. In addition, the first and second capillaries are arranged in a circular shape, the bonding head may be rotated.

본 발명에 의하면, 복수의 캐필러리들이 장착된 본딩헤드를 이용한 와이어 본딩방법은 주어진 본딩조건에 따라 상기 캐필러리들 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 상기 캐필러리로부터 본딩위치 상에 와이어를 배출하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a wire bonding method using a bonding head equipped with a plurality of capillaries selects any one of the capillaries according to a given bonding condition, and discharges the wire on the bonding position from the selected capillary. Characterized in that.

상기 방법은 상기 캐필러리들 중 선택된 상기 캐필러리를 나머지 상기 캐필러리들에 대하여 하강시켜 상기 본딩위치 상에 접근시킬 수 있다.The method may lower the capillary selected of the capillaries relative to the remaining capillaries to approach the bonding position.

상기 캐필러리들은 서로 다른 직경의 와이어를 배출하고, 상기 본딩조건은 상기 캐필러리들로부터 각각 배출되는 와이어의 직경일 수 있다.The capillaries discharge wires of different diameters, and the bonding conditions may be diameters of wires discharged from the capillaries, respectively.

상기 캐필러리들 중 어느 하나는 절연 와이어를 배출하고, 상기 캐필러리들 중 다른 하나는 비절연 와이어를 배출하며, 상기 본딩조건은 상기 캐필러리들로부터 각각 배출되는 와이어의 재질일 수 있다.One of the capillaries may discharge the insulated wire, the other of the capillaries may discharge the non-insulated wire, and the bonding condition may be a material of the wires respectively discharged from the capillaries.

상기 캐필러리들은 제1 와이어를 배출하는 제1 캐필러리와 상기 제1 와이어보다 큰 직경을 가지는 제2 와이어를 배출하는 제2 캐필러리를 포함하며, 상기 방법은 상기 제1 캐필러리로부터 상기 제1 와이어를 배출하여 제1 본딩위치 상에 범프 볼(bump ball)을 형성한 후 상기 제2 캐필러리로부터 상기 제2 와이어를 배출하여 제2 본딩위치와 상기 범프 볼을 연결할 수 있다.The capillaries comprise a first capillary for discharging a first wire and a second capillary for discharging a second wire having a diameter greater than the first wire, the method comprising the first capillary The first wire may be discharged from the first ball to form a bump ball on the first bonding position, and the second wire may be discharged from the second capillary to connect the second bonding position to the bump ball. .

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 2 내지 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다. 한편, 이하에서 설명되고 있는 와이어 본딩장치(1)는 다양하게 응용될 수 있으며, 와이어 본딩장치(1)의 응용예는 한국공개특허공보 2005-73753호 및 한국등록특허공보 0548008호에 개시되어 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4. Embodiments of the invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described below. These embodiments are provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description. Meanwhile, the wire bonding apparatus 1 described below may be variously applied, and an application example of the wire bonding apparatus 1 is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-73753 and Korean Patent Publication No. 0548008. .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 본딩장치(1)를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 승강유닛을 나타내는 도면이다. 와이어 본딩(wirebonding)은 미세한 금속 와이어(fine metal wire)를 칩(C) 상의 패드들과 이와 관련된 패키지(P) 상의 패드들에 부착하는 칩-패키지 연결방법이다. 패키지(P)는 리드 프레임(lead frame), 칩 캐리어(chip carrier), 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)을 포함한다.2 is a view schematically showing a wire bonding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a lifting unit according to the present invention. Wirebonding is a chip-package connection method that attaches a fine metal wire to pads on chip C and to pads on package P associated therewith. The package P includes a lead frame, a chip carrier, and a printed circuit board (PCB).

와이어 본딩장치(1)는 본딩헤드(10), 제1 내지 제3 캐필러리(capillary)(20, 30, 40), 그리고 제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)를 포함한다.The wire bonding device 1 includes a bonding head 10, first to third capillary 20, 30, and 40, and first to third supply devices 28, 38, and 48. .

제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)는 와이어(W)를 각각 배출하며, 본딩헤드(10) 상에 장착된다. 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)는 본딩헤드(10) 상에 일렬로 배치된다. 한편, 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)에는 트랜스듀 서(transducer)(도시안됨)가 각각 연결될 수 있으며, 트랜스듀서는 와이어(W)가 가소변형(plastic deformation)을 일으키도록 초음파 진동을 발생시킨다.The first to third capillaries 20, 30, and 40 discharge the wires W, respectively, and are mounted on the bonding head 10. The first to third capillaries 20, 30, and 40 are arranged in a row on the bonding head 10. Meanwhile, a transducer (not shown) may be connected to the first to third capillaries 20, 30, and 40, respectively, and the transducer may cause plastic deformation of the wire W. To generate ultrasonic vibrations.

본딩헤드(10)는 이동부(도시안됨)에 의하여 이동가능하며, 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)를 원하는 본딩위치(칩(C) 상의 패드 또는 패키지(P) 상의 패드)로 안내한다.The bonding head 10 is movable by a moving part (not shown), and the first to third capillaries 20, 30, and 40 are bonded to a desired bonding position (on a pad or package P on a chip C). Pad).

제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)는 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)에 각각 와이어(W)들을 공급한다. 제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)는 실패 모양을 하고 있으며, 와이어(W)들은 제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)에 각각 감겨 있다.The first to third supply devices 28, 38, and 48 supply wires W to the first to third capillaries 20, 30, and 40, respectively. The first to third feeders 28, 38 and 48 have a failure shape, and the wires W are wound on the first to third feeders 28, 38 and 48, respectively.

제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)에는 서로 다른 직경을 가지는 와이어(W)들이 각각 감겨져 있을 수 있다. 제2 공급장치(38)에 감겨진 와이어(W)의 직경은 제1 공급장치(28)에 감겨진 와이어(W)의 직경보다 크며, 제3 공급장치(48)에 감겨진 와이어(W)의 직경은 제2 공급장치(38)에 감겨진 와이어(W)의 직경보다 크다. 따라서, 앞서 본 바와 같이, 칩(C) 상의 제2 패드(c2)와 패키지(P) 상의 제2 패드(p2)는 제1 공급장치(28)에 감겨진 와이어(W)를 사용하여 와이어 본딩을 하며, 칩(C) 상의 제1 패드(c1)와 패키지(P) 상의 제1 패드(p1)는 제2 공급장치(38)에 감겨진 와이어(W) 또는 제3 공급장치(48)에 감겨진 와이어(W)를 사용하여 와이어 본딩을 할 수 있다. 즉, 사용자의 요구에 따라 다양한 직경의 와이어를 사용하여 와이어 본딩을 할 수 있다.Wires W having different diameters may be wound around the first to third supply devices 28, 38, and 48, respectively. The diameter of the wire W wound on the second supply device 38 is larger than the diameter of the wire W wound on the first supply device 28, and the wire W wound on the third supply device 48. The diameter of is larger than the diameter of the wire W wound on the second supply device (38). Thus, as previously seen, the second pad c2 on the chip C and the second pad p2 on the package P are wire bonded using a wire W wound on the first supply device 28. The first pad c1 on the chip C and the first pad p1 on the package P are connected to the wire W wound on the second supply device 38 or the third supply device 48. Wire bonding may be performed using the wound wire W. FIG. That is, wire bonding may be performed using wires of various diameters according to the user's request.

한편, 제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)에는 서로 다른 재질을 가지는 와 이어(W)들이 각각 감겨져 있을 수 있다. 제1 공급장치(28)에는 절연 와이어(insulated wire)가 감겨져 있을 수 있으며, 제2 공급장치(38)에는 비절연 와이어가 감겨져 있을 수 있다. 따라서, 사용자는 필요에 따라 절연 와이어 또는 비절연 와이어를 사용하여 와이어 본딩을 할 수 있다.Meanwhile, wires W having different materials may be wound around the first to third supply devices 28, 38, and 48, respectively. An insulated wire may be wound around the first supply device 28, and a non-insulated wire may be wound around the second supply device 38. Therefore, the user can wire bond using an insulated wire or a non-insulated wire as needed.

제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)로부터 각각 공급되는 와이어(W) 상에는 제1 내지 제3 클램프(26, 36, 46)가 제공된다. 제1 내지 제3 클램프(26, 36, 46)가 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)에 공급되는 와이어(W)들을 각각 홀드하면 공급이 중단되며, 제1 내지 제3 클램프(26, 36, 46)가 와이어(W)들을 각각 언홀드하면 와이어(W)들은 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)에 공급된다.First to third clamps 26, 36, 46 are provided on the wires W supplied from the first to third supply devices 28, 38, 48, respectively. When the first to third clamps 26, 36, and 46 hold the wires W supplied to the first to third capillaries 20, 30, and 40, the supply is stopped, and the first to third When the clamps 26, 36, 46 unhold the wires W, the wires W are supplied to the first to third capillaries 20, 30, 40.

한편, 제1 내지 제3 공급장치(28, 38, 48)로부터 각각 공급되는 와이어(W) 상에는 와이어(W)의 장력(tension)을 조절하는 장력조절기(tensioner)(도시안됨)가 각각 제공될 수 있다.On the other hand, a tensioner (not shown) for adjusting the tension of the wire W may be provided on the wires W respectively supplied from the first to third supply devices 28, 38, and 48. Can be.

제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)는 제1 내지 제3 홀더(22, 32, 42)에 의하여 홀딩된다. 제1 내지 제3 홀더(22, 32, 42), 제1 내지 제3 고정핀(23, 33, 43), 제1 내지 제3 구동기어(24, 34, 44)는 동일한 구조와 기능을 가지므로, 이하에서는 제1 홀더(22) 및 제1 고정핀(23), 제1 구동기어(24)에 대해서만 설명하기로 한다.The first to third capillaries 20, 30 and 40 are held by the first to third holders 22, 32 and 42. The first to third holders 22, 32, and 42, the first to third fixing pins 23, 33, and 43, and the first to third drive gears 24, 34, and 44 have the same structure and function. Therefore, hereinafter, only the first holder 22, the first fixing pin 23, and the first driving gear 24 will be described.

제1 홀더(22)는 원통(cylinder) 형상이며, 제1 홀더(22)는 제1 캐필러리(20) 의 외주면을 감싼다. 제1 고정핀(23)은 제1 홀더(22)의 외주면으로부터 제1 홀더(22)를 관통하여 제1 캐필러리(20)에 고정되며, 제1 캐필러리(20)는 제1 고정핀(23)에 의하여 제1 홀더(22)에 고정된다. 한편, 제1 캐필러리(20)의 내부에는 제1 공급홀(21)이 형성되며, 제1 공급장치(28)로부터 공급된 와이어(W)는 제1 공급홀(21)을 통하여 배출된다. 마찬가지로, 제2 캐필러리(30)는 제2 공급홀(31)을 가지며, 제3 캐필러리(40)는 제3 공급홀(41)을 가진다.The first holder 22 has a cylindrical shape, and the first holder 22 surrounds the outer circumferential surface of the first capillary 20. The first fixing pin 23 is fixed to the first capillary 20 through the first holder 22 from the outer circumferential surface of the first holder 22, and the first capillary 20 is first fixed. The pin 23 is fixed to the first holder 22. Meanwhile, a first supply hole 21 is formed in the first capillary 20, and the wire W supplied from the first supply device 28 is discharged through the first supply hole 21. . Similarly, the second capillary 30 has a second supply hole 31, and the third capillary 40 has a third supply hole 41.

제1 홀더(22)의 외주면에는 랙기어(rack gear)가 상하방향으로 형성되며, 랙기어의 일측에는 랙기어에 맞물리는 기어 톱니(gear teeth)가 외주면에 형성된 제1 구동기어(24)가 배치된다. 마찬가지로 제2 홀더(32)의 외주면 및 제3 홀더(42)의 외주면에도 랙기어가 상하방향으로 형성되며, 랙기어들의 일측에는 각각 제2 및 제3 구동기어(34, 44)가 배치된다. 제1 내지 제3 구동기어(24, 34, 44)는 제어기(50)에 연결되며, 제어기(50)에 의하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전한다.Rack gears are formed in an up and down direction on the outer circumferential surface of the first holder 22, and a first drive gear 24 having gear teeth engaging with the rack gears on one side of the rack gear is formed on the outer circumferential surface thereof. Is placed. Similarly, rack gears are formed on the outer circumferential surface of the second holder 32 and the outer circumferential surface of the third holder 42 in the vertical direction, and second and third drive gears 34 and 44 are disposed on one side of the rack gears, respectively. The first to third drive gears 24, 34, 44 are connected to the controller 50 and rotated clockwise or counterclockwise by the controller 50.

제어기(50)는 제1 내지 제3 구동기어(24, 34, 44)를 선택적으로 구동하여, 와이어 본딩을 수행하는 캐필러리를 본딩위치에 접근시키며, 와이어 본딩을 수행하지 않는 캐필러리는 본딩위치로부터 이격시킨다. 예를 들어, 제1 캐필러리(20)를 이용하여 와이어 본딩을 수행하는 경우, 제1 구동기어(24)를 반시계방향으로 회전시켜 제1 홀더(22) 및 제1 캐필러리(20)를 하강시키며, 와이어 본딩을 마친 경우, 제1 구동기어(24)를 시계방향으로 회전시켜 제1 홀더(22) 및 제1 캐필러리(20)를 상승시킨다.The controller 50 selectively drives the first to third drive gears 24, 34, and 44 to bring the capillary that performs wire bonding to the bonding position, and the capillary that does not perform the wire bonding. Keep away from the bonding position. For example, when wire bonding is performed by using the first capillary 20, the first drive gear 24 is rotated counterclockwise so that the first holder 22 and the first capillary 20 are rotated. ), And when the wire bonding is completed, the first drive gear 24 is rotated clockwise to raise the first holder 22 and the first capillary 20.

이하, 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 와이어 본딩방법을 설명하기로 한다. 이하에서 설명되는 본딩방법은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 연결순서는 제1 공급장치(28)에 감겨진 와이어(W)를 이용하여 칩(C)의 제2 패드(c2)와 패키지(P)의 제2 패드(p2)를 연결한 후, 제2 공급장치(38)에 감겨진 와이어(W)를 이용하여 칩(C)의 제1 패드(c1)와 패키지(P)의 제1 패드(p1)를 연결한다. 와이어(W)는 주어진 본딩조건에 따라 결정되며, 본딩조건은 와이어의 직경 및 와이어의 재질을 포함한다.Hereinafter, a wire bonding method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The bonding method described below is merely exemplary and does not limit the scope of the present invention. The connection sequence is the second pad (c2) of the chip (C) and the second pad (p2) of the package (P) by using the wire (W) wound on the first supply device 28, the second The first pad c1 of the chip C and the first pad p1 of the package P are connected to each other using a wire W wound around the supply device 38. The wire W is determined according to a given bonding condition, and the bonding condition includes the diameter of the wire and the material of the wire.

먼저, 본딩헤드(10)를 이동하여 제1 캐필러리(20)를 제2 패드(c2)의 위에 맞춘다. 다음으로 제1 공급장치(28)로부터 와이어(W)를 공급하며, 제1 클램프(26)는 와이어(W)를 언홀딩한다. 와이어(W)는 제1 캐필러리(20)에 공급되며, 제1 캐필러리(20)의 공급홀(21) 상에는 볼(ball)이 형성된다. 볼(ball)은 고전압 발생기(Electro Flame Off:EFO)에 의하여 형성된다. 다음, 제1 구동기어(24)를 반시계방향으로 회전시켜 제1 홀더(22) 및 제1 캐필러리(20)를 낮추며, 트랜스듀서에 의한 초음파 진동을 이용하여 형성된 볼을 칩(C) 상의 패드에 결합한다.First, the bonding head 10 is moved to fit the first capillary 20 on the second pad c2. Next, the wire W is supplied from the first supply device 28, and the first clamp 26 unholds the wire W. The wire W is supplied to the first capillary 20, and a ball is formed on the supply hole 21 of the first capillary 20. The ball is formed by an Electro Flame Off (EFO). Next, the first drive gear 24 is rotated in a counterclockwise direction to lower the first holder 22 and the first capillary 20, and the ball formed by using the ultrasonic vibration by the transducer chip C. To the pad on the top.

다음으로 본딩헤드(10)를 다시 패키지(P)의 제2 패드(p2) 위로 이동하여 제1 캐필러리(20)를 패키지(P)의 제2 패드(p2) 위에 맞추고 제1 캐필러리(20)를 낮추어 와이어(W)를 패키지(P)의 제2 패드(p2) 상에 결합한다. 제1 캐필러리(20)의 사용이 완료되면, 제1 구동기어(24)를 시계방향으로 회전시켜 제1 홀더(22) 및 제1 캐필러리(20)를 올린다.Next, the bonding head 10 is again moved over the second pad p2 of the package P to align the first capillary 20 over the second pad p2 of the package P and the first capillary Lower 20 to couple the wire W onto the second pad p2 of the package P. FIG. When the use of the first capillary 20 is completed, the first drive gear 24 is rotated clockwise to raise the first holder 22 and the first capillary 20.

다음, 본딩헤드(10)를 이동하여 제2 캐필러리(30)를 제1 패드(c1)의 위에 맞춘다. 다음으로 제2 공급장치(38)로부터 와이어(W)를 공급하며, 제2 클램프(36)는 와이어(W)를 언홀딩한다. 와이어(W)는 제2 캐필러리(30)에 공급되며, 제1 캐필러리(30)의 공급홀(31) 상에는 볼(ball)이 형성된다. 볼(ball)은 고전압 발생기(Electro Flame Off:EFO)에 의하여 형성된다. 다음, 제2 구동기어(34)를 반시계방향으로 회전시켜 제2 홀더(32) 및 제2 캐필러리(30)를 낮추며, 트랜스듀서에 의한 초음파 진동을 이용하여 형성된 볼을 칩(C) 상의 패드에 결합한다.Next, the bonding head 10 is moved to fit the second capillary 30 on the first pad c1. Next, the wire W is supplied from the second supply device 38, and the second clamp 36 unholds the wire W. The wire W is supplied to the second capillary 30, and a ball is formed on the supply hole 31 of the first capillary 30. The ball is formed by an Electro Flame Off (EFO). Next, the second drive gear 34 is rotated counterclockwise to lower the second holder 32 and the second capillary 30, and the ball formed by using the ultrasonic vibration by the transducer chip C. To the pad on the top.

다음으로 본딩헤드(10)를 다시 패키지(P)의 제1 패드(p1) 위로 이동하여 제2 캐필러리(30)를 패키지(P)의 제1 패드(p1) 위에 맞추고 제2 캐필러리(30)를 낮추어 와이어(W)를 패키지(P)의 제1 패드(p1) 상에 결합한다. 제2 캐필러리(30)의 사용이 완료되면, 제2 구동기어(34)를 시계방향으로 회전시켜 제2 홀더(32) 및 제2 캐필러리(30)를 올린다.Next, the bonding head 10 is again moved over the first pad p1 of the package P to align the second capillary 30 on the first pad p1 of the package P and the second capillary Lower the 30 to couple the wire W onto the first pad p1 of the package P. When the use of the second capillary 30 is completed, the second drive gear 34 is rotated clockwise to raise the second holder 32 and the second capillary 30.

상술한 바에 의하면, 하나의 칩(C) 상의 패드들과 하나의 패키지(P) 상의 패드들을 와이어 본딩할 때, 복수의 캐필러리들 및 공급장치들을 이용하여 다양한 직경의 와이어들을 사용할 수 있으며, 다양한 재질의 와이어들을 사용할 수 있다. 또한, 종래와 달리 캐필러리를 교체하는 과정을 필요로 하지 않는다.As described above, when wire bonding pads on one chip C and pads on one package P, wires of various diameters may be used using a plurality of capillaries and supplies, Wires of material can be used. In addition, unlike the conventional method does not require a process for replacing the capillary.

또한, 와이어 본딩 방법에는 칩(C) 상의 패드에 범프 볼(bump ball)을 먼저 형성한 후, 캐필러리의 끝단에 형성된 볼을 패키지(P) 상의 패드에 연결하고 볼과 범프 볼을 와이어로 연결하는 범프 리버스 연결방법이 있다. 상술한 바에 의하면, 제1 캐필러리(20)로부터 작은 직경을 가지는 와이어를 배출하여 칩(C) 상의 패드에 작은 범프 볼을 형성하고, 제2 캐필러리(30)로부터 큰 직경을 가지는 와이어를 배출하여 패키지(P) 상에 결합된 볼과 범프 볼을 와이어로 연결하는 범프 리버스 연결방법을 용이하게 할 수 있다.In addition, in the wire bonding method, a bump ball is first formed on a pad on the chip C, then a ball formed at the end of the capillary is connected to the pad on the package P, and the ball and the bump ball are connected by a wire. There is a bump reverse connection method. As described above, the wire having a small diameter is discharged from the first capillary 20 to form a small bump ball on the pad on the chip C, and the wire having a large diameter from the second capillary 30. By discharging it can facilitate the bump reverse connection method of connecting the ball and the bump ball coupled on the package (P) with a wire.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 본딩장치(1)를 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a view schematically showing a wire bonding apparatus 1 according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)는 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하나, 도 4에 도시한 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)는 원형으로 배치되는 것을 특징으로 한다. 본딩헤드(10)는 회전축을 중심으로 회전가능하며, 제1 내지 제3 캐필러리(20, 30, 40)의 위치는 본딩헤드(10)의 회전에 의하여 결정될 수 있다.The first to third capillaries 20, 30 and 40 shown in FIG. 2 are arranged in a line, but the first to third capillaries 20, 30 and 40 shown in FIG. Characterized in that arranged in a circle. The bonding head 10 is rotatable about an axis of rotation, and the positions of the first to third capillaries 20, 30, and 40 may be determined by the rotation of the bonding head 10.

본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, other forms of embodiments are possible. Therefore, the spirit and scope of the claims set forth below are not limited to the preferred embodiments.

본 발명에 의하면 캐필러리의 교체 없이 다양한 와이어들을 이용하여 와이어 본딩을 수행할 수 있으며, 캐필러리의 교체에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.According to the present invention, wire bonding can be performed using various wires without replacing the capillary, and the time required for replacing the capillary can be reduced.

또한, 다양한 본딩조건에 따라 와이어들을 선택적으로 배출할 수 있다.In addition, the wires may be selectively discharged according to various bonding conditions.

Claims (13)

본딩헤드;Bonding heads; 상기 본딩헤드에 장착되며, 내부에 형성된 제1 공급홀을 통하여 제1 와이어를 배출하는 제1 캐필러리;A first capillary mounted to the bonding head and discharging the first wire through a first supply hole formed therein; 상기 본딩헤드에 장착되며, 내부에 형성된 제2 공급홀을 통하여 제2 와이어를 배출하는 제2 캐필러리; 및A second capillary mounted to the bonding head and discharging a second wire through a second supply hole formed therein; And 상기 본딩헤드에 장착된 상기 제1 및 제2 캐필러리를 상기 본딩헤드에 대하여 선택적으로 승강시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.And an elevating unit for selectively elevating the first and second capillaries mounted to the bonding head with respect to the bonding head. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 승강유닛은,The lifting unit, 상기 제1 캐필러리를 홀딩하며, 외주면에 상하방향으로 제1 랙기어(rack gear)가 형성된 제1 홀더;A first holder holding the first capillary and having a first rack gear formed in an up and down direction on an outer circumferential surface thereof; 상기 본딩헤드에 각각 고정되며, 상기 제1 랙기어에 맞물리는 기어 톱니가 외주면에 형성된 제1 구동기어;First driving gears fixed to the bonding heads, respectively, wherein gear teeth engaged with the first rack gear are formed on an outer circumferential surface thereof; 상기 제2 캐필러리를 홀딩하며, 외주면에 상하방향으로 제2 랙기어(rack gear)가 형성된 제2 홀더; 및A second holder holding the second capillary and having a second rack gear in an up and down direction on an outer circumferential surface thereof; And 상기 본딩헤드에 각각 고정되며, 상기 제2 랙기어에 맞물리는 기어 톱니가 외주면에 형성된 제2 구동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.And a second drive gear fixed to the bonding head, the gear teeth being engaged with the second rack gear on the outer circumferential surface thereof. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 홀더는 상기 제1 캐필러리를 감싸는 원통 형상이며,The first holder has a cylindrical shape surrounding the first capillary, 상기 승강유닛은 상기 제1 홀더의 외주면으로부터 상기 제1 홀더를 관통하여 상기 제1 캐필러리에 고정되는 제1 고정핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.The elevating unit further comprises a first fixing pin penetrating the first holder from the outer peripheral surface of the first holder and fixed to the first capillary. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 장치는,The device, 상기 제1 캐필러리에 상기 제1 와이어를 공급하는 제1 공급장치; 및A first supply device for supplying the first wire to the first capillary; And 상기 제2 캐필러리에 상기 제1 와이어와 다른 상기 제2 와이어를 공급하는 제2 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.And a second supply device for supplying the second wire different from the first wire to the second capillary. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제2 공급장치는 상기 제1 와이어의 직경보다 큰 직경을 가지는 상기 제2 와이어를 공급하며,The second supply device supplies the second wire having a diameter larger than the diameter of the first wire, 상기 제2 공급홀의 직경은 상기 제1 와이어의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.The diameter of the second supply hole is a wire bonding apparatus, characterized in that larger than the diameter of the first wire. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 와이어는 절연 와이어(insulated wire)이며, 상기 제2 와이어는 비절연 와이어인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.And wherein the first wire is an insulated wire, and the second wire is a non-insulated wire. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 캐필러리는 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.And the first and second capillaries are arranged in a line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 캐필러리는 원형으로 배치되며, 상기 본딩헤드는 회전가능한 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.And the first and second capillaries are arranged in a circle, and the bonding head is rotatable. 복수의 캐필러리들이 장착된 본딩헤드를 이용하여 와이어 본딩방법에 있어서,In the wire bonding method using a bonding head equipped with a plurality of capillaries, 주어진 본딩조건에 따라 상기 캐필러리들 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 상기 캐필러리로부터 본딩위치 상에 와이어를 배출하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.Selecting one of the capillaries according to a given bonding condition and discharging the wire on the bonding position from the selected capillary. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 방법은 상기 캐필러리들 중 선택된 상기 캐필러리를 나머지 상기 캐필 러리들에 대하여 하강시켜 상기 본딩위치 상에 접근시키는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.And the method moves the selected capillary out of the capillaries with respect to the remaining capillaries to approach the bonding position. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 캐필러리들은 서로 다른 직경의 와이어를 배출하고, 상기 본딩조건은 상기 캐필러리들로부터 각각 배출되는 와이어의 직경인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.The capillaries discharge wires of different diameters, and the bonding condition is a wire bonding method, characterized in that the diameter of the wires respectively discharged from the capillaries. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 11, 상기 캐필러리들 중 어느 하나는 절연 와이어를 배출하고, 상기 캐필러리들 중 다른 하나는 비절연 와이어를 배출하며,One of the capillaries discharges the insulated wire, the other of the capillaries discharges the non-insulated wire, 상기 본딩조건은 상기 캐필러리들로부터 각각 배출되는 와이어의 재질인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.The bonding condition is a wire bonding method, characterized in that the material of the wire discharged from each of the capillaries. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 11, 상기 캐필러리들은 제1 와이어를 배출하는 제1 캐필러리와 상기 제1 와이어보다 큰 직경을 가지는 제2 와이어를 배출하는 제2 캐필러리를 포함하며,The capillaries include a first capillary for discharging a first wire and a second capillary for discharging a second wire having a diameter larger than that of the first wire, 상기 방법은 상기 제1 캐필러리로부터 상기 제1 와이어를 배출하여 제1 본딩위치 상에 범프 볼(bump ball)을 형성한 후 상기 제2 캐필러리로부터 상기 제2 와이어를 배출하여 제2 본딩위치와 상기 범프 볼을 연결하는 것을 특징으로 하는 와 이어 본딩방법.The method includes discharging the first wire from the first capillary to form a bump ball on a first bonding position and then discharging the second wire from the second capillary to perform a second bonding. Wire bonding method characterized in that connecting the position and the bump ball.
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