KR0125872Y1 - 하이스피드본더용세라믹캐필러리구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리 구조에 관한 것으로, 본체(1)의 선단에 침단형으로 형성되는 팁(2)부분내부에 형성되는 보어의 길이를 그 내경보다 작게 형성하고 그 하부에 형성되는 인너 챔퍼를 다운드에 가깝게 여러 각도의 다중 챔퍼구조로 형성함으로써 와이어 이송홀을 통해 이송되는 금속 와이어와 마찰력을 최소화하여 하이 스피드 본더에 적합하도록 한 것이다.

Description

하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리 구조

제1도는 종래 캐필러리의 구성을 보인 단면도.

제2도는 제1도의 A부 확대 상세 단면도.

제3도는 본 고안에 의한 하이 스피드 본더(High Speed Bonder)용 세라믹 캐필러리(Ceramic Capillary)의 구성을 보인 요부 상세 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 캐필러리(Capillary)본체 2 : 팁(Tip)

10 : 와이어 이송홀 10a : 보어 랭스(Bore Length)

10b : 테이퍼 홀(Hole) 11 : 인너 챔퍼(Inner Chamfer)

본 고안은 반도체 패키지 제조 공정 중 와이어 본딩(Wire Bonding)시 본딩 툴(Bonding Tool)로 사용되는 캐필러리(Capillary)구조에 관한 것으로, 특히 캐필러리와 골드 와이어(Au Wire)사이의 마찰력을 최소화시켜 하이 스피드 본더(High Speed Bonder)에 적합하도록 한 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리 구조에 관한 것이다.

통상 반도체 패키지 제조공정 중 후공정(Package Assembly Process)에서의 와이어 본딩 공정은 알루미늄(A1)이나 골드(Au)등과 같은 금속 와이어를 캐필러리나 웨지(Wedge)로 이송시켜 반도체 칩의 외부 단자(Bond Pad)와 패키지의 익스터널 리드(External Lead)를 전기적으로 접속 연결시키는 공정으로 플라스틱 패키지(Plastic Package)의 경우는 캐필러리를, 세라믹 패키지(Ceramic Package)의 경우는 웨지를 이용하여 금속 와이어를 이송시켜 와이어 본딩 공정을 수행하고 있다.

플라스틱 패키지를 제조하는 경우, 최근의 고집적화와 다기능화되어 가고 있는 반도체 칩의 추세에 부응하기 위해 패키지의 하이 핀 카운트(High Pin Count)화되는 추세 속에서 칩의 본딩 패드(Bonding Pad)가 화인 피치(Fine Pitch)화 되고 있는바, 이에따라 캐필러리의 구조도 변하고 있다.

즉 인접하는 와이어와의 쇼트(Short) 불량을 방지하기 위해서 보틀 넥 캐필러리(Bottle Neck Capillary)의 경우, 그선단의 침단부 각도인 콘 앵글(Cone Angle)을 30。→20。→10。로 점차 줄여 상기와 같은 쇼트 불량을 방지할 수 있도록 하고 있다.

한편, 최근 와이어 본더 자체의 성능이 고속화되어지면서 생산개수(Units Per Hour) 가 현격히 증가 추세를 보이고 있으므로 캐필러리의 외형적인 구조 뿐만 아니라 내부적인 구조도 고속화 추세속에서 변화를 주어야 한다는 것이 현실로 대두되고 있다.

즉, 종래의 캐필러리 구조는 제1도에 도시한 바와 같이 캐필러리 본체(1)의 선단부에는 소정각도(Cone Angle : α )를 이루며 끝이 뾰족하게 형성된 침단부인 팁(Tip)(2)이 일체로 형성되어 있고, 내부의 중심부에는 금속 와이어(도시되지 않음)가 이송되는 와이어 이송홀(3)이 관통된 구성으로 되어 있는바, 상기 와이어 이송홀(3)은 제2도에 도시한바와 같이 일정 내경(d)을 가지는 보어(Bore)(3a)와, 상부측으로 갈수록 내경(d')이 점차 커지는 테이퍼 홀(3b)로 구성되어 있으며, 상기 보어(3a)의 하단부에는 인너 챔퍼(Inner Champer)(4)가 형성되어 있다.

이와 같이 종래의 캐필러리는 와이어 본더에 장착되어 금 또는 알루미늄등과 같은 금속 와이어를 이송시키는 역활을 하게 되는바, 와이어 이송홀(3)을 따라 이송하는 금속 와이어가 캐필러리 선단부인 인너 챔퍼(4)를 통해 일정량씩 공급되면서 와이어 본딩 공정을 수행하도록 되어 있는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 보어(3a)의 길이(L)가 길고, 인너 챔퍼(4)가 단인 챔퍼 구조이므로 금속 와이어의 마찰 부분이 늘어나면서 처음 본딩시 클로깅(Clogging)현상이 발생하게 되어 와이어다 끊어지게 되는 결함이 있었고, 보어(3a)의 내주벽에 마찰력 증대로 인한 골드 빌드 업(Gold Build-up)현상 및 와이어가 손상되며, 와이어 스크래칭(Scaratching)현상 및 와이어가 손상되며, 와이어 스크래칭(Scratching) 형상 및 와이어가 손상을 입게 되어 칩의 신뢰성에 악영향을 끼치게 되는 결함이 있는 것이었다.

이를 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 캐필러리와 금속와이어의 마찰력을 최소화시켜 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하고 하이 스피드용 본더에 적합하도록 한 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 갖는 본 고안은 캐필러리의 보어를 짧게 형성함과 아울러 인너 챔퍼를 여러개의 각도로 라운드에 가깝게 다중 챔퍼 구조로 형성하여 테이퍼 홀을 통해 공급되는 금속 와이어와 인너 챔퍼와의 마찰력을 최소화시킬 수 있도록 구성한 것으로 이를 첨부도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 제3도에 도시한 바와 같이 본 고안에 의한 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리는 캐필러리 본체(1)의 선단부에 소정의 콘 앵글(α)을 가지는 팁(2)이 일체로 형성되고, 내부의 중시부에는 일정 내경(d)을 갖는 보어(10a)와 상부측으로 갈수록 내경(d')이 점차 커지는 테이퍼 홀(10d)로 이루어진 와이어 이송홀(10)이 형성되며, 상기보어(10a)의 단부에는 인너 챔퍼(11)가 형성된 캐필러리 구조를 가진다.

상기 일정 내경(d)을 가지는 보어(10a)의 길이(L')를 짧게 형성하고, 상기 인너챔퍼(11)를 여러 각도의 다중 챔퍼 구조로 하여 캐필러리와 그 와이어 이송홀(10)을 통해 공급되는 금속 와이어와의 마찰력을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.

도면에는 종래 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

그리고 캐필러리의 재질은 전체가 세라믹이거나 또는 팁(2) 부분만 루비(Ruby), 사파이어(Sapphire)인 2가지 재질로 형성할 수 있으나, 이를 꼭 한정할 필요는 없다.

또한 상기 보어(10a)의 길이(L')는 그의 내경(d)보다 작거나 또는 같게 형성함이 바람직하다.

또한 상기 인너챔퍼(11)는 2개 이상의 각도로 형성함이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 라운드에 가깝게 복수 개의 각도로 형성함이 바람직하며, 가장 좋기로는 라운드로 형성함이 가장 좋으나 이는 제작이 곤란한 맹점이 있다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 캐필러리의 작용은 종래와 동일 유사하나 보어(10a)가 W짧고 인너 챔퍼(11)가 다중 챔퍼 구조로 되어 있으므로 하이 스피드용 와이어 본더에 유리하게 적용할 수 있는 것이다.

즉 본 고안에 의한 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리는 보어를 짧게 형성함으로써 금속와이어와의 마찰부분이 감소되므로 클로깅 현상으로 인한 와이어 끊어짐 불량을 방지할 수 있고, 와이어가 루핑(Looping)되는 동안 캐필러리에서의 와이어 록킹 포인트(Wire Locking Point)가 다음 본드(2nd Bond)에 좀더 접근되어 하이 스피드 본더에 유리하게 적용시킬 수 있으며, 또한 인너 챔퍼를 여러 각도의 다중 챔퍼구조로 형성함으로써 캐필러리의 와이어 이송홀 내부에 발생되는 골드 빌드-업 현상을 방지할 수 있고 이에 따라 클로깅 현상이 방지되며 스크래칭 현상을 방지할수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 본체(1)의 선단에 침단형으로 형성되는 팁(2)부분 내부에 형성된 원형 단면의 보어와 그 상부측에 형성되며 상부로 갈수록 점차 내경이 커지는 테이퍼 홀 및 상기 보어의 하부측에 하부로 갈수록 벌어지는 형태의 인너 챔퍼를 가지는 와이어 이송홀(10)을 구비한 캐필러리 구조에 있어서, 상기 보어(10a)는 그 길이(L)가 그 내경(d)보다 작게 형성하고, 상기 인너 챔퍼(11)는 라운드에 가깝게 여러 각도의 다중 챔퍼 구조로 형성하여 와이어 이송홀을 통해 이송되는 금속 와이어와의 마찰력을 최소화시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 캐필러리의 재질은 본체는 세라믹이고 팁(2)부분만 루비, 사파이어인 것을 특징으로 하는 하이 스피드 본더용 세라믹 캐필러리 구조.