KR100246352B1 - 반도체의 와이어 본딩구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체의 와이어 본딩구조에 관한 것으로, 종래에는 표면이 매끄러운 메탈패드에 와이어의 단부가 얹히듯이 접착되므로, 이때 상기 와이어에 가해지는 측힘에 의해 메탈패드와 와이어가 쉽게 떨어질 우려가 있었던 바, 본 발명에서는 다이의 최종전 메탈을 요철지게 형성하고, 그 최종전 메탈의 요철돌기 상측에 산화막을 굴곡지게 도포하며, 그 산화막의 상면에 상기 와이어가 접착되기 위한 최종메탈을 역시 굴곡지게 덧씌움으로써, 상기 와이어가 다이의 최종메탈 상면에 견고하게 본딩되어 패드의 불량율을 현저하게 감소시키는 효과가 있다.

Description

반도체의 와이어 본딩구조{STRUCTURE FOR BONDING WIRE OF SEMICONDUCTOR}

본 발명은 반도체의 와이어 본딩공정에 관한 것으로, 특히 본딩패드의 표면을 요철지게 형성하여 와이어 단부와의 접착면적을 넓히는 것과 아울러 측힘에 대해 접착력을 향상시키는데 적합한 반도체의 와이어 본딩구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체의 제조공정에 있어서, 소정 패드에 다이를 접착시킨 이후에는 그 패드를 외부의 단자와 전기적으로 연결을 시키거나 또는 상기 다이와 패드간을 전기적으로 연결시켜야 하는데, 이때 가장 보편적인 방법이 골드와이어를 사용하여 상기 패드와 외부단자 또는 다이와 패드간을 연결시키는 것으로, 이러한 공정을 통상 와이어 본딩이라고 한다.

도 1a 및 도 1b는 패드와 외부단자간의 와이어본딩에 대한 상기 본딩패드의 일례를 보인 평면도 및 그 본딩패드에 와이어가 본딩된 상태를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 메탈패드에 와이어를 열에 의해 본딩시키게 되면, 표면이 매끄러운 메탈패드(1)의 상면에 와이어(2)의 단부가 볼(Ball)형상으로 접착된다. 즉, 상기 와이어(2)의 단부를 가열된 메탈패드(1)의 표면에 대고 가열하면서 압력을 가하게 가하게 되면, 그 열과 압력에 의해 상기 와이어(2)가 녹으면서 눌렸다가 응고되어 메탈패드(1)의 표면에 응착되는 것이었다.

이때, 상기 와이어(2)의 단부는 메탈패드(1)와 접촉되는 하단면에서 상측으로 갈수록 점차 직경이 커졌다가 다시 직경이 작아지는 구의 형태로 형성되는 것이었다.

그러나, 상기와 같이 표면이 매끄러운 메탈패드(1)에 와이어의 단부가 얹히듯이 접착되는 경우에는 메탈패드(1)와 와이어(2)간의 접착면적이 좁아지게 되는 것은 물론 측힘, 즉 와이어(2) 단부의 측면에서 가해지는 힘(F)에 약하여 메탈패드(1)와 와이어(2)가 쉽게 떨어질 우려가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 메탈패드의 표면과 와이어의 단면이 보다 확실하게 접착될 수 있도록 접착면적을 넓게 하는 것과 아울러 와이어에 가해지는 측힘에도 견딜수 있도록 하는 반도체의 와이어 본딩구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래를 본딩패드를 보인 평면도.

도 1b는 종래 본딩패드에 와이어가 본딩된 상태를 보인 종단면도.

도 2a는 본 발명에 의한 본딩패드를 보인 평면도.

도 2b는 본 발명에 의한 본딩패드에 와이어가 본딩된 상태를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명에 의한 본딩패드의 다른실시예를 보인 종단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10 : 메탈패드 11 : 요철홈

30 : 다이 31 : 최종전 메탈

31a : 요철돌기 32 : 산화막

33 : 최종메탈 33a : 볼록면

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다이의 메탈패드에 와이어를 접착시키는 반도체의 와이어 본딩공정에 있어서, 상기 다이의 최종전 메탈을 요철지게 형성하고, 상기 최종전 메탈의 요철돌기 상면에 산화막을 도포하되 그 표면이 굴곡지도록 형성하며, 상기 산화막층의 상면에 최종메탈을 덧씌우되 그 최종메탈의 표면이 와이어와 복수방향의 접착력을 갖도록 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 와이어 본딩구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 반도체의 와이어 본딩구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 패드와 외부단자간의 와이어본딩에 대한 본 발명에 의한 본딩패드의 일례를 보인 평면도 및 그 본딩패드에 와이어가 본딩된 상태를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 메탈패드(10)에 수개의 요철홈(11)이 형성되고, 그 요철홈(11)에 와이어(20)의 단부가 녹아 스며들어 끼워지 듯이 접착되는 것이다. 즉, 와이어 본딩시는 통상 와이어(20)의 단부를 가열된 메탈패드(10)에 대고 소정온도로 가열하면서 압력을 가하게 되면, 그 열과 압력에 의해 와이어(20)가 녹으면서 눌렸다가 응고되면서 메탈패드(10)에 응착되는데, 이때 열에 의해 녹은 와이어(20)의 일부가 상기 메탈패드(10)의 요철홈(11)으로 스며들었다가 그대로 응고되어 결국 끼워지듯이 응착되는 것이다.

이로써, 상기 와이어(20)의 단부가 메탈패드(10)의 표면에 형성된 요철홈(11)에 끼워지듯이 접착되므로 와이어(20)와 메탈패드(10)간의 접촉면적도 확대되는 한편 상기 메탈패드(10)의 요철홈(11)의 측벽(11a)이 와이어(20)의 측면에서 가해지는 측힘(F')에 대하여 반발력을 발생시키게 되어 결국 와이어(20)와 메탈패드(10)간의 접착력이 향상되는 것이다.

본 발명에 의한 와이어 본딩구조가 다르게 적용되는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 평판형의 메탈패드(10)와 외부단자(미도시)와의 와이어 본딩시 그 메탈패드(10)의 구조를 예로 들어 살펴본 것으로, 상기 메탈패드(10)의 일측단면에 요철홈(11)을 형성하고, 그 요철홈(11)에 와이어(20)의 단부가 녹으면서 눌려 융착되도록 하는 것인데 반해, 본 실시예에서는 상기 메탈패드와 다이(30)를 와이어(20')로 본딩할 때 상기 다이에 적용되는 것이다.

상기 다이의 표면에는 최종전 메탈로 레이(Layer)가 형성되고, 그 최종전 메탈의 상측에 산화막이 도포되며, 그 산화막의 상측에 다시 최종메탈이 덧씌워져 그 최종메탈의 표면에 와이어가 본딩되는데, 본 발명에 의한 본딩패드는 도 3에 도시된 바와 같이, 최종전 메탈(31)에서 필요한 부위만을 제외한채 식각을 실시하여 요철형 돌기(31a)를 형성하고, 그 요철형 돌기(31a)의 상측에 산화막(32)이 균일한 두께로 도포되어 상기 산화막(32)의 상면이 완만하게 굴곡져 형성되며, 그 산화막(32)이 상면에 최종메탈(33)이 역시 완만하게 굴곡져 형성되고, 그 최종메탈(33)의 상면에 와이어(20')가 본딩되는 것이다.

이때, 상기 최종메탈(33)의 상면이 최종전 메탈(31)에 형성된 요철돌기(31a)에 의해 굴곡져 형성되므로, 그 최종메탈(33)의 외표면에 본딩되는 와이어(20')의 단부 역시 완만하게 굴곡져 융착된다.

이로써, 와이어(20')와 최종메탈(33)간의 접착면적이 확대되는 것은 물론 최종메탈(33)의 볼록단(33a)이 와이어(20')에 가해지는 측힘(F")에 대해 반발력을 발생시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체의 와이어 본딩구조는, 상기 메탈패드의 와이어 접착면에 다수개의 요철형 홈을 형성하거나 또는 상기 다이의 최종전 메탈을 요철지게 형성하고, 그 최종전 메탈의 요철돌기 상측에 산화막을 굴곡지게 도포하며, 그 산화막의 상면에 상기 와이어가 접착되기 위한 최종메탈을 역시 굴곡지게 덧씌움으로써, 상기 와이어가 메탈패드 또는 최종메탈의 상단면에 견고하게 본딩되어 본딩패드의 불량율을 현저하게 감소시키게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 다이의 메탈패드에 와이어를 접착시키는 반도체의 와이어 본딩공정에 있어서, 상기 다이의 최종전 메탈을 요철지게 형성하고, 상기 최종전 메탈의 요철돌기 상면에 산화막을 도포하되 그 표면이 굴곡지도록 형성하며, 상기 산화막층의 상면에 최종메탈을 덧씌우되 그 최종메탈의 표면이 와이어와 복수방향의 접착력을 갖도록 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 와이어 본딩구조.

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