KR100256398B1 - 와이어 본딩에 있어서 볼형성방법 및 볼형성장치 - Google Patents

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Abstract

와이어의 중심에서 편심하지 않고, 또 변형하지 않는 볼을 형성할 수가 있고, 더욱 볼경의 안정화가 도모된다.
와이어(2)의 선단의 측방에 방전전극(3)을 배치한 고정형 방정전극방식에 의한 볼 형성방법을 대상으로 한다. 와이어(2)에 대응한 방전스파크 부분(8)이 와이어(2)의 하방으로 되도록 만곡시킨 자계를 가하는 자석(10)을 배설하였다.

Description

와이어 본딩에 있어서 볼 형성방법 및 볼 형성장치
본 발명은 와이어의 선단과 방전 전극간에 고전압을 인가하여 방전시켜, 와이어의 선단에 볼을 형성하는 와이어 본딩에 있어서 볼 형성방법 및 볼 형성장치에 관한다.
(종래의 기술)
방전전극방식에는 방전전극을 고정한 고정형 방전 전극방식과 솔레노이드등으로 방전전극을 구동하는 가동형 방전전극방식이 있다. 고정형 방전전극방식으로서는 예를들면 일본 특개평 7-263480호 공보가 열거된다. 가동형 방전전극방식으로서는, 예를들면 일본 특개평 5-36748호 공보, 일본 특개평 5-102233호 공보, 일본 특개평 7-176560호 공보등이 열거된다.
고정형 방전 전극방식은 방전전극을 와이어의 선단에 될 수 있는대로 접근시키고, 동시에 캐필러리가 하강하였을 때에 접속하지 않는 위치에서, 와이어 선단의 측방에 배치된다. 가동형 방전전극방식은 와이어 선단의 바로밑에 방전전극을 위치시켜, 방전시켜 볼을 형성하는 것이므로, 볼 형성후에는 방전전극을 개필러리의 하방에서 퇴피시킨다.
고정형 방전 전극방식은 가동형 방전 전극방식에 대하여 방전전극을 구동하는 구동부 및 제어부가 불필요하다. 이 때문에 본딩헤드 전체의 경량화가 도모되고, 고속화가 용이하게 됨과 동시에 장치의 저렴화 및 메인티넌스가 용이하게 행해진다라는 우수한 특징을 갖고 있다.
가동형 방전전극방식은 방전전극을 와이어 선단의 바로 아래에 위치시켜 방전시키므로, 와이어의 중심에서 편심하지 않는 볼이 형성된다. 그러나, 고정형 방전전극방식은 상기한 바와같이 가동형 방전전극방식에 비하여 여러 가지 특징을 갖지만, 방전전극을 와이어 선단의 측방에 배치시켜 방전시키므로 편심볼 또는 변형된 볼이 생기기 쉽다라는 문제점이 있다. 여기서, 일반으로 가동형 방전전극방식이 다용되고 있다.
고정형 방전전극방식에 의한 볼 형성상태를 도 6 및 도 7에 의하여 설명한다. 도 6에 도시하는 바와같이 고정형 방전전극방식은 캐필러리(1)에 삽통된 와이어(2)의 선단의 측방에 방전전극(3)이 배치되어 있다. 거기서, 방전을 행하면 도 7a에 도시하는 바와같이 방전스파크(4a,4b,4c)는 와이어(2)의 측방에서 와이어(2)를 향하여 방전하므로, 와이어(2)의 선단이 용융하여 생긴 볼(5a,5b,5c)은 방전스파크(4a,4b,4c)의 방향에서 용융하여, 도 7b에 도시하는 바와같이 와이어(2)의 선경의 중심에서 편심한 편심볼 또는 변형된 볼(5d)로 된다.
또, 방전전극(3)의 선단부에 더러움이 부착하여 있으면, 방전은 방전스파크(4c)와 같이 방전전극(3)의 측면에서 행해지는 것으로 된다. 이 경우, 와이어(2)는 볼(5c)의 위치로부터 용융하기 시작하므로, 와이어(2)가 도중에서 잘려버려 볼이 생기지 않든가, 또는 극소 볼이 생기고 마는 것으로 된다. 와이어(2)가 도중에서 잘리지 않더라도, 도 7c와 같은 변형된 형상의 볼(5e)이 생겨, 볼경의 분산의 원인으로 된다.
본 발명의 과제는, 고정형 방전전극방식에 있어서, 와이어의 중심에서 편심하지 않고, 또 변형하지 않는 볼을 형성할 수가 있고, 또 볼경의 안정화가 도모되는 와이어 본딩에 있어서 볼 형성방법 및 볼 형성장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 일실시의 형태의 개념적 설명도이다.
도 2는 자계를 도시하는 평면 설명도이다.
도 3은 자석 및 전류의 자계를 도시하는 설명도이다.
도 4는 전류에 가해지는 힘의 원리 설명도이다.
도 5a는 볼 형성상태를 도시하는 설명도, 도 5b는 형성된 볼을 도시하는 설명도이다.
도 6은 종래예의 개념적 설명도이다.
도 7a는 볼 형성상태를 도시하는 설명도, 도 7b 및 도 7c는 형성된 볼을 도시하는 설명도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 캐필러리 2: 와이어
3: 방전전극 8,8a,8b,8c: 방전스파크
9a,9b,9c,9d: 볼 10: 자석
11,11U,11D: 자계 20: 전류
21,21U,21D: 자계
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방법은 와이어의 선단의 측방에 방전전극을 배치하고, 와이어의 선단과 방전 전극간에 고전압을 인가하여 방전시켜, 외이어의 선단에 볼을 형성하는 와이어 본딩에 있어서의 볼 형성방법에 있어서, 방전 스파크에 자계를 가하여, 와이어에 대응한 상기 방전스파크 부분이 와이어에 하방으로 되도록 만곡시키는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 장치는 와이어 선단의 측방에 방전전극을 배치하고, 와이어의 선단과 방전전극간에 고전압을 인가하여 방전시켜, 와이어의 선단에 볼을 형성하는 와이어 본딩에 있어서의 볼 형성장치에 있어서 와이어에 대응한 방전스파크 부분이 와이어의 하방으로 되도록 자계를 가하는 자석을 배설한 것을 특징으로 한다.
(발명실시의 형태)
본 발명의 일실시의 형태를 도 1내지 도 4에 의하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와같이, 방전 전극(3)이 장치된 방전로드(7)에는 영구자석 또는 전자석등으로 이루어지는 자석(10)이 장치되어, 와이어(2)의 선단과 방전전극(3)사이, 즉 방전스파크(8)에 자석에 의한 자계(11)를 가하고 있다. 와이어(2)를 ＋극, 방전전극(3)을 －극으로 하여 방전시킨 경우, 자석(10)은 방전전극(3)측을 S극, 반대측을 N극으로 배치한다.
따라서, 자석(10)에 의한 자계(11)는 N극에서 S극으로 향한다. 또, 방전스파크(8)가 발생한 경우, 전류(20)는 와이어(2)로부터 방전전극(3)쪽으로 흐르고 방전전극(3)측에서 보아 전류(20)를 주심으로 하는 왼쪽 둘레의 자계(21)가 발생한다. 자석(10)에 의한 자계(11)는 전류(20)에 의한 자계(21)에 작용하고, 전류(20), 즉 방전스파크(8)의 부분이 와이어(2)의 하방으로 되도록 걸쳐있다.
다음에 상기한 자석(10)에 의한 자계(11)가 전류(20)에 의한 자계(21)에 작용하는 현상으로 도 3 및 도 4에 의하여 설명한다. 전류(20)보다 상방측에 있어서는 자석(10)에 의한 자계 21U(자속 22U)와는 동방향이므로, 반발하여 반발력(30)이 발생한다.
전류(20)보다 하방측에 있어서는 자석(10)에 의한 자계 11D(자속 12D)과 전류(20)에 의한 자계 21D(자속 22D)와는 서로 부정하는 방향이므로, 서로 끌어 당겨 흡인력(31)이 발생한다. 전류(20)의 상방측의 반발력(30)과 전류(20)의 하방측의 흡인력(31)의 발생에 의하여 전류(20)를 하방향으로 미는 힘(32)이 발생한다. 이 힘(32)에 의하여 전류(20)는 하방향으로 만곡한다. 이로서 도 1에 도시하는 방전스파크(8)은 하방향으로 만곡하고, 와이어(2)에 대응한 방전스파크(8)의 부분은 와이어(2)의 하방으로 된다.
즉, 도 5a에 도시하는 바와같이 방전스파크(8a,8b,8c)의 형상을 만곡상으로 구부릴 수 있고, 와이어(2)에 대응한 방전스파크(8a,8b,8c)부분이 와이어(2)의 하방으로 된다. 이로서, 와이어(2)는 바로밑에서부터의 방전스파크(8a,8b,8c)에 의하여 용해하여 볼(9a,9b,9c)을 형성하므로, 도 5b에 도시하는 바와같이 와이어(2)의 중심에서 편심하지 않고, 또 변형하지 않는 볼(9d)이 형성된다. 또, 도 3에 도시하는 바와같이, 자석(10)에 의하여 생기는 자계(11)에 의하여 만곡된 전류(20)는 방전전극(3)상에서 가장 가까운 부위, 즉 선단부를 향하여 흐른다. 이로서 방전전극(3)의 방전위치는 일정하게 되고, 안정한 방전이 행해져 볼경도 안정한다.
더욱, 상기 실시의 형태에 있어서는 와이어(2)를 ＋극, 방전전극(3)을 －극으로한 경우에 대하여 설명하였지만, 와이어(2)를 －극, 방전전극(3)을 ＋극으로 하고, 자석(10)은 방전전극(3)측을 N극으로 하고, 자석(10)은 방전전극(3)측을 N극, 반대측을 S극으로 배치하여도 같은 결과가 얻어진다.
본 발명에 의하면 방전스파크에 자계를 가하므로, 와이어에 대응한 방전스파크 부분이 와이어의 하방으로 되도록 만곡시키므로 고정형 방전전극방식에 있어서도 와이어의 중심에서 편심하지 않고, 또 변형하지 않는 볼을 형성할 수가 있어 더욱 볼경의 안정화가 도모된다.

Claims (3)

  1. 와이어의 선단의 측방에 방전전극을 배치하고, 와이어의 선단과 방전전극간에 고전압을 인가하여 방전시켜, 와이어의 선단에 볼을 형성하는 와이어 본딩에 있어서의 볼 형성방법에 있어서, 방전스파크에 자계를 가하여, 와이어에 대응한 상기 방전 스파크 부분이 와이어의 하방으로 되도록 만곡시키는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩에 있어서 볼 형성방법.
  2. 와이어 선단의 측방에 방전전극을 배치하고, 와이어의 선단과 방전전극간에 고전압을 인가하여 방전시켜, 와이어의 선단에 볼을 형성하는 와이어 본딩에 있어서의 볼 형성장치에 있어서, 와이어에 대응한 방전스파크 부분이 와이어의 하방으로 되도록 만곡시키는 자계를 가하는 자석을 배설하는 것을 특징으로 하는 본딩에 있어서 볼 형성장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 자석은 영구자석 또는 전자석인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩에 있어서 볼 형성장치.
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