KR100256399B1 - 와이어본딩방법 - Google Patents

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KR100256399B1
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bonding
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신이치 니시우라
도오루 모치다
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후지야마 겐지
가부시키가이샤 신가와
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Abstract

(과제) 대형(台形) 루프의 문제점을 해결하는 것으로, 안정된 와이어루프형상 및 형상유지력이 높은 와이어루프형상을 형성한다.
(해결수단) (d)에 표시하는 제2회째 리버스동작후, (e)에 표시하는 바와 같이 캐필러리(4)를 약간 하강시켜 교저(3b)을 정착시키고 그후 (f)에 표시한 바와 같이 캐필러리(4)를 상승시켜 와이어(3)를 풀어낸다.

Description

와이어본딩방법
(발명이 속한 기술분야)
본 발명은 반도체장치의 제조공정에 있어서, 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어본딩방법에 관한 것으로, 특히 와이어루프 형성방법에 관한 것이다.
(종래의 기술)
반도체장치 제조에는 도 4의 표시와 같이, 리드프레이(1)에 마운트된 반도체 칩(2)의 패드(2a; 제1 본딩점)와 리드프레임(1)의 리드(1a; 제2 본딩법)를 와이어(3)로 접속하는 공정이 있다. 이 경우에 있어서의 와이어(3)의 루프형상으로, 도 4(a) 표시의 대형루프와, 도 4(b) 표시의 삼각루프가 있다. 또한, 이 종류의 와이어루프 형성방법으로 가령 특공평 5-60657호 공보, 특개평 4-318943호 공보를 들 수 있다.
도 4a 표시의 대형루프는 도 5 표시의 공정으로 형성된다. 도 5(a)의 표시와 같이, 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(도시않음)는 열린 상태 와이어선단에 형성된 볼을 본딩한 후, 캐필러리(4)는 B점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 다음에, 도 5(b)의 표시와 같이, 캐필러리(4)를 제2 본딩점(G)과 반대방향으로 C점까지 수평이동시킨다. 일반적으로 캐필러리(4)를 제2 본딩점(G)과 반대방향으로 이동시키는 루프형성동작을 리버스동작이라 한다. 이 동작으로, 와이어(3)는 A점에서 C점까지 사이를 잇는 경사진 형상이 되고, 와이어(3) 부분에 굴곡부(3a)가 이루어진다. 이 A점에서 C점까지의 공정에서 풀려나온 와이어(3)는 도 4(a)의 루프의 넥높이부(31)가 된다.
다음에, 도 5(c)와 같이, 캐필러리(4)는 D점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 도 5(d)와 같이 캐필러리(4)는 재차 제2 본딩점(G)과 반대방향의 E점까지 수평이동 즉, 리버스동작을 행한다. 이 동작으로 풀려나온 분의 와이어(3)는 C점에서 E점까지 사이를 잇는 경사형상이 되고, 또 캐필러리(4) 하단부에 의해 와이어(3)가 굴곡부(3b)된다. 이 C점에서 E점까지 풀려나온 와이어(3)는 도 4(a) 표시의 대형부 길이(32)가 된다.
다음에, 도 5(e)와 같이, 캐필러리(4)는 F점까지 상승하여 도 4(a) 표시의 경사부(33)만큼 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 클램퍼(도시않음)가 닫힌다. 클램퍼가 닫히면, 이후 캐필러리(4)가 이동하여도 와이어(3) 풀어내기는 행해지지 않는다. 다음에, 도 5(f), (g)와 같이 캐필러리(4)는 원호운동 또는 원호운동후에 하강하여 제2 본딩점(G)에 위치하고, 와이어(3)를 본딩한다.
도 4(b) 표시의 삼각루프는 도 6 표시의 공정으로 형성된다. 삼각루프는 대형루프의 대형부 길이(32)를 형성하지 않는 것이므로, 도 5(d) 표시의 제2회째의 리버스동작을 행하지 않았다. 따라서, 도 5(c) (d) (e) 공정은 도 6(c) 공정만이 된다. 즉, 도 6(a) (b)는 도 5(a) (b)와 같은 공정이고, 도 6(b) 표시의 제1회째의 리버스동작후, 도 6(c) 표시와 같이 캐필러리(4) F점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 캐필러리(4)는 도 5(f) (g)와 동일한 도 6(d) (e) 동작을 행하여 제2 본딩점(G)에 와이어(3)를 본딩한다.
(발명의 해결하고자 하는 과제)
상기한 바와 같이, 도 6 표시의 삼각루프 형성공정은 도 5 표시의 대형루프 형성공정보다 단순한 공정으로 형성되고, 루프형성이 단시간에 행해지는 특징이 있다. 그러나, 제1 본딩점(A)과 제2 본딩점(G)의 단차가 클 경우, 혹은 제1 본딩점(A)과 반도체칩(2) 단부가 현저히 떨어져 있을 경우는 도 4(b) 표시의 삼각루프의 와이어루프형상으로는 와이어(3)가 반도체칩(2) 단부에 접촉해 버린다. 이같은 경우에는 도 4(a) 표시의 대형루프의 와이어루프형성으로 하여 와이어(3)와 반도체칩(2)의 접촉을 방지한다.
도 5 표시의 대형루프형성공정에 있어서, 상기 리버스동작에 따른, 캐필러리(4)가 와이어(3)에 생기는 굴곡부(3b)의 용이성은 제1 본딩점(A)에서 굴곡부(3b)까지의 와이어길이(높이)에 따라 달라진다. 이 높이가 높을수록 굴곡부(3b)가 되기 어려워지는 경향이 있다. 도 5(b) 표시의 제1회째 리버스동작은 캐필러리(4)가 제1 본딩점(A)에 가까운 높이의 위치에서 행하기 때문에 비교적 강한 굴곡부(3a)가 되기 쉽다.
따라서, 도 5(d) 표시의 제2회째의 리버스동작은 캐필러리(4)가 제1 본딩점(A)에서 떨어진 높은 위치에서 행하기 때문에 굴곡부(3b) 되기 어려워서 안정되지 않는다. 이 때문에, 도 4(a) 표시의 굴곡부(3b) 부분이 정착되지 않고 형상유지력이 약하기 때문에 굴곡부(3b) 부분이 굴곡부(3a) 부분보다 높은, 이른바 뒤가 높은 상태가 되거나 한다. 굴곡부(3b) 부분의 형상유지력이 약하면 외부로부터의 가압으로 와이어 구부림이 발생한다. 가령, 제2 본딩점(G)에의 본딩시에 있어서의 캐필러리 접촉이나 초음파 발진에 따른 충격, 또 와이어(3)의 진동, 또 몰드시의 몰드재 주입에 따른 몰드 흐름 등의 외력으로 와이어 구부림이 발생하기 쉽다.
이 때문에 종래는 도 5(a) 표시의 리버스량을 크게 하여 굴곡부(3b)의 형상유지력을 강화하고 있었다. 그러나, 이 방법은 캐필러리(4) 이동량이 커지기 때문에, 본딩시간이 그만큼 증가하거나 넥부의 와이어가 그만큼 구부러지기 때문에 넥에 손상을 주는 등의 다른 문제를 일으키고 있었다.
본 발명의 과제는 대형루프의 문제점을 해결하는 것으로, 안정된 와이어루프형상 및 형상유지력이 높은 와이어루프형상을 형성할 수 있는 와이어본딩방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 캐필러리의 궤적에 따른 각 시점에서의 와이어형상의 일 실시형태를 나타내는 설명도,
도 2는 와이어 접속상태 표시도,
도 3은 캐필러리 궤적을 나타내는 설명도,
도 4(a)는 대형루프의 와이어루프형상 표시도, (b)는 삼각루프의 와이어루프형상 표시도,
도 5는 대형루프를 형성하는 캐필러리 궤적에 따른 각 시점에서의 와이어형상 표시상태도,
도 6은 삼각루프를 형성하는 캐필러리 궤적에 따른 각 시점에서의 와이어형상 표시상태도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
A : 제1 본딩점 G : 제2 본딩점 3 : 와이어
3a, 3b : 굴곡부 4 : 캐필러리 31 : 넥높이부
32 : 대형부길이 33 : 경사부
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 수단은, 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하고, 또한 상기 와이어루프형성시에 제2 본딩점과 반대방향으로 이동시키는 리버스동작을 행하는 공정을 갖는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 리버스동작후에 캐필러리를 약간 하강시키는 공정을 가지며, 그 후에 캐필러리를 상승시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 수단은, 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, (a) 제1 본딩점에 와이어를 접속하는 공정과, (b) 다음에 캐필러리를 상승시켜, 게속하여 제2 본딩점과 반대방향으로 이동시키는 제1회째의 리버스 동작을 해하는 공정과, (c) 다음에 캐필러리를 상승시켜, 그 후 캐필러리를 제2 본딩점과 반대방향으로 이동시키는 제2회째의 리버스동작을 행하는 공정과, (d) 다음에 캐필러리를 약간 하강시키는 공정과, (e) 다음에 캐필러리를 상승시켜 와이어를 풀어내고, 제2 본딩점 방향으로 이동시켜서 와이어를 제2 본딩점에 접속하는 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 일 실시형태를 도 1 내지 도 3에 따라 설명한다. 또한, 도 4(a)보다 도 5와 같거나, 또는 상당부재 혹은 상당부분에는 동일부호를 부기하여 설명한다.
도 1은 캐필러리의 궤적에 따른 각 시점에서의 와이어 형상을 나타내고, 도 2는 와이어접속상태를 나타낸다. 도 3은 캐필러리의 궤적을 나타낸다. 본 실시형태는 도 5 표시의 대형루프의 도 5(d)와 (e)의 공정간에 도 1(e)의 공정을 부가한 것으로, 그 외의 공정은 도 5의 공정과 같다. 즉, 도 1(a) 내지 (d) 공정은 도 5(a) 내지 (d) 공정에 상당하고, 도 1(f)에서 (h)까지의 공정은 도 5(e)에서 (g)까지의 공정에 상당한다.
우선, 종래와 같은 도 1(a) 내지 (d)의 공정에 대하여 설명한다. 도 1(a)의 표시와 같이, 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(도시않음)는 열림상태로, 캐필러리(4)가 하강하여 제1 본딩점(A)에 와이어 선단에 형성된 볼을 본딩후, 캐필러리(4)는 B점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 다음에, 도 1(b) 표시와 같이, 캐필러리(4)를 제2 본딩점(G)과 반대방향의 C점까지 수평이동시키는 리버스 동작을 행한다. 이에 따라 종래와 같이, 와이어(3) 부분에 굴곡부(3a)가 생긴다. 또 A점에서 C점까지의 공정에서 풀려나온 와이어(3)는 도 2 표시의 루프의 넥높이부(31)가 된다.
다음에, 도 1(c) 표시와 같이, 캐필러리(4)는 D점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 다음에 도 1(d) 표시와 같이, 캐필러리(4)는 제2 본딩점(G)과 반대방향으로 이동, 즉 제2회째의 리버스동작을 행하여 E점까지 수평이동한다. 이 C점에서 E점까지의 동작으로 와이어(3)에는 굴곡부(3b)가 생긴다. 또 이때에 풀려나온 와이어(3)는 도 2의 대형부 길이(32)가 된다.
다음에 본 실시형태의 특징으로 하는 공정이 행해진다. 도 1(e) 표시와 같이, 캐필러리(4)는 E1점까지 약간 하강한다. 이 캐필러리(4)의 하강으로 굴곡부(3b)가 정착함과 함께 굴곡부(3b) 위치가 안정되고, 또 형상유지력이 높은 와이어루프형상이 형성된다.
그 후는 종래와 같이 도 1(f) 표시와 같이, 캐필러리(4)는 F점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후 클램퍼(도시않음)가 닫힌다. 클램퍼가 닫히면 이후 캐필러리(4)가 이동하더라도 와이어(3) 풀어내기는 행해지지 않는다. 다음에 도 1 (g) (h) 표시와 같이, 캐필러리(4)는 제2 본딩점(G) 방향으로 이평이동하고, 이어서 원호운동 또는 원호운동후에 하강하여 제2 본딩점(G)에 위치하고, 와이어(3)를 본딩한다. 또한, F점에서 제2 본딩점(G)까지의 동작은 본 발명의 요지와 직접 관계없으므로 상기 종래예에 개시되어 있는 동작과 같은 동작을 행하거나 또 그 밖의 여러가지 동작을 행하여도 된다는 것은 말할 것도 없다.
또, 상기 실시형태에 있어서는 제2회째의 리버스동작후(도 3의 D→E후)에 캐필러리(4)를 약간 하강시키는 등을 행하였으나 제1회째의 리버스동작후(도 3의 B→C후)에 캐필러리(4)를 약간 하강시키는 동작을 행하여도 된다. 이 경우는, 제2회째의 리버스동작후의 경우보다 효과는 적으나 종래예의 경우보다 넥높이부(31) 정점의 굴곡부(3a)는 강하게 된다. 본 발명은 1회 또는 복수회 리버스동작을 행할 경우에도, 적어도 1회 리버스동작후에 캐필러리(4)를 약간 하강시키는 것을 요지로 한다.
본 발명에 따르면 리버스 동작후에 캐필러리를 약간 하강시키고, 그 후 캐필러리를 상승시켜서 와이어를 풀어내므로, 강한 굴곡부를 할 수 있다. 특히 제2회째의 리버스동작후에 캐필러리를 약간 하강시킬 경우는 대형루프의 대형부길이부분과 경사부 경계의 굴곡부가 정착하여 확실하게 된다. 이에 따라, 배선거리가 짧은 단루프는 물론이고, 배선거리가 긴 장루프에 있어서도 뒤가 높아지는 일이 없이 안정된 루프형상이 얻어진다.
또 외부로부터의 가압에 대하여 형상유지력이 높은 루프가 형성되므로, 외부로 부터의 가압에 의한 구부러짐이 방지된다. 가령, 제2 본딩점(G)에의 본딩시에 있어서의 캐필러리 접촉이나 초음파 발진에 의한 충격, 또 와이어(3) 진동, 또 몰드시의 몰드재 주입에 따른 몰드흐름 등의 외력에 대하여 높은 쇼크흡수능력이 있고, 와이어 구부러짐이 방지된다. 또 캐필러리의 이동거리가 짧아도 되기 때문에 본딩시간이 단축되고, 넥부에의 와이어 구부림이 적어지고, 넥대메지를 극력 적게 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하고, 또한 상기 와이어루프 형성시에 제2 본딩점과 반대방향으로 이동시키는 리버스동작을 행하는 공정을 갖는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 리버스동작후에 캐필러리를 약간 하강시키는 공정을 가지며, 그 후에 캐필러리를 상승시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
  2. 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어본딩방법에 있어서,
    (a) 제1 본딩점에 와이어를 접속하는 공정과,
    (b) 다음에 캐필러리를 상승시키고, 이어서 제2 본딩점과 반대방향으로 이동시키는 제1회째의 리버스동작을 행하는 공정과,
    (c) 다음에 캐필러리를 상승시키고, 그 후 캐필러리를 제2 본딩점과 반대방향으로 이동시키는 제2회째의 리버스동작을 행하는 공정과,
    (d) 다음에 캐필러리를 약간 하강시키는 공정과,
    (e) 다음에 캐필러리를 상승시켜서 와이어를 풀어내고, 제2 본딩점 방향으로 이동시켜서 와이어를 제2 본딩점에 접속하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
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