KR100275254B1 - 와이어 본딩방법 - Google Patents

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미노루 도리하타
가즈마사 기무라
구니유키 다카하시
다츠나리 미이
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후지야마 겐지
가부시키가이샤 신가와
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Abstract

(과제) 넥크높이의 정점에 강한 변형을 붙일 수 있고, 안정된 와이어 루프형상 및 형상유지력 높은 와이어 루프형상을 형성하고, 또한 낮은 와이어 루프형상을 형성한다.
(해결수단) 리버스 동작중에 클램퍼(4)를 일시 닫힌 상태로 하고 와이어에 텐션을 건다.

Description

와이어 본딩방법{WIRE BONDING METHOD}
본 발명은, 반도체장치의 제조공정에 있어서, 제1본딩점과 제2본딩점과의 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 관한 것으로, 특히 와이어 루프형성방법에 관한 것이다.
와이어 본딩방법에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 리드프레임(1)에 마운트된 반도체칩(2)의 패드(2a)(제1본딩점)와 리드프레임(1)의 리드(1a)(제2본딩점)를 와이어(3)에 의해 접속하는 공정이 있다. 이 경우에 있어서 와이어(3)의 루프형상으로서, 도 6a에 나타내는 삼각 루프와, 도 6b에 나타내는 대형 루프가 있다. 도 6a에 나타내는 삼각 루프는, 넥크 높이부(31)의 정점에 변형(3a)을 둔 것이다. 도 6b에 나타내는 대형(台形)상 루프는, 상기 변형(3a)의 외에, 대형상 길이 부분(32)과 경사부(33)와의 굴곡 부분에 변형(3b)을 둔 것이다. 또, 이 종류의 와이어 루프형성방법으로서, 예컨대 일본 특허공고 평5-60657호 공보, 특개평4-318943호 공보를 들 수 있다.
종래, 변형(3a)을 둔 와이어 본딩방법으로서, 예컨대 일본 특허공고 평5-60657호 공보를 들수 있다. 이 방법을 도 7에 의해 설명한다. 도 7a에 도시한 바와 같이, 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(4)는 연 상태로, 캐필러리(5)가 하강하여 제1본딩점(A)에 와이어(3)의 선단에 형성된 볼을 본딩후, 캐필러리(5)는 B점까지 약간 상승하여 와이어(3)를 풀어 낸다. 다음에 도 7b에 도시한 바와 같이, 캐필러리(5)는 제2본딩점(H)(리드 1a)(도 6 참조)와 반대방향의 C점까지 약간 수평이동한다. 그 후 도 7c에 도시한 바와 같이, 캐필러리(5)는 상승한다. 일반적으로, 캐필러리(5)를 제2본딩점(H)와 반대방향으로 이동시키는 루프형성동작을 리버스 동작이라고 한다. 이에 따라, 와이어(3)는, A점으로 부터 C점까지의 사이를 잇는 경사진 형상이 되고, 캐필러리(5)의 하단부(선단부)에 의해서 와이어(3)에 변형(3a)이 있게 된다. 이 A점으로 부터 C점까지의 공정에서 풀어 내여진 와이어(3)는 도 6에 나타내는 루프의 넥크 높이부(31)로 된다.
와이어(3)에는, 예컨대 일본국 특공소63-52778호 공보에 도시한 바와 같이, 에어노즐에서 에어를 내뿜어 백텐션을 부여하고 있다. 이 때문에, 와이어(3)는 윗쪽에 인장된 상태로 있다. 그러나, 에어노즐은 캐필러리(5)로부터 떨어진 윗쪽에 있고, 또한 와이어(3)는 대단히 가늘기 때문에, 백텐션의 강함은 자연히 제한되고, 캐필러리(5) 부근의 와이어(3) 부분에 충분한 백텐션이 걸려지고 있지 않다.
이 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이, 캐필러리(5)의 하단부 부근에서의 와이어(3) 부분은 제1본딩점(A)의 방향으로 충분히 경사지지않고, 캐필러리(5)의 하단부에서 강한 변형(3a)이 붙지 않는다. 또한 캐필러리(5)가 B점에서 C점으로 이동하는 리버스 동작에 의해 와이어(3c)가 풀어 내어지기 때문에, 캐필러리(5)의 하단부에 의해서 붙여지는 변형(3a)의 위치 및 와이어형상이 변동한다. 이러한 것에 의해, 안정된 와이어 루프형상 및 형상유지력을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.
변형(3a)을 강하게 하기위해서는, 캐필러리(5)의 리버스 동작량을 많게 하고, 캐필러리(5) 하단의 상기 와이어(3c)의 풀어 냄에 의한 와이어(3)의 이완을 제거하면 좋다. 그러나, 리버스 동작량을 많게 하면, 그만큼 와이어(3c)가 풀어 내어지기 때문에, 상기 넥크 높이부(31)가 높아지고, 낮은 와이어 루프형상을 얻을 수 없다고 하는 다른 문제가 생긴다.
본 발명의 제1의 과제는, 넥크높이의 정점에, 또한 대형상 루프의 경우는 넥크 높이의 정점 및 절곡부에 강한 변형을 둘수 있고, 안정된 와이어 루프형상 및 형상유지력이 높은 와이어 루프형상을 형성할 수 있는 와이어 본딩방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제2의 과제는, 낮은 와이어 루프형상을 형성할 수 있는 와이어 본딩방법을 제공하는 것에 있다.
도 1는 본 발명의 와이어 본딩방법의 제1의 실시의 형태이고, 각 공정의 캐필러리이동에 의한 와이어형상을 나타내는 주요부설명도이다.
도 2는 도 1b 공정의 확대설명도이다.
도 3는 캐필러리의 궤적을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 와이어 본딩방법의 제2의 실시의 형태이고, 캐필러리의 궤적을 나타내는 주요부설명도이다.
도 5는 본 발명의 와이어 본딩방법의 제3의 실시의 형태이고, 캐필러리의 궤적을 나타내는 주요부설명도이다.
도 6a는 삼각 루프의 와이어루프형상을 도시한 도면, b는 대형 루프의 와이어 루프형상을 도시한 도면이다.
도 7는 종래의 와이어 본딩방법의 각 공정의 캐필러리이동에 의한 와이어형상을 나타내는 주요부설명도이다.
도 8는 도 7b 공정의 확대설명도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
A: 제1본딩점 F: 제2본딩점 3: 와이어
3a, 3b: 변형 3c: 리버스 동작에 의해 풀어 내여진 와이어
31: 넥크 높이부 4: 클램퍼 5: 캐필러리
상기 과제를 해결하기위한 본 발명의 수단은, 제1본딩점과 제2본딩점과의 사이를 와이어로 접속하는 루프형성동작중에, 캐필러리를 제2본딩점과 반대방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하게 하는 와이어 본딩방법에 있어서, 상기 리버스 동작중에 상기 클램퍼를 일시 닫힌 상태로 하여 와이어에 텐션을 거는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시의 형태)
본 발명의 제1의 실시의 형태를 도 1 내지 도 3에 의해 설명한다. 본 실시의 형태는, 도 6a에 나타내는 삼각 루프를 형성하는 경우를 나타낸다. 도 1a 및 도 3에 도시한 바와 같이, 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(4)는 연 상태에서, 캐필러리(5)가 하강하고 제1본딩점(A)에 와이어(3)의 선단에 형성된 볼을 본딩후, 캐필러리(5)는 B점까지 약간 상승하여 와이어(3)를 풀어 낸다. 이 동작은 종래와 같다.
다음에 도 1b 및 도 3에 도시한 바와 같이, 캐필러리(5)는 제2본딩점(H)과 반대방향의 C점까지 약간 수평이동하는 리버스 동작을 행한다. 본 실시의 형태에서는, 도 1b 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이 리버스 동작중의 C' 점에서 클램퍼(4)가 닫힌다. 이와 같이 리버스 동작중에 클램퍼(4)가 닫히면, 캐필러리(5)로부터 와이어(3)의 풀어냄은 멈추고, 또한 그것까지의 리버스 동작에 의해서 캐필러리(5) 하단부분에 와이어(3)의 이완이 나타나지만, 제1본딩점(A)으로 부터 C점까지의 와이어(3)에 텐션이 부여됨에 따라 없어진다.
이에 따라, 와이어(3)는 A점으로 부터 C점까지 경사진 형상이 되고, 또한 상기한 바와 같이 캐필러리(5) 하단부의 이완은 없어지기 때문에, 캐필러리(5)의 하단부에서 와이어(3)에 강한 변형(3a)이 있게 된다. 또한 이 변형(3a)은 희망하는 넥크높이부(31)(도 6 참조)의 위치에 둘 수 있다. 이에 따라, 넥크높이부(31)가 안정된 와이어 루프형상을 얻을 수 있음과 동시에, 형상유지력이 높은 와이어 루프형상을 얻을 수 있다. 또한 리버스 동작량에 관계없이 강한 변형(3a)이 붙게 되므로, 넥크높이부(31)를 낮게 할 수 있다.
상기 리버스 동작후의 C점에서는, 클램퍼(4)는 연 상태가 되고, 그 후는 종래와 같은 동작을 행한다. 예컨대, 도 1c 및 도 3에 도시한 바와 같이, 캐필러리(5)는 와이어 루프형성에 필요한 양의 F점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어 낸다. 그 후 클램퍼(4)는 닫힌다. 클램퍼(4)가 닫히면, 이후 캐필러리(5)가 이동하더라도 와이어(3)의 풀어냄은 행해지지 않는다. 다음에 제1본딩점(A) 또는 그 근처를 중심으로 한 반경의 원호로 제2본딩점(H)의 윗쪽의 G점까지 이동하고, 계속해서 제2본딩점(H)에 하강하여 본딩한다. 또, C점에서 제2본딩점(H) 까지의 동작은, 본 발명의 요지와 직접 관계없기 때문에, 상기한 종래 예에 개시되어 있는 동작과 같은 동작을 행하게 하더라도, 또 그 밖의 여러가지 동작을 행하게 하더라도 되는 것은 말할 필요도 없다.
도 4는 본 발명의 제2의 실시의 형태를 나타낸다. 본 실시의 형태는, 도 6b에 나타내는 대형상 루프를 형성하는 경우를 나타내고, 제1본딩점(A)으로 부터 C점까지의 공정은, 상기 제1실시의 형태와 같다. 따라서, 상기 제1실시의 형태와 같이, 넥크높이의 정점에 강한 변형(3a)이 붙는다.
그러면, 이하, C점 이후의 공정에 관하여 설명한다. C점에서 클램퍼(4)가 열리고, 캐필러리(5)는 D점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어 낸다. 그 후, 캐필러리(5)는 제2본딩점(H)와 반대방향의 E점까지 약간 수평이동하는 리버스 동작을 행한다. 본실시의 형태에 있어서는, 상기 실시 형태의 C′점으로 부터 C점 까지와 같이, D점으로 부터 E점까지의 리버스 동작중의 E′점에서 클램퍼(4)가 닫힌다. 이와 같이 리버스 동작중에 클램퍼(4)가 닫히면, 상기 실시의 형태와 같이, 캐필러리(5)로부터 와이어(3)의 풀어냄은 멈추고, 또한 그때 까지의 리버스 동작에 의해서 풀어 내여진 와이어(3c)에 의한 캐필러리(5) 하단부분의 이완은, C점으로 부터 E점 까지의 와이어(3)에 텐션이 부여됨에 따라 없어진다.
이에 따라, 와이어(3)는 C점으로 부터 E점까지 경사진 형상이 되고, 또 상기한 것과 같이 캐필러리(5) 하단부의 이완은 없어지기 때문에, 캐필러리(5)의 하단부에서 와이어(3)에 강한 변형(3b)이 붙는다. 이 C점으로 부터 E점까지 풀어낸 와이어(3)은, 도 6b에 나타내는 대형상 길이부분(32)으로 된다.
상기 리버스 동작후의 E점으로 부터는, 클램퍼(4)는 연 상태가 되고, F점까지 상승하여 도 6b에 나타내는 경사부분 33분만 와이어(3)를 풀어 낸다. 그 후 클램퍼(4)는 닫힌다. 클램퍼(4)가 닫히면, 이후 캐필러리(5)가 이동하더라도 와이어(3)의 풀러냄은 행해지지 않는다. 다음에 제1본딩점(A) 또는 그 부근을 중심으로한 반경의 원호로 제2본딩점(H)의 윗쪽의 G점까지 이동하고, 계속해서 제2본딩점(H)에 하강하여 본딩한다. 또, E점으로 부터 제2본딩점(H)까지의 동작은, 본 발명의 요지와 직접 관계없기 때문에, 상기한 종래 예에 개시되어 있는 동작과 같은 동작을 행하게 하더라도, 또 그 밖의 여러가지의 동작을 행하게 하더라도 되는 것은 말할 필요도 없다.
도 5는 본 발명의 제3의 실시의 형태를 나타낸다. 상기 제1 및 제2의 실시의 형태(도 1 내지 도 4)에 있어서는, 캐필러리(5)는 제1본딩점(A)로부터 B점까지 상승하고, 그 후 C점까지 수평이동하는 리버스 동작을 행하였다. 본 실시의 형태는, 제1본딩점(A)로부터 C점으로 비스듬히 이동하는 리버스 동작, 즉 캐필러리(5)가 제1본딩점(A)로부터 상승하는 동작과 제2본딩점(H)와 반대방향으로 이동하는 동작을 따른 리버스 동작의 경우에 적용한 예를 게시한다. 즉, 경사진 리버스 동작중의 C′점에서 클램퍼(4)를 닫고, C점에서 클램퍼(4)를 열므로써, 상기 제1의 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 각 실시 형태에서는, 클램퍼(4)가 캐필러리(5)와 동시에 상하동하는 타입을 도시 및 설명했지만, 클램퍼(4)는 상하동하지않은 타입에도, 또한 캐필러리(5)와 독립하여 상하동하는 타입이라도 좋다.
본 발명에 의하면, 리버스 동작중에 클램퍼를 일시 닫힌 상태로 하고 와이어에 텐션을 걸기 때문에, 루프넥크높이부의 정점에 강한 변형을 붙일 수 있어, 안정된 와이어 루프형상 및 형상유지력의 와이어 루프형상을 형성할 수 있고, 또 낮은 와이어 루프형상을 형성할 수 있다. 또 대형상 루프의 경우에는, 꺽여진 부분에도 강한 변형을 붙일 수 있다.

Claims (1)

  1. 제1본딩점과 제2본딩점과의 사이를 와이어로 접속하는 루프형성 동작중에, 캐필러리를 제2본딩점과 반대방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 와이어 본딩방법에 있어서,
    상기 리버스 동작중에 (C')점에서 클램퍼를 닫고, 캐필러리로부터 와이어의 풀어냄을 멈추는 단계,
    상기 리버스 동작중에 (C')점에서 (C)점까지 캐필러리를 이동시켜 제1본딩점(A)으로부터 (C)점까지의 와이어에 텐션이 부여되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
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