KR100345680B1 - 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치에 관한 것으로, 서로 다른 크기의 칩이 장착된 다수의 LOC 패키지에 적용할 수 있도록 구현하여, 본딩공정의 생산성을 향상시키기 위해, 리드 온 칩 패키지의 상측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 실질적으로 타원형상으로 이루어진 소정크기의 윈도우 홀이 형성된 윈도우 클램프; 상기 패키지의 하측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 그 상면에 다수의 홈이 형성되고, 그 양측에는 소정높이의 단턱부가 각각 형성되며, 그 중앙에는 다수의 보조 진공홀이 관통되도록 형성된 히터블록; 상기 히터블록이 고정되도록 형성되며, 상기 다수의 보조 진공홀과 연통되는 주 진공홀이 관통되도록 형성된 지지대; 및 상기 지지대의 주 진공홀에 연결되어, 상기 히터블록의 상면에 상기 패키지가 흡착되도록 공기를 흡출시키는 진공펌프수단을 포함한다.

Description

와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치{APPARATUS FOR FIXING A LEAD ON CHIP PACKAGE IN WIRE BONDER}
본 발명은 반도체 제조공정에서 리드 온 칩(lead on chip; 이하, "LOC"라칭함) 반도체 패키지의 리드와 패드를 와이어 본딩시킬 때, 상기 LOC 패키지를 본딩위치에 고정시키는 장치에 관한 것으로, 특히 칩의 크기에 관계없이 상기 LOC 패키지를 고정시킬 수 있는 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정에서는 다수의 리드가 구비되어 있는 리드프레임 상에 다수의 패드가 형성된 칩을 접합시킨 LOC 패키지가 제작되며, 상기 LOC 패키지 상의 리드와 패드는 1:1로 와이어 본딩되어야 한다. 여기서, 상기 LOC 패키지에는, 도1에 도시된 바와 같이, 다수의 본딩영역(1)이 형성되고, 상기 각 본딩영역(1)에 인접한 부분에는 다수의 타이 바(TAI BAR)(2)가 돌출되도록 형성된다. 그리고, 상기 LOC 패키지에 장착되는 칩의 크기는 디바이스(device)의 종류에 따라 다양하다.
상기 와이어 본딩공정을 수행하는 와이어 본더는, 도2에 도시된 바와 같이 LOC 패키지를 공급하는 로더부(21)와, 상기 로더부(21)로부터 공급된 LOC 패키지를 반송시키는 인덱스부(index)(22)와, 상기 인텍스부(22) 상에서 LOC 패키지의 본딩영역에 본딩공정을 수행하는 본딩부(23)와, 카메라에 의해 촬영된 상기 본딩공정의 진행상황을 화상으로 출력하는 모니터(24)와, 상기 본딩완료된 LOC 패키지를 수납하는 언로더부(25)를 구비하여, 상기 인덱스부(22)의 본딩위치에서 상기 LOC 패키지상의 리드와 패드를 금선(gold wire)으로 연결시키고 있다.
이때, 상기 인텍스부(22)상의 본딩위치에는 와이어 본딩공정이 수행될 수 있도록 상기 LOC 패키지를 약 230℃로 가열시키고 고정시키는 장치가 필요하게된다.
그러면, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치를 간략히 설명한다.
도3에 도시된 바와 같이, 종래의 리드 온 칩 패키지 고정장치는 본딩위치의 LOC 패키지(31) 상측에 상하이동가능하도록 장착된 윈도우 클램프(window clamp)(30)와, 상기 LOC 패키지(31) 하측에 상하이동가능하도록 장착된 히터블록(heater block)(40)과, 상기 히터블록(40)이 고정된 지지대(50)를 포함한다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우 클램프(30)의 일측에는 LOC 패키지(31)의 칩 보다 소정크기만큼 작은 직사각형 형상의 윈도우 홀(32)이 형성되며, 상기 윈도우 홀(32)을 통해 와이어 본더의 카메라가 본딩공정의 진행상황을 촬영하고 온도센서가 LOC 패키지(31)의 온도를 측정하게 된다.
상기 히터블록(40)은 그 양측부에 소정높이의 단턱부(42)가 형성되고, 그
중앙에는 4개의 보조 진공홀(44)이 형성되며, 상기 4개의 보조 진공홀(44) 사이에는 하측으로 돌출된 돌기부(46)가 형성된다. 여기서, 상기 두 단턱부(42)의 사이에는 윈도우 홀(32)에 대응하는 크기의 공간이 형성된다.
그리고, 상기 지지대(50)는 그 상측에 히터블록의 돌기부(46)가 배치되는 오목부(52)가 형성되며, 상기 오목부(52)의 중앙에는 주(main) 진공홀(54)이 형성되고, 상기 주 진공홀(54)에는 공기를 흡출시키기 위한 진공펌프(60)가 호스를 매개로 연결된다. 이때, 상기 오목부(52)는 히터블록의 보조 진공홀(44)과 연통된다.
상기와 같이 구성된 종래의 리드 온 칩 패키지 고정장치는, LOC 패키지(31)가 본딩위치로 반송되어 오면, 상기 윈도우 클램프(30)가 하강하고 히터블록(40) 및 지지대(50)가 상승하므로써, 상기 LOC 패키지(31)를 가압하여 정위치에 고정시키고, 약 230℃로 가열한다.
한편, 상기 LOC 패키지(31)의 칩은 디바이스의 종류에 따라 다양한 크기를 가지므로, 상기 본딩공정에서는, 다양한 칩의 크기에 대응할 수 있도록 서로 다른 크기의 윈도우 홀(32)이 형성된 다수(약 20여개)의 윈도우 클램프(30)와, 상기 칩을 수용하는 두 단턱부(42) 사이에 서로 다른 다수(약 20여개)의 공간이 형성된 히터블록(40)을 구비하여, 숙련된 작업자가 LOC 패키지(31)의 칩 크기에 따라 윈도우 클램프(30)와 히터블록(40)을 교체하여 사용하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 리드 온 칩 패키지 고정장치는, LOC 패키
지의 칩 크기에 따라 윈도우 클램프 및 히터블록을 계속해서 교체해야 하는 번거로움
이 있으며, 상기 윈도우 클램프 및 히터블록을 교체한 후에는, 장비를 새롭게 세팅(setting)해야 하므로, 본딩공정에 소요되는 시간이 증가되어 생산성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 원도 클램프가 장착된 상태에서는 윈도우 홀이 LOC패키지의 칩보다 소정크기만큼 작아 본딩영역을 모두 육안으로 확인할수 없으므로, 본딩공정 중에 히터블록과 LOC 패키지의 정렬상태를 확인하는 것이 불가능한데 다른 문제점이 있었다.
또한, 계속해서 본딩작업을 수행할 경우, 상기 칩으로부터 생성된 분진이 히터블록에 누적되어 상기 칩에 크랙(crack)을 발생시키고, 윈도우 클램프가 리드프레임의 타이 바를 가압하여 상기 리드 프레임에 변형을 일으키며, 윈도우 클램프의 윈도우 홀이 작아 상기 윈도우 홀을 통한 LOC 패키지의 온도 실측이 곤란하므로, 본딩완료된 제품의 품질 및 작업수율을 저하시키는데 또 다른 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 서로 다른 크기의 칩이 장착된 다수의 LOC 패키지에 적용할 수 있도록 구현하여, 본딩공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 윈도우 클램프가 리드프레임의 타이 바를 직접 가압하거나 본딩공정에서 발생된 분진이 히터블록 상에 누적되는 것을 방지하므로써, 본딩완료된 제품의 품질 및 작업수율을 향상시킬 수 있는 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
도1은 일반적인 LOC 패키지의 일측면도.
도2는 일반적인 와이어 본더의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도3은 종래의 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치를 나타낸 단면도.
도4는 종래의 윈도우 클램프를 나타낸 평면도.
도5는 종래의 히터블록 및 지지대를 나타낸 평면도.
도6은 본 발명에 따른 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치를 나타낸 단면도.
도7은 본 발명에 따른 윈도우 클램프를 나타낸 평면도.
도8은 본 발명에 따른 히터블록 및 지지대를 나타내 평면도.
도9는 본 발명에 따른 히터블록의 변형예를 나타낸 평면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 윈도우 클램프 111 : 윈도우 홀
120 : 히터블록 121 : 사선 홈
122 : 단턱부 123 : 보조 진공홀
124 : 돌기부 125 : 테두리홈
126 : X형 홈 130 : 지지대
131 : 오목부 132 : 주 진공홀
140 : 진공펌프
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 리드 온 칩 패키지의 상측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 실질적으로 타원형상으로 이루어진 소정크기의 윈도우 홀이 형성된 윈도우 클램프; 상기 패키지의 하측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 그 상면에 다수의 홈이 형성되고, 그 양측에는 소정높이의 단턱부가 각각 형성되며, 그 중앙에는 다수의 보조 진공홀이 관통되도록 형성된 히터블록; 상기 히터블록이 고정되도록 형성되며, 상기 다수의 보조 진공홀과 연통되는 주 진공홀이 관통되도록 형성된 지지대; 및 상기 지지대의 주 진공홀에 연결되어, 상기 히터블록의 상면에 상기 패키지가 흡착되도록 공기를 흡출시키는 진공펌프수단을 포함하는 와이어 본더의 리드 온 칩 고정장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 서로 다른 크기의 칩이 접합된 다양한 LOC 패키지에 모두 적용될 수 있도록 구현된 것으로, 도6에 도시된 바와 같이 LOC 패키지(101)의 상측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 실질적으로 타원형상으로 이루어진 소정크기의 윈도우 홀(111)이 형성된 윈도우 클램프(110)와, 상기 LOC 패키지(101)의 하측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 상면에 일측으로 기울어지도록 형성된 다수의 사선 홈(121)
이 형성된 히터블록(120)과, 상기 히터블록(120)이 고정된 지지대(130)를 포함한다.
도7에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우 클램프의 타원형 윈도우 홀(111)은 다양한 크기를 갖는 LOC 패키지(101)의 칩에 대응할 수 있도록 단축방향 길이(l1)가 약 22.5 ~ 23.5㎜이고, 그 장축방향 길이(l2)가 약 28 ~ 32㎜인 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 윈도우 클램프(110)가 LOC 패키지(101)에 접촉되면, 상기 LOC 패키지(101)의 칩 크기에 관계없이 본딩영역이 윈도우 홀(111) 내에 위치되므로, 상기 윈도우 클램프(110)는 LOC 패키지(101)의 타이바와 접촉하지 않게 된다.
그리고, 도8에 도시된 바와 같이, 상기 히터블록(120)은 그 양측부에 소정높이의 단턱부(122)가 각각 형성되고, 그 중앙에는 다수(도시예에서는 4개)의 보조 진공홀(123)이 연직방향으로 관통되도록 형성되며, 상기 4개의 보조 진공홀(123) 사이에는 하측으로 돌출된 돌기부(124)가 형성된다. 여기서, 상기 두 단턱부(122)의 하측에는 그의 길이방향으로 소정깊이의 테두리홈(125)이 각각 형성되고, 상기 4개의 보조 진공홀(123) 사이에는 X형 홈(126)이 형성된다. 그리고, 상기 두 단턱부(122) 사이의 간격은 여러 종류의 칩이 배치될 수 있도록 약 22 ~ 23㎜인 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지대(130)의 중앙 상측에는 히터블록의 돌기부(124)가 배치되는 오목부(131)가 형성되며, 상기 오목부(131)의 중앙에는 히터블록에 형성된 4개
의 보조 진공홀(123)과 연통되는 주(main) 진공홀(132)이 형성된다. 여기서, 상기
주 진공홀(132)은 호스 등을 매개로하여 진공펌프(140)와 연결되며, 상기 진공펌프(140)가 동작할 경우에는, 상기 보조 및 주 진공홀(123, 132)을 통해 히터블록(120)의 상면에 존재하는 칩의 분진이 흡출된다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 실시예에 따른 와이어 본더의 리드 온 칩 고정장치는, 인덱스부에 의해 LOC 패키지(101)가 본딩위치로 반송되어오면, 상기 진공펌프(140)가 동작하여 LOC 패키지(101)를 히터블록(120) 상에 흡착시키고, 히터블록(120)이 상측으로 이동되어 LOC 패키지(101)를 약 230℃로 가열시킨다. 동시에, 상기 히터블록(101)의 상면에 기잔류하는 LOC 패키지(101)의 칩 분진은 사선 홈, 테두리홈 및 X형 홈(121, 125, 126)을 따라 보조 진공홀(123)로 인입되고, 다시 주 진공홀(132)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 상기 윈도우 클램프(110)가 하향이동되어 LOC 패키지(101)의 리드프레임을 가압하므로써 상기 LOC 패키지(101)를 고정시킨다.
이러한 경우, 상기 윈도우 클램프의 윈도우 홀(111)이 소정크기의 타원형상으로 형성되어 있으므로, 상기 LOC 패키지(101)의 본딩영역 및 타이 바는 윈도우 홀(111)을 통해 노출된다. 더욱이, 상기 윈도우 홀(111)이 충분히 크므로, 다양한 크기의 칩을 가진 여러 LOC 패키지(101)를 본딩하고자 할 경우에도, 상기 윈도우 클램프(110)는 지속적으로 사용될 수 있다.
한편, 상기 히터블록(120)의 변형예로서, 도9에 도시된 바와 같이 보조 진공홀(200)은 소정크기의 타원형으로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 상기 타원형상의 보조 진공홀(200)은 장축방향의 길이가 6㎜이고 단축방향의 길이가 3㎜인 것
이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명은, LOC 패키지의 칩 크기에 관계없이 적용될 수 있으므로, 본딩공정시, 윈도우 클램프 및 히터블록의 교체로 인한 시간지연을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 윈도우 클램프의 윈도우 홀이 충분히 큰 타원형으로 형성되므로, 타이 바 및 본딩영역 전체가 윈도우 홀을 통해 노출되어 윈도우 클램프가 타이 바를 가압하여 LOC 패키지를 변형시킬 우려가 없으며, 본딩영역의 온도를 측정하기가 용이하고, 윈도우 클램프를 장착한 상태에서 본딩위치의 세정작업이 용이하며, 히터블록, 칩 및 리드프레임의 정렬상태를 용이하게 확인할 수 있는데 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명은 히터블록 상에 형성된 X형 홈, 사선홈, 테두리홈 및 X형 홈이 형성되어 있으므로 히터블록과 LOC 패키지의 칩의 접촉면적이 최소화되고, 상기 히터블록 상의 분진이 잔류하는 것을 방지할 수 있으므로, LOC 패키지가 파손되는 것을 방지할 수 있는데 또 다른 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 리드 온 칩 패키지의 상측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 타원형상으로 이루어진 소정크기의 윈도우 홀이 형성된 윈도우 클램프;
    상기 패키지의 하측에 상하이동이 가능하도록 장착되며, 그 상면에 다수의 홈이 형성되고, 그 양측에는 소정높이의 단턱부가 각각 형성되며, 그 중앙에는 다수의 보조 진공홀이 관통되도록 형성된 히터블록;
    그 상부에 상기 히터블록을 위치시켜 지지하며, 상기 히터불록의 다수의 보조 진공홀과 연통되는 주 진공홀이 관통되도록 형성된 지지대; 및
    상기 지지대의 주 진공홀에 연결되어, 상기 히터블록의 상면에 상기 패키지가 흡착되도록 공기를 흡출시키는 진공펌프수단
    을 포함하는 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우 클램프의 타원형 윈도우 홀은, 그 단축방향의 길이(l1)가 22.5 ~ 23.5㎜이고, 그 장방향 길이(l2)가 28 ~ 32㎜인 것을 특징으로 하는 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터블록의 다수의 보조 진공홀 사이에는 상기 각 보조 진공홀을 연결시키는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 히터블록의 각 단턱부의 하측에는 그의 길이방향으로 테두리홈이 형성된 와이어 본더의 리드 온 칩 패키지 고정장치.
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