KR100472309B1

KR100472309B1 - 빔리드본딩용메탈툴

Info

Publication number: KR100472309B1
Application number: KR1019970034138A
Authority: KR
Inventors: 하웅기; 김영수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2005-05-27
Also published as: KR19990011158A

Abstract

본 발명은 빔리드(beam lead)의 홀에 삽입하여 가이드하도록 본체의 저면에 가장자리 돌출부 외에 중앙 돌출부를 추가로 형성하여 본딩의 안정성을 향상시키도록 한 빔리드본딩용 메탈툴(metal tool)에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 빔리드를 형상에 관계없이 가이드하고, 본딩패드와 빔리드의 콘택면적을 확대하여 본딩 안정성을 향상시키도록 한 빔리드본딩용 메탈툴을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 저면 모서리에 형성되어, 빔리드를 반도체칩의 본딩패드에 정합하기 위해 가이드하는 가장자리 돌출부들을 갖는 본체, 그리고 상기 본체의 저면 중앙부에 형성되어, 상기 빔리드의 본딩영역의 홀에 삽입한 상태에서 상기 빔리드를 상기 본딩패드에 정합하기 위해 가이드하는 중앙 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 빔리드의 형상에 관계없이 가이드할 수 있고 반도체칩의 본딩패드와 빔리드의 본딩면적을 확대하여 본딩성을 향상시킬 수 있다.

Description

빔리드본딩용 메탈툴

본 발명은 빔리드본딩용 메탈툴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빔리드의 홀에 삽입하여 가이드하도록 본체의 저면에 가장자리 돌출부 외에 중앙 돌출부를 추가로 형성하여 본딩의 안정성을 향상시키도록 한 빔리드본딩용 메탈툴에 관한 것이다.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이, 전자기기와 정보기기의 메모리용량이 대용량화함에 따라 DRAM과 SRAM과 같은 반도체 메모리칩의 고집적화가 가속화하고 칩사이즈가 증대하고 있다. 또한, 전자기기와 정보기기의 경량화 추세에 따라 반도체칩 패키지의 경박단소화 및 고신뢰성에 대한 요구가 증가하고 있다.

이에 따라, 반도체 제조회사들은 LOC(lead on chip), BGA(ball grid array) 등의 패키지들을 개발하여 반도체칩패키지의 경박단소화를 이룩하여 왔다. 최근에는 반도체칩의 120% 크기 이내에 근접하는 칩스케일 패키지를 개발하기 시작하였는데 이들은 자사 고유의 칩스케일 아이디어를 이용하여 구조 및 제조방법을 달리하고 있었다.

즉, 초기의 개발단계에서는 칩스케일패키지의 크기를 축소하는데 주로 관심이 있었으므로 기존의 칩스케일패키지는 대부분 FCT(flexible circuit tape) 또는 PPCB(plastic print circuit board) 또는 CCB(ceramic circuit board)를 적용한 방법에 의해 제조되어 왔다.

이러한 칩스케일패키지들중 FCT(flexible circuit tape)를 이용하여 칩스케일패키지를 제조하는 경우, 반도체칩의 본딩패드들과 폴리이미드테이프의 금속패턴들을 전기적으로 연결시켜 주는 것이 일반적인 패키지제조공정에서 사용되는 골드와이어가 아니고 폴리이미드테이프의 금속패턴에서 연장된 솔리드골드(solid gold) 또는 카파코아(copper core)에 골드도금한 빔리드(beam lead)이다. 상기 빔리드를 반도체칩의 본딩패드에 전기적으로 연결시키기 위해 메탈툴(metal tool)을 이용하여 왔다.

도 1a는 종래 기술에 의한 빔리드본딩용 메탈툴의 저면도이고, 도 1b 는 도 1a의 A-A선을 따라 절단된 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 빔리드의 구조를 나타낸 평면도이다. 설명의 편의상 하나의 빔리드를 기준으로 기술하기로 한다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 메탈툴(10)은 본체(11)의 사각형 저면 모서리에 부채꼴의 가장자리 돌출부들(13)이 일정 간격을 두고 일체로 연결되어 있다. 가장자리 돌출부(13)의 표면이 곡형으로 이루어져 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 빔리드(20)는 일점쇄선의 절단선(21)을 기준으로 본딩되는 영역(23)과 본딩되지 않는 영역(25)에서의 빔리드 폭이 동일한 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 메탈툴의 작용을 도 3과 도 4를 참조하여 간단히 살펴보면 다음과 같다. 도 3은 종래 기술에 의한 빔리드와 메탈툴의 정합을 나타낸 상태도이고, 도 4는 종래 기술에 의한 빔리드의 절단 및 본딩상태를 나타낸 평면도이다.

먼저, 빔리드의 본딩을 개시하기 위해 메탈툴(10)을 도 2의 빔리드(20)로 하향 이동한다. 이때, 빔리드(20)가 반도체칩(도시 안됨)의 본딩패드에 정합되어 있어야 한다.

이후, 메탈툴(10)이 계속 하향 이동하여 빔리드(20)의 영역(23)의 측면을 가이드하면서 도 4에 도시된 바와 같이, 빔리드(20)의 영역(23)으로부터 본딩되지 않는 영역(25)을 절단, 분리한다.

계속하여, 메탈툴(10)이 하향 이동함에 따라 메탈툴(10)의 가장자리 돌출부들(13)이 영역(23)을 반도체칩(도시 안됨)의 본딩패드에 압압한다. 따라서, 빔리드(10)는 표면에 가장자리 돌출부(13)의 압압마크(14)가 생기면서 반도체칩의 본딩패드와 전기적으로 연결된다.

그런데, 빔리드(20)와 반도체칩의 본딩패드와의 정합(alignment)이 이루어지지 않은 경우, 가장자리 돌출부(13)가 도 3에 도시된 바와 같이, 빔리드(20)의 측면을 가이드하여 빔리드(20)의 영역(23)을 잡고 빔리드의 위치를 보정하여야 한다.

이를 위해 빔리드(20)가 반도체칩의 본딩패드와 90°또는 45°의 한정된 각도로만 설계되어 있었다. 또한, 메탈툴(10)에 의해 가이드된 부분(24) 이외의 남은 빔리드(20)의 부분만이 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반도체칩의 본딩패드와 전기적으로 연결되었다. 이는 반도체칩의 본딩패드와 빔리드 사이의 금속화합물 형성 면적, 즉 콘택면적을 축소시키므로 본딩패드와 빔리드의 양호한 본딩을 보장할 수 없는 문제점을 야기시켰다.

따라서, 본 발명의 목적은 빔리드를 형상에 관계없이 가이드하고, 본딩패드와 빔리드의 콘택면적을 확대하여 본딩 안정성을 향상시키도록 한 빔리드본딩용 메탈툴을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체, 상기 본체의 저면 모서리에 형성되어, 빔리드를 반도체칩의 본딩패드에 정합하기 위해 가이드하는 가장자리 돌출부, 그리고 상기 본체의 저면 중앙부에 형성되어, 상기 빔리드의 본딩영역의 홀에 삽입한 상태에서 상기 빔리드를 상기 본딩패드에 정합하기 위해 가이드하는 중앙 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 빔리드본딩용 메탈툴을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하도록 한다. 설명의 편의상 하나의 빔리드를 기준으로 기술하기로 한다.

도 5a는 본 발명에 의한 빔리드본딩용 메탈툴의 저면도이고, 도 5b 는 도 5a의 A-A선을 따라 절단된 단면도이고, 도 6a는 본 발명에 의한 빔리드본딩용 메탈툴에 적용된 빔리드의 구조를 나타낸 평면도이고 도 6b는 도 6a의 B-B선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의상 하나의 빔리드를 기준으로 기술하기로 한다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 빔리드본딩용 메탈툴(30)은 본체(31)의 사각형 저면 모서리에 부채꼴의 가장자리 돌출부들(33)이 일정 간격을 두고 일체로 연결되어 있고, 본체(31)의 저면 중앙부에 중앙 돌출부(35)가 일체로 연결되어 있다.

여기서, 가장자리 돌출부(33)의 표면이 곡형으로 이루어져 있고, 중앙 돌출부(35)가 원형으로 이루어져 있으나 타원형이거나 사각형이어도 무방하다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 빔리드(40)는 일점쇄선의 절단선(41)을 기준으로 본딩되는 영역(43)의 빔리드 폭이 본딩되지 않는 영역(45)의 빔리드 폭보다 넓게 형성되고, 영역(43)의 상부면에 도 5a의 돌출부(35)를 삽입할 수 있는 홈(47)이 형성되는 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 메탈툴의 작용을 도 7과 도 8을 참조하여 간단히 살펴보면 다음과 같다. 도 7은 본 발명에 의한 빔리드와 메탈툴의 정합을 나타낸 상태도이고, 도 8은 본 발명에 의한 빔리드의 절단 및 본딩상태를 나타낸 평면도이다.

먼저, 빔리드의 본딩을 개시하기 위해 메탈툴(30)을 도 6a와 도 6b의 빔리드(40)로 하향 이동한다. 이때, 빔리드(40)가 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체칩(도시 안됨)의 본딩패드에 정합되어 있어야 한다. 즉, 메탈툴(30)의 중앙 돌출부(35)가 빔리드(40)의 안내부인 홈(47)에 삽입되어 있어야 한다. 여기서, 상기 안내부가 홀이어도 무방하다.

이후, 메탈툴(30)이 계속 하향 이동하여 빔리드(40)의 영역(43)의 측면을 가이드하면서 도 8에 도시된 바와 같이, 빔리드(40)의 영역(43)으로부터 영역(45)을 절단, 분리한다.

계속하여, 메탈툴(30)이 하향 이동함에 따라 메탈툴(30)의 중앙 돌출부들(35)이 영역(43)을 반도체칩(도시 안됨)의 본딩패드에 압압한다. 따라서, 빔리드(40)는 표면에 가장자리 돌출부(33)의 압압마크(44)가 생기면서 반도체칩의 본딩패드와 전기적으로 연결된다.

상기 빔리드(40)와 반도체칩의 본딩패드의 정합(alignment)이 이루어지지 않은 경우, 중앙 돌출부(35)를 홈(47)에 삽입한 상태에서 빔리드(40)의 측면을 가이드하여 상기 본딩패드와의 부정합된 양만큼 이동시킨 후 본딩하여야 한다.

따라서, 본 발명은 빔리드의 각도변화에 따라 다양한 메탈툴의 마크를 형성할 수 있고, 보다 넓은 범위에서 반도체칩 본딩패드와 빔리드를 콘택시킬 수 있어 본딩성 향상을 이룩할 수 있다.

또한, 본 발명은 반도체칩의 본딩패드에 본딩되는 빔리드의 영역을 그 이외의 영역보다 넓은 폭으로 형성하여 빔리드와 반도체칩의 본딩패드와의 콘택면적을 확대하고 이에 따른 본딩성 향상을 이룩할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 빔리드본딩용 메탈툴은 저면 중앙부에 중앙 돌출부를 추가로 형성하고, 반도체칩의 본딩패드에 본딩하는, 넓은 폭을 갖는 빔리드의 영역에 상기 중앙 돌출부를 삽입할 수 있는 홈을 형성하여 빔리드와 본딩패드와의 정합이 이루어지지 않은 경우, 빔리드의 홈에 상기 중앙 돌출부를 삽입한 후 빔리드를 정합되지 않은 양만큼 이동시켜 본딩한다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

도 1a는 종래 기술에 의한 빔리드본딩용 메탈툴의 저면도.

도 1b 는 도 1a의 A-A선을 따라 절단된 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 메탈툴에 적용된 빔리드의 구조를 나타낸 평면도.

도 3은 종래 기술에 의한 메탈툴과 빔리드의 정합을 나타낸 상태도.

도 4는 종래 기술에 의한 빔리드의 절단 및 본딩상태를 나타낸 평면도.

도 5a는 본 발명에 의한 빔리드본딩용 메탈툴의 저면도.

도 5b 는 도 5a의 A-A선을 따라 절단된 단면도.

도 6a는 본 발명에 의한 빔리드본딩용 메탈툴에 적용된 빔리드의 구조를 나타낸 평면도.

도 6b는 도 6a의 B-B선을 따라 절단한 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 빔리드와 메탈툴의 정합을 나타낸 상태도.

도 8은 본 발명에 의한 빔리드의 절단 및 본딩상태를 나타낸 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 메탈툴 11: 본체

13: 가장자리 돌출부 14: 압압마크

20: 빔리드 21: 절단선

23: 본딩되는 영역 25: 본딩되지 않는 영역

30: 메탈툴 31: 본체

33: 가장자리 돌출부 35: 중앙 돌출부

40: 빔리드 41: 절단선

43: 본딩되는 영역 44: 압압마크

45: 본딩되지 않는 영역 47: 홈

Claims

본체;

상기 본체의 저면 모서리에 형성되어, 빔리드를 반도체칩의 본딩패드에 정합하기 위해 가이드하는 가장자리 돌출부; 그리고

상기 본체의 저면 중앙부에 형성되어, 상기 빔리드의 본딩영역의 안내부에 삽입한 상태에서 상기 빔리드를 상기 본딩패드에 정합하기 위해 가이드하는 중앙 돌출부를 포함하는 빔리드본딩용 메탈툴.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙 돌출부가 원형인 것을 특징으로 하는 빔리드본딩용 메탈툴.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙 돌출부가 타원형인 것을 특징으로 하는 빔리드본딩용 메탈툴.
제 1 항에 있어서, 상기 빔리드의 본딩영역이 상기 본딩영역 이외의 영역보다 넓은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 빔리드본딩용 메탈툴.
제 1 항에 있어서, 상기 본딩영역이 상기 본딩패드와의 본딩에 의해 50% 이상의 금속화합물을 갖는 것을 특징으로 하는 빔리드본딩용 메탈툴.
제 1 항에 있어서, 상기 안내부가 홀(hole)인 것을 특징으로 하는 빔리드본딩용 메탈툴.
제 1 항에 있어서, 상기 안내부가 홈인 것을 특징으로 하는 빔리드본딩용 메탈툴.