KR100525451B1 - 반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치 및 이를이용한 와이어 본딩방법 - Google Patents

반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치 및 이를이용한 와이어 본딩방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치에 관한 것으로써, 칩이 장착된 다이패드를 지지하는 타이바가 바운싱이 되지 않도록 하여, 칩의 본딩위치를 정확하게 고정해 줌으로써 와이어본딩의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 일측에는 리드프레임(30)의 다운 셋(down set)된 다이패드(33)를 지지하는 타이바(35)가 바운싱(bouncing)되지 않도록 고정하는 타이바 클램핑부(110)가 형성되고, 타측에는 와이어본딩되는 리드프레임의 리드(31)를 고정하는 리드 클램핑부(120)가 형성되는 클램프(100)와; 상기 클램프의 타이바 클램핑부(110)에 해당하는 위치에 리드프레임의 다이패드(33)가 안착되는 제1안착부(210)가 형성되고, 상기 클램프의 리드 클램핑부(120)에 해당하는 위치에 리드프레임의 다이패드(33)가 안착되는 제2안착부(220)가 형성되는 히터블록(200)으로 구성되는 반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치가 제공된다.

Description

반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치 및 이를 이용한 와이어 본딩방법{device of heater block for wire bonding in semiconductor package and method for wire bonding the same}
본 발명은 반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩이 장착된 다이패드를 지지하는 타이바가 바운싱이 되지 않도록 함으로써, 칩이 정확한 본딩위치에서 와이어 본딩될 수 있도록 하여 와이어 본딩의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
일반적으로, 클램프와 히터블록으로 구성되는 히터블록 장치는 반도체 패키지 공정중에 반도체 칩과 리드프레임을 와이어 본딩할 때 사용되는 것으로써, 리드프레임을 히터블록에 안착하여 히팅함과 함께 클램프로 리드를 고정한 상태에서 와이어본딩이 수행되는 것이다.
도 1 은 종래의 이와 같은 클램프와 히터블록 사이에 리드프레임이 구비되는 것을 나타내는 분해 사시도로써, 도시한 바와 같이 클램프(10)에는 리드(31)의 와이어 본딩 영역 외측을 오픈시키는 개방구(13)가 형성되고, 상기 클램프(10) 하면에는 상기 개방구(13)의 둘레를 따라 와이어본딩되는 리드(31)의 외측영역을 눌러 주는 돌기부(미도시)가 형성된다.
한편, 히터블록(20)은 내부에 히팅코일(미도시)이 내장되며, 리드프레임(30)의 다이패드(33) 크기 및 다운 셋(down set)된 깊이에 따라 상기 다이패드(33)가 안착되는 안착부(23)가 형성되며, 상기 안착부(23)의 중앙에는 다이패드(33)를 흡착하여 고정하기 위한 진공홀(21)이 형성된다.
상기와 같이 구성되는 클램프(10)와 히터블록(20)에서는 상기 히터블록의 안착부(23)에, 칩(40)이 장착되어 다운 셋된 리드프레임의 다이패드(33)가 안착되며, 상기 진공홀(21)에서 상기 다이패드(33)를 흡착 고정하고, 히팅코일로 리드프레임(30)을 가열함과 동시에 상기 클램프(10)의 돌기부가 리드(31)의 와이어 본딩 외측영역을 눌려 고정한 상태에서 와이어본딩이 수행된다.
그런데, 상기와 같이 와이어 본딩을 수행하기 이전 공정에서, 작업자가 리드프레임(30)을 다루는 도중에 다이패드(33)를 지지하는 타이바(35)를 건드림으로써, 상기 타이바(35)의 일측이 들리거나 휘는등의 바운싱(bouncing)이 발생할 수 있다.
만약, 이와 같이 상기 타이바(35)에 바운싱이 발생하게 되면, 상기 타이바(35)가 지지하는 상기 다이패드(33)도 원래의 위치에서 수평하게 고정되지 못하고, 일측이 기울어지거나 비뚤어진 어긋난 상태가 된다.
이는 결과적으로 상기 다이패드(33)에 장착되는 칩(40) 역시 정확한 와이어 본딩위치에 위치시키지 못하는 문제를 야기하는 것이다.
따라서, 이와 같이 칩(40)이 정확한 본딩위치에 위치하지 못하게 되면, 비록 상기 클램프(10)와 히터블록(20)이 리드프레임의 리드(33)를 고정해 주더라도 상기 칩(40)에서의 1차 볼 본딩이 정확하게 수행되지 못하기 때문에, 와이어본딩이 정확히 이루어질 수 없고, 결국 반도체 패키지의 전기적 신뢰성이 크게 위협받게 되는 것이다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 히터블럭과 클램프의 구조를 개선하여, 칩이 장착된 다이패드를 지지하는 타이바가 바운싱이 되지 않도록 하여, 칩의 위치를 정확한 본딩위치로 고정해 줌으로?? 와이어 본딩의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 본 발명은 일측에는 리드프레임의 다운 셋(down set)된 다이패드를 지지하는 타이바가 바운싱(bouncing)되지 않도록 고정하는 타이바 클램핑부가 형성되고, 타측에는 와이어본딩되는 리드프레임의 리드를 고정하는 리드 클램핑부가 형성되는 클램프와; 상기 클램프의 타이바 클램핑부에 해당하는 위치에 리드프레임의 다이패드가 안착되는 제1안착부가 형성되고, 상기 클램프의 리드 클램핑부에 해당하는 위치에 리드프레임의 다이패드가 안착되는 제2안착부가 형성되는 히터블록를 포함하여 이루어지는 반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치가 제공된다.
한편, 본 발명의 클램프와 히터블록을 이용한 와이어 본딩공정은 리드프레임의 타이바를 고정하는 타이바 클램핑부 및 리드프레임의 리드를 고정하는 리드 클램핑부가 형성되는 클램프와, 리드프레임의 다이패드가 안착되는 제1안착부 및 제2안착부가 각각 형성되는 히터블록 사이에 리드프레임을 이동시키는 단계와; 상기 클램프와 상기 히터블록을 상하 이동시켜서 상기 타이바 클램핑부와 상기 제1안착부로는 타이바를 눌러 바운싱을 제거하고, 상기 리드 클램핑부와 상기 제2안착부로는 리드를 눌러 고정하는 단계와; 상기 리드 클램핑부와 상기 제2안착부에 의해 고정된 리드프레임의 다이패드에 장착된 칩과 리드프레임의 리드를 와이어 본딩하는 단계와; 상기 클램프와 상기 히터블록을 상하 이동하여 리드프레임으로부터 이격시키는 단계와; 와이어 본딩이 완료된 리드프레임은 외측으로, 상기 타이바 클램핑부에 위치된 리드프레임은 상기 리드 클램핑부로 이동시킴과 함께 상기 타이바 클램핑부로는 새로운 리드프레임을 이동시키는 단계를 포함하는 이루어진다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면 도 2 내지 도 5 를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
한편, 본 발명에 적용되는 리드프레임은 종래와 동일번호를 부여하므로 종래 도면을 참조하도록 한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프의 저면도이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터블록의 평면도이다.
도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프(100)는 리드프레임(30)의 다운 셋된 다이패드(33)를 지지하는 타이바(35)가 바운싱(bouncing)되지 않도록 눌러 주는 타이바 클램핑부(110)와, 와이어 본딩되는 리드프레임의 리드(31)를 눌러 주는 리드 클램핑부(120)로 이루어진다.
특히, 상기 타이바 클램핑부(110)는 칩(40)이 장착되는 다이패드(33)를 오픈시키도록 개방구(113)가 형성되며, 상기 클램프(100)의 하면에는 상기 개방구(113)의 각 모서리부에서 타이바(35)를 접촉하여 누르기 위한 돌기부(115)가 외측방향으로 연장되어 돌출 형성된다.
한편, 상기 리드 클램핑부(120)는 리드(31)의 와이어 본딩영역 외측을 오픈시키는 개방구(123)가 형성되며, 상기 클램프(100)의 하면에는 상기 개방구(123)의 둘레를 따라 리드(31)의 와이어 본딩영역 외측을 접촉하여 누르기 위한 돌기부(125)가 형성된다.
이 때, 상기 타이바(35)는 다운 셋되어 있으므로, 상기 리드 클램핑부의 돌기부(125)는 상기 타이바(35)와 간섭하지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터블록(200)은 상기 클램프의 타이바 클램핑부(110)에 의해 클램핑(clamping)되는 리드프레임의 다이패드(33)가 안착되는 제1안착부(213)가 형성됨과 함께, 상기 클램프의 리드 클램핑부(120)에 의해 클램핑되는 리드프레임의 다이패드(33)가 안착되는 제2안착부(220)가 형성되어 이루어진다.
그리고, 상기 제1안착부(210)와 상기 제2안착부(220)는 모두 다운 셋된 리드프레임의 다이패드(33)가 안착됨에 따라, 히터블록(200)의 주위 표면보다 낮게 형성되고, 상기 제1안착부(210)와 상기 제2안착부(220)의 각 모서리부에는 다운 셋된 타이바(35)가 위치되도록 타이바 안착홈(217),(227)이 형성된다.
또한, 상기 제2안착부(220)에서는 칩(40)과 리드프레임(30)의 와이어 본딩이 실질적으로 수행되는 곳으로, 상기 제2안착부(220)의 중심에는 와이어 본딩시에 다이패드(33)를 고정하기 위한 진공홀(225)이 형성된다.
한편, 상기 제1안착부(210)에서는 칩(40)과 리드프레임(30)의 와이어 본딩이수행되지 않으므로, 상기 제2안착부(220)와 같이 진공홀(225)을 형성하지 않아도 된다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프와 히터블록에 리드프레임이 클램핑된 것을 나타내는 평면도로써, 히터블록의 제1안착부(210) 및 제2안착부(220)에 안착된 리드프레임(30)을 클램프의 타이바 클램핑부(110) 및 리드 클램핑부(120)로 누른 상태를 나타내고 있다.
즉, 본 발명에서는 도시한 바와 같이 클램핑의 타이바 클램핑부(110)와 히터블록의 제1안착부(210)는 일측 리드프레임의 타이바(35)를 눌러 바운싱을 제거함과 동시에, 클램프의 리드 클램핑부(120)와 히터블록의 제2안착부(220)는 타측 리드프레임의 리드(31)를 눌러 리드(31)를 고정하는 것이다.
이 때, 상기 타이바 클램핑부(110)는 타이바(35)만을 눌러 주는 것이고, 상기 리드 클램핑부(120)는 리드(31)의 와이어 본딩영역 외측을 눌러 주는 것이기 때문에, 상기 타이바 클램핑부의 개방구(113)가 상기 리드 클램핑부의 개방구(123)보다 작게 형성됨을 알 수 있다.
한편, 도 5 는 도 4 의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도로써, 타이바 클램핑부 및 제1안착부와 리드프레임의 접촉관계를 구체적으로 나타낸다.
도시한 바와 같이, 리드프레임의 타이바(35)는 일정한 기울기로 다운 셋되어 다이패드(33)를 지지하는 것이 일반적이다.
이에 따라, 히터블록(200)의 제1안착부의 타이바 안착홈(217)은 그 외측의 끝단부가 상기 타이바(35)의 다운 셋 기울기와 동일하게 경사 형성되어야 한다.
그리고, 상기 타이바(35)의 상면을 눌러 주는 클램핑(100)의 타이바 클램핑부의 돌기부(115) 역시 그 외측방향의 끝단부를 타이바(35)의 다운 셋 기울기와 동일하게 경사 형성하여, 상기 타이바(35)의 상면 전체를 균일하게 눌러 줄 수 있도록 한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프(100)와 히터블록(200)은 다이패드(33)의 네 모서리부에 대각선 방향으로 타이바(35)가 형성된 QFP(Quad Flat Package)용 리드프레임(30)을 기준으로 설명한 것으로써, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.
즉, 본 발명의 클램프와 히터블록은 리드프레임의 타이바가 형성되는 위치 및 개수에 맞게 적절하게 다른 형상으로 형성될 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명은 칩(40)과 리드(31)를 와이어 본딩하기 전에 타이바(35)의 바운싱을 제거함으로써, 칩(40)을 정확한 본딩위치로 유지하여 와이어 본딩이 정확하게 수행되도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 클램프와 히터블록을 이용하여 리드프레임에 와이어본딩을 수행하는 과정을 설명한다.
최초, 레일과 같은 수평이동수단에 의해 연속 배열된 리드프레임(30)이 클램핑(100)과 히터블록(200) 사이로 이동해 오면, 상기 클램핑(100)과 상기 히터블록(200)이 각각 상하 이동하여 리드프레임(30)과 접촉하게 된다.
이 때, 클램핑의 타이바 클램핑부(110)와 히터블록의 제1안착부(210)가 일측 리드프레임의 타이바(35)를 눌러 주어, 이전 공정에서 작업자의 조작등에 의해 어긋난 타이바(35)의 바운싱을 제거한다.
이에 따라, 타이바(35)가 지지하는 다이패드(33)에 장착된 칩(40)의 위치가 정확한 와이어본딩 위치로 회복된다.
동시에, 전술한 클램프의 리드 클램핑부(120)와 히터블록의 제2안착부(220)가 타측 리드프레임의 리드(31)를 눌러 주어 리드(31)를 고정하고, 상기와 같이 리드(31)가 고정된 상태에서 다이패드(33)에 장착된 칩(40)과 리드(31)의 와이어 본딩이 수행된다.
그런데, 이와 같이 와이 어본딩되는 리드프레임은 상기 타이바 클램핑부(110)와 상기 제1안착부(210)에서 이미 타이바(35)의 바운싱이 제거되어 칩(40)이 정확한 본딩위치로 유지된 상태이므로, 정확한 와이어 본딩이 수행된다.
상기와 같이 와이어 본딩이 수행된 후에는 상기 클램프(100)와 상기 히터블록(200)이 상하 이동하여 리드프레임(30)에서 이격되고, 수평이동수단에 의해 상기 리드 클램핑부(120)에 위치되었던 리드프레임은 외측으로 이동하고, 상기 타이바 클램핑부(110)에 위치되었던 리드프레임은 상기 리드 클램핑부(120)로 이동하며, 타이바 클램핑부(110)에는 새로운 리드프레임이 이동하게 되어 전술한 바와 같은 과정이 반복 수행되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 칩과 리드를 와이어 본딩하기 전에 칩이 장착되는 다이패드를 지지하는 타이바의 바운싱을 제거하여 칩을 정확한 본딩위치로 유지함으로써, 와이어 본딩의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 리드의 고정과 타이바의 바운싱 제거가 동시에 수행되고, 별도의 공정을 요구하지 않으며, 연속적인 공정으로 이루어진다.
도 1 은 종래의 클램프와 히터블록 사이에 리드프레임이 구비되는 것을 나타내는 분해 사시도
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프의 저면도
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터블록의 평면도
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프와 히터블록 사이에 리드프레임이 클램핑된 것을 나타내는 평면도
도 5 는 도 4 의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100. 클램프 110. 타이바 클램핑부
120. 리드 클램핑부 113,123. 개방구
115,125. 돌기부
200. 히터블록 210,220. 안착부
225. 진공홀 217,227. 타이바 안착홈

Claims (3)

  1. 일측에는 리드프레임의 다운 셋(down set)된 다이패드를 지지하는 타이바가 바운싱(bouncing)되지 않도록 고정하는 타이바 클램핑부가 형성되고, 타측에는 와이어본딩되는 리드프레임의 리드를 고정하는 리드 클램핑부가 형성되는 클램프와;
    상기 클램프의 타이바 클램핑부에 해당하는 위치에 리드프레임의 다이패드가 안착되는 제1안착부가 형성되고, 상기 클램프의 리드 클램핑부에 해당하는 위치에 리드프레임의 다이패드가 안착되는 제2안착부가 형성되는 히터블록으로 구성되는 반도체패키지의 와이어본딩용 히터블록 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이바 클램핑부는 상기 다이패드부를 오픈시키는 개방구가 형성됨과 함께 상기 타이바를 눌러 주기 위한 돌기부가 형성되고, 상기 리드 클램핑부는 상기 리드의 와이어본딩 영역 외측부를 오픈시키는 개방구가 형성됨과 함께 상기 리드를 눌러 주기 위한 돌기부 형성되는 것을 특징으로 하는 구성되는 반도체패키지의 와이어본딩용 히터블록 장치.
  3. 리드프레임의 타이바를 고정하는 타이바 클램핑부 및 리드프레임의 리드를 고정하는 리드 클램핑부가 형성되는 클램프와, 리드프레임의 다이패드가 안착되는 제1안착부 및 제2안착부가 각각 형성되는 히터블록 사이에 리드프레임을 이동시키는 단계와;
    상기 클램프와 상기 히터블록을 상하 이동시켜서 상기 타이바 클램핑부와 상기 제1안착부로는 타이바를 눌러 바운싱을 제거하고, 상기 리드 클램핑부와 상기 제2안착부로는 리드를 눌러 고정하는 단계와;
    상기 리드 클램핑부와 상기 제2안착부에 의해 고정된 리드프레임의 다이패드에 장착된 칩과 리드프레임의 리드를 와이어본딩하는 단계와;
    상기 클램프와 상기 히터블록을 상하 이동하여 리드프레임으로부터 이격시키는 단계와;
    와이어본딩이 완료된 리드프레임은 외측으로, 상기 타이바 클램핑부에 위치된 리드프레임은 상기 리드 클램핑부로 이동시킴과 함께 상기 타이바 클램핑부로는 새로운 리드프레임을 이동시키는 단계를 포함하는 반도체 패키지의 와이어 본딩방법
KR10-2001-0000994A 2001-01-08 2001-01-08 반도체패키지의 와이어 본딩용 히터블록 장치 및 이를이용한 와이어 본딩방법 KR100525451B1 (ko)

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