KR100526060B1 - 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼형성 방법 - Google Patents

자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100526060B1
KR100526060B1 KR10-2004-0020400A KR20040020400A KR100526060B1 KR 100526060 B1 KR100526060 B1 KR 100526060B1 KR 20040020400 A KR20040020400 A KR 20040020400A KR 100526060 B1 KR100526060 B1 KR 100526060B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
clamp
capillary
bonding
transducer
Prior art date
Application number
KR10-2004-0020400A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050065248A (ko
Inventor
김태현
선용균
고윤성
김대수
이상우
김동빈
오국진
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US10/928,402 priority Critical patent/US7481351B2/en
Priority to CNB2004100923304A priority patent/CN100365785C/zh
Priority to JP2004372150A priority patent/JP5008014B2/ja
Publication of KR20050065248A publication Critical patent/KR20050065248A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100526060B1 publication Critical patent/KR100526060B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

본 발명은 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼 형성 방법에 관한 것으로, 와이어 클램프 개폐를 제어하는 전용 제어기를 설치하여 와이어 본딩 모니터링 시스템(WBMS)으로부터 직접 와이어 단선 신호를 전송받아 와이어 클램프를 작동시켜 단선된 와이어를 신속히 클램핑함으로써 와이어 날림을 방지하고, 와이어 클램프의 단선된 와이어를 고정시키는 역할과 더불어 트랜스듀서의 상하 이동이 연동되어 와이어 인출, 와이어 테일 형성 및 볼 형성 공정을 자동으로 진행하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼 형성 방법을 제공한다. 그리고 캐필러리 하단 아래로 인출된 와이어의 길이를 측정하고 와이어 테일에 형성되는 볼의 위치를 측정하는 센서와, 센서 정보를 이용하여 와이어를 인출시키기 위해서 와이어 클램프와 캐필러리 사이에 보조 클램프를 더 설치할 수도 있다.

Description

자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼 형성 방법{Wire bonding apparatus and method for forming auto ball using the same}
본 발명은 반도체 패키지용 와이어 본딩 장치 및 본딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어 단선이 발생된 경우 신속하게 와이어를 클램핑하여 자동으로 볼을 형성하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼 형성 방법에 관한 것이다.
반도체 패키지 조립 시 반도체 칩의 기능을 외부로 연결시켜 주는 전기적 연결방법으로는 와이어(wire)를 이용한 와이어 본딩 방법, 반도체 칩의 전극 패드에 형성된 전극 범프를 이용한 플립칩(flip chip) 본딩 방법, 테이프 리드를 이용한 탭(TAB) 방법 등이 가장 널리 사용되고 있다.
그 중에서도 현재 가장 일반적으로 사용되고 있는 전기적 연결방법이 골드(Au) 와이어를 이용한 와이어 본딩 방법이다. 골드 와이어는 알루미늄(Al) 와이어나 구리(Cu) 와이어보다 결합력은 떨어지나 산화나 오염 발생이 적고, 가늘게 가공할 수 있으며 기하학적으로 원에 가까운 볼을 형성할 수 있는 등의 장점으로 인해 반도체 패키지 조립 공정에서 가장 많이 사용되고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 와이어 본딩 장치(50)의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 와이어 스풀(39; wire spool)에서 인출된 와이어(41)의 선단은 와이어 클램프(33; wire clamp)를 통하여 캐필러리(32; capillary)에 삽입된다. 캐필러리(32)에는 트랜스듀서(31; transducer)가 설치되어 있는데, 트랜스듀서(31)는 초음파 발생부로부터 발생되는 에너지를 캐필러리(32)에 전달하게 된다. 이때 와이어 클램프(33)는 캐필러리(32) 위에 설치되어 캐필러리(32)를 통하여 인출되는 와이어(41)를 클램핑한다. 또한 와이어 본딩이 실시되기 전에 와이어 본딩 모니터링 시스템(38; Wire Bonding Monitoring System; WBMS)을 통하여 배선기판(20)과 반도체 칩(24)의 위치 및 정렬상태를 정확하게 인식하여 와이어 본딩을 진행한다. 아울러 WBMS(38)는 본딩 순간순간 미소전류를 트랜스듀서(31)에 흘려 보내는데 이 미소전류의 흐름을 체크하게 되며, 특히 와이어 본딩 중에 와이어(41)가 끊어졌을 경우 트랜스듀서(31)에 흐르는 전류값의 변화를 감지하여 와이어 단선 정보를 호스트 컴퓨터(37; HOST computer)에 전송한다.
한편 와이어 클램프(33)는 다수개의 와이어 본딩 장치(50)를 총괄하는 호스트 컴퓨터(37)에 의해 제어되며, 한 쌍의 고정판을 포함하는 고정판 타입(plate type)이 주로 사용된다. 즉, 호스트 컴퓨터(37)는 디지털-아날로그 변환기(Digital Analog Converter; DAC)와 같은 통신 보드(36)를 통하여 와이어 클램프(33)의 개폐를 제어하기 위한 프로파일(profile)을 드라이버(34; driver)로 전송한다. 이때 프로파일의 한 시그먼트(segment) 시간이 작을수록 정밀한 프로파일을 만들 수 있는데, 호스트 컴퓨터(37) 특성상 500㎲ 이하로 줄이기는 힘들다.
이와 같은 와이어 본딩 장치(50)를 이용한 와이어 본딩 공정을 살펴보면, 와이어 스풀(39)을 통하여 공급된 와이어(41)는 에어 텐션부(40; air tension part)에서 제공하는 에어(42)에 의해 일정한 장력이 유지되면서 트랜스듀서(31)와 캐필러리(32)를 통해 빠져나오게 된다. 캐필러리(32)에서 밖으로 나온 와이어(41)의 테일에 고전압 방전날에 의한 EPO(Electric Frame Off) 방전을 통해 볼을 형성하여 1차로 반도체 칩의 전극 패드(26)에 볼 본딩(ball bonding)을 행하고, 일정한 궤적의 루프를 만들어 배선기판(20)의 기판 패드에 2차로 스티치 본딩(stitch bonding)으로 마무리한다. 그리고 1차 본딩 및 2차 본딩을 원활히 진행하기 위해서, 트랜스듀서(31)를 통하여 캐필러리(32)에 초음파 에너지를 주고 동시에 본딩하고자 하는 부분에 열을 준다.
그런데 와이어 본딩 중 와이어가 끊어지는 와이어 단선 불량이 발생될 수 있는데, 주로 2차 본딩시 캐필러리에 가해지는 과도한 힘, 물리적인 튐(material bouncing) 등에 의해 발생된다. 이 경우 와이어 본딩 장치가 동작을 멈추게 되고, 작업자는 수동으로 와이어의 선단을 다시 캐필러리에 삽입하는 작업을 해야 했다. 작업자의 숙련도에 따라서 작업 시간에 차이는 있지만, 일련의 작업이 수작업으로 이루어지기 때문에, 설비 생산성이 떨어지는 요인으로 작용한다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위해서, 한국등록특허 제180671호, 일본공개특허 평11-233551호에는, 와이어 단선 발생시 자동으로 와이어 테일을 형성 및 감지하여 볼을 형성토록 함으로써 와이어 본딩 작업을 연속적으로 진행할 수 있는 와이어 본딩 장치를 개시하고 있다.
그런데 와이어 본딩 불량으로 인해 와이어 단선이 발생되면, 도 5a 및 도 5b의 (b)에 개시된 바와 같이, 트랜스듀서에 흐르는 전류값의 변화를 감지하여 와이어 클램프가 와이어를 클램핑하게 된다. 그런데 종래에는 다수개의 와이어 본딩 장치를 총괄하는 호스트 컴퓨터가 와이어 단선이 발생된 와이어 본딩 장치의 와이어 클램프의 개폐를 제어하기 때문에, 와이어 클램프가 클램핑 동작을 하더라도 실효성은 거의 없다. 상세히 설명하면, 와이어 본딩 중에 와이어가 끊어졌을 경우에, 트랜스듀서에 흐르는 전류값의 변화를 WBMS가 감지하여 호스트 컴퓨터에 전송하고 다시 호스트 컴퓨터에서 신호를 전송받아 와이어를 클램핑하는 데까지 약 1000㎲이상 시간(t1)이 소요되기 때문에, 와이어가 캐필러리 밖으로 이탈하는 문제가 발생될 수 있다. 즉, 와이어 클램프가 클램핑 동작을 할 때 이미 와이어는 캐필러리 밖으로 이탈한 이후가 된다. 이때 도 5a 및 도 5b의 (a)는 시그널에 따른 2차 본딩에서의 정상적인 와이어 클램프의 개폐 동작을 나타낸다.
그리고 와이어 단선 불량이 발생된 와이어의 테일은 정상적인 와이어 본딩 공정에서의 테일과 비교하여 변형되어 있을 가능성이 높기 때문에, 와이어 단선 불량이 발생된 와이어 테일을 그대로 사용할 경우, 볼이 정상적으로 형성되지 않아 와이어 본딩 불량으로 이어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 와이어 단선이 발생됨과 거의 동시에 와이어를 클램핑하여 캐필러리 밖으로 와이어가 이탈하는 것을 방지하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 와이어 단선이 발생된 와이어 끝단부를 제거하여 정상적인 볼을 형성할 수 있는 와이어 테일과 볼을 자동으로 형성할 수 있도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자기 복구형 와이어 본딩 장치로서, 반도체 칩들이 실장된 배선기판을 이송하는 이송 레일과; 상기 이송 레일의 상부에 설치되며, 상기 반도체 칩과 배선기판을 와이어로 전기적으로 연결하는 와이어 본딩부;를 포함하며,
상기 와이어 본딩부는, 선단부에 와이어를 수용하는 캐필러리를 갖는 트랜스듀서와, 상기 캐필러리 상부에 설치되어 상기 캐필러리와 함께 이동하며, 상기 캐필러리에 삽입되는 와이어를 고정시켜주는 와이어 클램프와, 와이어 본딩을 모니터링 하며, 와이어 단선을 비롯한 와이어 본딩 공정 중 상기 트랜스듀서에서의 전기 흐름을 체크하는 와이어 본딩 모니터링 시스템과, 상기 와이어 클램프의 개폐를 제어하며, 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템에서 제공하는 와이어 단선 신호에 따라 상기 와이어 클램프를 닫아 단선된 와이어를 고정하는 전용 제어기를 포함하고,
상기 와이어 본딩부의 구동 범위에 속하는 상기 이송 레일 부분에 설치되며, 상기 단선된 와이어를 고정한 상기 트랜스듀서가 이동하여 상기 단선된 와이어의 끝단부를 프리 와이어 본딩으로 끊어 볼을 형성하기 위한 와이어 테일이 형성되는 프리 본딩 스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 자기 복구형 와이어 본딩 장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 전술된 자기 복구형 와이어 본딩 장치를 이용한 자동 볼 형성 방법을 제공한다. 즉, (a) 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템에서 제공하는 와이어 단선 신호에 따라 상기 전용 제어부는 상기 와이어 클램프를 닫아 단선된 와이어를 클램핑하는 단계와; (b) 와이어 테일을 형성할 특정 위치로 이동하는 단계와; (c) 상기 와이어 클램프를 열어 상기 캐필러리 하단으로 소정의 길이의 와이어를 인출하는 단계와; (d) 상기 특정 위치에 짧게 프리 와이어 본딩하여 상기 캐필러리 하단으로 와이어 테일을 형성하는 단계와; (e) 상기 와이어 테일에 고전압 방전을 가하여 볼을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법을 제공한다.
그리고 본 발명에 따른 자동 볼 형성 방법은 (e) 단계 후에, (g) 상기 특정 위치에서 상기 배선기판으로 이동하여 상기 반도체 칩과 배선기판을 연결하는 1회 와이어 본딩하는 단계와; (h) 상기 1회 와이어 본딩된 부분을 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템으로 오프셋(offset) 이격 유무를 정밀검사하여 와이어 본딩을 다시 시작할 지 에러를 발생시킬 지를 판별하는 단계;를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기 복구형 와이어 본딩 장치(150)를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 3은 와이어 본딩이 이루어지는 이송 레일(110) 부분에 프리 본딩 스테이지(112)가 설치된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 자기 복구형 와이어 본딩 장치(150)는 반도체 칩들(124)이 실장된 배선기판들(120)을 이송하는 이송 레일(110)과, 이송 레일(110) 상의 반도체 칩(124)과 배선기판(120)을 와이어(141)로 전기적으로 연결하는 와이어 본딩부(130)를 포함한다. 와이어 본딩부(130)는 선단부에 와이어(141)를 수용하는 캐필러리(132)를 갖는 트랜스듀서(131)와, 캐필러리(132) 상부에 설치되어 캐필러리(132)와 함께 이동하며 캐필러리(132)에 삽입되는 와이어(141)를 고정시켜주는 와이어 클램프(133)와, 와이어 본딩을 모니터링 하며 와이어 단선을 비롯한 와이어 본딩 공정 중 트랜스듀서(132)에서의 전기 흐름을 체크하는 WBMS(138)를 포함한다. 캐필러리(132)로 제공되는 와이어(141)는 와이어 스풀(139)로부터 제공되며, 와이어 스풀(139)에서 제공된 와이어(141)가 소정의 장력을 유지하도록 와이어(141)에 에어(142)를 불어주는 에어 텐션부(140)를 갖는다. 그리고 와이어 본딩 장치(150)는 호스트 컴퓨터(137)에 연결되어 제어되며, 호스트 컴퓨터(137)와 와이어 본딩 장치(150)는 통신 보드(136)를 통하여 서로 연결된다.
특히 제 1 실시예에 따른 와이어 본딩 장치(150)는 와이어 클램프(133) 개폐 제어를 전담하며, 특히 WBMS(138)에서 제공하는 와이어 단선 신호에 따라 신속히 와이어 클램프(133)를 닫아 단선된 와이어를 클램핑하는 전용 제어기(135)와, 와이어 본딩부(135)의 구동 범위에 속하는 이송 레일(110) 부분에 설치된 프리 본딩 스테이지(112; pre bonding stage)를 더 포함한다.
WBMS(138)는 배선기판(120)과 반도체 칩(124)의 위치 및 정렬상태를 정확하게 인식하여 와이어 본딩이 안정적으로 진행되는 지를 모니터링한다. WBMS(138)는 본딩 순간순간 미소전류를 트랜스듀서(131)에 흘려 보내는데 이 미소전류의 흐름을 체크하게 되며, 특히 와이어 본딩 중에 와이어가 끊어졌을 경우 트랜스듀서(131)에 흐르는 전류값의 변화를 감지하여 와이어 단선 정보를 전용 제어기(135)에 전송한다. 아울러 호스트 컴퓨터(137)에도 와이어 단선 정보를 전송하여 어느 와이어 본딩 장치에서 와이어 단선이 발생되었지를 알리게 되며, 단선이 발생된 와이어 본딩 장치에서 자동 볼 형성 공정을 진행할 수 있도록 제어한다.
전용 제어기(135)는 와이어 클램프의 드라이버(134)에 연결되어 와이어 클램프(133)의 개폐를 제어하기 위한 프로파일(profile)을 직접 드라이버(134)로 전송한다. 전용 제어기(135)는 DAC와 같은 통신 보드(136)를 통하여 호스트 컴퓨터(137)와 연결되며, 와이어 단선 신호와 같은 와이어 클램프(133) 개폐에 관련된 신호를 직접 제공받기 위해서 WBMS(138)와 연결되어 있다. 종래에는 호스트 컴퓨터가 와이어 클램프 개폐를 제어함으로써 와이어 클램프의 신속한 개폐가 힘들었지만, 본 발명의 제 1 실시예에서는 전용 제어기(135)를 사용함으로써 와이어 클램프(133)의 신속한 개폐가 가능하다. 즉, 전용 제어기(135)를 사용함으로써, 프로파일 생성을 약 100㎲의 짧은 시그먼트로 생성할 수 있다. 그로 인하여 와이어 클램프(133)의 개폐 제어가 스타트 비트(start bite) 하나로 이루어지기 때문에, WBMS(138)에서 제공하는 와이어 단선 신호의 송신과 거의 동시에 단선된 와이어를 클램핑할 수 있다. 따라서 단선된 와이어가 캐필러리(132) 상단을 통하여 밖으로 빠져나가는 불량을 방지할 수 있다.
그리고 프리 본딩 스테이지(112)는 단선된 와이어를 고정한 트랜스듀서(131)가 이동하여 단선된 와이어 끝부분을 짧은 와이어 본딩(이하, 프리 와이어 본딩이라 한다)으로 끊어 자동 볼을 형성하기 위한 와이어 테일을 형성하는 부분이다. 즉, 단선된 와이어의 끝단은 정상적인 2차 본딩에서 형성된 와이어 테일과 비교하여 형상이 변형되어 있을 확률이 높다. 따라서 단선된 와이어 끝단에 고전압 방전을 통하여 볼을 형성할 경우, 정상적인 구 형태가 아닌 다른 형태로 형성되어 와이어 본딩 불량이 발생될 수 있기 때문에, 단선된 와이어 끝단을 프리 본딩 스테이지(112)에서 프리 와이어 본딩을 통하여 끊어주어 정상적인 볼을 형성할 수 있는 와이어 테일을 형성할 수 있도록 하는 부분이다. 한편 와이어 테일 형성을 위한 프리 와이어 본딩은 배선기판 상에서도 구현이 가능하다. 즉, 배선기판(120)에 형성된 기판 패드(122) 중에 반도체 칩(124)과 와이어(141)로 연결되지 않은 더미 기판 패드(122a)에서 프리 와이어 본딩을 진행하여 와이어 테일을 형성할 수도 있다.
한편 프리 본딩 스테이지(112)는 이송 레일(110)의 일측 또는 양측에 설치할 수 있으며, 이송 레일(110)이 설치된 방향으로 소정의 길이로 설치하는 것이 바람직하다. 프리 본딩 스테이지(112)의 소재로는 프리 와이어 본딩때 캐필러리(132)의 손상을 최소화할 수 있고, 와이어와 접합성이 양호한 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 프로 본딩 스테이지(112)의 소재로는 배선기판의 기판 패드(122)의 소재로 사용되는 철계 또는 구리계 합금이 사용될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기 복구형 와이어 본딩 장치(150)를 이용한 와이어 본딩 방법으로, 와이어 본딩 공정 중에 발생되는 와이어 단선시 자동으로 볼을 형성하는 방법을 포함하는 와이어 본딩 방법에 따른 공정 흐름도(180)가 도 4에 도시되어 있다. 그리고 도 5a 내지 도 12는 도 4에 도시된 자동 볼 형성 방법의 각 단계들을 보여주는 도면들이다. 한편 도면을 통틀어 동일한 동일부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
일반적으로 와이어 본딩 공정(170)은 이송 레일로 반도체 칩들이 실장된 배선기판들이 차례로 공급되면서 와이어 본딩부에 의해 이루어진다. 그리고 와이어 본딩 공정(170) 중에 와이어 단선 유무를 체크(171)하면서, 와이어 단선이 발생되지 않으면 계속해서 와이어 본딩 공정(170)은 진행되며, 와이어 단선이 발생되면 단선된 와이어를 클램핑하는 단계(173)부터 시작해서 볼을 형성하는 공정(183)을 진행하여 다시 와이어 본딩(170)이 자동으로 진행될 수 있도록 한다. 한편 와이어 단선은 2차 본딩에서 많이 발생되기 때문에, 본 실시예에서는 배선기판에 2차 본딩된 와이어에서 와이어 단선이 발생된 예를 개시하였다.
먼저 와이어 단선이 발생되면, 도 2, 도 5a 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 단선된 와이어(141)를 클램핑하는 단계가 진행된다(도 4의 173). 즉, 와이어 단선이 발생되면, 와이어 단선에 따른 트랜스듀서(131)에 흐르는 전류값에 변화가 발생되고 이를 WBMS(138)가 감지하여 와이어 단선 정보를 전용 제어기(135)에 전송한다. 전용 제어기(135)는 와이어 클램프(133)를 닫으라는 명령 프로파일을 드라이버(134)에 전송하여 와이어 클램프(133)를 닫아 단선된 와이어(141)를 클램핑시킨다. 이때 전용 제어기(135)는 프로파일 생성을 약 100㎲(t2)의 짧은 시그먼트로 생성할 수 있기 때문에, 와이어 클램프(133)의 개폐 제어가 스타트 비트(start bite) 하나로 이루어진다. 따라서 WBMS(138)에서 제공하는 와이어 단선 신호의 송신과 거의 동시에 단선된 와이어(141)를 클램핑할 수 있기 때문에, 단선된 와이어(141)가 캐필러리(132) 상단을 통하여 밖으로 빠져나가는 불량을 방지할 수 있다. 도 6의 도면부호 146a는 캐필러리(132) 하단 아래에 노출된 와이어의 끝단부를 나타낸다.
예컨대, 일반적인 배선기판(120)에서의 2차 본딩은 배선기판(120)에 와이어(141)를 캐필러리(132)로 스티치 본딩한 다음(Ⅰ), 와이어 테일을 형성하기 위한 위치로 캐필러리(132)가 상승한 후에(Ⅱ) 와이어 클램프(141)를 닫아 와이어(141)를 클램핑 상태에서 캐필러리(132)가 위로 올라감으로써 와이어(141)의 가장 약한 부분인 스티치 본딩된 부분에서 와이어(141)가 끊어져 와이어 테일(146)이 형성된다(Ⅲ).
그런데 캐필러리(132)가 배선기판(120)에 2차 본딩 후에 와이어 테일(146)을 형성하기 위한 위치로 올라가기 전에 A 시점에서 와이어 단선이 발생된 경우에, 종래와 본 발명에서의 와이어 클램핑 시간을 비교하여 나타낸 파형도이다. (b)에 도시된 바와 같이, 종래에도 정상적인 와이어 클램핑 동작보다 빨리 와이어 클램핑이 이루어지지만, 호스트 컴퓨터가 와이어 클램프의 개폐를 제어하기 때문에, 약 800㎲(t1)에서 와이어 클램프가 동작함으로 와이어 날림이 발생될 수 있다. 즉, 와이어가 캐필러리 상단 밖으로 빠져나가는 불량이 발생될 수 있다.
하지만 (c)에 도시된 바와 같이 본 발명의 경우는 전용 제어기(135)가 와이어 클램프(133)의 개폐를 제어하기 때문에, 와이어 단선이 발생된 시점에서 약 100㎲(t2)에서 와이어 클램프(133)를 동작시켜 단선된 와이어(141)를 클램핑한다. 따라서 WBMS(138)에서 제공하는 와이어 단선 신호의 송신과 거의 동시에 단선된 와이어(141)를 클램핑할 수 있기 때문에, 단선된 와이어(141)가 캐필러리(132) 상단을 통하여 밖으로 빠져나가는 불량을 방지할 수 있다.
다음으로 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 특정 위치로 이동하는 단계가 진행된다(도 4의 175). 먼저 단선된 와이어(141)를 클램핑한 와이어 본딩부(130)는 단선된 와이어의 끝단부에 볼 형성을 위한 와이어 테일을 형성할 특정 위치로 이동한다. 다음으로 특정 위치의 상부면에 대해서 트랜스듀서(131)가 와이어 테일을 형성할 위치로 하강한다. 와이어 테일을 형성할 위치는 와이어 본딩을 다시 시작할 배선기판(120)의 기판 패드의 높이에 대응되는 위치이다. 이때 본 발명의 실시예에서는 특정 위치는 이송 레일(120)의 상부에 형성된 프리 본딩 스테이지(112)이다. 물론 특정 위치로 배선 기판의 더미 기판 패드(도 3의 122a)를 이용할 수도 있다. 여기서 도 7은, 이송 레일(110)의 설치 방향으로 프리 본딩 스테이지(112)가 설치된 상태를 도시하며, 본 발명의 실시예에서는 이송 레일(110)의 설치 방향으로 프리 와이어 본딩이 이루어지는 예를 개시할 것이다. 물론 이송 레일이 설치된 방향에 대해서 수직한 방향으로 프리 본딩 스테이지가 설치될 수 있고, 프리 본딩 스테이지가 설치된 방향으로 프리 와이어 본딩이 진행될 수도 있다.
다음으로 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 와이어를 인출하는 단계가 진행된다(도 4의 177). 먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 닫힌 와이어 클램프(133)를 연 다음 트랜스듀서(131)에 초음파 진동을 가하여 캐필러리(132) 하단 아래로 소정의 길이의 와이어(146a)를 인출시킨다. 그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 열린 와이어 클램프(133)를 닫음으로써, 와이어 인출 공정은 완료된다. 여기서 캐필러리 하단으로 인출된 와이어(146a)는 프리 와이어 본딩에서 와이어 테일로 사용된다.
다음으로 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 캐필러리(132) 하단 아래로 소정 길이의 와이어(146a)가 인출되었는지의 유무를 검출하는 단계가 진행된다(도 4의 179). 와이어를 검출하는 단계는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(131)가 프리 본딩 스테이지(112)로 하강하여 캐필러리(132) 선단 아래로 인출된 와이어(146a)가 프리 본딩 스테이지(112)와의 접촉 유무에 따른 트랜스듀서(131)에서의 전기 흐름을 WBMS(도 2의 138)가 체크하여 와이어를 검출한다. 물론 와이어 검출이 되지 않을 경우, 전술된 와이어 인출 공정(도 4의 177)을 반복적으로 다시 진행한다.
또는 도 10b에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(131) 하단에 고전압 방전을 가할 때 트랜스듀서(131)에서의 전기 흐름을 WBMS(도 2의 138)가 체크하여 와이어를 검출할 수도 있다. 한편 캐필러리(132) 하단 아래로 와이어가 인출된 경우, 와이어 끝단에 완전한 구 형태이거나 구 형태에 가까운 볼(149a)이 형성된다. 여기서 도면부호 143은 고전압 방전 날을 나타낸다.
그 외 센서를 이용하여 캐필러리 하단 아래로 소정의 길이의 와이어가 인출되었는지의 유무를 검출할 수도 있다.
다음으로 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 와이어 검출이 이루어지면 와이어 테일(146)을 형성하는 단계가 진행된다(도 4의 181). 즉, 단선된 와이어 끝단을 프리 본딩 스테이지(112)에서 프리 와이어 본딩을 통하여 끊어주어 정상적인 볼을 형성할 수 있는 와이어 테일(146)을 형성한다.
프리 와이어 본딩은, 도 11a에 도시된 바와 같이, 웨지 본딩(wedge bonding)이다. 즉, 도 10a에 개시된 방법으로 와이어 검출을 한 이후에 프리 본딩 스테이지(112)에 웨지 본딩을 진행하여 캐필러리(132) 하단 아래에 와이어 테일(146)을 형성한다. 도면부호 147a는 프리 본딩 스테이지(112)에 웨지 본딩된 와이어를 나타낸다.
또는 프리 와이어 본딩은, 도 11b에 도시된 바와 같이, 볼 본딩이다. 즉, 도 10b에 개시된 방법으로 와이어 검출 때 형성한 볼(149a)을 이용하여 프리 본딩 스테이지(112)에 볼 본딩을 진행하여 캐필러리(132) 하단 아래에 와이어 테일(146)을 형성한다. 도면부호 147b는 프리 본딩 스테이지(112)에 볼 본딩된 와이어를 나타낸다.
다음으로 도 12에 도시된 바와 같이, 와이어 테일에 고전압 방전을 가하여 볼(149)을 형성한다(도 4의 183). 제 1 실시예에서는 프리 본딩 스테이지(112) 상에서 볼(149)을 형성한 예를 개시하였지만, 와이어 본딩을 진행할 배선기판으로 이동하여 볼을 형성할 수도 있다.
그리고 프리 본딩 스테이지에서 배선기판으로 이동하여 반도체 칩과 배선기판을 연결하는 1회 와이어 본딩을 진행한 다음(도 4의 185), 1회 와이어 본딩된 부분을 WBMS로 오프셋(offset) 이격 유무를 정밀검사(auto inspection)하여 와이어 본딩을 다시 시작할 지 에러를 발생시킬 지를 판별한다(도 4의 187). 즉, 정밀검사를 통하여 1회 와이어 본딩된 부분이 오프셋 이격 유무를 판별하는 오차 범위에 속할 경우, 와이어 본딩을 다시 진행시킨다(도 4의 170). 하지만 1회 와이어 본딩된 부분이 오프셋 이격 유무를 판별하는 오차 범위를 벗어날 경우, 와이어 본딩 장치의 작동을 정지시키고 에러를 발생시켜 작업자에게 알린다(도 4의 189). 통상 와이어 본딩 위치가 틀어지는 경우는 캐필러리의 마모, 휨 등에 기인하기 때문에, 캐필러리를 포함한 와이어 본딩부의 점검이 필요하다. 즉, 와이어 단선이 단순한 기계적인 오동작에 의한 와이어 단선인지, 캐필러리 손상으로 발생된 불량인지를 체크하는 단계를 거친다.
제 1 실시예에 개시된 와이어 인출 방법 외에도, 도 13에 개시된 바와 같은 단계로 진행할 수도 있다. 먼저 와이어를 인출시키는 단계는, 도 7에 도시된 바와 같이, 단선된 와이어(141)를 클램핑한 와이어 본딩부(130)가 단선된 와이어의 끝단부(146a)에 볼 형성을 위한 와이어 테일을 형성할 프리 본딩 스테이지(112)로 이동하는 단계로부터 출발한다.
다음으로 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 와이어 클램프(133)를 열더라도 와이어(141)의 현 위치를 유지하도록 조건을 만들어준다. 즉, 와이어 클램프(133)가 열리더라도 와이어(141)의 평형 상태를 유지할 수 있도록, 와이어 스풀에서 인출된 와이어(141)에 에어(142)를 불어 와이어 클램프(133)를 중심으로 위쪽으로 와이어(141)에 장력을 작용시키고, 그 장력에 대응되는 인력을 와이어 클램프(133)를 중심으로 아래쪽의 와이어(141)에 작용하도록 트랜스듀서(131)에 초음파 진동을 가한다.
다음으로 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 와이어 클램프(133)를 연 다음, 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서(131)가 소정의 높이로 상승함으로써, 트랜스듀서(131)와 비교해서 상대적으로 정지해 있는 와이어(141)는 캐필러리(132) 하단 밖으로 인출된다.
그리고 도 13의 (d)에 도시된 바와 같이 와이어 클램프(133)를 닫아 와이어(141)를 클램핑한 다음, 도 13의 (e)에 도시된 바와 같이 볼을 형성할 위치로 트랜스듀서(131)가 하강함으로써 와이어 인출 공정은 완료된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 와이어 본딩 장치는 와이어 클램프의 제어를 통하여 와이어를 인출시켰지만, 와이어 인출을 위하여 보조 클램프를 더 설치할 수도 있다. 도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보조 클램프(244)를 갖는 자기 복구형 와이어 본딩 장치(250)를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 와이어 본딩 장치(150)는 제 1 실시예에 따른 와이어 본딩 장치와 비교하여, 와이어 클램프(233)와 캐필러리(232) 사이에 배치되고 와이어(241)를 고정시킬 수 있는 보조 클램프(244)와, 캐필러리(232) 하단에 설치되어 캐필러리(232) 하단으로 인출되는 와이어(241)의 길이를 측정하고, 와이어 테일에 형성되는 볼의 위치를 측정하는 센서(245)를 더 포함한다.
센서(245)는 캐필러리(232) 하단으로 인출된 와이어(241)의 길이를 측정하여 캐필러리(232)의 이동거리를 결정하는 역할을 담당한다. 센서(245)로는 길이를 측정할 수 있는 광센서나 카메라 등이 사용될 수 있다.
보조 클램프(244)로는 롤러 타입(roller type) 또는 고정판 타입이 적용될 수 있으며, 구체적인 동작 양태는 도 15 및 도 16을 참조하여 설명될 것이다. 보조 클램프(244) 또한 전용 제어기(235)에 의해 개폐가 제어된다. 한편 보조 클램프(244) 및 센서(245)를 이용한 와이어 인출 단계를 제외하고는 제 1 실시예에 개시된 방법과 동일한 방법으로 볼 형성 공정이 진행되기 때문에, 보조 클램프(244) 및 센서(245)를 이용한 와이어 인출 단계를 중심으로 설명하겠다.
도 15는 롤러 타입의 보조 클램프(244a)를 이용하여 캐필러리(232) 하단 아래로 와이어(246a)를 인출하는 단계를 보여주는 도면이다. 먼저 와이어 본딩 공정 중에 와이어 단선이 발생되면, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 와이어 클램프(233)를 닫아 단선된 와이어(241)를 클램핑한다.
다음으로 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 센서(245)가 캐필러리(232) 하단 아래로 인출된 와이어(246a)의 길이를 측정하여 와이어의 인출할 길이를 전용 제어기(도 14의 235)로 전송한다. 다음으로 보조 클램프(244a)가 닫혀 와이어(241)를 고정시킨 다음 와이어 클램프(233)가 열린다.
한편 롤러 타입의 보조 클램프(244a)에는 모터가 부착되어 있어, 모터의 회전에 의해 와이어 끝단의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다. 따라서 도 15의 (c)에 도시된 바와 같이 전용 제어기(도 14의 235)가 롤러를 회전시켜 센서(245)가 제공한 길이 정보에 해당되는 만큼 와이어(246a)를 캐필러리(232) 하단 아래로 인출시킨다.
마지막으로 도 15의 (d)에 도시된 바와 같이 열린 와이어 클램프(233)를 닫아 와이어(241)를 고정시킨 다음 보조 와이어 클램프(244a)를 연다.
이때 롤러 타입의 보조 클램프(244a)를 이용하여 와이어를 인출하는 경우, 트랜스듀서(231)의 상하 이동 없이 와이어 인출이 이루어진다.
도 16은 와이어 클램프(233)와 동일한 고정판 타입의 보조 클램프(244b)를 이용하여 캐필러리(232) 끝단으로 와이어(246a)를 인출시키는 각 단계를 보여주는 도면이다. 도 16을 참조하여 와이어를 인출시키는 단계를 설명하면, 와이어 클램프(233), 보조 클램프(244b) 및 트랜스듀서(231)의 상하 이동으로 와이어(246a)를 캐필러리(232) 하단 아래로 인출시킨다.
먼저 와이어 단선이 발생되면, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 와이어 클램프(233)를 닫아 단선된 와이어(241)를 클램핑한다. 센서(245)가 캐필러리(232) 하단 아래로 인출된 와이어(246a)의 길이를 측정하여 와이어의 인출할 길이를 전용 제어기(도 14의 235)와 호스트 컴퓨터(도 14의 237)에 전송한다. 이때 센서(245)에서 제공한 와이어의 길이 정보에 따라서 전용 제어기(도 14의 235)는 와이어 클램프(233) 및 보조 클램프(244b)의 개폐를 제어하며, 호스트 컴퓨터(도 14의 237)는 트랜스듀서(231)의 상하 이동을 제어하게 된다.
다음으로 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 보조 클램프(244b)를 닫아 와이어(241)를 고정시킨 다음 와이어 클램프(233)를 연다.
다음으로 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서(231)가 소정의 높이로 상승한다. 이때 트랜스듀서(231)의 상하 이동하는 범위는 트랜스듀서(231)의 상단이 보조 클램프(244b) 하단에 근접하게 상승하고, 와이어 클램프(233) 하단이 보조 클램프(244b) 상단에 근접하게 하강할 수 있다.
다음으로 도 16의 (d)에 도시된 바와 같이 와이어 클램프(233)를 닫아 와이어(241)를 고정한 다음 보조 클램프(244b)를 연다. 한편 여기까지는 와이어(241)의 위치 변화가 없다.
마지막으로 도 16의 (e)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서(231)는 볼을 형성할 위치로 하강한다. 이때 와이어(241)는 트랜스듀서(231)에 의해 아래로 위치 이동을 하게 된다.
한편 보조 클램프(244b)로 인하여 트랜스듀서(231)의 상하 이동 폭이 제한되기 때문에, 한번의 트랜스듀서(231)의 상하이동으로 센서(245)가 제공한 와이어 길이 만큼 캐필러리(232) 하단 아래로 와이어(246a)가 인출되지 않는 경우가 발생될 수 있다. 따라서 센서(245)가 제공한 와이어 길이 만큼 캐필러리(232) 하단 아래로 와이어(246a)가 인출될 때까지, (b) 내지 (e) 단계를 반복적으로 진행한다. 예컨대, 센서(245)에서 호스트 컴퓨터(도 14의 237)로 전송된 길이 정보가 트랜스듀서(231)의 상승폭보다 작을 경우는 전술된 바와 같은 트랜스듀서(231)의 1회 승강 공정으로 와이어 인출이 가능하다. 하지만, 센서(245)에서 호스트 컴퓨터(도 14의 237)로 전송된 길이 정보가 트랜스듀서(231)의 상승폭보다 큰 경우에는 트랜스듀서(231)의 상승폭을 벗어나지 않는 범위에서 트랜스듀서(231) 상하 이동을 반복시키면서 센서(245)에서 제공한 길이 정보에 해당되는 만큼의 와이어(246a)를 인출시킨다. 물론 트랜스듀서(231)의 상하 이동과 더불어 와이어 클램프(233) 및 보조 클램프(244b)의 동작도 함께 이루어진다.
따라서 고정판 타입의 보조 클램프(244b)를 이용한 경우, 와이어 클램프(233)와 보조 클램프(244b)가 와이어(241)를 고정시키는 역할을 서로 교대하면서 트랜스듀서(231)의 상하 이동을 반복하게 되면, 센서(245)가 제공한 길이 정보에 해당되는 만큼 캐필러리9232) 하단 아래로 와이어(246a)를 인출시킬 수 있다.
그리고 프리 와이어 본딩 이후에 형성된 와이어 테일에 볼을 형성한 다음 센서를 이용하여 볼의 위치를 보정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 와이어 클램프의 개폐를 제어하는 전용 제어기를 설치함으로써, 와이어 단선과 거의 동시에 단선된 와이어를 클램핑할 수 있기 때문에, 단선된 와이어가 캐필러리 상단 밖으로 빠져나가는 불량을 방지할 수 있다.
와이어 본딩 공정이 진행되는 이송 레일 부분에 프리 본딩 스테이지를 형성하여 단선된 와이어의 끝단부를 끊어주는 공정을 진행함으로써, 단선된 와이어의 사용에 따른 와이어 본딩 불량을 억제할 수 있다.
그리고 단선된 와이어의 클램핑에서부터 볼 형성까지 일련의 동작을 자동화할 수 있기 때문에, 와이어 본딩 장치의 가동 효율을 극대화할 수 있는 장점도 있다.
도 1은 종래기술에 따른 와이어 본딩 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기 복구형 와이어 본딩 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 와이어 본딩이 이루어지는 이송 레일 부분에 프리 본딩 스테이지가 설치된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 와이어 본딩 장치를 이용한 와이어 본딩 공정 중에 발생되는 와이어 단선시 자동으로 볼을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5a 내지 도 12는 도 4에 도시된 자동 볼 형성 방법의 각 단계들을 보여주는 도면들로서,
도 5a 및 도 5b는 단선된 와이어를 클램핑하는 단계를 종래와 비교해서 보여주는 도면이고,
도 6 및 도 7은 특정 위치로 이동하는 단계를 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 캐필러리 끝단으로 와이어를 인출하는 단계를 보여주는 도면들이고,
도 10a 및 도 10b는 와이어 검출하는 단계를 보여주는 도면들이고,
도 11a 및 도 11b는 와이어 테일을 형성하는 단계를 보여주는 도면들이고,
도 12는 볼을 형성하는 단계를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 2의 와이어 본딩 장치를 이용하여 캐필러리 끝단으로 와이어를 인출하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보조 클램프를 갖는 자기 복구형 와이어 본딩 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 15는 롤러 타입의 보조 클램프를 이용하여 캐필러리 끝단으로 와이어를 인출하는 단계를 보여주는 도면이다.
도 16은 전형적인 고정판 타입의 보조 클램프를 이용하여 캐필러리 끝단으로 와이어를 인출하는 단계를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
110, 210 : 이송 레일 112 : 프리 본딩 스테이지
120, 220 : 배선기판 122 : 기판 패드
122a : 더미 기판 패드 124, 224 : 반도체 칩
126, 226 : 전극 패드 130, 230 : 와이어 본딩부
131, 231 : 트랜스듀서 132, 232 : 캐필러리
133, 233 : 와이어 클램프 134, 234 : 드라이버
135, 235 : 전용 제어기 136, 236 : 통신 보드
137, 237 : 호스트 컴퓨터 138, 238 : WBMS
139, 239 : 와이어 스풀 140, 240 : 에어 텐션부
141, 241 : 와이어 146, 246 : 와이어 테일
149 : 볼 150, 250 : 와이어 본딩 장치
244 : 보조 클램프 245 : 센서

Claims (23)

  1. 자기 복구형 와이어 본딩 장치로서,
    반도체 칩들이 실장된 배선기판을 이송하는 이송 레일과;
    상기 이송 레일의 상부에 설치되며, 상기 반도체 칩과 배선기판을 와이어로 전기적으로 연결하는 와이어 본딩부;를 포함하며,
    상기 와이어 본딩부는,
    선단부에 와이어를 수용하는 캐필러리를 갖는 트랜스듀서와,
    상기 캐필러리 상부에 설치되어 상기 캐필러리와 함께 이동하며, 상기 캐필러리에 삽입되는 와이어를 고정시켜주는 와이어 클램프와,
    와이어 본딩을 모니터링 하며, 와이어 단선을 비롯한 와이어 본딩 공정 중 상기 트랜스듀서에서의 전기 흐름을 체크하는 와이어 본딩 모니터링 시스템과,
    상기 와이어 클램프의 개폐를 제어하며, 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템에서 제공하는 와이어 단선 신호에 따라 상기 와이어 클램프를 닫아 단선된 와이어를 고정하는 전용 제어기를 포함하고,
    상기 와이어 본딩부의 구동 범위에 속하는 상기 이송 레일 부분에 설치되며, 상기 단선된 와이어를 고정한 상기 트랜스듀서가 이동하여 상기 단선된 와이어의 끝단부를 프리 와이어 본딩으로 끊어 볼을 형성하기 위한 와이어 테일이 형성되는 프리 본딩 스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프리 본딩 스테이지는 상기 이송 레일이 설치된 방향으로 소정의 길이로 설치된 것을 특징으로 하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 와이어 본딩부는 상기 와이어 클램프와 상기 캐필러리 사이에 배치되고, 상기 와이어를 고정시킬 수 있는 보조 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 보조 클램프는 모터에 연결된 한 쌍의 롤러를 포함하는 롤러 타입으로, 상기 롤러의 동작으로 상기 와이어의 끝단을 상기 캐필러리 하단 아래로 인출시키는 것을 특징으로 하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 보조 클램프는 한 쌍의 고정판을 포함하는 고정판 타입으로, 상기 와이어 클램프와 상기 보조 클램프가 상기 와이어를 고정시키는 역할을 서로 교대하면서 상기 트랜스듀서의 상하 이동을 반복으로 상기 캐필러리 하단 아래로 소정의 길이의 와이어를 인출시키는 것을 특징으로 하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 트랜스듀서의 승강하는 높이는 상기 트랜스듀서의 상단이 상기 보조 클램프 하단에 근접하게 상승하고, 상기 와이어 클램프 하단이 상기 보조 클램프 상단에 근접하게 하강하는 것을 특징으로 하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 캐필러리의 하단으로 인출되는 와이어 테일의 길이를 측정하고, 상기 와이어 테일에 형성되는 볼의 위치를 측정하기 위해 상기 캐필러리 하단에 설치된 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 복구형 와이어 본딩 장치.
  8. 제 1항에 따른 자기 복구형 와이어 본딩 장치를 이용한 자동 볼 형성 방법으로,
    (a) 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템에서 제공하는 와이어 단선 신호에 따라 상기 전용 제어부는 상기 와이어 클램프를 닫아 단선된 와이어를 클램핑하는 단계와;
    (b) 와이어 테일을 형성할 특정 위치로 이동하는 단계와;
    (c) 상기 와이어 클램프를 열어 상기 캐필러리 하단으로 소정의 길이의 와이어를 인출하는 단계와;
    (d) 상기 특정 위치에 짧게 프리 와이어 본딩하여 상기 캐필러리 하단으로 와이어 테일을 형성하는 단계와;
    (e) 상기 와이어 테일에 고전압 방전을 가하여 볼을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 상기 와이어 클램프에 의해 고정된 상기 와이어 끝단은 적어도 상기 캐필러리 안에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 특정 위치는 상기 프리 본딩 스테이지인 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 특정 위치는 상기 배선기판의 더미 기판 패드인 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  12. 제 10항 또는 11항에 있어서, 상기 (b)는,
    (b1) 상기 트랜스듀서가 상기 배선 기판 위에서 상기 특정 위치로 이동하는 단계와;
    (b2) 상기 특정 위치의 상부면에 대해서 상기 트랜스듀서가 볼을 형성할 위치로 하강하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    (c1) 닫힌 상기 와이어 클램프를 여는 단계와;
    (c2) 상기 트랜스듀서에 초음파 진동을 가하여 상기 캐필러리 하단 아래로 소정의 길이의 상기 와이어를 인출시키는 단계와;
    (c3) 열린 상기 와이어 클램프를 닫는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    (c1) 닫힌 상기 와이어 클램프를 여는 단계와;
    (c2) 소정의 높이로 상기 트랜스듀서가 상승하여 상기 캐필러리 하단 아래로 소정 길이의 와이어를 인출시키는 단계와;
    (c3) 열린 상기 와이어 클램프를 닫는 단계와;
    (c4) 볼을 형성할 위치로 상기 트랜스듀서가 하강하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 와이어 본딩부는 상기 와이어 클램프와 상기 캐필러리 사이에 배치되고, 상기 와이어를 고정시킬 수 있는 보조 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 보조 클램프는 모터에 연결된 한 쌍의 롤러를 포함하는 롤러 타입으로, 상기 (c) 단계는,
    (c1) 한쌍의 상기 롤러가 상기 와이어에 밀착되어 클램핑한 다음 닫힌 상기 와이어 클램프를 여는 단계와;
    (c2) 상기 롤러의 회전으로 상기 와이어를 상기 캐필러리 하단 아래로 인출시키는 단계와;
    (c3) 열린 상기 와이어 클램프를 닫아 와이어를 고정한 다음 닫힌 상기 롤러를 여는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 보조 클램프는 한 쌍의 고정판을 포함하는 고정판 타입으로, 상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 보조 클램프로 와이어를 클램핑한 다음 닫힌 상기 와이어 클램프를 여는 단계와;
    (c2) 소정의 높이로 상기 트랜스듀서가 상승하여 상기 캐필러 하단 아래로 소정 길이의 와이어를 인출시키는 단계와;
    (c3) 열린 상기 와이어 클램프를 닫아 와이어를 고정한 다음 닫힌 상기 보조 클램프를 여는 단계와;
    (c4) 볼을 형성할 위치로 상기 트랜스듀서가 하강하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  18. 제 10항 또는 11항에 있어서, 상기 (c) 단계 후에 상기 캐필러리 하단으로 소정 길이의 와이어가 인출되었는지의 유무를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 트랜스듀서가 상기 특정 위치로 하강하여 상기 캐필러리 선단 아래로 인출된 상기 와이어가 상기 특정 위치와의 접촉 유무에 따른 상기 트랜스듀서에서의 전기 흐름을 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템이 체크하여 와이어를 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 트랜스듀서 하단에 고전압 방전을 가할 때 상기 트랜스듀서에서의 전기 흐름을 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템이 체크하여 와이어를 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 (d) 단계의 상기 프리 와이어 본딩은 웨지 본딩인 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 (d) 단계의 상기 프리 와이어 본딩은 볼 본딩인 것을 특징으로 자동 볼 형성 방법.
  23. 제 8항에 있어서, 상기 (e) 단계 후에,
    (g) 상기 특정 위치에서 상기 배선기판으로 이동하여 상기 반도체 칩과 배선기판을 연결하는 1회 와이어 본딩하는 단계와;
    (h) 상기 1회 와이어 본딩된 부분을 상기 와이어 본딩 모니터링 시스템으로 오프셋(offset) 이격 유무를 정밀검사하여 와이어 본딩을 다시 시작할 지 에러를 발생시킬 지를 판별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 볼 형성 방법.
KR10-2004-0020400A 2003-12-23 2004-03-25 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼형성 방법 KR100526060B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/928,402 US7481351B2 (en) 2003-12-23 2004-08-30 Wire bonding apparatus and method for clamping a wire
CNB2004100923304A CN100365785C (zh) 2003-12-23 2004-11-08 用于夹住引线的引线焊接设备和方法
JP2004372150A JP5008014B2 (ja) 2003-12-23 2004-12-22 ワイヤクランピング用のワイヤボンディング装置及び方法、ボールの自動的形成方法、並びにワイヤボンディング部

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20030095437 2003-12-23
KR1020030095437 2003-12-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050065248A KR20050065248A (ko) 2005-06-29
KR100526060B1 true KR100526060B1 (ko) 2005-11-08

Family

ID=37256765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2004-0020400A KR100526060B1 (ko) 2003-12-23 2004-03-25 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼형성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100526060B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150110153A (ko) * 2014-03-24 2015-10-02 한국산업기술대학교산학협력단 미세동축케이블 본딩장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100949443B1 (ko) * 2007-11-26 2010-03-29 에스티에스반도체통신 주식회사 와이어 테일 커팅부를 갖는 와이어 본더 및 이를 이용한와이어 본딩방법
KR20230120187A (ko) * 2022-02-07 2023-08-17 에스케이하이닉스 주식회사 와이어 본딩 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150110153A (ko) * 2014-03-24 2015-10-02 한국산업기술대학교산학협력단 미세동축케이블 본딩장치
KR101638869B1 (ko) 2014-03-24 2016-07-12 한국산업기술대학교산학협력단 미세동축케이블 본딩장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050065248A (ko) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5008014B2 (ja) ワイヤクランピング用のワイヤボンディング装置及び方法、ボールの自動的形成方法、並びにワイヤボンディング部
US4771930A (en) Apparatus for supplying uniform tail lengths
KR950009619B1 (ko) 반도체장치의 와이어 본딩방법
US4213556A (en) Method and apparatus to detect automatic wire bonder failure
KR960005549B1 (ko) 볼 본딩 방법 및 그 장치
US6207549B1 (en) Method of forming a ball bond using a bonding capillary
KR101378324B1 (ko) 와이어 상호 연결부를 형성하기 위한 와이어 본딩 방법 및 와이어 본딩용 장치
TWI634602B (zh) 在線接合操作中之短尾恢復技術
US20070029367A1 (en) Semiconductor device
EP0983607B1 (en) Bump forming method and bump bonder
KR100526060B1 (ko) 자기 복구형 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한 자동 볼형성 방법
US5468927A (en) Wire bonding apparatus
US20050061849A1 (en) Wire bonding method and apparatus
KR930007837B1 (ko) 와이어 본딩장치
KR20070084867A (ko) 와이어 고정 수단을 갖는 와이어 본딩 장치 및 그를 이용한와이어 테일 형성 방법
US20100155455A1 (en) Wire bonding method
JP2005251919A (ja) バンプボンディング装置及びバンプ不着検出方法
US6230569B1 (en) Use of a stream of compressed gas to detect semiconductor interconnect problems
KR100548008B1 (ko) 와이어 본딩 기기의 자동 볼 형성방법
US8678266B2 (en) Wire bonding method
KR100273694B1 (ko) 반도체패키지용와이어본딩기의와이어본딩감지방법및그장치
JP2765833B2 (ja) 半導体装置のワイヤボンディング方法
JPH11243119A (ja) ワイヤボンディング方法および装置
JP3754538B2 (ja) ボンディング方法及びバンプボンダー
JPH08236573A (ja) ワイヤボンディング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120925

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160930

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180927

Year of fee payment: 14