KR100545989B1 - 본딩 와이어용 스풀 및 상기 와이어의 접지 방법 - Google Patents

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Abstract

스풀에 권선된 본딩 와이어의 접지 구조를 개선한 본딩 와이어용 스풀 및 상기 와이어의 접지 방법에 관한 것으로, 본 발명의 스풀은, 본딩 와이어가 권선되는 통형상부와; 상기 통형상부의 양단 개구 둘레에 제공되는 한쌍의 플랜지부와; 상기 통형상부에 권선된 본딩 와이어의 일측 또는 양측 단부를 상기 플랜지부에 고정하는 도전 테이프;를 포함하며, 스풀에 권선된 본딩 와이어의 단부를 도전 테이프를 사용하여 상기 스풀의 플랜지부에 고정하고, 상기 도전 테이프가 스풀 홀더의 접지판에 밀착되도록 상기 스풀을 스풀 홀더에 장착함으로써 상기 본딩 와이어를 접지시킨다.
스풀, 와이어, 접지, 그라운드, 도전성 테이프, 방전

Description

본딩 와이어용 스풀 및 상기 와이어의 접지 방법{SPOOL FOR BONDING WIRE AND METHOD FOR GROUNGING THE BONDING WIRE}
도 1은 종래 기술에 따른 스풀과 스풀 홀더의 분해 상태 반단면도.
도 2는 도 1의 조립 상태를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 본딩장치의 개략 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스풀과 스풀 홀더의 조립 상태를 나타내는 측면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스풀과 스풀 홀더의 조립 상태를 나타내는 측면도.
본 발명은 반도체 칩 패키지의 제조에 사용되는 와이어 본딩장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스풀에 권선된 본딩 와이어의 접지 구조를 개선한 본딩 와이어용 스풀 및 상기 와이어의 접지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 와이어 본딩(wire bonding)장치는 전기적 특성을 지닌 반도체 칩의 본딩 패드와 리드 프레임의 리드를 고순도의 금선(Au wire) 또는 알루미늄선 과 같은 도전성 금속선(이하, "본딩 와이어"라 한다)을 사용하여 전기적으로 연결시켜주는 장치이다.
이러한 와이어 본딩장치는 , 스풀(spool), 캐필러리(capillary), 와이어 클램프(wire clamp) 및 디버터 등을 포함하며, 상기 캐필러리의 외부로 노출된 본딩 와이어의 끝단부에 토치 전극을 통해 고전압을 순간적으로 인가하여 와이어 볼을 형성하고, 이 볼을 이용하여 본딩 패드와 리드를 전기적으로 연결함으로써 와이어 본딩을 수행한다. 그런데, 상기한 작업시에 본딩 와이어에는 토치 전극에 의한 고전압이 인가되기 때문에 반드시 접지 처리를 해야만 한다.
이를 위해, 종래에는 도 1에 도시한 바와 같이, 스풀(100)의 통형상부(102)에 권선된 본딩 와이어(W)의 일단부를 스풀 홀더(110)의 접지판(112)에 제공된 접지핀(114)에 권선하여 접지 처리를 수행하였다. 그리고, 와이어 클램프 또는 별도의 단자에는 와이어 본딩 모니터링 시스템을 연결하여 와이어의 접촉 저항을 감지함으로써, 와이어가 단락된 상태에서 와이어 본딩이 이루어지지 않도록 하였다.
상기 도 1 및 도 2에서, 미설명 도면부호 104, 106은 통형상부의 양 단부에 제공되는 플랜지부를 나타내며, 116은 스풀(100)의 통형상부 내측에 결합되어 상기 스풀을 탄성 지지하는 탄성부재를 나타낸다.
그러나, 상기한 종래의 와이어 본딩장치는 본딩 와이어(W)의 끝단을 접지핀(114)에 권선할 때 와이어(W) 표면에 손가락이 접촉함에 따른 오염 및 손상으로 인해 양품률이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 와이어 본딩시 캐필러리의 작동으로 인해 상기 본딩 와이어가 클램프와 순간적으로 접촉되지 않는 경우에는 와이어가 단락되지 않았음에도 불구하고 본딩 작업이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 공개실용신안공보 1999-5322호에는 상기 스풀의 전체 또는 일부 표면을 니켈, 크롬, 니켈-크롬 합금, 티타늄, 아연, 은, 또는 금 등의 도전체로 코팅한 스풀을 개시하고 있다.
그러나, 상기의 스풀은 도전체 코팅으로 인한 제조 원가의 상승이 문제점으로 대두되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조 원가를 절감하면서도 본딩 와이어의 접지 처리시에 상기 본딩 와이어가 오염 및 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 와이어 단락 유무를 정확하게 검출할 수 있는 본딩 와이어용 스풀 및 상기 와이어의 접지 방법을 제공함에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
본딩 와이어가 권선되는 통형상부와;
상기 통형상부의 양단 개구 둘레에 제공되는 한쌍의 플랜지부와;
상기 통형상부에 권선된 본딩 와이어의 일측 또는 양측 단부를 상기 플랜지부에 고정하는 도전성 고정부재;
를 포함하는 본딩 와이어용 스풀을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 도전성 고정부재는 카본, 구리, 니켈, 크롬, 니켈-크롬 합금, 티타늄, 아연, 은, 또는 금 등의 도전성 재료가 코팅되거나, 또는 상기한 도전성 재료로 이루어진 도전 테이프로 구성할 수 있으며, 이 경우, 상기 도전 테이프는 0.001∼3㎜의 두께로 형성한다.
그리고, 상기 한쌍의 플랜지부는 서로 동일한 직경으로 형성하거나, 서로 다른 직경의 대구경 및 소구경으로 형성할 수 있는 바, 이때, 상기 도전 테이프는 한쪽 또는 양쪽 플랜지부 모두에 사용이 가능하며, 후자의 경우, 대구경 플랜지부는 파지부로 사용하므로 소구경 플랜지부에 도전 테이프를 사용한다.
따라서, 스풀에 권선된 본딩 와이어의 단부를 도전 테이프를 사용하여 상기 스풀의 플랜지부에 고정하고, 상기 도전 테이프가 스풀 홀더의 접지판에 밀착되도록 상기 스풀을 스풀 홀더에 장착함으로써 상기 본딩 와이어를 접지시킬 수 있다
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 본딩장치의 개략적인 구성도로서, 와이어 본딩장치는 본딩 와이어(W)가 권선되는 스풀(spool: 10), 반도체 칩(20)의 본딩 패드와 외부 리드(22)가 전기적으로 연결되도록 본딩 와이어(W)를 안내하며, 토치 전극(30)과의 방전을 일으키기 위한 캐필러리(capillary: 40), 스풀(10)과 캐필러리(40) 사이에 설치되어 본딩 와이어(W)를 제어하는 와이어 클램프(wire clamp: 50), 스풀(10) 및 와이어 클램프(50) 사이에 설치되어 본딩 와이어(W)의 장력을 유지하는 디버터(60) 등을 포함한다.
여기에서, 상기 스풀(10)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 본딩 와이어(W)를 감기 위한 통형상부(12)와, 통형상부(12)의 양단 개구 둘레에 제공되 는 한쌍의 소구경 플랜지부(14,16)를 구비한다. 그리고, 양측의 소구경 플랜지(14,16)에는 본딩 와이어(W)의 끝단을 고정시키기 위한 노치(14',16')가 형성되고, 상기 노치(14',16')를 통과한 본딩 와이어(W)는 플랜지부(14,16)의 외측에 테이프로 고정된다.
이러한 구성의 와이어 본딩장치는 캐필러리(40)의 외부로 노출된 본딩 와이어(W)의 끝단부에 토치 전극(30)을 통해 고전압을 순간적으로 인가하여 와이어 볼(미도시함)을 형성하고, 이 볼을 이용하여 본딩 패드와 리드(22)를 전기적으로 연결함으로써 와이어 본딩을 수행한다.
따라서, 상기한 작업시에 본딩 와이어(W)에는 토치 전극(30)에 의한 고전압이 인가되기 때문에 반드시 접지 처리를 해야만 한다.
이를 위해, 본 실시예는 상기 본딩 와이어(W)를 플랜지부의 외측에 고정하는 테이프를 도전 테이프(T1)로 구성한다. 상기 도전 테이프(T1)는 카본, 구리, 니켈, 크롬, 니켈-크롬 합금, 티타늄, 아연, 은, 또는 금을 포함하는 도전성 재료중 어느 한 재료가 코팅되거나, 또는 상기의 도전성 재료로 이루어진 테이프로서, 상기 도전 테이프의 두께를 특별히 한정할 필요는 없지만, 양호한 접지 구조를 위해서는 0.001∼3㎜의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 스풀 홀더의 접지판(72) 또는 다른 적당한 부품에는 와이어 본딩 모니터링 시스템(WBMS: 80)을 연결하여 와이어의 접촉 저항을 감지함으로써 와이어가 단락된 상태에서 와이어 본딩이 이루어지지 않도록 한다.
따라서, 본 실시예의 스풀(10)은 상기 도전 테이프(T1)가 스풀 홀더(70)의 접지판(72)에 밀착되도록 스풀 홀더(70)에 스풀(10)을 장착하는 것만으로도 도전 테이프(T1)와 접지판(72)을 통해 와이어(W)의 접지가 이루어지므로, 스풀(10)의 전체 또는 일부 표면에 도전체를 코팅하는 종래 기술에 비해 제조 원가를 절감하면서도 접지 구조를 단순화할 수 있다.
물론, 스풀(10)의 다른 한쪽 플랜지부(14), 즉 도전 테이프(T1)가 부착되는 플랜지부(16)의 반대쪽 플랜지부(14)에는 통상의 절연 테이프(T2) 또는 도전 테이프(T1)를 사용하여 본딩 와이어(W)를 고정하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명은 서로 다른 직경의 플랜지부를 갖는 스풀에도 적용이 가능하다. 이러한 스풀은 본 출원인이 선출원하여 대한민국 공개특허공보 1998-35116호에 개시된 것으로, 도 5를 참조로 하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
본 실시예의 스풀(10')은 스풀(10')의 통형상부(미도시함)에 제공되는 한쪽 플랜지부(16')가 도 4의 실시예에 도시한 플랜지부(16)와 동일한 직경의 소구경으로 형성되고, 다른 한쪽의 플랜지부(14')가 소구경 플랜지부(16')보다 직경이 큰 대구경으로 형성된다. 상기 대구경 플랜지부(14')는 스풀(10')을 스풀 홀더(70)에 장착하기 위해 작업자가 플랜지부(14')를 파지할 때 상기 본딩 와이어(W)에 손가락이 접촉됨으로 인한 오염 및 손상을 방지할 수 있도록 직경을 확대한 것이다.
본 실시예의 경우, 대구경 플랜지부(14')는 위에서 설명한 바와 같이 파지부로 기능하므로 이 부분에는 통상의 절연 테이프(T2)를 사용하여 본딩 와이어(W)의 단부를 고정하고, 반대쪽의 소구경 플랜지부(16')에는 도전 테이프(T1)를 사용하여 본딩 와이어(W)의 단부를 고정한다. 물론, 대구경 플랜지부(14')에도 도전 테이프(T1)를 사용할 수 있음은 자명하다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 스풀을 취급하는 경우에는 본 출원인이 선출원하여 공개된 대한민국 공개특허공보 2003-43311호의 그립퍼를 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 본딩 와이어를 접지시키기 위해 스풀 전체 또는 일부 표면에 도전체를 코팅하지 않아도 되므로, 상기 도전체 코팅에 따른 공정 추가 및 제조 원가 상승의 문제점을 제거할 수 있다.
그리고, 본 발명은 스풀 표면에 도전체를 코팅한 경우와 마찬가지로 스풀을 스풀 홀더에 장착하는 작업만으로 본딩 와이어의 접지 구조를 완성할 수 있기 때문에 상기 와이어의 접지를 위한 별도의 추가 공정, 일례로 본딩 와이어를 접지판의 접지핀에 권선해야 하는 등의 공정을 제거할 수 있으며, 본딩 와이어를 접지핀에 권선할 때 발생할 수 있는 본딩 와이어의 오염 또는 손상을 방지할 수 있다.
또한, 와이어 본딩 작업시에도 상기 본딩 와이어의 일단부가 도전 테이프에 의해 고정된 상태이므로, 본딩 와이어의 추후 사용시에도 상기 스풀에 권선된 본딩 와이어의 장력을 일정하게 유지할 수 있고, 와이어 본딩 모니터링 시스템을 상기 접지판에 연결함으로써 와이어 단락 유무를 정확하게 감지함으로써 와이어 단락 유무의 오감지로 인한 문제점을 제거할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 본딩 와이어가 권선되는 통형상부와;
    상기 통형상부의 양단 개구 둘레에 제공되는 한쌍의 플랜지부와;
    상기 통형상부에 권선된 본딩 와이어의 일측 또는 양측 단부를 상기 플랜지부에 고정하는 도전성 고정부재;
    를 포함하는 본딩 와이어용 스풀.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 고정부재는 카본, 구리, 니켈, 크롬, 니켈-크롬 합금, 티타늄, 아연, 은, 또는 금을 포함하는 도전성 재료중 어느 한 재료가 코팅되거나, 또는 상기의 도전성 재료로 형성된 도전 테이프로 이루어지는 본딩 와이어용 스풀.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 도전 테이프는 0.001∼3㎜의 두께로 이루어지는 본딩 와이어용 스풀.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 한쌍의 플랜지부는 서로 동일한 직경으로 이루어지는 본딩 와이어용 스풀.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 한쌍의 플랜지부 중에서 어느 한쪽의 플랜지부에는 도전 테이프가 부착되고, 다른 한쪽의 플랜지부에는 절연 테이프가 부착되는 본딩 와이어용 스풀.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 한쌍의 플랜지부에는 도전 테이프가 각각 부착되는 본딩 와이어용 스풀.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 한쌍의 플랜지부는 서로 다른 직경의 대구경 및 소구경으로 이루어지는 본딩 와이어용 스풀.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 소구경 플랜지부에는 도전 테이프가 부착되고, 대구경 플랜지부에는 절연 테이프가 부착되는 본딩 와이어용 스풀.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 대구경 및 소구경 플랜지부에는 도전 테이프가 각각 부착되는 본딩 와이어용 스풀.
  10. 스풀에 권선된 본딩 와이어의 단부를 도전 테이프를 사용하여 상기 스풀의 플랜지부에 고정하고, 상기 도전 테이프가 스풀 홀더의 접지판에 밀착되도록 상기 스풀을 스풀 홀더에 장착함으로써 상기 본딩 와이어를 접지시키는 본딩 와이어의 접지 방법.
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