KR100604307B1 - 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법은, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험에 의하여 구하는 단계를 포함한다. 상기 속도에 대한 가속도 특성이 구해지면, 원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계한다. 상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구한다. 그리고 상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 가속도 특성을 벗어나지 않도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정한다.

Description

와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법{Method of designing velocity profile for wire bonding system}
도 1은 와이어 본딩 시스템의 일반적인 속도 프로파일을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성 곡선 및 그 직선 보간 함수의 발췌도이다.
도 3은 도 2의 가속도 특성 곡선을 반영하는 속도 프로파일 설계 방법의 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
vm...최대 속도, +am...양(+)의 최대 가속도,
A...모터의 속도에 대한 가속도 특성 곡선,
B...직선 보간 함수.
본 발명은 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법에 관한 것이다.
와이어 본딩 시스템이란, 반도체 다이(die)의 본드 패드(bond pad)와 리드 프레임의 스티치 패드(stitch pad)를 와이어 예를 들어, 골드 와이어(gold wire)로 써 연결하는 시스템을 말한다. 이와 같은 와이어 본딩 시스템의 모터 속도를 제어하려면, 루프 궤적 및 이에 따른 속도 프로파일이 설계되어야 한다. 또한 트래킹 오류(tracking error)를 방지하기 위하여, 상기 속도 프로파일에 대한 가속도의 한계가 설정되어야 한다. 상기 루프 궤적은, 사용되는 와이어의 루프 궤적을 말하고, 이것은 와이어 본딩 시스템의 캐필러리 본딩 툴(Capillary Bonding Tool) 경로에 따라 형성된다. 상기 속도 프로파일은, 한 본드 패드에서 대응되는 스티치 패드까지 상기 캐필러리가 이동하는 동안의 속도 특성 곡선이다.
도 1에는 와이어 본딩 시스템의 일반적인 속도 프로파일이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어 본딩 시스템의 일반적인 속도 프로파일은 가속, 등속 및 감속 영역으로 구분된다. 캐필러리는 본드 패드에서 본딩된 와이어를 끌고 가속 상승하다가 최대 속도 vm에서 등속 운행된다. 그리고 소정 시간이 흐른 후 감속 하강하여 스티치 패드에 이른다. 이와 같은 속도 프로파일에 의하여 제어되는 본딩 툴 구동용 모터에 있어서, 그 속도에 대한 가속도 특성은 해당되는 모터의 속도와 가속도 사이의 역학적 상호 작용에 의하여 결정된다.
도 1과 같은 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일을 설계하는 방법에 있어서, 종래에는, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 반영하지 않고 각 샘플링 시간 별로 계산된 가속도 한계값들만을 반영하였다. 이에 따라, 실제 속도와 가속도 특성에 벗어난 영역이 발생되어, 트래킹 오류의 원인이 되고 있다. 트래킹 오류가 발생되는 경우, 루프 상태 불량에 따라 반도체 소자의 생산성(productivity), 품질(quality) 및 신뢰도(reliability)가 저하된다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성이 반영될 수 있는 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법은, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험에 의하여 구하는 단계를 포함한다. 상기 속도에 대한 가속도 특성이 구해지면, 원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계한다. 상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구한다. 그리고 상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 가속도 특성을 벗어나지 않도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정한다.
본 발명의 구체적 제1 방법은 다음과 같다.
먼저 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험하여, 그 특성 곡선의 그래프를 작성한다. 상기 특성 곡선의 그래프에서, 원점으로부터 상기 특성 곡선까지의 영역을 상기 모터의 구동 가능 영역으로 설정한다. 그리고 원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계한다. 상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구한다. 그리고 상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 구동 가능 영역에 속하도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정한다.
본 발명의 구체적 제2 방법은 다음과 같다.
먼저 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험하여, 그 특성 곡선을 구한다. 상기 특성 곡선에 대한 직선 보간 함수의 그래프를 작성한다. 상기 직선 보간 함수의 그래프에서, 원점으로부터 상기 직선 보간 함수까지의 영역을 상기 모터의 구동 가능 영역으로 설정한다. 그리고 원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계한다. 상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구한다. 그리고 상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 구동 가능 영역에 속하도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정한다.
상기와 같은 방법들에 따라 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일을 설계함으로써, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성이 반영될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명에 따른 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성 곡선 및 그 직선 보간 함수의 그래프가 발췌되어 있다. 도 2에서 vm은 최대 속도, +am은 양(+)의 최대 가속도이다. 도 2의 가속도 특성 곡선은 도 1의 가속 영역에서 적용된다. 도 1의 감속 영역에 대한 특성 곡선은 도 2의 곡선이 속도축을 중심으로 대칭되어 나타나지만, 해당되는 본딩 툴 구동용 모터의 예외적 특수성을 감안하여 실제 실험으로써 확인할 필요가 있다. 도2에서 실선으로 도시된 곡선(A)은 실제 특성 곡선이고, 점선으로 도시된 직선(B)은 직선 보간 함수의 그래프이다. 상 기 실제 특성 곡선(A)은 해당되는 모터의 속도와 가속도 사이의 역학적 관계에 의하여 결정된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 모터의 가속도는 현재 속도에 반비례함을 알 수 있다. 여기서 원점으로부터 가속도 특성 곡선(A) 또는 그 직선 보간 함수(B)까지의 영역은 해당되는 본딩 툴 구동용 모터의 구동 가능 영역이 되고, 그 외의 영역은 구동 불가능 영역이 된다. 종래의 속도 프로파일 설계 방법에서는, 상기와 같은 역학적 관계가 고려되지 않고 각 샘플링 시간 별로 계산된 가속도 한계값들만이 반영된다. 이러한 가속도 한계값들은 상관되는 도 2의 그래프에서 x로 표시되어 있다. 이 x표들은 해당되는 모터의 구동 가능 영역뿐만 아니라 구동 불가능 영역에도 존재한다. 이와 같이 가속도 한계값들이 구동 불가능 영역에 존재하는 경우, 트래킹 오류에 의한 루프 상태 불량의 원인이 된다. 따라서 가속도 특성 곡선(A) 또는 그 직선 보간 함수(B)를 반영하여, 현재 속도에 대한 가속도가 해당되는 구동 가능 영역 내에 들도록 속도 프로파일을 설계해야 한다.
도 3에는 도 2의 가속도 특성 곡선을 반영하는 속도 프로파일 설계 방법이 도시되어 있다. 이를 상술하면, 먼저 먼저 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험하여(단계 31), 그 특성 곡선(A)의 그래프를 작성한다(단계 32). 작성된 특성 곡선(A)의 그래프에서, 원점(0)으로부터 상기 특성 곡선(A)까지의 영역을 상기 모터의 구동 가능 영역으로 설정한다(단계 33). 그리고 원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계한다(단계 34). 상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구한다(단계 35). 그리고 상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 구동 가능 영역에 속하도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정한다(단계 36).
한편, 도 2의 직선 보간 함수(B)를 반영하려면, 먼저 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험하여, 그 특성 곡선(A)을 구한다. 상기 특성 곡선(A)에 대한 직선 보간 함수(B)의 그래프를 작성한다. 상기 직선 보간 함수(B)의 그래프에서, 원점(0)으로부터 상기 직선 보간 함수(B)까지의 영역을 해당되는 모터의 구동 가능 영역으로 설정한다. 그리고 상기 단계 34, 35 및 36을 수행하면 된다.
상기와 같은 방법들에 따라 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일을 설계함으로써, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성이 반영될 수 있다.
이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법에 의하면, 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성이 반영되므로, 트래킹 오류를 방지하고 루프 상태를 정밀하게 제어하는 속도 프로파일이 설계될 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 개량 및 변형될 수 있다.

Claims (3)

  1. 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험에 의하여 구하는 단계;
    원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계하는 단계;
    상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구하는 단계; 및
    상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 가속도 특성을 벗어나지 않도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정하는 단계;를 포함한 것을 그 특징으로 하는 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법.
  2. 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험하여, 그 특성 곡선의 그래프를 작성하는 단계;
    상기 특성 곡선의 그래프에서, 원점으로부터 상기 특성 곡선까지의 영역을 상기 모터의 구동 가능 영역으로 설정하는 단계;
    원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계하는 단계;
    상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구하는 단계; 및
    상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 구동 가능 영역에 속하도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정하는 단계;를 포함한 것을 그 특징으로 하는 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법.
  3. 본딩 툴 구동용 모터의 속도에 대한 가속도 특성을 실험하여, 그 특성 곡선을 구한다.
    상기 특성 곡선에 대한 직선 보간 함수의 그래프를 작성하는 단계;
    상기 직선 보간 함수의 그래프에서, 원점으로부터 상기 직선 보간 함수까지의 영역을 상기 모터의 구동 가능 영역으로 설정하는 단계;
    원하는 루프 궤적에 따른 기준 속도 프로파일을 설계하는 단계;
    상기 설계된 기준 속도 프로파일에서 인접된 샘플링 구간 사이의 가속도를 계산하여, 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도를 구하는 단계; 및
    상기 각 샘플링 구간의 속도에 대한 가속도가 상기 구동 가능 영역에 속하도록 상기 설계된 기준 속도 프로파일을 보정하는 단계;를 포함한 것을 그 특징으로 하는 와이어 본딩 시스템의 속도 프로파일 설계 방법.
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