KR100614281B1 - Capillary for bonding a wire - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이어가 삽입될 수 있도록 내부에 일정 내경과 각도를 갖는 미세홀이 형성되고, 상기 미세홀의 끝단에는 본드용 볼을 형성하기 위한 챔퍼가 형성된 캐필러리 구조에 있어서: 상기 미세홀은 적어도 3개 이상의 내각절곡점을 갖는 다단각 형상으로 제작하되, 미세홀을 3.0°내지 4.0°정도의 내각으로 몸체의 내측에 형성된 제 1 단각부; 상기 제 1 단각부의 하측에 형성되며 10.0°내지 13.0°정도의 내각으로 팁부의 내측에 형성된 제 2 단각부; 상기 제 2 단각부의 하측에 형성되며 4.0°내지 7.0°정도의 내각으로 팁부의 내측에 형성된 제 3 단각부; 및 상기 제 3 단각부의 하측에서 챔퍼의 상단까지 형성되며 대략 0°의 내각을 갖는 직선홀로 형성된 제 4 단각부;로 형성함으로써, 팁부를 보다 두껍게 형성함으로써, 수명을 보다 향상시킬 수 있음과 아울러 와이어 본딩시 초음파 전달량을 높임에 따라 와이어의 용융 특성을 향상시켜 본딩의 신뢰성을 높일 수 있는 와이어 본딩용 캐필러리를 제공한다.The present invention provides a micro-hole having a predetermined inner diameter and an angle formed therein so that a wire can be inserted, and in the capillary structure having a chamfer for forming a ball for bonding at the end of the micro-hole, the micro-hole is at least A first stepped portion formed in a multi-stepped shape having three or more angled bending points, the microholes being formed inside the body at an internal angle of about 3.0 ° to about 4.0 °; A second short angle portion formed below the first short angle portion and formed inside the tip portion at an inner angle of about 10.0 ° to 13.0 °; A third short angle portion formed below the second short angle portion and formed inside the tip portion at an inner angle of about 4.0 ° to about 7.0 °; And a fourth short angle portion formed from a lower side of the third short angle portion to an upper end of the chamfer and formed of a straight hole having an internal angle of approximately 0 °. By forming the tip portion thicker, the lifespan can be further improved. The present invention provides a wire bonding capillary capable of increasing the reliability of the bonding by improving the melting characteristics of the wire by increasing the amount of ultrasonic waves during wire bonding.

Description

와이어 본딩용 캐필러리{CAPILLARY FOR BONDING A WIRE} Capillary for wire bonding {CAPILLARY FOR BONDING A WIRE}             

도 1은 종래기술에 의한 캐필러리를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a capillary according to the prior art,

도 2는 도 1의 챔퍼의 구조를 도시한 확대도이며,FIG. 2 is an enlarged view illustrating the structure of the chamfer of FIG. 1;

도 3은 본 발명에 의한 캐필러리를 도시한 단면도 및 팁부의 확대도이고,3 is an enlarged sectional view showing a capillary according to the present invention and a tip portion,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 도 3의 보틀넥과 챔퍼의 구조를 도시한 단면도이고,Figure 4 is a cross-sectional view showing the structure of the bottle neck and the chamfer of Figure 3 according to an embodiment of the present invention,

도 5a 및 도 5b는 와이어를 본딩하는 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.5A and 5B are diagrams for explaining a state of bonding wires.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *   Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 캐필러리(Capillary) 110: 몸체100: capillary 110: body

120: 팁부(Tip Part) 130: 챔퍼(Chamfer)120: Tip Part 130: Chamfer

131: 커팅부 150: 미세홀131: cutting portion 150: fine holes

151: 제 1 단각부 152: 제 1 내각절곡점151: first short corner portion 152: first inner corner bending point

153: 제 2 단각부 154: 제 2 내각절곡점153: second short corner portion 154: second corner bending point

155: 제 3 단각부 156: 제 3 내각절곡점155: third short corner portion 156: third corner bending point

157: 제 4 단각부 158: 챔퍼절곡점157: fourth short corner portion 158: chamfer bending point

본 발명은 캐필러리에 관한 것으로, 특히 캐필러리 팁부의 내/외충격성을 향상시키기 위하여 내부 미세홀을 다단각의 형상으로 제조한 와이어 본딩용 캐필러리에 관한 것이다.The present invention relates to a capillary, and more particularly, to a capillary for wire bonding in which inner microholes are formed in a multi-step shape in order to improve the inner / external impact of the capillary tip.

반도체 패키지의 제조 공정에 있어서 와이어 본딩장치는 리드프레임, 세라믹회로기판, 인쇄회로기판 등과 같은 패키지의 외부 연결통로와 반도체칩의 입/출력패드 또는 다이를 알루미늄, 금, 또는 구리 등을 이용하여 연결시키는데 사용된다.In the manufacturing process of the semiconductor package, the wire bonding apparatus connects an external connection path of a package such as a lead frame, a ceramic circuit board, a printed circuit board, and an input / output pad or die of a semiconductor chip with aluminum, gold, or copper. It is used to

와이어 본딩장치를 이용한 와이어 본딩공정에 있어 필수적인 캐필러리가 도 1에 도시되어 있다.An essential capillary for the wire bonding process using the wire bonding apparatus is shown in FIG. 1.

캐필러리(10)는 원통형 몸체(11)와 그 내부에 제공된 미세홀(17)로 구성되어 있다.The capillary 10 is composed of a cylindrical body 11 and a fine hole 17 provided therein.

미세홀(17) 내에는 최대 1.0mm 내지 1.3mm의 두께를 갖는 본딩 와이어가 수용되어 있다. 미세홀(17)은 팁부(13)로 향할수록 홀(17)의 직진도를 유지하기 위하여 여러 각도로 그 구경이 작아지는 원뿔형상이며, 미세홀(17)의 끝단을 챔퍼(15; Chamfer)라 한다.In the fine holes 17, bonding wires having a thickness of up to 1.0 mm to 1.3 mm are accommodated. The fine hole 17 is a conical shape whose diameter decreases at various angles in order to maintain the straightness of the hole 17 toward the tip portion 13, and the end of the fine hole 17 has a chamfer 15 (Chamfer). It is called.

본딩공정을 수행하기 위해, 캐필러리(10)는 고전압 방전을 통해 와이어의 단 부에 볼을 형성한다. 이 볼이 와이어 본딩장치의 제어하에 칩의 패드에 접촉/가압되며, 초음파 에너지가 캐필러리의 하단으로 전달되고 패드에 열이 가해지면 볼이 눌리면서 패드에 1차로 본딩된다.In order to perform the bonding process, the capillary 10 forms a ball at the end of the wire through a high voltage discharge. The ball is contacted / pressurized to the pad of the chip under the control of the wire bonding device, ultrasonic energy is transferred to the lower end of the capillary and when the pad is heated, the ball is pressed and bonded to the pad primarily.

1차 본딩으로부터 캐필러리(10)를 끌어내어 일정한 궤적의 와이어 루프를 형성하고, 이를 리드프레임의 리드에 2차로 스티치 본드로 연결시킨다. 이와 같은 동작을 수회 반복하여 반도체칩의 패드와 패키지의 외부 연결통로를 연결시킨다.The capillary 10 is pulled out of the primary bonding to form a wire loop of a constant trajectory, which is secondarily connected to the lead of the leadframe with a stitch bond. This operation is repeated several times to connect the pads of the semiconductor chip with the external connection path of the package.

그런데, 캐필러리(10)는 수십종의 디자인 모델이 형성되며, 반도체 패키지 제조공정이고 메모리의 고집적 패키지로 개발 발전되는 추세이므로 캐필러리 외부 디자인 형상도 그에 맞게 가공되어 스탠다드 타입(Standard Type)과 보틀넥 타입(Bottle-Neck Type)으로 크게 분류되고 있다.However, the capillary 10 is a semiconductor package manufacturing process and dozens of design models are formed, and since the trend is developed and developed as a highly integrated package of memory, the capillary exterior design shape is also processed according to the standard type (Standard Type) And Bottle-Neck Type.

특히 보틀넥 타입에서 팁부의 외경이 80㎛이하가 되면, 캐필러리 팁부(13)의 내벽의 두께가 얇게 되어 와이어 본딩시 잘 부러지고 파라미터 전달이 지속적으로 되지 않아 사용 수명이 떨어지게 된다.In particular, when the outer diameter of the tip portion of the bottle neck type is 80㎛ or less, the thickness of the inner wall of the capillary tip portion 13 becomes thin, so that it breaks well during wire bonding, and the parameter transmission is not continued, thereby reducing the service life.

종래의 캐필러리는 도 1에 도시한 바와 같이 미세홀(17)은 복수의 내각절곡점(17-2, 17-4)을 갖는 제 1 내지 제 3 단각부(17-1, 17-3, 17-5)로 이루어져 있는 데, 제 1 단각부(17-1)는 몸체(11)의 내측에 형성되며 그 내각(IA1)은 대략 3.5°로 형성되어 있고, 제 2 단각부(17-3)는 팁부(13)의 내측에 형성되며 그 내각(IA2)은 대략 8°정도로 형성되어 있고, 제 3 단각부(17-5)는 팁부(13)의 내측에 형성되며 그 내각은 대략 0°로 형성된 직선홀이다.As shown in FIG. 1, the conventional capillary has the first to third short angle portions 17-1 and 17-3 having the plurality of internal bending points 17-2 and 17-4. , 17-5), the first short angle portion 17-1 is formed inside the body 11, and the inner angle IA1 is formed at approximately 3.5 °, and the second short angle portion 17- 3) is formed inside the tip portion 13, the inner angle (IA2) is formed to about 8 degrees, the third short angle portion (17-5) is formed inside the tip portion 13 and the inner angle is approximately 0 It is a straight hole formed by °.

즉, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 반도체칩의 와이어 본딩용 캐 필러리(10)는, 와이어가 삽입될 수 있도록 내부에 일정한 내경을 갖는 미세홀(17)이 형성되고, 상기 미세홀(17)의 내부 끝단에는 본드용 볼을 형성하기 위한 챔퍼(15)가 도 2와 같이 상세도와 형성되어 있다.That is, as shown in Figure 1, the wire bonding capillary 10 of the conventional semiconductor chip, a micro hole 17 having a predetermined internal diameter is formed therein so that the wire can be inserted, the fine At the inner end of the hole 17, a chamfer 15 for forming a bond ball is formed in detail as shown in FIG.

챔퍼(15)는 도 2에 도시한 바와 같이 일정한 챔퍼각(CA)과 챔퍼직경(CD)을 가지면서 형성되고, 상기한 미세홀의 외부 끝주변은 2차 본드용 스티치를 형성하기 위하여 외부 반경(OR)을 가지면서 곡면형태로 이루어짐으로써 수평면에 대하여 페이스각(FA)이 형성되는 구조로 이루어진다. 미설명부호 TD는 팁 직경을 의미한다.As shown in FIG. 2, the chamfer 15 has a constant chamfer angle CA and a chamfer diameter CD, and the outer end of the microhole has an outer radius (C) to form a stitch for a secondary bond. OR) having a curved surface shape and has a structure in which a face angle FA is formed with respect to the horizontal plane. Unmarked TD means tip diameter.

그러나, 이와 같은 종래의 반도체칩의 와이어 본딩용 캐필러리(10)는, 페이스각(FA)을 형성하기 위한 부분이 하나의 곡선형태를 가지면서 형성되어 있기 때문에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 스티치 부분이 상대적으로 두께가 매우 얇게 형성됨으로써 스티치가 제대로 이루어지지 않거나, 설령 스티치가 제대로 이루어진다 하더라도 상대적으로 기계적인 강도가 저하되는 문제점이 있다.However, the wire bonding capillary 10 of the conventional semiconductor chip is formed in one curved shape with a portion for forming the face angle FA, as shown in FIG. Likewise, since the stitch portion is formed to be relatively thin, the stitch is not properly made, or even if the stitch is properly made, there is a problem that the mechanical strength is lowered.

최근에는 칩사이즈가 점점 더 줄어드는 추세에 있기 때문에 캐필러리의 팁 직경(TD)도 줄어들고 있으며, 이에따라 팁부(13)의 일정한 기계강도를 확보하기 위해서는 캐필러리의 두께를 가능한 두껍게 형성해야 하지만, 3단각 형상으로 성형시 제 2 단각부(17-3)와 제 3 단각부(17-5)의 두께가 얇고, 그 길이가 길어져 휘거나 부러지게 된다.In recent years, as the chip size is gradually decreasing, the tip diameter (TD) of the capillary is also decreasing. Accordingly, in order to secure a constant mechanical strength of the tip portion 13, the capillary thickness must be as thick as possible, When forming into a shape, the thickness of the second short portion 17-3 and the third short portion 17-5 is thin, and the length thereof becomes long, and thus it is bent or broken.

물론, 보틀넥 타입의 경우 팁부의 하단의 두께가 더 얇아지므로 와이어 본딩시 팁부가 더 잘 부러지게 되는 문제점이 있었다.Of course, in the case of the bottle neck type, the thickness of the lower end of the tip portion is thinner, so there was a problem that the tip portion breaks better during wire bonding.

따라서, 본 발명의 목적은 캐필러리 팁부의 내충격성을 향상시키기 위하여 내부 미세홀을 다단각의 형상으로 제조하여 팁부를 보다 두껍게 형성함으로써, 수명을 향상시킬 수 있는 와이어 본딩용 캐필러리를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wire bonding capillary that can improve the life by making the inner portion of the micro holes in a multi-stage angle in order to improve the impact resistance of the capillary tip portion to form a thicker tip portion There is.

본 발명의 다른 목적은 캐필러리 팁부의 미세홀을 다단각의 형상으로 제조하여 팁부를 보다 두껍게 형성함으로써, 와이어 본딩시 초음파 전달량을 높임에 따라 와이어의 용융 특성을 향상시켜 본딩의 신뢰성을 높일 수 있는 와이어 본딩용 캐필러리를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to manufacture a fine hole of the capillary tip portion in the form of a multi-stage angle to form a thicker tip, it is possible to increase the reliability of the bonding by improving the melting characteristics of the wire by increasing the amount of ultrasonic transmission during wire bonding To provide a capillary for wire bonding.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 와이어가 삽입될 수 있도록 내부에 일정 내경과 각도를 갖는 미세홀(150)이 형성되고, 상기 미세홀(150)의 끝단에는 본드용 볼을 형성하기 위한 챔퍼(130)가 형성된 캐필러리 구조에 있어서: 상기 미세홀(150)은 적어도 3개 이상의 내각절곡점을 갖는 다단각 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다. Technical means of the present invention for achieving the above object, a fine hole 150 having a predetermined inner diameter and an angle is formed therein so that the wire can be inserted, a bond ball is formed at the end of the fine hole 150 In the capillary structure in which the chamfer 130 is formed, the micro holes 150 are formed in a multi-stage angle shape having at least three internal bending points.

바람직하게는 상기 미세홀(150)은 3개의 내각절곡점을 갖는 4단각 형상으로서, 미세홀(150)은, 3.0°내지 4.0°정도의 내각으로 몸체(110)의 내측에 형성된 제 1 단각부(151); 상기 제 1 단각부(151)의 하측에 형성되며 10.0°내지 13.0°정도의 내각으로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 2 단각부(153); 상기 제 2 단각부(153)의 하측에 형성되며 4.0°내지 7.0°정도의 내각으로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 3 단각부(155); 및 상기 제 3 단각부(155)의 하측에서 챔퍼(130)의 상단까지 형성되며 대략 0°의 내각을 갖는 직선홀로 형성된 제 4 단각부(157);로 이루어진 것을 특징으로 한다.Preferably, the microhole 150 is a 4-angular shape having three internal angled bending points, and the microhole 150 has a first short angle portion formed inside the body 110 at an internal angle of about 3.0 ° to 4.0 °. (151); A second short angle portion 153 formed at a lower side of the first short angle portion 151 and formed inside the tip portion 120 at an inner angle of about 10.0 ° to 13.0 °; A third short angle part 155 formed at a lower side of the second short angle part 153 and formed inside the tip part 120 at an inner angle of about 4.0 ° to about 7.0 °; And a fourth short angle portion 157 formed from a lower side of the third short angle portion 155 to an upper end of the chamfer 130 and formed of a straight hole having an inner angle of approximately 0 °.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 캐필러리를 도시한 단면도 및 팁부의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 도 3의 보틀넥과 챔퍼의 구조를 도시한 도면으로서, 캐필러리(100)는 몸체(110), 팁부(120), 챔퍼(130; Chamfer) 및 미세홀(150)로 이루어져 있다.3 is an enlarged cross-sectional view and a tip portion showing a capillary according to the present invention, Figure 4 is a view showing the structure of the bottle neck and the chamfer of Figure 3 according to an embodiment of the present invention, capillary 100 is composed of a body 110, the tip portion 120, the chamfer (130) (Chamfer) and the fine hole (150).

상기 몸체(110)는 미세홀(150)의 동일 내각을 갖는 부분으로 최상단부터 제 1 내각절곡점(152)까지 형성된 부분이고, 팁부(120)는 제 1 내각절곡점(152)부터 마지막 내각절곡점인 챔퍼절곡점(158)까지 형성된 부분이며, 챔퍼(130)는 팁부(120)의 끝단에 형성되어 와이어가 다른 접촉면으로 흘러나갈 때 본드용 볼을 형성하는 영역이다.The body 110 is a portion having the same inner angle of the microholes 150 and is formed from the top to the first inner bending point 152, and the tip portion 120 is the first inner bending point 152 to the last inner bending. A chamfer bent point 158 is a portion formed up to the point, the chamfer 130 is formed at the end of the tip portion 120 to form a ball for bonding when the wire flows to the other contact surface.

즉, 캐필러리(100)는 와이어가 삽입될 수 있도록 내부에 일정 내경과 각도를 갖는 미세홀(150)이 형성되어 있는 데, 상기 미세홀(150)은 몸체(110)와 팁부(120) 및 챔퍼(130)에서의 홀 구경과 그 내각은 서로 다르게 형성되어 있다.That is, the capillary 100 has a fine hole 150 having a predetermined inner diameter and an angle formed therein so that the wire can be inserted into the capillary 100, and the fine hole 150 has a body 110 and a tip part 120. And the hole diameter in the chamfer 130 and its cabinet are formed differently.

상기 캐필러리(100)는 전체 길이(AH)가 대략 11.1mm이고, 몸체(110)의 외경(OW1)은 대략 1.583mm이며, 팁부(120)의 길이(TH)는 대략 4.18mm 정도로서, 팁부(120)에서 챔퍼(130)로 갈수록 외경이 점차 작아지고, 팁부(120)의 외각(OA1)은 대 략 20°정도로 형성되어 있다.The capillary 100 has a total length AH of about 11.1 mm, an outer diameter OW1 of the body 110, about 1.583 mm, and a length TH of the tip part 120 about 4.18 mm. The outer diameter gradually decreases from 120 to the chamfer 130, and the outer angle OA1 of the tip portion 120 is formed at about 20 °.

그리고, 미세홀(150)의 최대 내경(IW1)은 대략 0.80mm정도인데, 미세홀(150)의 내경도 몸체(110)의 상단에서 팁부(120)로 갈수록 점차 작아지는 구조로 형성되어 있다.In addition, the maximum inner diameter IW1 of the micro holes 150 is about 0.80 mm, and the inner diameter of the micro holes 150 is formed in a structure that gradually decreases toward the tip portion 120 from the upper end of the body 110.

상기 캐필러리의 미세홀(150)은 적어도 3개 이상의 내각절곡점을 갖는 다단각 형상으로 이루어져 있으며, 확대도에서와 같이 실시예에서는 3개의 내각절곡점(152, 154, 156)을 갖는 4단각 형상을 도시하였다.The microhole 150 of the capillary has a multi-stage angle shape having at least three internal bending points, and as shown in the enlarged view, the four-hole angle having three internal bending points 152, 154, and 156 is shown. The shape is shown.

상기 미세홀(150)은, 대략 3.0°내지 4.0°의 내각(IA1)으로 몸체(110)의 내측에 형성된 제 1 단각부(151)와, 상기 제 1 단각부(151)의 하측에 형성되며 대략 10.0°내지 13.0°의 내각(IA2)으로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 2 단각부(153)와, 상기 제 2 단각부(153)의 하측에 형성되며 대략 4.0°내지 7.0°의 내각(IA3)으로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 3 단각부(155), 및 상기 제 3 단각부(155)의 하측에서 챔퍼(130)의 상단까지 형성되며 대략 0°의 내각을 갖는 직선홀로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 4 단각부(157)로 이루어져 있고, 상기 제 1 단각부(151)는 그 내각을 3.5°로, 제 2 단각부(153)의 내각을 12°로, 제 3 단각부(155)의 내각은 6°로, 제 4 단각부(157)의 내각은 0°로 형성하는 것이 가장 바람직하다.The micro holes 150 are formed at the inner side of the body 110 at an inner angle IA1 of approximately 3.0 ° to 4.0 °, and are formed below the first short angle part 151. A second short angle portion 153 formed inside the tip portion 120 at an inner angle IA2 of approximately 10.0 ° to 13.0 °, and a lower angle portion formed at a lower side of the second short angle portion 153 and having an angle of approximately 4.0 ° to 7.0 °. A third short angle portion 155 formed inside the tip portion 120 as an IA3 and a straight hole having an inner angle of approximately 0 ° formed from a lower side of the third short angle portion 155 to an upper end of the chamfer 130. And a fourth short angle portion 157 formed inside the tip portion 120, wherein the first short angle portion 151 has an inner angle of 3.5 ° and the second short angle portion 153 has an inner angle of 12 °. The inner angle of the three short angle portions 155 is most preferably 6 degrees, and the inner angle of the fourth short angle portions 157 is preferably 0 degrees.

아울러, 본 발명에 의한 팁부(120) 하단의 형상은 도 4에서 보는 바와 같이 보틀넥 타입으로 이루어져 있으며, 보틀넥(129)부터 챔퍼(130)까지의 길이(BH)는 대략 0.2mm이고, 팁부(120)의 끝단인 챔퍼(130)의 외경(CW)은 대략 0.081mm이다.In addition, the shape of the bottom of the tip portion 120 according to the present invention is made of a bottle neck type as shown in Figure 4, the length (BH) from the bottle neck 129 to the chamfer 130 is approximately 0.2mm, the tip portion The outer diameter CW of the chamfer 130, which is the end of 120, is approximately 0.081 mm.

그리고, 제 3 단각부(155)의 하측에 위치한 제 4 단각부(157)는 미세홀(150) 의 내각이 0°인 직선홀 부분이며, 상기 내각이 0°인 부분의 길이(PH)는 대략 0.05mm정도이다.In addition, the fourth short angle portion 157 positioned below the third short angle portion 155 is a straight hole portion having an internal angle of the microhole 150 of 0 °, and the length PH of a portion having an internal angle of 0 ° is It is about 0.05mm.

즉, 상기 캐필러리의 내부는 와이어의 공급경로 역할을 하는 미세홀(150)이 형성되어 있고, 이 미세홀(150)의 하단끝을 챔퍼(130)라고 하는 데, 도시한 바와 같이 위쪽에서 아래쪽으로 넓어지는 형상을 이루고 있고, 상기 챔퍼각(CA)은 대략 30°내지 120°이고, 상기 페이스각(FA)은 대략 0°내지 15°정도이다.That is, the inside of the capillary is formed with a fine hole 150 that serves as a wire supply path, the lower end of the fine hole 150 is called a chamfer 130, as shown in the top to the bottom The chamfer angle CA is approximately 30 ° to 120 °, and the face angle FA is approximately 0 ° to 15 °.

이와 같은 캐필러리의 외경과 크기 및 미세홀의 내경에 대한 수치는 실시예에 불과하며, 현장에서는 제 4 단각부(157)의 직선홀의 내경에 따라 모델별로 분류되며, 필요에 따라 변경될 수 있음은 당연하다.The numerical values for the outer diameter and size of the capillary and the inner diameter of the micro holes are only examples, and are classified according to models according to the inner diameter of the straight holes of the fourth short-angle portion 157 and may be changed as necessary. Of course.

도 4에 도시한 바와 같이 챔퍼(130)는 제 4 단각부(157)의 하단 부분 즉, 챔버절곡점(158)의 하단부에 형성되어 있는 데, 미세홀이 넓게 형성되는 동시에 그 아래끝에 다소 날카로운 커팅부(131)가 형성되어 있다. 즉, 위쪽에서 아래쪽으로 넓어지는 내경을 이루되 중간부에서 한 번 더 각(131)을 이루는 형태로 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the chamfer 130 is formed at the lower end portion of the fourth short angle portion 157, that is, at the lower end portion of the chamber bending point 158. The cutting part 131 is formed. That is, the inner diameter is widened from the top to the bottom, but is configured in the form of an angle 131 once more in the middle.

본 발명에서는 와이어 본딩시 초음파 전달량을 높이기 위하여 캐필러리 팁부(120)의 단면적을 크게 하는 데, 팁부(120)의 일부인 보틀넥부(129)의 제 3 단각부(155)를 4.0°내지 7.0°로 형성하므로 보틀넥부(129)를 포함한 팁부(120)의 두께가 두꺼워지고, 압축성형시에는 제 2 단각부(153)의 10.0°내지 13.0°가 지지대 역할을 하게 되어 부러지거나 휘는 것을 막아 준다.In the present invention, the cross-sectional area of the capillary tip portion 120 is increased in order to increase the amount of ultrasonic transmission during wire bonding, and the third short angle portion 155 of the bottle neck portion 129 that is part of the tip portion 120 is 4.0 ° to 7.0 °. Since the thickness of the tip portion 120 including the bottle neck portion 129 is thickened, and during compression molding, 10.0 ° to 13.0 ° of the second short angle portion 153 serves as a support to prevent breakage or bending.

상기와 같은 캐필러리에 의하여 와이어를 본딩하는 상태를 첨부한 도 5a 및 도 5b를 참조로 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 5a and 5b attached to the state of bonding the wire by the capillary as described above are as follows.

우선, 와이어 본딩장치의 캐필러리의 미세홀(150)로 와이어(170)가 공급되는데, 항상 와이어(170)는 미세홀(150)을 관통하여 상기 챔퍼(130)로 공급되어진다.First, the wire 170 is supplied to the microhole 150 of the capillary of the wire bonding apparatus, and the wire 170 is always supplied to the chamfer 130 through the microhole 150.

따라서, 상기 챔퍼(130)의 밑으로 공급된 와이어(170)의 끝에 순간적으로 스파크를 주어 녹이는 동시에 1차적으로 캐필러리의 챔퍼(130)가 반도체칩(210)의 본딩패드(220)로 이동하여 와이어(170)를 본딩하게 되고, 곧바로 리드프레임의 리드(250) 상으로 캐필러리(100)가 이동하여 와이어(170)를 본딩하게 된다.Therefore, at the end of the wire 170 supplied to the bottom of the chamfer 130, the spark is instantaneously melted, and at the same time, the chamfer 130 of the capillary moves to the bonding pad 220 of the semiconductor chip 210. The wire 170 is bonded, and the capillary 100 is immediately moved onto the lead 250 of the lead frame to bond the wire 170.

더욱 상세하게는, 캐필러리(100)가 리드프레임의 리드(250)로 이동할 때, 와이어(170)는 캐필러리(100)의 이동과 함께 길게 끌리면서 상기 리드(250)까지 이동하여 본딩되며, 리드(250)에 대한 본딩이 끝난직 후, 캐필러리(10)의 챔퍼(130)의 끝단에 형성된 상기 커팅부(131)가 본딩된 부위를 제외한 와이어(170)를 끊어지게 하여, 반도체칩의 본딩패드(220)와 리드프레임의 리드(250)간의 와이어 본딩 공정이 완료되며, 물론 계속해서 나머지 반도체칩의 본딩패드(220)와 리드(250)간도 상기와 같은 작동이 반복되어 와이어가 본딩되어 진다.More specifically, when the capillary 100 moves to the lead 250 of the leadframe, the wire 170 moves to the lead 250 while being long attracted with the movement of the capillary 100 to bond. After the bonding to the lead 250 is finished, the cutting portion 131 formed at the end of the chamfer 130 of the capillary 10 is cut off the wire 170 except the bonded portion, The wire bonding process between the bonding pad 220 of the semiconductor chip and the lead 250 of the lead frame is completed, and of course, the above operation is also repeated between the bonding pad 220 and the lead 250 of the remaining semiconductor chip. Is bonded.

도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 반도체칩의 본딩패드(220)상에 와이어(170)를 본딩하는 것을 당업계에서는 볼 본딩(Ball bonding; 1차 본딩)이라 하고, 리드프레임의 리드(250) 또는 부자재의 본딩영역에 와이어를 본딩하는 것을 스티치 본딩(Stitch bonding; 2차 본딩)이라 한다.As shown in FIGS. 5A and 5B, bonding the wire 170 on the bonding pad 220 of the semiconductor chip is referred to as ball bonding in the art, and leads of a lead frame Bonding the wire to the bonding region 250 or the sub material is referred to as stitch bonding (secondary bonding).

이때, 첨부한 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 반도체 패키지는 반도체칩(210)이 히트싱크(200)에 실장되고, 히트싱크(200)의 테두리면에 리드프레임의 리 드(250)가 접착제(230)로 부착되며, 칩(210)의 본딩패드와 리드(250)간에 와이어(170)가 연결되며, 와이어(170)와 칩(210)과 리드(250) 등이 몰딩되어 있는 구조로 되어 있는 바, 상기 스티칭 본딩을 실시할 때 다음과 같은 문제점이 발생하였다.In this case, in the semiconductor package as shown in FIGS. 5A and 5B, the semiconductor chip 210 is mounted on the heat sink 200, and the lead 250 of the lead frame is formed on the edge of the heat sink 200. Attached with an adhesive 230, the wire 170 is connected between the bonding pad and the lead 250 of the chip 210, the wire 170, the chip 210 and the lead 250, etc. are molded As a result, the following problems occurred when the stitch bonding was performed.

즉, 상기 접착제(230)는 자체 반동력(Bound)을 보유하고 있기 때문에, 상기 캐필러리(100)의 챔퍼(130)가 리드(250)면에 닿아 와이어(170)를 본딩하는 동시에 커팅부(131)에 의하여 본딩된 와이어(170)의 끝부위가 눌려지며 커팅될 때, 상기 접착제(230)의 반동력이 작용하게 된다.That is, since the adhesive 230 has its own reaction force (Bound), the chamfer 130 of the capillary 100 contacts the surface of the lead 250 to bond the wire 170 and at the same time the cutting portion ( When the end portion of the wire 170 bonded by 131 is pressed and cut, the reaction force of the adhesive 230 acts.

이에 따라, 상기 반동력을 받은 커팅부(131)의 커팅단계가 끝난 직후, 상기 캐필러리(10)가 상방향으로 이동하게 되는 바, 이때 상기 리드(250)상에 본딩된 와이어(170)의 일부가 상기 반동력에 의하여 완전히 커팅되지 못하고 커팅부(131)에 붙어 함께 이동하게 됨으로써, 리드(250)상의 본딩된 와이어(170)의 일부가 뜯겨지게 되며, 이를 방지하기 위하여 캐필러리(100)를 보다 강한 힘을 가하여 와이어(170)를 끊게 된다.Accordingly, immediately after the cutting step of the cutting unit 131 subjected to the reaction force, the capillary 10 is moved upwards, in which case the wire 170 bonded on the lead 250 A portion of the bonded wire 170 on the lead 250 is torn apart by being attached to the cutting portion 131 without being partially cut by the reaction force, and thus the capillary 100 is prevented. By applying a stronger force to break the wire 170.

이러할 경우 캐필러리(100)의 팁부(120)에 힘이 가해지는 데, 강도가 약한 팁부(120)가 종종 부러지게 되는 문제점이 발생하게 되었다.In this case, the force is applied to the tip portion 120 of the capillary 100, a problem that the tip portion 120 of weak strength is often broken.

즉, 와이어 본딩용 캐필러리(100)는 본딩시 120㎑ 초음파가 캐필러리 샹크(Shank)를 잡고 있는 듀서에서 발진되어 캐필러리 팁부(120)까지 전달되고, 기계적인 누르는 힘과 초음파의 진동으로 용융된 와이어(170)를 융착시키는 데, 캐필러리 팁부(120)가 작게 되면 초음파가 전달되는 단면적이 작게 되어 초음파 전달 손실율이 커지고, 초음파 전달이 불규칙하게 되어 와이어(170)의 융착이 정상적으로 안되 는 불량이 발생하게 된다.That is, the wire bonding capillary 100 is oscillated from the producer holding 120 ㎑ ultrasonic wave capping the capillary shank at the time of bonding to the capillary tip portion 120, and the mechanical pressing force and the ultrasonic wave When welding the molten wire 170 by vibration, when the capillary tip portion 120 is small, the cross-sectional area through which ultrasonic waves are transmitted is reduced, so that the ultrasonic wave transmission loss rate is increased, and the ultrasonic wave is irregularly fused, thereby fusion of the wire 170. Bad defects will occur.

상기 팁부(120)를 5°내지 6°정도의 내각을 갖는 제 3 단각부(155)와, 11°내지 12°정도의 내각을 갖는 제 2 단각부(153)를 형성하여 4단각 형상의 보틀넥형 캐필러리를 제작함으로써, 와이어(170)를 반도체칩의 본딩패드(230)와 리드(250)에 각각 본딩할 때, 보틀넥부(129)의 단면적이 커져 강도가 좋아져 쉽게 부러지지 않으며, 또한 초음파 전달량이 많아져 와이어(170)의 융착이 잘되어 사용 수명이 2배 이상 길어지게 된다.The tip portion 120 is formed with a third short angle portion 155 having an inner angle of about 5 ° to 6 °, and a second short angle portion 153 having an inner angle of about 11 ° to 12 ° to form a four-step angle bottle. By fabricating the neck capillary, when the wire 170 is bonded to the bonding pad 230 and the lead 250 of the semiconductor chip, respectively, the cross-sectional area of the bottle neck portion 129 is increased so that the strength is not easily broken, and the ultrasonic wave is not easily broken. As the amount of transfer increases, the wire 170 is well fused, and thus the service life becomes longer than twice.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

따라서, 본 발명에서는 캐필러리 팁부의 내충격성을 향상시키기 위하여 내부 미세홀을 다단각의 형상으로 제조하여 팁부를 보다 두껍게 형성함으로써, 내충격성이 강화되어 와이어 본딩시 잘 부러지지 않아 수명을 대폭적으로 향상시킬 수 있고, 또한 팁부의 두께가 보다 두꺼워짐으로써, 와이어 본딩시 초음파 전달량을 높일 수 있어 와이어의 용융 특성이 개선되어 본딩의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, to improve the impact resistance of the capillary tip portion by making the inner micro holes in the shape of a multi-stage angle to form a thicker tip portion, the impact resistance is strengthened is not broken easily during wire bonding, greatly improving the life In addition, since the thickness of the tip portion is thicker, the amount of ultrasonic wave transmission during wire bonding can be increased, and the melting property of the wire can be improved, thereby improving the reliability of the bonding.

Claims (3)

와이어가 삽입될 수 있도록 내부에 일정 내경과 각도를 갖는 미세홀이 형성되고, 상기 미세홀의 끝단에는 본드용 볼을 형성하기 위한 챔퍼가 형성된 캐필러리 구조에 있어서:In the capillary structure in which a fine hole having a predetermined inner diameter and an angle is formed therein so that a wire can be inserted, and a chamfer for forming a ball for bonding is formed at the end of the fine hole: 상기 미세홀은 3개의 내각절곡점(152, 154, 156)을 갖는 4단각 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 본딩용 캐필러리.The fine hole is a wire bonding capillary, characterized in that consisting of a quadrilateral shape having three internal angle bending points (152, 154, 156). 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 미세홀(150)은, 3.0°내지 4.0°정도의 내각으로 몸체(110)의 내측에 형성된 제 1 단각부(151); 상기 제 1 단각부(151)의 하측에 형성되며 10.0°내지 13.0°정도의 내각으로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 2 단각부(153); 상기 제 2 단각부(153)의 하측에 형성되며 4.0°내지 7.0°정도의 내각으로 팁부(120)의 내측에 형성된 제 3 단각부(155); 및 상기 제 3 단각부(155)의 하측에서 챔퍼(130)의 상단까지 형성되며 대략 0°의 내각을 갖는 직선홀로 형성된 제 4 단각부(157);로 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 본딩용 캐필러리.The micro holes 150 may include a first short angle portion 151 formed inside the body 110 at an internal angle of about 3.0 ° to about 4.0 °; A second short angle portion 153 formed at a lower side of the first short angle portion 151 and formed inside the tip portion 120 at an inner angle of about 10.0 ° to 13.0 °; A third short angle part 155 formed at a lower side of the second short angle part 153 and formed inside the tip part 120 at an inner angle of about 4.0 ° to about 7.0 °; And a fourth short angle portion 157 formed from a lower side of the third short angle portion 155 to an upper end of the chamfer 130 and formed of a straight hole having an inner angle of approximately 0 °. Lee.
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