KR100793921B1 - 와이어 본딩방법 - Google Patents

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KR100793921B1
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wire
bonding
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bonding point
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KR1020070000806A
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조재우
이준길
한윤석
김홍민
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 와이어 본딩방법에 관한 것으로서, 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 있어서, 캐필러리를 이용하여 상기 제1 본딩점에 와이어의 선단을 본딩하는 단계; 상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 단계; 상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시키는 단계; 상기 캐필러리를 하강시킨 후, 상기 제2 본딩점의 방향으로 기울여 상승시키는 단계; 상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 단계; 상기 캐필러리를 상승시키는 단계; 및 상기 캐필러리를 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시켜, 와이어를 상기 제2 본딩점에 본딩하는 단계;를 포함하는 와이어 본딩방법을 제공한다.
와이어 본딩, 와이어 루프 형상, 캐필러리(capillary)

Description

와이어 본딩방법{Wire bonding method}
도 1은 종래의 와이어 루프 형상을 구현하기 위한 캐필러리의 궤적을 도시한 도면.
도 2는 종래의 와이어 루프 형상을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 루프 형상을 구현하기 위한 캐필러리의 궤적을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 와이어 루프 형상을 나타낸 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1: 리드 프레임 2: LED 칩
1a,2a: 본딩패드 3: 와이어
4: 캐필러리 A: 제1 본딩점
L: 제2 본딩점
본 발명은 와이어 본딩방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어 루프의 높이를 최소화하여 LED(Light Emitting Device) 패키지의 두께를 감소시킴으로써 LED 패키지가 적용되는 기기의 특성을 향상시키고, 그 사이즈는 감소시킬 수 있도록 한 와이어 본딩방법에 관한 것이다.
모바일폰 또는 PDA 백라이트(back-light) 광원으로 사이드-뷰(side view) LED 패키지와 모바일폰 키 패드(key pad) 광원으로 SMD(Surface Mount Device) LED 패키지의 시장 공급과 수요가 이루어지고 있다.
고객의 요구에 있어서, 사이드-뷰 LED 패키지의 목표는 백라이트에 실장된 LED가 도광판을 거쳐 최종적으로 나타나는 단위면적당 휘도를 증가시키는 것, 즉 고광도의 표면밝기를 구현함으로써 고색재현성을 달성하는 것에 있다. 그리고, SMD LED 패키지는 키 패드의 슬림(slim)화를 달성하기 위한 LED 패키지의 두께 감소에 있다.
이러한 LED 패키지의 제조 공정에는, LED 칩과 프레임 사이를 와이어에 의해 접속하는 와이어 본딩공정이 수반된다. 이 때, 와이어 본딩법의 대표적인 예로는 볼본드법이 알려져 있는 바, 상기 볼본드법은 캐필러리(capillary)의 인출공을 통하여 와이어(금(Au)선)를 내보내고 이를 캐필러리로 눌러붙이는 방법이다.
도 1은 종래의 와이어 루프 형상을 구현하기 위한 캐필러리의 궤적을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 와이어 루프 형상을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(도시안함)가 열린 상태에서, 캐필러리(4)가 하강하여 와이어(3) 선단에 형성된 볼을 LED 칩(2) 상에 형성된 본딩패드(2a)의 제1 본딩점(a)에 본딩한 후, 캐필러리(4)는 b점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다.
그런 다음, 상기 캐필러리(4)는 상기 LED 칩(2) 하부의 리드 프레임(1) 상에 형성된 본딩패드(1a)의 제2 본딩점(e)과 반대 방향으로 c점까지 수평 이동한다. 일반적으로, 캐필러리(4)를 제2 본딩점(e)과 반대 방향으로 이동시키는 것을 리버스 동작이라고 한다.
계속해서, 상기 캐필러리(4)는 d점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 이 후에, 상기 클램퍼(도시안함)는 닫히며, 클램퍼가 닫힌 후에는 캐필러리(4)가 이동하더라도 와이어(3)의 풀어내기는 행해지지 않는다.
그 후에, 상기 캐필러리(4)는 원호운동하여 제2 본딩점(e)까지 이동하고, 상기 제2 본딩점(e)에 와이어(3)가 본딩된다.
이와 같은 방법으로 본딩된 종래의 와이어 루프의 형상은 도 2에 도시한 바와 같다. 그런데, 도 2에 도시한 바와 같이, 종래에는 와이어 루프의 높이가 일정한 높이로 형성됨으로써, 상기 와이어를 덮는 인캡슐레이션(encapsulation), 즉 몰드(mold)도 일정 두께 이상으로 형성되어야 신뢰성을 보장할 수 있다.
특히 고광속, 고광도의 사이드-뷰 LED 패키지를 구현하기 위해서는 낮은 높이의 사출 프리 몰드(pre-mold)가 필요하고, 또한 SMD LED 패키지의 슬림화를 위해서는 트랜스퍼 몰드(transfer mold)의 두께를 감소시켜야 한다.
결국, LED 패키지의 두께가 LED 패키지를 사용하는 모든 기기의 특성 및 사 이즈(size)를 좌우하기 때문에, 와이어 루프의 높이가 높으면 사이드-뷰 LED 및 SMD LED 패키지의 두께를 감소시키는 것은 물론, 이들 LED 패키지가 적용되는 기기의 특성을 향상시키는 데 한계가 있으며, 상기 기기의 사이즈를 감소시키는 것 역시 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 와이어 루프의 높이를 최소화하여 LED 패키지의 두께를 감소시킴으로써 LED 패키지가 적용되는 기기의 특성을 향상시키고, 그 사이즈는 감소시킬 수 있는 와이어 본딩방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 와이어 본딩방법은, 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 있어서, 캐필러리를 이용하여 상기 제1 본딩점에 와이어의 선단을 본딩하는 단계; 상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 단계; 상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시키는 단계; 상기 캐필러리를 하강시킨 후, 상기 제2 본딩점의 방향으로 기울여 상승시키는 단계; 상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 단계; 상기 캐필러리를 상승시키는 단계; 및 상기 캐필러리 를 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시켜, 와이어를 상기 제2 본딩점에 본딩하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 캐필러리를 상승시키면서 와이어를 풀어내는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 와이어 본딩방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 루프 형상을 구현하기 위한 캐필러리의 궤적을 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(도시안함)는 열린 상태에서 캐필러리(4)가 하강하여, 와이어(3) 선단에 형성된 볼을 LED 칩(2) 상에 형성된 본딩패드(2a)의 제1 본딩점(A)에 본딩한다.
그 다음에, 상기 캐필러리(4)는 B점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 이어서, 상기 캐필러리(4)가, 상기 LED 칩(2) 하부의 리드 프레임(1) 상에 형성된 본딩패드(1a)의 제2 본딩점(L)과 반대 방향으로 C점까지 수평 이동한다. 일반적으로, 캐필러리(4)를 제2 본딩점(L)과 반대 방향으로 이동시키는 것을 리버스 동작이 라고 한다.
그 다음에, 캐필러리(4)는 D점까지 와이어(3)를 풀어내면서 상승한 후, 상기 D점으로부터 상기 제2 본딩점(L)의 방향으로 E점까지 수평 이동한다.
그런 다음, 캐필러리(4)는 E점에서 아래로 F점까지 수직 하강한 후, F점에서 상기 제2 본딩점(L)의 방향으로 기울면서 윗쪽의 G점까지 와이어(3)를 풀어내면서 상승한다.(A점∼G점; 제1단계)
그 후, 상기 캐필러리(4)는 H점까지 와이어(3)를 풀어내면서 상승하고, 다시 상기 제2 본딩점(L)과 반대 방향으로 이동, 즉 리버스 동작을 행하여 I점까지 수평 이동한다. 그리고 나서, 상기 캐필러리(4)는 와이어를 풀어내면서 J점까지 상승한다.(G점∼J점; 제2단계)
이 후에, 상기 클램퍼(도시안함)는 닫히며, 클램퍼가 닫힌 후에는 캐필러리(4)가 이동하더라도 와이어(3)의 풀어내기는 행해지지 않는다.
그런 후에, 상기 캐필러리(4)는 상기 제2 본딩점(L)의 방향으로 상기 제1 본딩점(A)의 위치에 대응하는 K점까지 수평 이동한 후, 제2 본딩점(L)까지 원호운동하여, 상기 제2 본딩점(L)에 와이어(3)가 본딩된다.(J점∼L점; 제3단계)
여기서, 도 4는 본 발명의 와이어 루프 형상을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따라 상기 제1단계∼제3단계를 거쳐 와이어 본딩을 수행하면, 도 4에 도시한 바와 같이 와이어 루프의 높이가 낮게 형성되어, LED 패키지의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이 때, 본 발명의 단계대로 와이어 본딩을 수행한 후, 와이어 루프의 높이를 측정한 결과, 종래의 와이어 루프 높이에 비해 약 80㎛ 정도의 높이를 낮출 수 있었다.
한편, 모바일폰 또는 PDA의 백라이트 광원으로 사용되는 사이드-뷰 LED 패키지의 경우, 고광속 및 고광도의 패키지를 구현하기 위해서 사출 프리 몰드의 낮은 높이가 요구되는데, 본 발명은 상기한 바와 같이 와이어 루프의 높이를 낮출 수 있으므로, 상기 사이드-뷰 LED 패키지의 프리 몰드 높이를 낮추어 고광속 및 고광도화에 기여할 수 있다.
또한, 모바일폰 키 패드의 광원으로 사용되는 SMD LED 패키지의 경우, 패키지의 슬림화를 위해서 트랜스퍼 몰드의 낮은 두께가 요구되는데, 본 발명은 상기 요구 조건을 충분히 충족시킬 수 있어, SMD LED 패키지의 슬림화를 이룰 수 있다.
결국, 본 발명은 와이어 루프의 높이를 최소화함으로써 사이드-뷰 LED 및 SMD LED 패키지의 두께를 감소시킬 수 있으므로, 이들 LED 패키지가 적용되는 기기의 특성을 향상시키는 데 기여할 수 있으며, 상기 기기의 사이즈 역시 감소시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범 위에 속하는 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 본딩방법에 의하면, 와이어 루프의 높이를 최소화함으로써, 사이드-뷰 LED 및 SMD LED 패키지의 몰드 두께를 감소시켜, LED 패키지 전체의 두께를 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 LED 패키지가 적용되는 모든 기기의 특성을 향상시키는 데 기여할 수 있고, 상기 기기의 사이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 제1 본딩점과 제2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 있어서,
    캐필러리를 이용하여 상기 제1 본딩점에 와이어의 선단을 본딩하는 단계;
    상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 단계;
    상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시키는 단계;
    상기 캐필러리를 하강시킨 후, 상기 제2 본딩점의 방향으로 기울여 상승시키는 단계;
    상기 캐필러리를 상승시킨 후, 상기 제2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 리버스 동작을 행하는 단계;
    상기 캐필러리를 상승시키는 단계; 및
    상기 캐필러리를 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시켜, 와이어를 상기 제2 본딩점에 본딩하는 단계;
    를 포함하는 와이어 본딩방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐필러리를 상승시키는 단계는, 상기 와이어를 풀어내면서 상기 캐필러리를 상승시키는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐필러리를 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시켜, 와이어를 상기 제2 본딩점에 본딩하는 단계는, 상기 와이어를 클램퍼로 고정하여 와이어를 풀어내지 않으면서 행하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캐필러리를 상기 제2 본딩점의 방향으로 이동시켜, 와이어를 상기 제2 본딩점에 본딩하는 단계는, 상기 캐필러리를 상기 제2 본딩점의 방향으로 상기 제1 본딩점의 위치에 대응하는 지점까지 수평 이동한 후, 상기 제2 본딩점까지 원호운동하여 상기 제2 본딩점에 와이어를 본딩하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
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