KR100799202B1 - 와이어 본더 헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 와이어 본더 헤드는, 반도체 칩과 리드 프레임을 전기적으로 연결시키기 위한 와이어가 삽입되어 있는 캐피러리와; 캐피러리를 단부에 고정 설치하고, 캐피러리를 미세하게 운동시키는 트랜스듀서 혼; 및 트랜스듀서 혼이 삽입되어 고정되는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공 내의 면상에 관통공의 원주방향으로 상호 이격되게 형성된 3개의 제1돌기부들과, 제1돌기부들과 관통공의 길이방향으로 소정간격 이격되게 형성된 3개의 제2돌기부들이 형성된 홀더;를 구비한다.

Description

와이어 본더 헤드{Wire bonder head}
도 1은 종래 와이어 본더 헤드의 일예를 도시한 사시도.
도 2a는 종래 홀더의 일예를 도시한 평단면도.
도 2b는 도 2a의 측단면도.
도 3은 종래 홀더의 다른 예를 도시한 평단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 와이어 본더 헤드에 대한 분해 사시도.
도 5는 도 4의 홀더에 대한 측단면도.
도 6a는 다른 실시예에 따른 홀더를 도시한 평면도.
도 6b는 도 6의 홀더에 대한 측단면도.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
11,41..캐피러리 12,42..트랜스듀서 혼
13,21,31,43,61..홀더 51.63..제1돌기부
52,64..제2돌기부 65..보조 돌기부
본 발명은 와이어 본더 헤드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 트랜스듀서 혼 을 고정하는 홀더의 구조가 개선된 와이어 본더 헤드에 관한 것이다.
일반적인 반도체 칩 패키지의 조립공정은 반도체 칩을 제조한 후, 그 반도체 칩을 리드 프레임 패드에 부착하는 다이 본딩 공정을 진행하게 되고, 그 다이 본딩 공정이 끝나면 그 반도체 칩과 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공정을 수행하게 된다. 이 중 와이어 본딩 공정을 수행하는 장치가 와이어 본더(wire bonder)이다.
와이어 본더에 있어서, 와이어 본더 헤드의 일예가 도 1에 도시되어 있다.
와이어 본더 헤드는 와이어가 공급되는 캐피러리(capillary, 11)와, 캐피러리(11)를 상하로 미세 이동시키는 트랜스듀서 혼(transducer horn,12), 및 트랜스듀서 혼(12)을 고정하고 있는 홀더(13)를 포함하여 구성된다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래 홀더의 일예를 도시한 평단면도 및 측단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 홀더(21)에는 원형의 관통공(22)이 형성되어 있으며, 관통공(22)의 면상에는 3개의 돌기부(23)가 형성되어 있다. 이 돌기부(23)는 소정 폭과 높이를 가지고 관통공(22)의 길이방향으로 연속적으로 형성되어 있다.
홀더(21)의 관통공(22)에는 트랜스듀서 혼(12)이 삽입된다. 홀더(21)의 일측은 관통공(22)과 연통되게 절개된 절개부(24)가 형성되어 있다. 이 절개부(24)로 구획된 상하부에는 각각 나사공(25)들이 형성되어 있으며, 상기 나사공(25)들에는 볼트(26)와 같은 체결수단에 의하여 체결되어, 관통공(22)에 삽입된 트랜스듀서 혼(12)을 고정시키게 된다. 한편, 홀더(21)의 후면에 형성된 나사공을 통하여 다른 부재와 나사결합되어 홀더(21)가 고정된다.
한편, 도 3에는 홀더의 다른 예가 도시되어 있는데, 도시된 홀더(31)에는 그 내면에 돌기부가 형성되지 않은 원형 단면의 관통공(32)을 가지고 있다.
그런데, 상기와 구성을 가지는 와이어 본더 헤드에 있어서, 홀더에 트랜스듀서 혼을 고정하기 위하여, 볼트 등에 의하여 체결될 때, 홀더의 돌기부는 홀더의 관통공의 길이방향으로 길게 형성되어 있음으로 인하여, 유연성이 결여되어 응력 집중 및 비틀림이 생길 수 있다.
그리고, 홀더의 관통공에 돌기부가 형성되지 않은 경우에는 보다 많은 체결력이 요구되며, 이에 따라 홀더 내에 고정되는 트랜스듀서 혼의 변형이 크게 될 수가 있다. 상기와 같은 현상은 트랜스듀서 혼의 제어를 정확하게 이루어지지 않게 하는 문제점을 야기할 수 있으며, 트랜스듀서 혼을 동작시키기 위한 전류가 보다 많이 요구되어 트랜스듀서 혼을 구동시키는 구동부의 부하를 가중시키는 원인이 된다.
따라서, 홀더는 와이어 본더의 사용 중에 트랜스듀서 혼의 위치가 안정되게 고정할 수 있어야 하며, 트랜스듀서 혼의 고정 전후에 임피던스 변화를 최소화할 수 있을 것이 요망된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 트랜스듀서 혼이 삽입되는 홀더의 관통공 면상에 관통공의 길이방향으로 3쌍 또는 4쌍의 돌기부를 소정간격 이격되게 형성함으로써, 트랜스듀서 혼을 안정되게 고정할 수 있고, 트랜스듀서 혼의 고정 전후에 임피던스 변화를 최소화할 수 있는 와이어 본더 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와이어 본더 헤드는, 반도체 칩과 리드 프레임을 전기적으로 연결시키기 위한 와이어가 삽입되어 있는 캐피러리와; 상기 캐피러리를 단부에 고정 설치하고, 캐피러리를 미세하게 운동시키는 트랜스듀서 혼; 및 상기 트랜스듀서 혼이 삽입되어 고정되는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 관통공 내의 면상에 관통공의 원주방향으로 상호 이격되게 형성된 3개의 제1돌기부들과, 상기 제1돌기부들과 상기 관통공의 길이방향으로 소정간격 이격되게 형성된 3개의 제2돌기부들이 형성된 홀더;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1돌기부들 사이, 및 제2돌기부들 사이에는, 제1, 2돌기부의 원주방향의 폭보다 크거나 같은 폭을 가지는 보조 돌기부가 각각 하나씩 더 구비되어 트랜스듀서 혼이 홀더에 고정될 때 발생되는 변형을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 와이어 본더 헤드에 대한 분해 사시도이다. 그리고, 도 5는 도 4의 홀더에 대한 측단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 와이어 본더 헤드는, 기본적으로 와이어가 공급되는 캐피러리(41)와, 상기 캐피러리(41)를 미세 이동시키는 트랜스듀서 혼(42), 및 상기 트랜스듀서 혼(42)을 고정하고 있는 홀더(43)를 구비한다.
상기 캐피러리(41)는 트랜스듀서 혼(42)의 단부에 끼움 고정되어 있으며, 상기 캐피러리(41)에는 와이어가 삽입되어진다. 상기 캐피러리(41)는 반도체 칩과 접촉하게 되고, 캐피러리(41)에 삽입된 와이어는 반도체 칩과 리드 프레임을 전기적으로 연결하게 된다.
상기 트랜스듀서 혼(42)의 후방부에는 압전기(壓電氣) 진동자(미도시)가 설치되어, 초음파 진동을 발생시키며, 발생된 진동은 트랜스듀서 혼(42)을 통하여 트랜스듀서 혼(42)의 전방부로 증폭되어 트랜스듀서 혼(42)의 전방부에 설치된 캐피러리(41)로 전달된다. 따라서, 캐피러리(41)를 미세하게 운동시키는 것이 가능해진다.
상기 홀더(43)에는 트랜스듀서 혼(42)이 길이방향으로 삽입가능하게 원형의 관통공(44)이 형성되어 있으며, 상기 홀더(43)의 일측은 관통공(44)과 연통되게 절개된 절개부(45)가 형성되어 있다. 상기 절개부(45)로 구획된 상하부에는 각각 나사공(46)이 형성되어 나사공(46)을 통하여 볼트(47)와 같은 체결수단에 의하여 체결됨으로써, 관통공(44)에 삽입된 트랜스듀서 혼(42)을 고정시키게 된다.
상기 관통공(44) 내의 면상에는 3개의 제1돌기부(51)들과, 3개의 제2돌기부(52)들이 형성되어 있다. 상기 제1,2돌기부(51,52)들은 각각 소정 폭과 높이를 가진다. 상기 제1,2돌기부(51,52)들은 관통공(44)의 길이방향으로 상호 소정간격 이격되게 형성되어 있다. 즉, 관통공(44)의 전방부에는 제1돌기부(51)가, 그 후방부에는 제2돌기부(52)가 형성되어 있다.
상기 제1,2돌기부(51,52)들은 관통공(44)의 길이방향으로 도면에 도시된 것처럼, 서로 마주보게 형성되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1돌기부(51)들 및 제2돌기부(52)들은 상호 엇갈리게 교호적으로 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 제1돌기부(51)들과 제2돌기부(52)들은 각각 관통공(44)의 원주방향으로 120°씩 배치되는 것이 바람직하나, 불규칙적으로 배치되는 것도 가능하다.
상기와 같이 제1,2돌기부(51,52)들이 상호 이격되어 있게 되면, 홀더(43)에 트랜스듀서 혼(42)이 볼트(47)에 의하여 고정될 때, 체결력을 분산시킬 수 있는 유연성을 지닐 수 있는 한편, 트랜스듀서 혼(42)을 홀더(43)에 보다 안정되게 고정할 수 있는 효과가 있다.
도 6a는 다른 실시예에 따른 홀더에 대한 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 홀더에 대한 측단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 홀더(61)의 관통공(62) 내의 면상에는 전술한 실시예와 같은 제1돌기부(63)들 및 제2돌기부(64)들이 형성된다. 상기 제1돌기부(63)들 사이 및 제2돌기부(64)들 사이에는 보조 돌기부(65)가 각각 하나씩 더 형성되어 있다. 상기 보조 돌기부(65)의 높이 및 길이는 제1,2돌기부(63,64)와 동일하고, 폭은 제1,2돌기부(63,64)의 폭보다 같거나 큰 것이 바람직하다.
상기 보조 돌기부(65)는 관통공(62) 내의 홀더(61)의 절개부(66)가 형성된 부근, 보다 상세하게는 절개부(66)의 하부에 형성된 나사공(67) 근처의 관통공(62)에 설치되는 것이 바람직하다. 그 이유는 홀더(61)의 절개부(66)의 상하부에 형성된 나사공(67)에 볼트(68)를 체결하여 트랜스듀서 혼(42)을 고정할 때, 절개부(66) 의 하부에 형성된 나사공(67) 근처의 관통공(62) 측에는 보다 많은 체결력이 가해지므로, 상기와 같이 폭이 넓은 보조 돌기부(65)를 위치시키게되면 체결력에 따른 트랜스듀서 혼(42)의 변형을 최소화할 수 있기 때문이다.
상기 제1돌기부(63)들 및 이들 사이에 형성된 보조 돌기부(65)와, 제2돌기부(64)들 및 이들 사이에 형성된 보조 돌기부(65)는 각각 관통공의 원주방향을 따라 90°마다 배치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 불규칙적으로 배치되는 것도 가능하다. 또한, 관통공(62)의 전방부에 형성된 제1돌기부(63)들 및 보조 돌기부(65)와, 관통공(62)의 후방부에 형성된 제2돌기부(64)들 및 보조 돌기부(65) 간에는 상호 교호적으로 배치되는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 트랜스듀서 혼이 삽입되는 홀더의 관통공 내의 면상에 관통공의 길이방향으로 상호 이격되도록 제1,2돌기부들 및 보조 돌기부들을 형성함으로써, 트랜스듀서 혼의 위치가 안정되도록 고정할 수 있다. 또한, 트랜스듀서 혼의 고정 전후에 임피던스 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 반도체 칩과 리드 프레임을 전기적으로 연결시키기 위한 와이어가 삽입되어 있는 캐피러리와;
    상기 캐피러리를 단부에 고정 설치하고, 캐피러리를 미세하게 운동시키는 트랜스듀서 혼; 및
    상기 트랜스듀서 혼이 삽입되어 고정되는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 관통공 내의 면상에 관통공의 원주방향으로 상호 이격되게 형성된 3개의 제1돌기부들과, 상기 제1돌기부들과 상기 관통공의 길이방향으로 소정간격 이격되게 형성된 3개의 제2돌기부들이 형성된 홀더;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 와이어 본더 헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1돌기부들과 제2돌기부들은 각각 관통공의 원주 방향으로 120°마다 배치된 것을 특징으로 하는 와이어 본더 헤드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2돌기부들은 상호 교호적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 헤드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1돌기부들 사이, 및 제2돌기부들 사이에는, 제1, 2돌기부의 원주방향 의 폭보다 크거나 같은 폭을 가지는 보조 돌기부가 각각 하나씩 더 구비되어 트랜스듀서 혼이 홀더에 고정될 때 발생되는 변형을 최소화하는 것을 특징으로 하는 와이어 본더 헤드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1돌기부들 및 보조 돌기부와, 제2돌기부들 및 보조 돌기부는 각각 관통공의 원주 방향으로 90°마다 배치된 것을 특징으로 하는 와이어 본더 헤드.
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