KR100808510B1 - 와이어 본딩 방법 - Google Patents

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KR100808510B1
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다츠나리 미이
도시히코 도야마
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

기존의 와이어 본딩 장치를 조금도 개조하지 않고 볼레스 본딩을 도모할 수 있는 동시에, 본딩의 접합성의 향상을 도모할 수 있다.
테일부(11)를 캐필러리(6)의 선단부로부터 약간 돌출한 길이로 형성한다. 제 1 본딩 공정은, 테일부(11)를 제 1 본드점에 본딩하여 하부 제 1 본딩부(20)를 형성하고, 이 하부 제 1 본딩부(20)상에 와이어(10)를 포개서 접속하여 중간 제 1 본딩부(22)를 형성하고, 또한 중간 제 1 본딩부(22)상에 와이어(10)를 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부(24)를 형성한다. 제 2 본딩 공정은 와이어(10)를 제 2 본드점에 본딩하여 하부 제 2 본딩부(30)를 형성하고, 이 하부 제 2 본딩부(30)위에 재차 와이어(10)를 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부(32)를 형성한다.
제 1 본드점, 제 2 본드점, 와이어 본딩 방법, 와이어 절단공정, 테일부, 캐필러리, 와이어

Description

와이어 본딩 방법{WIRE BONDING METHOD}
도 1은 본 발명의 와이어 본딩 방법의 1실시형태를 도시하는 공정도이다.
도 2는 도 1의 계속된 공정도이다.
도 3은 도 2의 계속된 공정도이다.
(부호의 설명)
1 회로기판 2 패드
3 다이 4 배선
5 클램퍼 6 캐필러리
10 와이어 11 테일부
20 하부 제 1 본딩부 22 중간 제 1 본딩부
24 상부 제 1 본딩부 25 제 1 본딩부
30 하부 제 2 본딩부 32 상부 제 2 본딩부
33 제 2 본딩부
본 발명은 와이어 본딩 방법에 관한 것이며, 특히 저루프화에 적합한 와이어 본딩 방법에 관한 것이다.
제 1 본드점에 볼을 본딩하는 볼 본딩 방법은, 와이어 직경의 약 3∼4배의 볼을 찌부러뜨려서 접합시키기 때문에, 많은 면적을 필요로 하여, 파인 피치화의 요망에 부응할 수 없다. 또 볼의 넥부는 재결정영역으로 되어 있어, 단단해서 깨지기 쉽기 때문에, 와이어 루프는 재결정영역 부분보다 상측 부분으로부터 구부릴 필요가 있다. 이 때문에, 저루프화의 요망에 응할 수 없다.
이 개선책으로서의, 제 1 본드점에 와이어 자체를 본딩하는 볼레스 본딩 방법은 볼을 형성하지 않으므로 파인 피치화 및 저루프화에 적합하다. 이 종류의 와이어 본딩 방법으로서, 예를 들면 특허문헌 1 및 2를 들 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특개평7-147296호 공보
[특허문헌 2] 일본 특개2002-64117호 공보
특허문헌 1은 캐필러리로부터 돌출한 와이어 선단부의 근방에 와이어 굴곡용 로드가 배열 설치되어 있다. 제 1 본드점에 와이어를 본딩하기 전에 와이어 굴곡용 로드가 이동하여 와이어 선단부를 캐필러리의 하면으로 구부린다.
특허문헌 2는 캐필러리의 와이어 공급구멍을 둘러싸듯이 복수개의 전자석 또는 방사상으로 배치된 복수의 흡인 구멍으로 이루어지는 흡인 유지수단을 설치하고 있다. 이 흡인 유지수단에 전원 또는 부압 발생수단의 출력이 전환 수단에 의해 흡인하는 방향이 바꾸어지도록 되어 있다.
특허문헌 1 및 2는 종래의 와이어 본딩 장치에 와이어 굴곡용 로드 또는 흡 인 유지수단을 설치할 필요가 있다. 또 단지 와이어를 1회 본딩하는 것 뿐이므로, 접합성에 문제가 있었다.
또 특허문헌 1은, 와이어 선단부를 와이어 굴곡용 로드로 강제적으로 구부리므로, 구부림의 미스는 발생하지 않아 신뢰성을 갖지만, 와이어 굴곡용 로드의 이동하는 방향에 의해 와이어 선단부가 구부러지는 방향이 결정되어버린다. 즉 본딩면에 세게 눌리는 와이어의 눕는 방향이 결정된다. 이 때문에, 와이어 본딩할 수 있는 방향이 제한되어, 다른 방향으로 와이어 본딩하기 위해서는, 워크를 회전시킬 필요가 있다.
특허문헌 2는 와이어 선단부를 임의의 방향(실시예는 4 방향)으로 전자석 또는 흡인 구멍에 의한 흡인 유지수단으로 구부리는 것이지만, 캐필러리의 하단에 거의 수직하게 뻗은 직경 약 20∼50㎛의 와이어를 상기한 간접적인 수단으로 구부리는 것은 구부림의 신뢰성이 낮다. 또 전자석에 의한 경우에는, 와이어의 재질은 자성재일 필요가 있어, 통상 사용되고 있는 알루미늄, 금, 구리 등은 그대로는 사용할 수 없다.
본 발명의 과제는, 기존의 와이어 본딩 장치를 조금도 개조하는 않고 볼레스 본딩을 도모할 수 있는 동시에, 본딩의 접합성의 향상을 도모할 수 있는 와이어 본딩 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항 1은 제 1 본드점에 제 1 본딩을 행한 후, 제 2 본드점에 제 2 본딩을 행하고, 제 1 본드점과 제 2 본드점 사이 를 와이어로 접속하는 와이어 본딩 방법에 있어서,
상기 제 2 본딩 공정에서의 와이어 절단공정에 의해 형성되는 테일부를, 캐필러리의 선단부로부터 약간 돌출한 길이로 형성하고,
상기 제 1 본딩 공정은, 상기 테일부를 제 1 본드점에 본딩하여 하부 제 1 본딩부를 형성하는 공정과, 캐필러리를 상승 및 상기 하부 제 1 본딩부의 상방으로 이동시키고, 그 후 캐필러리를 하강시켜 와이어를 상기 하부 제 1 본딩부상에 포개서 접속하여 중간 제 1 본딩부를 형성하는 공정과, 재차 캐필러리를 상승 및 상기 중간 제 1 본딩부의 상방으로 이동시키고, 그 후 캐필러리를 하강시켜 와이어를 상기 중간 제 1 본딩부상에 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부를 형성하는 공정으로 이루어지고,
상기 제 2 본딩 공정은, 와이어를 제 2 본드점에 본딩하여 하부 제 2 본딩부를 형성하는 공정과, 캐필러리를 상승 및 상기 하부 제 2 본딩부의 윗쪽에 이동시키고, 그 후 캐필러리를 하강시켜 와이어를 상기 하부 제 2 본딩부상에 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부를 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명의 와이어 본딩 방법의 1실시형태를 도 1 내지 도 3에 의해 설명한다. 도 3(d)에 도시하는 바와 같이, 세라믹 기판이나 프린트 기판 또는 리드프레임 등으로 이루어지는 회로기판(1)상에는 패드(2)가 형성된 다이(3)가 마운트 되어 있다. 또 회로기판(1)에는 배선(4)이 형성되어 있다.
먼저, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 클램퍼(5)를 통하여 캐필러리(6)에 삽 입된 와이어(10)의 테일부(11)는 캐필러리(6)의 하단으로부터 약간 돌출되고, 이 캐필러리(6)의 하면 방향으로 굽혀진 상태에 있다. 또 와이어(10)를 클램핑 하는 클램퍼(5)는 닫힌 상태에 있다.
상기의 상태에서 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)가 하강하여 제 1 본드점인 배선(4)에 테일부(11)를 본딩하여 하부 제 1 본딩부(20)를 형성한다. 이 경우, 종래와 같이 와이어(10)를 캐필러리(6)로 완전하게 눌러 찌부러뜨려서 본딩하는 것이 아니고, 하부 제 1 본딩부(20)는 캐필러리(6)의 하면이 배선(4)의 상면에 접촉하지 않고, 또한 와이어(10)가 절단되지 않는 범위내에 캐필러리(6)를 하강시켜서 형성한다. 또 클램퍼(5)는 열린 상태가 된다.
다음에 도 1(c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 상승시키고, 이어서 도 1(d)에 도시하는 바와 같이, 하부 제 1 본딩부(20)의 상방으로 이동시킨다. 다음에 도 1(e)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 하강시킥, 도 1(d)에 도시하는 와이어 부분(21)을 구부리고 하부 제 1 본딩부(20)상에 와이어 부분(21)을 본딩하여 중간 제 1 본딩부(22)를 형성한다.
다음에 도 1(f)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 상승시키고, 이어서 도 1(g)에 도시하는 바와 같이, 중간 제 1 본딩부(22)의 상방으로 이동시킨다. 다음에 도 1(h)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 하강시키고, 도 1(g)에 도시하는 와이어 부분(23)을 구부리고 중간 제 1 본딩부(22)상에 와이어 부분(23)을 본딩하여 상부 제 1 본딩부(24)를 형성하고, 제 1 본딩부(25)로 한다.
그 후는 제 2 본드점인 패드(2)상에 와이어(10)를 접속한다. 우선, 주지의 리버스 동작을 행하게 한다. 즉, 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 상승시킨다. 이 상승높이는 도 2(d)에 도시하는 다이(3)보다 약간 높은 위치로 한다. 다음에 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 제 1 본드점인 다이(3)와 반대 방향으로 이동시키는, 소위 리버스 동작을 행하게 한다. 이것에 의해, 굴절부(26)가 형성된다.
다음에 도 2(c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 상승시킨다. 이어서 도 2(d)에 도시하는 바와 같이 패드(2)의 방향으로 이동하여 와이어(10)를 풀어내고, 그 후 하강하여 패드(2)에 와이어(10)를 본딩하여, 하부 제 2 본딩부(30)를 형성한다. 이 경우, 종래와 같이 와이어(10)를 캐필러리(6)로 완전하게 눌러 찌부러뜨려서 본딩하는 것은 아니고, 하부 제 2 본딩부(30)는 캐필러리(6)의 하면이 패드(2)의 상면에 접촉하지 않고, 또한 와이어(10)가 절단되지 않는 범위 내에 캐필러리(6)를 하강시켜서 형성한다.
다음에 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 상승시키고, 이어서 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 배선(4)측으로 이동시킨다. 다음에 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(6)를 하강시켜, 도 3(b)에 도시하는 와이어 부분(31)을 구부리고 하부 제 2 본딩부(30)상에 와이어 부분(31)을 본딩하여 상부 제 2 본딩부(32)를 형성하고, 제 2 본딩부(33)로 한다.
다음에 캐필러리(6)을 약간 상승시키고, 이어서 클램퍼(5)가 닫치고, 도 3(d)에 도시하는 바와 같이, 클램퍼(5) 및 캐필러리(6)를 함께 횡방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 와이어(10)는 제 2 본딩부(33)의 근원에서 절단되는 동시에, 캐필러리(6)의 하단으로부터 돌출한 테일부(11)가 형성된다.
이와 같이, 테일부(11)를 캐필러리(6)의 선단부로부터 약간 돌출한 길이로 형성하므로, 특별한 장치를 사용하지 않아도 볼레스 본딩을 할 수 있다. 또, 제 1 본딩 공정은, 테일부(11)를 제 1 본드점에 본딩하여 하부 제 1 본딩부(20)를 형성하고, 이 하부 제 1 본딩부(20)상에 와이어(10)를 포개서 접속하여 중간 제 1 본딩부(22)를 형성하고, 또한 중간 제 1 본딩부(22)상에 와이어(10)를 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부(24)를 형성하므로, 제 1 본드점의 본딩의 접합성이 향상된다. 제 2 본딩 공정은 와이어(10)를 제 2 본드점에 본딩하여 하부 제 2 본딩부(30)을 형성하고, 이 하부 제 2 본딩부(30)상에 재차 와이어(10)를 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부(32)를 형성하므로, 제 2 본드점에 있어서도 본딩의 접합성이 향상된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제 1 본드점이 배선(4)이고, 제 2 본드점이 패드(2)인 경우(「이하, 「역 본드」라고 함)에 대해 설명했는데, 반대로 제 1 본드점이 패드(2)이고, 제 2 본드점이 배선(4)인 경우(「이하, 「정 본드」라고 함)에도 적용할 수 있다. 또, 제 1 본드점이 배선(4) 또는 패드(2)뿐인 경우가 아니라, 양자의 조합, 정 본드―>역 본드―>정 본드 또는 역 본드―>정 본드→역 본드의 순으로 본딩해도 된다. 이 경우에는, 캐필러리(6)의 이동시간을 단축할 수 있어, 생산성이 향상된다.
테일부를 캐필러리의 선단부보다 약간 돌출한 길이로 형성하므로, 특별한 장 치를 사용하지 않아도 볼레스 본딩을 할 수 있다.
또, 제 1 본딩 공정은, 테일부를 제 1 본드점에 본딩하여 하부 제 1 본딩부를 형성하고, 이 하부 제 1 본딩부상에 와이어를 포개서 접속하여 중간 제 1 본딩부를 형성하고, 또한 중간 제 1 본딩부상에 와이어를 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부를 형성하므로, 제 1 본드점의 본딩의 접합성이 향상한다.
제 2 본딩 공정은, 와이어를 제 2 본드점에 본딩하여 하부 제 2 본딩부를 형성하고, 이 하부 제 2 본딩부상에 재차 와이어를 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부를 형성하므로, 제 2 본드점에서도 본딩의 접합성이 향상한다.

Claims (1)

  1. 제 1 본드점에 제 1 본딩을 행한 후, 제 2 본드점에 제 2 본딩을 행하고, 제 1 본드점과 제 2 본드점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩 방법에 있어서,
    상기 제 2 본딩 공정에서의 와이어 절단공정에 의해 형성되는 테일부를 캐필러리의 선단부로부터 약간 돌출한 길이로 형성하고,
    상기 제 1 본딩 공정은, 캐필러리의 하면이 제 1 본드점의 상면에 접촉하지 않고 또한 와이어가 절단되지 않는 범위 내에서 캐필러리를 하강시켜서 상기 테일부를 제 1 본드점에 본딩하여 하부 제 1 본딩부를 형성하는 공정과, 캐필러리를 상승 및 상기 하부 제 1 본딩부의 상방으로 이동시키고, 그 후 캐필러리를 하강시키고 와이어를 상기 하부 제 1 본딩부상에 포개서 접속하여 중간 제 1 본딩부를 형성하는 공정과, 재차 캐필러리를 상승 및 상기 중간 제 1 본딩부의 상방으로 이동시키고, 그 후 캐필러리를 하강시키고 와이어를 상기 중간 제 1 본딩부상에 포개서 접속하여 상부 제 1 본딩부를 형성하는 공정으로 이루어지고,
    상기 제 2 본딩 공정은, 캐필러리의 하면이 제 2 본드점의 상면에 접촉하지 않고 또한 와이어가 절단되지 않는 범위 내에서 캐필러리를 하강시켜서 와이어를 제 2 본드점에 본딩하여 하부 제 2 본딩부를 형성하는 공정과, 캐필러리를 상승 및 상기 하부 제 2 본딩부의 상방으로 이동시키고, 그 후 캐필러리를 하강시키고 와이어를 상기 하부 제 2 본딩부상에 포개서 접속하여 상부 제 2 본딩부를 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 방법.
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