KR102443487B1 - 반도체 장치의 강화된 강성을 갖는 전기적 연결부 및 그 형성방법 - Google Patents

반도체 장치의 강화된 강성을 갖는 전기적 연결부 및 그 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강화된 강성을 갖는 반도체 장치의 강화된 강성을 갖는 전기적 연결부 및 그 형성방법에 관한 것으로, 제1 본딩 지점에서 제1 본딩되는 제1 선단 그리고 제2 본딩 지점에서 제2 본딩된 제2 선단을 갖는 와이어 루프를 포함한다. 상기 제2 본딩은 상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 연장되고 상기 제2 본딩 지점 상에서 폴딩된 와이어를 갖는 폴딩부를 포함한다. 상기 폴딩부는 상기 와이어 루프의 제2 선단과 연결되고 상기 제1 본딩 지점을 향해 연장된 제1 폴딩부, 제1 폴딩부 상에 제공된 제2 폴딩부, 그리고 상기 제2 폴딩부의 일부가 돌출된 테일을 포함한다. 상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 이룬다. 상기 제2 폴딩부의 상면은 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스된 경사면을 포함한다.

Description

반도체 장치의 강화된 강성을 갖는 전기적 연결부 및 그 형성방법{ADVANCEDLY STRENGTHENED ELECTRICAL INTERCONNECTIONS FOR SEMICONDUCTOR DEVICES AND METHODS FOR FORMING THE SAME}
본 발명은 반도체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 강성이 강화된 반도체 장치의 전기적 연결부 및 그 형성방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 본딩 패드나 리드를 다른 전기적 장치(예: 반도체 소자, 인쇄회로기판, 인터포저 등)의 본딩 패드나 리드에 전기적으로 연결하기 위한 다양한 기술이 있다. 그 중의 하나가 널리 쓰이는 본딩 와이어이다. 본딩 와이어의 강성이나 접착력은 반도체 제품의 전기적 및 기계적 내구성에 영향을 미치는 주요 인자이다.
본 발명의 목적은 강화된 강성을 갖는 반도체 장치의 전기적 연결부 및 그 형성방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 접착력이 향상된 반도체 장치의 전기적 연결부 및 그 형성방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부는 캐필러리의 리본형 궤적을 따르는 이동에 의해 형성되는 폴딩부를 갖는 본딩 와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부는: 제1 본딩 지점에 접착되고 상기 제1 본딩 지점에서 제1 본딩되는 제1 선단 그리고 상기 제1 본딩 지점으로부터 이격된 제2 본딩 지점에 접착되고 상기 제2 본딩 지점에서 제2 본딩된 제2 선단을 갖는 와이어 루프를 포함할 수 있다. 상기 제2 본딩은 상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 연장되고 상기 제2 본딩 지점 상에서 폴딩된 와이어를 갖는 폴딩부를 포함할 수 있다. 상기 폴딩부는: 상기 와이어 루프의 제2 선단과 연결되고 상기 제1 본딩 지점을 향해 연장된 제1 폴딩부; 상기 제1 폴딩부로부터 연장되고 상기 제1 폴딩부 상에 제공된 제2 폴딩부; 그리고 상기 제2 폴딩부의 일부가 돌출된 테일을 포함할 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와 접촉되어 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 이룰 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 상면은 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스된 경사면을 포함할 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제1 폴딩부는: 상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 연장된 제1 선단; 그리고 상기 제1 폴딩부의 제1 선단으로부터 연장되고 상기 와이어 루프의 제1 선단을 향하는 제2 선단을 포함할 수 있다. 상기 제1 폴딩부의 제2 선단은 상기 제1 폴딩부의 제1 선단으로부터 상기 제2 본딩 지점의 표면을 따라 연장될 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제2 폴딩부는: 상기 제1 폴딩부의 제2 선단으로부터 연장된 제1 선단: 그리고 상기 제2 폴딩부의 제1 선단으로부터 연장되고 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 향하는 제2 선단을 포함할 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 제1 선단은 상기 제1 폴딩부의 제2 선단으로부터 연속적인 곡선형으로 연장될 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제2 폴딩부의 제2 선단은 상기 제1 폴딩부의 제1 선단 상에 제공될 수 있다. 상기 계면은 상기 제2 본딩 지점과 이격될 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제2 폴딩부의 제2 선단은 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 감쌀 수 있다. 상기 계면은 상기 제2 본딩 지점에 연결될 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 테일은 상기 제2 폴딩부의 제2 선단으로부터 상기 제2 본딩 지점으로부터 멀어지는 방향을 따라 돌출될 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제1 폴딩부는 상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 상기 와이어 루프의 제1 선단을 향해 연장될 수 있다. 상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부로부터 연속적으로 그리고 상기 와이어 루프의 제2 선단을 향해 연장될 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 연장 방향은 상기 제1 폴딩부의 연장 방향과 반대일 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제1 본딩은 상기 제1 본딩 지점 상에 제공되고 상기 제1 본딩 지점에 전기적으로 연결된 볼을 포함할 수 있다. 상기 와이어 루프의 제1 선단은 상기 볼로부터 상기 와이어 루프의 제2 선단을 향해 연장되는 와이어를 포함할 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제1 본딩 지점과 상기 제2 본딩 지점과 동일하거나 상이한 레벨에 있을 수 있다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부는: 제1 본딩 패드와 볼 본딩되고 제2 본딩 패드와 스티치 본딩되는 와이어 루프를 포함할 수 있다. 상기 와이어 루프는: 상기 제1 본딩 패드에 볼 본딩되는 제1 선단; 상기 제2 본딩 패드에 스티치 본딩되는 제2 선단; 그리고 상기 제2 선단으로부터 연장되고 상기 제2 본딩 패드 상에서 폴딩된 와이어를 갖는 폴딩부를 포함할 수 있다. 상기 폴딩부는: 상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 상기 제2 본딩 패드의 표면을 따라 상기 제1 본딩 패드를 향해 연장된 제1 폴딩부; 상기 제1 폴딩부로부터 연속적으로 연장되고 상기 제1 폴딩부에 겹쳐져 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 형성하는 제2 폴딩부; 그리고 상기 제2 폴딩부의 상면 일부가 상기 제2 본딩 패드로부터 멀어지는 방향을 따라 돌출된 테일을 포함할 수 있다. 상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스되고 경사진 상면을 포함할 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제2 폴딩부는 상기 경사진 상면과 반대되는 하면을 포함할 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와 접촉되어 상기 계면을 이룰 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부 상에서 상기 제1 본딩 패드로부터 상기 폴딩부를 따라 상기 제2 본딩 패드를 향해 연장될 수 있다. 상기 제2 폴딩부는 상기 제2 본딩 패드에 접촉하지 않을 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부 상에서 상기 본딩 패드의 표면을 향해 더 연장되어 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 감쌀 수 있다. 상기 제1 폴딩부의 제1 선단은 상기 와이어 루프의 제1 선단으로부터 연장될 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 계면은 상기 제2 폴딩부로부터 상기 제1 폴딩부를 향해 오목하게 리세스된 곡선형을 가질 수 있다.
일 실시예의 전기적 연결부에 있어서, 상기 제1 본딩 패드와 상기 제2 본딩 패드는 서로 다른 전기적 장치에 제공될 수 있다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법은: 와이어가 제공되는 본딩 장치를 이용하여 제1 본딩 지점에 상기 와이어를 제공하여 제1 본딩하고; 상기 본딩 장치로부터 상기 와이어를 상기 제2 본딩 지점에 제공하여 상기 제1 본딩 지점과 상기 제2 본딩 지점 사이에 와이어 루프를 형성하고; 그리고 상기 본딩 장치로부터 상기 와이어를 제공하여 상기 와이어 루프가 접착된 상기 제2 본딩 지점에 제2 본딩하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 본딩하는 것은 상기 본딩 장치를 상기 제2 본딩 지점 상에서 리본형 궤적을 따라 이동시켜 상기 제2 본딩 지점에 접착된 상기 와이어 루프의 선단 상에 폴딩부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 리본형 궤적은: 상기 와이어 루프의 선단으로부터 수직하게 멀어지는 제1 상승 방향을 따르는 제1 궤적; 상기 와이어 루프의 선단 상에서 상기 제1 본딩 지점을 향해 그리고 상기 제2 본딩 패드로 인접하는 제1 하향 대각 방향을 따르는 제2 궤적; 상기 와이어 루프의 선단으로부터 수직하게 멀어지는 제2 상승 방향을 따르는 제3 궤적; 그리고 상기 와이어 루프의 선단 상에서 상기 제1 본딩 지점으로부터 상기 제2 본딩 지점을 향하는 그리고 상기 제2 본딩 패드로 인접하는 제2 하향 대각 방향이 그리는 제4 궤적을 포함할 수 있다.
일 실시예의 형성방법에 있어서, 상기 제2 본딩하는 것은: 상기 본딩 장치를 제4 궤적을 따라 이동시킨 이후에, 상기 본딩 장치를 상기 제2 본딩 지점을 향해 하강시키고; 그리고 상기 본딩 장치를 상기 제2 본딩 지점으로부터 상승시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예의 형성방법에 있어서, 상기 폴딩부는: 상기 와이어 루프의 선단과 연결되고 상기 제1 본딩 지점을 향해 연장된 제1 폴딩부; 상기 제1 폴딩부로부터 연장되고 상기 제1 폴딩부 상에 제공된 제2 폴딩부; 그리고 상기 제2 폴딩부의 일부가 돌출된 테일을 포함할 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와 접촉되어 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 이룰 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 상면은 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스된 경사면을 포함할 수 있다.
일 실시예의 형성방법에 있어서, 상기 제1 폴딩부는: 상기 와이어 루프의 선단으로부터 연장된 제1 선단; 그리고 상기 제1 폴딩부의 제1 선단으로부터 연장되고 상기 와이어 루프의 반대측 선단을 향하는 제2 선단을 포함할 수 있다. 상기 제1 폴딩부의 제2 선단은 상기 제1 폴딩부의 제1 선단으로부터 상기 제2 본딩 지점의 표면을 따라 연장될 수 있다. 상기 와이어 루프의 반대측 선단은 상기 제1 본딩 지점에 접착될 수 있다.
일 실시예의 형성방법에 있어서, 상기 제2 폴딩부는: 상기 제1 폴딩부의 제2 선단으로부터 연장된 제1 선단: 그리고 상기 제2 폴딩부의 제1 선단으로부터 연장되고 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 향하는 제2 선단을 포함할 수 있다. 상기 제2 폴딩부의 제1 선단은 상기 제1 폴딩부의 제2 선단으로부터 연속적인 곡선형으로 연장될 수 있다.
본 발명에 의하면, 캐필러리의 리본형 궤적을 따르는 이동으로 형성되는 폴딩부를 갖는 스티치 본딩이 가능해질 수 있다. 폴딩부가 스티치 본딩의 강성을 강화할 수 있으므로 본딩 와이어의 넥킹에 의한 손상이나 파괴를 방지할 수 있다. 게다가, 폴딩부가 스티치 본딩의 접착력을 강화할 수 있으므로 실제 사용시 혹은 본드 풀 테스트(Bond Full Test)시 본딩 와이어의 접착 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 반도체 장치의 전기적 및 기계적 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a 내지 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법을 도시한 단면도들이다.
도 2a 내지 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부에 있어서 본딩 와이어의 스티치 본딩을 구현하는 방법을 도시한 단면도들이다.
도 3a는 도 2f의 일부를 확대 도시한 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 다른 예를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 강화된 강성을 갖는 반도체 장치의 전기적 연결부 및 그 형성방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
<와이어 본딩의 일례>
도 1a 내지 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법을 도시한 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 제1 본딩 패드(115)를 갖는 제1 장치(110)와 제2 본딩 패드(125)를 갖는 제2 장치(120)가 제공될 수 있다. 일례로, 제1 장치(110)는 제2 장치(120) 상에 그리고 제2 본딩 패드(125)가 가려지지 않도록 제공될 수 있다. 다른 예로, 제1 장치(110)와 제2 장치(120)는 상하로 이격 제공될 수 있다. 또 다른 예로, 제1 장치(110)와 제2 장치(120)는 동일한 레벨 혹은 상이한 레벨 상에서 좌우 이격되어 제공될 수 있다 제1 장치(110)와 제2 장치(120) 중 적어도 어느 하나는 본딩 패드 대신에 리드 혹은 리드 프레임을 가질 수 있다.
제1 장치(110)와 제2 장치(120) 중 어느 하나는 반도체 칩이고 다른 하나는 인쇄회로기판이나 인터포저일 수 있다. 예컨대, 제2 장치(120)는 인쇄회로기판 혹은 인터포저이고 제1 장치(110)는 반도체 칩일 수 있다. 다른 예로, 제1 장치(110)와 제2 장치(120)는 동종 혹은 이종의 반도체 칩일 수 있다. 가령, 제1 장치(110)는 메모리 칩이고 제2 장치(120)는 로직 칩일 수 있다.
캐필러리(90)가 제1 본딩 위치, 가령 제1 본딩 패드(115) 상에 제공될 수 있다. 일례로, 캐필러리(90)는 제1 본딩 패드(115)로부터 일정 높이, 가령 일렉트릭 플레임-오프 높이(EFO height)에 상당하는 레벨에 있을 수 있다. 캐필러리(90)의 중심홀로부터 와이어(95)가 돌출될 수 있다. 와이어(95)는 금이나 구리와 같은 전도체일 수 있다. 캐필러리(90)의 하단으로부터 돌출된 와이어(95)에 전기적 스파크(80)가 제공되어 와이어(95)의 하단이 용융될 수 있다. 이에 따라, 캐필러리(97)의 하단에 자유 에어 볼(97: Free Air Ball)이 형성될 수 있다. 전기적 스파크(80) 대신에 초음파 에너지 혹은 열이 와이어(95)의 하단에 제공될 수 있다. 와이어(95)는 클램프(92)의 닫힘 동작에 의해 캐필러리(90)의 내부에서 이동이 제한될 수 있다. 이처럼 전기적 스파크(80)의 인가에 따른 일렉트릭 플레임 오프(Electric Flame Off)로써 자유 에어 볼(97)이 형성될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 클램프(92)가 닫힌 상태에서 캐필러리(90)가 제1 본딩 패드(115)를 향해 이동하고 자유 에어 볼(97)이 제1 본딩 패드(115)에 접촉할 수 있다. 자유 에어 볼(97)은 캐필러리(90)와 제1 본딩 패드(115) 사이에서 압착될 수 있다. 자유 에어 볼(97)이 제1 본딩 패드(115)에 본딩될 수 있도록 제1 장치(110)에 열 및/또는 초음파 에너지가 제공될 수 있다. 이로써 제1 본딩 패드(115)에 자유 에어 볼(97)이 본딩되는 볼 본딩(ball bonding) 혹은 제1 본딩이 구현될 수 있다.
도 1c를 참조하면, 캐필러리(90)가 제1 본딩 패드(115)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 클램프(92)는 열린 상태에 있을 수 있다. 캐필러리(90)의 상승에 의해 와이어(95)는 제1 본딩 패드(115)에 본딩된 자유 에어 볼(97)로부터 가령 수직하게 연장된 형상을 가질 수 있다.
도 1d를 참조하면, 제1 본딩 패드(115)로부터 상승된 캐필러리(90)가 제2 본딩 위치, 가령 제2 본딩 패드(125)를 향해 슬라이딩할 수 있다. 클램프(92)는 열린 상태에 있을 수 있다. 클램프(92)가 열린 상태에서의 캐필러리(90)의 슬라이딩으로써 캐필러리(90)의 하단으로부터 제공되는 와이어(95)는 캐필러리(90)의 슬라이딩을 따라 연장될 수 있다. 이로써 제1 본딩 패드(115)와 제2 본딩 패드(125) 사이에 와이어 루프(130)가 형성될 수 있다.
도 1e를 참조하면, 와이어 루프(130)로부터의 와이어(95)의 끊김없이 캐필러리(90)는 리본형 궤적(T)을 따라 이동할 수 있다. 클램프(92)는 열린 상태에 있을 수 있다. 클램프(92)의 열린 상태에서 리본형 궤적(T)을 따르는 캐필러리(90)의 이동은 제2 본딩 패드(125)에 접착되는 와이어 루프(130)의 끝부분에 폴딩부(140)를 형성할 수 있다. 클램프(92)가 닫힌 상태에서 캐필러리(90)가 제2 본딩 패드(125)로부터 멀어지는 방향으로의 이동에 의해 와이어(95)는 폴딩부(140)로부터 끊어질 수 있다. 선택적으로, 와이어(95)가 폴딩부(140)로부터 끊어질 때, 열이나 초음파 에너지가 와이어(95)에 인가될 수 있다.
이로써 와이어 루프(130)의 일부가 제2 본딩 패드(125)에 접착되는 스티치 본딩(stitch bonding) 혹은 제2 본딩이 구현될 수 있다. 스티치 본딩은 폴딩부(140)를 포함할 수 있다. 캐필러리(90)는 일렉트릭 플레임-오프 높이(EFO height)에 상당하는 레벨까지 상승할 수 있고, 이후에 새로운 와이어 본딩을 진행하거나 대기할 수 있다. 예컨대, 캐필러리(90)는 도 1a 내지 1e의 과정들을 반복할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 와이어 루프(130)의 제1 선단은 자유 에어 볼(97)이 제1 본딩 패드(115)에 전기적으로 연결된 볼 본딩 혹은 제1 본딩을 이룰 수 있고, 와이어 루프(130)의 제2 선단은 폴딩부(140)가 제2 본딩 패드(125)에 전기적으로 연결된 스티치 본딩 혹은 제2 본딩을 이룰 수 있다.
<스티치 본딩의 일례>
도 2a 내지 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 전기적 연결부에 있어서 본딩 와이어의 스티치 본딩을 구현하는 방법을 도시한 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 클램프(92)가 열린 상태에서 캐필러리(90)는 제2 본딩 패드(90)로부터 멀어지는 제1 방향(D1)을 따라 이동하는 제1 상승 동작을 할 수 있다. 클램프(92)의 열림과 캐필러리(90)의 상승 동작에 의해 와이어(95)는 와이어 루프(130)로부터의 연장될 수 있다. 와이어(95)는 제2 본딩 패드(125)로부터 실질적으로 수직하게 연장되거나, 혹은 제2 본딩 패드(125)와 캐필러리(90) 사이에서 적어도 일부가 만곡될 수 있다. 일례에 따르면, 캐필러리(90)가 제1 상승 동작할 때 혹은 제1 상승 동작 이전에 자유 에어 볼(FAB)의 형성 과정을 스킵할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 제1 방향(D1)을 따라 이동된 캐필러리(90)는 클램프(92)가 열린 상태에서 제2 본딩 패드(125)를 향하고 제1 본딩 패드(115)를 향하는 제2 방향(D2)을 따라 이동하는 제1 하향 대각 동작 혹은 좌측 하향 대각 동작을 할 수 있다. 와이어(95)는 제2 본딩 패드(125)에 접착되는 와이어 루프(130)의 끝부분에서 폴딩될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 제2 방향(D2)을 따라 이동된 캐필러리(90)는 클램프(92)가 열린 상태에서 제2 본딩 패드(125)로부터 멀어지는 제3 방향(D3)을 따라 이동하는 제2 상승 동작을 할 수 있다. 와이어(95)는 와이어 루프(13)의 끝부분 상에서 제2 본딩 패드(125)로부터 수직하게 연장될 수 있다.
도 2d를 참조하면, 제3 방향(D3)을 따라 이동된 캐필러리(90)는 클램프(92)가 열린 상태에서 제2 본딩 패드(125)를 향하고 제1 본딩 패드(115)로부터 멀어지는 제4 방향(D4)을 따라 이동하는 제2 하향 대각 동작 혹은 우측 하향 대각 동작을 할 수 있다. 와이어(95)는 와이어 루프(130)의 끝부분에서 다시 폴딩될 수 있다.
도 2e를 참조하면, 제4 방향(D4)을 따라 이동된 캐필러리(90)는 제2 본딩 패드(125)를 향하는 방향을 따라 하강할 수 있다. 클램프(92)는 열린 상태에 있을 수 있다. 하강하는 캐필러리(90)에 의해 제2 본딩 패드(125) 상에 폴딩부(140)가 형성될 수 있다.
도 2f를 참조하면, 클램프(92)가 열린 상태에서 캐필러리(90)가 폴딩부(140)로부터 멀어지는 방향을 따라 상승할 수 있다. 그리고, 클램프(92)가 닫히고 캐필러리(90)가 더 상승하여 와이어(92)가 폴딩부(140)로부터 끊어질 수 있다. 이로써, 제2 본딩 패드(125) 상에 스티치 본딩 혹은 제2 본딩이 구현될 수 있다.
도 2a 내지 2d를 참조하여 전술한 캐필러리(90)의 동작에서, 제1 방향(D)과 제3 방향(D3) 중에서 적어도 어느 하나를 따르는 캐필러리(90)의 수직 이동 길이는 일렉트릭 플레임-오프 높이(EFO height)보다 작을 수 있다. 일례로, 일렉트릭 플레임-오프 높이(EFO height)는 제2 본딩 패드(125) 혹은 제1 본딩 패드(115)로부터 대략 6,000μm 내지 7,000μm(예: 6,500μm)이라고 가정하면, 캐필러리(90)의 수직 이동 길이는 대략 50μm 내지 200μm일 수 있다.
제2 방향(D2)과 제4 방향(D4) 중에서 적어도 어느 하나를 따라 이동하는 캐필러리(90)의 수평 이동 거리는 수직 이동 길이와 동일하거나 상이할 수 있다. 일례로, 캐필러리(90)의 수평 이동 거리는 대략 30μm 내지 80 μm일 수 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2) 사이의 각도와 제3 방향(D3)과 제4 방향(D4) 사이의 각도 중 적어도 어느 하나는 대략 60° 내지 80°일 수 있다.
<스티치 본딩 구조의 일례>
도 3a는 도 2f의 일부를 확대 도시한 단면도이다. 도 3b는 도 3a의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 폴딩부(140)는 도 2a 내지 2d를 참조하여 전술한 바와 같이 캐필러리(90)가 제1 내지 제4 방향(D1-D4)을 따르는 이동, 즉 리본 이동(ribbon motion)에 의해 형성될 수 있다. 이처럼 리본형 궤적(Z)을 따라 이동하는 캐필러리(90)로부터 와이어(95)가 제공되므로써, 와이어 루프(130)의 끝부분에서 제2 본딩 패드(125) 상에 제공된 제1 폴딩부(141) 그리고 제1 폴딩부(141)와 중첩되는 제2 폴딩부(142)를 포함하는 폴딩부(140)를 갖는 스티치 본딩이 구현될 수 있다. 제1 폴딩부(141)와 제2 폴딩부(142) 사이에 계면(143)이 존재할 수 있다.
제1 폴딩부(141)는 와이어 루프(130)로부터 연장되고 멀리 떨어진 제1 선단(141a) 그리고 제1 선단(141a)으로부터 연장되고 와이어 루프(130)에 인접한 제2 선단(141b)을 포함할 수 있다. 제2 선단(141b)은 제1 선단(141a)으로부터 제2 본딩 패드(125)의 표면(125s)을 따라 연장될 수 있다. 제1 폴딩부(141)는 적어도 일부가 제2 본딩 패드(125)에 접촉할 수 있다. 예컨대, 제1 선단(141a)은 제2 본딩 패드(125)의 표면(125s)에 접촉할 수 있고, 제1 폴딩부(141)의 제2 선단(141b)은 제2 본딩 패드(125)의 표면(125s)에 접촉하지 않을 수 있다. 다른 예로, 제1 폴딩부(141)는 제2 본딩 패드(125)의 표면(125s)에 접촉하지 않을 수 있다.
제2 폴딩부(142)는 제1 폴딩부(141)의 제2 선단(141b)으로부터 연장된 제1 선단(142a) 그리고 제1 선단(142a)으로부터 연장되고 제1 폴딩부(141)에 접촉하는 제2 선단(142b)을 포함할 수 있다. 제2 폴딩부(142)의 제1 선단(142a)과 제1 폴딩부(141)의 제2 선단(141b)은 곡선형으로 연속으로 이어져 있을 수 있다. 제2 폴딩부(142)의 제2 선단(142b)은 제1 폴딩부(141)의 제1 선단(141a) 상에 제공될 수 있고 제2 본딩 패드(125)에 접촉하지 않을 수 있다.
제2 폴딩부(142)의 제2 선단(142b)에서 폴딩부(140)로부터 와이어(95)가 끊어져 테일(144)이 잔류할 수 있다. 테일(144)은 제2 본딩 패드(125)로부터 멀어지는 방향을 따라 돌출된 첨탑 형상을 가질 수 있다. 일례에 따르면, 도 2d에 도시된 캐필러리(90)의 제4 방향(D4)을 따르는 이동 그리고 도 2e에 도시된 캐필러리(90)의 하강 동작에 의해 제2 폴딩부(142)의 상면은 제2 본딩 패드(125)을 향하여 오목하게 리세스된 경사면(140s)을 가질 수 있다.
제2 폴딩부(142)의 하면은 제1 폴딩부(141)의 상면과 접촉되어 제1 폴딩부(141)와 제2 폴딩부(142) 사이에 계면(143)을 형성할 수 있다. 계면(143)은 제2 본딩 패드(125)를 향해 구부러진 모양을 가질 수 있다. 다른 예로, 계면(143)은 일직선 모양을 가질 수 있다. 계면(143)은 제2 본딩 패드(125)까지 연장되지 않을 수 있다.
다른 예로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 폴딩부(142)가 제1 폴딩부(141)의 제1 선단(141a)의 바깥으로 더 연장될 수 있다. 제2 폴딩부(142)의 제2 선단(142b)는 제1 폴딩부(141)의 제1 선단(141a)을 감쌀 수 있고, 제2 본딩 패드(125)에 접촉할 수 있다. 계면(143)은 제2 본딩 패드(125)까지 연장될 수 있다.
상기 스티치 본딩에 폴딩부(140)를 형성하는 것은 볼 본딩의 경우에 적용할 수 있다. 예컨대, 도 1b를 참조하여 전술한 자유 에어 볼(97)을 제1 본딩 패드(115)에 접착한 후 도 2a 내지 2e를 참조하여 전술한 캐필러리(90)의 리본형 궤적(Z)을 따르는 이동으로 자유 에어 볼(97) 상에 폴딩부를 더 형성할 수 있다.
이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 제1 본딩을 통해 제1 본딩 지점에 접착되는 제1 선단; 그리고
    제2 본딩을 통해 상기 제1 본딩 지점으로부터 이격된 제2 본딩 지점에 접착되는 제2 선단;
    을 갖는 와이어 루프를 포함하고,
    상기 와이어 루프는 상기 와이어 루프의 제1 선단으로부터 상기 와이어 루프의 제2 선단으로 연속적으로 연장되고,
    상기 제2 본딩은 상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 연장되, 상기 와이어 루프의 제2 선단 상에서 폴딩된 와이어를 갖는 폴딩부를 포함하고,
    상기 폴딩부는:
    상기 와이어 루프의 제2 선단과 연결되고 상기 제1 본딩 지점을 향해 연장된 제1 폴딩부;
    상기 제1 폴딩부로부터 연장되고 상기 제1 폴딩부 상에 제공된 제2 폴딩부, 상기 제2 폴딩부는 상기 제2 본딩 지점으로부터 이격되고; 그리고
    상기 제2 폴딩부의 일부가 돌출된 테일을 포함하고,
    상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와 접촉되어 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 이루고,
    상기 제2 폴딩부의 상면은 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스된 경사면을 포함하고, 그리고
    상기 와이어 루프의 제2 선단은 상기 제2 본딩 지점과 상기 제1 폴딩부 사이에 위치하되, 상기 제1 폴딩부는 상기 와이어 루프의 제2 선단의 상면을 따라 연장되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는:
    상기 와이어 루프의 제2 선단과 연결되는 상기 제1 폴딩부의 제1 선단; 그리고
    상기 제1 폴딩부의 제1 선단과 대향하는 상기 제1 폴딩부의 제2 선단을 포함하고,
    상기 제1 폴딩부는 상기 제1 폴딩부의 제1 선단으로부터 상기 제2 본딩 지점의 표면을 따라 상기 제1 폴딩부의 제2 선단을 향하여 연장되고, 및
    상기 제1 폴딩부의 제1 설단은 상기 제1 폴딩부의 제2 선단보다 상기 와이어 루프의 제2 선단에 인접한 반도체 장치의 전기적 연결부.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부는:
    상기 제2 폴딩부의 제3 선단: 그리고
    상기 제2 폴딩부의 제3 선단과 대향하는 상기 제2 폴딩부의 제4 선단을 포함하고,
    상기 제2 폴딩부의 제4 선단은 상기 제2 폴딩부의 제3 선단에 대해 상기 와이어 루프의 제2 선단에 인접하고, 및
    상기 제2 폴딩부의 제3 선단과 상기 제1 폴딩부의 제2 선단은 연속적인 곡선형으로 연결되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부의 제4 선단은 상기 제1 폴딩부의 제1 선단 상에 제공되고,
    상기 계면은 상기 제2 본딩 지점과 이격되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부의 제4 선단은 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 감싸고, 상기 계면은 상기 제2 본딩 지점에 연결되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 테일은 상기 제2 폴딩부의 제2 선단으로부터 상기 제2 본딩 지점으로부터 멀어지는 방향을 따라 돌출된 반도체 장치의 전기적 연결부.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는 상기 와이어 루프로부터 상기 와이어 루프의 제1 선단을 향해 연장되고,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부의 일단으로부터 상기 와이어 루프의 제2 선단을 향해 연장되고,
    상기 제2 폴딩부의 연장 방향은 상기 제1 폴딩부의 연장 방향과 반대인 반도체 장치의 전기적 연결부.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 본딩은 상기 제1 본딩 지점 상에 제공되고 상기 제1 본딩 지점에 전기적으로 연결된 볼을 포함하고,
    상기 와이어 루프의 제1 선단은 상기 볼과 연결되고,
    상기 와이어 루프의 상기 제1 선단은 상기 와이어에 의해 상기 와이어 루프의 제2 선단에 연결되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 본딩 지점과 상기 제2 본딩 지점과 동일하거나 상이한 레벨에 있는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 본딩은 상기 제1 본딩 지점에 볼 본딩되고; 및
    상기 제2 본딩은 상기 제2 본딩 지점에 스티치 본딩되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  11. 와이어가 제공되는 본딩 장치를 이용하여 제1 본딩 지점에 상기 와이어를 제공하여 제1 본딩하고;
    상기 본딩 장치로부터 상기 와이어를 제2 본딩 지점에 제공하여 상기 제1 본딩 지점과 상기 제2 본딩 지점 사이에 와이어 루프를 형성하고; 그리고
    상기 와이어 루프를 형성한 후, 상기 본딩 장치로부터 상기 와이어를 제공하여 상기 와이어 루프가 접착된 상기 제2 본딩 지점에 제2 본딩하는 것을 포함하고,
    상기 제2 본딩하는 것은 상기 본딩 장치를 상기 제2 본딩 지점 상에서 상기 제2 본딩 지점과 오버랩되는 리본형 궤적을 따라 이동시켜 상기 제2 본딩 지점에 접착된 상기 와이어 루프의 선단의 상부 상에 폴딩부를 형성하는 것을 포함하고,
    상기 리본형 궤적은:
    상기 와이어 루프의 선단으로부터 수직하게 멀어지는 제1 상승 방향을 따르는 제1 궤적;
    상기 와이어 루프의 선단 상에서 상기 제1 본딩 지점을 향해 그리고 상기 제2 본딩 패드로 수직으로 인접해지는 제1 하향 대각 방향을 따르는 제2 궤적;
    상기 와이어 루프의 선단으로부터 수직하게 멀어지는 제2 상승 방향을 따르는 제3 궤적; 그리고
    상기 와이어 루프의 선단 상에서, 상기 제1 본딩 지점으로부터 상기 제2 본딩 지점을 향하는 그리고 상기 제2 본딩 패드로 인접해지는 방향인 제2 하향 대각 방향을 따르는 제4 궤적을 포함하는 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 본딩하는 것은:
    상기 본딩 장치를 제4 궤적을 따라 이동시킨 이후에, 상기 본딩 장치를 상기 제2 본딩 지점을 향해 하강시키고; 그리고
    상기 본딩 장치를 상기 제2 본딩 지점으로부터 상승시키는 것을;
    더 포함하는 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 폴딩부는:
    상기 와이어 루프의 선단과 연결되고 상기 제1 본딩 지점을 향해 연장된 제1 폴딩부;
    상기 제1 폴딩부로부터 연장되고 상기 제1 폴딩부 상에 제공된 제2 폴딩부; 그리고
    상기 제2 폴딩부의 일단에서 돌출된 테일을 포함하고,
    상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와 접촉되어 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 이루고, 그리고
    상기 제2 폴딩부의 상면은 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스된 경사면을 포함하는 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는:
    상기 와이어 루프의 선단으로부터 연장된 제1 선단; 그리고
    상기 제1 폴딩부의 제1 선단과 대향하고 상기 와이어 루프의 반대측 선단을 향하는 제2 선단을 포함하고,
    상기 제1 폴딩부는 상기 제1 폴딩부의 제1 선단으로부터 상기 제2 본딩 지점의 표면을 따라 상기 제1 폴딩부의 제2 선단을 향하여 연장되고,
    상기 와이어 루프의 반대측 선단은 상기 제1 본딩 지점에 접착된 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부는:
    상기 제1 폴딩부의 제2 선단으로부터 연장된 제3 선단: 그리고
    상기 제2 폴딩부의 제3 선단과 대향하고 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 향하는 제4 선단을 포함하고,
    상기 제2 폴딩부의 제3 선단과 상기 제1 폴딩부의 제2 선단은 서로 연결되는 반도체 장치의 전기적 연결부의 형성방법.
  16. 제1 본딩 패드와 볼 본딩되고 제2 본딩 패드와 스티치 본딩되는 와이어 루프를 포함하고,
    상기 와이어 루프는:
    상기 제1 본딩 패드에 볼 본딩되는 제1 선단;
    상기 제2 본딩 패드에 스티치 본딩되는 제2 선단; 그리고
    상기 제2 선단으로부터 연장되고 상기 제2 본딩 패드 상에서 폴딩된 와이어를 갖는 폴딩부를 포함하고,
    상기 폴딩부는:
    상기 와이어 루프의 제2 선단으로부터 상기 제2 본딩 패드의 표면을 따라 상기 제1 본딩 패드를 향해 연장된 제1 폴딩부;
    상기 제1 폴딩부로부터 연속적으로 연장되는 제2 폴딩부, 상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부 상에서 상기 제1 폴딩부와 겹쳐져 상기 제1 폴딩부와의 사이에 계면을 형성하고; 그리고
    상기 제2 폴딩부의 일단으로부터 상기 제2 본딩 패드로부터 멀어지는 방향을 따라 돌출된 테일을 포함하고,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부를 향해 리세스되고 경사진 상면을 포함하고,
    상기 와이어 루프의 제2 선단은 상기 제2 본딩 패드와 상기 제1 폴딩부 사이로 연장되고,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제2 본딩 패드로부터 이격되고, 그리고
    상기 와이어 루프의 제2 선단과 상기 제1 폴딩부 사이의 계면은 상기 제1 폴딩부와 상기 제2 폴딩부 사이의 계면 아래에 위치하는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부는 상기 경사진 상면과 반대되는 하면을 포함하고,
    상기 제2 폴딩부의 하면은 상기 제1 폴딩부와 접촉되어 상기 계면을 이루는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부 상에서 상기 제1 본딩 패드로부터 상기 폴딩부를 따라 상기 제2 본딩 패드를 향해 연장되고,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제2 본딩 패드에 접촉하지 않는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제1 폴딩부 상에서 상기 본딩 패드의 표면을 향해 더 연장되어 상기 제1 폴딩부의 제1 선단을 감싸고,
    상기 제1 폴딩부의 제1 선단은 상기 와이어 루프의 제1 선단으로부터 연장되는 반도체 장치의 전기적 연결부.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 계면은 상기 제2 폴딩부로부터 상기 제1 폴딩부를 향해 오목하게 리세스된 곡선형을 갖는 반도체 장치의 전기적 연결부.
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