KR19980027357A - 본딩 와이어 절단 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 칩과 본딩 와이어로 연결된 리드 프레임이 절단작업이 실시될 위치에 놓여지는 탑재 단계; 상기 반도체 칩의 위치를 소정의 감지 수단으로 감지하는 감지 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 위치에 적합하도록 절단 수단의 위치를 조정하는 조정 단계; 상기 조정 단계에서 위치가 조정된 상기 절단 수단으로 상기 반도체 칩의 상기 본딩 와이어를 절단하는 단계; 및 상기 절단 단계에서 상기 본딩 와이어가 절단된 상기 반도체 칩을 이송시키는 이송단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어 절단 방법을 제공함으로써, 반도체 칩 두께에 상관없이 일정한 높이의 절단된 금속 볼을 얻을 수 있으며, 본딩 와이어 절단 장치에 자재 및 트레이 등을 자동으로 로딩할 수 있도록 하여 균일한 품질을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

본딩 와이어 절단 방법

본 발명은 본딩 와이어 절단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리드 프레임을 이용한 노운 굿 다이 제조 공정에서 번-인 및 테스트가 완료된 칩을 리드 프레임으로 부터 분리하기 위해 본딩 와이어를 절단하는 방법에 관한 것이다.

리드 프레임을 이용한 노운 굿 다이 제조 공정에서 번-인 및 테스트가 완료된 반도체 칩을 리드 프레임으로 부터 분리하기 위해 본딩 와이어를 절단하는 방법은 노운 굿 다이 제조 공정의 마지막 베어 칩(bare chip)의 품질의 결정에 중대한 영향을 미칠 수 있다.

일반적으로 본딩 와이어의 절단에는 끌 형상으로 끝단부에 날카로운 날을 구비하며 텅스텐 카바이드 블레이드(blade)에 다이아몬드를 코팅한 절단 수단을 이용한 절단 장치가 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 본딩 와이어 절단 장치의 절단수단을 나타낸 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 본딩 와이어 절단 장치의 절단 수단을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 절단 수단(130)은 암(arm; 136)에 고정되어 전후좌우 및 상하로 움직일 수 있도록 되어 있다. 반도체 칩(120)이 실장된 리드 프레임(122)이 진공 스테이지(135)에 탑재되어 공기 배출구(140)를 통하여 진공흡착되어 고정된 후 스핀들(spindle;132)에 결합되어 있는 끝부분이 다이아몬드 코팅된 텅스텐 카바이드 블레이드(134)로 본딩 와이어(123)를 절단하게 된다. 본딩 와이어(123)의 절단후에 반도체 칩(120)의 본딩 패드(121) 상에는 본딩 와이어(123)가 절단된 나머지 부분인 금속 볼(106)이 남게 된다. 이것은 범프(bump)로 이용될 수도 있고, 그 위에 다시 와이어 본딩이 실시될 수도 있다.

상기한 본딩 와이어 절단 방법은 미리 정해놓은 위치에서 절단수단이 동작을 함으로써 절단이 이루어진다. 이러한 본딩 와이어 절단 방법을 진행할 경우 반도체 칩이 놓인 정확도에 따라 절단의 품질이 좌우된다. 즉 한 개 이상의 반도체 칩을 진공 스테이지에 올려놓은 후 진공을 인가하여 반도체 칩을 단단히 고정시키고 전우좌우 이동가능한 절단수단인 블레이드를 움직여 원하는 높이의 금속 볼을 갖도록 본딩 와이어를 절단하게 된다. 그런데 이러한 작업은 미리 설정해놓은 위치에 맞도록 연속적으로 실시되기 때문에 반도체 칩의 균형이 맞지 않거나 개개의 반도체 칩간의 두께가 다른 경우에는 동일한 품질을 기대하기가 어렵다. 즉 반도체 칩의 평균 높이에 따라 절단 수단의 높이를 조절하지만 현실적으로 웨이퍼 혹은 반도체 칩간의 두께차이는 ±15㎛로서 이미 절단 한계오차인 5㎛를 초과하기 때문에 절단후의 금속 볼의 높이 차이가 심하게 발생한다. 또한 작업중 두께가 평균값보다 두꺼울 경우 반도체 칩의 표면에 긁힘 등이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결함과 동시에 자동으로 이송과 절단이 가능하며 반도체 칩의 두께에 관계없이 금속 볼이 항상 일정한 높이를 갖도록 절단할 수 있는 본딩 와이어 절단 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 본딩 와이어 절단 장치의 절단수단을 나타낸 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 본딩 와이어 절단 장치의 절단 수단을 설명하기 위한 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 본딩 와이어 절단 방법을 설명하기 위한 본딩 와이어 절단 장치를 개략적으로 나타낸 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본딩 와이어 절단 장치20,20a,20b,120 : 반도체 칩

22,122 : 리드 프레임23,123 : 본딩 와이어

24,25 : 리드 프레임 트레이26,27 : 탑재판

28,29,44,45 : 엘리베이터30,130 : 절단 수단

32,132 : 스핀들(spindle)35,135 : 진공 스테이지

36,136 : 암(arm)38 : 감지 수단

40,41 : 칩 트레이42,43 : 칩 트레이 탑재판

106 : 금속 볼134 : 블레이드

140 : 공기 배출구

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 본딩 와이어 절단 방법은 반도체 칩과 본딩 와이어로 연결된 리드 프레임이 절단작업이 실시될 위치에 놓여지는 탑재 단계; 상기 반도체 칩의 위치를 소정의 감지 수단으로 감지하는 감지 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 위치에 적합하도록 절단 수단의 위치를 조정하는 조정 단계; 상기 조정 단계에서 위치가 조정된 상기 절단 수단으로 상기 반도체 칩의 상기 본딩 와이어를 절단하는 단계; 및 상기 절단 단계에서 상기 본딩 와이어가 절단된 상기 반도체 칩을 이송시키는 이송단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 본딩 와이어 절단 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 본딩 와이어 절단 방법을 설명하기 위한 본딩 와이어 절단 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 본딩 와이어 절단 방법은 본딩 와이어를 절단하기 위해 대기중인 반도체 칩(20)이 실장되어 테스트가 완료된 상태의 리드 프레임(22)이 담긴 리드 프레임 트레이(24)가 탑재판(26)에 적재된다. 반도체 칩(20)이 실장된 리드 프레임(22)이 작업 공간으로 이송되어 자재가 탑재되어 있는 않은 빈 리드 프레임 트레이(25)가 적재되는 탑재판(27)이 리드 프레임 트레이(24)가 적재된 탑재판(26)과 이웃하고 있다.이 탑재판들(26,27)은 2개 이상의 리드 프레임 트레이(24,25) 적층이 가능하도록 되어 있으며 적층된 트레이(24,25)가 자동으로 수직 이동이 가능하도록 엘리베이터(elevator; 28,29)가 양쪽 모두에 설치되어 있다. 엘리베이터(28,29)는 적층된 트레이(24,25)의 상하 위치를 감지할 수 있는 센서를 설치하여 검출하도록 하여 제어된다.

상기 본딩 와이어(23)가 절단될 리드 프레임(22)이 소정의 이송수단으로 진공 스테이지(35)에 이송된다. 진공 스테이지(35)의 상부에는 절단 수단(30)이 위치하며 절단 수단(30)의 주변부에 감지 수단인 칩 위치 및 높이 측정용 센서(38)가 위치하고 있다. 이 절단 수단(30)은 수직방향과 수평방향으로 이동이 가능하도록 되어 있으며, 고속으로 회전하는 스핀들(32)에 끝단부에 다이아몬드 코팅된 블래이드(도시 안됨)가 부착되어 본딩 와이어(23)를 절단할 수 있도록 제작되어 있다. 이송 수단(도시 안됨)에 의해 반도체 칩(20)이 실장된 리드 프레임(22)이 진공 스테이지(35)에 탑재되면 진공을 인가하여 리드 프레임(22)과 반도체 칩(20)이 고정된다.

반도체 칩(20)이 실장된 리드 프레임(22)이 진공 스테이지(25)에 고정되면 칩 위치 및 높이 측정용 센서(38)에 의해 반도체 칩(20)의 위치 및 높이 등이 검출되고 검출된 데이터에 의해서 절단수단(30)이 이동하여 절단작업이 된다. 진공 스테이지(35)에 적재되어 있는 반도체 칩별 두께를 정확히 측정한 후 이미 맞추어져 있는 프로그램에 의해 절단 수단(30)의 반도체 칩별로 서로 다른 값에서 동작될 수 있다. 미리 검출된 값에 의해 절단 수단(30)이 동작되므로 반도체 칩 두께에 상관없이 일정한 높이의 금속 볼을 얻을 수 있다. 즉, 본딩 와이어 절단 작업전에 프로그래밍 데이터에 의해 반도체 칩의 표면으로부터 항상 일정한 높이에서 절단을 실시하게 된다.

리드 프레임(22)에서 절단된 반도체 칩(20)들은 소정의 이송 수단으로 칩 트레이(40,41)에 이송된다. 칩 트레이(40,41)는 칩 트레이 탑재판(42,43)에 적재되어 있고 이 탑재판(42,43)은 두 곳에 설치되어 있다. 한 곳에는 절단이 완료된 우량 반도체 칩(20a)이 적재되고, 다른 한 곳에는 불량 반도체 칩(20b)이 적재된다. 이 탑재판들(42,43)도 역시 엘리베이터(44,45)와 각각 연결되어 자동으로 수직운동이 가능하도록 되어 있으며, 구동 방식은 리드 프레임 트레이가 적재되는 탑재판(26,27)과 동일하다.

따라서 본 발명에 의한 방법에 따르면, 반도체 칩 두께에 상관없이 일정한 높이의 절단된 금속 볼을 얻을 수 있으며, 본딩 와이어 절단 장치에 자재 및 트레이 등을 자동으로 로딩할 수 있도록 하여 균일한 품질과 대량 생산이 가능하게 할 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (2)

1. 반도체 칩과 본딩 와이어로 연결된 리드 프레임이 절단작업이 실시될 위치에 놓여지는 탑재 단계;

   상기 반도체 칩의 위치를 소정의 감지 수단으로 감지하는 감지 단계;

   상기 감지 단계에서 감지된 위치에 적합하도록 절단 수단의 위치를 조정하는 조정 단계;

   상기 조정 단계에서 위치가 조정된 상기 절단 수단으로 상기 반도체 칩의 상기 본딩 와이어를 절단하는 단계; 및

   상기 절단 단계에서 상기 본딩 와이어가 절단된 상기 반도체 칩을 이송시키는 이송단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어 절단 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 절단 단계가 상기 감지 단계에서 측정된 상기 반도체 칩의 두께값으로부터 일정한 높이의 상기 본딩 와이어 부분이 남도록 진행되는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어 절단 방법.