KR19980082938A - Heater block device for wire bonding and wire bonding method using same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 와이어본딩공정에서 리드프레임의 주변으로 질소가스를 공급하여 리드프레임의 표면산화를 방지하도록 한 와이어본딩용 히터블럭장치 및 이를 이용한 와이어본딩방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire bonding heater block device and a wire bonding method using the same to supply surface nitrogen to the lead frame in the wire bonding process to prevent surface oxidation of the lead frame.
본 발명의 목적은 와이어본딩시 리드프레임의 변색과 표면산화를 방지하여 패키지의 신뢰도를 향상시키도록 한 와이어본딩용 히터블럭장치 및 이를 이용한 와이어본딩방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention to provide a wire bonding heater block device and a wire bonding method using the same to prevent the discoloration and surface oxidation of the lead frame during wire bonding to improve the reliability of the package.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치 및 이를 이용한 와이어본딩방법은 히터블럭장치의 히터블럭과 히터블럭 베이스의 내부에 가스공급용 홀을 각각 형성하여 와이어본딩시 상기 가스공급용 홀을 거쳐 리드프레임의 주위로 질소를 토출시키는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 고온 가열된 리드프레임의 주위 분위기를 질소분위기로 유지하여 리드프레임의 산화를 방지하고 그 결과로 패키지의 신뢰도를 향상시킨다.Wire bonding heater block device and a wire bonding method using the same according to the present invention for achieving the above object by forming a gas supply hole in the heater block and the heater block base of the heater block device, respectively, the gas at the time of wire bonding Nitrogen is discharged to the circumference of a lead frame through a supply hole. Therefore, the present invention maintains the ambient atmosphere of the hot-heated leadframe in a nitrogen atmosphere to prevent oxidation of the leadframe and consequently improves the reliability of the package.
Description
본 발명은 와이어본딩장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어본딩공정에서 고온 가열된 리드프레임의 주변으로 질소가스를 공급하여 리드프레임의 표면산화를 방지하도록 한 와이어본딩용 히터블럭장치 및 이를 이용한 와이어본딩방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire bonding device, and more particularly, to a wire bonding heater block device and a wire using the same, which supply nitrogen gas to the periphery of a lead frame heated at a high temperature in a wire bonding process to prevent surface oxidation of the lead frame. It relates to a bonding method.
일반적으로 알려진 바와 같이, 반도체칩의 고집적화가 증가함에 따라 높은 열전도도와 전기전도도를 가지며 가격이 낮은 구리(Cu)계 리드프레임의 사용이 증가하고 있다. 상기 구리계 리드프레임에 다이본딩된 반도체칩은 금속와이어에 의해 상기 구리계 리드프레임에 전기적 연결되는데, 상기 금속와이어로는 금와이어 외에도 알루미늄와이어, 구리와이어 등이 주로 사용된다. 상기 금속와이어의 직경으로는 주로 0.7mil이 사용되고 20mil이상 되는 것도 있다. 특수한 경우를 제외하고는 일반 트랜지스터나 집적회로의 경우, 0.7mil, 1.0mil, 1.25mil 등의 금와이어가 주로 사용된다.As is generally known, as the high integration of semiconductor chips increases, the use of copper (Cu) leadframes having high thermal and electrical conductivity and low price is increasing. The semiconductor chip die-bonded to the copper-based lead frame is electrically connected to the copper-based lead frame by a metal wire. The metal wire is mainly used in addition to gold wire, aluminum wire, copper wire, and the like. As the diameter of the metal wire, 0.7 mil is mainly used, and there may be more than 20 mil. Except in special cases, for general transistors or integrated circuits, gold wires such as 0.7 mil, 1.0 mil, and 1.25 mil are mainly used.
와이어본딩에 영향을 주는 요인들중에는 금속와이어, 리드프레임, 반도체칩의 본딩패드의 제조상태 등과 같은 원부자재성 요인들과 와이어본딩장치의 본딩조건이 있다. 상기 본딩조건중에서 히터블럭장치의 온도, 트랜스듀서의 힘, 초음파 파워가 와이어본딩에 가장 중요한 영향을 주고 있다.Among the factors influencing the wire bonding include raw material materials such as metal wires, lead frames, manufacturing states of bonding pads of semiconductor chips, and bonding conditions of the wire bonding apparatus. Among the bonding conditions, the temperature of the heater block device, the force of the transducer, and the ultrasonic power have the most important influence on the wire bonding.
그래서, 종래에는 와이어본딩의 본딩성을 확보하기 위한 방안의 하나로서 구리계 리드프레임을 히터블럭에 올려놓은 상태에서 230℃의 고온으로 가열하는 동안 리드프레임의 내부리드들과 반도체칩의 본딩패드들을 금속와이어에 의해 전기적으로 연결하여 왔다.Therefore, conventionally, as one of the methods for securing the bonding property of the wire bonding, the inner leads of the lead frame and the bonding pads of the semiconductor chip are heated while heating the copper-based lead frame to a heater block at a high temperature of 230 ° C. It has been electrically connected by metal wires.
하지만, 종래의 와이어본딩 기술은 와이어본딩의 본딩성을 어느 정도 확보할 수 있었으나 공기에 노출된 상태에서 히터블럭의 고온 영향으로 리드프레임의 변색과 표면산화가 발생하는 문제점을 안고 있었다. 이로 인하여 상기 리드프레임은 후속공정인 몰딩공정에서 반도체칩과 성형수지 사이의 취약한 접착력을 각각 나타내었다. 결국, 신뢰도 테스트에서 패키지의 내부균열과 박리(delamination)와 같은 불량현상이 다발하여 패키지의 신뢰도가 낮은 문제점이 있었다.However, the conventional wire bonding technology has secured the bonding property of the wire bonding to some extent, but has a problem in that discoloration and surface oxidation of the lead frame occurs due to the high temperature effect of the heater block in the air exposed state. As a result, the lead frame exhibited weak adhesive strength between the semiconductor chip and the molding resin in the molding process, which is a subsequent process. As a result, in the reliability test, defects such as internal cracking and delamination of the package occur frequently, resulting in low reliability of the package.
이러한 문제점을 해결하기 위해 와이어본딩시 히터블럭의 온도 변화를 시도한 방법이 제안되었으나 이 방법 역시 와이어본딩시 리드프레임을 공기에 여전히 노출시키므로 상기 문제점을 근본적으로 해결하지 못하였다.In order to solve this problem, a method of changing the temperature of the heater block during wire bonding has been proposed, but this method also does not fundamentally solve the problem because the lead frame is still exposed to air during wire bonding.
따라서, 본 발명의 목적은 와이어본딩시 리드프레임의 변색과 표면산화를 방지하여 패키지의 신뢰도를 향상시키도록 한 와이어본딩용 히터블럭장치 및 이를 이용한 와이어본딩방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a heater block device for wire bonding and a wire bonding method using the same to prevent discoloration and surface oxidation of a lead frame during wire bonding to improve reliability of a package.
도 1은 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치의 히터블럭을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a heater block of the heater block device for wire bonding according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치의 히터블럭을 나타낸 저면사시도.Figure 2 is a bottom perspective view showing a heater block of the heater block device for wire bonding according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치의 히터블럭 베이스를 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a heater block base of the heater block device for wire bonding according to the present invention.
도면의주요부분에대한부호의설명Explanation of symbols on the main parts of the drawing
10: 히터블럭 11: 본체 13,15,17: 가스공급홀 14,16,18,19: 요홈부 18a,19a: 돌출부 30: 히터블럭 베이스 31: 본체 31a,32a: 요홈 33,35: 가스공급용 홀 33a: 가스공급용 튜브 37: 열선용 관통홀 39: 열전대(thermo-couple)용 홀DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heater block 11: Main body 13, 15, 17: Gas supply hole 14, 16, 18, 19: Groove part 18a, 19a: Protrusion part 30: Heater block base 31: Main body 31a, 32a: Groove 33, 35: Gas supply Hole 33a: gas supply tube 37: hot wire through hole 39: thermocouple hole
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치는 와이어본딩하는 리드프레임을 소정의 온도로 유지하고, 상기 리드프레임의 산화를 방지하기 위해 상기 리드프레임으로 소정의 가스를 공급하는 가스공급용 홀들을 내부에 갖는 히터블럭과;In order to achieve the above object, the heater block device for wire bonding according to the present invention maintains a lead frame for wire bonding at a predetermined temperature, and supplies a predetermined gas to the lead frame to prevent oxidation of the lead frame. A heater block having gas supply holes therein;
상기 히터블럭을 지지하며 상기 온도로 가열하고, 상기 히터블럭의 가스공급용 홀들에 상기 소정의 가스를 공급하도록 내부에 가스공급용 홀을 갖는 히터블럭 베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a heater block base having a gas supply hole therein to support the heater block and to be heated to the temperature and to supply the predetermined gas to the gas supply holes of the heater block.
또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 히터블럭장치를 이용한 와이어본딩방법은 소정 온도의 히터블럭장치 위에서 가열되는 리드프레임의 산화를 방지하기 위해 상기 리드프레임의 주위 분위기를 소정의 가스 분위기로 유지하는 단계와;In addition, the wire bonding method using the heater block device according to the present invention for achieving the above object is a predetermined gas atmosphere to the ambient atmosphere of the lead frame to prevent oxidation of the lead frame heated on the heater block device of a predetermined temperature. Maintaining as;
상기 가스 분위기에서 상기 리드프레임을 와이어본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And wire-bonding the lead frame in the gas atmosphere.
이하, 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a heater block device for wire bonding according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치의 히터블럭을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치의 히터블럭을 나타낸 저면사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치의 히터블럭 베이스를 나타낸 사시도이다. 설명의 편의상 도 1 내지 도 3을 연과하여 설명하기로 한다.1 is a perspective view showing a heater block of the wire block heater block device according to the present invention, Figure 2 is a bottom perspective view showing a heater block of the wire block heater block device according to the present invention, Figure 3 is It is a perspective view which shows the heater block base of the heater block apparatus for wire bonding. For convenience of description, the description will be made with reference to FIGS. 1 to 3.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치는 히터블럭(10)과 히터블럭 베이스(30)로 이루어져 있다.As shown, the heater block device for wire bonding according to the present invention includes a heater block 10 and a heater block base 30.
히터블럭(10)은 프리히팅부의 가스공급용 홀들(13)이 본체(11)의 상부면으로부터 하부면의 요홈부(18)까지 연장하고, 리드프레임(도시안됨)이 안착될 영역인 패드부의 가스공급용 홀들(15)이 본체(11)의 상부면의 요홈부(14)로부터 하부면의 요홈부(19)까지 연장하고, 패드부의 질소가스공급용 홀들(17)이 본체(11)의 상부면의 요홈부(16)로부터 하부면의 요홈부(19)까지 연장하고, 요홈부(19)의 저면 중앙부로부터 돌출한 돌출부(19a)가 형성되고, 요홈부(18)의 저면으로부터 돌출부(18a)가 형성되도록 구성되어 있다.The heater block 10 includes a pad portion in which the gas supply holes 13 of the preheating portion extend from the upper surface of the main body 11 to the recessed portion 18 of the lower surface, and on which the lead frame (not shown) is seated. The gas supply holes 15 extend from the groove portion 14 of the upper surface of the main body 11 to the groove portion 19 of the lower surface, and the nitrogen gas supply holes 17 of the pad portion of the main body 11 extend. A protrusion 19a is formed which extends from the groove 16 of the upper surface to the groove 19 of the lower surface and protrudes from the center of the bottom surface of the groove 19, and protrudes from the bottom of the groove 18. 18a) is formed.
히터블럭 베이스(30)는 히터블럭(10)의 돌출부(18a),(19a)를 각각 대응하여 삽입할 수 있도록 본체(31)의 상부면에 요홈(31a),(32a)이 형성되고, 가스공급용 홀(33)이 본체(31)의 내부를 길이방향으로 소정 길이만큼 수평관통하고, 가스공급용 홀들(35)이 가스공급용 홀(33)에 각각 연통하며 본체(31)의 상부면으로 수직 관통하여 본체(11)의 요홈부(18),(19)의 아래에 위치하도록 구성되어 있다. 또한, 가열용 열선(도시안됨)을 삽입, 설치하기 위한 관통홀(37)이 본체(31)의 내부를 길이방향으로 관통하고, 열전대(thermo-couple)(도시안됨)를 삽입, 설치하기 위한 홀(39)이 본체(31)의 내부를 소정 길이만큼 형성되어 있다. 여기서, 가스공급용 홀(33)의 주입구에 가스공급용 튜브(33a)가 고정되어 있다.The heater block base 30 has grooves 31a and 32a formed on the upper surface of the main body 31 so that the protrusions 18a and 19a of the heater block 10 can be inserted correspondingly. The supply hole 33 horizontally penetrates the inside of the main body 31 by a predetermined length in the longitudinal direction, and the gas supply holes 35 communicate with the gas supply hole 33, respectively, and the upper surface of the main body 31. It penetrates vertically, and is located below the recessed part 18,19 of the main body 11. As shown in FIG. In addition, a through hole 37 for inserting and installing a heating wire (not shown) penetrates the interior of the main body 31 in a longitudinal direction, and for inserting and installing a thermo-couple (not shown). The hole 39 is formed inside the main body 31 by a predetermined length. Here, the gas supply tube 33a is fixed to the injection port of the gas supply hole 33.
이와 같이 구성되는 와이어본딩용 히터블럭과 히터블럭 베이스를 갖는 히터블럭장치를 이용한 와이어본딩방법을 설명하기로 한다.A wire bonding method using a heater block device having a wire bonding heater block and a heater block base configured as described above will be described.
먼저, 히터블럭 베이스(30) 위에 히터블럭(10)을 고정하기 위해 히터블럭(10)의 본체(11)의 돌출부들(18a),(19a)을 히터블럭 베이스(30)의 본체(31)의 요홈부들(31a),(32a)에 대응하여 삽입하여 놓는다. 이때, 히터블럭(10)의 본체(11)의 하부면과 히터블럭 베이스(30)의 본체(31)의 상부면이 서로 밀착하고 본체(11)의 하부면의 요홈부들(18),(19)이 히터블럭 베이스(30)의 질소가스공급용 홀들(35)의 위에 위치한다.First, the protrusions 18a and 19a of the main body 11 of the heater block 10 are fixed to the main body 31 of the heater block base 30 to fix the heater block 10 on the heater block base 30. Corresponding to the grooves (31a), (32a) of the insert. At this time, the lower surface of the main body 11 of the heater block 10 and the upper surface of the main body 31 of the heater block base 30 are in close contact with each other, and the recesses 18 and 19 of the lower surface of the main body 11 are provided. ) Is positioned above the nitrogen gas supply holes 35 of the heater block base 30.
여기서, 히터블럭 베이스(30)의 본체(31)의 질소가스공급용 홀(33)의 주입구에 가스공급용 튜브(33a)가 고정되어 있고, 관통홀(37)에 가열용 열선(도시안됨)이 삽입, 설치되어 있고, 홀(39)에 열전대(도시안됨)가 삽입, 설치되어 있다.Here, the gas supply tube 33a is fixed to the inlet of the nitrogen gas supply hole 33 of the main body 31 of the heater block base 30, and the heating wire (not shown) in the through hole 37. This is inserted and provided, and a thermocouple (not shown) is inserted and provided in the hole 39.
이러한 상태에서 상기 가열용 열선에 전력을 공급하기 시작하여 히터블럭 베이스(30)를 가열하여 히터블럭(10)을 와이어본딩에 적합한 230℃의 고온으로 유지시켜 놓는다. 물론, 히터블럭(10)의 온도를 일정하게 유지하도록 상기 열전대를 이용함은 당연하다.In this state, power is supplied to the heating heating wire to heat the heater block base 30 to maintain the heater block 10 at a high temperature of 230 ° C. suitable for wire bonding. Of course, it is natural to use the thermocouple to keep the temperature of the heater block 10 constant.
이후, 소정의 가스, 예를 들어 질소가스를 저장한 가스탱크(도시안됨)의 질소가스(N2)를 가스공급용 튜브(33a)를 거쳐 본체(31)의 가스공급용 홀(33)로 공급하기 시작하고 리드프레임(도시 안됨)을 히터블럭(10) 위에 올려 가열시킨다. 여기서, 상기 소정의 가스는 질소가스에 한정되지 않고 불활성 가스에도 적용할 수 있음은 당연하다.Thereafter, the nitrogen gas N 2 of the gas tank (not shown) storing a predetermined gas, for example, nitrogen gas, is passed to the gas supply hole 33 of the main body 31 via the gas supply tube 33a. It starts to feed and heats the leadframe (not shown) on the heater block 10. Here, it is obvious that the predetermined gas is not limited to nitrogen gas but can also be applied to inert gas.
이에 따라, 상기 질소가스가 질소가스공급용 홀들(35)의 토출구를 거쳐 본체(11)의 하부면의 요홈부들(18),(19)로 토출된 다음에 본체(11)의 프리히팅부의 질소공급용 홀들(13)의 토출구를 거쳐 상기 리드프레임으로 토출된다. 이와 아울러, 상기 질소가스가 본체(11)의 패드부의 가스공급용 홀들(15),(17)의 토출구를 거쳐 상기 리드프레임으로 토출된다. 따라서, 상기 리드프레임의 주위 분위기가 질소분위기로 유지된다.Accordingly, the nitrogen gas is discharged into the recesses 18 and 19 of the lower surface of the main body 11 through the discharge holes of the nitrogen gas supply holes 35 and then the nitrogen of the preheating part of the main body 11. It is discharged to the lead frame via the discharge port of the supply holes (13). In addition, the nitrogen gas is discharged to the lead frame through discharge ports of the gas supply holes 15 and 17 of the pad portion of the main body 11. Therefore, the ambient atmosphere of the lead frame is maintained in a nitrogen atmosphere.
여기서, 요홈부(18)가 가스공급용 홀들(35)을 거쳐 공급된 질소가스를 가스공급용 홀들(13)에 균일하게 공급할 수 있고, 또한 요홈부(19)가 가스공급용 홀들(35)을 거쳐 공급된 질소가스를 가스공급용 홀들(15),(17)에 균일하게 공급할 수 있다.Here, the groove 18 may uniformly supply the nitrogen gas supplied through the gas supply holes 35 to the gas supply holes 13, and the groove 19 may also supply the gas supply holes 35. Nitrogen gas supplied through the gas supply holes 15 and 17 may be uniformly supplied.
이어서, 상기 질소분위기에서 상기 리드프레임을 금속와이어, 예를 들어 금와이어에 의해 상기 리드프레임의 내부리드들과 반도체칩의 본딩패드들을 대응하여 전기적으로 연결한다.Subsequently, in the nitrogen atmosphere, the lead frame is electrically connected to the inner leads of the lead frame and the bonding pads of the semiconductor chip by a metal wire, for example, a gold wire.
따라서, 본 발명은 고온 가열된 리드프레임을 질소분위기로 유지한 상태에서 와이어본딩공정을 실시하여 리드프레임 주위의 공기에 의한 변색과 표면산화를 방지할 수 있다.Therefore, the present invention can prevent the discoloration and surface oxidation by the air around the lead frame by performing a wire bonding process in a state where the lead frame heated at a high temperature in a nitrogen atmosphere.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 와이어본딩용 히터블럭장치 및 이를 이용한 와이어본딩방법은 와이어본딩공정에서 히터블럭과 히터블럭 베이스의 내부에 형성된 가스공급용 홀을 거쳐 산화방지를 위한 질소가스를 리드프레임의 주위로 토출시킨다.As described above, the wire bonding heater block device and the wire bonding method using the same in the wire bonding process through the gas supply hole formed in the heater block and the heater block base through the nitrogen gas for oxidation prevention Discharge around the lead frame.
따라서, 본 발명은 구리계 리드프레임을 고온의 히터블럭 위에서 와이어본딩하더라도 리드프레임의 산화를 방지하여 후속공정인 몰딩공정에서 리드프레임과 성형수지와의 접착력 약화를 방지하여 패키지의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention prevents oxidation of the lead frame even when wire-bonding a copper-based lead frame on a high temperature heater block, thereby preventing weakening of adhesion between the lead frame and the molding resin in a subsequent molding process, thereby improving reliability of the package. have.
Claims (15)
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|---|---|---|---|
| KR1019970018044A KR19980082938A (en) | 1997-05-10 | 1997-05-10 | Heater block device for wire bonding and wire bonding method using same |
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| KR1019970018044A KR19980082938A (en) | 1997-05-10 | 1997-05-10 | Heater block device for wire bonding and wire bonding method using same |
Publications (1)
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ID=65990351
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| KR1019970018044A KR19980082938A (en) | 1997-05-10 | 1997-05-10 | Heater block device for wire bonding and wire bonding method using same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100401143B1 (en) * | 1999-12-31 | 2003-10-10 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Heat block for manufacturing semiconductor package |
-
1997
- 1997-05-10 KR KR1019970018044A patent/KR19980082938A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100401143B1 (en) * | 1999-12-31 | 2003-10-10 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Heat block for manufacturing semiconductor package |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |