KR19990026102A - 리드 프레임 이송장치 및 이를 구비한 와이어 본딩 장치 - Google Patents

리드 프레임 이송장치 및 이를 구비한 와이어 본딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리드 프레임 리드 및 반도체 칩과 이송장치의 마모를 최소화하기여 리드 프레임을 안정적으로 이송하는 리드 프레임 이송 장치 및 이를 이용한 와이어 본딩장치에 관한 것으로서, 리드 프레임 이송장치는 (a) 이송 위치에 있는 리드 프레임을 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거와, (b) 상기 전방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및 (c) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 본딩 헤드부로 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거를 구비한다. 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치에서 리드 프레임을 이송 레일에서 본딩 헤드부로 공급하는 로딩부와, 와이어 본딩이 끝난 리드 프레임을 본딩 헤드부에서 이송 레일로 공급하는 언로딩부는 상기 전방 핑거, 지지판 및 후방 핑거를 구비하는 리드 프레임 이송장치에 의해 구현된다.

Description

리드 프레임 이송장치 및 이를 구비한 와이어 본딩 장치 (Lead frame transfer device and wire bonding apparatus comprising such a device)
본 발명은 반도체 소자 제조장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 리드 프레임을 이송할 때 리드 프레임에 보다 적은 충격을 주고 이송장치의 기계적 마모를 줄일 수 있는 리드 프레임 이송장치 및 이를 이용한 와이어 본딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 조립 공정은 웨이퍼 프로세서(wafer process)를 통해 원하는 기능과 용량을 갖는 집적회로 소자의 제조가 완료된 실리콘 웨이퍼로부터 개별 반도체 칩 (다이(die)라고도 함)을 분리하여 리드 프레임(lead frame)에 접착하는 다이 본딩 공정으로 시작된다.
리드 프레임이란 반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결시키기 위한 리드가 형성되어 있는 구리 합금 또는 철-니켈 합금 등의 금속으로 이루어진 판으로서, 반도체 칩의 전기적 연결 이외에 조립공정 도중에 반도체 칩을 지지하는 역할도 한다. 반도체 칩이 접착된 리드 프레임은 와이어 본딩 (wire bonding) 공정을 통해서 또는 리드 프레임의 리드(내부 리드)를 반도체 칩의 금속 전극 패드에 직접 부착함으로써 반도체 칩과 전기적으로 연결된다. 칩을 외부의 수분, 먼지 또는 충격으로부터 보호하기 위해 봉지한 다음, 리드를 절단하고 외부 기판 등에 실장하기에 적합한 모양을 갖도록 리드(외부 리드)를 구부리면 조립공정이 완료되고, 이렇게 패키지된 소자의 전기적인 특성 및 불량 발생 유무를 검사한 다음 검사에 합격한 소자는 최종 제품으로서 사용자에게 공급된다.
이와 같은 반도체 조립공정에서 리드 프레임은 스트립(strip) 형태로 이송되는데, 하나의 스트립에는 동일한 리드 패턴이 여러 개 반복되어 있어서 여러 반도체 칩을 동시에 다이 본딩하고 와이어 본딩할 수 있다. 리드 프레임 스트립을 와이어 본딩하기 위해서는 다이 본딩이 끝난 리드 프레임 스트립을 와이어 본딩 장치의 본딩 헤드 쪽으로 이송하여야 한다. 리드 프레임 스트립을 이송할 때에는 미세한 리드 패턴과 반도체 칩이 손상을 받지 않도록 주의하여야 하며, 이송장치의 기계적인 마모 등에 의해 반도체 칩이나 리드 프레임 리드에 불순물이 묻지 않도록 하여야 한다. 리드 패턴이나 반도체 칩에 손상이 생기거나 불순물이 묻게 되면, 와이어 본딩에 불량이 발생할 수 있고 조립공정의 생산성을 떨어뜨린다.
특히, 반도체 칩이 리드 프레임 리드의 아래에 부착되는 소위 LOC (Lead On Chip) 구조의 리드 프레임 스트립을 이송할 때에는 이송 벨트와 같은 이송수단과 반도체 칩이 직접 접촉하여 칩에 손상을 줄 수 있다.
리드 프레임 스트립의 이송 문제는 또한 와이어 본딩공정의 효율을 높이기 위하여 여러 대의 와이어 본딩장치를 하나의 작업라인으로 연결한 소위 인-라인 와이어 본딩 시스템에서 중요한 고려사항 중 하나이다.
따라서, 리드 프레임 스트립을 이송할 때 이송장치의 기계적 마모와 이송장치에 의한 리드 패턴, 반도체 칩의 손상을 방지할 수 있고 보다 안정적인 이송이 가능하게 하는 이송장치가 필요하게 된다.
본 발명의 목적은 리드 프레임 및 리드 프레임에 부착된 반도체 칩과 이송수단 간의 기계적인 마찰을 최소화할 수 있는 리드 프레임 이송장치 및 이를 이용한 와이어 본딩장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 간단한 구조를 갖는 리드 프레임 이송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 안정적인 리드 프레임의 이송이 가능하게 하여 와이어 본딩공정의 효율을 높이는 것이다.
도1은 본 발명을 적용하기에 적합한 인-라인 와이어 본딩 시스템의 개략 평면도,
도2는 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치를 구비한 와이어 본딩 장치의 개략 평면도,
도3은 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치의 부분 측면도,
도4는 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치에 사용되는 후방 핑거의 개략 측면도,
도5는 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치에 사용되는 전방 핑거의 개략 측면도,
도6은 전방 핑거의 평판에 의해 이송레일로부터 리드 프레임이 이송되는 상태를 나타내는 와이어 본딩장치의 부분 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1; 리드 프레임 분리기 2; 리드 프레임
3; 접착제 도포기 4; 다이 본딩 헤드
5; 웨이퍼 적재함 6; xy 테이블
7; 칩 분리기 8; 칩 이송기
12; 경화기 14; 버퍼
15; 제어부 18; 매거진
22; 와이어 본딩 헤드 30; 리드 프레임 이송레일
38; 정지기 42; 리드 프레임 공급레일
44; 클램프 50; 로딩부
52; 후방 핑거(rear finger) 54; 전방 핑거(front finger)
60; 지지판 70; 언로딩부
80, 90; 실린더 어셈블리 83, 93; 수평축
101, 111; 수평 실린더 102, 112; 수직 실린더
본 발명에 따르면, 반도체 칩이 부착된 리드 프레임은 수직운동과 수평운동을 하는 평판에 올려져서 이동한다. 이러한 평판을 갖는 리드 프레임 이송장치는 와이어 본딩장치의 로딩부와 언로딩부에 사용하기에 적합하며, 특히 복수의 와이어 본딩장치가 하나의 작업라인으로 연결된 인-라인 와이어 본딩장치의 로딩부 및 언로딩부에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치는 (a) 이송 위치에 있는 리드 프레임을 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거와, (b) 상기 전방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및 (c) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 본딩 헤드부로 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거를 구비한다.
본 발명에 따른 와이어 본딩 장치에서 리드 프레임을 이송 레일에서 본딩 헤드부로 공급하는 로딩부와, 와이어 본딩이 끝난 리드 프레임을 본딩 헤드부에서 이송 레일로 공급하는 언로딩부는 상기 전방 핑거, 지지판 및 후방 핑거를 구비하는 리드 프레임 이송장치에 의해 구현된다.
본 발명은 특히 여러 대의 와이어 본딩장치가 하나의 리드 프레임 이송레일에 의해 연결되어 있는 인-라인 와이어 본딩장치에 적용하기에 특히 적합하다.
이하 도면을 참조로 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치는 여러 대의 와이어 본딩장치가 하나의 작업라인으로 연결되어 있는 인-라인 와이어 본딩장치에 적용하기에 특히 적합하다. 인-라인 와이어 본딩장치는 예컨대 본 출원인에 의해 출원된 국제특허출원 제 PCT/KR96/00028 호에 개시되어 있다.
도1은 본 발명을 적용하기에 적합한 인-라인 와이어 본딩 장치의 개략적인 구성도이다. 인-라인 와이어 본딩장치는 와이어 본딩공정의 생산성을 높이기 위하여 여러 대의 다이 본딩장치와 와이어 본딩장치를 하나의 작업라인으로 연결한 것으로서, 여러 단계를 거쳐 진행되는 조립공정 각각의 공정 단계에서 처리하는 작업용량이 서로 다르기 때문에 발생하는 연속적 작업 진행의 어려움을 극복할 수 있다. 예컨대, 은-에폭시 (Ag-epoxy)와 같은 접착제를 사용하여 반도체 칩을 리드 프레임의 다이 패드(die pad)에 부착하는 다이 본딩 공정에서 처리하는 양은 와이어 본딩에서 처리하는 양보다 4배정도 많다. 그리고 반도체 칩 위에 리드 프레임의 리드가 올라오는 소위 LOC (Lead On Chip) 구조의 패키지 조립공정에는 보통 폴리이미드 테이프(polyimide tape)를 사용하여 다이 본딩을 하는데, 폴리이미드 테이프는 약 0.8∼2초 가량 열과 압력을 가하여야 하므로 다이 본딩 공정의 처리량이 와이어 본딩 공정의 약 2배에 가깝다. 이러한 점을 고려하여 최근에는 다이 본딩 장비 하나에 여러 개의 와이어 본딩 장비를 함께 묶은 인-라인 장비가 사용되고 있다. 이러한 인-라인 장비는 대량생산을 요구하는 메모리 소자 등을 조립 생산하는 데에 유리한 점이 많다.
도1에 나타낸 인-라인 와이어 본딩장치(40)는 크게 하나의 다이 본딩 장비(10)와 4개의 와이어 본딩 장비(20a, 20b, 20c 및 20d) 및 와이어 본딩을 위해 리드 프레임(16)을 이송하는 이송레일(30)로 이루어져 있다.
적재함(1)에 적층되어 있는 여러 장의 리드 프레임은 리드 프레임 분리기(도시 아니함)에 의해 하나씩 분리되어 작업 레일(9)에 올려진다. 레일(9) 상의 리드 프레임(2)에는 반도체 칩의 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있는 리드 패턴들이 여러 개 형성되어 있고 이러한 리드 패턴들은 리드 프레임의 외관을 형성하는 사이드 레일(side rail)에 의해 연결되어 있는 스트립(strip) 형태를 가지고 있다. 웨이퍼 적재함(5 ; wafer cassette)에 들어 있는 웨이퍼에는 집적회로 소자가 제조되어 있고, 웨이퍼는 후면 연마(back lapping), 스크라이빙(scribing) 및 후면 테이프 부착이 되어 있는 상태이다. 하나의 웨이퍼(도시 아니함)가 xy-테이블(6)에 올려지면, 칩 분리기(7)가 웨이퍼로부터 하나씩 칩을 분리하고, 칩 이송기(8)가 분리된 칩을 다이 본딩 헤드(4) 쪽으로 이동시킨다. 본딩 헤드(4) 아래의 레일(9) 위치에 도달한 리드 프레임(2)의 다이 패드(도시 아니함)에는 이미 접착제 도포기(3)에 의해 은-에폭시 등의 접착제가 도팅(dotting)되어 있다. 다이 패드를 사용하지 않고 반도체 칩이 리드 프레임의 리드에 직접 접착되는 경우, 예컨대 LOC인 경우에는 이러한 접착제 도포기(3)를 사용할 필요가 없다.
본딩 헤드(4)는 칩 이송기(8)에 의해 이송된 반도체 칩의 위치와 접착하고자 하는 리드 프레임의 위치를 정렬한 다음 일정한 열과 압력을 가하면서 칩과 리드 프레임을 눌러주어 양자를 부착시킨다.
다이 본딩 장비(10)에 의해 반도체 칩의 부착이 완료된 리드 프레임은 경화기(12)로 들어가고 일정한 온도에서 일정한 시간이 경과하면, 예컨대 180 - 200 ℃에서 1 - 2분이 경과하면 접착제가 경화된다. 버퍼(14 ; buffer)는 다이 본딩이 끝난 리드 프레임을 와이어 본딩 장비로 보내기 전에 리드 프레임이 적재되는 여러 개의 매거진(18 ; magazine)으로 구성되어 있다. 이렇게 여러 개의 매거진을 사용해서 리드 프레임을 와이어 본딩 장비에 공급하면, 다이 본딩 장비(10)에 문제가 생겨 수리를 위해 일시 동작 정지된 경우에도 와이어 본딩 작업을 계속할 수 있고, 다이 본딩 장비의 처리 용량이 4대의 와이어 본딩 장비(20)의 처리량을 따라가지 못하는 경우에도 인-라인 장비(40)에 포함되지 않은 다른 다이 본딩 장비를 사용해서 다이 본딩한 다음 이것을 버퍼(14)에 공급하여 와이어 본딩이 계속적으로 진행되도록 할 수 있다. 매거진(18)에서 리드 프레임 이송레일(30)로 이송된 리드 프레임(16a)과 다이 본딩된 반도체 칩은 4개의 와이어 본딩 장비(20a∼20d) 중 하나에 의해 와이어 본딩된다.
와이어 본딩 장치(20)는 리드 프레임의 입출력을 위한 로딩부(50), 언로딩부(70) 및 실제 와이어 본딩을 하는 와이어 본딩 헤드(22)로 이루어져 있다. 와이어 본딩이 끝난 리드 프레임(16b)은 이송레일(30)에 의해 매거진(28)으로 이송되고, 매거진(28)에 적재된 리드 프레임은 다음 조립공정 예컨대 몰딩 (molding) 공정으로 이동한다. 매거진(28)은 버퍼(14)의 매거진(18)과 동일한 구조를 가지고 있다.
제어부(15)는 웨이퍼의 이동, 리드 프레임의 이동뿐만 아니라 전체 장비의 동작을 제어하며, 적용되는 리드 프레임의 크기나 리드의 형상, 반도체 칩의 구조에 따라 초기값이 설정되는 소프트웨어에 의해 동작되는 마이크로 프로세서이다.
와이어 본딩장치(20)의 로딩부(50)는 이송레일(30)을 따라 이동하고 있는 리드 프레임(16a)을 본딩 헤드(22)쪽으로 이동시키기 위한 것이며, 언로딩부(70)는 와이어 본딩이 끝난 리드 프레임(16b)을 본딩 헤드(22)로부터 제거하여 이송레일(30)로 이동시키기 위한 것이다.
도2는 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치를 구비한 와이어 본딩장치의 개략 평면도이다. 리드 프레임 이송장치의 로딩부(50)와 언로딩부(70)는 동일한 구성을 가지고 있으며, 단지 리드 프레임이 이송되는 방향만 반대이다. 따라서, 설명을 간단하게 하기 위해 리드 프레임 로딩부(50)에 대하여 설명하고 언로딩부(70)에 대한 구체적인 구성 설명은 생략한다.
리드 프레임 로딩부(50)는 두 개의 핑거(finger) 즉 후방 핑거(52)와 전방 핑거(54), 지지판(60; platform)을 갖는 리드 프레임 이송장치를 구비한다. 전방 핑거(54)는 리드 프레임 이송레일(30)을 따라 이송하고 있는 리드 프레임(16)을 지지판(60)으로 옮기는 역할을 한다. 이송레일(30)은 예컨대, 앞에서 언급한 국제특허출원 제 PCT/KR96/00028 호에 개시된 것처럼 공기레일로 구성될 수 있다. 공기레일(30)에는 리드 프레임(16)을 공기의 힘으로 이송하기 위한 공기구멍(36)이 형성된 레일 블록(32)이 복수개 연결되어 있다. 레일 블록(32) 사이에는 공간(34)이 형성되어 있는데, 이 공간(34)을 통해 핑거(54)가 수직왕복운동을 한다.
S1 감지기(Sensor)는 이송레일(30)을 따라 이동하는 리드 프레임(16)의 위치를 인식한다. 와이어 본딩 헤드(22)에 리드 프레임이 존재하지 않을 때 S1 감지기에서 리드 프레임이 존재함을 인식하면, 정지기(38; stopper)가 이송 중이 리드 프레임을 세우고, 전방 핑거(54)가 리드 프레임을 들어올린다. 전방 핑거(54)가 도2에 도시한 위치에서 지지판(60) 쪽으로 이동하여 리드 프레임을 지지판(60) 위에 올려놓는다. 지지판(60)에 부착되어 있는 S2 감지기는 리드 프레임의 존재를 식별하기 위한 것이다. S1 감지기와 S2 감지기에서 식별한 정보는 예컨대, 제어부(도1의 '15')로 전달되며, 제어부는 이 감지기의 식별정보를 바탕으로 정지기(38), 전방 핑거(54), 후방핑거(52) 클램프(44) 등의 동작을 제어한다. 리드 프레임 언로딩부(70)에 위치하는 S3, S4 감지기 또한 리드 프레임의 존재를 식별하며, 이 감지기에서 식별한 정보도 장치의 제어에 이용된다.
지지판(60)에 놓여 있는 리드 프레임은 후방 핑거(52)에 의해 가이드 레일(58, 59; guide rail)로 옮겨진다. 전방 가이드 레일과 후방 가이드 레일(58, 59)은 리드 프레임 공급 레일(42)과 함께 리드 프레임이 본딩헤드(22) 쪽으로 이송되는 레일을 형성한다. 가이드 레일(58, 59)은 기둥(55), 릴레이 판(56; relay plate), 축(57; shaft)에 의해 지지되어 있다. 가이드 레일(58, 59)로 이동한 리드 프레임은 클램프(44)에 의해 리드 프레임 공급 레일(42)로 이동하며, 공급 레일(42)에 의해 본딩 헤드(22)로 이송된다.
이러한 리드 프레임 이송장치를 갖는 로딩부와 언로딩부를 구비한 와이어 본딩장치는 도1에 도시한 것처럼 하나의 작업라인으로 연결되어 인-라인 와이어 본딩장치를 구성한다.
이하에서 설명되겠지만, 이송레일(30)에서 지지판(60)으로 리드 프레임을 이송할 때와, 지지판(60)에서 가이드 레일(58, 59)로 리드 프레임을 이송할 때 리드 프레임은 전방 핑거(54)와 후방 핑거(52)에 올려진 상태에서 이동하기 때문에 이송 수단과 리드 프레임간의 마찰을 최소화할 수 있다.
도3은 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치의 부분 측면도로서, 도면을 간단히 하기 위해 전방 핑거와 후방 핑거는 도시하지 않았다. 후방 핑거는 후방 실린더 어셈블리(80; rear cylinder assembly)에 결합되고, 전방 핑거는 전방 실린더 어셈블리(90; front cylinder assembly)에 결합된다. 실린더 어셈블리(80, 90)는 베이스 판(61)에 고정되어 있고, 전후방 핑거의 수평 직선운동을 담당한다.
후방 실린더 어셈블리(80)는 실린더 고정 블록(81, 82)과 수평 축(83) 및 정지기(84)를 구비한다. 수평 축(83)에는 후방 핑거가 결합되고, 후방 핑거는 수평 축(83)을 따라 좌우로 직선운동을 한다. 핑거의 운동거리는 정지기(84)에 의해 제어된다.
전방 실린더 어셈블리(90)도 실린더 고정 블록(91, 92)과 수평 축(93) 및 정지기(94)를 구비한다. 전방 핑거는 수평 축(93)에 결합되며 이송레일(30)의 이송블록(32)을 따라 이동하는 리드 프레임을 지지판(60)으로 이동시킨다.
베이스 판(61)에는 또한 기둥(55)이 고정되어 있으며, 기둥(55)에 결합된 릴레이 판(56)과 축(57)에 의해 가이드 레일(58, 59)이 지지된다. 전방 가이드 레일(59)에는 지지판(60)이 결합되어 있다. 기둥(55)의 끝에 결합된 밀기 판(62; pusher plate)에는 밀기(63)가 달려 있다. 밀기(63)는 리드 프레임(16)이 후방 핑거에 의해 지지판(60)으로부터 가이드 레일(58, 59)로 이송되면, 리드 프레임(16)을 밀어서 리드 프레임 공급레일(42)로 이동시킨다.
도4는 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치에 사용되는 후방 핑거의 개략 측면도이다. 후방 핑거(52)는 수평 실린더(101), 수직 실린더(102), 리드 프레임 판(107)을 구비한다. 수평 실린더(101)는 후방 실린더 어셈블리(80)의 수평 축(83)에 결합되어 축(83)을 따라 직선왕복운동을 한다. 수평 실린더(101)에 결합된 완충기(108)는 정지기(85) 등에 의해 후방 핑거(52)가 정지할 때 받는 충격을 줄이기 위한 것이다. 수직 실린더(102)는 체결수단(103)에 의해 수평 실린더(101)에 결합되어 있다. 수직 실린더(102)는 수직 축(104)을 상하왕복운동시켜 이 축(104)과 연결되어 있는 후방 판(105), 연결바(106) 및 리드 프레임 판(107)의 수직왕복운동을 가능하게 한다.
도5는 본 발명에 따른 리드 프레임 이송장치에 사용되는 전방 핑거의 개략 측면도이다. 전방 핑거(54)는 후방 핑거(52)와 마찬가지로 수평 실린더(111), 수직 실린더(112), 리드 프레임 판(117)을 구비한다. 수평 실린더(111)는 전방 실린더 어셈블리(90)의 수평 축(93)에 결합되어 축(93)을 따라 직선왕복운동을 한다. 수평 실린더(111)에 결합된 완충기(118)는 정지기(95) 등에 의해 전방 핑거(54)가 정지할 때 받는 충격을 줄이기 위한 것이다. 수직 실린더(112)는 체결수단(113)에 의해 수평 실린더(111)에 결합되어 있다. 수직 실린더(112)는 수직 축(114)을 상하왕복운동시켜 이 축(114)과 연결되어 있는 후방 판(115), 연결바(116) 및 리드 프레임 판(117)의 수직왕복운동을 가능하게 한다.
도4 및 도5를 참조로 설명한 후방 핑거(52)와 전방 핑거(54)는 동일한 기능을 하는 구성요소를 구비하고 있지만, 구성요소의 일부, 예컨대 전후방 판(105, 115), 연결 바(106, 116) 및 평판(107, 117)의 크기와 연결구조가 조금씩 다른 것을 알 수 있다. 그러나, 도면에 도시한 것과는 달리 전후방 핑거의 구조를 동일하게 하는 것도 가능하며, 이송레일(30), 지지판(60), 가이드 레일(58, 59) 등의 구조에 적합하도록 후방 핑거(54)와 전방 핑거(52)를 변경하는 것도 가능하다는 사실은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
전방 핑거(54)와 후방 핑거(52)에 사용되는 수직 실린더(101, 111)와 수평 실린더(102, 112)는 예컨대, 공기압 실린더(pneumatic cylinder)로서 압축 공기가 갖는 에너지를 기계적인 왕복 직선운동으로 변환하여 평판(107, 117)의 수평, 수직 왕복운동을 가능하게 한다. 공기압 실린더는 모터와 이송벨트를 사용하는 방식에 비해 구조가 간단하고 부품의 기계적인 마모 및 소음이 적다.
도6은 전방 핑거의 평판에 의해 이송레일로부터 리드 프레임이 이송되는 상태를 나타내는 와이어 본딩장치의 부분 사시도이다. 전방 핑거(54)의 4개의 평판(117)은 이송레일(30)을 구성하는 레일 블록(32) 사이의 공간(34)에 놓여 있다. 레일 블록(32)의 공기 구멍(36)에서 나오는 공기에 의해 이송레일(30)을 따라 이송되던 리드 프레임은 정지기(38)에 의해 정지하고, 화살표 AB 방향으로 수직운동하는 평판(117)에 의해 위로 옮겨진다. 리드 프레임의 수직이동은 수직 실린더(112)에 의해 화살표 A 방향으로 운동하는 평판(117)에 고정된 상태에서 이루어진다.
리드 프레임(16)이 놓여 있는 평판(117)은 수평 실린더(111)에 의해 화살표 CD 방향으로 운동하여 리드 프레임(16)을 지지판(60)으로 이송한다. 리드 프레임(16)은 반도체 칩(120)이 내부 리드(122)의 밑면에 부착되는 LOC 구조를 갖는다. 리드 프레임의 내부 리드(122)는 반도체 칩(120)의 전극 패드(121)와 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결된다. 외부 리드(123)는 내부 리드(122)와 연결되어 있으며, 분리 구멍(124)은 개별 패키지 소자들을 구분하기 위한 것이다. 이송용 구멍(125)은 리드 프레임을 가이드 레일(58, 59)에서 공급레일(42)로 이동할 때 클램프(44)에 의해 물리는 부분이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 리드 프레임을 이송할 때 이송수단, 예컨대 평판(107, 117)과 리드 프레임간의 마찰을 줄일 수 있고 리드 프레임에 부착된 반도체 칩이 이송수단에 의해 마모되는 일이 없어서, LOC 구조의 리드 프레임을 이송하기에 특히 적합하다.
본 발명은 또한 리드 프레임을 이송하는 수단이 간단한 구조로 실현되고 부품의 기계적인 마모가 적기 때문에 와이어 본딩장치나 여러 대의 와이어 본딩장치가 하나의 작업라인으로 연결되어 있는 인-라인 와이어 본딩장치에 특히 적합하다.

Claims (20)

  1. 리드 프레임을 이송 위치로부터 공급 위치로 이동시키기 위한 리드 프레임 이송장치에 있어서,
    (a) 상기 이송 위치에 있는 리드 프레임을 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거와,
    (b) 상기 전방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및
    (c) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 공급 위치로 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거를 구비하는 리드 프레임 이송장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전방 핑거와 후방 핑거의 수직 실린더와 수평 실린더는 공기압 실린더인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 이송장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 전방 핑거와 후방 핑거의 수평 실린더는 상기 리드 프레임의 수평운동거리를 결정하는 정지기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 이송장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전방 핑거와 후방 핑거의 수직 실린더는 상기 평판과 수직 축, 판, 연결바에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 이송장치.
  5. 반도체 칩과 리드 프레임 리드를 전기적으로 연결하기 위한 와이어 본딩장치에 있어서,
    반도체 칩이 부착된 리드 프레임이 이동하는 이송 레일과,
    반도체 칩과 리드 프레임 리드를 본딩 와이어로 연결하는 본딩 헤드부와,
    상기 이송 레일의 이송 위치에 있는 리드 프레임을 상기 본딩 헤드부로 이송하는 리드 프레임 로딩부로서, (a) 상기 이송 위치에 있는 리드 프레임을 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거와, (b) 상기 전방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및 (c) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 본딩 헤드부로 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거를 구비하는 리드 프레임 로딩부와,
    상기 본딩 헤드부에 의해 반도체 칩과 리드 프레임 리드의 전기적 연결이 끝난 리드 프레임을 상기 이송레일로 이동시키기 위한 리드 프레임 언로딩부로서, (d) 상기 본딩 헤드부로부터 리드 프레임을 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거와, (e) 상기 후방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및 (f) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 이송 레일로 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거를 구비하는 리드 프레임 언로딩부를 구비하는 와이어 본딩 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 전방 핑거와 후방 핑거의 수평 실린더와 수직 실린더는 공기압 실린더인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 장치.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 리드 프레임 로딩부와 리드 프레임 언로딩부 근처의 이송레일 각각에는 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기가 부착되어 있으며, 수평 실린더와 수직 실린더의 운동은 상기 감지기에서 식별한 정보에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 본딩 헤드부는 리드 프레임 공급레일을 구비하며, 상기 리드 프레임 로딩부와 리드 프레임 언로딩부는 상기 리드 프레임 공급레일과 일렬로 연결되는 가이드 레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 가이드 레일의 한쪽에는 상기 지지판이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 리드 프레임 로딩부는 가이드 레일에 올려진 리드 프레임을 상기 리드 프레임 공급레일로 옮기기 위한 밀기를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 장치.
  11. 하나의 작업라인으로 연결된 복수의 와이어 본딩장치와 상기 복수의 와이어 본딩 장치에 공급될 리드 프레임이 이동하는 이송 레일을 갖는 인-라인 와이어 본딩 장치에 있어서, 상기 복수의 와이어 본딩장치 각각은
    반도체 칩과 리드 프레임 리드를 본딩 와이어로 연결하는 본딩 헤드부와,
    상기 이송 레일의 이송 위치에 있는 리드 프레임을 상기 본딩 헤드부로 이송하는 리드 프레임 로딩부로서, (a) 상기 이송 위치에 있는 리드 프레임을 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거와, (b) 상기 전방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및 (c) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 본딩 헤드부로 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거를 구비하는 리드 프레임 로딩부와,
    상기 본딩 헤드부에 의해 반도체 칩과 리드 프레임 리드의 전기적 연결이 끝난 리드 프레임을 상기 이송레일로 이동시키기 위한 리드 프레임 언로딩부로서, (d) 상기 본딩 헤드부로부터 리드 프레임을 옮기기 위한 후방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 후방 핑거와, (e) 상기 후방 핑거에 의해 이송된 리드 프레임이 놓여지며, 리드 프레임의 이송속도를 제어하기 위해 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기를 구비하는 지지판 및 (f) 상기 지지판에 놓여있는 리드 프레임을 상기 이송 레일로 옮기기 위한 전방 핑거로서, 리드 프레임을 올려놓을 수 있는 평판과, 상기 평판을 수직 방향으로 움직이게 하는 수직 실린더 및 상기 평판을 수평 방향으로 움직이게 하는 수평 실린더를 갖는 전방 핑거를 구비하는 리드 프레임 언로딩부를 구비하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 이송레일은 공기구멍을 갖는 복수의 이송블록을 구비하여 리드 프레임이 공기에 의해 이송되는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 수직 실린더와 수평 실린더는 공기압 실린더인 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 본딩 헤드부는 리드 프레임 공급레일을 구비하며, 상기 리드 프레임 로딩부와 리드 프레임 언로딩부는 상기 리드 프레임 공급레일과 일렬로 연결되는 가이드 레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 가이드 레일의 한쪽에는 상기 지지판이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 리드 프레임 로딩부는 가이드 레일에 올려진 리드 프레임을 상기 리드 프레임 공급레일로 옮기기 위한 밀기를 구비하는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  17. 제11 항에 있어서, 상기 리드 프레임 로딩부와 리드 프레임 언로딩부 근처의 이송레일 각각에는 리드 프레임의 존재를 식별하는 감지기가 부착되어 있으며, 수평 실린더와 수직 실린더의 운동은 상기 감지기에서 식별한 정보에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  18. 제11 항에 있어서, 상기 이송레일의 한쪽은 복수의 리드 프레임이 적재되는 있는 매거진과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  19. 제11 항에 있어서, 상기 인-라인 와이어 본딩장치는 리드 프레임에 반도체 칩을 부착하는 다이본딩 장치와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
  20. 제11 항 또는 제19 항에 있어서, 상기 반도체 칩은 리드 프레임의 리드 밑면에 부착되는 것을 특징으로 하는 인-라인 와이어 본딩 장치.
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