KR19990042389A - 반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지방법 및 그 장치 - Google Patents

반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 반도체칩(CP) 및 리드(LD)에 본딩된 와이어의 단락과 본딩견고성을 검사하기 위해 보빈(BB)에 권취된 앤드와이어(EW)를 보빈(BB)과 접지부(11) 사이에 개재시켜 클램프될 수 있게 한 홀더(10)와;
상기 홀더(10)의 접지부(11) 일측에 보빈(BB)이 착탈식으로 설치될 수 있도록 개폐되는 커버(13)를 가진 보빈결합구(12)와;
상기 홀더(10)에 설치되고 본딩헤드(BH)에 축지된 축(S2)과;
상기 축(S2)의 선단에 설치되어 앤드와이어(EW)와 통전될 수 있도록 설치되고 전류의 인가에 의해 와이어(W)의 본딩상태를 확인할 수 있는 WBMS(WM)와 연결될 수 있게 한 로테이팅일렉트릭컬컨넥터(RIC)와;
를 포함하는 것으로 와이어의 본딩시 단락과 본딩견고성을 정확하게 검사할 수 있게 하고, 검사의 신뢰도를 높이며, 와이어본딩의 작업성을 용이하게 하여 반도체패키지의 제품신뢰도를 높일 수 있게 한 것이다.

Description

반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지방법 및 그 장치
본 발명은 반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체패키지의 제조시 와이어의 본딩을 검사하기 위해 보빈에 권취된 와이어의 앤드와이어(보빈에 권취된 와이어의 끝단)에 접지선이 연결되록 하여 와이어의 본딩상태를 용이하게 검사할 수 있게 한 반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체패키지에는 반도체칩의 본딩패드와 리드프레임의 각 리드(또는 BGA반도체패키지지 PCB에 형성된 회로패턴) 사이에 회로적으로 연결시켜주기 위한 와이어가 연결되어 있다.
상기한 와이어의 연결은 반도체칩이 부착되는 다이어태치공정후 와이어본딩공정에서 시행되도록 한다.
이렇게 와이어를 본딩시키는 와이어본딩공정의 와이어본딩기(WBM)는 도 1에서 보는바와 같이 좌우 길이방향으로 가이드(GD)와 이 가이드(GD)의 상부 중앙에 본딩헤드(BH)와 본딩헤드(BH)의 일측에 리드프레임을 공급시키는 공급부(IN)와 본딩헤드(BH)의 타측에 와이어본딩이 완료된 리드프레임을 배출시키는 배출부(OUT)가 구비된다.
상기한 본딩헤드(BH)는 와이어(W)가 권취어 있는 보빈(BB)에 설치되는 홀더(10)를 상부에 구비하고, 하부에는 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)와 리드프레임에 와이어를 연결시키는 캐피러리(CA)와 캐피러리(CA)의 주변에 근접되도록 전극팁(T)을 구비하며, 캐피러리(CA)의 상부에는 와이어(W)를 필요시 클램프시킬수 있도록 경도가 큰 보석류와 전류가 흐를수 있도록 한 쌍으로 이루어진 와이어클램프(WC)를 구비한다.
이러한 와이어본딩기(WBM)는 공급부(IN)에 적재된 리드프레임이 본딩헤드(BH)의 하부에 공급되면 홀더(10)에 설치된 보빈(BB)의 선단부와이어(UW)가 캐피러리(CA)를 통해 융용되어 와이어(W)의 본딩을 시행한다.
이렇게 와이어본딩기로 반도체칩(CP)과 리드프레임에 와이어본딩되는 과정중 본딩상태가 정확하게 이루어져 있는 가를 WBMS(WM:Wire Bond Monitoring System)방법에 의해 검사하게 된다.
상기 WBMS(WM)는 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)에 와이어본딩되는 1차본딩과 리드(LD)에 와이어가 본딩되는 2차본딩을 하여 연결할 때 1차적으로 와이어가 단락되었는지의 여부와 2차적으로는 연결된 부위가 견고하게 유지되어 있는 지를 확인하기 위해 전류의 공급에 따라 검사할 수 있게 하는 것이다.
이와 같은 와이어본딩기(WBM)의 와이어본딩을 검사하기 위한 종래의 방법 및 구조를 설명하면 도 2에서 보는바와 같이 홀더(10)에 설지된 보빈(BB)의 선단부와이어(UW)를 본딩헤드(BH)의 여러부위에 구비된 롤러(RR)와 와이어클램프(WC)를 거쳐 캐피러리(CA)의 내부에 위치시기고, 리드프레임이 공급안치된 다이(D:가이드)와 와이어클램프(WC)사이에는 접지선(G)을 연결시킨다.
이러한 와이어본딩기(WBM)는 공급부(IN)에서 리드프레임이 공급되면 캐피러리(CA)의 내부에 구비된 선단부와이어(UW)가 전극팁(T)에서 발생하는 불꽃에 의해 와이어(W)의 선단을 볼형상으로 융용시키고, 융용된 선단부와이어(UW)는 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)로 이동하여 1차본딩을 완료한다.
반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)에 와이어(W)의 본딩이 완료되면 캐피러리(CA)는 리드(LD)측으로 이동하여 상기와 같은 방법으로 2차본딩을 완료한다.
이렇게 와이어의 본딩이 이루어질 때 본딩패드(BP)와 각 리드(LD)에 본딩의 단락돠 견고하게 이루어져 있는 가를 확인하기 위해 와이어클램프(WC)가 선단부와이어(UW)를 클램프하고 동시에 와이어클램프(WC)에 접촉하고 있는 접지선에 직류전압을 인가시킴에 따라 본딩패드(BP)나 리드(LD)에서 그라운드로 흐르는 전류량을 검출하므로서, 본딩의 불량이 발생되면 WBMS(WM)의 제어신호에 의해 와이어본딩기(WBM)의 작동을 정지시키도록 한다.
그러나 상기 와이어본딩의 검사는 선단부와이어(UW)를 클램프하고 있는 와이어클램프(WC)에 전류의 인가에 따른 방전발생으로 금속재의 와이어클램프표면이 전기적인 손상을 입어 신호의 부정확성으로 WBMS(WM)의 작동기능성을 저해하여 와이어본딩의 검사정확성을 기할 수 없었고, 동시에 WBMS(WM)의 전기적신호를 와이어클램프(WC)를 통해 인가시켜 시그널의 감지가 용이하지 못하여 와이어의 클램프세 디메이지발생으로 인한 저항값의 증가에 의한 WBMS(WM)의 오동작발생으로 검사의 신뢰성저하에 따른 반도체패키지의 제품불량과 품질신뢰도를 약화시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 반도체패키지의 제조시 와이어의 본딩의 단락과 견고성을 검사하기 위해 홀더에 설치된 보빈의 앤드와이어에 접지선이 연결되록 하여 와이어의 본딩상태를 정확하게 검사할 수 있게 한 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기위한 수단은 본딩헤드의 홀더에 보빈을 착탈식으로 설치할 수 있는 커버를 구비하고, 홀더의 중앙에는 무저항접점으로 된 로테이팅일렉트릭컬컨넥터를 구비하며, 보빈의 와이어중 앤드와이어를 홀더와 보빈사이에 개재시켜 신호인가에 따른 와이어본딩의 단락과 본딩견고성을 검사를 시행 할 수 있게 한 것이다,
도 1은 본 발명의 적용상태도.
도 2는 종래의 개략구성도.
도 3은 본 발명의 개략구성도.
도 4는 본 발명의 홀더의 단면구성도.
도 5는 본 발명의 홀더에 보빈이 설치된 상태의 단면구성도.
도 6은 본 발명의 다른실시예의 단면구성도.
(도면의 주요부분에 대한 부호설명)
10 ; 홀더 11 ; 접지부
12 ; 보빈결합구 13 ; 커버
30 ; 클램프 31 ; 클립
31 ; 케이스 33 ; 접지봉
CP ; 반도체칩 BD ; 본딩패드
WC ; 와이어클램프 W ; 와이어
UW ; 선단부와이어 EW ; 앤드와이어
BB ; 보빈 G ; 접지선
LD ; 리드 BH ; 본딩헤드
WM ; WBMS RIC ; 로테이팅일렉트릭컬컨넥터
SP ; 스프링
이하 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
반도체칩(CP) 및 리드(LD)에 본딩된 와이어의 단락과 본딩견고성을 검사하기 위해 보빈(BB)에 권취된 앤드와이어(EW)를 보빈(BB)과 접지부(11) 사이에 개재시켜 클램프될 수 있게 한 홀더(10)와;
상기 홀더(10)의 접지부(11) 일측에 보빈(BB)이 착탈식으로 설치될 수 있도록 개폐되는 커버(13)를 가진 보빈결합구(12)와;
상기 홀더(10)에 설치되고 본딩헤드(BH)에 축지된 축(S2)과;
상기 축(S2)의 선단에 설치되어 앤드와이어(EW)와 통전될 수 있도록 설치되고 전류의 인가에 의해 와이어(W)의 본딩상태를 확인할 수 있는 WBMS(WM)와 연결될 수 있게 한 로테이팅일렉트릭컬컨넥터(RIC)와;
를 포함하는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 첨부도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 와이어본딩기(WBM)의 개략구성도로서, 본딩헤드(BH)의 상부에 구비된 홀더(10)에 착탈식으로 보빈(BB)이 설치되고, 보빈(BB)에 권취된 와이어(W)의 선단부와이어(UW)는 각 롤러(RR)와 와이어클램프(WC)를 통해 본딩헤드(BH)의 하부에 구비된 캐피러리(CA)의 내부로 삽입되며, 캐피러리(CA)와 근접되는 부위에는 전극팁(T)을 구비한다.
또한 캐피러리(CA)의 하부에 구비되어 리드프레임이 공급안치되는 다이(D:가이드)와 보빈(BB)에 권취된 앤드와이어(EW)에는 접지선(G)을 연결시킨다.
도 4는 본 발명의 보빈(BB)에 설치되는 홀더(10)의 단면도로서, 본딩헤드(BH)의 내부에 모터(M)와 이 모터(M)에 구동기어(G1)가 구비된 구동축(S1)을 설치하고, 상기 구동기어(G1)에는 축(S2)에 구비된 종동기어(G2)를 대응치합시켜 상기 축(S2)이 본딩헤드(BH)의 외부로 돌출되도록 한다.
상기 본딩헤드(BH)의 외부로 돌출된 축(S2)에는 전기가 통전되는 금속재의 홀더(10)를 구비하고, 홀더(10)의 일측에는 보빈결합구(12)를 구비하며, 홀더(10)의 중앙에는 스프링(SP)을 설치하여 보빈결합구(12)를 탄력설치하고, 보빈결합구(12)의 일측에는 착탈식으로 설치되는 커버(13)를 구비하며, 커버(13)는 록킹부재(14)에 의해 고정되도록 하고, 상기 본딩헤드(BH)의 내측에 위치한 축(S2)에는 WBMS(WM)와 연결되는 로테이팅일렉트릭컬컨넥터(RIC)를 구비한다.
도 5는 본 발명의 보빈(BB)이 홀더(10)에 설치된 상태의 단면구성도로서, 홀더(10)의 록킹부재(14)해제에 의해 커버(13)를 보빈결합구(12)에서 분리시킨 후 보빈(BB)을 보빈결합구(12)에 설치하여 커버(13)와 록킹부재(14)를 결합시키면 보빈(BB)은 홀더(10)에서 견고하게 결합설치된다.
이렇게 홀더(10)에 설치된 보빈(BB)의 와이어(W)중 선단부와이어(UW)는 상기 도 3과 같이 캐피러리(CA)로 연결시키고, 앤드와이어(EW)는 보빈(BB)과 홀더(10)사이에 개재시켜 클램프시킨 것이다.
이러한 와이어본딩기(WBM)는 반도체패키지의 제조시 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)와 리드(LD)에 와이어(W)의 본딩후 와이어(W)의 단락과 견고한 본딩이 되어있는지를 검사하기 위해 구성된 것이다.
상기한 와이어본딩을 검사하기 위해서는 캐피러리(CA)의 동작으로 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)에 1차와이어본딩된후 와이어클램프(WC)가 선단부와이어(UW)을 클램핑하여 본딩부위를 잡아당긴 상태에서 보빈(BB)의 앤드와이어(EW)에 연결된 접지선(G)으로 인가되는 전류에 의해 와이어의 본딩을 검사하는 1차검사단계와:
상기 1차검사단계후 리드(LD)에 2차와이어본딩된 다음 앤드와이어(EW)에 연결된 접지선(G)으로 인가되는 전류에 의해 와이어본딩을 검사하는 1차검사단계:
로 와이어의 본딩을 검사할 수 있게 한 것이다.
이와같이 된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 3에서 보는바와 같이 홀더(10)에 설치된 보빈(BB)의 와이어(W)중 앤드와이어(EW)를 보빈(BB)과 홀더(10)사이에 개재시켜 클램프시키고, 선단부와이어(UW)는 각 롤러(RR)와 클램프(30)를 통해 캐피러리(CA)에 연결된 상태에서 본딩헤드(BH)의 하부에 리드프레임이 공급되면 제어신호에 의해 캐피러리(CA)에서 융용된 와이어를 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)에 본딩시킨다.
상기 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)에 와이어의 1차본딩이 완료되면 캐피러리(CA)는 리드(LD)에 2차본딩을 위해 이동하고 동시에 와이어클램프(WC)가 선단부와이어(UW)를 클램핑하여 와이어를 안정된 상태로 유지시킨다.
이렇게 와이어클램프(WC)가 선단부와이어(UW)를 클램프시킬 때 WBMS(WM)는 접지선(G)에 전류를 인가시킨다.
상기 접지선(G)에 인가된 전류는 다이(D:가이드)에 안치된 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)와 일렉트로닉로테이터컨넥터(RIC)를 통해 홀더(10)에 설치된 앤드와이어(EW)로 신호를 전달시킨다.
이렇게 전류신호가 전달되면 1차본딩후의 와이어의 단락과 견고한 본딩이 되었는가를 확인할 수 있는 것이다.
상기 1차본딩이 완료되면 캐피러리(CA)는 리드(LD)로 이동하여 2차본딩을 시행하고, 2차본딩후 상기와 같은 방법으로 와이어본딩의 검사를 시행한다.
이러한 방법으로 검사하게 되면 앤드와이어(EW)에 직접 연결된 접지선(G)에 의해 와이어본딩 단락과 견고성을 용이하게 검사할 수 있게 하고, 전기적신호를 WBMS(WM)에서 앤드와이어(EW)로 직접 인가시켜 와이어본딩의 검사를 행함에 따라 검사의 신뢰도를 높일 수 있게 한다.
또한 상기 홀더(10)에 설치되는 보빈(BB)은 록킹부재(14)에 의해 착탈식으로 설치가 용이하여 보빈(BB)의 설치작업성을 용이하게 하고, 보빈(BB)의 설치결합성을 높일 수 있는 것이다.
상기한 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 도 6에서 보는바와 같이 홀더(10)에 설치되는 보빈(BB)의 일측에 클립(31)으로 된 클램프(30)를 착탈식으로 설치하고, 이 클램프(30)의 케이스(32)에는 앤드와이어(EW)가 삽입되는 홀(35)과 홀(35)에 삽입된 엔드와이어(W)를 클램프시키는 접지봉(33)을 스프링(SP)으로 탄력설치하며, 상기 홀더(10)에는 접지수단(40)을 설치하여 보빈(BB)의 일측면과 접지되도록 하고, 상기 접지수단(40)에는 WBMS(WM)을 연결시킨 것이다.
이러한 검사장치는 와이어의 본딩후 검사를 하기위해 WBMS(WM)의 전기적신호를 접지부(11)를 통해 인가시키면 이 신호는 보빈(BB)과 클램프(30)를 통해 앤드와이어(EW)에 전달되어 본딩상태의 단락과 본딩견고성을 확인할 수 있는 것이다.
따라서, 와이어본딩기(WBM)에서 본딩이 완료된 와이어의 단락과 견고성을 검사하기 위한 방법이 용이하고, 검사의 신뢰도를 높이며, 와이어본딩의 작업성을 용이하게 할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 반도체패키지의 제조시 와이어의 본딩의 단락과 견고성을 검사하기 위해 홀더에 설치된 보빈의 앤드와이어에 WBMS의 전기적신호가 인가되는 접지선이 연결되록 하여 와이어의 본딩시 단락과 본딩견고성을 정확하게 검사할 수 있게 하고, 검사의 신뢰도를 높이며, 와이어본딩의 작업성을 용이하게 하여 반도체패키지의 제품신뢰도를 높일 수 있게 한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 반도체칩(CP)의 본딩패드(BP)에 와이어(W)가 1차본딩된 후 와이어클램프(WC)가 선단부와이어(UW)을 클램핑하여 본딩부위를 잡아당긴 상태에서 보빈(BB)의 앤드와이어(EW)에 연결된 접지선(G)으로 인가되는 전류에 의해 와이어의 본딩상태를 검사하는 1차검사단계와:
    상기 1차검사단계후 리드(LD)에 와이어(W)가 2차본딩된 다음 보빈(BB)의 앤드와이어(EW)에 연결된 접지선(G)으로 인가되는 전류에 의해 와이어본딩상태를 검사하는 1차검사단계와:
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체패키지용 와이어본딩검사방법.
  2. 반도체칩(CP) 및 리드(LD)에 본딩된 와이어의 단락과 본딩견고성을 검사하기 위해 보빈(BB)에 권취된 앤드와이어(EW)를 보빈(BB)과 접지부(11) 사이에 개재시켜 클램프될 수 있게 한 홀더(10)와;
    상기 홀더(10)의 접지부(11) 일측에 보빈(BB)이 착탈식으로 설치될 수 있도록 개폐되는 커버(13)를 가진 보빈결합구(12)와;
    상기 홀더(10)에 설치되고 본딩헤드(BH)에 축지된 축(S2)과;
    상기 축(S2)의 선단에 설치되어 앤드와이어(EW)와 통전될 수 있도록 설치되고 전류의 인가에 의해 와이어(W)의 본딩상태를 확인할 수 있는 WBMS(WM)와 연결될 수 있게 한 로테이팅일렉트릭컬컨넥터(RIC)와;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 홀더(10)는 전류가 인가되는 플레이트형상의 접지수단(40)을 구비하여 보빈(BB)의 일측면에 접지시키고, 클립(31)형태의 클램프(30)가 보빈(BB)에 착탈식으로 설치되어 스프링(SP)에 탄지된 접지봉(33)이 케이스(32)에 구비되며, 상기 케이스(32)에 형성된 홀(35)을 통해 삽입된 보빈(BB)의 앤드와이어(EW)를 클램프시킬 수 있게 하고, 상기 접지수단(40)에는 전류신호가 인가되고 와이어본딩상태를 검사하기 위한 WBMS(WM)와 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체패키지용 와이어본딩기의 와이어본딩 감지장치.
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