KR20000006311A - 와이어본딩방법 - Google Patents

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니시우라신이치
모치다도오루
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후지야마 겐지
가부시키가이샤 신가와
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Abstract

안정된 와이어루프형상 및 형상유지력이 높은 와이어루프형상을 형성할 수 있다.
도 1(b)에 도시한 제 1 회째의 리버스 동작후, 도 1(c)에 도시되듯이 캐필러리(4)를 D1점까지 상승시키고, 그 후 도 1(d)에 도시되듯이 캐필러리(4)를 제 2 본딩점(G)방향의 D2점까지 이동시키고, 계속하여 도 l(e)에 도시되듯이 캐필러리(4)를 D3점까지 하강시키고, 다음에 도 1(f)에 도시되듯이 캐필러리(4)를 D점까지 상승시키고, 그 후 도 1(g)에 도시되듯이 제 2 본딩점(G)과 반대 방향으로 이동시키는 제 2 회째의 리버스 동작을 적어도 1 회 행하고, 다음에 도 1(h)에 도시되듯이 캐필러리(4)를 F점까지 상승시켜 와이어(3)를 풀어낸다.

Description

와이어본딩방법{WIRE BONDING METHOD}
본 발명은, 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 관하여, 특히 와이어루프형성방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 조립공정에는, 도 4에 도시되듯이, 리드 프레임(1)에 놓인 반도체칩(2)상의 패드(2a)(제 1 본딩점)와 리드 프레임(1)상의 리드(1a)(제 2 본딩점)사이를 와이어(3)에 의해 접속하는 공정이 있다. 이 경우에 있어서의 와이어(3)의 루프형상으로서, 도 4(a)에 도시한 사다리꼴루프와, 도 4(b)에 도시한 삼각루프가 있다. 또, 이러한 종류의 와이어루프형성방법으로서, 예컨대 특공평 제5-60657호 공보, 특개평 제4-318943호 공보를 들 수 있다.
도 4(a)에 도시한 사다리꼴루프는, 도 5에 도시한 공정에 의해 형성된다. 도 5(a)에 도시되듯이, 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(도시 않음)는 열린 상태에서, 캐필러리(4)가 하강하여 제 1 본딩점(A)에 와이어선단에 형성된 볼을 본딩한 후, 캐필러리(4)는 B점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 다음에 도 5(b)에 도시되듯이, 캐필러리(4)를 제 2 본딩점(G)과 반대 방향으로 C점까지 수평이동시킨다. 일반적으로, 캐필러리(4)를 제 2 본딩점(G)과 반대 방향으로 이동시키는 것을 리버스 동작이라고 한다. 이것에 의해, 와이어(3)는, A점에서 C점까지 경사진 형상이 되어, 와이어(3)의 부분에 굴곡(3a)이 생긴다. 이 A점에서 C점까지의 공정에서 풀린 와이어(3)는, 도 4(a)에 도시한 넥높이부(31)가 된다.
다음에 도 5(c)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 D점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 도 5(d)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 다시 제 2 본딩점(G)과 반대 방향으로 E점까지 수평이동, 즉 리버스 동작을 한다. 이것에 의해, 와이어(3)는, C점에서 E점까지 경사진 형상이 되어, 와이어(3)의 부분에 굴곡(3b)이 생긴다. 이 C점에서 E점까지 풀린 와이어(3)는, 도 4(a)에 도시한 사다리꼴부의 길이부분(32)이 된다.
다음에 도 5(e)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 F점까지 상승하여 도 4(a)에 도시한 경사부(33)쪽만 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 클램퍼(도시 않음)가 닫힌다. 클램퍼가 닫히면, 이후 캐필러리(4)가 이동하더라도 와이어(3)의 풀어 내기는 행해지지 않는다. 다음에 도 5(f) (g)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 원호운동 또는 원호운동후에 하강하여 제 2 본딩점(G)에 위치하고, 제 2 본딩점(G)에 와이어(3)를 본딩한다.
도 4(b)에 도시한 삼각루프는, 도 6에 도시한 공정에 의해 형성된다. 삼각루프는, 사다리꼴루프의 사다리꼴부 길이부분(32)을 형성하지 않은 것이므로, 도 5(d)에 도시한 제 2 회째의 리버스 동작을 행하지 않는다. 따라서, 도 5(c) (d) (e)의 공정은, 도 6(c)의 공정만으로 된다. 즉, 도6(a) (b)는 도5(a) (b)와 같은 공정이고, 도 6(b)에 도시한 제 1 회째의 리버스 동작후, 도 6(c)에 도시하듯이, 캐필러리(4)는 F점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 캐필러리(4)는 도 5(f) (g)와 같은 도 6(d) (e)의 동작을 행하여 제 2 본딩점(G)에 와이어(3)를 본딩한다.
상기하였듯이, 도 6에 도시한 삼각루프형성공정은, 도 5에 도시한 사다리꼴 루프형성공정보다 단순한 공정으로 형성할 수 있고, 루프형성을 단시간에 행할 수 있다는 특징을 가진다. 그러나, 제 1 본딩점(A)과 제 2 본딩점(G)과의 단차(段差)가 큰 경우, 혹은 제 1 본딩점(A)과 반도체칩(2)의 단부가 떨어져있는 경우에는, 도 4(b)에 도시한 삼각루프의 와이어루프형상에서는, 와이어(3)가 반도체칩(2)에 접촉해버린다. 이러한 경우에는, 도 4(a)에 도시한 사다리꼴루프의 와이어루프형상으로 하여, 와이어(3)와 반도체칩(2)과의 접촉을 방지한다.
도 5에 도시한 사다리꼴루프형성공정에서, 도 5(b)에 도시한 제 1 회째의 리버스 동작은, 캐필러리(4)가 제 1 본딩점(A)에 가까운 높이의 위치에서 행하므로, 비교적 강한 굴곡(3a)이 생기기 쉽다. 그러나, 도 5(d)에 도시한 제 2 회째의 리버스 동작은, 캐필러리(4)가 제 1 본딩점(A)에서 떨어진 높은 위치에서 행하므로, 굴곡(3b)이 생기기 어렵고 안정되지 않는다. 이 때문에, 도 4(a)에 도시한 굴곡(3b) 부분이 안정되지 않으므로 와이어루프의 형상유지력이 약하고, 굴곡(3b)의 높이가 굴곡(3a)의 높이로 일치되지 않고 밑이 올라가거나 또는 밑이 내려가거나 한다. 또한 굴곡(3b)부분의 형상유지력이 약하면, 외부에서의 가압에 의해서 와이어 구부러짐이 발생한다. 예컨대, 제 2 본딩점(G)으로의 본딩시에 있어서 캐필러리 접촉이나 초음파 발진에 의한 충격, 또 와이어(3)의 진동, 또 몰드시의 몰드재 주입에 의한 몰드의 흐름 등의 외력에 의해서 와이어 구부러짐이 발생하기 쉽다.
본 발명의 과제는, 사다리꼴루프의 문제점을 해결하는 것으로, 안정된 와이어루프형상 및 형상유지력이 높은 와이어루프형상을 형성할 수 있는 와이어본딩방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 1 수단은, 제 1 본딩점과 제 2 본딩점과 사이를 와이어로 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 제 l 본딩점에 와이어의 선단을 접속하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 계속하여 제 2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 제 1 회째의 리버스 동작을 행하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시켜, 그 후 캐필러리를 제 2 본딩점의 방향으로 이동시키고, 계속하여 캐필러리를 약간 하강시키는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 그 후 제 2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 제 2 회째의 리버스 동작을 적어도 1 회 하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시켜 와이어를 풀어내고, 제 2 본딩점의 방향으로 이동시켜 와이어를 제 2 본딩점에 접속하는 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 2 수단은, 상기 제 1 수단에 있어서, 상기 리버스 동작후, 캐필러리를 약간 하강시키는 공정을 부가한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태를 도시하고, (a) 내지 (j)는 각 공정의 캐필러리이동에 의한 와이어형상을 도시한 상태도,
도 2는 도 1의 캐필러리의 궤적을 도시한 설명도,
도 3은 본 발명의 그 외의 실시 형태의 캐필러리의 궤적을 도시한 설명도,
도 4는 (a)는 종래의 사다리꼴루프의 와이어루프형상을 도시한 도면, (b)는 종래의 삼각루프의 와이어루프형상을 도시한 도면,
도 5는 (a) 내지 (g)는 도 4(a)의 사다리꼴루프를 형성하는 캐필러리의 궤적에 의한 각 시점에서의 와이어형상을 도시한 상태도,
도 6은 (a) 내지 (e)는 도 4(b)의 삼각루프를 형성하는 캐필러리의 궤적에 의한 각 시점에서의 와이어형상을 도시한 상태도.
"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"
A : 제 1 본딩점 G : 제 2 본딩점
3 : 와이어 3a, 3b, 3c : 굴곡
4 : 캐필러리 31 : 넥높이부
32 : 사다리꼴부 길이부분 33 : 경사부
34 : 제 1 횡와이어부 35 : 제 2 횡와이어부
본 발명의 일실시 형태를 도 1 및 도 2에 의해 설명한다. 또, 도 4(a) 및 도 5와 같은 또는 상당 부재 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙여 설명한다. 본 실시 형태는, 도 5에 도시한 사다리꼴루프의 도 5(c) 내지 (e)의 공정을 도 1(c) 내지 (h)와 같이 바꾼 것이다. 그 밖의 공정은 도 5의 공정과 같다. 즉, 도 1(a) (b) 및 (i) (j)의 공정은 도 5(a) (b) 및 (f) (g)의 공정에 상당한다.
우선, 종래와 같은 도 1(a) (b)의 공정에 관해서 설명한다. 도 1(a)에 도시되듯이, 와이어(3)를 클램프하는 클램퍼(도시 않음)는 열린 상태로, 캐필러리(4)가 하강하여 제 1 본딩점(A)에 와이어선단에 형성된 볼을 본딩한 후, 캐필러리(4)는 B점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 다음에 도 1(b)에 도시되듯이, 캐필러리(4)를 제 2 본딩점(G)과 반대 방향의 C점까지 수평이동시키는 리버스 동작을 한다. 이것에 의해, 종래와 같이, 와이어(3)의 부분에 굴곡(3a)이 생긴다. 또한 A점에서 C점까지의 공정에서 풀린 와이어(3)는, 도 1(i)에 나타내는 넥높이부(31)가 된다.
다음에 본 실시 형태의 특징이 되는 공정이 행해진다. 도 1(C)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 C점과 D점 (도 1(f) 및 도 5(c) 참조)의 거의 반의 D1 점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 도 1(d)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 제 2 본딩점(G)의 방향으로 D2점까지 이동한다. 그리고, 도 1(e)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 약간 D3점까지 하강한다. 계속하여 도 1(f)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 D점까지 상승하여 와이어(3)를 풀어낸다.
상기 도 1(d) 내지 (f)의 공정에 의해, 와이어(3)에 굴곡(3c)이 생긴다. 특히 도 1(d)에서 (e)의 공정에 의해, 굴곡(3c)은 보다 강하게 생겨서 정착함과 동시에, 굴곡(3c)의 위치가 보다 안정되고, 또한 형상유지력이 높은 와이어루프형상이 형성된다. 또한 D1점에서 D2점까지의 동작으로 풀어낸 길이(굴곡(3a)에서 굴곡(3c)까지의 길이)가 제 1 횡와이어부(34)로 된다.
다음에 도 1(g)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 제 2 본딩점(G)과 반대 방향으로 이동, 즉 제 2 회째의 리버스 동작을 행하여 E점까지 수평이동한다. 이 C점에서E점까지의 동작에 의해, 와이어(3)에는 굴곡(3b)이 생긴다. 또한 이 때에 풀어낸 와이어(3)는 도 1(j)에 도시한 제 2 횡와이어부(35)가 된다. 다음에 도 1(h)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 F점까지 상승하여 도 1(j)에 도시한 경사부(33)쪽만 와이어(3)를 풀어낸다. 그 후, 클램퍼(도시 않음)는 닫힌다. 클램퍼가 닫히면, 이후 캐필러리(4)가 이동하더라도 와이어(3)의 풀어내기는 행해지지 않는다.
그 후는 종래와 같이, 도 1(i)에서 (j)에 도시되듯이, 캐필러리(4)는 원호운동 또는 원호운동후에 하강하고 제 2 본딩점(G)에 위치하여, 와이어(3)를 본딩한다. 또, F점에서 제 2 본딩점(G)까지의 동작은, 본 발명의 요지와 직접 관계는 없으므로, 상기한 종래예에 개시되어 있는 동작과 같은 동작을 하게 하여도, 또는 그 밖의 여러가지 동작을 하게 하여도 좋다.
이와 같이, 도 1(g)의 제 2 회째의 리버스 동작은, 단순히 캐필러리(4)를 도 1(c)와 같이 상승시킨 후에 하는 것은 아니고, 도 1(d)와 같이 일단 제 2 본딩점(G)의 방향으로 이동시키고, 계속하여 도 1(e)와 같이 약간 하강시키고, 다음에 도 1(f)와 같이 상승시켜 굴곡(3c)이 생긴 후에 행한다. 이 때문에, 사다리꼴부 길이부분(32)에 강한 굴곡(3c)이 생기고, 이 굴곡(3c)의 존재에 의해서 사다리꼴부 길이부분(32)에서 아래쪽으로 우묵하게 들어간 형상이 되어, 종래보다 강한 굴곡(3b)이 생기고, 또한 굴곡(3b)의 위치가 안정됨과 동시에, 형상유지력이 높은 와이어루프형상이 형성된다.
도 3은 본 발명의 그 외의 실시 형태를 도시한다. 본 실시 형태는, 상기 실시 형태 (도 1, 도 2참조)의 공정에서, 캐필러리(4)가 B점에서 C점에 이동하여 리버스 동작을 행한 후에 캐필러리(4)를 C점에서 C1점까지 약간 하강, 또한 D점에서 E점에 이동하여 리버스 동작을 행한 후에 E점에서 E1점까지 약간 하강시키는 공정을 부가한 것이다.
이와 같이, 캐필러리(4)를 C점에서 C1점까지 약간 하강시키면 , 도 1(c)내지 (j)에 도시한 굴곡(3a)이 보다 강하게 생긴다. 또한 캐필러리(4)를 E점에서 E1점까지 약간 하강시키면, 도 1(h) 내지 (j)에 도시한 굴곡(3b)이 보다 강하게 생긴다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 모든 굴곡(3a, 3b, 3c)이 강하게 생기고, 상기 실시 형태보다 더욱 와이어루프형상 및 형상유지력이 향상한다.
본 발명에 의하면, 제 1 본딩점에 와이어를 접속하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 계속하여 제 2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 제 1 회째의 리버스 동작을 행하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시켜, 그 후 캐필러리를 제 2 본딩점의 방향으로 이동시키고, 계속하여 캐필러리를 약간 하강시키는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 그 후 제 2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 제 2 회째의 리버스 동작을 적어도 1 회 행하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고 와이어를 풀어내어, 제 2 본딩점의 방향으로 이동시키고 와이어를 제 2 본딩점에 접속하는 공정을 행하므로, 안정된 와이어 루프형상 및 형상유지력이 높은 와이어 루프형상을 형성할 수 있다.
이것에 의해, 배선거리가 짧은 단루프는 물론, 배선거리가 긴 장루프에 있어서도 안정된 루프형상이 얻어진다. 또한 외부에서의 가압에 대하여 형상유지력이높은 루프가 형성되므로, 외부에서의 가압에 의한 와이어 구부러짐을 방지할 수 있다. 예컨대, 제 2 본딩점으로의 본딩시에 있어서 캐필러리 접촉이나 초음파 발진에 의한 충격, 또 와이어의 진동, 또 몰드시의 몰드재 주입에 의한 몰드의 흐름 등의 외력에 대하여, 높은 쇼크흡수능력이 있어, 와이어 구부러짐이 방지된다.

Claims (2)

  1. 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이를 와이어로 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 제 1 본딩점에 와이어의 선단을 접속하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 계속하여 제 2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 제 1 회째의 리버스 동작을 행하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 그 후 캐필러리를 제 2 본딩점의 방향으로 이동시키고, 계속하여 캐필러리를 약간 하강시키는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시키고, 그 후 제 2 본딩점과 반대 방향으로 이동시키는 제 2 회째의 리버스 동작을 적어도 1 회 행하는 공정과, 다음에 캐필러리를 상승시켜 와이어를 풀어내고, 제 2 본딩점의 방향으로 이동시켜 와이어를 제 2 본딩점에 접속하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 리버스 동작후, 캐필러리를 약간 하강시키는 공정을 부가한 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
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