KR20000014479U - 와이어본더의 캐피러리 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 와이어본더의 캐피러리 구조에 관한 것이다.

종래 캐피러리(1) 구조에 있어서는 캐피러리(1)의 하단부에 형성되는 챔버(1a)의 형상이 매우 첨예하게 구성되는 관계로 1 mil 이하의 가는 골드와이어를 사용하여 본딩작업을 수행함에 있어서, 첨예한 챔버(1a)에 의하여 눌려진 본딩부분이 미리 끊어져 버려 와이어꼬리(5)가 캐피러리(1)의 밑부분에 붙은 채 상승을 하게 됨에 따라 불꽃방전에 의한 볼(6)이 형성되지 않아 반도체칩의 본드패드(4)에 볼본딩이 이루어질 수 없는 와이어 본딩불량의 발생을 초래해 왔었다.

이에 본 고안에서는 스터치본딩시 볼본딩된 와이어(2)가 미리 끊어져 버리는 폐단을 예방하기 위하여 캐피러리(1)의 하단부에 형성된 챔버(1a)의 형상을 만곡지게 형성함으로써 리드(3) 위에 스터치본딩되는 와이어에 물리적인 약한 충격만이 가해지도록 하여 캐피러리의 하단부에 와이어꼬리(5)가 정상적으로 원만히 형성될 수 있도록 한 것이다.

Description

와이어본더의 캐피러리 구조

본 고안은 와이어본더의 캐피러리 구조에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체패키지를 제조함에 있어서 반도체칩과 리드를 전기적으로 연결하는 와이어를 본딩시켜 주는 와이어본더에 장치되는 캐피러리의 개량구조에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체패키지를 제조함에 있어서는 금속제의 박판(동(Cu)박판)으로 구성된 리드프레임(반도체칩탑재판과 다수의 리드가 일체적으로 형성되어 있음)을 사용하여 그 위에 반도체칩을 부착하고 상기 반도체칩과 리드들을 와이어로 연결하는 와이어본딩공정을 수행하게 되는데, 이 와이어본딩공정에서 반도체칩의 본드패드(4)와 리드(3)를 연결해 주는 작업을 수행하는 장비를 통상 와이어본더(Wire Bonder)라 칭하며, 도1의 예시와 같이 이 와이어본더의 트랜스듀서홀더(8)에 바늘역할을 하는 캐리러리(1)가 장치되어 와이어를 본딩하는 작업을 수행하게 된다.

통상적으로 캐피러리(1) 하단 구성을 보면 첨예하게(날카롭게) 가공된 챔버(1a) 형상이 구성되어 있음을 볼 수 있다. 이렇게 챔버(1a)의 형상을 첨예하게 형성하는 것은 1차로 반도체칩의 본드패드(4)에 와이어꼬리(5)에 형성된 볼(6)을 본딩(이하, "볼본딩"이라 함) 연결한 다음, 볼본딩된 와이어(2)를 2차로 리드(3)에 본딩(이하, "스터치본딩"이라 함) 연결하는 과정에서 미리 첨예하게 형성된 챔버(1a)를 통하여 본딩부분에 절단예비자국을 만들어 줌으로써 캐피러리의 상승과 거의 동시에 와이어가 잘 끊어져 와이어꼬리(5)의 형성이 원만히 이루어지도록 하는 하나의 수단방법으로 이용해 왔었다.

한편, 근자에는 고밀도의 반도체칩을 사용한 반도체패키지가 요구되는 관계로 반도체패키지를 제조함에 있어서 반도체칩의 본드패드(4)와 본드패드(4) 및 리드(3)와 리드(3) 간 간격이 점점 좁아져 가는 추세에 있기 때문에 이러한 미세 간격을 극복하고 와이어본딩작업을 실시 하기 위해서는 자연 아주 가는 와이어가 요구되고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같이 첨예한 형상의 챔버(1a)를 형성한 캐피러리(1) 구조에 있어서는 1 mil 이하의 골드와이어를 사용하여 본딩작업을 수행하는 데에 상당한 문제점이 야기 되었다. 즉 골드와이어의 직경이 너무 가는 관계로 리드(3)에 스터치본딩 하는 과정에서 첨예한 형상의 챔버(1a)에 의하여 눌려진 부분이 미리 끊어져 버려 도3의 예시와 같이 와이어꼬리(5)가 캐피러리(1)의 밑부분에 붙은 채로 또는 와이어꼬리(5)가 캐피러리(1)에서 충분히 빠져나오지 못한 상태에서 상승을 하게 되는 관계로 와이어꼬리(5)에 방전기(7)의 불꽃방전에 의한 볼(6)이 형성되지 않거나 불량의 볼이 형성되는 경우 반도체칩의 본드패드(4)에 볼본딩이 정상적으로 이루어지지 않음으로써 와이어 본딩불량이 발생하는 문제가 제기되어 왔었다.

이에 본 고안에서는 스터치본딩시 볼본딩된 와이어가 미리 끊어져 버리는 이유가 캐피러리의 하단부에 형성된 챔버의 형상에 있다는 점에 착안하여 물리적인 약한 충격만이 가해지도록 하는 만곡진 챔버형상을 갖는 새로운 캐피러리 구조를 안출하게 된 것으로써,

본 고안의 목적은 캐피러리 하단부에 형성되는 챔버의 형상을 만곡지게 형성함으로써 리드 위에 스터치본딩되는 볼본딩된 와이어에 물리적인 약한 충격만이 가해지도록 하여 본딩시 와이어가 끊어지지 않고 연결된 상태가 그대로 유지되어 캐피러리의 상승과 동시에 와이어꼬리가 원만히 형성되도록 하는데 있다.

도 1은 와이어본더의 트랜스듀서홀더에 장치된 캐피러리의 설치상태도

도 2는 종래 캐피러리의 구성도

도 3은 도2의 캐피러리를 사용하여 가는 와이어(1 mil 이하)를 본딩하는 과정을 순서적으로 나타낸 예시도

도 4는 본 고안의 캐피러리 구성도

도 5는 본 고안의 캐피러리를 사용하여 가는 와이어(1 mil 이하)를 본딩하는 과정을 순서적으로 나타낸 예시도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 캐피러리 1a : 챔퍼

2 : 본딩된 와이어 2′: 캐피러리에 삽입된 와이어

3 : 리드 4 : 반도체칩의 본드패드

5 : 와이어꼬리 6 : 볼

7 : 방전기 8 : 와이어본더의 트랜스듀서홀더

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 캐피러리 구조는 다음과 같은 특징을 제공한다.

와이어본더의 트랜스듀서홀더(8)에 설치되며, 스터치본딩 직후 와이어가 잘 절단되도록 본딩부위에 절단자국을 내주기 위하여 하단부에 챔버(1a)를 형성한 캐피러리(1)에 있어서,

캐피러리(1)의 하단부에 형성되는 챔버(1a)의 형상을 만곡지게 구성하여 리드(3) 위에 스터치본딩되는 볼본딩된 와이어(2)에 물리적인 약한 충격만이 가해지도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안에 의하면 반도체칩의 본드패드(4)에 볼본딩된 와이어(2)를 리드(3)에 스터치본딩하는 과정에서 와이어가 끊어지지 않고 연결된 상태를 그대로 유지함으로써 캐피러리(1)의 상승과 동시에 와이어꼬리(5)가 원만히 형성되는 효과를 제공하게 된다.

(실시예)

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 고안의 캐피러리(1) 구성에 있어서 챔버(1a)의 형상을 나타낸 것이며, 도5는 본 고안의 캐피러리(1)를 사용하여 볼본딩된 와이어(2; 1 mil 이하의 가는 와이어)를 본딩하는 과정을 순서적으로 나타낸 예시도이다.

도시한 바와 같이, 본 고안의 캐피러리(1)는 그 하단부에 스터치본딩되는 볼본딩된 와이어(2)를 눌러주기 위한 챔버(1a)가 형성되어 있다.

상기 챔버(1a)의 돌출형상은 날카롭지 않으며 만곡된 부드러운 모양을 갖는다.

따라서 스터치본딩시 상기 챔버(1a)의 만곡형상에 의하여 본딩부위에는 약간의 물리적인 충격만이 가해진 상태가 되는 것이다.

여기서 본 고안의 캐피러리(1)를 통한 와이어본딩과정을 순서적으로 설명해 보면,

먼저 반도체칩의 본드패드(4)에 볼본딩된 와이어(2)를 리드(3)에 대고 스터치본딩(캐피러리(1)를 눌러줌)을 실시하게 되면, 볼본딩된 와이어(2)가 리드(3)에 본딩됨과 동시에 본딩부위에는 만곡지게 형성된 챔버(1a)의 영향으로 약간의 물리적인 충격이 가해진 상태가 된다.

이어서 캐피러리(1)가 약간 상승을 하게 되는데 (이때에는 캐피러리(1)에 삽입되어 있는 와이어(2′)는 자유로운 상태임) 이상태에서도 스터치본딩된 부위는 끊어지지 않고 볼본딩된 와이어(2)와 캐피러리(1)에 삽입되어 있는 와이어(2′)는 서로 연결된 상태를 유지하게 된다.

그다음 순간적으로 캐피러리(1)에 삽입되어 있는 와이어(2′)가 클램프되면서 캐피러리(1)의 상승력에 의하여 스터치본딩된 부위에는 인력이 작용하게 되고 따라서 만곡형상의 챔버(1a)의 누름작용에 의해 약간의 물리적인 충격이 가해진 부분이 끊어지게 되고, 캐피러리(1)의 하단부에는 와이어꼬리(5)가 정상적으로 형성되게 된다.

그러므로 인접해 있는 방전기(7)에서 발사되는 불꽃을 방전에 의해서 와이어꼬리(5)의 끝단에는 볼(6)이 형성되고,

이어서 끝단에 볼(6)이 형성된 와이어를 반도체칩의 본드패드(4)에 이동시켜 정상적인 볼본딩 작업이 이루어지게 되는 것이며, 이러한 작업이 계속 반복시행되는 것이다.

이와 같이, 본 고안에 의하면 반도체칩의 본드패드(4)에 볼본딩된 와이어(2)를 리드(3)에 스터치본딩하는 과정에서 와이어가 끊어지지 않고 연결된 상태를 그대로 유지함으로써 캐피러리(1)의 상승과 동시에 와이어꼬리(5)가 원만히 형성되는 효과를 제공하게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 의한 캐피러리 구조를 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 고안은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 와이어본더의 트랜스듀서홀더(8)에 설치되며, 스터치본딩 직후 와이어가 잘 절단되도록 본딩부위에 절단자국을 내주기 위하여 하단부에 챔버(1a)를 형성한 캐피러리(1)에 있어서,

   캐피러리(1)의 하단부에 형성되는 챔버(1a)의 형상을 만곡지게 구성하여 리드(3) 위에 스터치본딩되는 볼본딩된 와이어(2)에 물리적인 약한 충격만이 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어본더의 캐피러리 구조.