KR20000018709A - Wire bonding device for ball grid array package and wire bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array;BGA) 패키지용 와이어 본딩 설비 및 와이어 본딩 방법에 관한 것으로, 특히 BGA 패키지에 칩에 형성된 외부 연결 단자(bonding pad)와 인쇄회로기판의 패턴을 와이어 본딩하는 시점에서 와이어 본딩의 성공/실패(good/fail) 여부를 곧바로 확인할 수 있도록 한 볼 그리드 어레이 패키지용 와이어 본딩 설비 및 와이어 본딩 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding facility and a wire bonding method for a ball grid array (BGA) package, and more particularly, to wire-bond patterns of external bonding pads and printed circuit boards formed on a chip in a BGA package. The present invention relates to a wire bonding facility and a wire bonding method for a ball grid array package capable of immediately checking whether the wire bonding succeeds or fails.
최근들어 반도체 박막 기술의 개발에 힘입어 고밀도 칩이 개발되면서 기존 QFP(Quad Plat Package)만으로는 고밀도 칩을 수용하는데 패키징의 한계에 당면하게 되었다. 이 패키징 기술의 한계는 기존 리드 피치 간격이 좁아지는데 대응하여 단면적이 작아진 리드에 의하여 발생하는 인덕턴스의 증가, 고밀도 칩의 장점인 고속 동작 수행중 발생하는 노이즈 등의 원인이 대부분이다.Recently, with the development of high-density chips due to the development of semiconductor thin film technology, the existing QFP (Quad Plat Package) alone is facing the limitation of packaging to accommodate high-density chips. The limitations of this packaging technology are mainly due to the increase in inductance caused by leads having smaller cross-sectional areas in response to the narrower lead pitch spacing and the noise generated during high-speed operation, which is the advantage of high density chips.
이와 같은 문제점을 보안하기 위하여 에칭 방식에 의하여 형성된 미세 인쇄회로 패턴이 전면에 형성되고 후면에 이 인쇄회로기판과 연결된 솔더볼 패드를 형성한 후 미세 인쇄 회로 패턴과 고밀도 칩의 본딩 패드를 금,은,동중 적합한 재질의 와이어를 선택하여 와이어 본딩한 후 솔더볼 패드에 솔더볼을 어탯치한 BGA 패키지가 개발된 바 있다.In order to secure such a problem, a fine printed circuit pattern formed by an etching method is formed on the front side, and a solder ball pad connected to the printed circuit board is formed on the rear side, and then the fine printed circuit pattern and the bonding pad of the high density chip are gold, silver, A BGA package has been developed in which a wire of suitable material is selected and wire-bonded and then solder ball attached to a solder ball pad.
그러나, 종래 리드 프레임의 인너 리드에 칩의 본딩 패드를 본딩 와이어로 와이어 본딩할 때에 비하여 많은 장점을 갖는 BGA 패키지는 와이어 본딩을 수행하면서 와이어 본딩이 성공/실패하였는가를 곧바로 알 수 없고 별도의 후속 검사 공정을 거쳐야만 와이어 본딩의 성공/실패 여부를 판별할 수 있다.However, the BGA package, which has many advantages over wire bonding the bonding pad of the chip to the inner lead of the conventional lead frame with the bonding wire, does not know immediately whether the wire bonding succeeds / fails while performing wire bonding and does not have a separate follow-up inspection. Only through the process can the wire bonding be determined to be successful or unsuccessful.
종래 리드 프레임의 인너 리드에 칩의 본딩 패드를 본딩 와이어로 본딩할 때에는 캐필러리 및 본딩 와이어에 소정 전압이 인가된 상태에서 그라운드된 인너 리드에 정확하게 와이어 본딩이 수행될 경우 캐필러리-본딩 와이어-인너 리드가 폐회로를 이루어 와이어 본딩 순간 전류가 흐르게 되어 전류의 흐름 여부를 와이어 본딩 설비가 디텍트함으로써 와이어 본딩 순간 와이어 본딩의 성공/실패가 판별되지만, BGA 패키지의 인쇄회로기판에 다이 어탯치된 칩의 본딩 패드와 인쇄회로기판의 회로 패턴을 본딩 와이어에 의하여 와이어 본딩할 때에는 아직 솔더볼이 어탯치되지 않은 상태이기 때문에 앞서 설명한 방법에 의하여 와이어 본딩 순간 와이어 본딩 성공/실패 여부를 판별할 수 없게 된다.When bonding the bonding pad of the chip to the inner lead of the conventional lead frame with the bonding wire, the capillary-bonding wire when the wire bonding is correctly performed to the grounded inner lead while a predetermined voltage is applied to the capillary and the bonding wire. Although the inner lead is closed, the wire bonding momentary current flows, and the wire bonding equipment detects whether the current flows, thereby determining the success / failure of the wire bonding moment, but die-attach to the printed circuit board of the BGA package. When wire bonding the bonding pattern of the chip and the circuit pattern of the printed circuit board by the bonding wire, the solder ball is not attached yet. Therefore, it is impossible to determine whether the wire bonding succeeds or fails by the method described above. .
이와 같은 문제는 패키지 수율에 큰 영향을 미친다.This problem has a big impact on package yield.
예를 들어, 단순하게 몇 백번 내지 몇 만번중 한 번꼴로 발생하는 기계적 오차에 의하여 발생한 와이어 본딩의 실패는 큰 문제가 되지 않지만, 와이어 본딩 설비중 특정 부품, 일례로 캐필러리의 마모, 손상 및 이송장치의 손상 등의 원인에 의하여 와이어 본딩이 지속적으로 실패할 경우에는 문제가 발생한 부분을 찾기 전까지 지속적으로 와이어 본딩 공정 실패가 발생하게 되어 패키지의 대량 불량이 발생하게 된다.For example, failure of wire bonding caused by mechanical errors that occur only once in a few hundred to tens of thousands is not a major problem, but wear, damage and transfer of certain parts of the wire bonding facility, such as capillaries If the wire bonding continues to fail due to damage to the device, the wire bonding process will fail continuously until the problem is found, resulting in mass defects of the package.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 BGA 패키지의 칩과 인쇄회로 패턴을 와이어 본딩하는 순간 와이어 본딩의 성공/실패를 확인할 수 있도록 함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to be able to confirm the success / failure of wire bonding at the moment of wire bonding a chip and a printed circuit pattern of a BGA package.
본 발명의 다른 목적들은 후술될 본 발명의 상세한 설명에서 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent in the following detailed description of the invention.
도 1은 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 패키지용 와이어 본딩 설비의 블록도.1 is a block diagram of a wire bonding facility for a ball grid array package according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 패키지용 와이어 본딩 설비중 본딩 온도 조절장치를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a bonding temperature control device of the wire bonding equipment for ball grid array package according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 본딩 온도 조절장치의 히터 블록 어댑터의 일부분을 도시한 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a part of the heater block adapter of the bonding thermostat according to the present invention.
도 4는 도 3의 B-B' 단면도.4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3.
도 5는 본 발명에 의한 히터 블록 몸체에 BGA용 인쇄회로기판이 안착된 상태로 캐필러리에 의하여 와이어 본딩이 수행되는 것을 도시한 사시도.Figure 5 is a perspective view showing that the wire bonding is performed by the capillary in a state in which the BGA printed circuit board is seated on the heater block body according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의하여 칩의 본딩 패드와 인쇄회로패턴이 캐필러리에 의하여 와이어 본딩되는 것을 도시한 개념도.6 is a conceptual diagram illustrating wire bonding of a bonding pad and a printed circuit pattern of a chip by a capillary according to the present invention;
도 7a는 와이어 본딩이 성공적으로 진행되었을 때 캐필러리에서의 전류 흐름을 도시한 그래프이고, 도 7b는 와이어 본딩이 실패하였을 때 캐필러리에서의 전류 흐름을 도시한 그래프.FIG. 7A is a graph showing the current flow in the capillary when wire bonding is successful, and FIG. 7B is a graph showing the current flow in the capillary when wire bonding fails.
도 8은 본 발명에 의한 와이어 본딩 방법을 도시한 순서도.8 is a flowchart illustrating a wire bonding method according to the present invention.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 볼 그리드 어레이 패키지용 와이어 본딩 설비는 볼 그리드 어레이 패키지용 인쇄회로기판의 전면에 형성된 인쇄회로패턴과 연결된 인쇄회로기판 후면의 솔더볼 패드를 그라운드 시킨 상태에서 전원이 인가된 캐필러리에 의하여 인쇄회로기판의 전면에 부착된 칩의 본딩패드와 인쇄회로패턴을 와이어 본딩할 때 와이어 본딩의 성공/실패에 따라서 캐필러리에 전류가 흐르거나 흐르지 않도록 하여 와이어 본딩의 성공/실패 여부를 와이어 본딩이 종료된 시점에서 곧바로 인식한다.In order to achieve the object of the present invention, the wire bonding apparatus for the ball grid array package is connected to a printed circuit pattern formed on the front surface of the printed circuit board for the ball grid array package. When wire bonding a bonding pad and a printed circuit pattern of a chip attached to the front surface of a printed circuit board by an applied capillary, the current may or may not flow in the capillary according to the success / failure of wire bonding. The failure is immediately recognized when the wire bonding ends.
이하, 본 발명 볼 그리드 어레이 패키지용 와이어 본딩 설비를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the wire bonding facilities for the ball grid array package of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 와이어 본딩 설비의 블록도가 도시되어 있다.1 shows a block diagram of a wire bonding facility.
첨부된 도면을 참조하면, 와이어 본딩 설비(100)는 와이어 본딩에 필요한 와이어 본딩 공정을 제어하는 제어 유닛(10), 작업자가 설비를 제어하는데 필요한 데이터 입력 장치(20), 작동 소프트웨어와 장비 데이터가 저장된 기억장치(30) 및 본딩할 BGA용 인쇄회로기판의 인쇄회로패턴과 칩의 본딩 패드를 인식하는 패턴 인식 장치(40), 본딩 헤드(55)를 칩의 본딩 패드 및 인쇄회로 패턴으로 이송하는 XY 테이블(50), 작업대중 BGA용 인쇄회로기판을 본딩에 필요한 온도로 가열하는 본딩 온도 조절장치(60)로 구성된다.Referring to the accompanying drawings, the wire bonding equipment 100 includes a control unit 10 for controlling a wire bonding process required for wire bonding, a data input device 20 for the operator to control the equipment, operating software and equipment data. A pattern recognition device 40 for recognizing the stored memory device 30 and the printed circuit pattern of the BGA printed circuit board to be bonded and the bonding pad of the chip, and transferring the bonding head 55 to the bonding pad and the printed circuit pattern of the chip. XY table 50, the bonding temperature control device 60 for heating the BGA printed circuit board to the temperature required for bonding.
이때, 앞서 언급한 구성 요소중 데이터의 흐름은 데이터 버스(70)에 의하여 수행되고, 제어의 흐름은 콘트롤 버스(80)에 의하여 수행되며, 특별히 본딩 헤드(55)에는 전류의 흐름을 인식 가능한 디지털 전류계(52)와 전원인가장치(53)가 연결된다.At this time, the flow of data among the above-mentioned components is performed by the data bus 70, the flow of control is performed by the control bus 80, in particular, the bonding head 55 is a digital that can recognize the flow of current The ammeter 52 and the power applying device 53 are connected.
도 2에는 와이어 본딩을 수행할 때 와이어 본딩의 성공/실패를 확인할 수 있는 와이어 본딩 성공/실패 확인이 가능한 본딩 온도 조절장치(60)가 도시되어 있다.2 illustrates a bonding temperature controller 60 capable of confirming wire bonding success / failure, which may confirm success / failure of wire bonding when wire bonding is performed.
이처럼 와이어 본딩 성공/실패의 확인과 본딩 온도 조절 기능을 갖는 본딩 온도 조절장치(60)는 도시된 바와 같이 3 개의 중공(65a,65b,65c)이 형성된 직육면체 형상으로 와이어 본딩 설비(100)의 작업대(1)에 설치되는 히터 블록 몸체(65), 히터 블록 몸체(65)에 결합되며 진공압으로 BGA용 인쇄회로기판중 와이어 본딩될 부분을 흡착함과 동시에 와이어 본딩의 성공/실패 여부를 확인할 수 있는 히터 블록 어댑터(69), 히터 블록 어댑터(69)에 고정된 BGA용 인쇄회로기판을 소정 온도로 가열하기 위하여 히터 블록 몸체(65)의 중공(65a)에 삽입된 히터 및 히터를 제어하기 위하여 또다른 중공(65b)에 삽입된 서머커플(미도시)로 구성된다.As such, the bonding temperature adjusting device 60 having the function of checking the bonding / success of the wire bonding and adjusting the bonding temperature is a workbench of the wire bonding facility 100 having a rectangular parallelepiped shape in which three hollows 65a, 65b, and 65c are formed. It is coupled to the heater block body (65) and the heater block body (65) installed in (1), and it is possible to check the success / failure of wire bonding while adsorbing the portion to be wire bonded in the BGA printed circuit board by vacuum pressure. In order to control the heater and the heater inserted in the hollow 65a of the heater block body 65 to heat the BGA printed circuit board fixed to the heater block adapter 69 and the heater block adapter 69 to a predetermined temperature. It consists of a thermocouple (not shown) inserted into another hollow 65b.
히터 블록 몸체(65)에 형성된 나머지 하나의 중공(65c)은 히터 블록 어댑터(69)에 진공압을 발생시키기 위한 진공홀(65c)이다.The other hollow 65c formed in the heater block body 65 is a vacuum hole 65c for generating a vacuum pressure in the heater block adapter 69.
히터 블록 어댑터(69)에는 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 BGA용 인쇄회로기판의 후면에 형성된 솔더볼 패드와 접지되도록 히터 블록 어댑터 몸체(66), 히터 블록 어댑터 관통공(66a), 히터 블록 어댑터 진공홀(66b), 접지 단자(67), 스프링(67a) 및 이탈방지 커버(68)로 구성된다.3 and 4, the heater block adapter 69 includes a heater block adapter body 66, a heater block adapter through hole 66a, and a heater block to be grounded with a solder ball pad formed on a rear surface of a BGA printed circuit board. It is composed of an adapter vacuum hole 66b, a ground terminal 67, a spring 67a and a separation prevention cover 68.
보다 구체적으로, 히터 블록 어댑터 몸체(66)는 직육면체 플레이트 형상으로, 히터 블록 어댑터 몸체(66)의 후면에는 평면이 정사각형 형상인 홈(66c)이 소정 깊이 형성된다.More specifically, the heater block adapter body 66 has a rectangular parallelepiped plate shape, and a groove 66c having a square shape in a plane is formed on a rear surface of the heater block adapter body 66.
이 홈(66c)은 앞서 언급한 이탈방지 커버(68)가 삽입된 후 결합된다.The groove 66c is coupled after the above-mentioned separation prevention cover 68 is inserted.
이와 같이 평면이 정사각형 형상의 홈(66c)이 형성된 히터 블록 어댑터 몸체(66)에는 도 5에 도시된 BGA용 인쇄회로기판(70)의 솔더볼 패드와 동일한 위치 및 동일한 개수를 갖도록 히터 블록 어댑터 관통공(66a)들이 형성되는데, 이 히터 블록 어댑터 관통공(66a)들은 BGA용 인쇄회로기판(70)에 다이 어탯치된 칩(75)의 본딩 패드와 BGA용 인쇄회로기판(70)의 인쇄회로패턴(77)의 와이어 본딩이 성공/실패하였는가를 확인하기 위하여 형성된 접속 단자홀의 역할을 한다.As described above, the heater block adapter body 66 having the square groove 66c having a flat surface has the same position and the same number as the solder ball pads of the BGA printed circuit board 70 shown in FIG. 5. (66a) are formed, the heater block adapter through-holes (66a) is a bonding pad of the chip 75 die-attached to the BGA printed circuit board 70 and the printed circuit pattern of the BGA printed circuit board 70 It serves as a connection terminal hole formed to confirm whether or not the wire bonding of 77 is successful or failed.
히터 블록 어댑터 몸체(66)에는 히터 블록 어댑터 관통공(66a) 이외에도 BGA용 인쇄회로기판(70)을 흡착 고정하는 히터 블록 어댑터 진공홀(66b)이 형성된다.In addition to the heater block adapter through-hole 66a, the heater block adapter body 66 is provided with a heater block adapter vacuum hole 66b for adsorbing and fixing the BGA printed circuit board 70.
한편, 앞서 간략하게 설명하였듯이 히터 블록 어댑터 몸체(66)의 후면에 형성된 정사각형 형상의 홈(66c)에는 도전성 이탈 방지 커버(68)가 삽입된 후 히터 블록 어댑터 관통공(66a)의 하측 단부를 폐쇄하도록 체결 나사에 의하여 결합된다.Meanwhile, as briefly described above, the conductive recess prevention cover 68 is inserted into the square groove 66c formed on the rear surface of the heater block adapter body 66 to close the lower end of the heater block adapter through hole 66a. So that it is engaged by fastening screws.
이때, 도전성으로 형성된 이탈방지 커버(68)중 히터 블록 어댑터 관통공(66a)에 해당하는 부분은 막힌 상태지만 앞서 언급한 히터 블록 어댑터 진공홀(66b)과 대응하는 곳은 개구되어 있다.At this time, the portion corresponding to the heater block adapter through-hole 66a of the detachment prevention cover 68 formed conductively is blocked, but the portion corresponding to the aforementioned heater block adapter vacuum hole 66b is opened.
이와 같이 하단부가 막힌 히터 블록 어댑터 관통공(66a)에는 스프링(67a) 및 스프링(67a)의 일측 단부에 결합된 도전성 접지 단자(67)가 삽입된다.In this way, the heater block adapter through hole 66a of which the lower end is blocked is inserted with a spring 67a and a conductive ground terminal 67 coupled to one end of the spring 67a.
도전성 접지 단자(67)는 다양한 형상이 예를 들어 핀 형상, 볼 형상 등이 사용될 수 있지만 본 발명에서는 바람직하게 볼 형상의 도전성 강구를 사용하기로 한다.The conductive ground terminal 67 may have various shapes, for example, a pin shape, a ball shape, or the like, but in the present invention, a ball-shaped conductive steel ball is preferably used.
이때, 스프링(67)의 길이는 도전성 강구가 히터 블록 어댑터 관통공(66a)의 개구보다 다소 높게 되도록 즉, 히터 블록 어댑터 몸체(66)의 상면으로부터 도전성 강구가 약간 돌출되는 길이를 갖도록 한다.At this time, the length of the spring 67 is such that the conductive steel ball is slightly higher than the opening of the heater block adapter through hole 66a, that is, the length of the conductive steel ball slightly protrudes from the upper surface of the heater block adapter body 66.
이때, 강구(67)-스프링(37a)-이탈방지 커버(68)는 모두 도전성 재질로 히터 블록 어댑터(69)는 히터 블록 몸체(65)를 통하여 대지(earth)에 접지 되도록 한다.At this time, the steel ball 67-the spring (37a)-the departure prevention cover 68 is all made of a conductive material so that the heater block adapter 69 is grounded to the earth (earth) through the heater block body (65).
이와 같이 구성된 히터 블록 몸체(65), 히터 블록 어댑터(69)를 포함하는 본딩 온도 조절장치(60)에 도 5에 도시된 바와 같이 칩(75)이 다이 어탯치된 BGA용 인쇄회로기판(77)이 로딩되어 흡착된 상태로 본딩 헤드(55)인 캐필러리에 의하여 와이어 본딩이 수행될 때 도 6에 도시된 바와 같이 본딩 헤드(55)와 본딩 와이어(53)에는 전원인가장치(53)에 의하여 약 2[V] 정도의 전원(Vcc)이 인가된다.As shown in FIG. 5, the bonding temperature controller 60 including the heater block body 65 and the heater block adapter 69 configured as described above, the chip 75 is die-attached as shown in FIG. 5. When wire bonding is performed by the capillary, which is the bonding head 55 with the loaded and adsorbed, the bonding head 55 and the bonding wire 53 are connected to the power supply device 53 as shown in FIG. By this, about 2 [V] power supply Vcc is applied.
이와 같이 구성된 본 발명 볼 그리드 어레이 패키지용 와이어 본딩 설비에 의한 BGA 패키지의 와이어 본딩 방법을 첨부된 순서도 및 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The wire bonding method of the BGA package by the wire bonding facility for the ball grid array package of the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying flowchart and drawings.
먼저, 도시되지 않은 BGA용 인쇄회로기판(77)이 다수 수납된 인쇄회로기판 스톡커로부터 하나의 BGA용 인쇄회로기판(77)을 가이드 레일(80)을 이용하여 본딩 온도 조절장치(60)로 이송한다(단계 10).First, a printed circuit board 77 for one BGA is bonded to the bonding temperature controller 60 using a guide rail 80 from a printed circuit board stocker in which a plurality of BGA printed circuit boards 77 are not shown. Transfer (step 10).
이어서, 히터 블록 몸체(65)에 형성된 중공(65c)에 진공압이 형성되도록 하여 와이어 본딩이 진행될 BGA 인쇄회로기판(77)이 진공압에 의하여 히터 블록 어댑터 몸체(66)의 히터 블록 어댑터 진공홀(66a)에 흡착되도록 함과 동시에 히터 블록 어댑터 몸체(66)에 설치된 도전성 강구(67)와 대향하는 BGA 인쇄회로기판(70)의 솔더볼 패드(79)가 상호 접촉되도록 한다(단계 20).Subsequently, a vacuum pressure is formed in the hollow 65c formed in the heater block body 65, so that the BGA printed circuit board 77 to which wire bonding is to proceed is heated by the vacuum pressure of the heater block adapter vacuum hole of the heater block adapter body 66. At the same time, the solder ball pads 79 of the BGA printed circuit board 70 facing the conductive steel balls 67 provided on the heater block adapter body 66 are brought into contact with each other (step 20).
계속해서, 패턴 인식 장치(40)와 XY 테이블(50)에 의하여 본딩 헤드(55)인 캐필러리는 칩의 상면에 형성된 본딩 패드로 이송되고 캐필러리가 하방으로 이송됨과 동시에 캐필러리를 통과한 본딩 와이어의 단부에 형성된 볼은 본딩 패드에 접촉됨과 동시에 초음파, 고온의 열에 의하여 본딩 패드에 1차 본딩된다(단계 30).Subsequently, the capillary, which is the bonding head 55, is transferred to the bonding pad formed on the upper surface of the chip by the pattern recognition device 40 and the XY table 50, and the capillary is transferred downward and passes through the capillary. The ball formed at the end of one of the bonding wires is first bonded to the bonding pads by ultrasonic and high temperature heat while contacting the bonding pads (step 30).
이후, 캐필러리는 본딩 와이어가 루핑(looping)되도록 포물선을 그리면서 BGA 인쇄회로기판의 인쇄회로패턴에 도달한 후 본딩 와이어를 인쇄회로패턴에 2차 적으로 본딩한 후 캐필러리는 상방으로 이송된다(단계 40).After that, the capillary reaches the printed circuit pattern of the BGA printed circuit board while drawing the parabola so that the bonding wire is looped. After the bonding wire is secondarily bonded to the printed circuit pattern, the capillary upwards Is transferred (step 40).
이때, 본딩 와이어(53)는 큰 장력을 받게 되는데 본딩 와이어(53)중 인쇄회로패턴에 본딩되면서 꺽인 부분에 해당하는 본딩 와이어(53) 부분은 집중 응력이 걸려 외력에 대하여 매우 취약함으로 본딩 와이어(53)에 큰 장력이 걸릴 경우 취약한 부분이 끊어지게 된다.At this time, the bonding wire 53 is subjected to a large tension, but the bonding wire 53 portion corresponding to the bent portion of the bonding wire 53 while being bonded to the printed circuit pattern is very vulnerable to external force due to concentrated stress. 53) If the tension is large, the vulnerable part will be broken.
이때, 캐필러리에 의하여 정확하게 인쇄회로패턴의 지정된 위치에 본딩 와이어가 접촉되었을 경우, 제어 유닛(10)은 캐필러리 와이어에서 전류의 흐름이 발생하였는가를 판단한다(단계 50).At this time, when the bonding wire is exactly in contact with the designated position of the printed circuit pattern by the capillary, the control unit 10 determines whether a current flows in the capillary wire (step 50).
판단결과, 와이어 본딩이 진행되면서 전류의 흐름이 발생하였을 경우, 제어 유닛(10)은 와이어 본딩이 진행될 인쇄회로패턴과 본딩 패드를 패턴 인식 장치(40) 등을 이용하여 확인한 후(단계 60), 본딩될 인쇄회로패턴과 본딩 패드가 존재할 경우 시작 단계로 피드백하고 존재하지 않을 경우 종료한다.As a result of determination, when current flows while the wire bonding proceeds, the control unit 10 checks the printed circuit pattern and the bonding pad to which the wire bonding is to be performed using the pattern recognition device 40 or the like (step 60). If there is a printed circuit pattern to be bonded and a bonding pad, it feeds back to the start step and ends if it does not exist.
단계 50에서, 제어 유닛(10)이 전류의 흐름을 판단할 수 있는 것은 캐필러리 와이어에 인가된 2[V]의 전압이 와이어 본딩될 때 와이어 본딩이 정확하게 수행될 경우 폐회로를 이루면서 캐필러리 와이어에는 전류가 흐르게 되지만, 와이어 본딩이 정확하게 수행되지 않을 경우 폐회로를 이루지 못하면서 캐필러리 와이어에 전류가 흐르지 못하기 때문이다.In step 50, the control unit 10 is able to determine the flow of the current is the capillary in a closed circuit if the wire bonding is performed correctly when the voltage of 2 [V] applied to the capillary wire is wire bonded The current flows through the wire, but if the wire bonding is not performed correctly, the current does not flow through the capillary wire without forming a closed circuit.
보다 상세하게, 캐필러리에 의하여 인쇄회로패턴의 지정된 위치에 본딩 와이어가 정확하게 본딩되었을 경우 도 7a에 도시된 바와 같이 캐필러리 및 본딩 와이어에 인가된 약 2[V]의 전압에 의하여 인쇄회로패턴으로는 2[V]의 전압이 인가된다. 인쇄회로패턴에 인가된 전압은 인쇄회로패턴을 따라서 BGA용 인쇄회로기판의 후면에 형성된 솔더볼 패드(79)에 인가 된다.More specifically, when the bonding wire is correctly bonded to the designated position of the printed circuit pattern by the capillary, as shown in FIG. 7A, the printed circuit pattern is caused by a voltage of about 2 [V] applied to the capillary and the bonding wire. 2 [V] is applied. The voltage applied to the printed circuit pattern is applied to the solder ball pads 79 formed on the rear surface of the BGA printed circuit board along the printed circuit pattern.
계속해서, 솔더볼 패드(79)에 인가된 2[V]의 전압은 다시 솔더볼 패드(79)에 접속되어 있는 도전성 강구(67) 및 스프링(67a)으로 인가되고 스프링(67a)과 접속된 이탈방지 커버(68)까지 인가된 2[V]의 전압은 히터 블록 몸체(65)를 통하여 대지로 빠져나간다.Subsequently, a voltage of 2 [V] applied to the solder ball pads 79 is again applied to the conductive steel balls 67 and the springs 67a connected to the solder ball pads 79 and is prevented from being separated from the springs 67a. The voltage of 2 [V] applied to the cover 68 exits to the ground through the heater block body 65.
즉, 캐필러리-본딩 와이어-인쇄회로패턴-솔더볼 패드-도전성 강구-스프링-이탈방지 커버-대지의 경로를 갖는 폐회로가 형성되어 캐필러리에 인가된 2[V]의 전압은 대지로 빠져나가면서 캐필러리 와이어에는 전류의 흐름이 발생하게 되는 것이다.That is, a closed circuit having a path of capillary-bonding wire-printed circuit pattern-solder ball pad-conductive steel ball-spring-prevention cover-ground is formed so that the voltage of 2 [V] applied to the capillary is released to the ground. As the capillary wires flow, current flows.
단계 50에서 판단결과, 와이어 본딩이 진행되면서 전류의 흐름이 발생하지 않을 경우 제어 유닛(10)은 와이어 본딩 실패가 발생한 것으로 간주하고 작업자에게 이를 통보하기 위하여 경보를 발생시킴과 동시에 더 이상 와이어 본딩이 수행되지 않토록 대기 상태가 된다(단계70).As a result of the determination in step 50, if no current flow occurs while the wire bonding is in progress, the control unit 10 considers that the wire bonding failure has occurred and generates an alarm to notify the operator and at the same time, the wire bonding is no longer performed. The standby state is not performed (step 70).
보다 구체적으로, 와이어 본딩이 실패하였을 때 전류의 흐름이 발생하지 않는 것은 캐필러리에 의하여 정확하게 인쇄회로패턴의 지정된 위치에 본딩 와이어가 접촉하지 못하였을 때, 도 7b에 도시된 바와 같이 캐필러리-본딩 와이어-인쇄회로패턴-솔더볼 패드-도전성 강구-스프링-이탈방지 커버-대지의 경로를 갖는 폐회로가 형성되지 못하기 때문이다.More specifically, the current flow does not occur when the wire bonding fails, as shown in FIG. 7B when the bonding wire does not correctly contact the designated position of the printed circuit pattern by the capillary. This is because a closed circuit having a path of the bonding wire, the printed circuit pattern, the solder ball pad, the conductive steel ball, the spring, the anti-separation cover, and the ground cannot be formed.
이후, 작업자에 의하여 에러가 조치될 때가지 계속 대기 상태로 있다가(단계 75), 와이어 본딩 에러가 조치될 경우 와이어 본딩이 진행될 인쇄회로 패턴과 본딩패드가 존재하는 가를 판단한 후(단계 60), 본딩이 진행될 인쇄회로 패턴과 본딩 패드가 존재할 경우 A로 피드백하고, 없을 경우 종료한다.Thereafter, the apparatus continues to wait until an error is corrected by an operator (step 75), and after determining whether a printed circuit pattern and a bonding pad exist to perform wire bonding when a wire bonding error is corrected (step 60), If there is a printed circuit pattern and the bonding pad to be bonded, the feedback is returned to A, and if there is no bonding circuit, the processing ends.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 BGA용 인쇄회로기판에 형성된 인쇄회로패턴과 칩의 본딩패드를 와이어 본딩할 때 BGA용 인쇄회로기판의 후면에 인쇄회로패턴과 연결된 각각의 솔더볼 패드를 그라운드시키고 와이어 본딩을 수행하는 캐필러리 와이어에 전원을 인가하여 와이어 본딩을 수행할 때 캐필러리 와이어의 전류 흐름 또는 전류 흐르지 않음에 의하여 와이어 본딩의 성공/실패를 곧바로 확인할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, when wire-bonding the printed circuit pattern formed on the BGA printed circuit board and the bonding pad of the chip, ground each solder ball pad connected to the printed circuit pattern on the back of the BGA printed circuit board and perform wire bonding. When the wire bonding is performed by applying power to the capillary wire to be performed, the success / failure of the wire bonding may be immediately confirmed by the current flow or no current flow of the capillary wire.
Claims (7)
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KR1019980036436A KR20000018709A (en) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | Wire bonding device for ball grid array package and wire bonding method |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9384105B2 (en) | 2013-06-03 | 2016-07-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of detecting faults of operation algorithms in a wire bonding machine and apparatus for performing the same |
CN116435219A (en) * | 2023-04-03 | 2023-07-14 | 津日科技(无锡)有限公司 | Chip packaging device capable of preventing static damage |
-
1998
- 1998-09-04 KR KR1019980036436A patent/KR20000018709A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9384105B2 (en) | 2013-06-03 | 2016-07-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of detecting faults of operation algorithms in a wire bonding machine and apparatus for performing the same |
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