KR20010045639A - 반도체 패키지 제조용 캐필러리 - Google Patents

반도체 패키지 제조용 캐필러리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조용 캐필러리에 관한 것으로서, 종래의 하단부의 각이 10°∼ 30°로 제작된 캐필러리를 개선하여, 하단부의 각이 40°내지 90°의 각을 이루도록 제작하여, 와이어 본딩시 발생되는 캐필러리의 응력집중을 분산 및 감소시킴으로써, 캐필러리의 하단부의 마모와 불순물 축척을 줄일 수 있고, 그에따라 사용수명을 증대시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 캐필러리를 제공하고자 한 것이다.

Description

반도체 패키지 제조용 캐필러리{Capillary for manufacturing semiconductor package}
본 발명은 반도체 패키지 제조용 캐필러리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와이어 본딩을 하는데 사용되는 캐필러리의 형상을 개선하여, 반도체 칩의 본딩패드와 부재들의 본딩영역간에 와이어를 용이하게 본딩하는 동시에 본딩중에 발생하는 마모 및 불순물 축척을 줄여 사용수명을 증가시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 캐필러리에 관한 것이다.
통상적으로 와이어 본딩 공정은 반도체 칩의 본딩 패드와 리드 프레임의 리드 또는 부자재의 본딩영역간을 와이어로 연결시키는 공정으로써, 현재 와이어 본딩의 추세는 반도체 칩의 본딩 패드의 간격을 좁게, 본딩패드 크기를 작게, 와이어의 길이는 길게, 와이어의 직경은 감소시켜 작업을 하고 있는 추세이다.
상기와 같은 와이어 본딩 공정시 와이어를 본딩하는 수단으로서, 와이어 본딩장치의 캐필러리를 사용하게 되는데, 캐필러리가 인식된 좌표값대로 반도체 칩의 본딩패드와 리드프레임의 리드, 또는 반도체 칩의 본딩패드와 부자재의 본딩영역간을 왕복하며 와이어 본딩을 하게 된다.
상기 종래의 캐필러리는 도 3에 도시한 바와 같이 그 하단이 소정의 각을 이루고 있는데, 대체로 10°∼ 30°의 각을 갖도록 제조되어지고, 그 내부에는 와이어(12)의 공급경로 역할을 하는 중공부(20)로 형성되어 있고, 이 중공부(20)의 하단끝을 챔퍼(Chamfer)(18)라 한다.
종래의 캐필러리를 더욱 상세하게 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이 위쪽에서 아래쪽으로 직선을 이루며 하단부에서 점점 좁아지는 직경으로 뾰족하게 형성되는 동시에 그 아래끝은 내부의 챔퍼(18)와 소정의 각으로 이루며 와이어(12)를 끊어주게 되는 커팅부로 형성된다.
상기와 같은 종래의 캐필러리에 의하여 와이어가 본딩되는 상태를 설명하면 다음과 같다.
우선, 와이어 본딩 장치의 캐필러리(10b)의 중공부(20)로 와이어(12)가 공급되는데, 항상 와이어(12)는 중공부(20)를 관통하여 상기 챔퍼(18)로 공급되어진다.
따라서, 상기 챔퍼(18)의 밑으로 공급된 와이어(12)의 끝에 순간적으로 스파크를 주어 녹이는 동시에 1차적으로 캐필러리가 반도체 칩(14)의 본딩패드로 이동하여 와이어(12)를 본딩하게 되고, 곧바로 리드 프레임의 리드(16)상으로 캐필러리(10b)가 이동하여 와이어(12)를 본딩하게 된다.
더욱 상세하게는, 캐필러리(10b)가 리드프레임의 리드(16)로 이동할 때, 와이어(12)는 캐필러리(10)의 이동과 함께 길게 끌리면서 상기 리드(16)까지 이동하여 본딩되며, 리드(16)에 대한 본딩이 끝난직 후, 캐필러리(10)의 챔퍼(18)의 끝단에 형성된 상기 커팅부가 본딩된 부위를 제외한 와이어(12)를 끊어지게 하여, 반도체 칩(14)의 본딩패드와 리드프레임의 리드(16)간의 와이어 본딩 공정이 완료되며, 물론 계속해서 나머지 반도체 칩(14)의 본딩패드와 리드(16)간도 상기와 같은 작동이 반복되어 와이어가 본딩되어진다.
그러나 상기와 같은 동작으로 와이어 본딩을 실시하는 종래의 캐필러리는 하단부의 각이 10°∼ 30°로 형성되어 있기 때문에, 리드프레임의 리드 또는 반도체 칩의 본딩패드에 본딩을 위한 접촉시 응력이 집중되어, 캐필러리의 하단부의 마모가 심하고, 그만큼 사용수명이 줄어들게 되며, 캐필러리의 내부로 불순물이 축척되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 종래의 하단부의 각이 10°∼ 30°로 제작된 캐필러리를 개선하여, 하단부의 각이 40°내지 90°의 각을 이루도록 제작하여, 와이어 본딩시 발생되는 캐필러리의 응력집중을 분산 및 감소시킴으로써, 캐필러리의 하단부에 와이어 본딩시의 진동과 같은 에너지의 전달을 원활하게 전달할 수 있고, 또한 하단부의 마모와 불순물 축척을 줄일 수 있고, 그에따라 사용수명을 증대시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 캐필러리를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 캐필러리를 나타내는 단면도,
도 2a,2b는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 캐필러리의 와이어 본딩 상태를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 패키지 제조용 캐필러리를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 캐필러리와 종래의 캐필러리가 받는 응력집중상태를 나타내는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10a,10b : 캐필러리 12 : 와이어
14 : 반도체 칩 16 : 리드
18 : 챔퍼(chamfer) 20 : 중공부
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 반도체 패키지 제조용 캐필러리에 있어서, 상기 캐필러리(10a)는 하단부의 각이 40°내지 90°의 각으로 성형 제작된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 캐필러리(10a)의 하단부의 각은 50°로 제작함이 가장 바람직한 것을 특징으로 한다.
여기서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 캐필러리를 나타내는 도면으로서, 하단부의 각이 50°의 각을 이루며 제작되어진 것이다.
상기 캐필러리(10a)는 와이어 본딩장치의 일부 요소이고, 와이어를 본딩하기 위하여 메모리된 좌표값대로 이동을 하게 되는 부분으로서, 그 하단부의 각이 50°의 각으로 성형 제작된다.
또한, 상기 캐필러리(10a)의 내부는 중공부(20)로서, 와이어(12)가 공급되는 경로가 되고, 중공부(20)의 하단은 챔퍼(18)로서, 대개 위에서 아래로 직경이 더욱 커지는 형상으로 경사지게 형성된 부분이다.
여기서 본 발명에 따른 캐필러리를 사용하여 와이어 본딩을 하는 상태를 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 2a,2b에 나타낸 패키지는 몰딩 공정전의 상태로서, 리드(16)를 포함하는 리드프레임의 칩탑재판에 반도체 칩(14)이 부착되어 있는 바, 따라서 상기와 같은 상태의 패키지를 지지판상에 올려놓고 와이어 본딩 공정을 실시하게 되는데, 이때 와이어(12)는 상기 캐필러리(10a)의 중공부(20)를 경유하여 상기 챔퍼(18)의 밑으로 공급되어진다.
이에따라, 상기 캐필러리(10a)가 반도체 칩(14)의 본딩패드로 이동을 하게 되면, 챔퍼(18)의 밑으로 공급된 와이어(12)에 스파크가 가해져 와이어가 순간적으로 녹게되는 동시에 본딩패드에 첨부한 도 2a에 도시한 바와 같이 챔퍼가 닿아 와이어가 본딩(볼 본딩)된다.
상기와 동시에, 캐필러리(10a)는 와이어가 본딩된 본딩패드에서 리드프레임의 리드(16)로 이동을 하게 되는 바, 이때 와이어(12)가 리드(16)까지 끌려지면서 이동을 하게 되고, 상기 캐필러리(10a)의 챔퍼가 리드(16)에 닿으면서 첨부한 도 2b에 도시한 바와 같이 와이어(12)의 본딩(스티치 본딩)이 이루어지게 된다.
동시에 상기 챔퍼(18)의 하단끝의 날카로워진 커팅부에 의하여 본딩된 부위를 제외한 와이어(12)가 용이하게 절단되어 끊어지게 되므로서, 반도체 칩(14)의 본딩패드와 리드(16)간의 본딩 공정이 완료된다.
상기와 같은 와이어 본딩 공정중에 본 발명의 캐필러리(10a)는 그 하단부의 각을 50°로 성형 제작하였기 때문에 응력집중이 줄어들게 되고, 즉 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이 종래의 캐필러리보다 본 발명의 캐필러리는 응력집중시 넓게 분산되어 받게 되는 동시에 그 응력을 감소시킬 수 있어서, 캐필러리의 마모 및 불순물 축척이 줄어들게 되며, 그에따라 캐필러리의 사용 수명이 증대되어진다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 캐필러리에 의하면, 종래의 하단부의 각이 10°∼ 30°로 제작된 캐필러리를 개선하여, 하단부의 각이 40°내지 90°의 각을 이루도록 제작하여, 와이어 본딩시 발생되는 캐필러리의 응력집중을 분산 및 감소시킴으로써, 와이어 본딩시 캐필러리 하단부까지 진동과 같은 에너지의 전달이 용이하게 이루어지고, 또한 캐필러리의 하단부의 마모와 불순물 축척을 줄일 수 있고, 그에따라 사용수명을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 반도체 패키지 제조용 캐필러리에 있어서, 상기 캐필러리의 하단부의 각을 40°내지 90°의 각으로 성형 제작한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 캐필러리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐필러리의 하단부의 각은 50°내지 60°로 제작함이 가장 바람직한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 캐필러리.
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