KR200185996Y1 - 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉에 관한 것으로, 반도체 패키지의 와이어 본딩공정에서 방전에 의해 골드와이어(Gold Wire)의 테일(Tail)을 녹여서 볼을 형성시키는 전기방전봉의 팁 부분을 2∼4개의 팁으로 형성하고, 상기 2∼4개의 팁을 상기한 골드와이어의 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 형성함으로써, 전기방전에 의해 골드와이어가 녹으면서 형성되는 볼이 항상 동일한 크기로 일정하게 형성함은 물론, 볼이 골드와이어의 중심으로 부터 정확한 위치에 형성되도록 하여 본딩불량을 방지하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉

본 고안은 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지의 와이어 본딩공정에서 방전에 의해 골드와이어(Gold Wire)의 테일(Tail)을 녹여서 볼을 형성시키는 전기방전봉의 구조를 변형시켜 골드와이어가 녹으면서 형성되는 볼의 크기를 일정하게 함은 물론, 볼이 골드와이어의 중심으로 부터 정확한 위치에 형성되도록 하여 본딩불량을 방지하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

통상적으로 반도체 패키지의 제조공정은, 웨이퍼내의 각각의 반도체칩의 불량을 체크하는 웨이퍼검사공정, 웨이퍼를 절단하여 반도체칩을 낱개로 분리하는 소잉공정, 낱개로 분리된 반도체칩을 리드프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩공정, 반도체칩 상에 구비된 칩패드와 리드프레임의 리드를 골드와이어로 연결시켜주는 와이어본딩공정, 반도체 칩의 내부회로와 그 외의 구성부품을 보호하기 위하여 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩공정, 반도체 패키지를 식별할 수 있도록 반도체 패키지의 일면에 문자 및 기호를 새기는 마킹공정, 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 커팅하는 트림공정, 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍공정, 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정으로 이루어진다.

상기한 와이어 본딩공정은, 캐필러리에 초음파 에너지를 주고 동시에 본딩하고자 하는 부분에도 열을 주어 1차 본드는 볼을 형성시키고, 2차 본드에는 스티치를 형성하는 서모소닉 볼 본딩(Thermosonic Ball Bonding)방식, 웨지에 초음파 진동 에너지만을 주어 그 마찰열로 1차 및 2차 본드 공히 웨지형태로 본딩하는 울트라소닉 웨지 본딩(Ultrasonic Wedge Bonding)방식, 주로 온도와 본딩툴에 적용되는 압력으로 1차 본드는 볼을 본딩하고, 2차 본드에는 스티치를 형성하는 서모콤프레션 볼 본딩(Thermocompression Ball Bonding)방식 등이 있다.

와이어 본딩장치는 입력 엘리베이터(Input Elevator), 출력 엘리베이터(Output Elevator), 텔레비전 모니터(TV Monitor), 핑거 팁(Finger Tip), 조작판(Control Panel), 자재이송기구(Work Folder), 본드헤드(Bon Head), 스코우프(Scope) 등으로 이루어지며, 상기한 본드헤드에는 도 1에 도시되어 있는 바와같이 내부에 골드와이어(4)가 통과되는 모세관이 형성되어 있는 캐필러리(2)가 장착되는 트랜스듀서 홀더(1)가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 홀더(1)는 고정구(1')에 의해 조여 주여도록 하여 캐필러리(2)가 트랜스듀서 홀더(1)에 밀착 고정되는 구조로 이루어진다. 또한, 상기한 캐필러리(2)의 하단 끝부부에는 전기방전봉(3 ; Electro flame off tip ; EFO Tip)의 팁(3a ; Tip)이 위치하도록 설치되고, 상기 전기방전봉(3)의 방전에 의해 캐필러리(2)를 통과한 골드와이어(4)의 테일(Tail)을 녹여서 볼(Ball)을 형성시켜 반도체 칩(도시되지 않음) 상의 칩패드와 리드(도시되지 않음)를 본딩한다.

그러나, 이와같은 종래의 와이어 본딩 장비에 설치된 전기방전봉(3)은 한쪽에 고정 설치되어 전기방전을 일으켜서 볼을 형성시키게 되므로, 골드와이어(4)의 테일이 녹으면서 형성되는 볼의 크기가 불균일한 크기로 형성되거나, 또는 볼이 골드와이어(4)의 중앙에서 생기지 않고 한쪽 방향으로 편심되어 형성되는 등의 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 골드와이어(4)의 테일 방향에 상관없이 한쪽방향에서 전기방전이 일어나기 때문이다.

즉, 도 2a에 도시된 바와같이 골드와이어(4)의 테일이 상기한 전기방전봉(3)의 팁(3a)과 멀리 있는 경우에는 상대적으로 전류가 약하게 되어 볼이 작아지게 된다. 또한, 도 2b에 도시된 바와같이 골드와이어(4)의 끝단부가 상기한 전기방전봉(3)의 팁(3a)과 가까이 있는 경우에는 상대적으로 전류가 커지게 되어 볼이 커지게 된다.

따라서, 이러한 현상에 의해 골드와이어(4)에서 형성된 볼이 골드와이어(4)의 중심으로 부터 벗어나 편심되게 형성됨으로서 불량이 발생되어 생산성이 저하시키는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 이와같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 패키지의 와이어 본딩공정에서 방전에 의해 골드와이어의 테일을 녹여서 볼을 형성시키도록 된 전기방전봉의 끝단에 2∼4개의 팁을 일체로 형성시킴으로서, 볼의 형성시 볼의 크기를 일정하게 함은 물론, 볼이 골드와이어의 중심으로 부터 정확한 위치에 형성되도록 하여 본딩불량을 방지하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 된 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 내부에 골드와이어가 통과되는 모세관이 형성된 캐필러리가 장착되는 트랜스듀서 홀더가 설치되고, 상기 트랜스듀서 홀더에 고정되는 캐필러리는 고정구에 의해 조여주도록 하여 상기 캐필러리가 트랜스듀서 홀더에 밀착 고정되도록 하는 한편, 상기한 캐필러리의 하단 끝부부에 끝단부(Tip ; 팁)가 위치하도록 설치되어 방전에 의해 캐필러리를 통과한 골드와이어의 테일(Tail)을 녹여서 볼(Ball)을 형성시키도록 된 전기방전봉(Electro flame off tip ; EFO Tip)이 설치된 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉에 있어서, 상기한 전기방전봉은 그 끝단부에 복수개의 팁(Tip)을 일체로 형성하고, 상기한 복수개의 팁은 각각 상기한 골드와이어의 테일(Tail) 중심을 향하여 서로 마주 보도록 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 구조를 나타낸 사시도

도 2a와 도 2b는 종래의 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉을 나타낸 단면도

도 3은 본 고안에 의한 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 구조를 나타낸 사시도

도 4는 본 고안에 의한 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉을 나타낸 도면

도 5는 본 고안의 실시예에 의한 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉을 나타낸 도면

도 6는 본 고안의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉을 나타낸 도면

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 - 트랜스듀서 홀더 2 - 캐필러리

3 - 전기방전봉(Electro flame off tip ; EFO Tip)

3a - 팁(Tip) 4 - 골드와이어

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 의한 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 구조를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와같이 내부에 골드와이어(4)가 통과되는 모세관이 형성되어 있는 캐필러리(2)가 장착되는 트랜스듀서 홀더(1)가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 홀더(1)는 고정구(1')에 의해 조여주도록 하여 캐필러리(2)가 트랜스듀서 홀더(1)에 밀착 고정되는 구조로 이루어진다. 또한, 상기한 캐필러리(2)의 하단 끝부부에는 전기방전봉(3 ; Electro flame off tip ; EFO Tip)의 끝단부가 위치하도록 설치되고, 상기 전기방전봉(3)의 방전에 의해 캐필러리(2)를 통과한 골드와이어(4)의 테일(Tail)을 녹여서 볼(Ball)을 형성시켜 반도체 칩(도시되지 않음) 상의 칩패드와 리드(도시되지 않음)를 본딩한다.

이때, 상기한 전기방전봉(3)의 끝단에는 복수개의 팁(3a ; Tip)을 일체로 형성하고, 상기한 복수개의 팁(3a)은 각각 상기한 골드와이어(4)의 테일(Tail) 중심을 향하여 서로 마주 보도록 형성되는 것으로, 상기한 복수개의 팁(3a)은 도 4에 도시된 바와같이 3개로 형성하고, 이 3개의 팁(3a)은 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 120°로 등간격된 위치에 형성할 수 있다. 또한, 상기한 복수개의 팁(3a)은 도 5에 도시된 바와같이 상기한 복수개의 팁(3a)은 4개로 형성하고, 이 4개의 팁(3a)은 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 90°로 등간격된 위치에 형성할 수 있고, 도 6에 도시된 바와같이 복수개의 팁(3a)는 2개를 형성하고, 이 2개의 팁(3a)은 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 180°로 등간격된 위치에 형성할 수 있다. 또한, 상기한 복수개의 팁(3a)은 2∼4개로 한정하는 것이 아님은 물론, 필요에 따라 5개 이상의 개수로도 할 수 있음은 당연하다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 고안은, 반도체 패키지의 제조공정에서 반도체 칩의 칩패드와 리드를 연결시키는 와이어 본딩시에 상기한 트랜스듀서 홀더(1)에 고정된 캐필러리(2)의 내부로 골드와이어(4)를 통과시키고, 상기 캐필러리(2)의 하단부에 위치된 전기방전봉(3)에 의해 골드와이어(4)의 테일을 녹여서 볼을 형성시켜 본딩한다.

이때, 상기한 전기방전봉(3)의 끝단에는 2∼4개의 팁(3a)이 형성되어 있음으로서, 골드와이어(4)의 테일 방향에 관계없이 방전이 일어남으로써 볼의 크기가 일정하게 되고, 골드와이어를 중심으로 정확하게 볼이 형성된다. 즉, 상기한 골드와이어(4)의 테일을 중심으로 전기방전봉(3)의 팁(3a)이 사방에 위치됨으로써, 항상 균일한 전류가 흐르게 되어 동일한 크기의 볼이 골드와이어의 중심에 정확하게 형성되므로 불량을 방지할 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이 본 고안에 의하면, 전기방전봉의 끝단에 2∼4개의 팁을 일체로 형성하고, 상기 2∼4개의 팁이 골드와이어의 테일을 중심으로 향하도록 함으로서, 동일한 크기의 볼이 골드와이어의 중심으로 부터 정확한 위치에 형성되도록 하여 본딩불량을 방지하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 내부에 골드와이어(4)가 통과되는 모세관이 형성된 캐필러리(2)가 장착되는 트랜스듀서 홀더(1)가 설치되고, 상기 트랜스듀서 홀더(1)에 고정되는 캐필러리(2)는 고정구(1')에 의해 조여주도록 하여 상기 캐필러리(2)가 트랜스듀서 홀더(1)에 밀착 고정되도록 하는 한편, 상기한 캐필러리(2)의 하단 끝부부에 끝단부가 위치하도록 설치되어 방전에 의해 캐필러리(2)를 통과한 골드와이어(4)의 테일(Tail)을 녹여서 볼(Ball)을 형성시키도록 된 전기방전봉(3 ; Electro flame off tip ; EFO Tip)이 설치된 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉에 있어서, 상기한 전기방전봉(3)은 그 끝단부에 복수개의 팁(3a ; Tip)을 일체로 형성하고, 상기한 복수개의 팁(3a)은 각각 상기한 골드와이어(4)의 테일(Tail) 중심으로 향하여 서로 마주 보도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉.
2. 제 1 항에 있어서, 상기한 복수개의 팁(3a)은 3개로 형성하고, 이 3개의 팁(3a)은 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 120°로 등간격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉.
3. 제 1 항에 있어서, 상기한 복수개의 팁(3a)은 4개로 형성하고, 이 4개의 팁(3a)은 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 90°로 등간격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉.
4. 제 1 항에 있어서, 상기한 복수개의 팁(3a)은 2개로 형성하고, 이 2개의 팁(3a)은 테일 중심을 향하여 서로 마주 보도록 180°로 등간격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 와이어 본딩 장비의 전기방전봉.