KR20020010464A - 싱글 포인트 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 툴(공구)로의 대미지가 없고, 본래의 툴 라이프 사이클까지 툴을 사용할 수 있고, 이로써 장치 가동율의 향상 및 툴 부재의 비용 하락이 도모된다.
(해결수단) 리드 단부 또는 리드의 절단부측 단부를 툴(14)로 눌러서 패드에 개별로 접속하는 싱글 포인트 본딩 장치에 있어서, 툴(14)을 클리닝하기 위한 클리닝스테이지(22)를 설치하고, 클리닝스테이지(22) 위에 클리닝용 칩(40)을 고정하였다.

Description

싱글 포인트 본딩 장치{SINGLE POINT BONDING APPARATUS}
(발명이 속하는 기술분야)
본 발명은 싱글포인트본딩장치에 관한 것이고, 특히 툴의 클리닝수단을 구비한 싱글포인팅본딩장치에 관한 것이다.
(종래의 기술)
싱글포인트본딩장치로서, 예를 들면 일본특개평 4-24933호 공보, 일본특개평 8-153748호 공보, 일본특허 제 2534132호 공보 등을 들 수 있다. 이 싱글포인트본딩방법은 리드단부 또는 리드의 절단부 측단부를 툴로 눌러서 패드에 개별로 접속한다. 이 때문에, 툴 선단은 125㎛ 각이하의 미세가공이다.
종래의 싱글포인트본딩방법을 도 3에 의하여 설명한다. 도 3(a)에 도시하는 바와 같이 테이프(50)에 설치된 리드(51)의 상방으로부터 툴(14)이 하강해서 리드(51)의 단부(51a)에 접촉하면, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 툴(14)은 상기 하강보다 천천히 리드(51)의 선단을 아래로 누르면서 하강한다. 그후 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 압착하여 본딩을 행한다. 또한 도 3중, 53은 회로기판, 54는 칩, 55는 패드를 표시한다.
종래, 툴의 클리닝수단을 구비한 본딩장치로서, 예를 들면 일본특개평 2-248055호 공보, 일본특개평 7-321143호 공보 등을 들 수 있다. 그러나 이들은 와이어본딩장치이다.
일본특개평 2-248055호 공보는 클리닝수단으로서 회전하는 연마테이프 또는 숫돌을 사용하고 있다. 여기서, 툴의 클리닝을 행하는 경우에는, 연마테이프 또는 숫돌에 툴 선단을 눌러붙여서 클리닝하고 있다.
일본특개평 7-321143호 공보는 클리닝수단으로서 클리닝스테이지에 배열설치된 세정액조와 에어노즐을 구비하고 있다. 그래서 툴의 클리닝을 행하는 경우에는 툴 선단부를 세정액조내의 세정액에 침지시켜 툴에 초음파진동을 부여하고, 그후 툴이 본딩스테이지로 이동하는 사이에 에어노즐로부터 내뿜는 공기에 의하여 툴 선단부를 닦도록 하고 있다.
일본특개평 2-248055호 공보 및 일본특개평 7-321143호 공보는 와이어본딩장치의 툴이지만, 연마테이프 또는 숫돌을 눌러붙이면 툴의 선단이 파손 또는 수명이 짧아지고만다. 특히 본원발명이 대상으로 하는 싱글포인트본딩장치의 툴은 상기한 바와 같이 선단이 125㎛ 각이하의 미세가공이다. 이 때문에, 연마테이프 또는 숫돌에 압접시키거나 또는 세정액에 침지시켜서 툴에 초음파진동을 부여하거나 하면, 툴 선단이 이지러져버려 재차 사용할 수 없게 된다. 또 일본특개평 7-321143호 공보와 같이 툴을 세정액에 침지시켜 툴에 초음파진동을 부여하는 방법은 툴에 이물질이 가볍게 부착하고 있는 경우에는 효과적이다. 그러나 이물질이 툴에 강하게 부착하고 있는 경우에는, 완전히 제거하는 것은 곤란하였다. 또 세정액을 사용하는 것은 관리가 힘들고, 또, 공기에 의하여 닦으면 액이 비산하고, 주위의 기구부분에 부착하고, 좋지 않은 상태를 일으키는 요인이 된다. 또한 설비하기 위해서 비용이 지나치게 소요된다.
본 발명의 과제는 툴로의 대미지가 없고, 본래의 툴 라이프 사이클까지 툴을 사용할 수 있고, 이로써 장치가동율의 향상 및 툴 부재의 비용하락이 도모되는 싱글포인트본딩장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 싱글 포인트 본딩 장치의 일 실시형태를 도시하고, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다.
도 2는 클리닝스테이지를 도시하고, (a)는 평면확대도, (b)는 (a)의 A-A선 단면도이다.
도 3은 종래의 싱글 포인트 본딩 방법의 일 예를 도시하는 공정도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1: 테이프 2, 3: 가이드레일
4: 히트블록 10: 본딩장치
11: XY 테이블 12: 본딩헤드
13: 본딩아암 14: 툴
22: 클리닝스테이지 23: 칩 흡착구멍
30: 가스분출구멍 40: 클리닝용 칩
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 수단은 리드단부 또는 리드의 절단부측 단부를 툴로 눌러서 패드에 개별로 접속하는 싱글포인트본딩장치에 있어서, 상기 툴을 클리닝하기 위한 클리닝스테이지를 설치하고, 이 클리닝스테이지 위에 클리닝용 칩을 고정시키는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 수단은, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 클리닝스테이지는 상기 리드가 설치된 테이프를 가이드하는 가이드레일의 본딩장치측의 가이드레일과 히트블록 사이에 설치되고, 클리닝스테이지의 상기 히트블록측의 상면에는 질소가스 등을 분출하는 가스불출구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 일 실시형태를 도 1 및 도 2에 의하여 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이 도시하지 않은 리드가 설치된 테이프(1)의 양측방을 가이드하는 가이드레일(2, 3) 사이에는 테이프(1)를 가열하는 히트블록(4)이 배열설치되어 있다. 한쪽의 가이드레일(2)의 외측에는 주지의 구조로 이루어지는 본딩장치(10)가 배열설치되어 있다.
본딩장치(10)는 개략 다음과 같은 구성으로 되어 있다. XY 축방향으로 구동되는 XY테이블(11) 위에 본딩헤드(12)가 탑재되어 있다. 본딩헤드(12)에는 본딩아암(13)이 상하이동 가능하게 설치되어, 본딩아암(13)은 도시하지 않는 Z축 구동수단으로 상하이동하게 된다. 본딩아암(13)의 선단부에는 툴(14)이 고정되어 있다.
히트블록(4)과 가이드레일(2) 사이에는 클리닝스테이지본체(20)와, 그 클리닝스테이지 본체(20)에 부착, 떼어냄가능하게 고정된 클리닝스테이지 스페이서(21)로 이루어지는 클리닝스테이지(22)가 배열설치되어 있다. 클리닝스테이지(22)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 클리닝용 칩(40)을 흡착유지하도록 수직으로 칩 흡착구멍(23)이 설치되고, 이 칩 흡착구멍(23)에 연통하도록 측면으로부터 수평구멍(24)이 설치되어 있다. 수평구멍(24)에는 파이프접속이음(25)이 고정되고, 파이프접속이음(25)에는 파이프(26)의 일단이 접속되어 있다. 파이프(26)의 타단은 도시하지 않은 밸브제어수단을 통하여 도시하지 않은 진공펌프에 접속되어 있다.
클리닝스테이지(22)의 히트블록(4)측의 상면에는 수직으로 가스분출구멍(30)이 설치되고, 이 가스 분출구멍(30)에 연통하도록 측면으로부터 수평구멍(31)이 설치되어 있다. 수평구멍(31)에는 파이프접속이음(32)이 고정되고, 파이프접속이음(32)에는 파이프(33)의 일단이 접속되어 있다. 파이프(33)의 타단은 도시하지 않은 밸브제어수단을 통하여 도시하지 않은 질소가스등의 가스공급원에 접속되어 있다.
더욱이, 상기 클리닝용 칩(40)은 제품반도체칩 또는 제품반도체칩의 패드표면상 처리와 동등의 미러칩을 유용한다.
다음에 작용에 대하여 설명한다. 도 3에서 설명한 바와 같이, 리드단부(51a) 또는 리드(51)의 절단부측 단부를 툴(14)로 눌러서 패드(52)에 개별로 접속하는 싱글포인트본딩을 행하고, 미리 프로그램으로 설정된 사용회수를 초과하였을 때, 즉툴(14)의 클리닝이 필요하게 되었을 경우에는 다음과 같은 동작에 의하여 툴(14)의 클리닝이 행해진다.
도 1에 있어서, 테이프(1)가 클리닝스테이지(22)의 상방에 없는 상태에서, XY테이블(11)이 구동되어 툴(14)은 클리닝스테이지(22)의 클리닝용 칩(40)의 상방으로 이동되게 된다. 다음에 도시하지 않은 Z축 구동수단이 구동하여 본딩아암(13)이 하강하고, 툴(14)이 클리닝용 칩(40)에 가볍게 압접한다. 이 상태에서 본딩아암(13)에 초음파를 인가하면, 툴(14)의 더러움은 클리닝용 칩(40)에 부착하고, 툴(14)은 클리닝된다.
일반적으로, 리드는 동박에 금도금되어 있고, 본딩시에는 리드의 금도금이 툴(14)과의 마찰에 의하여 그 툴(14)에 부착퇴적하여 더럽게 된다. 이 툴(14)의 오염물질, 즉 금의 퇴적은 클리닝용 칩(40)과의 접착성이 좋으므로, 상기한 바와 같이 툴(14)을 가볍게 클리닝용 칩(40)에 압접하여 초음파를 인가하면, 툴(14)의 더러움은 용이하게 클리닝용 칩(40)에 부착하여 툴(14)은 클리닝된다. 또 동시에, 본딩시에 제품부재로부터 배출되는 그 밖의 부착된 먼지도 상기 클리닝하였을 때 함께 벗겨져 떨어진다.
이와 같이, 클리닝스테이지(22) 위에 고정된 클리닝용 칩(40)에 툴(14)을 가볍게 압접하여 초음파를 인가시켜 클리닝 동작을 행함으로, 선단을 125㎛ 각이하로 미세가공해도, 툴(14)로의 대미지가 없고, 본래의 툴 라이프 사이클까지 툴(14)을 사용할 수가 있다. 이로써 장치가동율의 향상 및 툴 부재의 비용하락이 도모된다. 또 이물질이 툴(14)에 강하게 부착하여 있는 경우에도 완전하게 제거할 수가 있다.
그런데, 클리닝스테이지(22)는 될 수 있는 한 툴(14)의 근방에 배치하는 편이 클리닝시에 툴(14)의 이동량이 적어서 바람직하다. 그래서 본 실시형태는 클리닝스테이지(22)를 히트블록(4)과 가이드레일(2) 사이에 배열설치하였다. 클리닝용 칩(40)은 장시간 클리닝스테이지(22) 위에 있으므로, 히트블록(4)의 열에 의하여 산화하기 쉽다. 그래서, 도시하지 않는 가스공급원으로부터 파이프(33), 파이프접속이음(32), 수평구멍(31)을 통하여 가스분출구멍(30)으로부터 질소가스 등을 분출시킨다. 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 클리닝시에는 클리닝용 칩(40)의 상방에 테이프(1)가 있으므로, 가스분출구멍(30)으로부터 분출한 질소가스 등에 의하여 클리닝용 칩(40)의 상면은 가스분위기가 만들어진다. 이로써, 클리닝용 칩(40)의 산화를 될 수 있는 한 방지할 수가 있다.
본 실시의 형태에 있어서는, 클리닝스테이지(22)를 클리닝스테이지 본체(20)와 클리닝스테이지 스페이서(21)의 2체로 구성하였지만, 일체일지라도 좋다. 그러나, 본 실시형태와 같이 2체로 구성하면, 품종변경의 경우에 제품의 반도체 칩 두께에 맞추어서 클리닝스테이지 스페이서(21)를 교환함으로써, 제품의 본딩레벨과 동등의 높이로 클리닝용 칩(40)의 높이를 맞출 수가 있다. 이로써, 제품과 동일한 본드 파라미터 설정에 의하여 클리닝 동작을 행하고, 툴(14)에 필요 이상의 부하를 부여하지 않고 클리닝이 행해진다.
본 발명은 리드 단부 또는 리드의 절단부측 단부를 툴로 눌러서 패드에 개별로 접속하는 싱글포인트본딩장치에 있어서, 상기 툴을 클리닝하기 위한 클리닝스테이지를 설치하고, 이 클리닝스테이지 위에 클리닝용 칩을 고정시켰으므로 툴로의 대미지가 없고, 본래의 툴 라이프 사이클까지 툴을 사용할 수가 있고, 이로써 장치가동율의 향상 및 툴 부재의 비용하락이 도모된다.

Claims (2)

  1. 리드 단부 또는 리드의 절단부측 단부를 툴로 눌러서 패드에 개별로 접속하는 싱글포인트본딩장치에 있어서, 상기 툴을 클리닝하기 위한 클리닝스테이지를 설치하고, 이 클리닝스테이지 위에 클리닝용 칩을 고정시키는 것을 특징으로 하는 싱글포인트본딩장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 클리닝스테이지는, 상기 리드가 설치된 테이프를 가이드하는 가이드레일의 본딩장치측의 가이드레일과 히트블록 사이에 설치되고, 클리닝스테이지의 상기 히트블록측의 상면에는 질소가스 등을 분출하는 가스분출구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 싱글포인트본딩장치.
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