KR20040018918A - 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램 - Google Patents

와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램 Download PDF

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Abstract

와이어본딩에서, 와이어 루프가 본딩 대상과 접촉하는 것을 방지하는 것에 있다.
제 1 본딩점(20)에 네크 부분을 형성((a), (b), (c))후, 제 1 소정량 길이의 와이어를 풀어 내면서 캐필러리(14)를 네크 부분으로부터 상승시키고(d), 제 2 본딩점(21)을 향하는 방향으로 캐필러리(14)를 이동시켜서 제 1 변형부여 부분(78)을 형성한다(e). 캐필러리(14)를 하강켜서 제 2 소정량 길이의 와이어를 캐필러리(14)에 흡입시키고(f), 제 2 본딩점(21)과 반대측을 향하는 방향으로 캐필러리(14)를 이동시켜서 제 2 변형부여 부분(76)을 형성한다(g). 캐필러리(14)를 상승시켜서 제 1 변형부여 부분(78)이 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고(h), 캐필러리(14)를 제 2 본딩점(21)까지 이동시켜 와이어 루프를 형성한다(i).

Description

와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램{Wire Bonding Method, Wire Bonding Apparatus and Wire Bonding Program}
본 발명은, 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램에 관계되는 것이며, 특히 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이의 와이어 루프 형성을 제어하는 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램에 관한 것이다.
와이어본딩 장치는, 예를 들면, LSI 등의 반도체 칩에서의 입출력 단자 등의 제 1 본딩점과, 반도체 칩이 탑재되는 회로기판의 단자의 제 2 본딩점 사이를 가는 금속 와이어로 접속하는 장치이다. 이 경우에, 제 1 본딩점과 제 1 본딩점 사이가 적절한 형상의 와이어 루프로 접속되는 것이 바람직하다. 즉, 와이어 루프의 높이가 지나치게 높으면 패키지 등의 크기가 커지고, 와이어의 늘어짐이 생기기 쉽다. 와이어 루프가 지나치게 낮으면, 반도체 칩이나 배선 패턴에 와이어가 접촉할 우려가 있다. 그래서, 적절한 와이어 루프를 형성하기 위해서, 와이어본딩 장치의 동작의 제어가 행해진다.
도 4는 종래기술의 와이어 루프 형성 방법의 순서를 도시하는 도면이다. 도면에서, 와이어(12)는, 도시되어 있지 않은 와이어 스풀로부터 캐필러리(14)에 공급된다. 그 때, 에어 텐션에 의해 적당한 장력을 부여할 수 있다. 캐필러리(14)는 통형상의 부재이며, 와이어(12)는 그 중공부분에 삽입 통과되고, 와이어 클램퍼(16)에 의해 유지된다. 와이어 클램퍼(16)는, 와이어를 끼워 지지 또는 개방할 수 있는 부재로, 캐필러리(14)와 함께 이동한다. 본딩 대상(18, 19)은 도시되어 있지 않은 재물대에 유지된다. 본딩 대상(18)의 제 1 본딩점(20)과, 본딩 대상(19)의 제 2 본딩점(21)사이에 와이어 루프를 형성하는데는, 이하에 설명하는 도 4(a)부터 (g)의 공정에 의해, 재물대에 유지된 본딩 대상에 대하여 캐필러리(14)를 상대적으로 이동시켜, 와이어(12)에 필요한 변형이 부여된다.
도 4(a)는, 본딩 대상(18)에 와이어(12)를 접속하는 공정으로, 와이어 클램퍼(16)를 개방 상태로 해서 캐필러리(14)를 하강시키고, 와이어 선단에 미리 형성된 볼을 제 1 본딩점(20)에 본딩한다. 다음에 (b), (c), (d)의 순서로 도시하는 바와 같이, 캐필러리(14)를 조금 상승시키고, 제 2 본딩점을 향하는 방향과 역방향으로 수평이동시키고, 그 후 상승시킨다. 이것으로 와이어(12)에 변형부여 부분(癖付部分; 22, 24)이 형성된다. 변형부여 부분(22)이 있는 이유는, 와이어 선단에 볼을 형성할 때에 와이어가 경화하고, 제 1 본딩점(20)로부터 어떤 범위의 부분은 구부리기 어렵기 때문이다. 또한, 제 1 본딩점(20)로부터 변형부여 부분(22, 24)에 이르는 부분은, 와이어 루프를 형성했을 때에, 제 1 본딩점 근방에서 와이어(12)를 세우는 네크 부분이라 불리는 부분에 해당한다.
(d)에서 캐필러리(14)를 상승시킨 후, (e)에 도시하는 바와 같이, 제 2 본딩점을 향하는 방향과 역방향으로 수평 이동시킨다. 이 것으로 변형부여 부분(26)이 형성된다. 다음에, (f)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(14)를 상승시키면서 제 1 본딩점(20)의 상방에 오도록 수평방향으로도 이동시킨다. 이에 의해 변형부여 부분(28)이 형성된다. 이 때의 캐필러리의 상승량은, 제 1 본딩점(20)으로부터 변형부여 부분(28)까지의 사이에 캐필러리(14)로부터 풀어 내어진 와이어(12)의 길이가, 제 1 본딩점(20)으로부터 제 2 본딩점(21)으로의 와이어 루프의 길이에 상당하도록 하여 정해진다.
(f)에서, 캐필러리(14)가 소정의 높이까지 상승하고, 변형부여 부분(28)을 형성하면, 와이어 클램퍼(16)가 와이어(12)를 끼워 지지한다. 즉, 캐필러리(14)가 이동해도 와이어(12)의 풀어 내기가 행해지지 않게 된다. 이 상태에서 캐필러리(14)를, (g)에 도시하는 바와 같이 원호운동 또는 원호운동후의 하강에 의해, 본딩 대상(19)의 제 2 본딩점(21)까지 이동시킨다. 이 때 제 2 본딩점(21)에는 와이어(12)의 변형부여 부분(28)이 위치하고, 그곳에서 본딩이 행해진다.
이렇게 하여, 제 1 본딩점(20)과 제 2 본딩점(21)사이에, 변형부여 부분(22, 24, 26)을 갖는 와이어 루프(30)가 형성된다. 그러나, 변형부여 부분(28)의 변형이 약한 것과, 와이어 루프(30)의 높이를 어느정도 확보하는데는 변형부여 부분(26)과 변형부여 부분(28)의 간격을 길게 할 필요가 있으므로, 제 2본딩점(21)에서 와이어 루프(30)가 늘어지는 경향이 있다.
도 5는, 다른 종래기술의 와이어 루프 형성 방법에 대해서 그 순서를 도시하는 도면으로, 도 4에 비해, 제 2 본딩점 근방에서 와이어 루프에 기립부를 갖게 할 수 있다. 도면에서, (a)부터 (c)의 공정은 도 4와 동일하게, 소위 네크 부분을 형성하는 공정이다.
(c)에서 캐필러리(14)를 제 2 본딩점을 향하는 방향과 역방향으로 수평 이동시킨 후, (d)에서 상승시키는 양은, 도 4에 비해 많이 잡는다. 그리고 (e)에 도시하는 바와 같이 캐필러리(14)를 제 2 본딩점을 향하는 방향과 역방향으로 수평 이동시키는 양도 도 4에 비해 많이 잡는다. 따라서, 여기에서 형성되는 변형부여 부분(36)은, 도 4에서 대응하는 변형부여 부분(26)에 비해, 제 1 본딩점(20)보다 먼 측, 즉, 제 2 본딩점에 보다 접근한 측에 위치하게 된다.
다음에, (f)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(14)를 상승시키면서 제 1 본딩점(20)의 상방에 오도록 수평방향으로도 이동시킨다. 이 것으로 변형부여 부분(38)이 형성된다. 이 때의 캐필러리의 상승량은, 제 1 본딩점(20)으로부터 변형부여 부분(38)까지의 사이에 캐필러리(14)로부터 풀어 내진 와이어(12)의 길이가, 제 1 본딩점(20)으로부터 제 2 본딩점(21)으로의 와이어 루프의 길이에 상당하도록 하여 정해진다. 공정(d)에서, 상당한 와이어를 풀어 내고 있으므로, 공정(f)에서의 상승량은 적다. 따라서 변형부여 부분(36)과 변형부여 부분(38) 사이는 짧고, 그 사이의 와이어의 형상은 도면에 도시하는 바와 같이 원호 형상으로 된다.
(f)에서, 캐필러리(14)가 소정의 높이까지 상승하고, 변형부여 부분(38)을형성하면, 와이어 클램퍼(16)가 와이어(12)를 끼워 지지하여, 와이어의 풀어 내기를 멈춘다. 이 상태에서 캐필러리(14)를, (g)에 도시하는 바와 같이 원호운동 또는 원호운동후의 하강에 의해, 본딩 대상(19)의 제 2 본딩점(21)까지 이동시킨다. 이 때 제 2 본딩점(21)에는 와이어(12)의 변형부여 부분(38)이 위치하고, 그곳에서 본딩이 행해진다.
이렇게 하여, 제 1 본딩점(20)과 제 2 본딩점(21) 사이에, 변형부여 부분(22, 24, 36)을 갖는 와이어 루프(40)가 형성된다. 이 경우, 변형부여 부분(36)을 제 2 본딩점(21)에 근접시키고, 또한, 변형부여 부분(36)과 변형부여 부분(38) 사이의 형상이 원호 형상이므로, 도 4에 비해, 제 2 본딩점 근방에서 와이어 루프에 기립부를 갖게 할 수 있다.
(특허문헌 1)
일본 특개소 63-42135호 공보(제 2 페이지, 제 1 도, 제 2 도)
(특허문헌 2)
일본 특개평 4-318943호 공보(제 3-4 페이지, 제 2 도)
(특허문헌 3)
일본 특개평 10-189641호 공보(제 2-4 페이지, 제 1-7 도)
그러나, 종래의 와이어 루프 형성 방법에서는, 제 2 본딩점에서의 변형부여 부분의 변형이 약하여, 와이어 루프의 제 2 본딩점에서의 기립 부분이 약간 늘어지는 경향이 있어서, 본딩 대상에 접촉할 우려가 있다. 제 2 본딩점이 회로기판 등의 본딩 리드일 때는, 제 2 본딩점 근방에서 와이어 루프가 늘어져도, 본딩하고자 하는 본딩 리드에 접촉하는 것 만으로 문제가 적다. 이에 반해, 제 2 본딩점이 LSI 등의 소자상의 경우나, 와이어 루프를 극히 낮게 한 소형 또는 박형 패키지의 경우에는, 제 2 본딩점 근방의 와이어 루프의 늘어짐이 예기하지 않은 단락으로 이어질 우려가 있다.
또, 캐필러리가 와이어를 유지해도 원호 운동등으로 제 2 본딩점으로 이동할 때에 와이어 루프의 늘어진 부분이 본딩 대상에 접촉하면, 그 반동으로 와이어 루프의 형상이 변형될 위험이 있다. 또, 제 2 본딩점 근방에서 와이어 루프가 쓰러질 가능성이 있고, 더욱이, 캐필러리의 중공부내에 와이어 루프의 일부가 밀려 들어갈 우려도 있다.
또, 제 2 본딩점에 대응하는 변형부여 부분(도 4의 28, 도 5의 38)까지 와이어를 풀어 낼 때에, 캐필러리를 소정의 높이에서 멈추고, 와이어 클램프에 의해 와이어의 풀어 내기를 멈추어 그곳을 변형부여 부분으로 하므로, 와이어 루프의 전체 길이 및 제 2 본딩점 근방의 기립 부분의 길이가 안정하지 않다. 왜냐하면, 캐필러리의 중공부와 와이어 사이에 마찰이 있고, 또, 와이어에 적절한 장력을 주는 에어 텐션에도 불균일한 격차가 있고, 캐필러리를 소정의 높이에서 멈추어도, 와이어의 풀어 내기량이 일정하지 않기 때문이다.
이와 같이, 종래기술의 와이어 루프 형성 방법에서는, 와이어 루프가 본딩 대상과 접촉할 우려가 있어, 와이어 루프의 높이나 형상을 안정하게 형성할 수 없었다.
본 발명의 목적은, 이러한 종래기술의 과제를 해결하고, 와이어 루프가 본딩 대상과 접촉하는 것을 방지하는 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 와이어 루프의 형상을 안정하게 형성할 수 있는 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 관계되는 실시형태에서의 와이어본딩 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 관계되는 실시형태에 있어서의 와이어 루프 형성 제어의 상황을 도시하는 도이다.
도 3은 본 발명에 관계되는 실시형태에서의 와이어본딩 장치를 사용하여, 본딩 대상에 와이어본딩을 실시한 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 종래기술인 와이어 루프 형성 방법의 순서를 도시하는 도면이다.
도 5는 다른 종래기술의 와이어 루프 형성 방법에 대하여 그 순서를 도시하는 도면이다.
(부호의 설명)
11: 와이어 스풀12: 와이어
13: 캐필러리부14: 캐필러리
16: 와이어 클램퍼17: 재물대
18, 19: 본딩 대상
20: 제 1 본딩점21: 제 2 본딩점
22, 24, 26, 28, 36, 38: 변형부여 부분
30, 40, 80: 와이어 루프
50: 와이어본딩 장치
52: 캐필러리 이동기구
54: 재물대 이동기구
56: 제어장치60: 네크 부분 형성 처리부
62: 제 1 변형부여 처리부64: 제 2 변형부여 처리부
66: 루프 형성 처리부76: 제 1 변형부여 부분
78: 제 2 변형부여 부분
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관계되는 와이어본딩 방법은, 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 캐필러리를 본딩 대상에 대하여 상대적으로 이동시켜서 와이어를 변형하고, 제 1 본딩점과 제 2 본딩점을 와이어 루프로 접속하는 와이어본딩 방법으로서, 제 1 본딩점에 와이어를 접속후, 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분 형성 공정과, 상기 와이어 루프의 전장으로부터 상기 네크 부분을 뺀 길이에 상당하는 분량의 와이어를 풀어 내면서 상기 캐필러리를 상기 네크 부분으로부터 상승시키고, 이어서 제 2 본딩점을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 공정과, 상기 캐필러리를 하강시켜서 제 2 본딩점에서의 기립부분의 길이에 상당하는 분량의 와이어를 상기 캐필러리에 흡입되게 하고, 이어서 상기 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 공정과, 상기 캐필러리를 상승시켜서 상기 제 1 변형부여 부분이 상기 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고,상기 캐필러리를 상기 제 2 본딩점까지 이동시키고, 와이어의 상기 제 1 변형부여 부분에서 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 루프 형성 공정, 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해, 네크 부분 형성에 이어서 와이어를 소정량 풀어 내어 제 2 본딩점에서의 제 1 변형부여 부분을 미리 형성하고, 그 후에 와이어를 소정량 흡입하여 제 2 변형부여 부분을 형성한다. 따라서, 제 2 본딩점에서의 기립부를 규정하는 제 1 변형부여 부분, 제 2 변형부여 부분이 단단하게 변형되므로, 와이어 루프가 제 2 본딩점 근방에서 늘어져서 본딩 대상과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또, 와이어 루프 전체의 형상을 정하는 네크 부분, 제 1 변형부여 부분, 제 2 변형부여 부분의 위치가 일정하므로, 와이어 루프의 형상을 안정하게 형성할 수 있다.
또, 본 발명에 관계되는 와이어본딩 장치는, 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 캐필러리와, 본딩 대상을 유지하는 재물대와, 상기 캐필러리를 상기 재물대에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동기구와, 상기 캐필러리의 상대적 이동과 상기 와이어의 유지를 제어하고, 상기 본딩 대상의 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이에 와이어 루프를 형성하여 접속하는 루프 형성 제어수단을 구비하는 와이어본딩 장치로서 상기 루프 형성 제어수단은 제 1 본딩점에 와이어를 접속후, 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분 형성 처리 수순과, 상기 와이어 루프의 전장으로부터 상기 네크부분을 뺀 길이에 상당하는 분량의 와이어를 풀어 내면서 상기 캐필러리를 상기 네크 부분으로부터 상승시키고, 이어서 제 2 본딩점을 향하는 방향으로상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 처리 수순과, 상기 캐필러리를 하강시켜서 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 길이에 상당하는 분량의 와이어를 상기 캐필러리에 흡입시키고, 이어서 상기 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향에 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 처리 수순과, 상기 캐필러리를 상승시켜서 상기 제 1 변형부여 부분이 상기 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고, 상기 캐필러리를 상기 제 2 본딩점까지 이동시키고, 와이어의 상기 제 1 변형부여 부분에서 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 루프 형성 처리 수순을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관계되는 와이어본딩 프로그램은 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 캐필러리와, 본딩 대상을 유지하는 재물대와, 상기 캐필러리를 상기 재물대에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동기구와, 상기 캐필러리의 상대적 이동과 상기 와이어의 유지를 제어하고 상기 본딩 대상의 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이에 와이어 루프를 형성하여 접속하는 루프 형성 제어수단과, 을 구비하는 와이어본딩 장치의 동작을 제어하는 와이어본딩 프로그램으로서, 상기 루프 형성 제어수단에, 제 1 본딩점에 와이어를 접속후, 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분 형성 처리 수순과, 상기 와이어 루프의 전장으로부터 상기 네크 부분을 뺀 길이에 상당하는 분량의 와이어를 풀어 내면서 상기 캐필러리를 상기 네크 부분으로부터 상승시키고, 이어서 제 2 본딩점을 향하는 방향에 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 처리 수순과, 상기 캐필러리를 하강시켜서 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 길이에 상당하는 분량의 와이어를 상기 캐필러리에 흡입시키고, 이어서 상기 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 처리 수순과, 상기 캐필러리를 상승시켜서 상기 제 1 변형부여 부분이 상기 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고, 상기 캐필러리를 상기 제 2 본딩점까지 이동시키고, 와이어의 상기 제 1 변형부여 부분에서 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 루프 형성 처리 수순을 실행하는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
이하에, 도면을 사용하여 본 발명에 관계되는 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 도면에서, 도 4, 도 5와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다. 도 1은, 와이어본딩 장치(50)의 블록도이다. 와이어본딩 장치(50)는, 와이어(12)의 공급원인 와이어 스풀(11), 와이어(12)를 삽입 통과시키는 캐필러리(14), 와이어(12)를 끼워 지지 또는 개방하는 와이어 클램퍼(16), 본딩 대상(18, 19)을 유지하는 재물대(17), 캐필러리(14)와 와이어 클램퍼(16)을 일체로 하여 이동시키는 캐필러리 이동기구(52), 재물대(17)를 이동시키는 재물대 이동기구(54)와, 이들 구성 요소의 동작을 제어하는 제어장치(56)를 구비한다.
도면에서, 와이어(12)는, 와이어 스풀(11)로부터 캐필러리(14)에 공급되고, 그 때, 에어 텐션에 의해 적절한 장력을 받는다. 와이어(12)는, 예를 들면 직경이 25 미크론미터인 금선을 사용할 수 있다. 캐필러리(14)는 통형상의 부재이고, 와이어(12)는 그 중공부분에 삽입 통과되어, 와이어 클램퍼(16)에 의해 유지된다. 와이어 클램퍼(16)는, 와이어를 끼워 지지 또는 개방할 수 있는 부재이며, 캐필러리(14)와 함께 이동한다. 이와 같이 캐필러리(14)와 와이어 클램퍼(16)는 협동하여 와이어(12)를 이동시키므로, 이 블록을 예를 들면 광의의 캐필러리 또는 캐필러리부(13)라 부를 수 있다. 이하에 단순히, 캐필러리는 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 것으로서 취급할 때는, 협의의 캐필러리와 와이어 클램퍼를 포함하는 광의의 캐필러리를 가리킨다.
재물대(17)는, 수평방향으로 이동가능한 XY테이블로, 표면에 본딩 대상(18, 19)을 유지하는 지그 등을 배치할 수 있다. 본딩 대상(18, 19)을 재물대(17)의 상면에 고정하는데는 예를 들면 진공 흡착 기술을 사용할 수 있다.
캐필러리 이동기구(52)는, 캐필러리부(13)를 재물대(17)로 접근하는 방향과 재물대(17)로부터 이격하는 방향으로 상대적으로 이동시키는 기구로, 예를 들면 재물대(17)에 대하여 수직인 Z방향으로 캐필러리부(13)를 이동시킬 수 있는 서보 모터를 사용할 수 있다. 재물대 이동기구(54)는, 재물대(17)를 캐필러리부(13)에 대하여 수평방향의 면내에서 상대적으로 이동시키는 기구로, 예를 들면 재물대(17)의 상면에 평행한 면내에서 직교하는 2방향인 X축방향 및 Y축방향에 각각 1대씩의 서보 모터를 사용할 수 있다. 캐필러리 이동기구(52)와 재물대 이동기구(54)를 일체화 하여, 캐필러리부(13)를 재물대(17)에 대하여 XYZ의 3축 방향으로 상대적으로 이동시킬 수 있는 기구로 해도 좋다.
제어장치(56)는, 와이어 루프의 형성 제어에 관한 것이고, 본딩 대상(18)의 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분의 형성을 제어하는 네크 부분 형성 처리부(60), 본딩 대상(19)의 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 변형부여를 제어하는 제 1 변형부여 처리부(62)와 제 2 변형부여 처리부(64), 제 2 본딩점을 향해서 와이어를 루프 형상으로 형성하는 제어를 행하는 루프 형성 처리부(66)를 포함한다. 제어장치(56)는, 와이어 클램퍼(16)에서의 와이어의 끼워 지지 또는 개방의 제어, 재물대(17)에서의 본딩 대상(18, 19)의 유지 또는 개방의 제어 등의 기능을 갖는다.
제어장치(56)는, 전자회로의 하드웨어로 구성할 수도 있고, 제어 프로그램을 실행하는 컴퓨터로 구성할 수도 있다. 제어 프로그램은, 예를 들면, 네크 부분 형성 처리의 스텝, 제 1 변형부여 처리의 스텝, 제 2 변형부여 처리의 스텝, 루프 형성 처리의 스텝 등으로 구성할 수 있다. 제어 프로그램은 제어장치(56)에 내장되어도 좋고, 또는, 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터에 의해 판독가능한 매체로부터 판독함으로써 제어장치(56)에 탑재되어도 좋다.
이러한 구성의 와이어본딩 장치(50)에서의 와이어 루프 형성 제어의 상황을 도 2에 따라 설명한다. 도면에서 본딩 대상(18)의 제 1 본딩점(20)과, 본딩 대상(19)의 제 2 본딩점(21) 사이에 와이어 루프를 형성하는데는, 이하에 설명하는 도 2(a)로부터 (i)의 공정에 의해, 재물대에 유지된 본딩 대상에 대하여캐필러리(14)를 상대적으로 이동시켜, 와이어(12)에 필요한 변형이 부여된다.
(a)부터 (c)의 공정은, 제 1 본딩 대상(18)의 제 1 본딩점(20)에서 와이어(12)를 기립시키는 네크 부분을 형성하는 공정이다. (a)는 본딩 대상(18)에 와이어(12)를 접속하는 공정으로, 와이어 클램퍼(16)를 개방상태로 하여 캐필러리(14)를 하강시키고, 와이어 선단에 미리 형성된 볼을 제 1 본딩점(20)에 본딩한다. 다음에 (b), (c), (d)의 순서로 도시하는 바와 같이, 캐필러리(14)를 조금 상승시키고, 제 2 본딩점을 향하는 방향과 역방향으로 수평 이동시키고, 그 후 상승시킨다. 이 것으로 와이어(12)에 변형부여 부분(22, 24)이 형성되고, 와이어 루프가 형성되었을 때에, 제 1 본딩점(20)에서의 와이어(12)의 기립부분인 네크 부분이 된다.
(d)는 다음 공정(e)에서 형성되는 제 1 변형부여 부분의 위치를 와이어상에 설정하는 공정이다. (c)에서 네크 부분의 변형부여 부분(24)을 형성한 후, 캐필러리(14)를 변형부여 부분(24)으로부터 제 1 소정량 상승시킨다. 제 1 소정량은 제 1 본딩점(20)으로부터 제 2 본딩점(21)에 걸쳐서 루프를 형성하여 접속되는 와이어 루프의 전장으로부터 네크 부분의 와이어의 길이 분량을 뺀 길이에 상당하는 양이다. 즉, (d)에서의 캐필러리(14)의 가장 높은 위치에서의 캐필러리(14) 선단의 와이어의 위치는 와이어 루프를 형성했을 때의 제 2 본딩점의 위치에 대응한다.
(e)는, 제 2 본딩점에서의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 공정이다. (d)에서 제 1 의 소정량 상승시킨 캐필러리(14)를, 제 2 본딩점(21)을 향하는 방향으로 이동시킨다. 이것으로, 와이어 루프를 형성했을 때의 제 2 본딩점의 위치에 와이어가 확실하게 변형부여된다. 이 변형부여된 와이어상의 부분을 제 1 변형부여 부분(78)이라고 부르기로 한다.
(f)는 다음 공정(g)에서 형성되는 제 2 변형부여 부분의 위치를 와이어상에서 설정하는 공정이다. (e)에서 와이어에 제 1 변형부여 부분을 형성한 후, 캐필러리(14)를 제 2 소정량 하강시키면서 제 1 본딩점(20)의 상방에 오도록 수평방향으로도 이동시킨다. 따라서 와이어는 제 2 소정량의 길이 분량 캐필러리(14)에 흡입된다. 제 2 소정량은, 제 2 본딩점(21)에서의 기립 부분의 길이에 상당하는 양이다. 즉, (f)에서의 가장 낮은 위치에서의 캐필러리(14)의 선단의 위치는, 와이어 루프를 형성했을 때의 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 정점의 위치에 대응한다.
(g)는 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 공정이다. (f)에서 제 2 소정량 하강시킨 캐필러리(14)를, 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향으로 이동시킨다. 이 이동량은, 공정 (c), (e)에서의 이동량보다도 크다. 이 이동에 의해, 와이어 루프를 형성했을 때의 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 정점의 위치에, 와이어가 확실하게 변형이 부여된다. 이 변형이 부여된 와이어상의 부분을 제 2 변형부여 부분(76)이라고 부르기로 한다.
(h)는 캐필러리(14)의 선단에, 와이어의 제 1 변형부여 부분(78)의 위치를 맞추는 공정이다. (g)에서 제 2 변형부여 부분(76)을 형성한 후, 캐필러리(14)를 상승시키면서 제 1 본딩점(20)의 상방에 오도록 수평방향으로도 이동시킨다. 이 때, 와이어는 캐필러리로부터 풀려 나가므로, 제 1 변형부여 부분(78)의 위치가 캐필러리(14)의 선단에 왔을 때에 캐필러리(14)의 상승을 멈추고, 와이어 클램퍼(16)로 와이어를 끼워 지지하여 와이어의 풀어 내기를 멈춘다.
이 때, 캐필러리(14)의 수평방향의 이동에 의해, 와이어는, 제 1 변형부여 부분(78)과 제 2 변형부여 부분(76)을 절곡점으로 하여 확실하게 구부린다. 이렇게 하여, 와이어 루프를 형성했을 때의 제 2 본딩점에서의 기립부분은, 제 1 변형부여 부분(78)과 제 2 변형부여 부분(76) 사이에서 직선적으로 기립하는 부분으로서 형성되어, 와이어의 늘어짐을 방지할 수 있다.
(i)는 와이어를 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 공정이다. (h)에서 제 1 변형부여 부분(78)을 캐필러리(14)의 선단에 맞춘 후, 그 상태에서 캐필러리(14)를 원호운동 또는 원호운동후의 하강에 의해, 본딩 대상(19)의 제 2 본딩점(21)까지 이동시킨다. 이 때 제 2 본딩점(21)에는 와이어(12)의 변형부여 부분(78)이 위치하고, 그곳에서 본딩이 행해진다.
이렇게 하여, 제 2 본딩점에서의 제 1 변형부여 부분의 위치를 와이어상에서 정하여 미리 형성하고, 그 후에 와이어를 소정량 흡입하여 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점인 제 2 변형부여 부분을 형성함으로써 제 1 변형부여 부분, 제 2 변형부여 부분을 소정의 위치에 확실하게 변형할 수 있다. 따라서, 와이어 루프가 제 2 본딩점 근방에서 늘어져서 본딩 대상과 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 또, 와이어 루프의 형상을 안정하게 형성할 수 있다.
또한, 와이어 루프의 길이, 본딩 대상의 높이 등에 따라서, 제 1 변형부여 부분, 제 2 변형부여 부분 이외에 적당한 변형을 행할 수도 있다.
도 3은, 실시형태의 와이어본딩 장치를 사용하여, 본딩 대상에 와이어본딩을 실시한 예이다. (a)는 제 1 본딩점(20)이 설치되는 본딩 대상(18)은 회로기판이며, 제 2 본딩점(21)이 설치되는 본딩 대상(19)은 LSI칩(DIE)인 예이다. 이 경우, 제 2 본딩점(21) 근방에서 와이어 루프(80)가 늘어지는 일이 없으므로, LSI칩과 와이어 루프와의 접촉을 방지할 수 있다. 또, 낮은 루프 높이에서 와이어 루프의 형상을 안정하게 형성할 수 있으므로, 보다 소형, 보다 박형의 패키징이 가능하게 된다.
(b)는, 제 1 본딩점(20)이 설치되는 본딩 대상(18)은 회로기판이며, 제 2 본딩점(21)이 설치되는 본딩 대상(19)은, 소위 적층 칩이라 불리는 2층의 LSI칩에서의 상층측의 LSI칩(DIE)인 예이다. 이 경우는, 제 2 본딩점(21)에서의 와이어 루프의 늘어짐이 (a)에 비해 보다 큰 문제가 될 가능성이 있는데, 본 발명에 관계되는 실시형태에서는, 제 2 본딩점(21) 근방에서 와이어 루프(80)가 늘어지는 일이 없으므로, LSI칩과 와이어 루프와의 접촉을 방지할 수 있다. 또, 낮은 루프 높이로 와이어 루프의 형상을 안정하게 형성할 수 있으므로, 보다 집적도를 올리면서 보다 소형, 보다 박형의 패키징이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램에 의하면, 와이어 루프가 본딩 대상과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 관계되는 와이어본딩 방법, 와이어본딩 장치 및 와이어본딩 프로그램에 의하면, 와이어 루프의 형상을 안정하게 형성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 캐필러리를 본딩 대상에 대하여 상대적으로 이동시켜서 와이어를 변형하고, 제 1 본딩점과 제 2 본딩점을 와이어 루프로 접속하는 와이어본딩 방법으로서,
    제 1 본딩점에 와이어를 접속후, 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분 형성 공정과,
    상기 와이어 루프의 전장으로부터 상기 네크 부분을 뺀 길이에 상당하는 분량의 와이어를 풀어 내면서 상기 캐필러리를 상기 네크 부분으로부터 상승시키고, 이어서 제 2 본딩점을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 공정과,
    상기 캐필러리를 하강시켜서 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 길이에 상당하는 분량의 와이어를 상기 캐필러리에 흡입시키고, 이어서 상기 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 공정과,
    상기 캐필러리를 상승시켜서 상기 제 1 변형부여 부분이 상기 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고, 상기 캐필러리를 상기 제 2 본딩점까지 이동시키고, 와이어의 상기 제 1 변형부여 부분에서 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 루프 형성 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어본딩 방법.
  2. 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 캐필러리와,
    본딩 대상을 유지하는 재물대와,
    상기 캐필러리를 상기 재물대에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동기구와,
    상기 캐필러리의 상대적 이동과 상기 와이어의 유지를 제어하고, 상기 본딩 대상의 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이에 와이어 루프를 형성하여 접속하는 루프 형성 제어수단을 구비하는 와이어본딩 장치로서,
    상기 루프 형성 제어수단은,
    제 1 본딩점에 와이어를 접속후, 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분 형성 처리 수순과,
    상기 와이어 루프의 전장으로부터 상기 네크 부분을 뺀 길이에 상당하는 분량의 와이어를 풀어 내면서 상기 캐필러리를 상기 네크 부분으로부터 상승시키고, 이어서 제 2 본딩점을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 처리 수순과,
    상기 캐필러리를 하강시켜서 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 길이에 상당하는 분량의 와이어를 상기 캐필러리에 흡입시키고, 이어서 상기 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 처리 수순과,
    상기 캐필러리를 상승시켜서 상기 제 1 변형부여 부분이 상기 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고, 상기 캐필러리를 상기 제 2 본딩점까지 이동시키고, 와이어의 상기 제 1 변형부여 부분에서 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 루프 형성 처리 수순을 실행하는 것을 특징으로 하는 와이어본딩 장치.
  3. 와이어를 삽입 통과시키고 유지하는 캐필러리와, 본딩 대상을 유지하는 재물대와, 상기 캐필러리를 상기 재물대에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동기구와, 상기 캐필러리의 상대적 이동과 상기 와이어의 유지를 제어하고 상기 본딩 대상의 제 1 본딩점과 제 2 본딩점 사이에 와이어 루프를 형성하여 접속하는 루프 형성 제어수단을 구비하는 와이어본딩 장치의 동작을 제어하는 와이어본딩 프로그램으로서,
    상기 루프 형성 제어수단에,
    제 1 본딩점에 와이어를 접속후, 제 1 본딩점에서 와이어를 기립시키는 네크 부분 형성 처리 수순과,
    상기 와이어 루프의 전장으로부터 상기 네크 부분을 뺀 길이에 상당하는 분량의 와이어를 풀어 내면서 상기 캐필러리를 상기 네크 부분으로부터 상승시키고, 이어서 제 2 본딩점을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 제 1 변형부여 부분을 형성하는 제 1 변형부여 처리 수순과,
    상기 캐필러리를 하강시켜서 제 2 본딩점에서의 기립 부분의 길이에 상당하는 분량의 와이어를 상기 캐필러리에 흡입시키고, 이어서 상기 제 2 본딩점과 반대측을 향하는 방향으로 상기 캐필러리를 이동시킴으로써 제 2 본딩점에서의 와이어의 기립 부분의 정점에서의 제 2 변형부여 부분을 형성하는 제 2 변형부여 처리 수순과,
    상기 캐필러리를 상승시켜서 상기 제 1 변형부여 부분이 상기 캐필러리 선단에 위치할 때까지 와이어를 풀어 내고 그 상태에서 와이어를 유지하고, 상기 캐필러리를 상기 제 2 본딩점까지 이동시키고, 와이어의 상기 제 1 변형부여 부분에서 제 2 본딩점에 접속하여 와이어 루프를 형성하는 루프 형성 처리 수순을 실행하는 것을 특징으로 하는 와이어본딩 프로그램.
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