KR20040086952A - Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same - Google Patents

Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20040086952A
KR20040086952A KR1020030021146A KR20030021146A KR20040086952A KR 20040086952 A KR20040086952 A KR 20040086952A KR 1020030021146 A KR1020030021146 A KR 1020030021146A KR 20030021146 A KR20030021146 A KR 20030021146A KR 20040086952 A KR20040086952 A KR 20040086952A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
imaging unit
optical imaging
tail
ball
Prior art date
Application number
KR1020030021146A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100502197B1 (en
Inventor
안근식
Original Assignee
삼성테크윈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성테크윈 주식회사 filed Critical 삼성테크윈 주식회사
Priority to KR10-2003-0021146A priority Critical patent/KR100502197B1/en
Publication of KR20040086952A publication Critical patent/KR20040086952A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100502197B1 publication Critical patent/KR100502197B1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/78268—Discharge electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary

Abstract

PURPOSE: A method for measuring a wire ball size and a wire tail length of a wire bonder is provided to improve a bonding effect caused by a quantized ball size and a regular tail length by measuring a free air ball size and a tail length during a bonding process. CONSTITUTION: The light irradiated from an optical imaging unit(130) is delivered to a wire tail drawn to a portion under a bonding tool(150) through a mirror(170). The image of the wire tail and a wire ball formed under the wire tail is focused on the mirror, and the focused image is transferred to the optical imaging unit. Based upon the information acquired from the optical imaging unit, the values with respect to the wire ball size and the wire tail length are calculated.

Description

와이어본더의 와이어 볼 사이즈 및 와이어테일길이 측정 장치 및 이를 이용한 방법{WIRE BALL SIZE AND WIRE TAIL LENGTH DETERMINATION APPARATUS AND METHOD USING THE SAME}WIRE BALL SIZE AND WIRE TAIL LENGTH DETERMINATION APPARATUS AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 와이어본더의 와이어 볼 크기 및 와이어테일 길이 측정장치 및 방법에 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미러 및 옵티컬이미징유닛을 사용하여 와이어 테일 및 와이어볼에 대한 이미지를 인식하고, 인식한 이미지 데이터값을 판단하여 와이어 볼의 크기 및 와이어 테일의 길이를 측정하도록 하는 와이어본더의 와이어의 볼 크기 및 와이어테일 길이 측정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring wire ball size and wire tail length of a wire bonder, and more particularly, to recognize an image of a wire tail and a wire ball using a mirror and an optical imaging unit, and to recognize the image data. The present invention relates to a ball size and wire tail length measuring apparatus and method for measuring wire size and length of wire tails by determining values.

통상, 반도체 패키지 분야에서 와이어 본딩이라 함은 반도체 칩의 입출력패드와 리드프레임의 리드를 도전성와이어로 상호 연결시켜 상기 반도체칩이 외부회로와 전기적 신호를 주고받을 수 있도록 함을 의미한다.In general, wire bonding in the semiconductor package field means that the semiconductor chip connects the lead of the lead chip and the lead frame of the semiconductor chip with a conductive wire so that the semiconductor chip can exchange electrical signals with an external circuit.

이러한 와이어 본딩장치는 X,Y 테이블상에 탑재된 본딩헤드를 구비한다.This wire bonding apparatus has a bonding head mounted on an X, Y table.

상기 본딩헤드는 반도체 칩 등의 본딩부품 상의 본딩위치를 탐지하기 위한 위치검출용카메라와 본딩을 행하는 툴이 일단에 마련된 본딩암이 마련되며, 위치검출용카메라의 시야를 방해하지 않게 하기 위하여 위치검출용카메라의 광축과 툴의 축심은 일정한 거리로서 본딩헤드에 조합되어진다. 일반적으로 위치검출용카메라의 광축과, 툴의 축심과의 거리를 오프셋이라 칭한다.The bonding head is provided with a position detecting camera for detecting a bonding position on a bonding component such as a semiconductor chip and a bonding arm provided at one end with a tool for bonding, and does not interfere with the field of view of the position detecting camera. The optical axis of the camera and the shaft center of the tool are combined with the bonding head at a constant distance. In general, the distance between the optical axis of the position detection camera and the shaft center of the tool is called an offset.

위치검출용카메라는 툴을 이동시키는 위치를 알기 위하여 위치검출용카메라가 툴로부터 어느 정도 오프셋 되어 있는 가를 아는 것은 매우 중요하다.It is very important that the position detecting camera knows how much the position detecting camera is offset from the tool in order to know the position to move the tool.

그러한 오프셋 량을 검사하기 위한 제1예로 일본공개특허공보 특개2001-249007 (발명의 명칭 : 오프셋측정방법, 툴 위치검출방법 및 본딩장치)에 공개된 바 있다.As a first example for inspecting such an offset amount, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-249007 (name of the invention: an offset measurement method, a tool position detection method and a bonding apparatus) has been disclosed.

그 구성은 툴의 축심을 레퍼런스부재에 근접시켜서 레이저다이오드를 점등시켜 기준패턴을 툴에 조사하고, 레퍼런스부재 및 툴의 X방향의 오프셋량을 툴에 투영된 기준 패턴의 영상을 기초로 하여 측정하고, 툴의 Y방향의 상을 위치검출용카메라를 이동시켜서 레퍼런스부재에 접근시키고, 위치검출용카메라의 광축과 레퍼런스부재와의 오프셋량을 위치검출용카메라로 측정하여 그 측정치와 이동량을 기초로 해서 정확한 오프셋량을 구하도록 된 것이다.The configuration is such that the laser diode is turned on by bringing the axis of the tool close to the reference member so as to illuminate the reference pattern to the tool, and the offset amount in the X direction of the reference member and the tool is measured based on the image of the reference pattern projected on the tool. Move the position detection camera to the reference member by moving the position detection camera in the Y direction of the tool, and measure the offset amount between the optical axis of the position detection camera and the reference member with the position detection camera. The correct offset amount is obtained.

오프셋 량을 검사하기 위한 제2예로 미국특허 US6449616(발명의 명칭 : 코너튜브 오프셋 툴)에 공개된 바 있다.A second example for checking the amount of offset has been published in US Pat. No. 6,249,616 (named corner tube offset tool of the invention).

상기의 발명은 비전시스템을 구성하는 데 있어서, 그 내부에 복수의 반사면을 갖는 코너큐브 오프셋 툴을 추가 구성한 것으로서 그 코너 큐브 오프셋 툴은 옵티컬시스템의 비젼플랜 아래에 위치되어 본딩툴의 이미지가 코너큐브 오프셋 툴을 통하여 간접적으로 옵티컬 디텍터에 전달되도록 구성한 것이다.In the above-described invention, in constructing a vision system, a corner cube offset tool having a plurality of reflective surfaces therein is additionally configured. The corner cube offset tool is positioned under the vision plan of the optical system so that the image of the bonding tool is a corner. It is configured to be transmitted to the optical detector indirectly through the cube offset tool.

그러나, 상술한 바와 같은 제1,2예들에서는 본딩툴의 오프셋량을 측정하기 위한 것들로서 본딩효과에 또 다른 중요한 요소로 작용하는 와이어 볼의 사이즈 및 와이어의 테일길이를 측정하는 것에 관한 내용은 전혀 언급이 되어 있지 않고 있다.However, in the first and second examples as described above, the measurement of the offset amount of the bonding tool, which is another important factor in the bonding effect, has no information on measuring the wire length and the tail length of the wire. It is not mentioned.

여기서, 볼의 크기가 본딩효과에 영향을 미치는 이유에 대해서 잠깐 설명한다.Here, the reason why the size of the ball affects the bonding effect will be briefly described.

본딩동작은 도 1a 내지 도 1h의 수순에 의해 이루어진다.The bonding operation is performed by the procedure of Figs. 1A to 1H.

도 1a에 도시된 바와 같이 먼저, 본딩툴(1)의 하단으로 인출된도전성와이어(3)의 단부에는 방전발생부(미도시)를 통해 발생되는 방전현상에 의해 일정 형태의 볼(3a : 이하 “프리 에어 볼(본딩하기 전 와이어 볼)”이라 칭함)이 형성된다.As shown in FIG. 1A, first, an end of the conductive wire 3 drawn out to the lower end of the bonding tool 1 is formed by a discharge phenomenon generated through a discharge generator (not shown). A "free air ball (wire ball before bonding)" is formed.

이어서 본딩툴(1)은 도 1b에 도시된 바와 같이 첫 번째 본딩될 위치 즉, 반도체칩의 입출력패드(5) 상부로 이동(도 1a)하고, 클램프(7)에 의해 프리에어볼(3a)은 본딩툴(1) 단부에 밀착된 후, 반도체칩의 입출력패드(5) 표면에 볼이 융착된다. 즉, 도전성와이어(3)의 일단이 반도체칩의 입출력패드(5)에 볼본딩된다. 물론 이때, 상기 본딩툴(1)에는 초음파에너지가 전달되고 상기 입출력패드에는 히터블럭으로부터 일정한 열이 제공됨으로써 본딩이 원활하게 수행되도록 한다.Subsequently, the bonding tool 1 moves to the position to be first bonded, that is, the upper portion of the input / output pad 5 of the semiconductor chip as shown in FIG. 1B (FIG. 1A), and the pre-air ball 3a is driven by the clamp 7. After being in close contact with the end of the bonding tool 1, the ball is fused to the surface of the input / output pad 5 of the semiconductor chip. That is, one end of the conductive wire 3 is ball bonded to the input / output pad 5 of the semiconductor chip. Of course, at this time, ultrasonic energy is transmitted to the bonding tool 1, and constant heat is provided to the input / output pad from the heater block so that the bonding is smoothly performed.

계속해서 본딩툴(1)은 도 1c,도 1d, 도 1e에 도시된 바와 같이 일정한 와이어루프를 형성하여 상기 도전성와이어의 다른 영역을 리드프레임의 리드(9)에 스티치 본딩하게 된다. 이때에도 상기 본딩툴(1)에는 초음파에너지가 전달되고, 또한, 상기 리드에는 히터블럭으로부터 일정한 열이 제공된다.Subsequently, the bonding tool 1 forms a constant wire loop as shown in FIGS. 1C, 1D, and 1E to stitch-bond another region of the conductive wire to the lead 9 of the lead frame. In this case, ultrasonic energy is transmitted to the bonding tool 1, and the lead is provided with a constant heat from the heater block.

상기와 같은 스티치 본딩이 완료된 후에는 도 1f,도 1g에 도시된 바와 같이 상기 본딩툴(1)은 일정한 높이로 상승되고, 이어서 클램프(7)가 도전성와이어(3)를 클램프 한 후, 상기 클램프(7) 및 본팅툴(1)은 약간 더 상승함으로써 상기 스티치 본??된 영역의 도전성와이어(3)가 절단된다.After the above stitch bonding is completed, as shown in FIGS. 1F and 1G, the bonding tool 1 is raised to a constant height, and then the clamp 7 clamps the conductive wire 3, and then the clamp (7) and the bonding tool 1 are slightly raised so that the conductive wire 3 in the stitch bonded region is cut.

상기와 같은 동작이 완료된 후에는 도 1h에 도시된 바와 같이 이어서 첫 번째 본딩을 다시 수행하기 위해 방전발생부의 작동에 의해 소정의 전압이 방전되어 일정형태의 프리에어볼(3a)이 형성된다.After the above operation is completed, as shown in FIG. 1H, a predetermined voltage is discharged by the operation of the discharge generator to perform the first bonding again, thereby forming a pre-air ball 3a having a predetermined shape.

도 1g에서 도전성와이어(3)가 절단되어 본딩툴(1)의 하단부로 인출된 부분을 “테일(3b : tail)”이라 칭하며 그 길이를 “테일길이(tail length: tl)”라 칭한다.In FIG. 1G, the portion where the conductive wire 3 is cut and drawn out to the lower end of the bonding tool 1 is referred to as a “tail” (tail), and its length is referred to as a “tail length (tl)”.

그러나, 이러한 종래의 와이어 본딩은 상기 프리에어볼(3a)의 형성이 방전발생부로부터 공급되는 전압, 전류 또는 시간이라는 파라메터에 의해 형성됨으로써, 그 형성되는 볼의 크기가 비교적 균일하지 않은 단점이 있다. 즉, 방전발생부의 전압, 전류 또는 시간은 성질상 편차가 발생될 수밖에 없기 때문에 상기 도전성와이의 프리에어볼(3a) 크기도 편차가 심하게 발생한다.However, this conventional wire bonding has a disadvantage in that the formation of the pre-air ball 3a is formed by a parameter such as voltage, current, or time supplied from the discharge generator, so that the size of the formed ball is relatively uneven. . That is, since the voltage, current, or time of the discharge generator is inevitably caused in nature, the size of the pre-air ball 3a of the conductive wire is severely varied.

이와 같이 프리에어볼(3a)의 크기가 균일하지 않을 경우에는 상기 입출력패드(5)에 형성되는 볼본딩영역의 크기도 균일하지 않고, 입출력패드(5)에 본딩된 볼의 전단응력값의 편차가 심할 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 볼 본딩 영역이 입출력패드(5)에서 쉽게 분리되는 현상이 발생한다.In this case, when the size of the pre-air ball 3a is not uniform, the size of the ball bonding area formed on the input / output pad 5 is also not uniform, and the shear stress value of the ball bonded to the input / output pad 5 is varied. In addition, in some cases, the ball bonding area is easily separated from the input / output pad 5.

한편, 최근의 반도체칩은 그 입출력패드(5)의 피치가 점차 작아짐에 따라 상기 입출력패드(5)의 크기 또는 넓이도 점차 작아지고 있는 추세에 있다. 즉 상기 입출력패드(5)에 형성되는 볼본딩 영역의 크기가 더욱 작아져야 하고, 그 크기도 더욱 균일해야 한다.On the other hand, in the recent semiconductor chip, as the pitch of the input / output pad 5 gradually decreases, the size or width of the input / output pad 5 gradually decreases. That is, the size of the ball bonding area formed in the input / output pad 5 should be smaller and the size of the ball bonding area should be more uniform.

프리에어볼(3a)을 형성할 때 프리에어볼(3a)의 크기를 변화시키는 또 다른 요소로는 테일길이, 테일과 방전발생부간의 간격 등이 있다.Another element that changes the size of the pre-air ball 3a when the pre-air ball 3a is formed includes a tail length, a gap between the tail and the discharge generating portion, and the like.

따라서, 균일한 프리에어볼(3a)의 크기를 구현하기 위해서는 상술한 바와 같이 테일길이(tl)와 프리에어볼(3a)의 크기를 정확하게 측정하여 프리에어볼(3a)과본딩된 볼 또는 테일길이(tl)와의 상관관계를 보다 정확하게 비교 검증하는 것이 요구되어진다.Therefore, in order to implement a uniform size of the free air ball 3a, the tail length tl and the size of the free air ball 3a are accurately measured as described above, and thus the ball or tail bonded to the free air ball 3a. It is required to compare and verify the correlation with the length tl more accurately.

그러나 종래에는 본딩 과정 중에 실제 테일길이(tl)를 측정할 수 있는 장치는 없는 실정이며, 프리에어볼 측정을 위해서는 테일부분을 절단하여 장비외부에서 별도의 측정장비를 이용하여 측정하고 있는 실정으로서, 그 측정 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 형성된 프리에어볼(3a)을 다음 본딩과정에 적용시키지 못하여 실제 패드에 본딩된 볼 사이즈 또는 테일길이(tl) 등과의 상관관계를 규명하기가 어렵다는 문제점이 있다.However, there is no conventional device capable of measuring the actual tail length (tl) during the bonding process, and in order to measure the pre-air ball, the tail part is cut and measured by using a separate measuring device outside the equipment. Not only does the measurement time take a lot of time, but the formed pre-air ball 3a cannot be applied to the next bonding process, and thus it is difficult to identify a correlation between the ball size or the tail length tl bonded to the actual pad.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소시키 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 본딩과정 중에 형성되는 프리에어볼 사이즈 및 테일길이를 측정하여 실제 본딩된 볼 사이즈 또는 테일길이간의 상관관계를 보다 명확하게 비교/검증하여 정량화된 볼 사이즈 및 규칙적인 테일길이 구현에 따른 본딩효과를 향상시키도록 하는 와이어본더의 와이어볼의 사이즈 및 테일길이 측정장치 및 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, the object of the present invention is to measure the pre-air ball size and tail length formed during the bonding process to more clearly the correlation between the actual bonded ball size or tail length The present invention provides an apparatus and method for measuring wire length and tail length of a wire bonder to improve the bonding effect according to the quantified ball size and regular tail length implementation.

도 1a 내지 도 1h는 종래의 본딩 동작상태를 도시한 도면들,1A to 1H are diagrams illustrating a conventional bonding operation state,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 와이어본더의 와이어볼 크기 및 와이어테일 길이 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,2 is a view schematically showing the configuration of a wire ball size and wire tail length measuring apparatus of a wire bonder according to an embodiment of the present invention;

도 3은 상기 도 2의 화살표Ⅰ를 따른 도면이다.3 is a view along arrow I of FIG. 2.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main symbols in the drawing

100 : 와이어본딩장치 110 : 본딩헤드100: wire bonding device 110: bonding head

130 : 옵티컬이미징유닛 131 : 조명계130: optical imaging unit 131: lighting system

133 : 카메라 137 : 이미지결상면133: camera 137: image plane

150 : 본딩툴 151 : 도전성와이어150: bonding tool 151: conductive wire

151a : 테일 151b : 프리에어볼151a: Tail 151b: Free Air Ball

153 : 축심 170 : 미러153: center 170: mirror

171 : 광축 F : 미러중심171: optical axis F: mirror center

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 옵티컬이미징유닛으로부터 조사되는 광을 미러를 통해 본딩툴 하부의 와이어테일측으로 전달하는 단계와; 상기 와이어 테일 및 그 하단에 형성된 와이어볼에 대한 이미지가 미러에 결상되고 그 결상된 이미지가 옵티컬이미징유닛으로 전달되는 단계와; 옵티컬이미징유닛으로부터 획득된 정보를 기초로 하여 와이어볼의 사이즈 및 와이어 테일길이에 대한 값을 산출하는 단계를 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of transmitting the light irradiated from the optical imaging unit through the mirror to the wire tail side of the bonding tool; An image of the wire tail and a wire ball formed at the bottom thereof is formed in a mirror, and the formed image is transferred to an optical imaging unit; And calculating values for the wire ball size and the wire tail length based on the information obtained from the optical imaging unit.

또한, 옵티컬이미징유닛과; 상기 옵티컬이미징유닛의 광축과 소정거리로 유지되며 그 단부에 와이어볼이 형설 될 와이어테일이 노출되는 본딩툴와; 그 반사면이 상기 옵티컬이미징유닛의 광축에 대하여 소정의 각도로 설치되어 상기 옵티컬이미징유닛으로부터 조사되는 광을 상기 본딩툴 하부의 와이어테일측으로 전달하고 그 조사광이 상기 와이어테일측에 부딪혀 되반사되어 결상된 이미지를 상기 옵티컬이미징유닛으로 전달하는 미러와; 상기 옵티컬이미징유닛을 통해 획득된 이미지정보를 기초로 와이어볼의 직경 및 와이어테일에 대한 길이값을 산출하는 연산장치를 포함한다.In addition, the optical imaging unit; A bonding tool maintained at a predetermined distance from the optical axis of the optical imaging unit and exposing a wire tail to which a wire ball is formed at an end thereof; The reflecting surface is installed at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical imaging unit to transmit the light irradiated from the optical imaging unit to the wire tail side of the lower bonding tool and the irradiated light hits the wire tail side and is reflected back. A mirror for transferring an image formed to the optical imaging unit; And an operation device for calculating a diameter of the wire ball and a length value for the wire tail based on the image information obtained through the optical imaging unit.

상기 미러는 그 중심점의 위치가 상기 옵티컬이미지의 광축과 일치하되 옵티컬이미징유닛의 이미지결상면으로부터 상방향으로 떨어진 거리가 상기 광축과 본딩툴 축심이 떨어진 거리와 동일한 거리를 유지하도록 설치함이 바람직하다.The mirror is preferably installed so that the position of its center point coincides with the optical axis of the optical image, but the distance away from the image imaging surface of the optical imaging unit in the upward direction is equal to the distance away from the optical axis and the bonding tool axis. .

이하 본 발명의 일 실시 예에 의한 와이어본더의 와이어볼 사이즈 및 와이어 테일길이 측정장치 및 방법에 대해서 도 2 및 도 3을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a wire ball size and a wire tail length measuring apparatus and method of a wire bonder according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2,3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 의한 와이어 본딩장치(100)는 크게 본딩헤드(110), 옵티컬이미징유닛(130), 본딩툴(150), 미러(170), 연산장치(180)로 구성된다.As shown in Figures 2 and 3, the wire bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is largely bonded head 110, the optical imaging unit 130, the bonding tool 150, the mirror 170, calculation Device 180.

상기 본딩헤드(110)는 XY테이블(111)상에 탑재되어 소정의 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 옵티컬이미징유닛(130) 및 본딩툴(150)의 위치를 조정한다.The bonding head 110 is mounted on the XY table 111 so as to be movable in a predetermined direction to adjust the positions of the optical imaging unit 130 and the bonding tool 150.

상기 옵티컬이미징유닛(130)은 반도체칩 등의 본딩부품 상의 본딩위치를 탐지하기 위하여 본딩 부품상의 기준패턴을 촬상하는 것으로서, 촬상에 필요한 광을 조명하는 조명계(131)와, 이미지를 촬상하는 카메라(133)로 구성된다.The optical imaging unit 130 photographs a reference pattern on the bonding component in order to detect a bonding position on the bonding component such as a semiconductor chip, and includes an illumination system 131 that illuminates light necessary for imaging, and a camera that captures an image. 133).

여기서, 상기 옵티컬이미징유닛(130)은 후술하는 본딩툴(150)의 하단으로 인출된 도전성와이어(151)의 테일(151a) 및 그 단부에 형성되는 프리에어볼(151b)에 대한 이미지를 획득하는 기능을 수행하는 것으로, 그 획득된 데이터가 연산장치(180)를 통해 연산되어 프리에어볼(151b)의 사이즈 및 테일(151) 길이가 측정될 수 있도록 한다.Here, the optical imaging unit 130 acquires an image of the tail 151a of the conductive wire 151 drawn out to the lower end of the bonding tool 150 to be described later and the pre-air ball 151b formed at the end thereof. By performing the function, the obtained data is calculated through the operation unit 180 so that the size of the pre-air ball 151b and the length of the tail 151 can be measured.

상기 본딩툴(150)은 반도체칩의 입출력패드와 리드프레임의 리드에 도전성와이어(151)를 연결하는 것으로서, 본딩암(155)을 매개로 본딩헤드(110)의 일측 하부에 설치되며, 상기 옵티컬이미징유닛(130)의 시야를 방해하지 않도록 그 축심(153)이 상기 옵티컬이미징유닛(130)의 광축(135)과 소정거리 떨어지게 설치된다.The bonding tool 150 connects the conductive wire 151 to the input / output pad of the semiconductor chip and the lead of the lead frame. The bonding tool 150 is installed below one side of the bonding head 110 via the bonding arm 155. The shaft center 153 is installed to be spaced apart from the optical axis 135 of the optical imaging unit 130 so as not to disturb the view of the imaging unit 130.

상기 미러(170)는 옵티컬이미징유닛(130)을 통해 조사되는 조사광의 경로를 변환시키기 위한 것으로서, 그 주요기능은 옵티컬이미징유닛(130)으로부터 조사되는 광을 본딩툴(150)의 하단부로 인출된 와이어 테일(151a) 부분으로 조사하고, 상기 와이어테일(151a)부분에 부딪혀 반사되는 광이 결상되어 이루어지는 와이어테일(151a) 및 프리에어볼(151b)에 대한 이미지를 상기 옵티컬이미징유닛(130)으로 전달하는 기능을 하며, 그 반사면(171)이 상기 옵티컬이미징유닛(130)의 광축(135)에 대하여 소정의 각도(α°)를 이루도록 설치된다.The mirror 170 is for converting the path of the irradiation light irradiated through the optical imaging unit 130, the main function is to extract the light irradiated from the optical imaging unit 130 to the lower end of the bonding tool 150 Irradiating to the wire tail 151a portion, and the image of the wire tail 151a and the pre-air ball 151b formed by forming light reflected from the wire tail 151a portion to the optical imaging unit 130. The reflective surface 171 is provided to achieve a predetermined angle α ° with respect to the optical axis 135 of the optical imaging unit 130.

상기 미러(170)는 그 설치위치를 그 중심점(F)의 위치가 상기 옵티컬이미징유닛(130)의 광축(135)과 일치하되 옵티컬이미징유닛(130)의 이미지결상면(137)으로부터 상방향으로 떨어진 거리(Lb)가 상기 광축(135)과 본딩툴(150) 축심(153)이 떨어진 거리(La)와 동일한 거리를 유지하도록 설치함이 바람직하다.The mirror 170 has an installation position whose center point F coincides with the optical axis 135 of the optical imaging unit 130 but is upward from the image imaging surface 137 of the optical imaging unit 130. The distance Lb is preferably installed so as to maintain the same distance as the distance La between the optical axis 135 and the bonding tool 150 shaft center 153.

여기서, 상기 미러(170)는 상술한 위치에 한정된 것은 아니다.Here, the mirror 170 is not limited to the above-described position.

상술한 위치조건을 부여하는 것은 옵티컬이미징유닛(130)이 종래와 같이 본딩부품 상의 패턴을 촬상하는 역할을 수행하는 것을 동시에 행할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 옵티컬이미징유닛(130)의 초점거리를 고려하여 그 초점거리를 변동시키지 않으면서 본딩툴(150) 하단부의 와이어테일(151a) 부분에 대한 정확한 이미지를 획득하기 위한 것이다.The granting of the above-described position conditions is to allow the optical imaging unit 130 to simultaneously perform the role of imaging the pattern on the bonding component as in the prior art, in consideration of the focal length of the optical imaging unit 130. This is to obtain an accurate image of the wire tail 151a portion of the lower end of the bonding tool 150 without changing the focal length.

따라서, 미러(170)의 위치를 다르게 할 경우에는 그 초점거리를 맞추기 위한 별도의 광학렌즈를 채용함으로서 보완이 될 수 있다.Therefore, when changing the position of the mirror 170, it can be supplemented by employing a separate optical lens for adjusting the focal length.

다음은 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 의한 와이어 본딩장치(100)를 통해 와이어 볼 사이즈 및 테일길이를 측정하는 과정에 대해서 좀더 상세히 설명한다.Next, a process of measuring the wire ball size and the tail length through the wire bonding apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, XY테이블(111)을 구동시켜 옵티컬이미징유닛(130)이 미러(170)의 상측에 소정거리 유지하도록 위치 정렬을 한다.First, the XY table 111 is driven to position alignment so that the optical imaging unit 130 maintains a predetermined distance above the mirror 170.

다음, 옵티컬이미징유닛(130)의 조명계(131)를 통해 조사광을 출사하면, 그 출사된 조사광은 미러(170)의 반사면(171)에 의해 반사되어 본딩툴(150)의 하단부에 인출된 와이어 테일(151a) 및 프리에어볼(151b)측으로 조사된다. 조사된 광은 와이어 테일(151a) 및 프리에어볼(151b)부분에 부딪혀 되반사되어 미러(170)의 반사면(171)에 되돌아와 결상된다.Next, when the irradiated light is emitted through the illumination system 131 of the optical imaging unit 130, the emitted irradiated light is reflected by the reflecting surface 171 of the mirror 170 to be drawn out at the lower end of the bonding tool 150. The irradiated wire tail 151a and the free air ball 151b. The irradiated light hits the wire tail 151a and the free air ball 151b and reflects back to the reflective surface 171 of the mirror 170 to form an image.

결상된 와이어테일(151a) 및 프리에어볼(151b)에 대한 이미지는 다시 옵티컬이미징유닛(130)으로 입력된다.Images of the wire tail 151a and the free air ball 151b that are formed are input to the optical imaging unit 130 again.

그와 같이 옵티컬이미징유닛(130)으로 입력된 이미지 데이터는 연산장치(180)에 의해 연산되어 그 프리에어볼(151b)의 사이즈 및 테일(151a)길이에 대한 값이 산출된다.As such, the image data input to the optical imaging unit 130 is calculated by the operation unit 180 to calculate values of the size of the pre-air ball 151b and the length of the tail 151a.

상술한 바와 같은 프리에어볼(151b) 사이즈 및 테일(151a)길이에 대한 값을 산출하는 과정은 본딩과정을 수행하기 전 초기상태에서 수행되거나 또는 일련의 본딩과정을 수행하는 중간 중간에 이루어지도록 할 수 있다.Calculating the values for the size of the pre-air ball 151b and the tail 151a as described above may be performed in an initial state before performing the bonding process or in the middle of performing a series of bonding processes. Can be.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described. However, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

상술한 바와 같이 본 발명은 본딩과정 수행 중에 프리에어볼 사이즈 및 테일길이를 측정하여 프리에어볼 및 테일 길이간의 상관관계 또는 프리에어볼 및 패드에 본딩된 볼 등간의 상관관계를 보다 명확하게 규명하는 이점이 있다.As described above, the present invention measures the pre-air ball size and the tail length during the bonding process to more clearly identify the correlation between the pre-air ball and the tail length or the relationship between the pre-air ball and the ball bonded to the pad. There is an advantage.

또한, 테일 및 프리에어볼에 대한 이미지를 종래의 옵티컬이미징유닛을 통해 이미지를 획득하도록 하여 그 측정장치의 구성을 간략하게 하는 이점이 있다.In addition, there is an advantage of simplifying the configuration of the measuring apparatus by acquiring an image of the tail and the free air ball through the conventional optical imaging unit.

Claims (3)

옵티컬이미징유닛으로부터 조사되는 광을 미러를 통해 본딩툴의 하부로 인출된 와이어테일측으로 전달하는 단계;Transmitting the light irradiated from the optical imaging unit to the wire tail side drawn out to the bottom of the bonding tool through a mirror; 상기 와이어 테일 및 그 하단에 형성된 와이어볼에 대한 이미지가 상기 미러에 결상되고 그 결상된 이미지가 상기 옵티컬이미징유닛으로 전달되는 단계; 및An image of the wire tail and the wire ball formed at the bottom thereof is formed in the mirror and the formed image is transferred to the optical imaging unit; And 상기 옵티컬이미징유닛으로부터 획득된 정보를 기초로 하여 상기 와이어볼의 크기 및 상기 와이어테일의 길이에 대한 값을 산출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어본더의 와이어볼 사이즈 및 와이어 테일 길이 측정방법.And calculating a value for the size of the wire ball and the length of the wire tail based on the information obtained from the optical imaging unit. 옵티컬이미징유닛;Optical imaging unit; 상기 옵티컬이미징유닛의 광축과 소정거리로 유지되며 그 하단부에 프리에어볼이 형성 될 와이어 테일이 노출되는 본딩툴;A bonding tool maintained at a predetermined distance from the optical axis of the optical imaging unit and exposing a wire tail to form a free air ball at a lower end thereof; 반사면이 상기 옵티컬이미징유닛의 광축에 대하여 소정의 각도로 설치되어 상기 옵티컬이미징유닛으로부터 조사되는 광을 상기 본딩툴 하부의 와이어테일측으로 전달하고 그 조사광이 상기 와이어테일측에 부딪혀 되반사되어 결상된 이미지를 상기 옵티컬이미징유닛으로 전달하는 미러; 및Reflecting surface is installed at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical imaging unit to transmit the light irradiated from the optical imaging unit to the wire tail side of the lower bonding tool, the irradiated light hits the wire tail side and reflected back to form an image A mirror for transferring the captured image to the optical imaging unit; And 상기 옵티컬이미징유닛을 통해 획득된 이미지정보를 기초로 프리에어볼의 사이즈 및 테일길이값을 산출하는 연산장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어본더의 와이어볼 사이즈 및 와이어테일 길이 측정장치.And a calculating device for calculating a size and tail length value of the pre-air ball based on the image information acquired through the optical imaging unit. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 미러는 그 중심점의 위치가 상기 옵티컬이미지의 광축과 일치하되 옵티컬이미징유닛의 이미지결상면으로부터 상방향으로 떨어진 거리가 상기 광축과 본딩툴 축심과 떨어진 거리와 동일한 거리를 유지하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어본더의 와이어볼 사이즈 및 와이어테일 길이 측정장치.The mirror is installed so that the position of the center point coincides with the optical axis of the optical image, but the distance away from the image imaging surface of the optical imaging unit in the upward direction is equal to the distance away from the optical axis and the bonding tool axis. Wire ball size and wire tail length measuring device of the wire bonder.
KR10-2003-0021146A 2003-04-03 2003-04-03 Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same KR100502197B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0021146A KR100502197B1 (en) 2003-04-03 2003-04-03 Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0021146A KR100502197B1 (en) 2003-04-03 2003-04-03 Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040086952A true KR20040086952A (en) 2004-10-13
KR100502197B1 KR100502197B1 (en) 2005-07-20

Family

ID=37369192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0021146A KR100502197B1 (en) 2003-04-03 2003-04-03 Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100502197B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146322B1 (en) * 2006-09-25 2012-05-21 삼성테크윈 주식회사 Method of measuring the vibration displacement of a wire bonding tool
CN103107111A (en) * 2011-11-11 2013-05-15 飞思卡尔半导体公司 Method and device for monitoring formation of free air ball (FAB) in wire bond

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146322B1 (en) * 2006-09-25 2012-05-21 삼성테크윈 주식회사 Method of measuring the vibration displacement of a wire bonding tool
CN103107111A (en) * 2011-11-11 2013-05-15 飞思卡尔半导体公司 Method and device for monitoring formation of free air ball (FAB) in wire bond

Also Published As

Publication number Publication date
KR100502197B1 (en) 2005-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6464126B2 (en) Bonding apparatus and bonding method
TW556298B (en) Probing method and device
KR100420272B1 (en) Method for measuring offset, method for detecting tool location, and a bonding apparatus
KR100399471B1 (en) Bonding apparatus and bonding method
US10310010B2 (en) Probe apparatus and probe method
KR101254377B1 (en) Mold removing method
KR102255607B1 (en) Bonding device and method for detecting the height of the object to be bonded
US20200264110A1 (en) Method and device for inspecting a semiconductor device
US20050094865A1 (en) Wire loop height measurement apparatus and method
KR100502197B1 (en) Wire ball size and wire tail length determination apparatus and method using the same
JP2004207569A (en) Chip bonding apparatus
TWI255000B (en) Bonding apparatus
JP2000074845A (en) Bump inspection method and bump inspection device
US6857554B2 (en) Method and device for determining the vectorial distance between the capillary and the image recognition system of a wire bonder
US6922232B2 (en) Test system for laser diode far-field pattern measurement
JP3129935B2 (en) Wafer inspection equipment
KR100807119B1 (en) Optical system for probing tester and probing method using the same
JP2003303865A (en) Positioning device and prober device
JPH09283423A (en) Aligner and exposing method
JP2007042858A (en) Projection aligner
KR20010108632A (en) Apparatus and Method for Inspecting Solder Ball of Semiconductor Device
JPH11135411A (en) Scanning aligner
JP3836479B2 (en) Wire bonding equipment
JP5200774B2 (en) Inspection apparatus and method
JP2004079733A (en) Method for measuring prober precision

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080701

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee