KR20040102557A - Wire bonder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 와이어 본딩 장치(wire bonder)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 장치의 와이어 본딩 작업의 일시 작동 중지없이 히터 블록(heater block)의 온도를 측정하는 것이 가능한 와이어 본딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wire bonder, and more particularly, to a wire bonding device capable of measuring the temperature of a heater block without temporarily stopping the wire bonding operation of the device.
반도체 조립 공정에서, 와이어 본딩(wire bonding)이란 반도체 칩(chip) 및 리드 프레임(lead frame) 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB) 등의 칩 실장 프레임(frame)을 금(Au), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등의 와이어로 접속시키는 것을 의미하고, 이러한 공정을 실행하는 장치를 와이어 본딩 장치(wire bonder)라 한다. 와이어 본딩 장치로는 컴퓨터가 카메라를 통해 다이와 리드 프레임의 위치를 자동으로 찾아 자동으로 와이어를 연결시켜 주는 자동 와이어 본딩 장치가 주로 사용된다.In the semiconductor assembly process, wire bonding refers to a semiconductor chip and a chip mounting frame such as a lead frame or a printed circuit board (APC) such as gold (Au) or aluminum. It means to connect with wires, such as (Al) or copper (Cu), and the apparatus which performs such a process is called a wire bonder. The wire bonding device is mainly an automatic wire bonding device in which a computer automatically locates a die and a lead frame through a camera and automatically connects wires.
도 1은 종래의 와이어 본딩 장치의 개략적인 구조도이고, 도 2는 종래의 와이어 본딩 장치의 개략적인 측면도이다.1 is a schematic structural diagram of a conventional wire bonding apparatus, and FIG. 2 is a schematic side view of a conventional wire bonding apparatus.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 와이어 본딩 장치(10)는, 리드 프레임 또는 인쇄 회로 기판 등의 칩 실장 프레임(frame)과 반도체 칩을 본딩 와이어(bonding wire)를 통해 접속시키는 캐필러리(capillary; 11), 캐필러리와 소정의 거리를 두고 형성된 고전압 방전 팁(tip; 12), 반도체 칩이 실장된 칩 실장프레임이 놓여지는 히터 블록(heater block; 13), 캐필러리의 작업 영역이 개방되고 히터 블록의 상부에서 실장 프레임을 지지하는 본딩 블록(block; 14), 히터 블록에 열을 전달하는 온도 조절기(15) 및 온도 조절기로부터 전달된 열의 온도를 디스플레이하는 전달 온도 디스플레이 유닛(unit; 16)을 포함한다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the conventional wire bonding apparatus 10 connects a chip mounting frame, such as a lead frame or a printed circuit board, and a semiconductor chip through a bonding wire. Capillary 11, a high voltage discharge tip 12 formed at a predetermined distance from the capillary, a heater block 13 on which a chip mounting frame on which a semiconductor chip is mounted, and a capillary Lee's working area is open and a bonding block 14 supporting the mounting frame at the top of the heater block, a thermostat 15 for transferring heat to the heater block and a transfer temperature display for displaying the temperature of the heat transferred from the thermostat. Unit 16.
와이어 본딩 공정을 살펴보면, 우선 칩(17)이 부착된 칩 실장 프레임(19)이 와이어 본딩 장치(10)의 히터 블록(13)의 표면에 놓여진다. 그리고, 본딩 와이어가 삽입되어 있는 캐필러리(11)가 상승하여 고전압 방전 팁(12)과 일정한 거리로 가까워지면 캐필러리(11)의 본딩 와이어 끝단과 고전압 방전 팁(12)의 끝단에서는 전기적 스파크가 발생되고, 이 때 발생되는 고열에 의해 본딩 와이어의 끝단이 녹아서 볼이 형성된다. 그리고나서, 캐필러리(11)가 하강하여 반도체 칩(17)의 본딩 패드(18)에 볼 본딩을 실행하고, 다시 캐필러리(11)가 칩 실장 프레임(19)으로 이동하여 칩 실장 프레임(19)에 스티치(stitch) 본딩을 실행한다. 이 때 캐필러리(11)와 고전압 방전 팁(12)의 거리는 전기적 방전이 일어나 소정의 크기의 볼이 형성될 수 있는 거리만큼 이격되어야 한다.Looking at the wire bonding process, first, the chip mounting frame 19 to which the chip 17 is attached is placed on the surface of the heater block 13 of the wire bonding apparatus 10. When the capillary 11 into which the bonding wire is inserted rises and approaches the high voltage discharge tip 12 at a constant distance, the end of the bonding wire end of the capillary 11 and the end of the high voltage discharge tip 12 are electrically connected. Sparks are generated, and the ends of the bonding wire are melted by the high heat generated at this time to form balls. Then, the capillary 11 is lowered to perform ball bonding on the bonding pads 18 of the semiconductor chip 17, and the capillary 11 is moved to the chip mounting frame 19 again, whereby the chip mounting frame 19 is moved. Stitch bonding is performed at (19). At this time, the distance between the capillary 11 and the high-voltage discharge tip 12 should be spaced apart by a distance where an electrical discharge occurs to form a ball of a predetermined size.
와이어 본딩 장치(10)를 이용하여 상술한 바와 같은 와이어 본딩 공정을 진행할 때, 반도체 칩(17)과 칩 실장 프레임(19) 간의 본딩이 보다 잘 이루어지도록 온도 조절기(15)를 통해 와이어 본딩 장치(10)의 히터 블록(13)에 적당한 열이 가해진다. 이러한 와이어 본딩 공정에서 히터 블록(13)의 공정 온도는 반도체 칩별로 차이는 있지만 약 150 ~ 300℃ 범위 내에서 설정되며, 설정된 공정 온도에 대한 관리 한계는 기준온도 ±5 ~ 10℃이다.When the wire bonding process as described above is performed using the wire bonding apparatus 10, the wire bonding apparatus (eg, through the temperature controller 15) may be better bonded between the semiconductor chip 17 and the chip mounting frame 19. Appropriate heat is applied to the heater block 13 of 10). In such a wire bonding process, the process temperature of the heater block 13 is set within a range of about 150 to 300 ° C. although there is a difference for each semiconductor chip, and a control limit for the set process temperature is a reference temperature ± 5 to 10 ° C.
그런데, 종래의 와이어 본딩 장치(10)는 전달 온도 디스플레이 유닛(16)에 표시되는 공정 온도와 외부에 노출된 히터 블록(13)의 온도와의 차이가 발생될 수 있다. 이러한 경우, 와이어 본딩 장치(10)는 와이어 본딩 작업을 최적 상태로 실시할 수 없으므로, 생산되는 제품이 불량이 될 가능성이 높다. 따라서, 작업자는 주기적으로 직접 히터 블록(13)의 온도를 측정하여 히터 블록(13)의 온도와 전달 온도 디스플레이 유닛(16)에 표시되는 공정 온도를 비교하여야 하고, 이 비교된 값이 한계 범위 내에 있을 경우에는 와이어 본딩 장치(10)를 재가동하고, 한계 범위 내에 있지 않을 경우에는 와이어 본딩 장치 점검을 실행한다. 이러한 와이어 본딩 장치의 검증 단계에 대한 설명이 도 3에 도시된다.However, the conventional wire bonding apparatus 10 may generate a difference between the process temperature displayed on the transfer temperature display unit 16 and the temperature of the heater block 13 exposed to the outside. In this case, since the wire bonding apparatus 10 cannot perform the wire bonding operation in an optimal state, there is a high possibility that the produced product will be defective. Therefore, the operator should periodically measure the temperature of the heater block 13 directly to compare the temperature of the heater block 13 with the process temperature displayed on the transfer temperature display unit 16, and the compared value is within the limit range. If there is, the wire bonding apparatus 10 is restarted, and if it is not within a limit range, the wire bonding apparatus is checked. A description of the verification step of such a wire bonding apparatus is shown in FIG. 3.
도 3은 종래의 와이어 본딩 장치의 검증 단계의 히터 블록 온도 측정 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a heater block temperature measurement in a verification step of a conventional wire bonding apparatus.
도 3에 도시된 바와 같이, 히터 블록 온도 측정 준비 후, 와이어 본딩 장치의 와이어 본딩 작업이 일시 중단된다. 그리고나서, 히터 블록의 온도 측정 후, 히터 블록의 측정 온도값 및 전달 온도 디스플레이 유닛에 표시되는 공정 온도값을 비교하여 이상 유무를 확인하고, 이상이 없을시 장치를 재가동한다.As shown in FIG. 3, after the heater block temperature measurement preparation, the wire bonding operation of the wire bonding apparatus is suspended. Then, after measuring the temperature of the heater block, the measured temperature value of the heater block and the process temperature value displayed on the transmission temperature display unit are compared to check whether there is an abnormality, and when there is no abnormality, the apparatus is restarted.
이와 같이, 종래의 와이어 본딩 장치는 히터 블록 온도를 측정하기 위해 와이어 본딩 장치의 작동을 일시 중지해야 하므로, 작업 시간의 증가가 발생되고, 잦은 정지 및 작동 동작의 반복에 의해 장치의 수명이 단축되고, 장치의 작업 중지 및 가동을 운행하는 작업자를 필요로 한다.As such, the conventional wire bonding apparatus must suspend the operation of the wire bonding apparatus in order to measure the heater block temperature, so that an increase in working time occurs, and the life of the apparatus is shortened by frequent stops and repetition of operation operations. This requires workers to shut down and start up the device.
따라서, 본 발명의 목적은 와이어 본딩 공정시 공정의 일시 중지 없이도 히터 블록의 온도를 감지 및 측정하는 것이 가능하여, 안정한 상태로 보다 양질의 제품을 생산할 수 있는 와이어 본딩 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wire bonding apparatus capable of detecting and measuring the temperature of a heater block without pausing the process during the wire bonding process, thereby producing a higher quality product in a stable state.
도 1은 종래의 따른 와이어 본딩 장치의 개략적인 구조도,1 is a schematic structural diagram of a wire bonding apparatus according to the related art;
도 2는 종래의 와이어 본딩 장치의 개략적인 측면도,2 is a schematic side view of a conventional wire bonding apparatus,
도 3은 종래의 와이어 본딩 장치의 검증 단계의 히터 블록 온도 측정 흐름도,3 is a flowchart illustrating a heater block temperature measurement in a verification step of a conventional wire bonding apparatus;
도 4는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 개략적인 구조도,4 is a schematic structural diagram of a wire bonding apparatus according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 개략적인 측면도,5 is a schematic side view of a wire bonding apparatus according to the present invention;
도 6은 히터 블록에 온도 측정 유닛이 부착된 상태를 도시한 측면도,6 is a side view showing a state in which a temperature measuring unit is attached to a heater block;
도 7은 히터 블록에 온도 측정 유닛이 부착된 상태를 도시한 평면도,7 is a plan view illustrating a state in which a temperature measuring unit is attached to a heater block;
도 8은 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 검증 단계의 히터 블록 온도 측정 흐름도, 그리고,8 is a flowchart illustrating a heater block temperature measurement in a verification step of a wire bonding apparatus according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 히터 블록에 온도 감지 유닛을 부착하는 다른 방식을 도시한 개략도이다.9 is a schematic diagram showing another manner of attaching the temperature sensing unit to the heater block of the wire bonding apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10,20: 와이어 본딩 장치 11,21: 캐필러리10,20: wire bonding apparatus 11,21: capillary
12,22: 고전압 방전 팁 13,23: 히터 블록12,22: high voltage discharge tip 13,23: heater block
14,24: 본딩 블록 15,25: 온도 조절기14,24: bonding block 15,25: thermostat
30: 온도 측정 유닛 31: 측정 온도 디스플레이 유닛30: temperature measuring unit 31: measuring temperature display unit
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치는, 본딩 와이어로 리드 프레임 또는 인쇄 회로 기판 등의 칩 실장 프레임과 반도체 칩을 접속시키는 캐필러리, 캐필러리와 소정의 거리를 두고 형성된 고전압 방전 팁, 반도체 칩이 실장된 칩 실장 프레임이 놓여지는 히터 블록, 캐필러리의 작업 영역이 개방되고 히터 블록의 상부에서 실장 프레임을 지지하는 본딩 블록, 히터 블록에 열을 전달하는 온도 조절기 및 온도 조절기로부터 전달된 열의 온도를 디스플레이하는 전달 온도 디스플레이 유닛을 포함하고, 히터 블록에 결합되어 히터 블록의 온도를 측정하는 온도 측정 유닛 및 온도 측정 유닛과 연결되어 온도 측정 유닛에 의해 측정된 히터 블록의 온도를 디스플레이하는 측정 온도 디스플레이 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The wire bonding apparatus according to the present invention for achieving the above object is formed at a predetermined distance from the capillary, capillary for connecting the chip mounting frame, such as a lead frame or a printed circuit board and a semiconductor chip with a bonding wire. High voltage discharge tip, heater block on which chip mounting frame on which semiconductor chip is mounted is placed, bonding block on which the work area of capillary is opened and supporting mounting frame on top of heater block, thermostat to transfer heat to heater block and temperature A temperature measuring unit coupled to the heater block, the temperature measuring unit measuring the temperature of the heater block and the temperature measuring unit in connection with the temperature measuring unit, the temperature of the heater block measured by the temperature measuring unit; It characterized in that it comprises a measurement temperature display unit for displaying the.
또한, 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치에서, 히터 블록은 볼트를 수용하는 홀을 포함하고, 온도 측정 유닛은 히터 블록의 홀에 결합 가능한 볼트에 부착된 것을 특징으로 한다.Further, in the wire bonding apparatus according to the present invention, the heater block includes a hole for receiving the bolt, and the temperature measuring unit is attached to a bolt that can be coupled to the hole of the heater block.
상술한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 히터 블록 온도가 부착된 온도 감지 유닛에 의해 실시간으로 측정되는 것이 가능하므로, 히터 블록의 온도 측정을 위하여 와이어 본딩 장치의 작동을 일시 중지할 필요가없다.With the above-described configuration, since the heater block temperature of the wire bonding apparatus according to the present invention can be measured in real time by the attached temperature sensing unit, the operation of the wire bonding apparatus is paused to measure the temperature of the heater block. There is no need to do it.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, a wire bonding apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 개략적인 구조도이고, 도 5는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 개략적인 측면도이다.4 is a schematic structural diagram of a wire bonding apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic side view of a wire bonding apparatus according to the present invention.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치(20)는 그 구성에 있어 종래의 와이어 본딩 장치(10)와 유사하나, 다른 점은 히터 블록(23)에 온도를 측정할 수 있는 온도 측정 유닛(30)이 부착되어 있고, 온도 측정 유닛(30)이 측정한 온도를 디스플레이하는 측정 온도 디스플레이 유닛(31)이 더 포함되어 있다. 온도 조절기(25)가 히터 블록(23)에 공급하는 온도는 전달 온도 디스플레이 유닛(26)에 실시간으로 디스플레이되고(26), 히터 블록(23)에 부착된 온도 측정 유닛(30)을 통해 히터 블록(23)의 온도 또한 실시간으로 측정하는 것이 가능하여 와이어 본딩 장치(20)의 작업 중단 없이도 이 두 값을 비교하는 것이 가능하다.4 and 5, the wire bonding device 20 according to the present invention is similar to the conventional wire bonding device 10 in its configuration, but the difference is that the temperature is measured on the heater block 23 The temperature measurement unit 30 which can be attached is attached, and the measurement temperature display unit 31 which displays the temperature measured by the temperature measurement unit 30 is further included. The temperature supplied by the temperature controller 25 to the heater block 23 is displayed in real time on the transfer temperature display unit 26 (26), and the heater block via the temperature measuring unit 30 attached to the heater block 23. The temperature of 23 can also be measured in real time so that these two values can be compared without interrupting the operation of the wire bonding apparatus 20.
온도 측정 유닛(30)은 센서인 것이 가능하고, 센서는 두 양단이 다른 금속으로 형성되어 한 점을 이루는 곳의 온도가 두 금속의 기전력을 변화시켜 온도를 측정하는 티시(TC; Thermocouple) 센서 및 온도의 변화에 따른 저항값의 변화를 이용한 알티디(RTD; Resistance Temperature Detector) 센서 등이 사용될 수 있다. 온도 측정 유닛(30)의 히터 블록(23)의 부착된 형태는 도 6 및 도 7에 도시된다.The temperature measuring unit 30 may be a sensor, and the sensor may include a thermocouple (TC) sensor for measuring temperature by changing the electromotive force of the two metals at a temperature where two ends are formed of different metals and forming a point; An RTD (Resistance Temperature Detector) sensor using a change in resistance value according to a change in temperature may be used. The attached form of the heater block 23 of the temperature measuring unit 30 is shown in FIGS. 6 and 7.
도 6은 히터 블록에 온도 측정 유닛이 부착된 상태를 도시한 측면도이고, 도7은 히터 블록에 온도 측정 유닛이 부착된 상태를 도시한 평면도이다.6 is a side view illustrating a state in which a temperature measuring unit is attached to a heater block, and FIG. 7 is a plan view illustrating a state in which a temperature measuring unit is attached to a heater block.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 온도 측정 유닛(30)은 히터 블록(23)에 부착되어 있고, 히터 블록(23)이 하부에서 온도 조절기(25)로부터 열을 공급받으면 이 열을 실시간으로 감지하는 것이 가능하다.As shown in FIGS. 6 and 7, the temperature measuring unit 30 is attached to the heater block 23, and when the heater block 23 receives heat from the thermostat 25 at the bottom, the heat is measured in real time. It is possible to detect.
도 8은 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 검증 단계의 히터 블록 온도 측정 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a heater block temperature measurement in the verifying step of the wire bonding apparatus according to the present invention.
도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 히터 블록의 온도를 측정하기 위해 히터 블록 온도 측정 준비를 한다. 그리고나서, 히터 블록의 온도를 측정하고 설정온도와 비교하여 이상 유무를 확인한다. 도 8의 흐름도는 도 3의 흐름도와는 달리, 와이어 본딩 장치의 작동 일시 중지 및 재가동 단계가 포함되어 있지 않으므로, 와이어 본딩 작업시 작업 시간의 감소 등의 효과를 가져올 수 있다.As shown in FIG. 8, the heater block temperature measurement preparation is made to measure the temperature of the heater block of the wire bonding apparatus according to the present invention. Then, the temperature of the heater block is measured and compared with the set temperature to check for abnormalities. Unlike the flowchart of FIG. 3, the flowchart of FIG. 8 does not include an operation suspend and restart operation of the wire bonding apparatus, thereby reducing the work time during the wire bonding operation.
도 9는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 히터 블록에 온도 감지 유닛을 부착하는 다른 방식을 도시한 개략도이다.9 is a schematic diagram showing another manner of attaching the temperature sensing unit to the heater block of the wire bonding apparatus according to the present invention.
도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 히터 블록(23)에 볼트를 수용하는 홀을 형성하고, 히터 블록(23)의 홀에 결합 가능한 볼트에 온도 측정 유닛(30)을 부착한다. 상술한 구성에 의하면 볼트는 히터 블록(23)으로부터 탈부착될 수 있으므로 온도 측정 유닛(30) 또한 히터 블록(23)으로부터 탈부착이 될 수 있으므로, 온도 측정 유닛(30)의 이상시 히터 블록(23) 전체를 교체하지 않고 볼트만을 교체하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 9, a hole for accommodating a bolt is formed in the heater block 23, and the temperature measuring unit 30 is attached to the bolt that can be coupled to the hole of the heater block 23. According to the above-described configuration, since the bolt may be detachable from the heater block 23, the temperature measuring unit 30 may also be detachable from the heater block 23, so that the heater block 23 is abnormal in the temperature measuring unit 30. It is possible to replace only the bolts without replacing the whole.
한편, 본 발명은 상술한 바 이외에도 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경 실시할 수 있음은 당 업계의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 것이다.On the other hand, it will be understood by those of ordinary skill in the art that the present invention may be variously modified and implemented within the scope not departing from the technical gist of the present invention in addition to the above.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치는, 히터 블록에 결합되어 히터 블록의 온도를 측정하는 온도 측정 유닛 및 온도 측정 유닛과 연결되어 온도 측정 유닛에 의해 측정된 히터 블록의 온도를 디스플레이하는 측정 온도 디스플레이 유닛을 포함함으로써, 히터 블록의 온도를 측정하기 위하여 와이어 본딩 장치의 작동을 일시 중지할 필요가 없다. 따라서, 장치를 최적의 상태로 유지하는 것이 가능하고, 장치의 일시 중지로 인해 발생되는 작업 시간의 증가를 억제하는 것이 가능하고, 잦은 정지 및 작동의 반복에 의한 장치의 수명이 단축되는 것을 방지하는 것이 가능하고, 장치의 작업 중지 및 가동을 운행하는 작업자를 필요로 하지 않으므로 인건비 등과 같은 예산 절감 효과를 갖는 것이 가능하다.As described above, the wire bonding apparatus according to the present invention is coupled to the heater block and connected to the temperature measuring unit and the temperature measuring unit for measuring the temperature of the heater block to display the temperature of the heater block measured by the temperature measuring unit. By including the measurement temperature display unit, it is not necessary to suspend the operation of the wire bonding apparatus in order to measure the temperature of the heater block. Therefore, it is possible to keep the device in an optimal state, to suppress the increase in working time caused by the suspension of the device, and to prevent the life of the device from being shortened by frequent stops and repetition of operation. It is possible, and it is possible to have a budget saving effect such as labor costs since it does not require an operator to stop the operation and operation of the device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020030034070A KR20040102557A (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Wire bonder |
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|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR20040102557A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102456588A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-16 | 三星电子株式会社 | Wire bonding apparatus and method using the same |
-
2003
- 2003-05-28 KR KR1020030034070A patent/KR20040102557A/en not_active Application Discontinuation
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