KR20060082053A - 와이어 루프, 그것을 갖는 반도체 장치 및 와이어 본딩방법 - Google Patents

와이어 루프, 그것을 갖는 반도체 장치 및 와이어 본딩방법 Download PDF

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Abstract

와이어 루프가 제1 본딩 포인트(A)와 제2 본딩 포인트(Z)를 연결하는 와이어(3)를 포함하되, 상기 와이어(3)는 상기 제1 본딩 포인트(A)에 본딩된 볼(30), 상기 볼(30)에 인접한 목 부분(H) 및 상기 목 부분(H)으로부터 상기 제2 본딩 포인트(Z)까지 연장하는 주요부(S)를 포함한다. 상기 목 부분(H)은, 상기 제2 본딩 포인트(Z)를 향해 상기 본딩된 볼(30)로부터 경사지게 위로 연장하는 기상부(h)를 포함하고, 상기 기상부(h)는, 모세관(4)의 개구부로 들어가고 볼 본딩시에 형상화된 상기 볼(30)의 상부에 의해 형성된다. 상기 기상부(h)는, 볼 본딩시에 상기 모세관(4)의 개구부로 들어간 상기 볼(30)의 상부를 포함하여, 상기 모세관(4)을 상기 제2 본딩 포인트(Z) 쪽으로 경사지게 위로 이동시킴으로써 형성된다.
반도체 장치, 와이어 루프, 본딩 포인트, 와이어 본딩

Description

와이어 루프, 그것을 갖는 반도체 장치 및 와이어 본딩 방법{WIRE LOOP, SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING SAME AND WIRE BONDING METHOD}
도 1a는 본 발명에 따른 반도체 장치에서 와이어 루프의 일 실시예의 모양을 보여주는 정면도이다.
도 1b는 도 1a에서 2점 쇄선으로 둘러싸인 부분을 나타내는 부분 확대도이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 나타낸 모양을 갖는 상기 와이어 루프를 형성하기 위해 모세관의 이동 경로를 보여주는 개략적인 정면도이다.
도 3은 볼 본딩시 상기 모세관의 개구부에 들어가는 볼의 상부에 의해 형성되고 있는 기상부(riser part)를 보여주는 개략도이다.
도 4는 일 예로 본 발명의 방법에 따른 상기 모세관의 이동과 관련된 각 단계들에서의 와이어 모양들을 보여주는 개략도이다.
도 5a는 도 4에 나타낸 방법의 변형예에 따른 상기 모세관의 이동과 관련된 각 단계들에서의 와이어 모양들을 보여주는 개략도이다.
도 5b는 도 5a의 단계들에 따른 상기 와이어 루프를 형성하기 위한 상기 모세관의 이동 경로를 보여주는 개략적인 정면도이다.
도 6a는 도 4에 나타낸 방법의 또 다른 변형예에 따른 상기 모세관의 이동과 관련된 각 단계들에서의 와이어 모양들을 보여주는 개략도이다.
도 6b는 도 6a의 단계들에 따른 상기 와이어 루프를 형성하기 위한 상기 모세관의 이동 경로를 보여주는 개략적인 정면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 반도체 장치에서 와이어 루프의 또 다른 실시예의 모양을 보여주는 정면도이다.
도 7b는 도 7a에서 2점 쇄선으로 둘러싸인 부분을 보여주는 부분 확대도이다.
도 8은 본 발명에 따른 반도체 장치에서 와이어 루프의 또 다른 실시예의 모양을 보여주는 정면도이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 사다리꼴 모양 및 삼각형 모양을 갖는 종래의 와이어 루프들을 보여주는 정면도들이다.
도 10은 도 9a에 나타낸 사다리꼴 모양의 와이어 루프를 형성하기 위한 상기 모세관의 이동과 관련된 각 단계들에서의 와이어 모양들을 보여주는 개략도이다.
도 11은 도 9b에 나타낸 삼각형 모양의 와이어 루프를 형성하기 위한 상기 모세관의 이동과 관련된 각 단계들에서의 와이어 모양들을 보여주는 개략도이다.
본 발명은 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트를 와이어를 통해 연결하기 위한 와이어 본딩 방법, 일정한 모양을 갖는 와이어 루프 및 내부에 포함된 이러한 와이어 루프를 갖는 반도체 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치를 제조하는 공정에서는, 도 9a 또는 도 9b에 도시된 바와 같이, 리드프레임(1)에 부착된 반도체칩(2)의 패드(2a) 혹은 제1 본딩 포인트(A)와 리드프레임(1)의 리드(1a) 혹은 제2 본딩 포인트(Z)를 와이어(3)를 통해 연결하기 위한 와이어 본딩이 수행되어 왔다. 전형적으로, 제1 및 제2 본딩 포인트들(A, Z)을 연결하는 와이어(3)의 루프 모양은, 예컨대 미국특허 US6,036,080호 또는 일본국 특허출원공개번호 2000-277558호에 개시된 바와 같이, 각각 도 9a 및 도 9b에 도시된 사다리꼴 모양 및 삼각형 모양을 포함한다.
도 9a에 도시된 사다리꼴 모양을 갖는 와이어 루프는 도 10에 도시된 바와 같은 일련의 단계들에 의해 형성된다. 우선, 도 10의 단계 (a)에서, 와이어(3)가 통과하는 모세관(capillary, 4)이 하강하여 와이어(3)의 끝단(tip end)에 형성된 볼(ball, 30)이 칩(2)의 패드(2a) 혹은 제1 본딩 포인트(A)에 본딩된다. 그 후, 도 10의 단계 (b)에서, 와이어(3)가 공급되면서 모세관(4)이 수직으로 포인트(B)까지 상승된다. 그 후, 도 10의 단계 (c)에서, 모세관(4)은 제2 본딩 포인트(Z)에 대향하는 방향으로 포인트(C)까지 수평으로 이동된다.
일반적으로, 제2 본딩 포인트(Z)에 대향하는 방향으로 이동되는 모세관(4)의 이러한 동작은 "역동작"(reverse operation)으로 언급된다. 그 결과, 상기 포인트들(A 및 C) 사이의 와이어(3) 부분은 경사지게 형성되고, 와이어(3)에는 모세관(4)의 하단부에 의해 경사진 부분의 상단부에 절곡부(bend, 3a)가 형성된다. 상기 포인트들(A 및 C) 사이에 공급된 와이어(3) 부분은 목 부분(neck portion, H) (혹은 패드(2a)와 절곡부(3a) 사이의 와이어(3) 부분)의 높이에 대응하고, 목 부분(H)을 구성하게 된다.
이어서, 도 10의 단계 (d)에서, 와이어(3)가 공급되면서 모세관(4)이 포인트(D) 까지 수직으로 상승한다. 그 후, 도 10의 단계 (e)에서, 모세관(4)의 역동작이 다시 수행된다. 즉 모세관(4)이 제2 본딩 포인트(Z)에 대향하는 방향으로 포인트(E) 까지 수평으로 이동된다. 이 역동작의 결과, 와이어(3)는 상기 포인트들(C 및 E) 사이에서 연장하는 또 다른 경사진 부분을 가지며, 와이어(3)의 이 경사진 부분의 상단부에 절곡부(3b)가 형성된다.
공급된 와이어(3)의 이 경사진 부분은 도 9a에 도시된 사다리꼴 모양을 갖는 와이어 루프의 상부 기부(upper base portion, L) (혹은 절곡부들(3a 및 3b) 사이의 와어어(3) 부분)을 구성하게 된다. 그 후, 도 10의 단계 (f)에서, 와이어(3)가 도 9a에 도시된 와이어 루프의 길게 경사진 부분(S) (혹은 절곡부(3b)와 리드(1a) 사이의 와이어(3) 부분)에 대응하는 길이로 공급되도록 모세관(4)이 포인트(F)까지 수직으로 상승한다. 이어서, 모세관(4)이 위치들(f1 및 f2)을 거쳐 제2 본딩 포인트(Z) 까지 하강하고, 와이어(3)는 상기 제2 본딩 포인트(Z) 혹은 리드(1a)에 본딩된다.
도 9b에 도시된 삼각형 모양을 갖는 와이어 루프는 도 11에 도시된 바와 같은 일련의 단계들에 의해 형성된다. 삼각형 모양을 갖는 와이어 루프는, 상술한 사다리꼴 모양을 갖는 와이어 루프와 달리, 상부 기부(L)가 제공되지 않으므로, 삼각 형 모양의 와이어 루프를 형성함에 있어서, 도 10의 단계들 (d)와 (e)에서의 상기 제2 역동작이 수행되지 않는다. 그러므로 이 경우, 도 10의 단계들 (d), (e) 및 (f1 및 f2 를 제외한 f)에 대응하는 단계가 오직 도 11의 단계 (d)에서 수행된다. 더욱 상세하게는, 도 11의 단계들 (a), (b) 및 (c)는 도 10의 단계들 (a), (b) 및 (c)와 동일하고, 도 11의 단계 (c)에서의 제1 역동작 후, 와이어(3)가 공급되면서 모세관(4)이 도 11의 단계 (d)에서 포인트(F)까지 수직으로 상승한다.
이어서, 도 11의 단계 (e)에서, 도 10의 단계 (f)와 유사한 방식으로 위치들(e1 및 e2)을 거쳐 이동되고, 결과적으로 와이어(3)는 제2 본딩 포인트(Z) 혹은 리드(1a)에 본딩된다.
그러나, 상술된 기술에 있어서, 와이어 루프가 다소 큰 크기를 갖는 목 부분(H)을 포함할 때, 상기 와이어 루프는 높아지고 따라서 불안정하게 된다. 더욱이, 목 부분(H)의 높이를 작게하기 위해 모세관의 역동작 없이 와어어 루프가 형성되거나, 목 부분(H)의 높이를 소정 수준 이하로 낮추는 경우, 와이어(3)가 제1 본딩 포인트(A)에서 수직으로 연장하기 때문에, 와이어(3)를 제대로 정렬하기 위해 와이어(3)를 끌거나 이동시킬 때 상기 목 부분(H)이 손상되기 쉽다.
따라서, 위에 언급된 문제점들을 해결하기 위해 다양한 기술들이 제안되었다. 예를 들면, 미국특허출원 공개공보 제2004/0104477호 또는 일본국 특허출원 공개공보 제2004-172477호는 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트를 와이어를 통해 연결하되, 제1 본딩 포인트에 본딩된 볼의 상부가 상기 와이어의 일부와 함께 뭉개지 는 와이어 루프를 개시하고 있다.
이러한 모양을 갖는 와이어 루프는, 안정하고 모양 보존력이 강한 로우 프로파일(low profile)을 갖는 와이어 루프로서 형성될 수 있다. 짧은 와이어링 길이를 갖는 와이어 루프뿐만 아니라 긴 와이어링 길이를 갖는 와이어 루프도 로우 프로파일을 갖는 안정한 와이어 루프로서 얻어질 수 있다. 이에 더하여, 형성된 상기 와이어 루프는 외부로부터 와이어 루프에 인가되는 힘이나 압력에 저항하는 강한 모양 보존력을 갖는다. 그러므로 상기 와이어 루프는 충격, 예컨대 모세관의 접촉 또는 와이어를 제2 본딩 포인트에 본딩하는 동안의 초음파 방출에 의해 유발되는 충격, 와이어의 진동, 몰딩재를 사출하는 동안의 몰딩 물질의 흐름에 의해 발생하는 외력 등에 대해 우수한 충격 흡수 기능을 수행할 수 있으며, 그 결과 와이어의 절곡 또는 비틀기 및 와이어 루프의 목 부분에서 파괴가 효과적으로 방지될 수 있다.
그러나, 미국특허출원 공개공보 제2004/0104477호에 개시된 기술에 있어서, 뭉개진 부분은 모세관에 의해 와이어 및 본딩된 볼의 상부 상에 형성되며, 제1 본딩 포인트가 손상될 가능성이 있다. 이에 더하여, 제1 본딩 포인트에서 뭉개진 와이어는 제2 본딩 포인트에 대향하는 방향으로 부분적으로 돌출될 수 있다. 와이어링이 미세하게 수행되고 와이어 루프의 방향이 반도체 칩의 가장자리에 대해 기울어진 경우, 상기 와이어의 돌출부는 인접한 제1 본딩 포인트의 와이어와 접촉될 수 있다.
본 발명은 앞의 종래 문제점들에 착안하여 안출되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 안정한 로우 프로파일을 가지며, 뭉개진 부분이 와이어 및 제1 본딩 포인트에 본딩된 볼 상에 모세관에 의해 형성되지 않으면서도 목 부분이 손상되기 어려운 와이어 루프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내부에 포함된 상기 와이어 루프를 갖는 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 와이어 루프를 형성할 수 있는 와이어 본딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 와이어 루프가 제공된다. 상기 와이어 루프는, 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트를 연결하는 와이어를 포함하되, 상기 와이어는, 상기 제1 본딩 포인트에 본딩된 볼, 상기 볼에 인접한 목 부분 및 상기 목 부분으로부터 상기 제2 본딩 포인트까지 연장하는 주요부를 포함하고, 상기 목 부분은, 상기 제2 본딩 포인트를 향해 상기 본딩된 볼로부터 경사지게 위로 연장하는 기상부를 포함하고, 상기 기상부는, 모세관의 개구부로 들어가고 볼 본딩시에 형상화된, 상기 볼의 상부에 의해 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 와이어는 상기 목 부분 또는 상기 주요부 상에 형성된 적어도 하나의 절곡 마크(bend mark)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 와이어는 상기 목 부분과 상기 주요부 사이에 절곡부(bend)를 포함하고, 복수개의 상기 절곡 마크들이 상기 절곡부 상에 또는 상기 절곡부 근처에 형성된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 모세관을 사용하여 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트 사이에 와이어를 본딩하기 위한 와이어 본딩 방법이 제공된다. 상기 와이어 본딩 방법은, 상기 제1 본딩 포인트에 상기 와이어의 끝단(tip end) 상에 형성된 볼을 본딩하고, 상기 본딩된 볼에서 연장하는 상기 와이어의 기상부를 상기 제2 본딩 포인트를 향해 기울이는 것을 포함하되, 상기 기상부는, 상기 모세관의 개구부에 들어가고 상기 제1 본딩 포인트에 상기 볼 본딩시 형상화된, 상기 볼의 상부(top portion)에 의해 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 와이어 본딩 방법은, 상기 모세관을 경사지게 위로 이동하거나, 상기 모세관을 위로 이동한 후 수평으로 이동하거나, 또는 상기 모세관을 위로 이동한 후 경사지게 아래로 이동함으로써, 상기 기상부에서 연장하는 상기 와이어의 일부분 상에 적어도 하나의 절곡부를 형성하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기상부를 기울이는 것은 상기 모세관을 경사지게 위로 이동함으로써 수행되고 상기 와이어의 상기 기상부 상에 절곡부를 형성하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 모세관을 사용하여 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트 사이에 와이어를 본딩하기 위한 와이어 본딩 방법이 제공된다. 이 본딩 방법은,
(a) 상기 제1 본딩 포인트에 상기 와이어의 끝단 상에 형성된 볼을 본딩하고;
(b) 상기 모세관을 상기 제2 본딩 포인트를 향해 경사지게 위로 이동하여 상기 와이어의 제1 부분을 만들되, 상기 제1 부분은, 상기 제1 본딩 포인트에 상기 볼 본딩시 상기 모세관의 개구부에 들어간 부분으로, 상기 제2 본딩 포인트를 향해 경사지게 위로 연장하고,
(c) 그 후, 루프 제어(loop control)를 수행하면서 상기 모세관을 수직 및 수평으로 이동하여 상기 제1 부분에서 연장하는 상기 와이어의 제2 부분 상에 적어도 하나의 절곡부를 형성하고,
(d) 그 후, 상기 모세관으로부터 상기 와이어를 공급하고 루프 제어를 수행하면서 상기 모세관을 수평 및 수직으로 상기 제2 본딩 포인트까지 이동한 후, 상기 와이어를 상기 제2 본딩 포인트에 본딩하는 단계들을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 단계 (b)에서 또 다른 절곡부가 상기 와이어의 상기 제1 부분 상에 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 단계 (c)는, 상기 모세관을 경사지게 위로 이동하거나, 상기 모세관을 경사지게 위로 이동한 후 수평으로 이동하거나, 또는 상기 모세관을 위로 이동한 후 경사지게 아래로 이동함으로써 수행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 단계 (c)는 반복 수행되어 상기 와이어의 상기 제2 부분 상에 복수개의 상기 절곡부들을 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 큰 크기의 최종 절곡부(resultant bend)가 상기 단계 (d)에서 상기 와이어의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 형성되되, 상기 적어도 하나의 절곡부가 절곡 마크로서 상기 최종 절곡부 상에 또 는 상기 최종 절곡부 근처에 놓일 상기 와이어 상의 위치에 상기 적어도 하나의 절곡부가 배치된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 반도체 장치가 제공된다. 상기 반도체 장치는 제1 본딩 포인트; 제2 본딩 포인트; 및 상기 제1 본딩 포인트와 상기 제2 본딩 포인트에 본딩되어 상기 제1 본딩 포인트와 상기 제2 본딩 포인트를 연결하는 와이어를 포함하되, 상기 와이어는 상기 제1 본딩 포인트에 본딩된 볼, 상기 볼에 인접한 목 부분 및 상기 목 부분으로부터 상기 제2 본딩 포인트까지 연장하는 주요부를 포함하고, 상기 목 부분은 상기 제2 본딩 포인트를 향해 상기 본딩된 볼로부터 경사지게 위로 연장하는 기상부를 포함하고, 상기 기상부는, 모세관의 개구부에 들어가고 볼 본딩시에 형상화된, 상기 볼의 상부에 의해 형성된다.
본 발명에 따르면, 상기 와이어 루프에는 그것의 상기 목 부분 상에, 모세관의 개구부에 들어가고 볼 본딩시 형상화된 상기 볼의 상부에 의해 형성된 경사진 기상부가 제공되고, 그 결과 상기 와이어 루프는 안정하고 목 부분에 야기되는 어떠한 손상도 없이 형성되고 안정한 로우 프로파일을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모세관이 경사지게 위로 이동되거나, 상기 모세관이 위로 이동된 후 수평으로 이동되거나, 또는 상기 모세관이 위로 이동된 후 경사지게 아래로 이동되어, 바람직한 위치들에 복수개의 절곡부들을 형성함으로써, 전체 와이어 루프의 상기 와이어가 안정하게 절곡될 수 있다.
본 발명의 상기 목적들 및 다른 목적들과 부수적인 장점들이 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해되고 즉시 평가될 것이다.
이하, 본 발명에 따른 와이어 루프, 반도체 장치 및 와이어 본딩 방법이 첨부된 도면들을 참조하여 설명되며, 몇몇의 도면들에서 동일한 요소들은 동일한 참조부호 또는 참조번호로 나타낸다.
우선, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 와이어 루프 및 내부에 포함된 상기 와이어 루프를 갖는 반도체 장치(10)가 예시된다. 반도체 장치(10)에서, 반도체 칩(2)은 리드 프레임(1)에 부착되고, 제1 본딩 포인트(A)인 패드(2a)가 그것의 상에 제공된다. 와이어(3)인 상기 와이어 루프는 전체적으로 대체로 삼각형 모양을 갖도록 형성되고, 패드(2a) 혹은 제1 본딩 포인트(A)에 본딩된 볼(30)을 갖는 목 부분(H), 및 리드 프레임(1)의 리드(1a) 혹은 제2 본딩 포인트(Z)에 본딩된 단부를 갖는 주요부 혹은 전체적으로 경사진 부분(S)을 포함한다. 상기 목 부분(H)과 주요부(L)는 최종 절곡부(3A)를 통해 연결된다. 예시된 실시예의 구조는 종래의 반도체 장치의 구조와 거의 동일하다. 그러나, 예시된 실시예에 있어서, 목 부분(H)은, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본딩된 볼(30)로부터 제2 본딩 포인트(Z)를 향해 경사지게 위로 연장하는 기상부(riser part, h)를 포함한다. 목 부분(H)의 기상부(h)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 모세관(capillary, 4)의 개구부로 들어가고 제1 본딩 포인트(A) 상에 볼(30) 본딩시 형상화된 볼(30)의 상부(top portion)에 의해 형성된다.
상기 와이어 루프에는 목 부분(H)에 제2 본딩 포인트(Z)를 향해 경사진 기상부(h)가 제공됨에 따라, 목 부분(H)이 손상 받지 않으면서, 도 9b에 도시된 삼각형 모양의 종래의 와이어 루프와 비교하여 목 부분(H)이 감소된 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 그러므로, 상기 와이어 루프는 로우 프로파일(low profile)을 갖도록 형성될 수 있으며, 반도체 장치(10)의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 도 1a 및 도 1b에 도시된 반도체 장치(10)가 달성되는 본 발명에 따른 와이어 본딩 방법의 일 실시예가 설명될 것이다. 도 2는 모세관(4)의 이동 경로(P) 및 와이어 본딩에 의해 제1 및 제2 본딩 포인트들(A, Z)에 연결된 와이어 루프의 마감 상태를 도시한다.
우선, 도 4의 단계 (a)에서, 와이어(3)를 고정하거나 해제하기 위해 사용되는 클램프(도시하지 않음)가 개방되면서 모세관(4)이 하강하고, 따라서 상기 와이어(3)의 끝단에 형성된 볼(30)이 제1 본딩 포인트(A)에 본딩된다. 이때, 볼(30)의 상부는 모세관(4)의 개구부로 들어가고 상기 모세관(4)의 개구부에 의해 변형된다. 볼(30)의 변형된 부분은 상기 와이어 루프 목 부분(H)의 기상부(h)를 형성한다. 그후, 도 4의 단계 (b)에서, 와이어(3)가 공급되면서 모세관(4)이 포인트(B)까지 경사지게 위로 이동되고, 따라서 기상부(h)가 제2 본딩 포인트(Z)를 향해 경사지고 절곡부(31)가 기상부(h)에 형성된다. 그후, 도 4의 단계 (c)에서, 와이어(3)가 공급되면서, 원하는 바에 따라 선택될 수 있는 포인트(C)까지 모세관(4)이 수직으로 상승된다.
이어서, 도 4의 단계 (d)에서, 모세관(4)이 제2 본딩 포인트(Z)를 향해 포인트(C1)까지 수평으로 이동된다. 그 결과, 절곡부(31)와 포인트(C1) 사이의 상기 와이어(3) 부분이 경사지게 형성되고 절곡부(32)가 상기 와이어(3)의 이 부분 상부에 형성된다. 그후, 도 4의 단계 (e)에서, 와이어(3)가 더 공급되면서, 원하는 바에 따라 선택될 수 있는 포인트(D)까지 모세관(4)이 수직으로 상승된다.
그후, 도 4의 단계 (f)에서, 모세관(4)이 제2 본딩 포인트(Z)를 향해 포인트(D1)까지 수평으로 이동된다. 그 결과, 절곡부(32)와 포인트(D1) 사이의 와이어(3) 부분이 경사지게 형성되고 절곡부(33)가 와이어(3)의 이 경사진 부분의 상부에 형성된다. 그후, 도 4의 단계 (g)에서, 와이어(3)가 공급되면서, 원하는 바에 따라 선택될 수 있는 포인트(E)까지 모세관(4)이 수직으로 상승된다.
다음, 도 4의 단계 (h)에서, 모세관(4)의 역동작이 수행된다. 즉, 모세관(4)이 상기 제2 본딩 포인트(Z)에 대향하는 방향으로 포인트(F)까지 대체로 수평으로 이동된다. 포인트(E)로부터 포인트(F)까지 모세관(4)의 상기 이동은 와이어(3)에 절곡부(3B)를 형성한다. 그후, 도 4의 단계 (i)에서, 와이어(3)가 공급되면서, 원하는 바에 따라 선택될 수 있는 포인트(G)까지 모세관(4)이 수직으로 상승된다. 따라서, 도 2에 도시된 와이어 루프의 경사진 주요부(S)에 대응하는 길이를 갖는 와이어(3)가 모세관(4)으로부터 공급되었다.
이어서, 모세관(4)이 하강하여 제2 본딩 포인트(Z)에 위치되도록 상술된 종래 방법과 동일한 방식으로 도 4의 단계 (j)가 수행되고, 그 결과 와이어(3)가 제2 본딩 포인트(Z)에 본딩된다.
도 4의 단계 (h)에서, 모세관(4)의 역동작은 와이어(3)에 절곡부(3B)가 형성되도록 수행된다. 대신에, 도 5a에 도시된 단계 (h')에서와 같이 모세관(4)이 포인트(F1)까지 경사지게 하강될 수 있으며, 그것에 의해 와이어(3)에 절곡부(3B)를 형성할 수 있다. 그후, 모세관(4)이 도 4의 단계들 (i) 및 (j)와 동일한 방식으로 이 동되고, 그 결과 상기 와이어 루프가 제공된다. 이 경우, 모세관(4)은 도 5b에 도시된 이동 경로(P)를 따라 이동되어 상기 와이어 루프를 형성한다.
도 4의 단계 (i)에서, 모세관(4)은 상술된 바와 같이 포인트(G)까지 수직으로 상승된다. 대신에, 도 6a에 도시된 단계 (i')에서와 같이 와이어(3)가 공급되면서 모세관이 포인트(G1)까지 경사지게 상승될 수 있으며, 그후 도 4의 단계 (j)에서와 같은 방식으로 모세관(4)이 제2 본딩 포인트(Z)까지 하강하여 그것에 와이어(3)를 본딩 할 수 있다. 이 경우, 모세관(4)은 도 6b에 도시된 이동 경로(P)를 따라 이동되어 상기 와이어 루프를 형성한다.
부수적으로, 모세관(4)은 제1 본딩 포인트(A)와 제2 본딩 포인트(Z)를 상호연결하는 선에 기초하여 정의된 360도 방향으로 0 내지 500㎛ 범위 내에서 이동가능하게 구성될 수 있다. 이에 더하여, 절곡부들(31, 32, 33, 3B) 각각은, 모세관(4)을 경사지게 위로 이동하거나, 모세관을 위로 이동한 후 수평으로 이동하거나, 또는 모세관(4)을 위로 이동한 후 경사지게 아래로 이동함으로써 형성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 도 4의 단계 (b)에서 모세관(4)을 경사지게 위로 이동하는 것은 본딩된 볼(30)의 상부에 인접한 기상부(h)를 경사지게 만들고, 이것에 의해 목 부분(H)이 감소된 높이로 유지되는 로우 프로파일을 갖는 와이어 루프가 제공될 수 있다. 이에 더하여, 복수개의 절곡부들(31, 32, 33)이 와이어 루프의 목 부분(H)과 주요부(S)를 연결하는 최종 절곡부(3A) 상의 위치들 또는 최종 절곡부(3A) 근처에 형성되기 때문에, 모세관(4)에 의해 제1 본딩 포인트(A)에서 상기 와이어 및/또는 본딩된 볼 상에 뭉개진 마크가 남지 않을 뿐만 아니라, 기상부(h) 또는 목 부분(H)에 어떠한 손상도 유발하지 않으면서 로우 프로파일의 상기 와이어 루프가 형성될 수 있다. 마감된 와이어 루프에서, 절곡부들(31, 32, 33)은 각각 와이어(3) 상에서 경감된 치수의 절곡 마크(bend mark)로서 남는다.
도 9b에 도시된 삼각형 모양의 종래 와이어 루프에 있어서 목 부분(H)에 손상을 방지하기 위한 목 부분(H)의 높이는 120 내지 130㎛이나, 위에 설명된 본 발명의 실시예에 따르면 목 부분(H)의 높이는 65 내지 70㎛인 것이 실험에 의해 확인되었다. 부수적으로, 미국특허공개 번호 제2004/0104477호에 도시된 기술에 따른 모세관에 의해 뭉개진 마크 또는 부분이 제1 본딩 포인트에서 상기 와이어 및 본딩된 볼 상에 형성되는 와이어 루프의 경우, 상기 목 부분의 높이가 50㎛ 또는 그 미만이 되는 것이 가능하다.
상술된 실시예에 있어서, 절곡부들(31, 32, 33)을 형성하는 동작들은 도 4의 단계 (b), 단계들 (c)에서 (d), 및 단계들 (e)에서 (f)에서 각각 세 번 수행된다. 요구되는 바에 따라 상기 와이어 내의 위치들에 복수개의 절곡부들을 형성하기 위해 이러한 형성 동작들이 세 번 미만 또는 세 번 보다 더 많이 복수 회 반복될 수 있다. 예를 들면, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 와이어(3) 내에서 두 개의 절곡부들(31, 32)이 목 부분(H)과 주요부(S)를 연결하는 최종 절곡부(3A) 상에 또는 최종 절곡부(3A) 근처에 형성된다. 이 경우, 도 4의 단계들 (c) 및 (d)에서 수행된 동작들이 생략된다.
이러한 방식으로, 상기 와이어는 복수개의 위치들에서 안정하게 절곡된다. 그 결과, 상기 와이어 루프의 기상부는 로우 프로파일의 종래 와이어 루프보다 더 큰 강도를 갖도록 형성될 수 있으며, 따라서 위치적으로 안정하고 강한 모양 유지력을 갖는 와이어 루프가 형성될 수 있다.
와이어(3)의 경사진 주요부(S) 상에 형성된 절곡부(3B)는 와이어(3)를 제2 본딩 포인트(Z) 상에 본딩시 주요부(S)가 위로 팽창하는 것을 방지하기 위해 배치된다. 위에 설명된 실시예들에 있어서, 와이어(3)의 주요부(S)에는 그것의 중간 위치에 하나의 절곡부(3B)만이 제공된다. 그러나, 복수개의 이러한 절곡부들이 와이어(3)의 경사진 주요부(S)의 중간 위치 혹은 위치들에 및/또는 제2 본딩 포인트(Z) 근처의 위치에 제공될 수 있다. 도 8에 도시된 와이어 루프의 실시예에 있어서, 두개의 이러한 절곡부들(3B1, 3B2)이 와이어(3)의 경사진 주요부(S) 상에 제공된다.
앞에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 본딩 방법에 있어서, 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트를 연결하는 와이어 루프는 그것의 목 부분 상에 경사진 기상부가 제공되며, 그것에 의해 목 부분의 높이를 감소시키고, 로우 프로파일의 종래 와이어 루프와 비교하여 증가된 강도를 구비하는 기상부를 제공한다. 이러한 구성은, 그것의 목 부분에 야기되는 어떠한 손상도 없이 형성되고 안정한 로우 프로파일을 갖는 와이어 루프를 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 도면들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 위의 개시된 내용하에서 명백한 변경 및 변형예들이 가능하다. 따라서, 다음의 청구항들의 사상 내에서 본 발명이 상세하게 설명된 것과 달리 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명에 따르면, 상기 와이어 루프에는 그것의 상기 목부분 상에, 모세관의 개구부에 들어가고 볼 본딩시 형상화된 상기 볼의 상부에 의해 형성된 경사진 기상부가 제공되고, 그 결과 상기 와이어 루프는 안정하고 목부분에 야기되는 어떠한 손상도 없이 형성되고 안정한 로우 프로파일을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모세관이 경사지게 위로 이동되거나, 상기 모세관이 위로 이동된 후 수평으로 이동되거나, 또는 상기 모세관이 위로 이동된 후 경사지게 아래로 이동되어, 바람직한 위치들에 복수개의 절곡부들을 형성함으로써, 전체 와이어 루프의 상기 와이어가 안정하게 절곡될 수 있다.

Claims (14)

  1. 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트를 연결하는 와이어를 포함하되,
    상기 와이어는, 상기 제1 본딩 포인트에 본딩된 볼, 상기 볼에 인접한 목 부분 및 상기 목 부분으로부터 상기 제2 본딩 포인트까지 연장하는 주요부를 포함하고,
    상기 목 부분은, 상기 제2 본딩 포인트를 향해 상기 본딩된 볼로부터 경사지게 위로 연장하는 기상부를 포함하고, 상기 기상부는, 모세관의 개구부로 들어가고 볼 본딩시에 형상화된, 상기 볼의 상부에 의해 형성되는 와이어 루프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어는 상기 목 부분 또는 상기 주요부 상에 형성된 적어도 하나의 절곡 마크를 포함하는 와이어 루프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 와이어는 상기 목 부분과 상기 주요부 사이에 절곡부를 포함하고,
    복수개의 상기 절곡 마크들이 상기 절곡부 상에 또는 상기 절곡부 근처에 형성된 와이어 루프.
  4. 모세관을 사용하여 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트 사이에 와이어를 본 딩하기 위한 와이어 본딩 방법에 있어서,
    상기 제1 본딩 포인트에 상기 와이어의 끝단 상에 형성된 볼을 본딩하고;
    상기 본딩된 볼에서 연장하는 상기 와이어의 기상부를 상기 제2 본딩 포인트를 향해 기울이는 것을 포함하되, 상기 기상부는, 상기 모세관의 개구부에 들어가고 상기 제1 본딩 포인트에 상기 볼 본딩시 형상화된, 상기 볼의 상부에 의해 형성되는 와이어 본딩 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 모세관을 경사지게 위로 이동하거나, 상기 모세관을 위로 이동한 후 수평으로 이동하거나, 또는 상기 모세관을 위로 이동한 후 경사지게 아래로 이동함으로써, 상기 기상부에서 연장하는 상기 와이어의 일부분 상에 적어도 하나의 절곡부를 형성하는 것을 더 포함하는 와이어 본딩 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기상부를 기울이는 것은 상기 모세관을 경사지게 위로 이동함으로써 수행되고 상기 와이어의 상기 기상부 상에 절곡부를 형성하는 것을 포함하는 와이어 본딩 방법.
  7. 모세관을 사용하여 제1 본딩 포인트와 제2 본딩 포인트 사이에 와이어를 본딩하기 위한 와이어 본딩 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1 본딩 포인트에 상기 와이어의 끝단 상에 형성된 볼을 본딩하고;
    (b) 상기 모세관을 상기 제2 본딩 포인트를 향해 경사지게 위로 이동하여 상기 와이어의 제1 부분을 만들되, 상기 제1 부분은, 상기 제1 본딩 포인트에 상기 볼 본딩시 상기 모세관의 개구부에 들어간 부분으로, 상기 제2 본딩 포인트를 향해 경사지게 위로 연장하고,
    (c) 그 후, 루프 제어를 수행하면서 상기 모세관을 수직 및 수평으로 이동하여 상기 제1 부분에서 연장하는 상기 와이어의 제2 부분 상에 적어도 하나의 절곡부를 형성하고,
    (d) 그 후, 상기 모세관으로부터 상기 와이어를 공급하고 루프 제어를 수행하면서 상기 모세관을 수평 및 수직으로 상기 제2 본딩 포인트 까지 이동한 후, 상기 와이어를 상기 제2 본딩 포인트에 본딩하는 단계들을 포함하는 와이어 본딩 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 또 다른 절곡부가 상기 와이어의 상기 제1 부분 상에 형성되는 와이어 본딩 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 단계 (c)는, 상기 모세관을 경사지게 위로 이동하거나, 상기 모세관을 위로 이동한 후 수평으로 이동하거나, 또는 상기 모세관을 위로 이동한 후 경사지게 아래로 이동함으로써 수행되는 와이어 본딩 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계 (c)는 반복 수행되어 상기 와이어의 상기 제2 부분 상에 복수개의 상기 절곡부들을 형성하는 와이어 본딩 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    큰 크기의 최종 절곡부가 상기 단계 (d)에서 상기 와이어의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 형성되되, 상기 적어도 하나의 절곡부가 절곡 마크로서 상기 최종 절곡부 상에 또는 상기 최종 절곡부 근처에 놓여질 상기 와이어 상의 위치에 상기 적어도 하나의 절곡부가 배치되는 와이어 본딩 방법.
  12. 제1 본딩 포인트;
    제2 본딩 포인트; 및
    상기 제1 본딩 포인트와 상기 제2 본딩 포인트에 본딩되어 상기 제1 본딩 포인트와 상기 제2 본딩 포인트를 연결하는 와이어를 포함하되, 상기 와이어는 상기 제1 본딩 포인트에 본딩된 볼, 상기 볼에 인접한 목 부분 및 상기 목 부분으로부터 상기 제2 본딩 포인트까지 연장하는 주요부를 포함하고,
    상기 목 부분은 상기 제2 본딩 포인트를 향해 상기 본딩된 볼로부터 경사지 게 위로 연장하는 기상부를 포함하고, 상기 기상부는, 모세관의 개구부에 들어가고 볼 본딩시에 형상화된, 상기 볼의 상부에 의해 형성된 반도체 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 와이어는 상기 목 부분 또는 상기 주요부 상에 형성된 적어도 하나의 절곡 마크를 포함하는 반도체 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 와이어는 상기 상기 목 부분과 상기 주요부 사이에 절곡부를 포함하고,
    복수개의 상기 절곡 마크들이 상기 절곡부 상에 또는 상기 절곡부 근처에 형성된 반도체 장치.
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