KR20080027989A - Method of measuring the vibration displacement of a wire bonding tool - Google Patents

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Abstract

A method for measuring vibration displacement of a wire bonding tool is provided to obtain accurately a vibration displacement value during a wire bonding process without using an additional vibration displacement measurement device. A first mark of a tip of a capillary(22) is displayed on a surface of a pad(40). The capillary is vibrated. A second mark of the tip of the vibrating capillary is displayed on the surface of the pad. The displayed first mark is compared with the displayed second mark. A vibration displacement value of the vibrating capillary is measured from the first and second marks.

Description

와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법{Method of measuring the vibration displacement of a wire bonding tool} Method for measuring vibration displacement of wire bonding device

도 1은 종래의 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 측정하는 방법을 설명하기 위한 와이어 본더의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a wire bonder for explaining a method of measuring vibration displacement of a conventional wire bonding mechanism.

도 2는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 와이어 본더의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a wire bonder for explaining the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 사시도이다.3 is a perspective view of the bonding mechanism for explaining the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention.

도 4a는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 제1 마크가 표시된 패드의 사시도이다.4A is a perspective view of a pad on which a first mark of a bonding mechanism for explaining a vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention is displayed.

도 4b는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 제2 마크가 표시된 패드의 사시도이다.4B is a perspective view of a pad on which a second mark of the bonding mechanism is shown for explaining the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 마크들이 표시된 본딩 패드들의 평면도이다.5 is a plan view of bonding pads marked with marks of the bonding mechanism for explaining a vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.6 is a flow chart for explaining a vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention.

본 발명은 와이어 본딩 방법에 관한 것으로, 특히 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire bonding method, and more particularly to a method for measuring vibration displacement of a wire bonding mechanism.

일반적으로 반도체 패키지를 위해 소잉 공정, 다이 본딩 공정, 와이어 본딩 공정, 몰딩 공정 및 마킹 공정 등이 진행된다. 상기 와이어 본딩 공정은 전자 회로가 집적되어 있는 반도체 칩과 리드 프레임의 전기적 신호 교환을 위하여 상기 반도체 칩의 패드와 상기 리드 프레임의 리드를 본딩 와이어로 접속하는 공정이다.Generally, a sawing process, a die bonding process, a wire bonding process, a molding process, and a marking process are performed for the semiconductor package. The wire bonding process is a process of connecting a pad of the semiconductor chip and a lead of the lead frame with a bonding wire in order to exchange electrical signals between the semiconductor chip and the lead frame in which the electronic circuit is integrated.

상기 와이어 본딩 공정은 와이어 본더에 의해 수행된다.The wire bonding process is performed by a wire bonder.

도 1은 종래의 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 측정하는 방법을 설명하기 위한 와이어 본더의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a wire bonder for explaining a method of measuring vibration displacement of a conventional wire bonding mechanism.

도 1을 참조하면, 상기 와이어 본더는 초음파 발진부에 의한 초음파 진동을 전달하는 트랜듀서 혼(tranducer horn; 10)을 구비한다. 상기 트랜듀서 혼(10)은 제1 단부에 위치하는 회전축(미도시)을 중심으로 승하강할 수 있다. 상기 트랜듀서 혼(10)의 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 본딩 기구, 즉 캐필러리(12)가 고정된다. 이 경우에, 상기 캐필러리(12)는 상기 트랜듀서 혼(10)을 가로지르면서 상기 제2 단부를 관통하도록 설치된다. 이에 따라, 상기 트랜듀서 혼(10)이 상기 회전축을 중심으로 승하강하는 경우에, 상기 캐필러리(12) 또한 상기 회전축을 중심으로 승하강할 수 있다. 또한, 상기 트랜듀서 혼(10)이 상기 초음파 진동을 상기 캐필러리(12)에 전달함으로써 상기 캐필러리(12)가 진동할 수 있다.Referring to FIG. 1, the wire bonder includes a transducer horn 10 that transmits ultrasonic vibrations by an ultrasonic oscillator. The transducer horn 10 may move up and down about a rotation axis (not shown) positioned at the first end. A bonding mechanism, i.e. capillary 12, is secured to the second end of the transducer horn 10 opposite the first end. In this case, the capillary 12 is installed to penetrate the second end while traversing the transducer horn 10. Accordingly, when the transducer horn 10 moves up and down about the rotation axis, the capillary 12 may also move up and down about the rotation axis. In addition, the transducer horn 10 may transmit the ultrasonic vibration to the capillary 12 may cause the capillary 12 to vibrate.

상기 캐필러리(12)를 관통하는 본딩 와이어(14)가 설치된다. 즉, 상기 본딩 와이어(14)는 상기 캐필러리(12)의 제1 단부를 통해 인입되어 상기 제1 단부에 대향하는 상기 캐필러리(12)의 제2 단부를 통해 인출된다. 상기 캐필러리(12)의 상기 제2 단부를 통해 인출된 와이어의 단부에 방전을 발생시켜 볼이 형성된다.A bonding wire 14 penetrating the capillary 12 is installed. That is, the bonding wire 14 is drawn through the first end of the capillary 12 and withdrawn through the second end of the capillary 12 opposite the first end. Balls are formed by generating a discharge at an end of the wire drawn out through the second end of the capillary 12.

한편, 상기 캐필러리(12)의 하부에 반도체 칩의 패드(16)가 위치한다. 상기 캐필러리(12)가 하강함으로써 상기 볼이 상기 패드(16) 면에 접촉한다. 와이어 본딩 공정은 상기 볼을 상기 패드(16)에 본딩하는 공정이다. 통상적으로, 상기 본딩 와이어(14)는 금(Au)으로 형성되며, 상기 패드(16)는 금속으로 형성된다. 따라서, 금으로 형성되는 본딩 와이어의 볼과 금속으로 형성되는 패드는 원자배열 구조가 다른 물질들이기 때문에, 이들을 서로 본딩시키는 것은 용이하지 않다. 이에 따라, 와이어 본딩을 수행하기 이전에 상기 패드(16)를 가열하고, 상기 가열된 패드에 상기 볼을 본딩한다. 이에 더하여, 상기 캐필러리(12)를 하강하여 소정의 힘을 갖는 캐필러리의 팁(tip)이 상기 패드(16)를 도 1의 z-축 방향, 즉 상기 패드(16)의 표면에 대해 수직 방향으로 가압함으로써 와이어 본딩 공정을 수행한다. 또한, 상기 패드(16)에 접촉한 볼에 도 1의 y-축 방향, 즉 상기 패드(16)의 표면에 대해 수평 방향의 힘을 인가하기 위하여 상기 캐필러리(12)를 소정의 진폭을 갖도록 진동시킨다. 이러한 와이어 본딩 공정이 수행된 이후에 본딩 와이어의 볼이 상기 패드(16)의 표면에 본딩된다. 이 경우에, 상기 패드(16)에 상기 볼이 유효하게 본딩된 것을 보장하기 위하여 상기 패드(16)에 본딩된 볼은 소정의 볼유효치에 해당하는 크기를 갖도록 형성되어야 한다. 따라서, 상기 패드(16)에 접촉한 볼에 인가되는 상기 수평 방향의 힘의 조정, 즉 상기 진동되는 캐필러리의 진동 변위의 조정이 매우 중요하다.Meanwhile, the pad 16 of the semiconductor chip is positioned under the capillary 12. As the capillary 12 descends, the ball contacts the surface of the pad 16. The wire bonding process is a process of bonding the ball to the pad 16. Typically, the bonding wire 14 is made of gold (Au) and the pad 16 is made of metal. Therefore, since the ball of the bonding wire formed of gold and the pad formed of the metal are materials having different atomic arrangement structures, it is not easy to bond them together. Accordingly, the pad 16 is heated before the wire bonding is performed, and the ball is bonded to the heated pad. In addition, the tip of the capillary having the predetermined force by lowering the capillary 12 causes the pad 16 to move in the z-axis direction of FIG. 1, ie with respect to the surface of the pad 16. The wire bonding process is performed by pressing in the vertical direction. In addition, the capillary 12 has a predetermined amplitude in order to apply a force in the y-axis direction of FIG. 1, that is, a horizontal direction with respect to the surface of the pad 16. Vibrate to have. After this wire bonding process is performed, a ball of bonding wire is bonded to the surface of the pad 16. In this case, the ball bonded to the pad 16 should be formed to have a size corresponding to a predetermined ball effective value to ensure that the ball is effectively bonded to the pad 16. Therefore, adjustment of the horizontal force applied to the ball in contact with the pad 16, that is, adjustment of the vibration displacement of the vibrating capillary is very important.

상기 캐필러리의 진동 변위를 측정하기 위하여 상기 캐필러리의 전방에 레이저 진동 계측기(18)가 배치된다. 이 경우에, 상기 캐필러리(12)는 상기 패드(16)로부터 이격되게 배치하고, 상기 레이저 진동 계측기(18)와 동일 레벨에서 직각이 되도록 배치한다. 상기 패드(16)로부터 이격되게 배치된 캐필러리에 초음파 진동을 인가한다. 상기 레이저 진동 계측기(18)는 진동하는 캐필러리의 진동을 측정한다. 이를 통해 상기 진동하는 캐필러리의 진동 주파수와 변위를 산출한다. A laser vibration meter 18 is disposed in front of the capillary to measure the vibration displacement of the capillary. In this case, the capillary 12 is arranged to be spaced apart from the pad 16 and to be perpendicular to the laser vibration meter 18 at the same level. Ultrasonic vibration is applied to the capillary spaced apart from the pad 16. The laser vibration measuring instrument 18 measures the vibration of the vibrating capillary. Through this, the vibration frequency and displacement of the vibrating capillary are calculated.

상기와 같은 방법으로 상기 트랜듀서 혼(10)에 인가되는 초음파의 세기를 조절하면서 초음파 세기에 의존하는 진동 변위를 측정한다. 상기 측정된 진동 변위값들을 통해 상기 트랜듀서 혼(10)의 이상 유무를 판단할 수 있다.In this manner, while controlling the intensity of the ultrasonic wave applied to the transducer horn 10, the vibration displacement depending on the ultrasonic intensity is measured. The abnormality of the transducer horn 10 may be determined based on the measured vibration displacement values.

후속하여, 상기 캐필러리를 하강하고 상기 하강된 캐필러리에 상기 수직 방향의 힘을 인가하여 상기 패드에 본딩 와이어의 볼을 접촉한다. 또한, 상기 하강된 캐필러리(12')에 초음파 진동을 인가하여 캐필러리가 상기 설정된 진동 변위(A)를 갖고 y-축 방향으로 진동되게 한다. 이 때, 트랜듀서 혼의 성능이 저하된 경우에 상기 설정된 진동 변위(A) 보다 작은 진동 변위(A')를 나타낼 수 있다. 그 결과, 상기 패드(16) 면에 볼이 본딩되지 않거나 본딩된 볼의 크기가 볼 유효치 보다 작게 나타날 수 있다. 즉, 와이어 본딩의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다.Subsequently, the capillary is lowered and the vertical force is applied to the lowered capillary to contact the ball of bonding wire to the pad. In addition, ultrasonic vibration is applied to the lowered capillary 12 'so that the capillary vibrates in the y-axis direction with the set vibration displacement A. In this case, when the performance of the transducer horn is degraded, the vibration displacement A ′ may be smaller than the set vibration displacement A. FIG. As a result, the ball is not bonded to the pad 16 surface or the size of the bonded ball may appear smaller than the ball effective value. That is, the problem that the reliability of wire bonding falls.

이와 같이 본딩 기구의 진동 변위를 측정하기 위하여 종래의 측정방법은 레 이저 진동 계측기 및 측정 데이터 분석장비 같은 별도의 장비가 요구되고, 와이어 본딩 공정과 별도로 상기 진동 변위를 측정하기 때문에 와이어 본딩 공정 시간이 지연되는 문제점이 있다.Thus, in order to measure the vibration displacement of the bonding mechanism, a conventional measuring method requires separate equipment such as a laser vibration measuring instrument and a measurement data analysis equipment, and the wire bonding process time is long because the vibration displacement is measured separately from the wire bonding process. There is a delay.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 높은 신뢰도를 갖고 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 계측하는 데 적합한 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 측정하는 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method for measuring vibration displacement of a wire bonding mechanism with high reliability and suitable for measuring vibration displacement of a wire bonding mechanism.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 높은 신뢰도를 갖고 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 계측하는 데 적합한 와이어 본딩 기구의 진동 변위를 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 캐필러리의 팁의 제1 마크를 패드 표면에 표시하는 것을 포함한다. 상기 캐필러리를 진동한다. 상기 진동되는 캐필러리의 팁의 제2 마크를 상기 패드 표면에 표시한다. 상기 표시된 제1 및 제2 마크들을 비교한다. 상기 비교되는 제1 및 제 2 마크들로부터 상기 진동되는 캐필러리의 진동 변위값을 산출한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method for measuring the vibration displacement of the wire bonding mechanism with high reliability and suitable for measuring the vibration displacement of the wire bonding mechanism. The method includes marking the pad surface with a first mark of the tip of the capillary. Vibrate the capillary. The second mark of the tip of the vibrating capillary is marked on the pad surface. Compare the first and second marks indicated above. The vibration displacement value of the vibrating capillary is calculated from the first and second marks to be compared.

본 발명의 몇몇 실시예들에 있어, 상기 표시된 제1 및 제2 마크들을 비교하는 것은 상기 제1 및 제2 마크들의 직경들을 비교하는 것을 포함할 수 있다.In some embodiments of the invention, comparing the indicated first and second marks may comprise comparing diameters of the first and second marks.

본 발명의 다른 실시예들에 있어, 상기 캐필러리의 진동 변위값을 산출하는 것은 상기 표시된 제2 마크의 직경에서 상기 표시된 제1 마크의 직경을 감산하는 것을 포함할 수 있다.In other embodiments of the present disclosure, calculating the vibration displacement value of the capillary may include subtracting the diameter of the displayed first mark from the diameter of the displayed second mark.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어, 상기 캐필러리를 진동하는 것은 상기 캐필러리에 초음파 진동을 인가하는 것을 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, vibrating the capillary may include applying ultrasonic vibration to the capillary.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어, 상기 캐필러리의 유효 진동 변위값을 설정하고, 상기 설정된 유효 진동 변위값과 상기 산출된 진동 변위값을 비교하는 것을 더 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the method may further include setting an effective vibration displacement value of the capillary and comparing the set effective vibration displacement value with the calculated vibration displacement value.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어, 상기 산출된 진동 변위값이 상기 설정된 유효 진동 변위값에 비해 작은 경우에, 상기 캐필러리를 재진동하는 것을 더 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, when the calculated vibration displacement value is smaller than the set effective vibration displacement value, it may further comprise re-vibrating the capillary.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에서 설명되어지는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments described below. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 2는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 와이어 본더의 개략적인 구성도이다. 도 3은 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 사시도이다. 도 4a는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 제1 마크가 표시된 패드의 사시도이다. 도 4b는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 제2 마크가 표시된 패드의 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 본딩 기구의 마크들이 표시된 본딩 패드들의 평면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.2 is a schematic configuration diagram of a wire bonder for explaining the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention. 3 is a perspective view of the bonding mechanism for explaining the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention. 4A is a perspective view of a pad on which a first mark of a bonding mechanism for explaining a vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention is displayed. 4B is a perspective view of a pad on which a second mark of the bonding mechanism is shown for explaining the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention. 5 is a plan view of bonding pads marked with marks of the bonding mechanism for explaining a vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention. 6 is a flow chart for explaining a vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 와이어 본딩 공정을 위한 와이어 본더는 발명에 따른 본딩 기구를 구비한다. 상기 와이어 본더는 트랜듀서 혼(20)을 구비한다. 상기 트랜듀서 혼(20)의 제1 단부에 본딩 기구가 설치된다. 상기 본딩 기구는 캐필러리(22)일 수 있다. 이 경우에, 상기 캐필러리(22)는 상기 트랜듀서 혼(20)의 상기 제1 단부를 관통하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 단부를 관통한 캐필러리는 상기 트랜듀서 혼(20)을 가로지르며 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 트랜듀서 혼(20)이 수평으로 배치되는 경우에, 상기 캐필러리(22)는 상기 수평으로 배치된 트랜듀서 혼에 대해 수직으로 배치될 수 있다.2 and 3, a wire bonder for a wire bonding process is provided with a bonding mechanism according to the invention. The wire bonder has a transducer horn 20. A bonding mechanism is installed at the first end of the transducer horn 20. The bonding mechanism may be a capillary 22. In this case, the capillary 22 may be arranged to penetrate the first end of the transducer horn 20. The capillary penetrating the first end may be disposed across the transducer horn 20. For example, when the transducer horn 20 is disposed horizontally, the capillary 22 may be disposed perpendicular to the horizontally arranged transducer horn.

상기 캐필러리(22)를 본딩 와이어(24)가 관통한다. 이 경우에, 상기 캐필러리(22)의 상부면에 본딩 와이어 주입구(26)가 형성된다. 또한, 상기 캐필러리(22)의 하부면에 본딩 와이어 배출구(28)가 형성된다. 즉, 상기 캐필러리(22)의 팁(tip)에 상기 본딩 와이어 배출구(28)가 형성된다. 상기 본딩 와이어 주입구(26) 및 상기 본딩 와이어 배출구(28)는 서로 연통되게 형성된다. 상기 본딩 아이어 주입구(26) 및 상기 본딩 와이어 배출구(28)는 원형으로 형성될 수 있다. Bonding wires 24 pass through the capillary 22. In this case, a bonding wire injection hole 26 is formed on the upper surface of the capillary 22. In addition, a bonding wire outlet 28 is formed on the lower surface of the capillary 22. That is, the bonding wire outlet 28 is formed at the tip of the capillary 22. The bonding wire inlet 26 and the bonding wire outlet 28 are formed in communication with each other. The bonding eye inlet 26 and the bonding wire outlet 28 may be formed in a circular shape.

상기 캐필러리(22)를 관통하는 본딩 와이어는 상기 캐필러리(22)의 상기 본딩 와이어 주입구(26)를 통해 인입되어 상기 본딩 와이어 배출구(28)를 통해 인출될 수 있다. 상기 본딩 와이어(24)는 상기 캐필러리(22)의 상부에 배치되는 클램프(미도시)에 의해 고정될 수 있다. 상기 캐필러리(22)의 상기 본딩 와이어 배출 구(28)를 통해 인출된 본딩 와이어의 단부에 본딩 와이어 볼(30)을 형성할 수 있다. 이 경우에, 상기 본딩 와이어 볼(30)은 방전 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 본딩 와이어(24)는 금(Au)일 수 있다.The bonding wire penetrating the capillary 22 may be drawn through the bonding wire inlet 26 of the capillary 22 and may be drawn out through the bonding wire outlet 28. The bonding wire 24 may be fixed by a clamp (not shown) disposed on the capillary 22. A bonding wire ball 30 may be formed at an end portion of the bonding wire drawn out through the bonding wire discharge hole 28 of the capillary 22. In this case, the bonding wire ball 30 may be formed using a discharge technique. The bonding wire 24 may be gold (Au).

상기 트랜듀서 혼(20)의 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 트랜듀서 혼 장착부(21)이 장착된다. 상기 트랜듀서 혼 장착부(21)에 초음파 발진부(32)가 설치된다. 상기 초음파 발진부(32)는 액추에이터 역할을 할 수 있다. 이 경우에, 상기 초음파 발진부(32)는 압전 소자 및 구동부를 구비할 수 있다. 상기 초음파 발진부(32)에 전원을 인가하여 초음파 진동을 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 초음파 발진부(32)는 상기 트랜듀서 혼(20)에 초음파 진동을 인가할 수 있다. 상기 트랜듀서 혼(20)에 인가된 초음파 진동은 상기 캐필러리(22)에 전달될 수 있다. 상기 초음파 진동은 소정의 주기를 갖고 상기 트랜듀서 혼(20)을 그 길이 방향으로 진동시킬 수 있다. 이 경우에, 상기 초음파 진동이 전달된 캐필러리는 상기 캐필러리를 관통하는 수직축을 중심으로 좌우 방향으로 진동할 수 있다. The transducer horn mount 21 is mounted at a second end of the transducer horn 20 opposite the first end. An ultrasonic oscillator 32 is installed in the transducer horn mount 21. The ultrasonic oscillator 32 may serve as an actuator. In this case, the ultrasonic oscillator 32 may include a piezoelectric element and a driver. Ultrasonic vibration may be generated by applying power to the ultrasonic oscillator 32. Accordingly, the ultrasonic oscillator 32 may apply ultrasonic vibration to the transducer horn 20. Ultrasonic vibration applied to the transducer horn 20 may be transmitted to the capillary 22. The ultrasonic vibration may vibrate the transducer horn 20 in the longitudinal direction with a predetermined period. In this case, the capillary to which the ultrasonic vibration is transmitted may vibrate in a left and right direction about a vertical axis penetrating the capillary.

한편, 상기 트랜듀서 혼(20)의 상기 제1 단부는 상기 트랜듀서 혼 장착부(21)에 위치하는 회전축(34)을 중심으로 일정한 각도만큼 회전할 수 있다. 이를 위해 상기 트랜듀서 혼 장착부(21)에 모터가 구비될 수 있다.On the other hand, the first end of the transducer horn 20 may be rotated by a predetermined angle around the rotating shaft 34 positioned in the transducer horn mounting portion 21. To this end, a motor may be provided in the transducer horn mounting portion 21.

이에 따라, 상기 트랜듀서 혼(20)이 상기 회전축(34)을 중심으로 회전되는 동안에, 상기 트랜듀서 혼(20)의 제1 단부에 장착된 캐필러리는 승하강 이동이 가능할 수 있다.Accordingly, the capillary mounted to the first end of the transducer horn 20 may be moved up and down while the transducer horn 20 is rotated about the rotation shaft 34.

상기 캐필러리(20)의 하부에 본딩 패드(40)가 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 본딩 패드(40)의 표면과 상기 캐필러리(22)는 서로 직교되도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 캐필러리(22)가 하강한 경우에, 상기 캐필러리(22)의 팁은 상기 본딩 패드(40)의 상부면에 접촉할 수 있다. 즉, 상기 하강된 캐필러리의 팁이 일정한 힘으로 상기 본딩 패드(40)의 표면을 가압할 수 있다. The bonding pad 40 may be positioned below the capillary 20. In this case, the surface of the bonding pad 40 and the capillary 22 may be arranged to be orthogonal to each other. Therefore, when the capillary 22 is lowered, the tip of the capillary 22 may contact the upper surface of the bonding pad 40. That is, the tip of the lowered capillary may press the surface of the bonding pad 40 with a constant force.

또한, 와이어 본딩 공정을 수행하는 데 있어, 상기 캐필러리(22)의 팁에 상기 본딩 와이어 볼(30)이 위치하는 경우에, 상기 하강된 캐필러리의 팁과 상기 본딩 패드(40) 사이에 상기 본딩 와이어 볼(30)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 하강된 캐필러리의 팁에 위치하는 본딩 와이어 볼이 상기 본딩 패드(40)에 접촉되고, 상기 본딩 패드(40)에 접촉된 본딩 와이어 볼을 상기 하강된 캐필러리의 팁이 일정한 힘으로 가압할 수 있다.In addition, in performing the wire bonding process, when the bonding wire ball 30 is positioned at the tip of the capillary 22, between the tip of the lowered capillary and the bonding pad 40. The bonding wire ball 30 may be disposed. That is, the bonding wire ball positioned at the tip of the lowered capillary is in contact with the bonding pad 40, and the tip of the lowered capillary is fixed with the bonding wire ball in contact with the bonding pad 40. Can be pressurized.

상기 하강된 캐필러리의 팁이 상기 본딩 패드(40)를 가압하는 동안에, 상기 초음파 진동이 상기 트랜듀서 혼(20)에 인가되면, 상기 본딩 패드(40)를 가압하는 캐필러리의 팁이 진동할 수 있다. 이 경우에, 상기 캐필러리의 팁에 와이어 볼을 형성하지 않는다. 따라서, 상기 하강된 캐필러리의 팁이 상기 본딩 패드(40)를 가압함으로써, 상기 본딩 패드(40)의 표면에 캐필러리의 팁의 형상이 표시될 수 있다. 즉, 상기 캐필러리의 팁에 형성된 본딩 와이어 배출구의 형상, 즉 마크가 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시될 수 있다. 예를 들면, 원형의 마크가 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시될 수 있다.If the ultrasonic vibration is applied to the transducer horn 20 while the tip of the lowered capillary presses the bonding pad 40, the tip of the capillary pressurizing the bonding pad 40 may vibrate. Can be. In this case, no wire ball is formed at the tip of the capillary. Therefore, the tip of the lowered capillary may press the bonding pad 40 so that the shape of the tip of the capillary may be displayed on the surface of the bonding pad 40. That is, the shape of the bonding wire outlet formed at the tip of the capillary, that is, the mark may be displayed on the surface of the bonding pad 40. For example, a circular mark may be displayed on the surface of the bonding pad 40.

이에 더하여, 상기 본딩 패드(40)에 접촉된 캐필러리의 팁이 진동하는 경우에, 상기 진동되는 캐필러리의 팁의 형상 및 그 진동 궤적이 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시될 수 있다. 예를 들면, 일정한 주기를 갖고 진동하는 원형의 형상 및 그 진동 궤적이 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시될 수 있다. 상기 본딩 패드(40)는 금속일 수 있다. In addition, when the tip of the capillary contacting the bonding pad 40 vibrates, the shape of the vibrating tip of the capillary and its vibration trajectory may be displayed on the surface of the bonding pad 40. For example, a circular shape vibrating with a constant period and its vibration trajectory may be displayed on the surface of the bonding pad 40. The bonding pad 40 may be metal.

상기 본딩 패드(40)의 상부에 촬상부(42)가 배치될 수 있다. 상기 촬상부(42)는 상기 본딩 패드(40)로부터 이격되게 위치할 수 있다. 상기 촬상부(42)는 CCD 카메라와 렌즈들(41)을 구비할 수 있다. 상기 촬상부(42)는 상기 본딩 패드(40)의 표면을 촬상할 수 있다. 이에 따라, 상기 촬상부(42)는 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시된 상기 캐필러리의 팁의 형상 및 상기 진동하는 캐필러리의 팁의 형상 및 그 진동 궤적을 촬상할 수 있다. The imaging unit 42 may be disposed on the bonding pad 40. The imaging unit 42 may be positioned to be spaced apart from the bonding pad 40. The imaging unit 42 may include a CCD camera and lenses 41. The imaging unit 42 may image the surface of the bonding pad 40. Accordingly, the imaging unit 42 may capture the shape of the tip of the capillary, the shape of the tip of the vibrating capillary, and the vibration trajectory displayed on the surface of the bonding pad 40.

상기 촬상부(42) 및 상기 초음파 발진부(32)로부터 이격되도록 제어부(44)가 배치될 수 있다. 상기 촬상부(42)와 상기 제어부(44)는 전기적으로 접속될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제어부(44)와 상기 초음파 발진부(32)는 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 제어부(44)는 마이크로 컴퓨터를 구비하고 프로그램이 저장될 수 있다. 이에 따라, 상기 촬상부(42)에 의해 촬상된 이미지에 대한 정보는 상기 제어부(44)에 전달될 수 있다. 또한, 상기 제어부(44)는 상기 초음파 발진부(32)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.The controller 44 may be disposed to be spaced apart from the imaging unit 42 and the ultrasonic oscillator 32. The imaging unit 42 and the control unit 44 may be electrically connected. Similarly, the controller 44 and the ultrasonic oscillator 32 may be electrically connected. The control unit 44 may include a microcomputer and a program may be stored. Accordingly, information about the image captured by the imaging unit 42 may be transmitted to the control unit 44. In addition, the controller 44 may control the voltage applied to the ultrasonic wave oscillator 32.

이하, 상술한 와이어 본더에 근거하여 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention will be described based on the above-described wire bonder.

도 2, 도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본딩 기구, 즉 캐필러리(22)의 유효 진동 변위값(D1)을 제어부(44)에 설정한다(S10).2, 4A, 4B, 5, and 6, the effective vibration displacement value D1 of the bonding mechanism, that is, the capillary 22, is set in the controller 44 (S10).

트랜듀서 혼(20)의 제1 단부 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부 사이에 위치하는 회전축(34)을 중심으로 일정한 각도 만큼 상기 트랜듀서 혼(20)을 회전시킨다. 그러나, 상기 회전되는 트랜듀서 혼에 초음파 진동이 인가되지는 않는다. 이에 따라, 상기 트랜듀서 혼(20)의 상기 제1 단부에 위치하는 캐필러리(22)가 일정한 거리만큼 하강한다(S20). 이 경우에, 상기 캐필러리(22)의 팁에 와이어 볼을 형성하지 않는다. 그 결과, 상기 하강된 캐필러리의 팁은 본딩 패드(40)의 표면에 접촉한다. 이 경우에, 상기 하강된 캐필러리의 팁은 승하강 구동부(38)에 의해 일정한 힘을 갖고 상기 본딩 패드(40)의 표면을 z-축 방향으로 가압할 수 있다. 그 결과, 상기 하강된 캐필러리의 팁의 형상, 즉 상기 본딩 패드(40)와 마주 보도록 위치하고 상기 하강된 캐필러리의 팁의 표면에 형성되는 본딩 와이어 배출구(28)의 형상이 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시될 수 있다(S30). 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시된 와이어 배출구(28)의 형상은 일정한 직경(R1)을 갖는 원형의 마크(46)일 수 있다.The transducer horn 20 is rotated by an angle about a rotational axis 34 positioned between the first end of the transducer horn 20 and the second end opposite the first end. However, no ultrasonic vibration is applied to the rotating transducer horn. Accordingly, the capillary 22 positioned at the first end of the transducer horn 20 descends by a predetermined distance (S20). In this case, no wire ball is formed at the tip of the capillary 22. As a result, the tip of the lowered capillary contacts the surface of the bonding pad 40. In this case, the tip of the lowered capillary may press the surface of the bonding pad 40 in the z-axis direction with a constant force by the elevating drive 38. As a result, the shape of the tip of the lowered capillary, that is, the shape of the bonding wire outlet 28 positioned to face the bonding pad 40 and formed on the surface of the tip of the lowered capillary, is the bonding pad 40. It may be displayed on the surface of (S30). The shape of the wire outlet 28 displayed on the surface of the bonding pad 40 may be a circular mark 46 having a constant diameter R1.

후속하여, 상기 일정한 각도 만큼 회전된 트랜듀서 혼에 초음파 진동을 인가한다. 이에 따라, 상기 트랜듀서 혼이 제1 단부에 장착된 캐필러리(22)가 초음파 진동을 한다(S40). 이 경우에, 상기 진동되는 캐필러리는 상기 트랜듀서 혼의 길이 방향을 따라 진동할 수 있다. 즉, 상기 진동되는 캐필러리는 y-축 방향으로 진동할 수 있다. 따라서, 상기 본딩 패드(40)의 표면을 가압하는 상기 진동되는 캐필러리의 팁의 형상이 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시될 수 있다(S50). 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시된 상기 진동되는 캐필러리의 팁의 형상은 일정한 장직경(R2) 을 갖는 타원형의 마크(46')일 수 있다. 이 경우에, 상기 장직경(R2)은 상기 직경(R1) 보다 클 수 있다.Subsequently, ultrasonic vibration is applied to the transducer horn rotated by the constant angle. Accordingly, the capillary 22 mounted at the first end of the transducer horn makes ultrasonic vibration (S40). In this case, the vibrating capillary may vibrate along the longitudinal direction of the transducer horn. That is, the vibrating capillary may vibrate in the y-axis direction. Therefore, the shape of the tip of the vibrating capillary pressing the surface of the bonding pad 40 may be displayed on the surface of the bonding pad 40 (S50). The shape of the tip of the vibrating capillary displayed on the surface of the bonding pad 40 may be an elliptical mark 46 'having a constant long diameter R2. In this case, the long diameter R2 may be larger than the diameter R1.

촬상부(42)를 이용하여 상기 본딩 패드(40)의 표면에 표시된 마크들(46,46')을 촬상한다(S60). 즉, 상기 촬상부(42)가 상기 직경(R1)을 갖는 마크(46) 및 상기 장직경(R2)을 갖는 마크(46')를 촬상한다. 이 경우에, 상기 마크(46)를 상기 본딩 패드(40)에 표시한 후, 상기 본딩 패드(40)에 표시된 마크를 상기 촬상부(42)가 촬상하고, 연속해서 상기 마크(46')를 상기 본딩 패드(40)에 표시한 후, 상기 본딩 패드(40)에 표시된 마크를 상기 촬상부(42)가 촬상할 수도 있다.The marks 46 and 46 'displayed on the surface of the bonding pad 40 are captured by using the imaging unit 42 (S60). That is, the imaging section 42 picks up the mark 46 having the diameter R1 and the mark 46 'having the long diameter R2. In this case, after the mark 46 is displayed on the bonding pad 40, the image pickup section 42 picks up the mark displayed on the bonding pad 40, and successively marks the mark 46 '. After the display on the bonding pad 40, the imaging unit 42 may image the mark displayed on the bonding pad 40.

상기 촬상부(42)에 의해 촬상된 마크들(46,46')의 이미지들에 대한 정보가 제어부(44)에 전송된다. 상기 제어부(44)는 상기 전송된 마크들(46,46')의 직경들을 검출한다(S70,S80). 상기 제어부(44)는 상기 검출된 장직경(R2)에서 상기 검출된 직경(R1)을 감산하여 진동 변위값(D2)을 산출한다(S90). 상기 장직경(R2)에서 상기 직경(R1)을 감산하여 산출된 상기 변위값(D2)은 상기 초음파 진동에 의해 진동되는 캐필러리의 변위값을 의미한다. 예를 들면, 상기 직경(R1)이 31㎛이고, 상기 장직경(R2)이 32.1㎛인 경우에, 상기 진동 변위값(D2), 즉 상기 캐필러리의 진동 변위는 1.1㎛가 된다.Information about the images of the marks 46 and 46 ′ captured by the imaging unit 42 is transmitted to the control unit 44. The controller 44 detects diameters of the transmitted marks 46 and 46 '(S70 and S80). The controller 44 calculates a vibration displacement value D2 by subtracting the detected diameter R1 from the detected long diameter R2 (S90). The displacement value D2 calculated by subtracting the diameter R1 from the long diameter R2 means a displacement value of the capillary vibrated by the ultrasonic vibration. For example, when the diameter R1 is 31 탆 and the long diameter R2 is 32.1 탆, the vibration displacement value D2, that is, the vibration displacement of the capillary is 1.1 탆.

이 후, 상기 제어부(44)는 상기 산출된 진동 변위값(D2)과 상기 설정된 유효 진동 변위값(D1)을 비교한다(S100). 그 결과, 상기 산출된 진동 변위값(D2)이 상기 설정된 유효 진동 변위값(D1) 보다 큰 경우에, 후속의 와이어 본딩 공정을 진행한다(S110). 그러나, 상기 산출된 진동 변위값(D2)이 상기 설정된 유효 진동 변위 값(D1) 보다 작은 경우에, 상기 초음파 발진부(32)에 인가되는 전압을 조절한다. 즉, 상기 산출된 진동 변위값(D2)이 상기 설정된 유효 진동 변위값(D1) 보다 같거나 클 수 있도록 상기 초음파 발진부(32)에 인가되는 전압을 상승한다. 이러한 이유는 상기 산출된 진동 변위값(D2)이 상기 설정된 유효 진동 변위값(D1) 보다 작은 경우에, 후속의 본딩 공정에 의해 본딩 패드 표면에 형성된 볼의 직경이 유효 직경 보다 작아 상기 볼과 상기 본딩 패드가 이들 사이의 접합력이 약해서 전기적으로 단락될 수 있기 때문이다.Thereafter, the controller 44 compares the calculated vibration displacement value D2 with the set effective vibration displacement value D1 (S100). As a result, when the calculated vibration displacement value D2 is larger than the set effective vibration displacement value D1, a subsequent wire bonding process is performed (S110). However, when the calculated vibration displacement value D2 is smaller than the set effective vibration displacement value D1, the voltage applied to the ultrasonic wave oscillator 32 is adjusted. That is, the voltage applied to the ultrasonic wave oscillator 32 is increased so that the calculated vibration displacement value D2 is equal to or larger than the set effective vibration displacement value D1. This is because, when the calculated vibration displacement value D2 is smaller than the set effective vibration displacement value D1, the diameter of the ball formed on the surface of the bonding pad by the subsequent bonding process is smaller than the effective diameter. This is because the bonding pads have a weak bonding force between them and can be electrically shorted.

상술한 실시예에서는 하나의 본딩 패드에 캐필러리 팁의 마크들을 형성하였으나, 도 5에 나타나 있는 바와 같이 다수개의 본딩 패드면에 캐필러리 팁의 마크들을 표시하고, 다수개의 진동 변위값들을 산출한 후, 그 평균값을 산출하는 경우에 보다 정밀한 진동 변위값을 측정할 수 있다. In the above-described embodiment, the marks of the capillary tip are formed on one bonding pad, but as shown in FIG. 5, the marks of the capillary tip are displayed on the surfaces of the plurality of bonding pads, and a plurality of vibration displacement values are calculated. After that, when the average value is calculated, a more accurate vibration displacement value can be measured.

이와 같이, 본 발명에 따른 본딩 기구의 진동 변위 측정방법은 종래의 기술과 같은 별도의 변위 측정장비가 필요없을 뿐만 아니라, 본딩 공정 시 실시간으로 본딩 기구의 진동 변위를 측정할 수 있는 장점이 있다.As described above, the vibration displacement measuring method of the bonding mechanism according to the present invention does not need a separate displacement measuring apparatus as in the prior art, and has the advantage of measuring the vibration displacement of the bonding mechanism in real time during the bonding process.

또한, 본딩 패드의 표면에 의해 발생되는 마찰력에 의한 진동 감쇠를 고려하여 본딩 기구에 초음파 진동을 인가하기 때문에, 본딩된 와이어 볼의 크기에 대한 신뢰도를 개선할 수 있다. In addition, since ultrasonic vibration is applied to the bonding mechanism in consideration of vibration attenuation caused by the frictional force generated by the surface of the bonding pad, reliability of the size of the bonded wire ball can be improved.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본딩 기구의 진동 변위를 측정하기 위한 별도의 장비를 구비하지 않고, 와이어 본딩 공정 도중에 실시간으로 본딩 기구 의 진동 변위를 측정할 수 있다.As described above, according to the present invention, the vibration displacement of the bonding mechanism may be measured in real time during the wire bonding process without providing a separate device for measuring the vibration displacement of the bonding mechanism.

또한, 본딩 패드의 마찰력을 고려하여 캐필러리를 진동시키기 때문에 본딩 공정 후에 본딩 패드에 형성되는 볼의 크기에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In addition, since the capillary is vibrated in consideration of the frictional force of the bonding pad, reliability of the size of the ball formed in the bonding pad after the bonding process may be improved.

Claims (6)

캐필러리의 팁의 제1 마크를 패드 표면에 표시하고,Mark the first mark of the tip of the capillary on the pad surface, 상기 캐필러리를 진동하고,Vibrating the capillary, 상기 진동되는 캐필러리의 팁의 제2 마크를 상기 패드 표면에 표시하고,Marking a second mark of the tip of the vibrating capillary on the pad surface, 상기 표시된 제1 및 제2 마크들을 비교하고, 및Comparing the first and second marks indicated above, and 상기 비교되는 제1 및 제 2 마크들로부터 상기 진동되는 캐필러리의 진동 변위값을 산출하는 것을 포함하는 와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법.And calculating a vibration displacement value of the vibrating capillary from the first and second marks to be compared. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표시된 제1 및 제2 마크들을 비교하는 것은 상기 제1 및 제2 마크들의 직경들을 비교하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법.Comparing the marked first and second marks comprises comparing the diameters of the first and second marks. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캐필러리의 진동 변위값을 산출하는 것은 상기 표시된 제2 마크의 직경에서 상기 표시된 제1 마크의 직경을 감산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법.Calculating the vibration displacement value of the capillary includes subtracting the diameter of the displayed first mark from the diameter of the displayed second mark. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캐필러리를 진동하는 것은 상기 캐필러리에 초음파 진동을 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법.Vibrating the capillary vibration measuring method of the wire bonding mechanism, characterized in that for applying the ultrasonic vibration to the capillary. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캐필러리의 유효 진동 변위값을 설정하고, 상기 설정된 유효 진동 변위값과 상기 산출된 진동 변위값을 비교하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법.And setting an effective vibration displacement value of the capillary and comparing the set effective vibration displacement value with the calculated vibration displacement value. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 산출된 진동 변위값이 상기 설정된 유효 진동 변위값에 비해 작은 경우에, 상기 캐필러리를 재진동하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 기구의 진동 변위 측정방법.And vibrating the capillary when the calculated vibration displacement value is smaller than the set effective vibration displacement value.
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