KR20090005903A - 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치 - Google Patents

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KR20090005903A
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Abstract

와이어 본딩시에 접착테이프 바운싱(tape bouncing)에 의해 접착력이 약한 볼 본딩이 발생하는 것을 억제할 수 있는 와이어 본딩 장치 및 본딩 방법에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은 상기 와이어 본딩 장치 내부에 마련된 트랜스듀서(transducer)에 의해 고정되는 캐필러리(capillary)에 발열장치가 추가로 장착된 와이어 본딩 장치 및 이를 사용하는 와이어 본딩방법을 제공한다. 따라서 반도체 칩에 대한 열 공급을 반도체 칩 하부에 있는 히터블록을 통해 수행하지 않고 반도체 칩 상부에 마련된 캐필러리를 통해 수행함으로써 테이프 바운싱 문제를 해결하여 와이어 본딩 공정의 수율을 높일 수 있다.
캐필러리, 트랜스듀서, 발열장치, 바운싱.

Description

캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치 및 본딩방법{Wire bonding apparatus supplying thermal energy through capillary and method for wire bonding using the same}
본 발명은 반도체 패키지 제조공정에 사용되는 와이어 본딩 장치 및 이를 이용한 와이어 본딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐필러리를 통해 열을 공급하는 와이어 본딩 장치 및 이를 사용한 와이어 본딩 방법에 관한 것이다.
와이어 본딩 장치는 반도체 칩의 본드패드와 리드 프레임에 있는 인너 리드(inner lead) 혹은 인쇄회로기판의 본드 핑거(bond finger)를 금선(gold wire)으로 연결시키는 반도체 패키지 조립공정에 사용되는 자동화 장치를 말한다.
최근들어 반도체 패키지의 경박 단소화 추세에 따라, 반도체 칩의 두께 역시 더욱 얇아지고 있으며, 특히 일부 반도체 패키지는 두께를 더욱 얇게 만들기 위해 반도체 칩의 뒷면을 연마(grinding)시켜 두께를 수십 ㎛ 범위로 만들어서 반도체 패키지 내부에 탑재하고 있다. 이렇게 밑면이 얇게 연마된 반도체 칩은 액상 접착제(epoxy)를 사용하여 리드프레임 혹은 인쇄회로기판에 접착하기에는 액상 접착제의 두께 제어가 어렵기 때문에, 접착 테이프를 사용하여 리드프레임 혹은 인쇄회로 기판에 부착된다.
한편, 상기 접착 테이프는, 적정 온도에서 적정한 압력을 인가하여 반도체 칩을 리드프레임 혹은 인쇄회로기판에 접착시키는데, 이때 통상적으로 접착테이프와 리드프레임의 표면 혹은 인쇄회로기판의 표면에 보이드(void)가 발생하게 된다. 이러한 보이드(void) 발생 문제는 반도체 패키지의 신뢰성에 크게 영향을 미치기 때문에 몰딩(molding) 공정을 진행하면서 몰딩 공정시 인가되는 온도와 압력에 의하여 제거된다. 이를 위하여 접착테이프는 몰드 공정에서 적정한 압력을 받아 보이드를 제거시키기 위해 재질이 적정한 연성(soft)을 보유해야 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 와이어 본딩 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 와이어 본딩 장치(100) 내부에서 발열장치(102)가 설치된 스테이지(stage) 위에 리드프레임 혹은 인쇄회로기판(104) 위에 접착테이프(106)를 통해 부착된 반도체 칩(108)이 로딩(loading)된 단면을 보여준다.
이때, 와이어 본딩 장치(100)에서는 접착테이프(106)를 통해 다이 접착(Die attach)이 완료된 반도체 칩(108)은, 본드패드(미도시)에 금선(gold wire)을 연결시키기 위해 통상적으로 150~200℃ 온도로 가열되어 와이어 본딩이 수행된다. 상기 가열은 반도체 칩(108) 하부에 설치된 발열장치(102)에 의해 수행된다. 그러나 이때 반도체 칩(108) 하부에 있는 접착테이프(106)는 고온에서 연성으로 변하는 재질상의 특징으로 말미암아, 와이어 본딩을 위해 캐필러리(capillary)가 반도체 칩(108)의 본드패드에 접촉시 바운싱(bouncing)을 야기시켜 본드패드 위에 볼 본드(ball bond)의 안정적인 접착을 방해하는 요소로 작용한다.
특히, 직사각형의 반도체 칩(108)에 있어서 귀퉁이(corner) 부분은, 와이어 본딩시에 트랜스듀서(transducer)에 의해 인가되는 초음파 파워에 의해 흔들림이 심하게 발생하고, 상술한 고온에서 접착테이프(106)에 의한 바운싱 효과가 증가하기 때문에, 와이어 본딩이 원활하게 되지 않는 문제가 종종 발생한다. 이때 반도체 칩(108)의 두께가 100㎛ 이하로 얇아질수록 접착테이프(106)의 바운싱 문제 및 반도체 칩(108)이 흔들리는 문제는 더욱 악화되어 볼 본드의 접착력이 약화되는 문제가 더욱 증가한다.
즉, 상술한 종래 기술에 의한 와이어 본딩장치는 반도체 칩에 대한 열 공급을 반도체 칩 하부에 설치된 발열장치를 통해 공급하기 때문에, 반도체 칩의 두께가 얇아질 경우 고온에서 접착테이프의 바운싱 특성 때문에 와이어 본딩 특성이 저하되어 수율이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점들을 해결할 수 있도록 반도체 칩에 열을 전달하는 방식을 개선하여 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 문제점들을 해결할 수 있도록 상기 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치를 이용한 와이어 본딩방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 의한 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치는, 와이어 본딩 장치 본체와, 상기 와이어 본딩 장치 내부에 마련된 트랜스듀서(transducer)에 의해 고정되고 캐필러리(capillary)가 장착된 와이어 본딩수단 및 상기 와이어 본딩 수단에 추가로 장착된 발열장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 발열장치는 상기 와이어 본딩 수단의 캐필러리와 직접 접촉하는 것이 적합하다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 발열장치는 캐필러리를 통해 와이어 본딩되는 반도체 칩의 본드패드로 150~200℃의 온도를 공급할 수 있는 능력을 갖는 것이 적합하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 칩을 와이어 본딩장치로 로딩하는 단계와, 상기 와이어 본딩장치에서 와이어 본딩을 수행하되, 상기 반도체 칩에 대한 열 공급을 캐필러리를 통해 공급하면서 와이어 본딩을 진행하는 단계와, 상기 반도체 칩에 대한 와이어 본딩을 종료하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 캐필러리에 열을 공급하는 방법은 상기 캐필러리에 별도로 장착된 발열장치를 통해 공급하는 것이 적합하다.
바람직하게는, 상기 반도체 칩은 접착테이프에 의해 기본 프레임에 탑재된 것이 적합하다.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 와이어 본딩 장치에서 반도체 칩에 대한 열 공급을 반도체 칩의 상부에 설치된 캐필러리를 통해 공급하기 때문에, 반도체 칩 하부에 있는 접착테이프가 고온에 노출되어 바운싱 문제를 야기시켜 볼 본드의 접착을 방해하는 문제를 해결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 상세한 설명에서 개시되는 실시예는 본 발명을 한정하려는 의미가 아니라, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명의 개시가 실시 가능한 형태로 완전해지도록 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 와이어 본딩장치의 와이어 본딩 장치의 와이어 본딩수단을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치는, 와이어 본딩 장치 본체와, 상기 와이어 본딩 장치 내부에 마련된 트랜스듀서(transducer, 222)에 의해 고정되고 캐필러리(capillary, 224)가 장착된 와이어 본딩수단(220)과, 상기 와이어 본딩 수단(220)에 추가로 장착된 발열장치(226)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 트랜스듀서(transducer, 222)는 캐필러리(224)로 초음파 파워를 인가할 수 있는 수단이며, 캐필러리(capillary, 224)는 금선(gold wire)이 공급되고 볼 본드(ball bond) 및 스티치 본드(stitch bond)를 형성할 수 있는 도구이다.
본 발명에서는 상기 트랜스듀서(222)에 의해 고정된 캐필러리(224)에 발열장치(226)를 직접 접촉시켜 캐필러리(224)의 끝단이 접촉하는 반도체 칩의 본드패드로 150~200℃의 온도를 직접 공급한다. 이에 따라 반도체 칩 하부에 있는 접착테이프가 고온에 노출되지 않기 때문에, 캐필러리(224)가 반도체 칩의 귀퉁이 부분에서 바운싱되는 문제를 해결할 수 있다.
한편 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩 방법은, 반도체 칩을 와이어 본딩장치로 로딩하는 단계와, 상기 와이어 본딩장치에서 와이어 본딩을 수행하되, 상기 반도체 칩에 대한 열 공급을 캐필러리를 통해 공급하면서 와이어 본딩을 진행하는 단계와, 상기 반도체 칩에 대한 와이어 본딩을 종료하는 단계로 이루어진다.
따라서 반도체 칩의 열 공급을 반도체 칩 위에 설치된 캐필러리를 통해 수행하기 때문에 접착테이프에서 바운싱이 발생하는 문제를 해결하여 와이어 본딩 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.
도 1은 종래 기술에 의한 와이어 본딩 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 와이어 본딩장치의 와이어 본딩 장치의 와이어 본딩수단을 설명하기 위한 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
220: 와이어 본딩 수단, 222: 트랜스듀서,
224: 캐필러리, 226: 발열장치.

Claims (6)

  1. 와이어 본딩 장치 본체;
    상기 와이어 본딩 장치 내부에 마련된 트랜스듀서(transducer)에 의해 고정되고 캐필러리(capillary)가 장착된 와이어 본딩수단; 및
    상기 와이어 본딩 수단에 추가로 장착된 발열장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열장치는 상기 와이어 본딩 수단의 캐필러리와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발열장치는 캐필러리를 통해 와이어 본딩되는 반도체 칩의 본드패드로 150~200℃의 온도를 공급할 수 있는 능력을 갖는 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩장치.
  4. 반도체 칩을 와이어 본딩장치로 로딩하는 단계;
    상기 와이어 본딩장치에서 와이어 본딩을 수행하되, 상기 반도체 칩에 대한 열 공급을 캐필러리를 통해 공급하면서 와이어 본딩을 진행하는 단계; 및
    상기 반도체 칩에 대한 와이어 본딩을 종료하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캐필러리에 열을 공급하는 방법은 상기 캐필러리에 별도로 장착된 발열장치를 통해 공급하는 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 접착테이프에 의해 기본 프레임에 탑재된 것을 특징으로 하는 캐필러리에 열을 공급하는 와이어 본딩 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108115267A (zh) * 2016-11-28 2018-06-05 Toto株式会社 焊接劈刀
KR20200126447A (ko) 2019-04-29 2020-11-09 리드텍(주) 작업툴 자동 교환 장치 및 그 자동 교환 방법

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