KR20120071853A - 와이어 본딩장치 및 본딩방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전기력을 이용하여 PCB 기판 또는 상기 PCB 기판에 부착된 상태의 실리콘 칩을 흡착 고정하여 다양한 구조의 반도체 디바이스 구조에 대하여 범용적으로 대응가능한 와이어 본딩장치 및 본딩방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 와이어 본딩장치는, 상기 실리콘 칩 또는 PCB 기판을 정전기력으로 고정하는 정전척;과 상기 정전척을 지지하는 베이스;로 이루어지는 히터 블럭을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

와이어 본딩장치 및 본딩방법{WIRE BONDING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 와이어 본딩장치 및 본딩방법에 관한 것으로서, 정전기력을 이용하여 PCB 기판 또는 상기 PCB 기판에 부착된 상태의 실리콘 칩을 흡착 고정하여 다양한 구조의 반도체 디바이스 구조에 대하여 범용적으로 대응가능한 와이어 본딩장치 및 본딩방법에 관한 것이다.

반도체 패키지의 고용량, 고집적, 높은 응답속도, 소형화 등에 대한 기술 수요의 속도가 점점 빨라지고 있어, 이것을 해결할 수 있는 방법이 요구되고 있는 가운데, 이를 보완해줄 방법 중의 하나가 스택 패키지 방법이다.

스택 패키지를 프로세스별로 구분하면 반도체 칩을 리드프레임의 다이패드에 부착한 후, 리드프레임의 인너리드(inner lead)들과 반도체 칩 상의 본딩패드(bonding pad)들 사이를 전기적으로 연결하는 와이어 본딩을 수행하게 된다.

이러한 종래의 와이어 본딩 공정을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 다이패드에 반도체 칩이 부착된 상태로 리드프레임이 가이드 레일을 따라 이송되어 윈도우 클램프(window clamp)와 히터 블럭(heater block) 사이에 위치하게 되면, 히터 블럭이 위로 상승하여 리드프레임을 히터 블럭에 실장시키면서 윈도우 클램프가 아래로 하강하면서 리드프레임을 가압하여 히터 블럭 상에 고정시킨다. 이때, 리드프레임이 히터 블럭에 실장된 상태에서 리드프레임의 다이패드는 히터 블럭의 진공구에 의한 진공 흡착에 의해 히터 블럭 상에 고정된다.

다음에 히터 블럭을 통하여 리드프레임과 그에 부착되는 반도체 칩에 어느 정도의 열을 가한 후, 본딩 기계의 캐필러리(capillary)가 윈도우 클램프를 통하여 반도체 칩 상의 본딩패드와 리드프레임의 인너리드를 본딩 와이어로 연결하게 된다.

한편 다이패드의 상면과 하면에 칩을 부착한 스택제품의 경우, 전기 회로가 형성되어 있는 칩의 표면이 복사열을 전달하는 히터 블럭의 표면과 맞닿는 상태로 공정이 진행되기 때문에 제품을 고정시켜주는 윈도우 클램프의 누르는 힘과 히터 블럭의 진공흡착력 하중에 의해 칩 표면의 회로가 절단 또는 파괴되는 문제가 발생되고 있다.

또한 다양한 패키징 방법에 따라서 상기 히터 블럭의 형상이 달라지기 때문에, 각 패키징 방법에 따라 와이어 본딩 장치의 히터 블럭을 다르게 구비하여야 하는 문제점도 있다.

본원발명이 해결하고자하는 기술적 과제는 정전기력을 이용하여 PCB 기판 또는 상기 PCB 기판에 부착된 상태의 실리콘 칩을 흡착 고정하여 다양한 구조의 반도체 디바이스 구조에 대하여 범용적으로 대응가능한 와이어 본딩장치 및 본딩방법을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 와이어 본딩장치는, 상기 실리콘 칩 또는 PCB 기판을 정전기력으로 고정하는 정전척;과 상기 정전척을 지지하는 베이스;로 이루어지는 히터 블럭을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 베이스에는 발열수단이 구비되어, 와이어 본딩 과정에서 실리콘 칩 또는 PCB 기판을 가열하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명에 따른 와이어 본딩방법은, 상기 PCB 기판 또는 상기 PCB 기판에 부착된 상태의 실리콘 칩을 정전기력으로 흡착 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 정전기력으로 흡착 고정하는 단계에서는, 상기 PCB 기판 또는 상기 실리콘 칩에 열을 가하면서 진행되는 것이 바람직하다.

본원발명에 의하면 다양한 반도체 패키징 구조에 대하여 하나의 히팅 블럭으로 대응할 수 있어서 와이어 본딩장치의 범용적인 사용이 가능한 장점이 있다.

또한 본원발명의 정전척을 포함하는 히터 블럭은 실리콘 칩이나 PCB 기판에 직접인 힘을 가하지 않으므로 손상이 발생하지 않으며, 실리콘 칩과 직접 접촉하는 패키징 방법에 대해서도 칩에 손상이 발생하지 않는 장점이 있다.

도 1, 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 블럭의 구조와
흡착 고정한 모습을 도시하는 도면들이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 와이어 본딩장치는 도 1, 2에 도시된 바와 같은 구조의 히터 블럭(10)을 가진다.

본 실시예에 따른 히터 블럭(10)은 정전척(12)과 베이스(14)로 구성된다. 먼저 정전척(12)은 정전기력으로 피흡착체를 흡착 고정하는 척으로서, 일반적인 정전척이 사용될 수 있다. 다음으로 베이스(14)는 상기 정전척(12)을 지지하는 구성요소로서 금속 소재 등 일정한 경도를 가지는 소재로 이루어지는 것이, 와이어 본딩 과정에서의 압력을 지탱할 수 있어서 바람직하다.

그리고 상기 베이스(14)에는 발열수단(도면에 미도시)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 발열수단은 상기 베이스(14) 내에서 열을 발생하여 상기 정전척 및 상기 정전척(12)에 흡착되어 있는 실리콘 칩(30) 또는 PCB 기판(20)을 가열하는 역할을 한다. 와이어 본딩 과정에서는 상당한 열과 압력을 가하면서 공정이 이루어지기 때문이다.

본 실시예에 따른 히터 블럭(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 PCB 기판(20) 뿐만아니라, 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘 칩(30)이 PCB 기판(30) 표면에 부착된 스택 제품의 경우에도 히터 블럭(10)의 구조 변경없이 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한 다양한 패키지 형상의 변화나 반도체 칩의 위치 변화에도 불구하고 히터 블럭(10)의 형상이나 구조 변경없이 범용적으로 사용할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 히터 블럭(10)은 종래와 달리 기체의 공급 및 배기를 위한 복잡한 배관이 형성 또는 설치되지 않아도 되므로, 구조가 간단해지고, 조작 방법도 용이해지는 장점이 있다.

한편 본 실시예에 따른 와이어 본딩 방법은 일반적인 와이어 본딩방법의 공정과 거의 동일하지만, 실리콘 칩 또는 PCB 기판을 진공 흡착 방법이 아니라, 정전기력으로 흡착 고정한다는 것이 상이하다.

10 : 본 실시예에 따른 히터 블럭 12 : 정전척
14 : 베이스 20 : PCB 기판
30 : 반도체 칩

Claims (4)

1. 실리콘 칩을 PCB 기판에 부착하고 전기적으로 연결하는 와이어 본딩장치에 있어서,
   상기 실리콘 칩 또는 PCB 기판을 정전기력으로 고정하는 정전척;
   상기 정전척을 지지하는 베이스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스에는 발열수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.
3. 실리콘 칩을 PCB 기판에 부착하고 전기적으로 연결하는 와이어 본딩방법에 있어서,
   상기 PCB 기판 또는 상기 PCB 기판에 부착된 상태의 실리콘 칩을 정전기력으로 흡착 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 정전기력으로 흡착 고정하는 단계에서는, 상기 PCB 기판 또는 상기 실리콘 칩에 열을 가하면서 진행되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.

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