KR930001264B1 - 와이어 본딩방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

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Description

와이어 본딩방법 및 그 장치
제1도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 블럭도.
제2도는 제1도의 동작파형도.
제3도는 제1도의 동작을 표시하는 부분확대도.
제4도는 제1도의 동작을 표시하는 부분확대도.
제5도는 종래장치의 블럭도.
제6도는 그 동작파형도.
제7도는 제5도의 동작을 표시하는 부분확대도.
제8도는 제5도의 다른 동작을 표시하는 부분복대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 와이어 1a : 볼
3 : 전기토치전원 7 : 방전전류공급회로
10 : 갭(gap)간 전압검출회로 20 : 방전전류 검출회로
21 : 승산회로 22 : 적분회로
23 : 열량설정기 24 : 열량판정회로
25 : 제어수단 9 : 구동회로
11 : 전압판정회로
이 발명은 반도체의 와이어본딩방법 및 그 장치에 관한 거이다.
제5도는 예를들어 특개소 57-39055호 공보에 표시된 종래장치를 구체적으로 표시하는 블럭도이며 도면에 있어서 1은 와이어, 1a는 이 와이어(1)의 하단에 형성될 볼, 2는 상기 와이어(1)가 끼워서 통한 캐필러리(capillary), (3)은 이 캐필러리의 하단의 아랫쪽에 위치하여 상기 와이어(1)의 하단에 고전압을 인가하여 방전시키는 전기 터치전극, 4는 상기 와이어(1)를 클램프(clamp)하는 클램퍼(clamper), 5는 상기 와이어 (1)가 감긴 와이어스풀(spool), 6은 상기 전기터치전극(3)과 상기 와이어(1)의 하단과의 사이에 고압 2,200V 이상을 인가하여 방전시키는 방전전압회로, 7은 상기 전기터치전극(3)과 상기 와이어(1)와의 사이에 일정한 방전전류를 공급하는 방전전류공급회로, 8은 이 방전전류공급회로(7)의 방전시간을 미리 설정하는 방전시간설정회로, 9는 본더 (bonder)의 조작부(도시하지 않음)의 스타트신호를 입력하여 상기 방전시간설정회로 (8)에 스타트신호를 출력하는 구동회로, 10은 전기터치전극(3)과 와이어(1)의 선단과의 갭간 전압을 검출하는 갭간전압검출회로, 11은 이 갭간 전압검출회로(10)의 검출치의 크기가 기준치보다 큰가 작은가를 판정하는 전압판정회로, 12는 이 전압판정회로 (11)의 판정결과에 의해 방전상태가 정상인가를 본더의 표시부(도시하지 않음)에 표시시키기 위하여 방전상태신호를 출력하는 판정결과출력수단이다.
상기와 같이 구성된 것에 있어서 본더로부터의 스타트신호가 구동회로(9)에 입력되면 제6도(ㄱ)에서 표시하는 것과 같이 t1시점에서 구동회로(9)에서는 방전전압회로(6)와 방전시간설정회로(8)에 스타트신호가 출력된다. 이 때문에 방전전압회로(6)에서 제6도 (ㄴ)으로 표시하는 2,200V의 고압이 약 1msec 정도 출력되어 와이어(1)의 선단과 전기터치전극(3)과의 사이에 스파크가 발생한다.
또 방전시간설정회로(8)로부터는 제6도 (ㄷ)과 같이 t2시점까지 방전전류공급회로(7)에 동작 신호가 출력되므로 방전전류공급회로(7)로부터는 t2시점까지 제6도 (ㄹ)과 같이 일정한 방전전류(Is)가 출력된다. 이때문에 와이어(1)의 선단과 전기터치전극(3)과의 사이의 갭간 저항(Rg)을 사이에 두고 방전전류가 계속 통전되어 와이어(1)의 선단이 녹아서 이 선단에 볼(1a)이 형성된다.
한편 볼형성의 와이어(1)의 아래 끝단과 전기터치전극(3)과의 사이의 갭간전압은 갭간 전압검출회로(10)에서 제6도 (ㅁ)과 같이 검출되어 있어 이 값은 전압판정회로(11) 입력되어 있다. 전압판정회로(11)에서는 방전개시후 소정의 시간래그(lag)후에 t3시점에서 예를들어 t2시점까지 갭간전압이 제6도 (ㅂ)에 표시하는 기준전압(Vo)에 대하여 제6도 (ㅅ)과 같이 큰가 또는 제6도 (ㅇ)과 같이 작은가를 판정하여 그 신호를 출력한다. 판정결과 출력수단(12)에서는 전압판정회로(11)의 출력에 의거하여 정상인가 이상인가의 신호를 본더의 표시부에 출력한다. 그런데 제7도와 같이 볼(1a)을 형성시키는 경우 그 생성시의 열량 HB(cal)은 1식에서 구할 수 있다.
HB=Rg·(Is)2·ts/4.185=Vg·Is·ts/4.185………………………………(1)
여기에서 Rg는 갭간 저항, Vg는 갭간 전압, Is는 방전전류, ts는 방전시간이다. 따라서 이들 Vg,Is,ts를 미리 설정하여 임의의 볼(1a)을 형성하는 것이 된다.
종래의 와이어본딩방법 및 그 장치는 이상과 같이 방전전류(Is)를 정전류로서 방전시간을 제어한다는 오븐제어방식이었기 때문에 제8도에 표시하는 테일길이(ι1)가 들쑥날쑥한 경우 방전거리(ι2)가 변화하여 스스로 갭간 저항(Rg)이 변화하는 것이 되어 볼형성을 위한 열량(HB)이 균등하지 않아 균일한 볼을 형성할 수 없어 본딩의 신뢰성이 저하한다는 문제점이 있었다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로 테일길이가 들쑥날쑥하더라도 균일한 볼을 형성할 수 있는 와이어본딩방법 및 그 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 관한 와이어본딩방법은 전기터치전극의 방전에 의하여 와이어의 선단에 볼을 형성하여 반도체를 와이어본딩하는 방법에 있어서 상기의 와이어의 선단과 상기 전기터치전극간을 발생하는 방전전압과 방전전류와에 의하여 볼형성시의 줄열상당치를 연산하여 적산하고 이 적산된 줄열상당치를 미리 설정된 열량 설정치와 비교하여 방전조건을 제어하도록 한 것이다.
또 와이어의 선단과 전기터치전극간에 발생하는 방전전압과 방전전류와를 숭산하여 줄열상당치를 연산하는 수신수단, 이 승산수단에 의하여 연산된 줄상당치를 적분하는 적분수단 및 이 적분수단에 의하여 적분된 줄 열상당 적분치를 미리 설정된 열량설정치와를 비교판정하는 판정수단 및 이 판정수단의 판정결과에 의거하여 방전조건을 제어하는 제어수단을 구비한 것이다.
상기와 같이 이루어진 와이어본딩방법은 와이어 선단과 전기터치전극간의 줄열상당치가 적산되어 이것이 미리 설정된 열량치와 비교되어 있어 볼형성에 필요한 열량을 피드백 제어하는 것이 되어 테일길이가 변화하여도 균일한 볼을 형성할 수 있다.
[실시예]
이하 제1도에서 이 발명의 한 실시예를 설명한다.
도면에 있어서 20은 방전전류(Is)를 검출하여 방전전류검출신호(S2)를 출력하는 방전전류검출회로, 21은 이 방전전류검출회로(20)로부터의 검출회로(S2)와 갭간전압검출회로(10)로부터의 갭간전압검출신호(S1)와를 승산하여 줄열상당치를 연산하는 승산회로에서 줄열신호(S3)를 출력한다. 22는 이 줄열신호(S3)를 적분하여 방전열량신호(S4)를 출력하는 적분회로, 23은 미리 설정한 열량신호(S5)를 출력하는 열량설정기, 24는 이 열량설정기(23)로부터의 열량신호(S5)와 적분회로(22)로부터의 줄열신호 (S3)와를 비교하여 일치한 때에 신호를 출력하는 열량판정회로, 25는 이 열량 판정회로 (24)로부터의 출력신호에 의거하여 방전전류공급회로(7)의 동작을 정지시킴과 아울러 적분회로(22)를 리세트시키는 제어회로, 26은 제어회로(25)와 방전전압회로(6)에 스타트신호를 출력하는 구동회로, 27은 전압판정회로(11)와 열량판정회로 (24)의 각각의 신호를 입력하여 정상인가 이상인가의 신호를 본더의 표시부에 출력하는 판정결과 출력수단이다.
상기와 같이 구성된 것에 있어서는 와이어(1)의 선단과 전기터치전극(3)과의 사이에 방전을 일으키면 방전전류(Is)와 갭간전압(Vg)이 발생한다. 방전전류(Is)와 갭간전압(Vg)은 방전전류검출회로(20)와 갭간전압 검출회로(10)에서 각각 제2도 (ㄱ)과 같은 방전전류검출신호(S2)와 제2도 (ㄴ)과 같은 갭간전압검출신호(S1)로서 꺼내어 각각의 검출신호(S1)(S2)를 기초로하여 승산회로(21)에서는 줄열상당치가 연산되어서 제2도 (ㄷ)과 같이 평활한 줄열신호(S3)가 출력된다. 줄열신호(S3)는 승산회로(22)에서 적분되어 이 적분회로(22)에서 제2도 (ㄹ)과 같은 열량신호(S4)가 출력된다. 이 열량신호(S4) 열량판정회로(24)에서 열량설정기(23)의 설정열량치(S4)와 비교되어 열량신호(S4)가 설정열량치 (S5)에 달할 때까지 제어회로(25)는 방전전류회로(7)를 동작시켜 방번을 계속시킴과 아울러 적분회로(22)의 적분동작을 계속시킨다.
이어서 열량신호(S4)가 설정열량치(S5)에 달하면 제어회로(25)는 방전전류회로(7)의 방전동작을 정지시킴과 아울러 적분회로(23)를 리세트시킨다. 이것에 방전동작은 종료하여 와이어(1) 선단에는 방전시의 열량에 의한 볼(1a)이 형성되 있다.
여기에서 와이어(1)선단과 터이전극(3)의 거리 (ι2)가 제 2 3도 ι2b와 같이 길고 갭저항(Rg)이 큰 경우 방전전류(Is)가 일정이면 갭간전압(Vg)은 높게 되어 줄열은 커진다. 이때 갭간전압검출신호(S1)가 크게되어 이것에 의하여 줄열신호(S3)는 크게되어 열량신호(S4)는 단시간에 설정열량치(S5)에 달하는 것이 되어 방전전류공급회로 (7)는 일찍이 방전을 정지한다.
또, ι2가 제4도 ι2a와 같이 짧아지면 상기와 역의 동작이 되어 열량신호(S4)는 상기에 대하여 긴시간으로 설정열량치(S5)에 달하여 방전전류 공급회로(7)는 늦게 방전을 정지한다.
이와같은 방전전류(Is)의 시간제어에 의하여 볼(1a)을 형성하고 있어 제3도 및 제4도와 같이 방전거리(ι1a)(ι2b)의 변화에 갭간전압(Vg)이 변화하여도 이 전압 (Vg)과 방전전류(IS)를 방전열량에 의한 피드백 제어되는 것이되어 와이어(1)의 선단에는 항상 균일한 볼(1a)이 형성된다.
또 상기 실시예에서는 방전전류(Is)의 시간 제어의 경우에 관하여 설명하였으나 방전용 전원의 전압치나 방전전류치를 각가 단독으로 제어하여도 좋고 또 이들의 전부, 즉 시간, 전압, 전류의 3자를 피드백 제어하는 것이라도 좋고 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻는다.
이상과 같이 본 발명은 와이어의 선단과 전기터치전극간에 발생하는 방전전압과 방전전류에 의하여 볼 형성시의 줄열상당치를 연산하여 적산하고 이 적산된 줄열상당치를 미리 설정된 열량설정치와 비교하여 방전조건을 제어하도록 하였으므로 테일길이에 불균일이 생기더라도 항상 균일한 볼을 형성할 수 있고 본딩의 신뢰성을 향상할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 전기터치전극의 방전에 의하여 와이어의 선단에 볼을 형성하여 반도체를 와이어 본딩하는 방법에 있어서 상기 와이어의 선단과 상기 전기터치전극간에 발생하는 방전전압과 방전전류와에 의하여 볼형성시의 줄열 상당치를 연산하여 적산하고 이 적산된 줄열 상당치를 미리 설정된 열량 설정치와 비교하여 방전조건을 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
  2. 전기터치전극의 방전에 의하여 와이어의 선단에 볼을 형성하여 반도체를 와이어 본딩하도록한 와이어 본딩장치에 있어서 상기 와이어의 선단과 상기 전기터치전극간에 발생하는 방전전압과 방전전류와를 승산하여 줄열상당치를 연산하는 승산수단, 이 승산수단에 의하여 연산된 줄열상당치를 적분하는 적분수단 및 적분수단에 의하여 적분된 줄열 상당 적분치를 미리 설정된 열량설정치와를 비교판정하는 판정수단 및 이 판정수단의 판정결과에 의거하여 방전조건을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 와이어본딩장치.
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