KR940001270Y1 - 와이어 본드의 히터블록 - Google Patents

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KR940001270Y1
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금성일렉트론 주식회사
문정환
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Abstract

내용 없음.

Description

와이어 본드의 히터블록
제1도는 종래 히터블록의 구성을 보인 분해사시도.
제2도 내지 제5도는 본 고안의 일실시예에 의한 히터블록의 구성을 보인 도면으로서, 제2도는 분해사시도.
제3도는 제2도의 A-A선 단면도.
제4도는 제2도의 B-B선 단면도.
제5도는 히터 작동 회로도.
제6도는 본 고안의 다른 실시예에 의한 히터블록의 부분 분해사시도.
제7도 내지 제9도는 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 히터블록을 보인 것으로, 제7도는 부분 사시도.
제8도는 C-C선 단면도.
제9도는 D-D선 단면도.
제10도 및 제11도는 본 고안의 또다른 실시예에 의한 히터블록을 보인 것으로, 제10도는 부분 분해사시도.
제11도는 제10도의 E-E선 단면도.
제12도 내지 제15도는 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 히터블록을 보인 것으로, 제12도는 전체 사시도.
제13도는 전제 분해 사시도.
제14도 및 제15도는 제13도의 F-F선, G-G선 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 상측블록 11 : 칩 가열부
12 : 인너리드 가열부 13 : 칩 가열블록
14 : 방열통공 15 : 삽입공
16 : 삽입홈 20 : 하측블록
21 : 돌출부 30 : 차등가열수단
31 : 제1히터 32 : 제2히터
33, 34 : 써모커플 40 : 단열재
41 : 단열판 41a : 단열 피복부
42 : 클램프
본 고안은 반도체 제조장비의 일종인 와이어 본딩기에서 필요한 온도를 제공하는 히터블록에 관한 것으로, 특히 팁 가열부보다 인너리드 가열부를 높은 온도로 차등 가열하여, 리드 프레임의 인너리드와 와이어를 양호하게 본딩할 수 있도록 한 와이어 본더의 히터블록에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조함에 있어서, 칩(chip)과 리드프레임(lead frame)을 와이어(gold wire등)로 연결하는 장비인 와이어 본딩기(wire bonding machine)에는 본딩에 필요한 온도를 제공하는 히터블록(heater block)이 이용되고 있다.
종래 이용되고 있는 히터블록은 제1도에 도시한 바와같이 상, 하측 블록(10)(20)을 보유하고 있으며, 상측블록(10)에는 리드프레임의 패드가 접촉되는 칩 가열부(11)가 형성되고, 그 주위로 리드프레임의 인너리드가 접촉되는 인너리드 가열부(12)로 형성되고 있다.
또한 상기 하측블록(20)에는 히터(31)와 써모커플(thermocouple)(33)이 길이방향으로 삽입되어 있다.
이러한 종래의 히터블록은 히터(31)에 의하여 소정온도로 가열한 후 칩이 부착되어 있는 리드프레임을 상기 상측 블록(10)이 가열부위에 올려놓고 클램프(43)로 고정한 후 캐피러리(capilary)에 의하여 칩과 인너리드를 와이어를 본딩하게 된다.
상기한 바와같은 종래의 히터블록은 하나의 써모커플(33)을 사용하여 온도조정기로 온도를 조정하기 때문에 칩에 와이어의 일단부를 본딩하는 첫번째 본딩과 인너리드에 와이어의 타단부를 본딩하는 두번째 본딩시 온도를 차등으로 적용할 수 없고 똑같이 조정할 수 밖에 없었다.
즉, 첫번째 본딩온도는 칩의 특성상 200±10℃로 고정되어 있으므로 지금까지 두번째 본딩온도도 필연적으로 200±10℃로 고정되어 있다.
와이어 본딩작업시 가열온도는 가능한 높게 유지하는 것이 확실하게 본딩할 수 있기 때문에 200±10℃ 이상으로 가열하는 것이 요구되는 것이나, 칩은 상기 온도 이상으로 가열되면 손상되므로 그 이상으로 가열하지 못하게 되는 어려움이 있었고, 이에따라 첫번째 본딩과 두번째 본딩이 양호하게 이루어지지 못하여 본딩불량이 발생하게 되는 것이었다.
따라서 본 고안은 상기한 바와같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 칩가열부와 인너리드 가열부를 서로 차등적으로 가열할 수 있는 차등가열구조를 채용하여 칩과 와이어는 종전과 같은 조건에서 가열하더라도 인너리드와 와이어는 보다 높은 온도에서 본딩할 수 있도록 함으로써 본딩 불량율을 감소하여 품질향상에 기여하도록 한 것인 바, 이러한 본 고안을 첨부도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도 내지 제4도에 도시한 바와같이 본 고안에 의한 히터블록은 리드프레임의 패들(paddle)이 접촉되는 칩 가열부(11)보다 리드 프레임의 인너리드가 접촉되는 인너리드 가열부(12)를 고온으로 가열할 수 있는 차등가열구조(30)를 보유한 것을 특징으로 하고 있다.
본 고안의 일실시예에 의한 차등가열구조(30)는 도면에 도시하지는 않았으나, 제1도에 보인 종래의 히터블록과 같이 하측블록(20)의 중간부에 제1히터(31)와 써모커플(33)을 길이방향으로 삽입하고, 제2도에 도시한 바와같이, 상측블록(10)의 칩 가열부(11) 양측에는 제2히터(32)와 써모커플(34)을 각각 삽입한 구조로 되어 있으며, 제3도 및 제4도와 같이 상기 상측블록(10)은 양측 히터 삽입공(10a)과 써모커플 삽입공(10b)의 주위를 감싸도록 단열재(40)가 매입되어 있다.
상기 제1히터(31)와 제2히터(32)는 각각 서로 다른 온도조정기에 의하여 가열온도가 조절되어, 칩 가열부(11)는 종전과 같이 가열하고 인너리드 가열부(12)는 그보다 높은 온도로 가열한다.
제5도는 히터의 구동을 제어하기 위한 히터 작동 제어회로도의 일예를 보인 것으로 이에 도시한 바와같이, 제1, 제2 히터(31)(32)와, 그 히터(31)(32)의 가열온도를 측정하는 써모커플(33)(34)과, 써모커플(33)(34)에 의하여 제어되어 전원을 단속하는 트라이악(36)으로 구성되어 있다.
상기한 바와같이 본 고안의 일실시예에 의한 히터블록은 제1히터(31)가 가열됨에 따라 상하측 블록(10)(20)이 가열되면서 칩 가열부(11)가 가열되고, 제2히터(32)가 가열됨에 따라 단열재(40)의 내측부가 가열되면서 인너리드 가열부(12)가 가열되며, 칩 가열부(11)와 인너리드 가열부(12)가 서로 단열된 상태에서 가열되므로 차등적으로 가열할 수 있게 된다.
그리고 이와같이 차등가열되는 동안에 제1히터(31)와 제2히터(32)측의 써모커플(33)(34)이 온도를 측정하여 제1히터(31)와 제2히터(32)에 인가되는 전원을 단속하여 항상 일정한 온도를 유지할 수 있게 된다.
상기와 같이 하여 칩 가열부(11)는 예를들어 종전과 같이 200±10℃로 유지하고, 인너리드 가열부(12)는 그보다 높은 온도로 유지한 후 본딩을 행하면 두번째 본딩, 즉 인너리드와 와이어의 본딩은 종래에 비하여 훨씬 양호하게 본딩할 수 있게 되므로 본딩 불량율을 감소할 수 있다.
제6도는 본 고안의 다른 실시예를 보인 분해 사시도로서, 이 실시예에서 차등가열구조(30)는 상측블록(10)의 인너리드 가열부(12)의 중간부에 삽입홈(16)을 형성하고, 그 삽입홈(16)에 상측블록(10) 보다 열전도도가 낮은 칩 가열블록(13)을 삽입하며, 상측블록(10)의 측면에는 삽입공(10c)을 형성하여 그 내측에 원관형 단열재(42)를 삽입하고, 그 원관형 단열재(42)의 내측에 써모커플(35)을 삽입하여 그 써모커플(35)의 내측단부를 칩 가열부(13)의 삽입공(13a)에 삽입함으로써 가열온도를 조절하도록 한 구성으로 되어 있다.
그리고 이 실시예에서는 제1도와 같이 하측블록(20)에 제1도와 같은 제1히터(31)와 써모커플(33)이 그대로 이용된다. 또한 이 실시예에서는 칩 가열블록(13)의 상면이 칩 가열부(11)이다.
이러한 제6도의 실시예는 하측블록(20)의 제1히터(31)에 전원을 인가하여 열전도도가 낮은 금속으로 형성된 칩 가열블록(13)의 칩 가열부(11)를 200±10℃정도로 가열하면 인너리드 가열부(12)는 그보다 높은 온도로 차등가열되므로 인너리드와 와이어를 보다 양호하게 본딩할 수 있게 된다.
제7도 내지 제9도는 본 고안의 다른 실시예를 보인 도면으로서, 이 실시예에서 차등가열구조(30)는 상측블록(10)의 칩 가열부(11) 하측부에 방열통공(14)을 형성하여 칩 가열부(11)와 인너리드 가열부(12)가 차등가열되도록 한 구조이다.
이 실시예에서도 하측블록(20)에는 제1도와 같은 제1히터(31)와 써모커플(33)이 설치된다.
상기한 제6도의 실시예와 제7도 내지 제9도의 실시예는 상측블록(10)을 동일한 히터로 가열하되, 열전도현상 또는 방열현상을 이용하여 인너리드 가열부(12)에 비하여 칩 가열부(11)가 보다 낮은 온도로 가열되도록 하는 것이므로, 상측블록(10)을 가열하기 위한 히터를 상하측 블록(10)(20)중 어디에 설치하여도 무방하며, 폭방향 또는 길이방향, 어느방향으로 설치하여도 무방하다.
제10도 및 제11도는 본 고안의 또다른 실시예를 보인 것으로 이 실시예에서 차등가열구조(30)는 상측블록(10)의 칩 가열부(11) 하부에는 제1히터(31) 및 써모커플(33)을 그리고 양측 인너리드 가열부(12)의 하부에는 제2히터(32) 및 써모커플(34)을 폭방향으로 서로 평행하게 삽입하며 제1, 제2 히터(31)(32)로 칩 가열부(11)와 인너리드 가열부(12)를 각각 차등가열하도록 되어 있으며, 상측블록(10)의 제2히터(32)와 써모커플(34)의 주위에는 단열재(40)를 매입하여 단열시킨 구조로 되어 있다.
이 실시예에도 칩 가열부(11)와 인너리드 가열부(12)를 차등가열할 수 있으므로 인너리드와 와이어의 본딩, 즉 두번째 본딩을 양호하게 행할 수 있다.
제12도는 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 히터블록의 사시도이고 제13도는 분해사시도이며, 제14도, 제15도는 제13도의 F-F선, G-G선 단면도를 각각 보인 것으로 이 실시예에서 차등가열구조(30)는 상하측 블록(10)(20)사이에 단열판(41)을 삽입하여 상하측 블록(10)(20)이 서로 단열된 상태에서 가열되도록 되어 있으며, 상측블록(10)의 인너리드 가열부(12) 내측에는 삽입공(15)이 형성되고, 하측블록(20)에는 상기 상측블록(10)의 삽입공(15)에 삽입되는 돌출부(21)가 형성됨과 아울러 그 주면을 단열판(41)과 일체인 단열피복부(41a)가 감싸 고정되어 있다. 여기서는 돌출부(21)의 상면이 칩 가열부(11)이다.
그리고, 상기 하측블록(20)에는 종전과 같이 제1히터(31)와 써모커플(33)이 길이방향으로 삽입되고, 상기 상측블록(10)에는 한쌍의 제2히터(32)와 써모커플(34)이 길이방향으로 삽입되어 있다.
이 실시예는 제1히터(31)와 제2히터(32)에 의하여 하측블록(20)과 상측블록(10)을 서로 단열된 상태에서 가열하여 칩 가열부(11)와 인너리드 가열부(12)를 차등가열 할 수 있으므로 앞에서 설명한 바와같은 본 고안의 여러 실시예와 같이 리드프레임의 인너리드와 와이어를 보다 양호하게 본딩할 수 있다.
이상에서 설명한 바와같은 본 고안의 히터블록은 칩 가열부와 인너리드 가열부를 차등가열하여 칩 가열부를 칩이 손상되지 않은 정도의 온도로 유지하고 인너리드 가열부를 그보다 고온으로 유지한 후, 본딩을 행할 수 있으므로 리드프레임의 인너리드와 와이어를 양호하게 본딩하여 본딩불량을 완벽하게 방지할 수 있으며, 이에 따라 제품의 수율을 향상하고 제품의 성능과 신뢰도를 향상할 수 있다.

Claims (6)

  1. 와이어 본더의 히터블록에 있어서, 리드프레임의 패들이 접촉되는 칩 가열부(11)보다 리드 프레임의 인너리드가 접촉되는 인너리드 가열부(12)를 고온으로 가열하기 위한 차등가열수단(30)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 와이어 본더의 히터블록.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차등가열수단(30)은 상측블록(10)의 팁 가열부(11) 양쪽 하부에 제2히터(32)와 써모커플(34)을 각각 폭방향으로 삽입하고 그 주위에는 단열재(40)를 각각 매입하며 상측블록(10)이 울려져 결합되는 하측블록(20)에는 제1히터(31)와 써모커플(33)을 삽입설치하여 구성된 것임을 특징으로 하는 와이어 본더의 히터블록.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차등가열수단(30)은 상측블록(10)의 인너리드 가열부(12) 내측부에 삽입홈(16)을 형성하여 상측블록(10) 보다 열전도도가 낮은 칩 가열블록(13)을 삽입하고, 상하측블록(10)(20)중 어느한곳에 히터와 써모커플을 삽입하여 연전도 차이에 의하여 차등가열되도록 구성한 것임을 특징으로 하는 와이어 본더의 히터블록.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차등가열수단(30)은 상측블록(10)의 칩 가열부(11) 하부에 방열통공(14)을 형성하고, 상하측블록(10)(20)중 어느한곳에 히터와 써모커플을 삽입하여 방열차이에 의하여 차등가열되도록 구성한 것임을 특징으로 하는 와이어 본더의 히터블록.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차등가열수단(30)은 상측블록(10)의 칩 가열부(11) 하측에는 제1히터(31)와 써모커플(33)을 인너리드 가열부(12) 양쪽 하측에는 제2히터(32)와 써모커플(34)을 각각 폭방향으로 삽입하고, 상측블록(10)의 제2히터(32)와 써모커플(34)의 주위에 단열재(40)를 각각 매입하여 구성함을 특징으로 하는 와이어 본더의 히터블록.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차등가열수단(30)은 상하측 블록(10)(20) 사이에 단열판(41)을 삽입하여 단열시키는 한편, 상측블록(10)의 인너리드 가열부(12) 내측에는 삽입공(15)을 형성하고 하측블록(20)에는 상측블록(10)의 삽입공(15) 내측에 삽입되는 돌출부(21)를 형성함과 아울러 상기 단열판(41)과 일체인 단열피복부(41a)로 감싸 고정하며, 상기 상측블록(10)에는 제2히터(32)와 써모커플(34)을 삽입하고, 하측블록(20)에는 제1히터(31)와 써모커플(33)을 삽입하여 구성함을 특징으로 하는 와이어 본더의 히터블록.
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