KR960009982B1 - 와이어 본딩 방법 및 와이어 본딩 장치 및 그 와이어 본딩 방법에 의해 생산되는 반도체 장치 - Google Patents

와이어 본딩 방법 및 와이어 본딩 장치 및 그 와이어 본딩 방법에 의해 생산되는 반도체 장치 Download PDF

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스스무 오기가와
미찌오 다니모도
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가부시기가이샤 히다찌 세이사꾸쇼
미다 가쓰시게
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Abstract

요약없음.

Description

와이어 본딩 방법 및 와이어 본딩 장치 및 그 와이어 본딩 방법에 의해 생산되는 반도체 장치
제1도는 본 발명의 실시예1인 볼본딩 장치의 개략적인 구성도.
제2도는 상기 본딩 장치의 주요부 사시도.
제3도는 상기 본딩 장치에서 본딩된 수지봉지형 반도체 장치의 단면도.
제4도는 수지봉지형 반도체 장치의 주요부 단면도.
제5도는 상기 본딩 장치의 주요부 확대 사시도.
제6도는 상기 본딩 장치의 주요수 분해 사시도.
제7도는 상기 본딩 장치의 주요부 확대 사시도.
제8도는 상기 본딩 장치의 주요부 단면도.
제9도는 상기 본딩 장치의 주요부 사시도.
제10도 및 제11도는 상기 본딩 장치에 사용되는 피복 와이어의 금속선의 융점과 절연체의 분해온도와의 관계를 도시한 도면.
제12도는 상기 본딩 장치의 절연체 제거 토치의 히터부의 전열선에 인가하는 전압과 분출구에서 분출되는 탄소염의 온도와의 관계를 도시한 도면.
제13도는 본 발명의 실시예5인 볼본딩 장치의 개략적인 구성도.
제14도는 상기 볼본딩 장치의 주요부 사시도.
제15도는 수지봉지형 반도체 장치의 단면도.
제16도는 상기 수지봉지형 반도체 장치의 주요부 확대 단면도.
제17도는 상기 볼본딩 장치의 주요부의 구첵적인 구성을 도시한 부분 단면도.
제18도는 상기 제17도의 화살표 Ⅵ 방향에서 본 평면도.
제19도는 상기 제18도의 Ⅶ-Ⅶ 절단선으로 자른 단면도.
제20도는 금속 볼의 형성원리를 설명하기 위한 모사 구성도.
제21도는 상기 볼본딩 장치의 스풀의 주요부 분해 사시도.
제22도는 상기 스풀의 주요부 확대 사시도.
제23도는 아크의 에너지량과 피복 와이어로 절연체의 용해량과의 관계를 도시한 도면.
제24도는 유체의 온도와 피복 와이어의 절연체의 용해량과의 관계를 도시한 도면.
제25도는 본 발명의 실시예Ⅱ인 볼본딩 장치의 주요부를 도시한 부분 단면도.
제26도는 상기 제25도의 화살표 ⅩⅣ방향에서 본 평면도.
본 발명은 와이어 본딩방법 및 와이어 본딩 장치와 그 와이어 본딩방법에 의해 생산되는 반도체 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 금속선 표면이 절연체로 피복된 피복 와이어를 사용하는 와이어 본딩기술 및 피복 와이어를 사용한 반도체 장치에 적용해서 유효한 기술에 관한 것이다.
수지봉지형 반도체 장치의 반도체 칩과 리이드와의 접속에는 와이어가 사용되고 있다. 와이어 접속은 와이어 본딩 장치에 의해 실행되고 있다.
와이어는 본딩 장치에 부착된 스풀에 감겨져 있고, 이 스풀에서 텐셔너, 와이어 클램퍼, 본딩 공구 등을 통해서 본딩부에 공급된다. 본딩 장치는 공급측 선단부에 볼을 형성한 와이어를 반도체 칩(펠릿)의 외부단자(본딩패드)에 접속한 후, 소정 길이의 후단측의 와이어를 리이드 프레임으로 구성된 외부 도출용 리이드인 리이드에 접속하도록 구성되어 있다. 이 종류의 본딩 방법은 소위 볼본딩방법이라고 불리어지고 있다. 상기 와이어의 공급측의 선단부의 볼은 와이어의 공급측의 선단부에 전기 토오치(아크전극)을 근접시켜서 아크를 발생시키고, 이 열에너지에 의해서 형성하고 있다. 상기 와이어로서는 피복 와이어가 사용되는 경향에 있다. 피복 와이어는 금(Au), 동(Cu)등의 금속선 표면을 폴리우레탄수지, 폴리이미드 수지 등의 수지재료로 형성한 전기 절연체로 피복한 것이다. 이 피복 와이어는 반도체 장치의 패키징을 위해 수지봉지하였을 때에 각각의 와이어 사이의 접촉에 의한 도통불량이나 와이어와 반도체 칩과의 접촉에 의한 도통불량 등을 전기 절연체인 피복물에 의해서 방지할 수 있다고 하는 특징이 있다.
상기 피복 와이어는 와이어 본딩부분, 즉 반도체 칩의 외부단자 또는 리이드에 접속할 때 접속되는 부분의 피복물인 절연체를 제거할 필요가 있다. 이 절연체의 제거는 당연히 피복 와이어와 외부단자 또는 리이드를 확실하게 전기적으로 접속하여 도통상태를 도모하기 위해 실행되고 있다.
이 피복 와이어의 절연체를 제거하는 기술로서는 먼저 본원 출원인에 의해 출원된 일본국 특허공개공보 소화 61-194735호에 기재된 기술이 있다. 이 기술은 피복 와이어의 본딩부분의 절연체에 레이저광을 조사하여 절연체를 분해(용융) 제거하는 것이다.
그러나, 본 발명자는 상기 및 그 밖의 기술에서는 양산을 고려하면 보다 개량의 여지가 있는 것이 명확하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 피복 제거 또는 볼 형성시에 절연 피복에서 발생하는 가스 성분이 와이어 본딩 장치 그 이외의 부분에 부착하는 것을 방지해서 양산성을 높이는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 볼 형성시 등에 와이어를 거쳐서 바람직하지 않은 방전 등이 발생하는 것을 방지해서 공정의 제조양품률을 높이는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 볼 형성시 등에 와이어를 거쳐서 바람직하지 않은 방전 등이 발생하는 것을 방지해서 완성한 소자의 신뢰성을 높이는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 와이어와 리이드의 양호한 접속을 가능하게 하는 것에 의해서 완성한 소자의 신뢰성을 높이는 것에 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적 등은 대응하는 발명의 실시예의 설명 및 그 밖에 있어서 명확하게 될 것이다.
본 출원에 개시된 여러개의 발명의 개요를 간단하게 설명하면, 다음과 같다.
제1의 발명은 캐필러리를 사용하며, 볼본딩(제1본딩)과 웨지본딩(제2본딩)으로 되는 소위 볼 웨지 본딩에 의해 세선 금속 와이어의 거의 전길이에 걸쳐서 얇은 유기수지 등으로 이루어지는 절연 피복이 도포 등에 의해 형성된 피복 본딩 와이어로 반도체 장치 등의 와이어 본딩을 함에 있어서, 볼 형성시에 방전 등의 열에 의해 그 주변의 피복에서 발생하는 바람직하지 않은 가스 등을 흡인 배기하는 것이다.
제2의 발명은 볼 웨지 본딩에 의해 피복 본딩 와이어로 반도체 장치 등의 와이어 본딩을 함에 있어서, 볼 형성시에 방전 등의 열에 의해 그 주변의 피복에서 발생하는 바람직하지 않은 가스 등의 캐필러리 등에 부착되지 않도록, 노즐 등으로부터 와이어의 볼이 형성되는 부분 등을 향해서 소정의 가스를 분출시켜서 제거하는 것이다.
제3의 발명은 볼 웨지 본딩에 의해 피복 본딩 와이어로 반도체 장치 등의 와이어 본딩을 함에 있어서, 제2본딩을 위한 토오치 등의 열에 의해 제2본딩점 주변의 피복을 제거할 때, 그 주변의 피복에서 발생하는 바람직하지 않은 가스 등을 흡인 배기하는 것이다.
제4의 발명은 볼 웨지 본딩에 의해 피복 본딩 와이어로 반도체 장치 등의 와이어 본딩을 함에 있어서, 와이어를 거쳐서 바람직하지 않은 방전 등이 발생하는 것을 방지하기 위해, 와이어의 스풀측 끝을 와이어 본딩 장치의 실질적인 접지전위에 전기적으로 접속하도록 한 것이다.
제5의 발명은 볼 웨지 본딩에 의해 피복 본딩 와이어로 반도체 장치 등의 와이어 본딩을 함에 있어서, 볼 형성시에 방전 등의 열에 의해 그 주변의 피복에서 발생하는 바람직하지 않은 가스 등이 캐필러리 등에 부착되지 않도록 노즐 등으로부터 와이어의 볼이 형성되는 부분 등을 향해서 소정의 가스를 분출시켜서 캐필러리 주변으로부터 제거함과 함께, 그 제거된 가스를 흡인 배기 노즐로 배기하는 것에 의해서 바람직하지 않은 가스를 확실하게 제거하는 것이다.
실시예 1
본 발명의 실시예1인 볼본딩 장치를 제1도(개략적인 구성도) 및 제2도(주요부 사시도)에 도시한다.
본딩 장치는 제1도에 도시한 바와같이, 스풀(1)에 감겨진 피복 와이어(2)를 본딩부(3)에 공급하도록 구성되어 있다. 피복 와이어(2)의 공급은 텐셔너(4), 와이어 안내부재(5), 와이어클램퍼(6) 및 본딩 공구(캐필러리)(7)을 통해서 본딩부(3)에 공급되어 있다.
상기 본딩부(3)은 제3도(단면도) 및 제4도(주요부 단면도)에 도시한 바와 같이 구성된다. 수지봉지 전의 수지봉지형 반도체 장치(12)가 배치되어 있다. 수지봉지형 반도체 장치(12)는 접속 금속막(12B)를 거쳐서 탭부(12C)상에 탑재된 반도체 칩(12A)와 리이드(12D)의 내부 리이드부를 수지 봉지부재(12E)로 수지봉지해서 구성되어 있다. 반도체 칩(12A)와 리이드(12D)는 상기 피복 와이어(2)로 접속되어 있다. 피복 와이어(2)의 한쪽 끝부는 반도체 칩(12A)의 비활성화막(12Ab)의 열린 구멍부에서 노출하는 외부단자(본딩 패드)(12Aa)에 접속되어 있다. 피복 와이어(2)의 다른쪽 부는 상술한 바와 같이 리이드(12D)의 내부 리이드부에 접속되어 있다. 리이드(12D)의 외부 리이드부는 수지봉지 부재(12E)의 외부로 돌출하도록 구성되어 있다. 수지봉지 공정전의 수지봉지형 반도체 장치(12)는 반도체 장치 지지대(13)에 지지되어 있다.
상기 피복 와이어(2)는 제4도에 상세하게 도시한 바와 같이 금속선(2A)의 표면에 절연체(2B)를 피복해서 구성되어 있다. 금속선(2A)는 본 실시예에 있어서는 금(Au)로 형성한다.
또, 금속선(2A)로서는 그 이외에 동(Cu), 알루미늄(A1) 등으로 형성한다. 절연체(2B)는 본 실시예에 있어서 폴리우레탄 수지막 또는 폴리이미드 수지막으로 형성한다. 또, 절연체(2B)는 그 이외에 에스테르이미드 수지막, 에스테르아미드 수지막 등의 수지막이나 금속 산화막(CuO,Cu2O,Al2O3)로 형성한다.
상기 본딩 공구(7)의 선단부에 위치하는 피복 와이어(2)의 공급측의 선단부에는 금속볼(2Aa)가 형성되도록 되어 있다. 금속볼(2Aa)는 제1도, 제2도 및 제5도(주요부 확대 사시도)에 도시한 바와 같이, 본딩 공구(7)에 근접한 위치에 마련된 아크 전극(10)에 의해 형성된다. 즉, 금속 볼(2Aa)는 피복와이어(2)의 공급측의 선단부의 금속선(2A)와 아크 전극(10) 사이에 아크를 발생시키는 것에 의해 형성된다. 아크전극(10)은 제2도에 도시한 아크 발생회로(또는 아크 발생 장치)(11)에 접속되어 있다.
아크 발생회로(11)은 주로 콘덴서C1, 축적용 콘덴서C2, 트리거에서 작동하는 아크 발생용 사이리스터D, 저항R로 구성되어 있다. 직류전원DC 는 예를들면-1000~-3000[V]정도의 부의 극성의 전압을 공급하도록 구성되어 있다. 직류전원 DC는 사이리스터 D, 저항R 등을 거쳐서 아크 전극 (10)에 접속되어 있다. 기준전위 GND는 예를들면 접지전위 (=0[V])이다. V는 전압계, A는 전류계이다. 다음에 상세하게 기술하지만, 피복 와이어 (2)의 금속선(2A)는 스풀(1)에 감겨진 끝부가 기준전위 GND에 접속되어 있다.
아크전극(10)은 금속볼(2Aa)를 형성할 때에 피복 와이어(2)의 공급측의 선단부에 근접하고, 본딩공정 중에 피복 와이어(2)의 공급경로로부터 떨어져서 (제2도에 도시한 화살표 A방향으로) 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 아크전극(10)의 이동은 아크전극(10)을 화살표 A방향으로 회전시키는 크랭크(10A), 이 크랭크 (10A)를 회전시키는 샤프트(10B), 샤프트 (10B)를 화살표 B방향으로 이동시키는 전자 솔레노이드(10C)로 구성되는 제1이동장치에 의해 실행된다. 크랭크(10A)는 본딩장치 본체(9)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다.
이와 같이 피복 와이어(2)의 선단부의 금속선(2A)와 아크전극(10) 사이에 아크를 발생시키고, 피복 와이어(2)의 선단부에 금속볼(2Aa)를 형성하는 본딩 장치에 있어서, 피복 와이어(2)의 금속선(2A)를 정전극(＋)에 접속하고, 상기 아크전극(10)을 부전극(-)에 접속하는 것에 의해 상기 피복 와이어(2)의 금속선(2A)와 아크전극(10) 사이에 발생하는 아크의 발생위치를 그 반대의 극성의 경우에 비해 안정화할 수 있으므로, 아크가 피복 와이어(2)의 금속선(2A)로 올라가는 것을 저감할 수 있다. 아크의 상승의 저감은 피복와이어(2)의 절연체(2B)의 손상이나 파괴를 방지하고, 피복 와이어(2)의 절연 내압을 향상할 수 있으므로, 본딩 기술의 신뢰성을 향상할 수가 있다. 또한, 본 발명은 피복 와이어(2)의 금속선(2A)가 아크전극(10)에 대해서 정의 전극을 갖도록 기준전위 GND보다도 높은 전압 또는 낮은 전압에 상기 금속선(2A)를 접속할 수 있다. 상기 피복 와이어(2)가 감겨진 상기 스풀(1)은 제2도 및 제6도(주요부 분해 사시도)에 도시한 바와 같이 구성되어 있다. 스풀(1)은 예를들면 원통형상의 알루미늄 금속의 표면에 알루마이트 처리를 실시해서 구성한다. 알루마이트 처리는 기계적 강도의 향상이나 홈의 발생을 방지하기 위해 실시한다. 이 스풀(1)은 상술한 바와 같이 알루마이트 처리가 실시되어 있으므로 절연성을 갖는다.
상기 스풀(1)은 스풀 홀더(8)에 부착되고, 이 스풀홀더(8)의 회전축(8A)에 의해서 본딩장치 본체(9)에 부착되어 있다. 스풀홀더(8)은 적어도 그 일부에 도전성을 갖도록, 예를들면 스텐레스강철로 구성되어 있다.
이와 같이 구성되는 본딩 장치는 제6도 및 제7도(주요부 확대 사시도)에 도시한 바와 같이, 스풀(1)에 접속단자(1A)가 마련되어 있다. 접속단자(1A)는 스풀홀더(8)의 도전성을 갖는 부분과 접촉하는 스풀(1)의 측면부분(플랜지부)에 점형상으로 마련되어 있다.
접속단자(1A)는 제7도에 도시한 바와 같이 절연체(1Aa)의 상부에 도전체(1Ab)를 마련하고, 이 도전체(1Ab)의 상부에 접속용 금속부(1Ac)를 마련해서 구성하고 있다. 절연체(1Aa)는 스풀(1)과 확실하게 전기적으로 분리하고, 또 스폴홀더(8)에 접속용 금속부(1Ac)를 확실하게 접촉시킬 수 있는 적당한 탄력성을 갖도록, 예를들면 폴리이미드 수지로 형성한다.
도전체(1Ab)는 피복 와이어(2)의 금속선(2A)를 접속하는 접속용 금속부(1Ac)와 스풀홀더(8)에 접촉하는 접속용 금속부(1Ac)를 확실하게 접속할 수 있도록, 예를들면 Cu박으로 형성한다. 접속용 금속부(1Ac)는 도전성 페이스트, 땜납 등으로 형성한다.
이 접속단자(1A)에는 스풀(1)의 측면(플랜지부)에 형성된 절단부를 통해서 본딩부(3)에 공급되는 측과 반대측의 피복 와이어(2)의 끝부의 금속선(2A), 즉 피복 와이어(2)의 권선개시끝부의 금속선(2A)를 접속하도록 구성되어 있다. 이 금속선(2A)는 접속용 금속부(1Ac)에 의해서 금속단자(1A)에 접속된다. 피복 와이어(2)의 권선개시의 금속선(2A)의 표면의 절연체(2B)는 가열 또는 화학적으로 제거한다. 접속단자(1A), 즉 피복 와이어(2)의 금속선(2A)는 스풀홀더(8), 그 회전축(8A) 및 장치 본체(9)를 통해서 기준전위 GND에 접속되어 있다. 기준전위 GND는 상기 아크 발생회로(11)의 기준전위 GND와 같은 전위이다.
이와 같이, 기준전위 GND에 접속하기 위한 접속단자(1A)를 상기 스풀(1)에 마련하고, 이 접속단자에 피복 와이어(2)의 권선개시 끝부의 금속선(2A)를 접속하는 것에 의해 스풀홀더(8)등을 통해서 기준전위 GND에 접속할 수 있으므로, 피복 와이어(2)의 금속선(2A)를 확실하게 기준전위 GND에 접속할 수가 있다.
또, 상기 피복 와이어(2)의 금속선(2A)가 기준전위 GND에 접속되는 것에 의해 금속볼(2Aa) 형성시에 아크전극(10)과 공급측의 피복 와이어(2)의 금속선(2A) 사이의 전위차를 충분히 확보하여 아크 발생을 양호하게 할 수가 있으므로, 금속볼(2Aa)를 확실하게 형성할 수 있다.
또, 피복 와이어(2)의 금속선(2A)가 기준전위 GND에 접속되는 것에 의해 피복 와이어(2)의 금속선(2A)의 부유용량에 전하가 챠지 업하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 반도체 칩(12A)의 외부단자(12Aa)에 피복 와이어(2)의 공급측의 선단부의 금속볼(2Aa)를 접속하는 제1본딩시에 상기 부유용량으로 챠지 업한 전하가 과대 전압으로서 반도체 칩(12A)의 입출력단 회로에 유입하는 것을 방지할 수 있으므로, 그 정전기 파괴를 방지할 수가 있다.
상기 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 상기 본딩공구(7)은 본딩 암(7A)를 개재시켜서 본딩 헤드(디지탈 본딩 헤드)(14)에 지지되어 있다. 본딩 헤드(14)는 XY테이블(17)을 개재시켜서 베이스(18)에 지지되어 있다. 본딩 헤드(14)는 본딩부(3)에 본딩 공구(7)을 근접 및 분리할 수 있도록 본딩 암(7A)을 상하방향(화살표 C방향)으로 이동할 수 있는 제2이동장치가 마련되어 있다. 제2이동장치는 주로 가이드 부재(14A), 암 이동 부재(14B), 암나사 부재(14C), 숫나사 부재(14D), 모터(14E)로 구성되어 있다. 가이드 부재(14A)는 화살표 C방향으로 암 이동부재(14B)를 이동시키도록 구성되어 있다. 상기 모터(14E)는 숫나사 부재(14D)를 회전시키고, 이 회전에 의해 숫나사 부재(14D)와 끼워맞추는 암나사 부재(14C)를 화살표 C방향으로 이동시키고, 이 이동에 의해 암 이동부재(14B)를 화살표 C방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.
암 이동부재(14B)에 지지된 본딩 암(7A)는 회전축(14F)를 중심으로 회전하도록 구성되어 있다. 본딩 암(7A)의 회전축(14F)를 중심으로 하는 회전은 탄성부재(14G)에 의해 제어된다. 이 탄성부재(14G)의 회전의 제어는 본딩공구(7)이 본딩부(3)에 맞닿았을 때에 본딩부(3)이 필요 이상으로 가압되는 것을 방지하고, 본딩부(3)의 손상이나 파괴를 방지하도록 구성되어 있다.
상기 와이어 클램퍼(6)은 피복 와이어(2)를 클램프할 수가 있어 피복 와이어(2)의 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 와이어 클램퍼(6)은 클램퍼 암(6A)를 개재시켜서 본딩 암(7A)에 마련되어 있다.
와이어 안내부재(5)는 스풀(1)에서 공급되는 피복와이어(2)를 본딩부(3)에 가이드하도록 구성되어 있다. 와이어 안내부재(5)는 클램퍼 암(6A)에 마련되어 있다.
상기 피복 와이어(2)의 공급 경로의 근방에는 제1도, 제2도, 제8도(주요부 단면도) 및 제9도(주요부 사시도)에 도시한 바와 같이 절연체 제거 토오치(15)가 마련되어 있다. 구체적으로는 절연체 제거 토오치(15)는 본딩부(3)과 본딩 공구(7) 사이의 피복 와이어(2)의 공급경로의 근방에 마련되어 있다.
절연체 제거 토오치(15)는 제8도에 도시한 바와 같이, 혼합 가스 공급관(15A)에서 혼합 가스G가 공급되는 통형상의 토오치 본체(15B)와 혼합가스 분출구의 근방에 마련된 히터부(15C)로 구성되어 있다. 토오치 본체(15B)는 예를들면 세라믹, 놋쇠 등으로 형성한다. 히터부(15C)는 토오치 본체(15B)에 감겨진 전열선(15Ca)와 그것을 덮는 단열재(15Cb)로 구성되어 있다. 히터부(15C)는 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서 항상 연소염이 분출하도록(연소염이 꺼지지 않는 자연점화상태로 유지할 수 있도록), 혼합가스G(그 중의 다음에 기술하는 연소용 가스)를 가열하도록 구성되어 있다.
이와 같이, 절연체 제거 토오치(15)의 연소용 가스의 분출구의 근방에 히터부(15C)를 마련하는 것에 의해 연소용 가스를 확실하게 연소시킬 수 있으므로, 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 확실하게 분해 제거할 수가 있다.
토오치 본체(15B)에 흐르는 혼합 가스G는 연소용 가스와 이 연소용 가스의 연소 온도를 저하시키는 온도 제어용 가스를 혼합해서 형성한 것이다. 연소용 가스는 본 실시예에 있어서 수소(H2)를 사용한다. 온도 제어용 가스는 본 실시예에 있어서 질소(N2)를 사용한다. 상기 수소에서 형성되는 연소용 가스의 연소염은 1300[℃]정도의 낮은 온도이며, 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서 비교적 둥그스름한 형상으로 형성된다. 상기 질소에서 형성되는 온도 제어용 가스는 상기 연소용 가스의 연소염을 1000[℃]정도의 낮은 온도로 제어(저하)할 수가 있다. 또, 온도 제어용 가스는 상기 연소용 가스의 연소염을 예리한 형상으로 제어할 수 있다. 온도 제어용 가스는 연소염의 온도를 효율좋게 저하시키기 때문에 비교적 차거운 상태로 절연체 제어 토오치(15)에 공급하는 것이 바람직하다.
또, 절연체 제거 토오치(15)에는 상기 온도 제어용 가스를 공급하지 않고, 연소용 가스(예를들면, H2)만을 공급하도록 구성하여도 좋다.
이와 같이 절연체 제거 토오치(15)는 상기 혼합 가스G의 연소용 가스의 연소 온도를 온도 제어용 가스로 제어하면서, 분출구에서 연소용 가스의 연소염을 분출하도록 구성되어 있다. 이 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서의 연소염은 제8도 및 제9도에 도시한 바와 같이 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 분해 제거하도록 구성되어 있다. 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서의 연소염은 피복와이어(2)의 공급 경로에 대해서 실질적으로 직각 방향으로 샤프하게 분출된다. 분해 제거되 절연체(2B)는 피복 와이어(2)를 개재시켜서 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에 대향하는 위치에 마련된 흡인덕트(16)에 의해 흡인되어 배출된다.
상기 절연체 제거 토오치(15)는 피복 와이어(2)의 공급 경로를 화살표 D방향(제9도 참조)으로 횡단하는 제3이동장치에 마련되어 있다. 제3이동장치는 토오치 본체(15B)를 회전축(15D)를 중심으로 회전시키는 회전체(15E)와 이 회전체(15E)를 화살표 E방향으로 회전시키는 가압 솔레노이드(15F)로 구성되어 있다. 이 제3이동장치는 소정의 속도로 피복 와이어(2)를 횡단하고, 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서의 연소염을 그 대향면 및 그 이면의 절연체(2B)로 분출하도록 구성되어 있다. 즉, 제3이동장치는 절연체 제거 토오치(15)에서의 연소염이 피복 와이어(2)의 이면의 절연체(2B)에 의해 확실하게 회전하도록 구성되어 있다. 제3이동장치에 의한 절연체 제거 토오치(15)의 동작은 1회 또는 여러번 피복 와이어(2)를 횡단하도록 구성되어 있다.
상기 제3이동장치는 제8도 및 제9도에 도시한 바와 같이, 그것을 화살표 F방향(피복 와이어(2)의 공급방향과 실질적으로 동일방향)으로 이동시키는 제4이동장치에 마련되어 있다. 제4이동장치는 주로 이동 지지대(15G), 가이드 부재(15H), 숫나사 부재(15I), 모터(15J)로 구성되어 있다. 이동 지지대(15G)에는 제3이동장치(절연체 제거 토오치(15))가 부착되어 있고, 가이드 부재(15H)에 따라서 화살표 F방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 이동 지지대(15G)의 이동은 그것에 형성된 암나사부(도시하지 않음)와 상기 숫나사부(15I)가 끼워맞춰져 있고 모터(15J)로 숫나사 부재(15I)를 회전시키는 것에 의해 실행된다.
이 제4이동장치는 피복 와이어(2)의 본딩부분에 절연체 제거 토오치(15)를 설정하도록 구성되어 있다. 즉, 제4이동장치는 리이드(12D)의 내부 리이드부에 접속되는 본딩부분과 그 다음단의 본딩 공정에 있어서 상기 반도체 칩(12A)의 외부단자(12Aa)에 접속되는 본딩 부분에 대응한 위치의 피복 와이어(2)의 근방에 절연체 제거 토오치(15)를 설정하도록 구성되어 있다. 이 위치에 설정되는 절연체 제거 토오치(15)는 연소염에 의해서 피복 와이어(2)의 각각의 본딩 부분의 절연체(2B)를 동일 공정에서 제거하도록 되어 있다.
이와 같이 구성되는 절연체 제거 토오치(15)는 제10도 및 제11도(피복 와이어의 금속선의 융점과 절연체의 분해 온도와의 관계를 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 피복 와이어(2)의 금속선(2A)에 손상을 주는 일없이 확실하게 절연체(2B)를 제거할 수가 있다. 제10도, 제11도는 시차 열분석법에 의해 얻어진 실험결과를 도시한 도면이다.
제10도는 금(Au)로 이루어지는 금속선(2A)의 융점 M과 폴리우레탄 수지로 이루어지는 절연체(2B)의 분해 온도와의 관계를 도시한 도면이다. 가로축은 온도T[℃]를 나타내고, 세로축은 절연체(2B)의 분해 잔류중량W[%]를 나타내고 있다. 제10도에 도시한 바와 같이, 피복 와이어(2)의 절연체(2B)의 분해제거는 금속선(2A)의 융점과 실질적으로 동등 또는 그것 이하에서, 또 절연체(2B)를 확실하게 분해제거할 수 있는 온도 범위내, 즉 제10도에 도시한 R로서 표시하는 온도범위인 600~950[℃]정도의 낮은 온도의 범위내가 최적이다. 상기 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서의 연소염은 상술한 바와 같이 1000[℃]정도의 낮은 온도로 제어되어 있으므로, 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 최적인 조건에서 분해 제거할 수가 있다.
1예로서 표1에 금속선(2A)의 직경이 30[㎛]의 피복 와이어(2)를 사용한 경우의 각종 조건에 대해서 표시하고 있다.
또, 제11도는 금(Au)로 이루어지는 금속선(2A)의 융점M과 폴리이미드 수지로 이루어지는 절연체(2B)의 분해온도와의 관계를 도시한 도면이다. 제11도에 도시한 바와 같이, 피복 와이어(2)의 절연체(2B)의 분해제거는 800~950[℃]정도의 낮은 온도의 범위내가 최적이다.
또, 절연체 제거 토오치(15)는 제12도(히터부의 전열선에 인가하는 전압V와 분출구에서 분출되는 연소염의 온도T와의 관계를 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 히터부(15C)의 전열선(15Ca)에 인가하는 전압V에 의해서 분출구에서 분출되는 연소염의 온도T를 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 제12도에 있어서 가로축은 전열선(15Ca)에 인가하는 전압V를 나타내고, 세로축은 연소염의 온도T를 나타낸다. 제12도에는 참고로 산수소염의 온도TH(소수가스와 산화가스의 혼합가스의 연소염의 온도)를 도시한다.. 산수소염은 약 3400[℃]정도의 높은 온도이므로 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 제거하려고 하면 절연체(2B) 뿐만 아니라 금속선(2A)를 용융하여 손상시켜 버린다.
다음에 본 실시예의 볼본딩 방법에 대해서 간단하게 설명한다.
먼저 제5도에 도시한 바와 같이 사전에 절연체(2B)가 제거되어 금속선(2A)의 표면이 노출된 피복 와이어(2)의 공급측의 선단부의 근방에 아크 전극(10)을 근접시켜서 아크를 발생시키고 금속볼(2Aa)를 형성한다.
다음에 본딩 공구(7)을 본딩부(3)에 근접시키고, 반도체 칩(12A)의 외부단자(12Aa)에 상기 금속볼(2Aa)를 볼본딩한다(제1본딩).
다음에 본딩 공구(7)이 적당한 위치까지 화살표 C방향으로 상승하여 외부단자(12Aa)로부터 떨어진다.
다음에 피복 와이어(2)의 본딩 부분(제2본딩)에 근접한 위치에 절연체 제거 토오치(15)를 설정한다. 그리고, 절연체 제거 토오치(15)의 분출구에서 항상 분출되는 연소염이 피복 와이어(2)를 횡단하고, 제8도 및 제9도에 도시한 바와 같이 피복 와이어(2)의 본딩 부분의 절연체(2B)를 분해 제거하여 금속선(2A)의 표면을 노출시킨다.
이와 같이, 연소용 가스와 온도 제어용 가스의 혼합 가스를 형성하고, 이 혼합 가스의 연소용 가스를 연소시킨 연소염으로 피복 와이어(2)의 본딩 부분의 절연체(2B)를 제거해서 금속선(2A) 표면을 노출시키는 것에 의해, 피복 와이어(2)의 본딩 부분의 실질적인 전체 영역으로 금속선(2A)를 손상이나 파괴시키지 않는 상기 연소염을 회전시킬 수 있으므로, 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 확실하게 제거할 수가 있다. 즉, 낮은 온도의 연소염에 의한 피복 와이어(2)의 절연체(2B)의 제거는 산수소염에 의한 그 제거에 비해서 금속선(2A)에 손상을 주지않는 특징으로 가지며, 또한 레이저광에 의한 그 제거에 비해서 연소염이 회전으로 확실하게 제거할 수 있는 특징을 갖고 있다.
다음에 본딩 공구(7)을 절연체(2B)가 제거되어 금속선(2A)가 노출한 위치까지 하강시킨다. 그리고, 제8도에 점선으로 도시한 바와 같이 본딩 공구(7)을 내부 리이드부에 근접시키고, 피복 와이어(2)의 다른 끝이 노출된 금속선(2A)를 내부 리이드부에 본딩한다(제3본딩).
다음에 본딩 공구(7)을 격리시켜서 피복 와이어(2)를 절단하는 것에 의해 상기 제4도에 도시한 바와 같이 본딩공정이 완료한다.
이와 같이, 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 확실하게 제거할 수 있으므로, 피복 와이어(2)의 금속선(2A)와 본딩부(3)(외부단자(12Aa) 또는 내부 리이드부)를 확실하게 접속할 수 있어 본딩 불량을 저감할 수가 있다.
또한, 본 실시예1은 볼본딩기술에 의해서 피복 와이어(2)와 본딩부(3)을 본딩하였지만, 본 발명은 초음파 본딩 기술에 의해서 그들을 본딩할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 혼합가스의 연소용 가스로서 탄산가스(CO)를 사용하고, 상기 온도 제어용 가스로서 아르곤(Ar), 헬륨(He)를 사용할 수가 있다.
또, 본 발명은 세라믹 봉지형 반도체 장치, 배선 기판상에 여러개의 반도체 칩을 탑재한 전자 장치 등의 와이어 본딩기술에 적용할 수 있다.
또, 본 발명은 절연체 제거 토오치(15)의 토오치 본체(15B)내에 연소용 가스를 흘려서 분출구에서 연소시키고, 그 분출구 근방에서 온도 제어용 가스를 분출하여도 좋다.
또, 본 발명은 와이어 본딩 방식으로서 열압착 방식, 초음파 진동 방식, 초음파 진동 병용의 열압착 방식의 어느것인가 한가지를 피와이어 본딩체 및 피복 와이어의 각규격에 최적인 조건으로 채용할 수가 있다.
실시예 2
본 실시예2는 실시예1의 본딩 장치의 금속볼을 형성하는 아크 전극의 구성을 바꾼 본 발명의 다른 실시예이다.
본 발명의 실시예2인 본딩 장치는 도시하지 않지만, 상기 제5도에 도시한 아크 전극(10)으로 피복 와이어(2)의 선단부에 금속 볼(2Aa)를 형성할 때에 금속 볼(2Aa)를 불활성 가스로 외부 분위기로부터 차폐하도록 구성되어 있다.
불활성 가스는 상기 피복 와이어(2)의 선단부의 금속선(2A)와 아크 전극(10) 사이의 근방에 불활성 가스를 공급하는 차폐 가스 공급노즐을 마련하고, 차폐가스 공급노즐에서 분출하도록 구성한다. 또, 불활성 가스는 그 내부에 피복 와이어(2)의 선단의 금속선(2A)를 삽입할 수 있는 통형상의 부재를 아크전극(10)에 마련하고, 통형상의 부재의 내부로 분출하도록 구성하여도 좋다. 불활성 가스로서는 아르곤(Ar)이나 헬륨(He)을 사용한다.
이와 같이, 금속 볼(2Aa)를 형설할 때에 그 주변을 불활성 가스로 외부 분위기로부터 차폐하는 것에 의해 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 수지로 형성한 경우 절연체(2B)의 용해가 저감됨과 동시에, 외부 분위기와의 화학반응을 방지할 수 있으므로, 금속 볼(2Aa)를 양호하게 형성할 수가 있다. 특히, 피복 와이어(2)의 금속선(2A)를 동(Cu)로 형성한 경우 외부 분위기와 화학적 반응을 방지하여 금속볼(2Aa)의 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
실시예 3
본 실시예3은 본딩 장치에 있어서, 금속볼을 연소용 토오치로 형성한 본 발명의 다른 실시예이다.
본 실시예3은 볼본딩 기술에 있어서 피복 와이어(2)의 선단부의 금속볼(2Aa)를 상술한 절연체(2B)를 제거하는 절연체 제거 토오치(15)로 형성하도록 구성되어 있다. 즉, 아크 전극(10) 및 아크 발생회로(11)의 구성을 없앨 수가 있다.
또, 금속 볼(2Aa)를 형성하는 토오치로서 상기 절연체 제거 토오치(15) 이외에 산수소염 토오치를 마련하여도 좋다.
즉, 다음과 같이 본딩 공정이 실행된다.
먼저 상기 절연체 제거 토오치(15) 또는 그밖의 산수소염 토오치의 연소염을 사용하여 상기 피복 와이어(2)의 공급측의 선단부에 금속 볼(2Aa)를 형성한다.
다음에 제1본딩을 실행한다.
다음에 상기 절연체 제거 토오치(15)의 연소염으로 상기 피복 와이어(2)의 본딩 부분(제2본딩 부분 및 다음 단의 제1본딩 부분)의 절연체(2B)를 제거해서 금속선(2A)의 표면을 노출시킨다.
다음에 제2본딩을 실행한다.
다음에 상술한 바와 같이 상기 절연체 제거 토오치(15) 또는 그 이외의 산수소염 토오치의 연소염을 사용하여 상기 피복 와이어(2)의 공급측의 선단부에 금속 볼(2Aa)를 형성한다. 절연체 제거 토오치(15)로 금속 볼(2Aa)를 형성하는 경우 피복 와이어(2)의 금속선(2A)의 융점에 도달하지 않을 때에는 혼합 가스의 혼합비를 변화시키거나 피복 와이어(2)를 횡단하는 연소염의 이동속도를 제어한다.
이와 같이, 상기 절연체(2B)가 제거된 피복 와이어(2)의 금속선(2A)를 상기 연소염 또는 다른 혼합 가스를 연소시켜서 형성한 연소염을 사용하여 금속 볼(2Aa)에 형성하는 것에 의해 피복 와이어(2)의 금속 볼(2Aa)를 연소염으로 형성하므로, 상기 실시예1 및 2에서 기재한 아크 전극(10) 및 아크 발생회로(11)을 없앨 수 있다.
실시예 4
본 실시예4는 본딩 장치에 있어서 상기 절연체 제거 토오치의 구성을 바꾼 본 발명의 다른 실시예이다.
본 실시예4는 도시하지 않지만, 상기 실시예1, 2, 3의 각각에서 기재한 절연체 제거 토오치(15)의 히터부(15C)를 제거하고, 절연체 제거 토오치(15)의 연소용 가스의 분출구의 치수(직경)을 토오치 본체(15B)의 안지름에 비해서 작게 구성하고 있다. 이와 같이 구성되는 절연체 제거 토오치(15)는 분출구에서 분출되는 연소용 가스의 연소염의 열용량을 작게 할 수 있다. 분출구의 치수는 가공한계에서 최소75[㎛], 연소염의 열용량을 작게 하기 위하여 최대 125[㎛]의 범위내에서 형성한다.
이와 같이 구성되는 절연체 제거 토오치(15)는 열용량을 작게 할 수 있으므로, 연소용 가스(예를들면, H2), 연소용 가스와 그 연소용 가스의 연소염의 온도를 저하시키는 상기 온도 제어용 가스(예를들면, N2) 또는 연소용 가스와 그 연소용 가스의 연소열의 온도를 상승시키는 온도 제어용 가스(예를들면, 미량의 O2)를 사용할 수 있다. 1예로서 다음에 게재한 표2에 피복 와이어(2)의 절연체(2B)를 제거하기 위한 각종 조건에 대해서 표시한다.
이와 같이, 절연체 제거 토오치(15)의 분출구의 치수를 작게 하는 것에 의해 연소용 가스의 분출구의 연소염의 열용량을 작게할 수 있으므로, 절연체 제거 토오치(15)의 근방에 위치하는 본딩 공구(7)로의 열의 전달을 저감하고, 공급되는 피복 와이어(2)의 절연체(2B)가 손상이나 파괴하는 것을 방지할 수가 있다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라서 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.
[표 1]
Figure kpo00001
[표 2]
Figure kpo00002
실시예 5
상술한 바와 같이, 피복 와이어의 절연체를 제거하는 기술로서는 실시예 1~4에 의해 개시된 기술이 유효하다. 이 기술은 피복 와이어의 본딩부분에 절연체 제거 토오치에서의 연소염을 분출하여 그 부분의 절연체를 제거하는 기술이다. 상기 연소염은 연소용의 수소가스와 수소가스의 연소 온도를 저하시키는 온도 제어용의 질소가스의 혼합 가스로 형성된다. 절연체 제거 토오치는 리이드에 접속되는 피복 와이어의 후단측의 절연체 및 다음 단계의 외부 단자에 접속되는 피복 와이어의 선단측의 절연체(본딩부분)을 한번에 제거하도록 구성되어 있다. 이 절연체 제거 토오치의 피복 와이어의 본딩부분(절연체를 제거하는 부분)으로의 이동은 이동 장치 및 제어장치에 의해서 실행되고 있다. 이 기술을 사용한 피복 와이어의 절연체의 제거는 피복 와이어의 금속선에 손상을 주는 일이 없고, 본딩부분의 전체 영역에 연소염을 회전시켜서 절연체를 완전히 제거할 수 있으므로, 절연체의 잔존에 기인하는 본딩 불량(도통 불량)을 방지할 수 있는 특징이 있다.
그러나, 본 발명자는 상술한 기술에 있어서 다음의 문제점이 발생하는 것을 발견하였다.
상술한 바와 같이, 피복 와이어의 절연체의 제거는 절연체 제거 토오치는 실행되고 있다. 절연체 제거 토오치는 본딩마다 반도체 칩의 외부 단자와 리이드의 거리의 변화에 대응시킨 피복 와이어의 본딩 부분의 근방으로 이동시키고 있다. 이 때문에, 절연체 제거 토오치의 구성뿐만 아니라 그 이동 장치 및 그 이동 장치를 복잡하게 제어하는 제어장치가 필요하게 되므로, 본딩 장치가 약간 복잡하게 된다.
또, 상기 피복 와이어의 공급측의 선단부의 볼은 전기 토오치를 근접시키고, 금속선과 전기 토오치 사이에 아크를 발생시켜서 형성하고 있다. 피복 와이어의 선단측의 볼은 그 형성 후에 반도체 칩의 외부 단자에 접속된다. 그런데, 상기 피복 와이어의 선단측에 볼을 형성할 때에 아크의 발생에 따른 열에 의해서 피복 와이어의 선단측에서 후단측을 향해서 절연체가 용해하는 현상을 발생하는 것이 본 발명자에 의해서 확인되었다. 이 절연체의 용해는 피복 와이어에 절연체구(절연체의 덩어리)를 형성한다. 절연체구는 본딩 공구의 피복 와이어의 가이드 구멍 지름보다도 크게 성장한다. 즉, 피복 와이어의 선단측에 볼을 형성한 후 상기 볼을 본딩 공구의 가압면에 끌어 당길 때에 피복 와이어와 본딩 공구의 가이드 구멍에 걸림을 발생한다. 이 때문에, 이후의 본딩 공구의 가압면에서 볼을 반도체 칩의 외부 단자에 접속할 수 없게 되므로 본딩 불량이 발생한다.
본 발명에 있어서 상세하기 기술하는 실시예5는 상기의 모든 문제를 해결하는 것이다. 이하, 실시예5를 상세하게 기술한다. 본 발명의 실시예5인 볼본딩(와이어 본딩)장치를 제13도에 그 개략적인 도면을 제14도에 그 주요부 사시도를 도시한다.
볼본딩 장치는 제13도에 도시한 바와 같이 스풀(101)에 감겨진 피복 와이어(102)를 본딩부(103)에 공급하도록 구성되어 있다. 피복 와이어(102)의 공급은 텐셔너(104), 와이어 안내부재(105), 와이어 클램퍼(106) 및 본딩 공구 (캐필러리)(107)을 통해서 본딩부(103)에 공급되어 있다.
상기 본딩부(103)에는 제15도(단면도) 및 제16도(주요부 확대 단면도)에 도시한 바와 같이 구성되어 있는 수지 봉지전의 수지 봉지형 반도체 장치(120)이 배치되어 있다. 수지봉지형 반도체 장치(120)은 접속 금속막(120B)를 거쳐서 탭부(120C)상에 탑재된 반도체 칩(120A)와 리이드(120D)의 내부 리이드부를 수지 봉지부재(120E)로 수지 봉지해서 구성되어 있다. 반도체 칩(120A)와 내부 리이드(120D)는 상기 피복 와이어(102)로 접속되어 있다. 피복 와이어(102)의 한쪽 끝부는 제16도에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(120A)의 비활성화막(120Ab)의 열린 구멍부에서 노출하는 외부 단자(본딩패드)(120Aa)에 접속되어 있다. 피복 와이어(102)의 다른쪽 끝부는 리이드(120D)의 내부 리이드부에 접속되어 있다. 리이드(120D)의 외부 리이드부는 수지 봉지부재(120E)의 외부로 돌출하도록 구성되어 있다. 수지 봉지전의 수지 봉지형 반도체 장치(120)은 제13도에 도시한 바와 같이, 본딩 장치의 반도체 장치 지지대(반도체 장치의 장착용 테이블)(113)에 지지되어 있다.
상기 피복 와이어(102)는 제16도에 그 구조를 상세하게 도시한 바와 같이, 금속선(102A)의 표면에 절연체(102B)를 피복해서 구성되어 있다. 금속선(102A)는 본 실시예에 있어서 금(Au)로 형성한다. 또, 금속선(102A)로서는 그 이외에 동(Cu), 알루미늄(Al) 등으로 형성한다. 절연체(102B)는 본 실시예에 있어서 폴리우레탄 수지막 또는 폴리이미드 수지막으로 형성한다. 또, 절연체(102B)는 그 이외에 에스테르이미드 수지막, 에스테르아미드 수지막 등의 수지막이나 금속 산화막(CuO, Cu2O, Al2, O3) 등으로 형성한다.
상기 반도체 칩(120A)의 외부 단자(120Aa)에는 피복 와이어(102)의 한쪽 끝의 절연체(102B)가 제거되어 노출된 금속선(102A)로 형성된 금속볼(102Aa)를 접속하고 있다. 금속 볼(102Aa)는 금속선(102A)의 직경에 비해서, 예를들면 2~3배 정도 큰 직경으로 구성되도록 되어 있다. 리이드(120D)의 내부 리이드부에는 접속부분의 피복 와이어(102)의 다른 끝측의 절연체(102B)를 파괴하여 노출시킨 피복 와이어(102)의 다른 끝측의 금속선(102A)를 접속하고 있다. 즉, 피복와이어(102)의 다른 끝측은 실질적으로 리이드(120D)와의 접속 부분의 절연체(102B)만이 제거되어 있고, 그 이외의 절연체(102B)는 잔존하도록 구성되어 있다. 이 피복와이어(102)의 다른 끝측의 절연체(102B)의 파괴는 다음에 기술하지만, 본딩 공구(107)에 의해 부여되는 초음파 진동, 적당한 가압 및 적당한 가열(에너지)에 의해서 실행할 수 있다.
이와 같이, 피복 와이어(102)를 사용하는 수지 봉지형 반도체 장치(120)에 있어서 반도체 칩(120A)의 외부단자(120Aa)에 피복 와이어(102)의 한쪽 끝측의 금속선(102A)로 형성되는 금속 볼(102Aa)를 접속하고, 리이드(120D)에 접촉부분의 절연체(102B)를 파괴한 피복 와이어(102)의 다른 끝측의 금속선(102A)를 접속하는 것에 의해서 금속 볼(102Aa)의 크기가 크므로, 볼본딩 방식에 의해 반도체 칩(120A)의 외부 단자(120Aa)와 피복 와이어(102)의 금속선(102A)의 접촉면적을 초음파 진동에 의해 본딩 와이어를 접속하는 방식과 비교해서 증가하여 양자간의 본드능력을 향상할 수 있음과 동시에, 리이드(120D)와 접속하는 부분 이외의 피복 와이어(102)의 다른 끝측을 절연체(102B)로 덮고, 이 피복와이어(102)의 다른 끝측과 인접하는 다른 피복 와이어(102)의 다른 끝측과의 단락을 저감할 수 있으므로, 리이드(120D) 간격을 축소하여 수지 봉지형 반도체 장치(120)의 다단자화(소위, 다핀화)를 도모할 수가 있다.
상기 본딩 공구(107) 및 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부분(금속 볼(102Aa) 형성부분)은 상기 제13도 및 제14도에 도시한 바와 같이, 금속 볼(102Aa)의 형성시에 피복부재(110A)에 피복되도록 구성되어 있다. 피복 부재(110A)는 제14도에 도시한 화살표 A방향으로 회전 이동하도록 구성되어 있다. 즉, 피복 부재(110A)는 금속볼(102Aa)의 형성시에 화살표 A방향의 회전동작에 의해서 공구 삽입구(110B)에서 본딩 공구(107)을 삽입하고, 그것을 피복하도록 구성되어 있다. 이 피복부재(110A)는 제17도(구체적인 구성을 도시한 부분 단면도, 제18도의 V-V절단선으로 자른 단면에 해당한다), 제18도(제17도의 화살표 Ⅵ방향에서 본 평면도) 및 제19도(제18도의 Ⅶ－Ⅶ절단선으로 자른 단면도)로 도시한 바와 같이 구성되어 있다. 피복부재(110A)는 다음에 기술하지만, 금속 볼(102Aa)의 형성시에 용해하는 절연체(102B)의 분출 비산에 의해 본딩부(103)에 절연체(102B)가 비산하지 않도록 구성되어 있다. 또, 피복부재(110A)는 피복 와이어(102)의 금속선(102A)가 Cu, Al 등의 산화하기 쉬운 재료로 형성되는 경우 산화 방지용 피복 가스 분위기(차폐 가스 분위기)를 유지하기 쉽게 구성되어 있다. 피복부재(110A)는 예를들면 스텐레스강철로 형성한다. 또, 피복부재(110A)는 피복 와이어(102)의 금속 볼(102Aa)의 형성상태 등을 작업자가 확인할 수 있도록 투명성을 갖는 유리재료로 형성하여도 좋다.
상기 피복부재(110A)의 바닥 부분에는 제13도, 제14도, 제17도 및 제19도에 도시한 바와 같이, 전기 토오치(아크 전극)(110D)가 마련되어 있다. 전기 토오치(110D)는 제20도(금속볼의 형성원리를 설명하는 모사 구성도)에 도시한 바와 같이 피복 와이어(102)의 공급측의 선단부의 금속선(102A)에 근접시키고, 양자간에 아크 전극을 발생시켜서 금속볼(102Aa)를 형성하도록 구성되어 있다. 전기 토오치(110D)는 예를들면 높은 온도에 견딜 수 있는 텅스텐으로 형성되어 있다. 전기 토오치(110D)는 도전성 재료로 형성된 흡인장치(111)의 흡인관(110E)를 개재시켜서 아크 발생 장치(112)에 접속되어 있다. 흡인관(110E)는 예를들면 스텐레스강철로 형성되어 있고, Ag-Cu 땜납재 등의 접착 금속층을 개재시켜서 전기 토오치(110D)를 고착하고 있다. 이 흡인관(110E)는 클램프 부재(110F)를 개재시켜서 피복부재(110A)에 고착되어 있다. 즉, 전기 토오치(110D) 및 흡인관(110E)와 피복부재(110A)는 일체로 구성되어 있다.
상기 전기 토오치(110D)는 상술한 바와 같이, 금속 볼(102Aa)를 형성할 때에 피복 와이어(102)의 공급측의 선단부에 근접하고, 본딩 공정중에 피복 와이어(102)의 공급경로에서 격이할 수 있도록 제14도에 도시한 화살표A 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이 전기 토오치(110D)를 이동시키는 이동장치는 주로 흡인관(110E) 및 절연 부재(110H)를 개재시켜서 전기 토오치(110D)를 지지하는 지지부재(110G), 이 지지부재(110G)를 화살표 A방향으로 회전시키는 크랭크축(110I), 이 크랭크축(110I)를 회전시키는 구동원(110K)로 구성되어 있다. 크랭크축(110I)의 회전은 그 크랭크부에 연결된 구동원(110K)의 샤프트(110J)의 화살표 B방향의 이동에 의해서 실행된다. 구동원(110K)는 예를들면 전자 솔레노이드로 구성되어 있다. 크랭크축(110I)는 도시하고 있지 않지만, 본딩 장치 본체에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 또한, 전기 토오치(110D)의 이동과 피복 부재(110A)의 이동은 양자가 일체로 구성되어 있으므로 실질적으로 동일하다.
상기 아크 발생 장치(112)는 제14도에 도시한 바와 같이, 주로 콘덴서 C1, 축적용 콘덴서 C2, 트리거로 작동하는 아크 발생용 사리이스터 D, 저항 R로 구성되어 있다. 직류전원 D.C는 예를들면 -1000~-3000[V]정도의 부의 극성의 전압을 공급하도록 구성되어 있다. 직류전원 D.C는 사이리스터 D, 저항 R 등을 거쳐서 전기 토오치(110D)에 접속되어 있다. 기준전위 GND는 예를들면 접지전위 (=0[V])이다. V는 전압계, A는 전류계이다. 다음에 상세하게 기술하지만, 피복 와이어(102)의 금속선(102A)는 스풀(101)에 감겨진 단부가 기준전위 GND에 접속되어 있다. 이 결과 전기 토오치(110D)로 피복 와이어(102)의 선단부에 금속볼(102Aa)를 형성하는 경우 제13, 제14도 및 제20도에 도시한 바와 같이, 전기 토오치(110D)를 부전위(－), 피복 와이어(102)의 공급방향의 선단부의 금속선(102A)를 정전위(＋)에 설정할 수가 있다.
이와 같이 피복 와이어(102)의 선단부의 금속선(102A)와 아크전극(110D) 사이에 아크를 발생시키고, 피복 와이어(102)의 선단부에 금속볼(102Aa)를 형성하는 본딩장치에 있어서 피복 와이어(102)의 금속선(102A)를 정전위(＋)에 접속하고, 전기 토오치(110D)를 부전위(－)에 접속하는 것에 의해 상기 피복 와이어(102)의 금속선(102A)와 전기 토오치(110D) 사이에 발생하는 아크의 발생위치를 그 반대의 극성의 경우에 비해서 안정화 할 수 있으므로, 아크가 피복 와이어(102)의 금속선(102A)의 후단측을 향해서 발생하는 것을 저감할 수 있다. 아크의 발생의 저감은 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해를 저감하고, 절연체구의 발생을 방지할 수가 있다. 또한, 본 발명은 피복 와이어(102)의 금속선(102A)가 전기 토오치(110D)에 대해서 정의 전위를 갖도록 기준전위 GND 보다도 높은 전압 또는 낮은 전압에 상기 피복 와이어(102)의 금속선(102A)를 접속하여도 좋다.
상기 피복 와이어(102)가 감겨진 상기 스풀(101)은 제14도 및 제21도(주요부 분해 사시도)에 도시한 바와 같이 구성되어 있다. 스풀(101)은 예를들면 원통형상의 알루미늄 금속의 표면에 알루마이트 처리를 실시해서 구성한다. 알루마이트처리는 기게적 강도의 향상이나 홈의 발생을 방지하기 위해 실시한다. 이 스풀(101)은 상술한 바와 같이 알루마이트 처리가 실시되어 있으므로 절연성을 갖는다.
상기 스풀(101)은 스풀 홀더(108)에 부착되고, 이 스풀 홀더(108)의 회전축(108A)에 의해서 본딩 장치 본체(109)에 부착되어 있다.
스풀 홀더(108)은 적어도 그 일부에 도전성을 갖도록, 예를들면 스텐레스강철로 구성되어 있다.
상기 스풀(101)에는 제21도 및 제22도(주요부 확대 사시도)에 도시한 바와 같이 접속단자(101A)가 마련되어 있다. 접속단자(101A)는 스풀홀더(108)의 도전성을 갖는 부분과 접촉하는 스풀(101)의 측면부분(플랜지부)에 점형상으로 마련되어 있다.
접속단자(101A)는 제22도에 도시한 바와 같이, 절연체(101Aa)의 상부에 도전체(101Ab)를 마련하고, 이 도전체(101Ab)의 상부에 접속용 금속부(101Ac)를 마련해서 구성하고 있다. 절연체(101Aa)는 도전체(101Ab)와 스풀(101)과 확실하게 전기적으로 분리하고, 또 스풀홀더(108)에 접속용 금속부(101Ac)를 확실하게 맞닿을 수 있는 적당한 탄력성을 갖도록, 예를들면 폴리이미드 수지로 형성한다. 도전체(101Ab)는 피복 와이어(102)의 금속선(102A)를 접속하는 접속용 금속부(101Ac)와 스풀홀더(108)에 접촉하는 접속용 금속부(101Ac)를 확실하게 접속할 수 있도록, 예를들면 Cu박으로 형성한다. 접속용 금속부(101Ac)는 도전성 페이스트, 땜납 등으로 형성한다.
이 접속단자(101A)에는 스풀(101)의 측면(플랜지부)에 형성된 절단부를 통해서 본딩부(103)에 공급되는 측과 반대측의 피복 와이어(102)의 끝부의 금속선(102A), 즉 피복 와이어(102)의 권선개시 끝부의 금속선(102A)를 접속하도록 구성되어 있다. 이 금속선(102A)는 접속용 금속부(101Ac)에 의해서 접속단자(101A)에 접속된다. 피복 와이어(102)의 권선개시의 금속선(102A)의 표면의 절연체(102B)는 가열 또는 화학적으로 제거한다. 접속단자(101A), 즉 피복 와이어(102)의 금속선(102A)는 스풀홀더(108), 그 회전축(108A) 및 장치 본체(109)를 통해서 기준전위 GND 에 접속되어 있다. 기준전위 GND는 상기 아크 발생 장치(112)의 기준전위 GND와 같은 전위이다.
이와 같이, 기준전위 GND에 접속하기 위한 접속단자(101A)를 상기 스풀(101)에 마련하고, 이 접속단자에 피복 와이어(102)의 권선개시 끝부의 금속선(102A)를 접속하는 것에 의해 스풀 홀더(108) 등을 통해서 기준전위 GND에 접속할 수 있으므로, 피복 와이어(102)의 금속선(102A)를 확실하게 기준전위 GND에 접속할 수가 있다.
또, 상기 피복 와이어(102)의 금속선(102A)가 기준전위 GND에 접속되는 것에 의해 금속볼(102Aa) 형성시에 전기 토오치(110D)와 공급측의 피복 와이어(102)의 금속선(102A) 사이의 전위차를 충분히 확보하여 아크의 발생을 양호하게 할 수 있으므로, 금속 볼(102Aa)를 확실하게 형성할 수가 있다.
상기 제13도 및 제14도에 도시한 바와 같이, 상기 본딩 공구(107)은 본딩 암(107A)를 개재시켜서 본딩헤드(디지탈 본딩 헤드)(114)에 지지되어 있다. 본딩 암(107A)에는 도시하고 있지 않지만 초음파 진동장치가 내장되어 있고, 본딩 공구(107)을 초음파 진동시키도록 구성되어 있다. 따라서, 와이어 본딩 방식으로서는 열압착 방식, 초음파 진동 방식, 초음파 진동병용의 열압착 방식의 어느 것인가 한가지를 피와이어 본딩체 및 피복와이어의 각규격에 최적인 조건으로 채용할 수 있다. 본딩 헤드(114)는 XY테이블(117)을 개재시켜서 베이스(118)에 지지되어 있다. 본딩 헤드(114)는 본딩부(103)에 본딩 공구(107)을 근접 및 분리할 수 있도록 본딩 암(107A)를 상하 방향(화살표 C방향)으로 이동할 수 있는 이동장치가 마련되어 있다. 이동장치는 주로 가이드 부재(114A), 암 이동 부재(114B), 암나사 부재(114C), 숫나사 부재(114D), 모터(114E)로 구성되어 있다. 가이드 부재(114A)는 화살표 C방향으로 암 이동부재(114B)를 이동시키도록 구성되어 있다. 상기 모터(114E)는 숫나사 부재(114D)를 회전시키고, 이 회전에 의해 숫나사 부재(114D)와 끼워맞추는 암나사 부재(114C)를 화살표 C방향으로 이동시키며, 이 이동에 의해 암 이동부재(114B)를 화살표 C방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.
암 이동부재(114B)에 지지된 본딩 암(107A)는 회전축(114F)를 중심으로 회전하도록 구성되어 있다. 본딩 암(107A)의 회전축(114F)를 중심으로 하는 회전은 탄성부재(114G)에 의해 제어된다. 이 탄성부재(114G)의 회전의 제어는 본딩 공구(107)이 본딩부(103)에 맞닿았을 때에 본딩부(103)이 필요 이상으로 가압되는 것을 방지하고, 본딩부(103)의 손상이나 파괴를 방지하도록 구성되어 있다.
상기 와이어 클램퍼(106)은 피복 와이어(102)를 클램프할 수가 있고, 피복 와이어(102)의 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 와이어 클램퍼(106)은 클램퍼 암(106A)를 개재시켜서 본딩 암(107A)에 마련되어 있다.
와이어 안내부재(105)는 스풀(101)에서 공급되는 피복 와이어(102)를 본딩부(103)에 가이드하도록 구성되어 있다. 와이어 안내부재(105)는 클램퍼 암(106A)에 마련되어 있다.
상기 피복 와이어(102)의 공급방향의 선단부의 근방에 있어서 본딩 공구(107)과 본딩부(103) 사이의 피복 와이어(102)의 공급경로의 근방에는 제13도, 제14도, 제17도~제20도에 도시한 바와 같이, 유체 분출 장치(119)의 유체 분출 노즐(110C)가 마련되어 있다. 유체 분출 노즐(110C)는 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부의 금속선(102A)로 금속 볼(102Aa)를 형성할 때에 그 형성부분(금속선(102A) 및 절연체(102B))에 유체 분출 장치(119)에서의 유체를 분출하도록 구성되어 있다. 유체 분출 노즐(110C)에서 분출되는 유체는 제20도에 도시한 바와 같이, 피복 와이어(102)의 선단부의 금속선(102A)로 금속볼(102Aa)를 형성할 때에 아크의 발생하는 열로 용해하는 절연체(102B)를 분출 비산(102Ba)하도록 구성되어 있다.
유체 분출 노즐(110C)는 기본적으로 본딩 공구(107)의 선단부분, 즉 상술한 바와 같이 피복 와이어(102)의 선단부분에 유체를 분출하면 좋고, 본 실시예에 있어서는 상기 피복 부재(110A)에 마련되어 있다. 유체 분출 노즐(110C)는 제14도, 제17도~제19도에 구체적인 구조를 도시한 바와 같이, 절연체(102B)의 용해를 작게 하기 위해서 피복 와이어(102)의 후단측에서 선단측을 향해서 유체를 분출하도록 구성되어 있다. 또한, 유체 분출 노즐(110C)는 본딩 공구(107)에 부착하지 않는 쪽이 바람직하다. 유체 분출 노즐(110C)를 본딩 공구(107)에 부착한 경우에는 본딩 공구(107)의 중량이 증가하여 그 초음파 진동의 부하가 증대하기 때문에, 접속부분의 본드능력이 저하한다.
상기 유체 가스는 N2, H2, He, Ar, 공기 등의 기체를 사용하고, 제20도에 도시한 바와 같이 유체 분출 장치(유체원)(119)에서 냉각장치(119A), 유량계(119B), 유체 반송관(119C)를 개재시켜서 유체 분출 노즐(110C)에 공급된다.
냉각장치(119A)는 유체를 적극적으로 상온보다도 낮게 냉각하도록 구성되어 있다. 냉각장치(119A)는, 예를들면 펠티에 효과를 이용한 전자 냉각 장치로 구성한다. 상기 유체 반송관(119C)는 제20도에 간략화해서 도시하고 있지만, 적어도 냉각 장치(119A)와 유체 분출 노즐(110C)의 공급구 사이를 단열재(119D)로 피복하도록 구성되어 있다. 즉, 단열재(119D)는 냉각장치(119A)에서 냉각된 유체의 온도를 유체 반송관(119C)의 이동중에 변화시키지 않도록(냉각효율을 높일 수 있도록) 구성되어 있다.
냉각장치의 다른 예로서는 SANWA ENTERPRISE 주식회사제의 콜더(COLDER)를 사용하여도 좋다. 이 콜더는 보텍스(vortex)의 원리를 응용해서 초음파 공기를 발생시키는 장치로서 냉기 온도와 냉기 토출량을 간단한 조작으로 조절할 수 있는 것이다. 이 콜더는 들어온 공기 온도 ＋15℃, 들어온 공기 압력 7㎏/㎠의 압축 공기를 접속하는 것만으로 －50℃의 초저온 공기를 발생할 수 있는 것이다. 이 콜더는 컴팩트한 것으로 펠티에 효과를 이용한 전자 냉각 장치에 비해 소형화 할 수 있다. 또, 펠티에 효과를 이용한 냉각장치에 콜더를 병용하는 것에 의해 전체적으로 이러한 냉각장치를 소형화, 또한 경량화할 수 있는 효과가 있다.
또, 상기 피복 와이어(102)의 공급방향의 선단부의 근방에 있어서 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해부분을 중심으로 해서 상기 유체 분출 노즐(110C)에 대향하는 위치에는 상기 흡인 장치(111)에 연결된 흡인관(110E)가 마련되어 있다. 이 흡인관(110E)는 상술한 바와 같이 전기 토오치(110D)와 아크 발생 장치(112)를 접속하는 도전체로서도 사용되지만, 주로 유체 분출 노즐(110C)에서 분출 비산된 피복 와이어(102)의 용해한 절연체(102B)를 흡인하도록 구성되어 있다. 흡인관(110E)에서 흡인된 절연체(102Ba)는 흡인 장치(111)에 흡인된다.
다음에 본 실시예의 볼본딩 방법에 대해서 간단하게 설명한다.
먼저 제13도, 제14도, 제17도, 제20도에 도시한 바와 같이, 본딩 공구(107) 및 그 가압면측으로 돌출된 피복 와이어(102)의 공급방향의 선단부분을 피복 부재(110A)로 피복한다. 이 피복은 상기 구동원(110K)로 동작하는 이동장치에 의해서 피복 부재(110A)를 화살표 A방향으로 이동하는 것에 의해서 실행된다. 또, 이 피복부재(110A)에 의한 피복은 전기 토오치(110D), 유체 분출 노즐(110C)의 각각을 피복 와이어(102)의 선단부의 근방에 배치할 수가 있다.
다음에 제20도에 도시한 바와 같이, 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부의 금속선(102A)와 전기 토오치(110D) 사이에 아크를 발생시켜 상기 금속선(102A)로 금속선(102Aa)로 금속볼(102Aa)를 형성한다. 이 금속볼(102Aa)를 형성하는 아크의 열에 의해서 피복 와이어(102)의 공급방향의 선단부의 절연체(102B)가 용해한다. 즉, 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부의 절연체(102B)가 제거되어 금속선(102A)가 노출된다.
금속볼(102Aa)는 제23도(아크의 에너지량과 절연체의 용해량과의 관계도)로 도시한 바와 같이 단시간에서 실행한다. 제23도는 가로축에 아크의 방전시간 Tc[ms], 세로축에 전류량 Ic[mA]및 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해량 L[㎜]을 도시하고 있다. 제23도에 도시한 데이타는 상온 25[℃], 피복 와이어(102)의 금속선(Au)(102A)의 직경 ΦW를 25[㎛], 전압[V]가 1400[V]나 2200[V]의 경우에 있어서 피복 와이어(102)의 금속볼(102Aa)의 직경 Φb60[㎛]로 형성하기 위해서 필요한 절연체(폴리우레탄 수지)(102B)의 용해량 L[㎜]을 도시하고 있다. 제23도에 도시한 바와 같이 단시간에서 또한 높은 에너지(전류, 전압의 각각의 높은 영역)로 금속볼(102Aa)를 형성하면, 피복와이어(102)의 절연체(102B)의 용해량이 작게 된다(굵은 실선으로 표시한다). 본 발명자의 기초실험의 결과 리이드(102D)수, 즉 핀수가 (100)개 정도의 고집적의 수지 봉지형 반도체 장치(120)에 있어서 금속 볼(102Aa)를 100~1000[㎲]의 단시간에서 형성할 수 있고, 또 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해량 L을 0.2~0.4[㎜]의 작은 범위 내에 형성할 수 있었다. 절연체의 용해량 L은 피복 와이어가 피복물의 용해부분에 의해서 인접하는 와이어와 도통하지 않는 것, 반도체 펠릿의 외부와 피복 와이어가 접촉해서 그 용해부분에 의해서 와이어와 반도체 펠릿의 외부와 도통상태로 되지 않는 것에 의해서 규정 할 수 있는 것이다. 이와 같이, 금속볼(102Aa)의 형성을 단시간, 고에너지로 실행하는 것은 상술한 바와 같이 아크의 발생을 안정하게 하는, 즉 전기 토오치(110D)를 부전위(－)로, 피복 와이어(102)의 금속선(102A)를 정전위(＋)로 설정하는 것에 의해 실현할 수 있다.
그리고, 이 금속 볼(102Aa)를 형설할 때에 피복부재(110A)와 함께 위치가 설정된 유체 분출 노즐(110C)로 유체 분출 장치(119)에서 유체가스를 피복 와이어(102)의 용해하는 절연체(102B)에 분출하고, 제20도에 도시한 바와 같이 절연체(102B)를 분출 비산한다. 이 분출 비산된 절연체(102Ba)는 흡인관(110E)를 통해서 흡인장치(111)에 흡인된다.
이 유체 분출 노즐(110C)에서의 유체는 제20도에 도시한 냉각장치(119A)에 의해서 약 0~-10[℃]정도로 냉각되어 있다. 제24도는 유체의 온도 Tg[℃](가로축)와 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해량 L[㎜](세로축)과의 관계를 도시하고 있다. 유체 분출 노즐(110C)에서의 유체 가스의 유량 Q는 0.5~2.5[ℓ/min]이다. 제24도에 도시한 바와 같이 유체 분출 노즐(110C)에서의 유체가스의 온도가 낮을 수록 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해량이 작다. 즉, 냉각장치(119A)에서 냉각된 유체가스는 피복 와이어(102)의 금속선(102A), 절연체(102B), 본딩 공구(107) 등을 적극적으로 냉각할 수 있으므로, 아크 발생부분 만의 절연체(102B)를 용융하여 절연체(102B)의 용해량을 저감할 수가 있다.
다음에 상기 피복부재(110A) 및 그것과 함께 전기 토오지(110D), 유체 분출 노즐(110C)의 각각을 화살표 A방향(상술한 것과 반대 방향)으로 이동시킨다.
다음에 본딩 공구(107)의 가압면에 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부에 형성된 금속볼(102Aa)를 끌어 당긴다.
다음에 이 상태에서 본딩 공구(107)을 본딩부(103)에 근접시켜 가고, 제16도에 점선으로 본딩 공구(107)을 도시한 바와 같이 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부에 형성된 금속볼(102Aa)를 반도체 칩(120A)의 외부단자(120Aa)에 접속한다(제1본딩). 이 금속볼(102Aa)의 접속은 본딩 공구(107)의 초음파 진동 및 열압착(어느것인가 한쪽이라도 좋다)으로 실행한다.
다음에 제16도에 도시한 바와 같이, 피복 와이어(102)의 후단부 금속선(102A)를 본딩 공구(107)에 의해서 리이드(102D)에 접속한다(제2본딩). 피복 와이어(102)의 후단측의 접속은 본딩 공구(107)의 초음파 진동 및 열압착(전자만이라도 좋다)으로 실행한다. 이 피복 와이어(102)의 후단측의 접속은 접속 부분의 피복 와이어(102)가 사전에 절연체(102B)로 피복되어 있지만, 본딩 공구(107)을 초음파 진동시키는 것에 의해서 접속부분만의 절연체(102B)가 파괴되고, 금속선(102A)가 노출하도록 되어 있다. 본딩 공구(107)의 초음파 진동의 에너지나 열압착력에 의해서 약간 변화가 있지만, 피복 와이어(102)의 절연체(폴리우레탄 수지의 경우)(102B)는 0.2~3[㎛]정도의 막두께가 바람직하다. 특히 절연체(102B)는 0.2~1.0[㎛]정도의 막두께가 최적이다 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 막두께가 0.2[㎛]이하인 경우에는 절연체(102B)로서의 절연 내압이 작다. 또, 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 막두께가 0.1[㎛]를 초과한 경우에는 본딩 공구(107)의 초음파 진동에 의해서 절연체(102B)가 파괴되기 어렵게 되고, 절연체(102B)의 막두께가 3.0[㎛]를 초과한 경우에는 절연체(102B)가 파괴되지 않는다. 이 때문에, 피복 와이어(102)의 금속선(102A)와 리이드(102D)의 접속 불량이 발생한다.
다음에 상기 본딩 공구(107)을 격리시키는(이 때, 피복 와이어(102)가 절단된다) 것에 의해 상기 제16도에 도시한 바와 같이 본딩 공정이 완료한다.
이와 같이, 피복 와이어(102)의 선단부에 금속볼(102Aa)를 형성하는 본딩기술에 있어서 피복 와이어(102)의 선단부의 근방에 이 피복 와이어(102)의 선단부분에 유체를 분출하는 유체 분출 노즐(110C)(유체 분출 장치(119)의 일부)를 마련하는 것에 의해 상기 피복 와이어(102)의 용해하는 절연체(102B)를 분출 비산할 수 있으므로, 피복 와이어(102)에 절연체구가 형성되는 것을 방지할 수가 있다. 이 결과, 절연체구에 기인하는 본딩 공구(107)에 피복 와이어(102)가 걸리는 것을 방지하여 피복 와이어(102)를 본딩 공구(107)의 가압면에 끌어 당길 수 있으므로, 볼본딩을 실행할 수 있어 본딩불량을 방지할 수가 있다.
또, 피복 와이어(102)의 선단부에 금속볼(102Aa)를 형성하는 본딩 기술에 있어서 상기 유체 분출 노즐(110C)(유체 분출 장치(119))를 마련하고, 피복 와이어(102)의 선단부의 근방에 상기 유체 분출 노즐(110C)에서의 유체의 분출에 의해 분출 비산되는 피복 와이어(102)의 절연체(102B)를 흡인하는 흡인관(110E)(흡인장치(111))을 마련하는 것에 의해 상기 피복 와이어(102)의 용해하는 절연체(102B)를 분출 비산하고 피복 와이어(102)에 절연체구가 형성되는 것을 방지해서 상술한 바와 같이 본딩불량을 방지할 수 있음과 동시에, 분출 비산된 절연체(102Ba)를 본딩부(103)으로 비산시키지 않으므로, 비산된 절연체(102Ba)에 기인하는 본딩불량을 방지할 수 있다. 비산된 절연체(102Ba)에 기인하는 본딩불량이라 함은 예를들면 반도체칩(120A)의 외부단자(120Aa) 또는 리이드(120D)와 피복 와이어(102)의 금속선(102A) 사이에서 상술한 바와 같이 본딩불량을 방지할 수 있음과 동시에, 분출 비산된 절연체(102Ba)를 본딩부(103)으로 비산시키지 않으므로, 비산된 절연체(102Ba)에 기인하는 본딩불량을 방지할 수 있다. 비산된 절연체(102Ba)에 기인하는 본딩불량이라 함은 예를들면 반도체칩(120A)의 외부단자(120Aa) 또는 리이드(120D)와 피복 와이어(102)의 금속선(102A) 사이에 상기 절연체(102Ba)가 비산하여 양자 사이가 도통불량으로 되는 경우이다.
또, 피복 와이어(102)의 선단부에 금속볼(102Aa)를 형성하는 본딩 기술에 있어서 상기 유체 분출 노즐(110C)(유체 분출 장치(119))를 마련하고, 이 유체 분출 노즐(110C)의 유체를 냉각하는 냉각장치(119A)를 마련하는 것에 의해 상기 피복 와이어(102)의 절연체(102B)의 용해를 현저하게 저감하고, 용해한 경우라도 절연체(102B)를 비산할 수 있으므로, 피복 와이어(102)에 절연체구가 형성되는 것을 방지하고, 상술한 바와 같이 본딩불량을 방지할 수가 있다.
또, 피복 와이어(102)를 사용하는 본딩 기술에 있어서 피복 와이어(102)의 공급방향의 선단측에 금속볼(102Aa)를 형성하고, 이 금속볼(102Aa)를 반도체 칩(120A)의 외부단자(120Aa)에 접속하여 상기 피복 와이어(102)의 공급 방향의 후단측을 상기 리이드(120D)에 접촉시키며, 이 접촉부분의 절연체(102B)를 파괴하고, 피복 와이어(102)의 다른쪽 끝측의 금속선(102A)를 리이드(120D)에 접속하는 것에 의해 상기 피복 와이어(102)의 후단측의 절연체(102B)를 제거하는 절연체 제거 토오치를 사용하는 일없이 절연체(102B)의 제거를 실행할 수 있으므로, 절연체 제거 토오치, 그 이동장치 및 제어장치등을 삭감할 수 있다. 이 결과 본딩 장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
실시예 6
본 실시예6은 볼본딩장치의 유체 분출장치의 구성을 바꾼 본 발명의 다른 실시예이다.
본 발명의 실시예6인 볼본딩 장치의 주요부를 제25도(부분 단면도) 및 제26도(제25도의 화살표 X Ⅳ방향에서 본 평면도)로 도시한다.
제25도 및 제26도에 도시한 바와 같이, 본 실시예6의 유체 분출 장치(119)(도시하고 있지 않음)의 유체 분출 노즐(110C)는 U 자 형성의 유체 반송관에 유체가스를 분출하는 세공을 마련해서 구성되어 있다. 이 U자 형상의 유체 분출 노즐(110C)는 본딩 장치 본체, 예를들면 XY테이블(117)에 고착되어 있다.
흡인 장치(111)(도시하고 있지 않음)의 흡인관(110E)는 U자 형상의 유체 분출 노즐(110C)에서의 유체가 분출되는 방향에 마련되어 있다. 이 흡인관(110E)는 유체 분출노즐(110C)와 마찬가지로 본딩 장치 본체, 예를 들면 XY테이블(117)에 고착되어 있다.
전기 토오치(110D)는 상기 실시예5와 실질적으로 마찬가지로 화살표 A방향으로 회전이동하도록 구성되어 있다. 즉, 전기 토오치(110D)는 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부에 금속볼(102Aa)를 형성할 때에 유체 분출 노즐(110C)에서 유체가 분출되는 위치로 이동하고, 그 후 금속 볼(102Aa)를 본딩할 때에 상기 위치에서 격리하도록 구성되어 있다. 전기 토오치(110D)의 이동은 본딩 장치 본체, 예를들면 XY테이블(117)에 고착된 이동 장치(110L)에서 실행된다.
이 유체 분출 노즐(110C), 흡인관(110E) 및 전기 토오치(110D)는 상기 실시예5에서 마련한 피복 부재(110A)를 마련하고 있지 않으므로, 직접 본딩장치 본체에 고착된다.
이와 같이 구성되는 볼본딩 장치는 피복 와이어(102)의 공급 방향의 선단부에 금속 볼(102Aa)를 형성할 때 그 부분을 작업자가 관찰할 수 있으므로, 아크의 발생 상태, 유체 분출노즐(110C)에서의 유체의 분출 상태, 유체로 분출 비산된 절연체(102B)의 흡인상태 등의 최적화를 도모할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라서 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지로 변경하능한 것은 물론이다.
예를들면, 본 발명은 수지 봉지형 반도체 장치에 한정되지 않고 세라믹 봉지형 반도체 장치의 반도체 기술에 적용할 수 있다.

Claims (41)

  1. 금속 세선의 표면에 유기 절연 피복막이 형성되고, 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 스풀상에 감겨진 절연 피복 와이어의 선단을 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 본딩용 캐필러리의 세공을 통해서 캐필러리 선단으로부터 돌출시킨 상태에서 상기 와이어의 상기 선단과 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 방전 전극 사이에 방전을 발생시켜서 그 열에 의해 상기 와이어의 상기 선단에 제1본딩을 위한 금속볼을 형성함과 함께, 제2본딩 전에 상기 와이어의 상기 선단이 상기 캐필러리의 상기 선단으로부터 돌출한 상태에서 상기 와이어의 제2본딩할 부분의 절연 피복을 열에 의해 제거하고, 상기 볼이 형성된 상기 와이어의 상기 선단부를 상기 캐필러리에 의해 반도체 칩의 주면상에 마련된 본딩 패드에 접속하고, 또 피복이 제거된 상기 와이어의 상기 제2본딩할 부분을 상기 캐필러리에 의해 리이드의 내부 리이드부에 접속하는 반도체 장치의 절연 피복와이어에 의한 와이어 본딩 방법에 있어서, 적어도 상기 제1본딩을 위한 상기 볼 형성시에는 상기 와이어의 선단부 근방부에 배치된 제1의 흡인 노즐에 의해 상기 볼형성시의 열에 의해 상기 절연 피막에서 발생한 가스를 흡인 배기하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 금속 세선은 금와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  3. 특허정구의 범위 제1항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  5. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  6. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  7. 특허청구의 범위 제5항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  8. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  9. 금속 세선의 표면에 유기 절연 피복막이 형성되고, 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 스풀상에 감겨진 절연 피복 와이어의 선단을 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 본딩용 캐필러리의 세공을 통해서 캐필러리 선단으로부터 돌출시킨 상태에서 상기 와이어의 상기 선단과 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 방전 전극 사이에 방전을 발생시켜서 그 열에 의해 상기 와이어의 상기 선단에 제1본딩을 위한 금속 볼을 형성함과 함께, 제2본딩 전에 상기 와이어의 상기 선단이 상기 캐필러리의 상기 선단으로버터 돌출한 상태에서 상기 와이어의 제2본딩할 부분의 절연피복을 열에 의해 제거하고, 상기 볼이 형성된 상기 와이어의 상기 선단부를 상기 캐필러리에 의해 반도체 칩의 주면상에 마련된 본딩 패드에 접속하고, 또 피복이 제거된 상기 와이어의 상기 제2본딩할 부분을 상기 캐필러리에 의해 리이드의 내부 리이드부에 접속하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법에 있어서, 적어도 상기 제1본딩을 위한 상기 볼 형성시에는 상기 와이어의 선단부 근방에 배치된 가스 분출 노즐에 의해 상기 볼 형성시의 열에 의해 상기 절연 피막에서 발생한 가스성분이 상기 캐필러리에 부착하지 않도록 상기 와이어의 상기 선단부를 향해서 소정의 가스를 분출하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  10. 특허청구의 범위 제9항에 있어서, 상기 금속 세선은 금와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  11. 특허청구의 범위 제9항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  12. 특허청구의 범위 제9항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  13. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  14. 특허청구의 범위 제11항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  15. 특허청구의 범위 제13항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  16. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  17. 특허청구의 범위 제9항에 있어서, 적어도 상기 제1본딩을 위한 상기 볼 형성시에는 상기 가스 분출 노즐은 상기 와이어의 선단 근방 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  18. 금속 세선의 표면에 유기 절연 피복막이 형성되고, 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 스풀상에 감겨진 절연 피복 와이어의 선단을 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 본딩용 캐필러리의 세공을 통해서 캐필러리 선단으로부터 돌출시킨 상태에서 상기 와이어의 상기 선단과 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 다른 방전 전극 사이에 방전을 발생시켜서 그 열에 의해 상기 와이어의 상기 선단에 제1본딩을 위한 금속 볼을 형성함과 함께, 제2본딩 전에 상기 와이어의 상기 선단이 상기 캐필러리의 상기 선단으로부터 돌출한 상태에서 상기 와이어의 제2본딩할 부분의 절연 피복을 열에 의해 제거하고, 상기 볼이 형성된 상기 와이어의 상기 선단부를 상기 캐필러리에 의해 반도체 칩의 주면상에 마련된 본딩 패드에 접속하고, 또 피복이 제거된 상기 와이어의 상기 제2본딩할 부분을 상기 캐필러리에 의해 리이드의 내부 리이드부에 접속하는 반도체 장치의 절연피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법에 있어서, 적어도 상기 제2본딩을 위한 상기 피복 제거시에는 상기 와이어의 상기 제2본딩할 부분의 근방부에 배치된 흡인 노즐에 의해 상기 볼 형성시의 열에 의해 상기 절연 피막에서 발생한 가스를 흡인 배기하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  19. 특허청구의 범위 제18항에 있어서, 상기 금속 세선은 금와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  20. 특허청구의 범위 제18항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  21. 특허청구의 범위 제18항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  22. 특허청구의 범위 제19항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  23. 특허청구의 범위 제20항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  24. 특허청구의 범위 제22항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  25. 특허청구의 범위 제19항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  26. 금속 세선의 표면에 유기 절연 피복막이 형성되고, 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 스풀상에 감겨진 절연 피복 와이어의 선단을 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 본딩용 캐필러리의 세공을 통해서 캐필러리 선단으로부터 돌출시킨 상태에서 상기 와이어의 상기 선단과 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 방전 전극 사이에 상기 와이어의 상기 선단을 정의 전극으로 하고, 상기 방전 전극을 부의 전극으로 하는 방전을 발생시켜서 그 열에 의해 상기 와이어의 상기 선단에 제1본딩을 위한 금속볼을 형성함과 함께, 제2본딩 전에 상기 와이어의 상기 선단이 상기 캐필러리의 상기 선단으로부터 돌출한 상태에서 상기 와이어의 제2본딩할 부분의 절연 피복을 열에 의해 제거하고, 상기 볼이 형성된 상기 와이어의 상기 선단부를 상기 캐필러리에 의해 반도체 칩의 주면상에 마련된 본딩 패드에 접속하고, 또 피복이 제거된 상기 와이어의 상기 제2본딩할 부분을 상기 캐필러리에 의해 리이드의 내부 리이드부에 접속하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법에 있어서, 적어도 본딩을 실행할 때에는 상기 와이어의 다른쪽 끝은 전기적으로 상기 본딩 장치의 접지전위에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  27. 특허청구의 범위 제26항에 있어서, 상기 금속 세선은 금와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  28. 특허청구의 범위 제26항에 있어서, 상기 방전은 아크 방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  29. 특허청구의 범위 제26항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  30. 특허청구의 범위 제27항에 있어서, 상기 방전은 아크방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  31. 특허청구의 범위 제28항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  32. 특허청구의 범위 제30항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  33. 특허청구의 범위 제27항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  34. 금속 세선의 표면에 유기 절연 피복막이 형성되고, 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 스풀상에 감겨진 절연 피복 와이어의 선단을 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 와이어 본딩용 캐필러리의 세공을 통해서 캐필러리 선단으로부터 돌출시킨 상태에서 상기 와이어의 상기 선단과 상기 와이어 본딩 장치에 설치된 방전 전극 사이에 방전을 발생시켜서 그 열에 의해 상기 와이어의 상기 선단에 제1본딩을 위한 금속볼을 형성함과 함께, 제2본딩 전에 상기 와이어의 상기 선단이 상기 캐필러리의 상기 선단으로부터 돌출한 상태에서 상기 와이어의 제2본딩할 부분의 절연 피복을 열에 의해 제거하고, 상기 볼이 형성된 상기 와이어의 상기 선단부를 상기 캐필러리에 의해 반도체 칩의 주면상에 마련된 본딩 패드에 접속하고, 또 피복이 제거된 상기 와이어의 상기 제2본딩할 부분을 상기 캐필러리에 의해 리이드의 내부 리이드부에 접속하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법에 있어서, 적어도 상기 제1본딩을 위한 상기 볼 형성시에는 상기 와이어의 선단부 근방에 배치된 가스 분출 노즐에 의해 상기 볼형성시의 열에 의해 상기 절연 피막에서 발생한 가스성분이 상기 캐필러에 부착하지 않도록 상기 와이어의 상기 선단부를 향해서 소정의 가스를 분출함과 동시에, 상기 와이어의 선단부 근방부에 배치된 흡인 노즐에 의해 상기 가스 분출 노즐에서의 가스류에 의해 상기 와이어 선단부로부터 배제된 상기 절연 피막에서 발생한 가스 성분이 바람직하지 않은 부분에 부착하기 전에 흡인 배기하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  35. 특허청구의 범위 제34항에 있어서, 상기 금속 세선은 금와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  36. 특허청구의 범위 제34항에 있어서, 상기 방전은 아크 방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  37. 특허청구의 범위 제34항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  38. 특허청구의 범위 제35항에 있어서, 상기 방전은 아크 방전인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  39. 특허청구의 범위 제36항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  40. 특허청구의 범위 제38항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
  41. 특허청구의 범위 제35항에 있어서, 상기 반도체 장치는 수지 봉지형 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 절연 피복 와이어에 의한 와이어 본딩 방법.
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