KR960016766B1 - 미씽 와이어 검출 방범 및 장치 - Google Patents

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Abstract

요약없음

Description

미씽 와이어 검출 방범 및 장치
제1도는 와이어 본딩이 정상적으로 된 것을 나타낸 것이다.
제2A~F도는 와이어 본딩 과정을 나타내는 것이다.
제3도는 미씽 와이어가 발생한 것을 나타내는 것이다.
제4도는 본 발명의 미씽 와이어 검출회로의 블럭도이다.
제5도는 제4도에 나타낸 판별기의 상세 회로도이다.
제6A~C도는 펄스 발생기로부터 펄스 발생이 있는 경우의 타이밍도이다.
제7A~C도는 펄스 발생기로부터 펄스 발생이 없을 경우의 타이밍도이다.
본 발명은 와이어 본딩에 관한 것으로, 와이어 본딩시에 미씽 와이어를 검출하는 방법에 및 장치에 관한 것이다.
와이어 본딩(wire bonding)은 가장 많이 사용되는 칩 연결방법이다. 와이어 본딩은 칩의 뒷면을 기판 또는 패키지 바닥에 부착시킴에 의해서 시작되었다. 와이어는 열, 압력, 과/또는 초음파 에너지의 결합과 독특한 기구를 사용하여 한번에 연결된다. 제1도는 칩들이 적절하게 본딩된 형태를 나타내는 것이다.
기구의 형태와 용접제의 선택에 따라 열압축본딩(thermocompression bonding), 초음파 본딩(ulrasonic bonding), 열음파 본딩(thermosonic bonding)으로 분류될 수 있다. 상기 본딩 방법중에서 초음파 본딩은 금속 용접을 위항 에너지 원이 약 20에서 60㎑ 사이의 주파수 범위내에서 본딩 기구를 진동하는 변화기라는 점에서 저온 공정이다. 초음파 웨지(wedge) 본딩 공정은 제2A~F도에 나타나있다. 초음파 공정에서, 웨지 본딩과정은 첫째, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 와이어(10)가 웨지(11)의 구멍을 통하여 제1본딩 패드(12 )에 와이어(10)를 연결하는 과정으로 제2A도에 나타나 있다. 둘째, 웨지(11)가 와이어(10)를 끌어서 제2본딩 패드(13)로 웁직이는 과정을 제2B도에 나타나 있다. 세째, 제2본딩 패드(13)에 도착하는 과정으로 제2C도에 나타나 있다. 네째, 제2본딩 패드(13)위에 와이어(10)를 접촉하는 과정으로 제2D도에 나타나 있다. 다섯째, 제2본딩 패드(13)에 와이어(10)를 연결하는 과정으로 제2E도에 나타나 있다. 여섯째, 제2A~F도에 14로 표시한 것은 기판을 나타내는 것이다. 와이어(10)는 스풀(spool)(미도시)에 감겨져서 동작 중에 웨지(11)로 풀려 나가게 된다.
그런데, 상기와 같은 와이어 본딩 동작 중에 제3도에 나타낸 것과 같은 미씽 와이어(missing wire)가 발생될 수 있는데, 미씽 와이어라는 것을 웨지에 와이어가 풀려 나오지 않았는데 와이어 본딩 동작을 수행함으로써 실제적인 본딩이 이루어지지 않는 것을 말한다. 그래서, 이와같은 미씽 와이어를 검출하기 위한 미씽 와이어 검출기가 와이어 본딩 기계에 부착이 되어 있는데 종래의 미씽 와이어 검출기는 기계의 셋-업(set- up)시에 정상적인 작업을 수행하는 과정에서 소정수(64본드)를 본딩하면서 각각의 본드시에 발생하는 주파수(초음파 본딩시에 발생되는 약 20에서 60㎑)의 변화를 샘플링한 값을 기준으로 하여 비교 분석하는 방법이 사용되고 있으나 처음 64본딩 동작 동안의 미씽 와이가 발생시에 이를 검출할 수 있는 대비책이 없었다. 따라서, 샘플링 값에 대한 신뢰성의 저하로 정상적인 본딩 동작을 미씽 와이어 동작으로 판단하여 생산성을 저하하는 경우와 미씽 와이어 발생시에 정상적인 본딩으로 판단하는 경우가 발생하여 다량의 불량 발생 요인이 되었다.
본발명의 목적은 와이어 본딩시에 정확하게 미씽 와이어를 검출할 수 있는 미씽 와이어 검출방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 정확하게 미씽 와이어를 검출하여 제품의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 미씽 와이어 검출회로에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미씽 와이어 검출방법은 제1본딩패드, 제2본딩패드, 상기 제1본딩패드와 제2본딩 패드를 연결하기 위한 와이어, 상기 와이어가 감겨있는 스풀, 상기 스풀로부터 본딩 기기의 미씽 와이어 검출방법에 있어서, 제1본딩 패드에 와이어를 접속시에 발생하는 제1본딩 펄스의 발생으로부터 다음 제1본딩 펄스의 발생까지 스풀의 회전이 없으면 미씽 와이어로 판단하는 것과, 제1본딩 패드에 와이어를 접속시켜 발생하는 제1본딩 펄스의 발생으로부터 제2본딩 패드에 와이어를 접속시에 발생하는 제2본딩 펄스의 발생까지 스풀의 회전이 없으면 미씽 와이어로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미씽 와이어 검출회로는 제1본딩 패드, 제2본딩 패드, 상기 제1본딩 패드와 상기 제2본딩 패드를 연결하기 위한 와이어, 상기 와이어가 감겨있는 스풀, 상기 스풀에 감겨있는 와이어를 이용하여 본딩을 하기 위하 웨지를 구비하여 상기 제1본딩 패드와 상기 제2본딩 패드사이에 와이어를 접속시에 와이어가 미씽되었음을 판단하기 위한 미씽 와이어 검출회로에 있어서, 상기 스풀의 회전의 감지하기 위한 감지 수단, 상기 감지 수단으로부터의 감지 신호를 입력하여 펄스를 발생하기 위한 펄스 발생수단, 상기 제1본딩 패드의 본딩시에 발생되는 제1본딩 펄스 발생시부터 다음 제1본딩 펄스 발생시까지 상기 펄스 발생수단으로부터의 펄스의 발생이 있으면 정상적인 와이어 풀림 동작으로 판단하고 상기 펄스 발생수단으로부터 펄스의 발생이 없으면 미씽 와이어 동작을 판단하기 위한 판단수단을 구비한 것과, 상기 스풀의 회전을 감지하기 위한 감지 수단, 상기 감지 수단으로부터의 감지 신호를 입력하여 펄스를 발생하기 위한 펄스 발생수단, 상기 제1본딩 패드의 본딩시에 발생되는 제1본딩 펄스 발생시터 상기 제2본딩 패드의 본딩시에 발생되는 제2본딩 펄스 발생시까지 상기 펄스 발생수단으부로터의 펄스의 발생이 있으면 정상적인 와이어 풀림동작을 판단하고 상기 펄스 발생수단으로부터 펄스의 발생이 없으면 미씽 와이어 동작으로 판단하기 위한 판단수단을 구비한 것과, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 미씽 와이어 검출방법 및 검출회로를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 미씽 와이어 검출 방법은 와이어를 공급해주는 스풀(spool)에 와이어가 제대로 풀려 나가고 있는지를 검출하기 위한 센서, 예를 들면, 엔코더를 부착하여 와이어의 미씽을 검출하는 방법이다. 즉, 제1본딩 패드에서 본딩 후에 정상적인 본드가 이루어진 상태라면 제2본딩 패드로 움직여 갈 때 와이어를 공급하여 주는 스풀은 와이어를 공급하기 하여 회전을 하게 될 것으며 와이어가 웨지로부터 이탈하였거나 다른 문제로 인해 제1본딩 후에 본드가 이루어지지 않는 상태일 경우 제2본딩 지점으로 움직여 갈 때 와이어를 공급해주는 스풀은 정지하여 있게됨으로 미씽 와이어 유무를 검출할 수 있게 된다는 것이다.
제4도는 본 발명의 미씽 와이어 검출회로의 블럭도이다.
제4도에 있어서, 미씽 와이어 검출회로는 와이어(50)를 웨지로 공급해주는 스풀(100), 스풀(100)의 회전을 감지하기 위한 센서(110), 상기 센서로부터의의 감지 신호를 입력하여 펄스를 발생하기 위한 펄스발생기(120), 상기 펄스 발생기(120)의 출력을 입력하여 와이어(50)가 미씽되었는지 아닌지를 판단하기 위한 판별기(130)으로 구성되어 있다.
제5도는 제4도에 나타낸 판별기의 상세 회로도이다.
제5도에 있어서, 판별기(130)는 제1본딩 신호를 입력하는 세트입력단자(S)와 펄스 발생기(120)의 출력신호를 입력하는 클럭 신호 입력단자(CK)와 접지에 연결된 데이타 입력단자(D)와 리세트 입력단자(R)와 출력신호를 출력하기 위한 출력단자(Q)와 반전된 출력신호를 출력하기 위한 반전 출력단자(QB)를 가진 플립플롭(200), 상기 플림플롭(200)의 출력단자(Q)와 접지사이에 직렬 연결된 저항(R)과 발광 다이오우드(LED)로 구성되어 있다.
상기 구성의 동작을 설명하면 다음과 같다.
제6A~C도는 스풀이 정상적으로 동작했을 경우의 타이밍도를 나타내는 것이고 제7A~C도는 스풀이 정상적으로 동작하지 않을 경우의 타이밍도를 나타낸 것이다. 제6A, 7A도는 제1본딩 시에 발생하는 신호를 나타내는 것이고, 제6B, 7B도는 펄스 발생기(120)의 출력신호를 나타내는 것이고, 제6C, 7C도는 플립플롭(200)의 출력 신호를 나타내는 것이다.
제1본딩 패드에 발생되는 제1본딩 펄스 신호가 제6A도에 나타낸 것과 같이 발생되면 와이어를 제2본딩 패드로 이동하기 위하여 스풀(100)이 회전하게 된다. 스풀(100)이 회전하면 펄스발생기(120)에서는 제6B도에 나타낸 것과 같은 펄스를 발하게 된다. 펄스 발생기(120)로부터의 펄스가 다음 제1본딩 펄스 신호가 발생될때까지 펄스가 발생되어 입력되면 판별기(130)의 신호는 스풀(100)이 정상적으로 동작하는 것으로 판단하여 제6C도에 나타낸 것과 같이 "하이"레벨을 유지한다. 만일, 다음 제1본딩 펄스 신호가 발생될 때까지 펄스 발생기(120)로부터 제7B도에 나타낸 것과 같이펄스 입력이 없으면 스풀(100)의 회전이 정상적이지 못한 것이 된다. 즉, 판별기(130)가 미씽 와이어임을 알리기 위하여 발생된 신호를 계속 유지한다.
다시 말하면, 제1본딩 신호에 의해서 플립플롭(200)의 출력단자(Q)는 "하이"레벨로 반전 출력단자(Q)는 "로우"레벨로 세트된다. 또한, 데이타 입력단자(D)가 접지에 연결되어 있으므로 만일 펄스 발생기(120)의 출력신호가 입력되는 클럭신호 입력단자(CK)로 펄스의 입력이 있으면 출력단자(Q)는 "로우"레벨, 반전 출력단자(Q)는 "하이"레벨로 되어 다음 제1본딩 펄스가 입력될때 까지 이 상태가 유지되며 이때 플립플롭(200)의 출력단자(Q)에 연결된 발광다이오우드(LED)가 발광하게 된다. 즉, 정상적으로 동작하는 것으로 판단한다. 다음 제1본딩 신호의 발생시까지 펄스 발생기(120)로부터 입력되는 펄스가 없으면 플립플롭(200)의 출력단자(Q)는 제1본딩신호에 의해서 세트되어 플립플롭(200)의 출력단자(Q)는 "하이"레벨, 반전 출력단자()는 "로우"레벨의 값을 계속 유지한다. 즉, 와이어가 미씽되었음을 알리게 된다. 이와 같은 방법으로 미씽 와이어임을 검출하게 된다.
다른 방법으로는, 만일 스풀(spool)의 직경이 2인치이고, 센서가 800인 엔코더로 구성되어 있다고 가정할 때, 스풀의 1회전, 즉 360°회전할 때, 1도당 약 2개의 펄스를 펄스 발생기가 발생한다. 하나의 와이어 본딩을 위하여 소모되는 와이어 길이는 최소한 약 40mil이 소모되고 스풀의 1도당 와이어 길이는 17.45mil이 된다. 그러면, 하나의 와이어 본딩 동작 수행시에 약 2.29 이상 회전하게 되므로 약 5개 이상의 펄스를 엔코더가 발생한다. 제1본드에서 제2본드까지의 본딩을 수행하기 위한 본딩 시간을 계산하여 보면, 제1본드에서의 지연 시간이 약 12msec(제5도의 첫째 공정), 제1본드에서 본딩을 위한 본딩 시간이 25msec(제5도의 둘째 공정), 제1본드에서 제2본드까지의 가는 시간이 300msec (제5도의 세째 공정), 제2본드에서의 지연시간이 12msec (제5도의 네째 공정), 제2본드에서 본딩을 위한 본딩 시간이 33msec(제5도의 다섯째 공정)로 총 382msec가 된다. 그런데, 와이어 본딩 기계에서는 제1본드에서 본딩 동작수행시에 펄스가 발생되고 제2본드에서 본딩 동작수행시에 펄스가 발생된다. 그래서, 본딩 동작시에 발생되는 펄스를 이용하여 제1본딩에서 제2본드로 가는 시간, 즉 루프타임, 300ms와 제2본드에서의 지연시간 12ms를 합한 312ms동안에 스풀로부터 와이어가 풀려 나와야 한다. 그래서 이 시간동안에 스풀에 설치된 엔코더로부터 풀러 나와야 한다. 그래서 이시간 동안에 스풀에 설치된 엔코더토부터 펄스가 발생되면 정상적인 동작이 이루어진다고 보면된다. 계산에 의하면 312ms동안에 스풀에 부착된 엔코더로부터 펄스가 발생하면 된다. 즉, 312ms동안에 펄스의 발생이 없으면 스풀로부터 와이어의 공급이 없는 것으므로 미씽 와이어가 발생한 것으로 판단하는 방법이다.
따라서, 본 발명이 미씽 와이어 검출방법 및 회로는 스풀에 와이어의 풀림을 감지하기 위한 센서를 부착하고 쉽고 정확하게 미씽 와이어의 검출이 가능하고, 현재의 부정확한 미씽 와이어 검출로 인하여 기계가 정지되어 있는 시간이 있게됨으로 인한 생산성 저하와 다량의 불량 발생요인을 줄일 수 있다.

Claims (6)

  1. 제1본딩 패드; 제2본딩 패드; 상기 제1본딩 패드와 제2본딩 패드를 연결하기 위한 와이어; 상기 와이어가 감겨있는 스풀; 상기 스풀로부터 나오는 와이어를 이용하여 본딩을 하기 위한 웨지를 구비한 와이어 본딩 기기의 미씽 와이어 검출방법에 있어서, 상기 제1본딩 패드에 와이어를 접속시에 발생하는 제1본딩 펄스의 발생으로부터 다음 제1본딩 패드에 와이어를 접속시에 발생하는 제1본딩 펄스의 발생까지 스풀의 회전이 있으면 동작이 정상임을 판단하고 스풀의 회전이 없으면 미씽 와이어임을 판단하는 것을 특징으로 하는 미씽 와이어 검출방법.
  2. 제1본딩 패드; 제2본딩 패드; 상기 제1본딩 패드와 제2본딩 패드를 연결하기 위한 와이어; 상기 와이어가 감겨있는 스풀; 상기 스풀로부터 나오는 와이어를 이용하여 본딩을 하기 위한 웨지를 구비한 와이어 본딩 기기의 미씽 와이어 검출방법에 있어서, 상기 제1본딩 패드에 와이어를 접속시에 발생하는 제1본딩 펄스의 발생으로부터 다음 제2본딩 패드에 와이어를 접속시에 발생하는 제2본딩 펄스의 발생까지 스풀의 회전이 있으면 동작이 정상임을 판단하고 스풀의 회전이 없으면 미씽 와이어임을 판단하는 것을 특징으로 하는 미씽 와이어 검출방법.
  3. 제1본딩 패드; 제2본딩 패드; 상기 제1본딩 패드와 제2본딩 패드를 연결하기 위한 와이어; 상기 와이어가 감겨있는 스풀; 상기 스풀에 감겨있는 와이어를 이용하여 본딩을 하기 위한 웨지를 구비하여 상기 제1본딩 패드와 상기 제2본딩 패드사이에 와이어를 접속시에 와이어가 미씽되었음을 판단하기 위한 미씽 와이어 검출회로에 있어서, 상기 스풀의 회전의 감지하기 위한 감지 수단; 상기 감지 수단으로부터의 감지 신호를 입력하여 펄스를 발생하기 위한 펄스 발생수단; 상기 제1본딩 패드의 본딩시에 발생되는 제1본딩 펄스 발생시로부터 다음 제1본딩 펄스 발생시 까지 상기 펄스 발생수단으로부터의 펄스의 발생이 있으면 정상적인 와이어 풀림 동작으로 판단하고 상기 펄스 발생수단으로부터 펄스의 발생이 없으면 미씽 와이어 동작으로 판단하기 위한 판단수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 미씽 와이어 검출회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감지수단은 광학적 엔코더로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 본딩시의 미씽 와이어 검출회로.
  5. 제1본딩 패드; 제2본딩 패드; 상기 제1본딩 패드와 제2본딩 패드를 연결하기 위한 와이어; 상기 와이어가 감겨있는 스풀; 상기 스풀에 감겨 있는 와이어를 이용하여 본딩을 하기 위한 웨지를 구비하여 상기 제1본딩 패드와 상기 제2본딩 패드사이에 와이어를 접속시에 와이어가 미씽되었음을 판단하기 위한 미씽 와이어 검출회로에 있어서, 상기 스풀의 회전의 감지하기 위한 감지 수단; 상기 감지 수단으로부터의 감지 신호를 입력하여 펄스를 발생하기 위한 펄스 발생수단; 상기 제1본딩 패드의 본딩시에 발생되는 제1본딩 펄스 발생시부터 다음 제2본딩 패드의 본딩시에 발생되는 제2본딩 펄스 발생시까지 상기 펄스 발생수단으로부터의 펄스의 발생이 있으면 정상적인 와이어 풀림 동작으로 판단하고 상기 펄스 발생수단으로부터 펄스의 발생이 없으면 미씽 와이어 동작으로 판단하기 위한 판단수단을 구비한 것을 특징으로 하는 미씽 와이어 검출회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 감지수단은 광학적 엔코더로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 본딩시의 미씽 와이어 검출회로.
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