KR970067733A - 반도체 패키징 적용시 리드 프레임과 본딩 전선을 초음파 본딩하는 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 패키징 적용시 리드 프레임과 본딩 전선을 초음파 본딩하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

리드 프레임 리드를 기판위의 관련선에 결합하기 위한 초음파 본더가 개시된다. 본 발명의 일 태양에서, 본더는 초음파 변환기를 포함한다. 베이스는 변환기를 한 단부에서 지지하고, 본딩 수단은 다른쪽 단부에 부착된다. 본딩 수단은 리드 프레임 리드가 기판위의 관련된 선에 접속하기에 용이하도록 리드 프레임 리드를 결합하기 적합한 크기이다. 한쌍의 힘 센서는 변환기의 종축선의 반대쪽 측면위에 위치된다. 각각의 힘 센서는 본딩 수단에 공급되는 힘을 검출하고 검출된 힘을 나타내는 힘 신호를 출력하기 위해 변환기의 종축선에 대해 예각으로 배치되느 센서축선을 갖는다. 제어기는 힘 신호를 수신하고, 구동 신호를 변환기에 출력하여, 선택된 리드 프레임 리드를 그의 관련된 선에 기계적으로 본딩하는 것을 용이하게 한다. 변환기의 작동이 본딩 수단의 이동을 초래하도록 본딩 수단은 변환기의 본딩 수단 단부에 고착된다. 출력된 구동 신호는 수신된 힘 신호에 기초하여 적어도 부분적으로 제어된다. 집적회로 다이를 관련된 배선에 결합하기 위한 초음파 본더가 또한 개시된다. 또한, 설명된 본더를 사용한 초음파 본딩 및 반도체 장치의 패키징 방법이 개시된다.

Description

반도체 패키징 적용시 리드 프레임과 본딩 전선을 초음파 본딩하는 장치 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본더 구성의 개략 측면도.

Claims (22)

  1. 리드 프레임 리드를 기판위의 관련선에 결합하기에 적합한 리드 프레임 초음파 본딩 장치에 있어서, 베이스와, 상기 베이스에 의해 지지되며, 종축선과, 본딩 수단 단부와, 상기 베이스에 고착된 마운팅 단부 및 상기 본딩 수단 단부와 마운팅 단부사이에 위치된 지지부를 가진 초음파 변환기와, 상기 리드 프레임리드를 기판위의 관련선에 접속하는 것을 용이하게 하기 위해 리드 프레임 리드를 결합하기 적합한 크기로 되어 있으며, 상기 변환기의 작동이 본딩 수단의 이동을 초래하도록 상기 변환기의 본딩 수단 단부에 고착된 본딩 수단과, 상기 본딩 수단에 인가된 힘을 검출하기 위해, 상기 변환기의 종축선의 양측에 위치되며, 변환기의 종축선에 대해 예각으로 배치된 센서 축선을 각각 가지며, 또한, 센서축선을 따라 인가된 힘을 검출하도록 배치되어 상기 검출된 힘을 나타내는 힘 신호를 출력하는 한 쌍의 힘 센서 및, 상기 힘 신호를 수신하고 구동 신호를 변환기에 출력하여 선택된 리드 프레임 리드를 그의 관련된 선에 용이하게 기계적으로 본딩하기 위한 제어기를 구비하며, 상기 출력된 구동 신호는 수신된 힘 신호에 기초하여 적어도 부분적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 힘 신호의 크기가 감소하여 상기 크기가 소정량으로 감소될 때를 검출하여, 상기 변환기의 본딩 이동을 끝내는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 종축선에 대해 예각으로 변환기의 종축선에 대해 측방으로 연장되는 다수의 지지암의 형태를 취하며, 상기 변환기는 상기 힘 센서가 지지암과 베이스사이에 위치되도록 지지암에 의해 베이스에 고착되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지지암을 베이스에 고착하기 위한 다수의 죔쇠를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 대향 센서는 거의 180도로 떨어져서 위치되며, 센서 쌍중 제 1센서는 변환기의 종축선에 대해 약 90도 이상의 각을 가지며, 센서 쌍중 제2센서는 상기 변환기의 종축선에 대해 약 270도 이상의 각을 갖는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어기는, 관련된 힘 신호를 수신하고 증폭된 신호를 출력하도록 각각 배치된 다수의 증폭기와, 상기 증폭기로부터 증폭된 신호를 수신하기 위해 , 상기 증폭된 신호의 분석에 기초하여 본딩 특성값을 결정하고 애널라이저 결과를 출력하도록 배치된 애널라이저 및, 상기 구동 신호를 변환기에 공급하고 상기 애널라이저로부터의 애널라이저 결과를 수신하기 위해, 애널라이저 결과에 기초하여 초음파 본딩에 적당한 구동 신호값에서 변환기를 작동시킬 수 있도록 배치된 신호 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 변환기는 압전 변환기이며 상기 힘 센서들도 압전 변환기들인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판은 인터포저와, 인쇄 회로판 및, 볼 그리드 어레이형 기판으로 이루어진 그룹중 하나인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 초음파 본딩 장치.
  9. 집적 회로 다이를 관련 배선 경로에 결합하기 위한 초음파 본더에 있어서, 베이스와, 상기 베이스에 의해 지지되며, 종축선과, 본딩 수단 단부와 베이스에 고착된 마운팅 단부 및, 상기 본딩 수단 단부와 마운팅 단부사이에 위치된 지지부를 갖는 초음파 변환기와, 상기 집적 회로 다이의 다이 패드를 관련 배선 경로에 전기 접속하기에 적당한 본딩 전선을 가진 모관을 지지하기 위해, 변환기의 작동이 모세관 홀더에 의해 지지된 모세관의 이동을 초래하도록 변환기에 고착된 모세관 홀더와, 상기 모세관 홀더에 인가된 힘을 검출하기 위해, 상기 변환기의 종축선의 양측에 위치되며, 변환기의 종축선에 대해 예각으로 배치된 센서 축선을 각각 가지며, 또한 이 센서축선을 따라 인가된 힘을 검출하기 위해 배치되어 상기 검출된 힘을 나타내는 힘 신호를 출력하는 한 쌍의 힘 센서와, 관련된 힘 신호를 수신하고 증폭된 신호를 출력하도록 각각 배치된 다수의 증폭기와, 상기 증폭기로부터 증폭된 신호를 수신하기 위해, 증폭된 신호의 분석에 기초하여 본딩 특성값을 결정하고 애널라이저 결과를 출력하도록 배치된 애널라이저 및, 상기 구동 신호를 변환기에 공급하고 애널라이저로부터의 애널라이저 결과를 수신하기 위해, 상기 애널라이저 결과에 기초한 초음파 본딩에 적당한 구동 신호값에서 변환기를 작동시킬 수 있도록 배치된 신호 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  10. 제9항에 있어서, 상기 애널라이저는 상기 증폭된 힘 신호의 크기가 감소하여 그 크기가 소정 크기로 감소될때를 검출하여, 상기 신호 발생기를 경유하여 상기 변환기의 본딩 이동을 끝내는 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  11. 제9항에 있어서, 상기 관련된 배선 경로는 반도체 패키지내의 리드 프레임의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  12. 제9항에 있어서, 상기 관련 배선 경로는 테이프 자동화 본딩 반도체 패키지내의 테이프 리드의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  13. 제9항에 있어서, 상기 관련 배선 경로 리드는 제2 집적 회로 다이위에 다이 패드의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  14. 제9항에 있어서, 상기 본딩 전선이 통과하여 공급되고,상기 모세관 홀더에 의해 지지되는 모세관을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  15. 제9항에 있어서, 상기 변환기는 압전 변환기이며, 상기 힘 센서들도 압전 변환기들인 것을 특징으로 하는 초음파 본더.
  16. 리드 프레임의 리드를 기판위의 관련된 선에 본딩하기위한 방법에 있어서,
    (a)기판위의 제 1선에 대한 상기 리드 프레임의 제1리드의 초음파 본딩을 제1초음파 에너지값에서 개시하는 단계와,
    (b) 상기 제1리드위의 다수의 힘을 검출하는 단계와,
    (c) 상기 검출된 힘에 기초한 본딩 특성을 결정하는 단계와,
    (d)상기 결정된 본딩 특성에 기초하여 제2초음파 에너지에서 초음파 본딩을 계속하는 단계 및,
    (e) 상기 제2초음파 에너지 값이 소정이 값이 될때까지 상기 단계 (b), (c) 및 (d)를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제 1초음파 에너지 값은 상기 제2초음파 에너지값으로부터 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,상기 기판은 인터포저, 인쇄 회로판 및, 볼 그리드 어레이형 기판으로 구성된 그룹 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 다수의 다이 패드를 가진 집적 회로 다이를 패키징하는 방법에 있어서,
    (a)다수의 리드를 가진 리드 프레임을 형성하는 단계와,
    (b) 다수의 선을 가지며,인터포저가 다이 부착 영역을 한정하는 기판을 형성하는 단계와,
    (c) 각각의 리드가 기판위의 다수의 선중 하나위에 직접 정렬되도록 상기 리드 프레임을 상기 기판위에 직접배치하는 단계와,
    (f)제16항에 기재된 방법을 행하는 단계와,
    (g) 상기 리드 프레임위의 추가적인 리드를 기판위의 그의 관련된 선에 접속하기 위해 필요시에 상기 단계(f)를 반복하는 단계와,
    (h)본딩 전선의 제1단부를 다이 패드들중 관련된 패드에 초음파로 본딩하고, 전선은 상기 본딩 전선의 제2단부를 상기 리드 프레임의 선택된 리드에 본딩하는 단계와
    (i)상기 다이위의 추가적인 본딩 패드를 그의 관련된 리드에 접속하기 위해 필요시에 상기 단계(h)를 반복하는 단계와,
    (j) 상기 다이 부착 영역내에 다이를 부착하는 단계 및,
    (k) 다이와, 본딩 전선과, 기판 및, 리드 프레임의 내부를 둘러싸서 보호 패키지를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기판은 인터포저와, 인쇄 회로판 및 볼 그리드 어레이형 기판으로 구성된 그룹중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 기판은 인터포저, 인쇄 회로판 및 볼 그리드 어레이형 기판으로 구성된 그룹중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 기판 선과 본딩 영역중 하나 이상은 금 및 은으로 구성된 그룹중 선택된 재료로 도금되는 것을 특징으로 하는 방법.
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