KR980012148A

KR980012148A - Wire bonding apparatus having a capillary with an insert jaw

Info

Publication number: KR980012148A
Application number: KR1019960028048A
Authority: KR
Inventors: 강재원; 김태혁
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-04-30

Abstract

본 발명은 금속 세선이 삽입되는 관통공이 중앙부에 형성된 캐피러리와, 상기 캐피러리가 삽입되는 수직 방향으로 형성된 관통공을 갖고 있으며 상기 캐피러리를 고정시켜 주는 고정 수단을 갖는 트랜스듀서를 포함하는 와이어 본딩 장치에 있어서, 상기 캐피러리는 상단부에 상기 캐피러리의 외벽과 단차를 갖도록 고정부가 형성되어 있고 상기 키피러리의 외벽과 상기 고정부의 외벽과의 단차에 의해서 끼움턱이 형성되어 있으며, 상기 트랜스듀서는 상기 캐피러리의 상단부와 형상이 정합될 수 있는 형상의 캐피러리 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 끼움턱이 형성된 캐피러리를 갖는 외이어 본딩 장치를 제공함으로써, 캐피러리의 교체시 셋업 게이지의 사용 없이 용이하게 고정위치를 선정할 수 있으므로 교체시간을 절감시키고, 게이지 사용 경험이 없거나 미숙련된 작업자로 인한 품질 저하를 방지하는 효과를 나타내는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wire bonding apparatus including a capillary having a through hole into which a thin metal wire is inserted and a transducer having a through hole formed in a vertical direction into which the capillary is inserted and having fixing means for fixing the capillary, Wherein the capillary has a fixing part formed at an upper end thereof so as to have a step with an outer wall of the capillary and a fitting step is formed by a step between an outer wall of the capillary and an outer wall of the fixing part, And a capillary inserting hole having a shape matching the shape of the top end of the capillary is formed on the outer surface of the capillary. When the capillary is replaced, Since the fixed position can be easily selected without using it, the replacement time can be reduced, The experience or is characterized in that indicating the effect of preventing quality degradation caused by the unskilled workers.

Description

Wire bonding apparatus having a capillary with an insert jaw

본 발명은 와이어 본딩(wire bonding) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셋업 게이지(set-up gage)의 사용 없이 용이하게 교체가 가능한 끼움턱이 형성된 캐피러리(capillary)를 갖는 와이어 본딩 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding apparatus, and more particularly, to a wire bonding apparatus having a capillary that is easily replaceable without using a set-up gage will be.

현재 트랜지스터 집적회로, 고집적 회로 등 디바이스(device)의 전극과 외부 인출용 리드를 접속하기 위한 방법은 디바이스의 변경이 비교적 용이한 와이어 본딩법에 주류를 이루고 있다.At present, a method for connecting an electrode of a device such as a transistor integrated circuit and a highly integrated circuit to a lead for external drawing leads to a wire bonding method which is relatively easy to change the device.

와이어 본딩법을 설명하면 다음과 같다. 먼저 금선과 같은 금속 세선을 캐피러리라 불리는 치공구를 통해 그 선단에 공급시키고, 수소염 또는 전기 방전에 의해 금속 세선의 선단을 용융시켜 선지름의 약 2배의 크기인 금볼을 형성시킨다. 이어서 캐피러리를 강하하고 전극 상에 가압하여 열압착 시킨다. 최근에는 저온 접합과 안정화를 위해 캐피러리에 초음파 진동을 인가하고 온도를 150℃까지 내려 열압착 하는 초음파 병용 열 압착 본딩법이 많이 사용되고 있다. 전극과 금속 세선의 열압착은 이종 금속끼리 접촉한 계면으로 고체 확산을 일으켜 합금층이 생겨 접합되는 것이다.The wire bonding method will be described as follows. First, a metal wire such as a gold wire is supplied to a tip of the metal wire through a tool called a capillary, and the tip of the metal wire is melted by a hydrogen salt or an electric discharge to form a gold ball having a diameter twice as large as the wire diameter. The capillary is then lowered and pressed onto the electrode to thermocompression. In recent years, ultrasonic bonding thermo-compression bonding method in which ultrasonic vibration is applied to a capillary and temperature is lowered to 150 ° C is used for low temperature bonding and stabilization. The thermocompression bonding between the electrode and the metal thin wire causes solid diffusion at the interface where the dissimilar metals are in contact with each other, and an alloy layer is formed and bonded.

와이어 본딩법에 있어서 금속 세선, 예컨대 금선을 이용하여 두 금속간을 연결하기 위하여 사용되는 캐피러리는 중심부에 금선이 삽입되어지는 관통공을 갖고 있다. 그리고 그 캐피러리는 트랜스듀서의 말단에 형성된 관통공에 삽입되어 고정된다.In the wire bonding method, a capillary used to connect two metal wires using a metal wire, for example, a gold wire, has a through hole into which a gold wire is inserted at the center. The capillary is inserted and fixed in the through hole formed at the distal end of the transducer.

도 1은 종래 기술에 다른 와이어 본딩 장치의 캐피러리와 트랜스듀서가 결합된 상태를 나타내는 측면도이고, 제 2도는 종래 기술에 따른 와이어 본딩 장치의 트랜스듀서를 나타낸 조립 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view showing a state in which a capillary and a transducer of a wire bonding apparatus according to the related art are combined, and FIG. 2 is an assembled perspective view showing a transducer of a wire bonding apparatus according to the related art.

도 1과 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 와이어 본딩 장치의 캐피러리(70)를 설명하면, 캐피러리(70)는 일정한 지름 D1로 가공되어 있으며, 캐피러리(70)가 삽입 고정되는 수직 방향으로 형성된 트랜스듀서(50)의 캐피러리 삽입공(52)은 일정한 지름 D2로 형성되어 있다. 트랜스듀서(50)의 말단부에는 캐피러리(70)가 캐피러리 삽입공(52)에 삽입되어 있으며 수평 방향으로 형성된 고정수단 삽입공(54)에 캐피러리(70)를 고정시켜 주기위한 고정 수단(60)이 결합되어 있다. 이 결합 수단은 소켓 해드 캡 스크류(socket head cap screw; 66)와, 드래드 키(thread key; 62)와 플레인 키(plain key;64)로 구성된다. 트랜스듀서(50)의 고정수단 삽입공(54)에 캐피러리(70)를 고정시켜 주기 위하여 드래드 키(62)과 플레인 키(64)가 끼워맞춤된다. 이때 드래드 키(62)와 플레인 키(64)의 외벽에는 조임홈(63,65)이 형성되어 있다. 소켓 해드 캡 스크류(66)를 캐피러리(70)가 정위치에 삽입된 상태에서 조이면 드래드 키(62)와 플레인 키(64)의 조임홈(63,65)에 삽입되어 있는 캐피러리(70)의 측면을 기계적인 힘으로 가압시키게 되어 캐피러리(70)는 고정된다.The capillary 70 of the wire bonding apparatus according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The capillary 70 has a constant diameter D1. The capillary 70 has a vertical diameter D1 in which the capillary 70 is inserted and fixed The capillary insertion hole 52 of the transducer 50 is formed with a constant diameter D2. A fixing means for fixing the capillary 70 to the fixing means insertion hole 54 formed in the horizontal direction and having the capillary 70 inserted into the capillary insertion hole 52 at the distal end of the transducer 50 60). The coupling means is comprised of a socket head cap screw 66, a thread key 62 and a plain key 64. The drag key 62 and the plain key 64 are fitted to fix the capillary 70 to the fixing means insertion hole 54 of the transducer 50. [ At this time, tightening grooves (63, 65) are formed on outer walls of the drag key (62) and the plain key (64). The socket head cap screw 66 is tightened while the capillary 70 is inserted in the correct position and the capillary 70 inserted in the tightening grooves 63 and 65 of the plain key 64 and the drain key 62 And the capillary 70 is fixed.

상기한 와이어 본딩 장치의 캐피러리는 정기적으로 수명관리를 해주어야 한다. 와이어 본딩시 캐피러리의 말단이 반도체 칩의 전극 패드나 리드 프레임의 내부 리드 말단과 접촉되어 마모가 되기 때문이다. 따라서 마모가 심하게 된 캐피러리는 교체시켜 주어야 한다. 그리고 교체시에는 지정된 위치에 고정시켜야 한다. 이때 캐피러리의 고정위치는 와이어 본딩시 캐피러리와 본딩되는 접합면이 반드시 직각을 이루는 곳이어야 한다. 만일 캐피러리가 지정된 위치를 벗어나 있을 경우에 와이어 본딩시 접합 부분의 볼의 변형 및 초음파 에너지의 손실 등 와이어 본딩의 불량이 발생하게 되며, 초기 볼을 형성하기 위해 인가 전압을 방전하는 토치와의 간격에 차이가 생겨서 본딩 조건의 변화를 가져오게 된다.The capillary of the above-described wire bonding apparatus should be periodically managed. This is because the end of the capillary comes into contact with the electrode pad of the semiconductor chip or the inner lead end of the lead frame during wire bonding, thereby causing wear. Therefore, the capillaries that are worn out should be replaced. When replacing, it should be fixed at the specified position. At this time, the fixing position of the capillary should be such that the bonding surface to be bonded to the capillary at the wire bonding is always at right angles. If the capillary is out of the designated position, wire bonding may be defective such as deformation of the ball at the joint portion and loss of ultrasonic energy at the time of wire bonding. In order to form the initial ball, So that the bonding condition is changed.

이러한 이유로 캐피러리 교체는 반드시 셋업 게이지(set-up gage)를 이용하여 캐피러리를 정확한 위치에 고정시켜주어야 한다. 이때 셋업 게이지를 경험이 없거나 미숙련된 작업자가 사용하기는 어렵다. 뿐만 아니라 숙련자라도 교체시에 셋업 게이지를 사용하여야 하는 번거로움과 시간의 소모가 많다.For this reason, capillary replacement must be done using a set-up gage to fix the capillary to the correct position. At this time, setup gauges are difficult to use by inexperienced or unskilled workers. In addition, even a skilled person has to use the setup gauge at the time of replacement, which is time consuming and troublesome.

따라서 본 발명의 목적은 셋업 게이지를 사용하지 않고도 정확한 위치에 고정될 수 있는 캐피러리를 갖는 와이어 본딩 장치를 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a wire bonding apparatus having a capillary which can be fixed in a correct position without using a setup gauge.

제1도는 종래 기술에 따른 와이어 본딩 장치의 캐피러리와 트랜스듀서가 결합된 상태를 나타내는 측면도.FIG. 1 is a side view showing a state in which a capillary and a transducer of a wire bonding apparatus according to the related art are combined. FIG.

제2도는 종래 기술에 따른 와이어 본딩 장치의 트랜스듀서를 나타낸 조립 사시도.FIG. 2 is an assembled perspective view of a transducer of a wire bonding apparatus according to the prior art; FIG.

제3도는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 캐피러리를 설명하기 위한 캐피러리와 트랜스듀서가 결합된 상태의 측면도.FIG. 3 is a side view of a capillary and a transducer combined to explain a capillary of a wire bonding apparatus according to the present invention; FIG.

제4도는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 캐피러리를 나타낸 측면도.FIG. 4 is a side view of the capillary of the wire bonding apparatus according to the present invention. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10,50 : 트랜스듀서 12,52 : 캐피러리 삽입공10,50: Transducer 12,52: Capillary insertion hole

14 : 고정턱 20,60 : 고정 수단14: fixing jaws 20, 60: fixing means

30,70 : 개피러리 32 : 끼움턱30, 70: opening 32: fitting jaw

54 : 고정 수단 삽입공 62 : 드래드 키(thread key)54: fixing means insertion hole 62: thread key

63,65 : 조임홈 64 : 플레인 키63,65: fastening groove 64: plain key

66 : 소켓 해드 캡 스크류66: Socket head cap screw

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 끼움턱이 형성된 캐피러리를 갖는 와이어 본딩 장치는 금속 세선이 삽입되는 관통공이 중앙부에 형성된 캐피러리와, 상기 캐피러리가 삽입되는 수직 방향으로 형성된 관통공을 갖고 있으며 상기 캐피러리를 고정시켜 주는 고정 수단을 갖는 트랜스듀서를 포함하는 와이어 본딩 장치에 있어서, 상기 캐피러리는 상단부에 상기 캐피러리의 외벽과 단차를 갖도록 고정부가 형성되어 있고 상기 캐피러리의 외벽과 상기 고정부의 외벽과의 단차에 의해서 끼움턱이 형성되어 있으며, 상기 트랜스듀서는 상기 캐피러리의 상단부와 형상이 정합될 수 있는 형상의 캐피러리 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wire bonding apparatus having a capillary having a fitting jaw, the apparatus having a capillary having a through hole into which a thin metal wire is inserted and a through hole formed in a vertical direction into which the capillary is inserted And a transducer having fixing means for fixing the capillary, wherein the capillary has a fixing part formed at an upper end thereof so as to have a step with the outer wall of the capillary, and the outer wall of the capillary and the outer wall of the capillary And a fitting jaw is formed by a step between the fixing part and the outer wall of the fixing part, wherein the transducer is formed with a capillary insertion hole having a shape matching the shape of the upper end of the capillary.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 끼움턱이 형성된 캐피러리를 갖는 와이어 본딩 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

도 3은 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 캐피러리를 설명하기 위한 캐피러리와 트랜tm듀서가 결합된 상태의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 캐피러리를 나타낸 측면도이다.FIG. 3 is a side view illustrating a capillary and a transducer coupled to explain the capillary of the wire bonding apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a side view illustrating a capillary of the wire bonding apparatus according to the present invention.

도 3과 도4를 참조하면, 트랜스듀서(10)의 말단부에는 캐피러리 삽입공(12)이 형성되어 있다. 이 캐피러리 삽입공(12)에는 캐피러리(30)가 삽입되어 고정 수단(20)에 의해서 고정되어 있다. 이때 캐피러리(30)의 상부에는 고정부가 형성되어 있다. 캐피러리(30)는 상부(상단으로부터 길이 1만큼의 부분)가 지름 Dc2로, 하부가 지름 Dc1으로 절삭 가공되어 캐피러리(30)의 외벽과 단차를 갖고 있다. 이러한 단차로 인하여 발생된 면을 끼움턱(32)이라 하자. 그리고, 트랜스듀서(10)의 말단부의 캐피러리 삽입공(12)도 캐피러리(30)와 정합되도록 상부 지름이 DT2, 하부 지름이 DT1으로 되어 캐피러리 삽입공(12)을 둘러싸는 트랜스듀서(10)의 내벽은 단차를 갖고 있다. 이때 단차로 인하여 형성된 면을 고정턱(14)이라 하면, 트랜스듀서(10)의 고정턱(14)과 캐피러리(30)의 끼움턱(32)이 면접촉되어 트랜스듀서(10)에 캐피러리(30)가 고정된다.3 and 4, a capillary insertion hole 12 is formed at the distal end of the transducer 10. A capillary (30) is inserted into the capillary insertion hole (12) and fixed by a fixing means (20). At this time, a fixing part is formed on the upper part of the capillary (30). The upper portion of the capillary 30 has a diameter Dc2 and a lower portion having a diameter Dc1. The upper portion of the capillary 30 has a step with the outer wall of the capillary 30. Let the surface generated due to such step difference be the jaw 32. The capillary insertion hole 12 at the distal end of the transducer 10 is also connected to a transducer 12 having an upper diameter DT2 and a lower diameter DT1 so as to be aligned with the capillary 30 so as to surround the capillary insertion hole 12 10 have stepped portions. The fixing jaw 14 of the transducer 10 and the fitting jaw 32 of the capillary 30 are in surface contact with each other so that the transducer 10 is provided with a capillary (30) is fixed.

상기 캐피러리와 트랜스듀서는 캐피러리의 교체시에 캐피러리 삽입공에 캐피러리를 삽입한 후, 캐피러리의 끼움턱이 트랜스듀서의 고정턱에 접촉된 상태에서 소켓 해드 캡 스크류를 조이면 캐피러리는 정확한 위치에 고정될 수 있다. 이러한 캐피러리의 교체 작업은 별도의 셋업 게이지의 사용없이 캐피러리를 트랜스듀서의 캐피러리 삽입홈에 삽입하여 소켓 해드 캡 스크류를 조여주는 간단한 작업으로 이루어질 수 있다.When the capillary and the transducer are inserted into the capillary insertion hole at the time of replacing the capillary, the capillary is screwed on the socket head cap screw while the capillary fitting jaw is in contact with the fixing jaw of the transducer, And can be fixed at the correct position. Replacement of this capillary can be accomplished by simple operation of inserting the capillary into the capillary insertion groove of the transducer and tightening the socket head cap screw without using a separate setup gauge.

따라서 본 발명에 의한 구조에 따르면, 캐피러리의 교체시 셋업 게이지의 사용없이 용이하게 고정 위치를 선정할 수 있으므로, 교체시간을 절감시킬 수 있으며, 게이지 사용 경험이 없거나 미숙련된 작업자로 인한 품질 저하를 방지할 수 있는 이점(利點)이 있다.Therefore, according to the structure of the present invention, it is possible to easily select the fixed position without using the setup gauge when replacing the capillary, thereby reducing the replacement time and reducing the quality degradation due to the lack of experience of gauge use or unskilled worker There is an advantage that can be avoided.

Claims

A wire bonding apparatus comprising: a capillary having a through hole into which a thin metal wire is inserted; a transducer having a through hole formed in a vertical direction in which the capillary is inserted and fixing means for fixing the capillary, Wherein the capillary has a fixing portion formed at an upper end thereof so as to have a step with an outer wall of the capillary, and a fitting jaw is formed by a step between an outer wall of the capillary and an outer wall of the fixing portion, Wherein a capillary insertion hole having a shape matching the shape of an upper end portion of the cap is formed.

The wire bonding apparatus according to claim 1, wherein the outer wall of the fixing portion is vertical to the fitting jaw, and the fitting jaw and the outer wall of the capillary are perpendicular to each other.

The wire bonding apparatus according to claim 1, wherein the capillary and the fixing portion have a cylindrical shape.

The capillary according to claim 1, wherein the stepped length between the outer wall of the capillary and the outer wall of the fixing portion is shorter than the distance from the outer wall to the inner wall formed by the formation of the through hole Wire bonding device.

※ Note: It is disclosed by the contents of the first application.