WO2022182175A1 - 와이어 코팅장치 - Google Patents

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WO2022182175A1
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신웅철
백민
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신웅철
백민
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    • H01L2224/45687—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides

Definitions

  • the present invention relates to a wire coating apparatus, and more particularly, to a wire coating apparatus capable of uniformly coating a thin insulating thin film on the surface of a wire such as a bonding wire having a small diameter.
  • a bonding wire is used in the package process for electrically connecting the electrode of a semiconductor device and the lead frame of the mounting substrate.
  • gold which has excellent electrical conductivity, thermal conductivity, and chemical resistance, was used as this bonding wire.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a wire coating apparatus capable of uniformly coating a thin insulating thin film on the surface of a wire, such as a bonding wire having a small diameter.
  • Wire insulation thin film coating apparatus for solving the above-described technical problem, a coating unit for coating the insulating thin film on the surface of the wire in a state that is blocked from the outside; and a wire process setting unit that is movably installed inside and outside the coating unit, and in which the wire is wound while the inside and outside of the wire are exposed to perform an insulation thin film coating process inside the coating unit.
  • the wire process setting unit a central portion formed in a column shape in the center; It is preferable to include; a plurality of wire contact portions formed to be spaced apart from each other on the outside of the central portion, and having a linear contact end so that the wire is wound in a point-contact state.
  • a plurality of the wire contact portions are installed in a radial form to have a constant angular spacing around the central portion.
  • the wire contact portion is preferably in the shape of a long rod.
  • the wire contact portion is preferably in the shape of a plate.
  • a wire loading unit installed outside the coating unit, and winding the wires to the wire process setting unit so as not to contact each other in the longitudinal direction; is preferably further provided.
  • the wire loading unit in the present invention a wire supply roll on which a predetermined amount of wire is wound; a rotating part for rotating the wire process setting part to move the wire from the wire supply roll to the wire process setting part in a process state; a wire spreader for winding the wire between the wire supply roll and the wire process setting part so as not to closely contact the wire in the longitudinal direction by changing the relative position of the wire wound on the wire process setting part in the longitudinal direction of the wire process setting part; It is preferable to include; a tension adjusting unit installed in the wire spreading unit and constantly adjusting the tension of the wire wound on the wire process setting unit.
  • the wire spreading unit is preferably a moving bearing that changes a winding position of the wire on the wire processing setting unit while moving in the longitudinal direction of the wire processing setting unit.
  • the wire spreading unit a bearing for transferring the wire to the wire process setting unit at a fixed position;
  • it is a setting unit moving means for changing a winding position of the wire while moving the wire process setting unit relative to the bearing.
  • the wire is preferably made of any one of copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), or aluminum (Al).
  • the wire is preferably a bonding wire (Bonding Wire).
  • the wire is wound with an interval of 10 mm or less with the adjacent wire on the wire contact portion.
  • the wire is wound with an interval of 0.5 mm or less with the adjacent wire on the wire contact portion.
  • the insulating thin film is preferably coated to a thickness of 1 ⁇ 100 nm.
  • the insulating thin film preferably includes at least one of Al 2 O 3 , TiO 2 , and SiO 2 .
  • the coating unit in the present invention is an atomic layer deposition device.
  • the insulating thin film can be uniformly coated over the entire surface of the wire in a state in which a small diameter wire such as a bonding wire is set in large quantities.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a wire insulation thin film coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of a wire process setting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a structure of a wire process setting unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a structure of a wire process setting unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side view illustrating a structure of a wire process setting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing the configuration of a wire insulation thin film coating apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a wire wound state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a wire wound state according to another embodiment of the present invention.
  • the wire insulation thin film coating apparatus 100 is configured to include a coating unit 110 and a wire process setting unit 120 .
  • the coating part 110 is a component that coats the insulating thin film 2 on the surface of the wire 1 in a state in which it is blocked from the outside. That is, the coating part 110 is to uniformly coat the entire insulating thin film 2 on the surface of the wire 1 of a certain length wound around the wire process setting part 120 .
  • the coating unit 110 may be composed of an atomic layer deposition apparatus (Atomic Layer Deposition Apparatus) or a chemical vapor deposition apparatus (Chemical Vapor Deposition Apparatus).
  • an atomic layer deposition apparatus Atomic Layer Deposition Apparatus
  • a chemical vapor deposition apparatus Chemical Vapor Deposition Apparatus
  • the coating chamber 112 and the coating chamber 112 may include a gate valve 114 to control the opening.
  • various components such as a gas supply unit and a gas exhaust unit for coating the insulating thin film 2 are installed in the coating chamber 112 , and the gate valve 114 is configured to enter and exit the wire process setting unit 120 .
  • the opening of the coating chamber 112 is interrupted.
  • the wire process setting unit 120 is a component for setting the wire 1 so that the coating process of the insulating thin film 2 on the surface of the wire can be performed inside the coating unit 110 . Therefore, in this embodiment, the wire process setting unit 120 is installed movably inside and outside the coating unit 110 as shown in FIG. 1 , and the inside and outside of the wire 1 are exposed. The wire 1 is wound in a structure in which the insulating thin film coating process can be performed inside the coating unit 110 .
  • 'winding in a state in which the inner and outer sides of the wire are exposed means that the wire 1 of a certain length is wound around the wire process setting part 120 a number of times in the outer direction of the wire process setting part of the wire. It refers to winding so that not only the surface but also the inner surface is exposed.
  • an insulating thin film may be coated on all exposed surfaces of the wire.
  • the insulating thin film may not be coated on some points of the surface of the wye that come into contact with the wire process setting unit 120 .
  • the wire process setting part 120 may be configured to include a central part 122 and a wire contact part 124 as specifically illustrated in FIG. 2 .
  • the central portion 122 is a component formed in a cylindrical or polygonal column shape in the center, and provides a space and a structure in which the wire contact portion 124 is installed.
  • the wire contact part 124 is formed in a plurality of spaced apart from each other on the outside of the central part 120, and a linear contact end is formed so that the wire 1 is wound in a point-contact state.
  • branch is a component That is, the wire contact portion 124 has a shape of a contact end, which is a portion where the wire is contacted toward the outside, not in a planar shape but in a linear shape, so that only a point contact with the wire wound on the outer surface is not a line contact or a surface contact. It has a structure that does this.
  • the wire contact portions 124 and 124a may have a long bar shape as shown in FIGS. 2 and 3 or a plate shape as shown in FIG. 4 .
  • connection portions 126 and 126a for connecting the wire contact portions 124 and 124a to the central portions 122 and 122a.
  • the wire contact part 124 is a wire wound in which a plurality of the wire contact parts 124 are installed in a radial form to have a constant angular interval ⁇ around the central part 120 . It is preferable because it can maintain uniform tension for all sections of
  • the contact end of the wire contact portion 124 in contact with the wire has a smooth curved shape to prevent damage and cutting of the wound wire.
  • the wire insulating thin film coating apparatus 100 preferably further includes a wire loading unit 130 .
  • the wire process setting unit 120 needs to be loaded with a wire suitable for the insulating thin film coating process, and the wire loading unit 130 performs a wire loading process for the wire process setting unit 120 .
  • the wire loading unit 130 is installed outside the coating unit 110 , and the wire 1 is applied to the wire process setting unit 120 for an insulating thin film coating process. That is, the wire wound on the wire setting unit 120 is wound so as not to contact each other in the longitudinal direction.
  • the wire is wound so as not to contact each other in the longitudinal direction' means that the wire 1 wound on the one wire process setting unit 120 is shown in FIGS. 8 and 9, as shown in FIGS.
  • the wires can be wound while meeting each other in a staggered state, the wires of the same layer are not wound in a state in which they are in contact with each other, but are wound in a state spaced apart from each other.
  • the wire 1 is preferably wound with an interval of 10 mm or less with the adjacent wire on the wire contact portion 124, and more preferably, the wire and the wire adjacent to the wire contact portion on the wire contact portion. are wound with a spacing of 0.5 mm or less.
  • the wire loading unit 130 includes a wire supply roll 132 , a rotating unit 134 , a wire spreading unit 136 and a tension adjusting unit 138 as specifically illustrated in FIG. 1 . can be configured.
  • the wire supply roll 132 is composed of a roller on which a predetermined amount of wire is wound, and may be installed as it is supplied by a wire supplier.
  • the rotating part 134 is a component that rotates the wire process setting part 120 to move the wire 1 from the wire supply roll 132 to the wire process setting part 120 to a process state. . That is, the rotating part 134 is installed adjacent to the wire supply roll 132 , the empty wire process setting part 120 is coupled, and the wire process setting part 120 is rotated. In this way, while the wire is wound around the outer circumferential surface of the wire process setting unit 120 in a state in which the wire process setting unit 120 is rotated by the rotating unit, the wire is loaded into the wire process setting unit 120 .
  • the wire spreading part 136 determines the relative position of the wire wound around the wire process setting part 120 between the wire supply roll 132 and the wire process setting part 120 and the length of the wire process setting part. It is a component that fluctuates in the direction and winds the wire so that it does not come into close contact in the longitudinal direction.
  • the wire spreading unit 136 moves the wire process setting unit 120 in the longitudinal direction in the process of winding the wire, or moves the wire in the winding process so that the wire is wound on the wire process setting unit. It is to ensure that the positions to be used are spaced apart from each other by a certain interval without overlapping.
  • a moving bearing 236 for changing the winding position of the wire on the wire process setting part while moving the wire spreading part in the longitudinal direction of the wire process setting part. can do.
  • the wire spreading part 136 is connected to a bearing 136 for transferring the wire to the wire process setting part at a fixed position, and the wire process setting part 120 is connected to the bearing ( 136), it may be configured as a setting unit moving means (not shown in the drawing) for changing the winding position of the wire while moving relative to it.
  • the setting unit moving means may be installed inside the rotating unit 134 .
  • the tension adjusting unit 138 is installed in the wire spreading unit, and is a component for constantly adjusting the tension of the wire wound around the wire process setting unit 120 . That is, the tension adjusting unit 138 pulls the wire unwound from the wire supply roll 132 and wound around the wire process setting unit 120 with a constant tension, and the tension of the wire in the state wound on the wire process setting unit is increased. adjusting it to be constant.
  • the wire is set while moving the wire from the wire loading unit 130 to the wire process setting unit 120 , but on the contrary, after the insulating thin film forming process is completed, the wire in the wire process setting unit 120 is set.
  • the wire may be moved to the supply roll 132 and wound. In this case, the process proceeds while moving the wire in the opposite direction to the process setting process.
  • the wire 1 is wound around the spool 242 for discharging in the wire process setting unit 220b where the process is completed, and the wire unloading is discharged.
  • a unit 240 may be further provided. In this case, it can be applied when the discharge spool 242 has a different structure or specification from the supply roll 232 , and has the advantage of increasing the speed of the process.
  • the wire 1 is preferably made of any one of copper (Cu), gold (Au), silver (Ag) or aluminum (Al), specifically, the wire is a bonding wire (Bonding Wire) it is preferable
  • the insulating thin film is preferably coated to a thickness of 1 ⁇ 100 nm, specifically, the insulating thin film is Al 2 O 3 , TiO 2 It is preferable to include at least one of SiO 2 .
  • the wire coating apparatus of the present invention is a facility capable of rapidly mass-producing bonding wires having a remarkably new structure for bonding wires, which are absolutely necessary in the field of semiconductor manufacturing, so it is a very necessary technology to be usable in the semiconductor industry.

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Abstract

본 발명은 작은 직경을 가지는 본딩 와이어와 같은 와이어의 표면에 얇은 절연 박막을 균일하게 코팅할 수 있는 와이어 코팅장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 와이어 절연박막 코팅장치는, 외부와 차단된 상태에서 와이어 표면에 절연 박막을 코팅하는 코팅부; 상기 코팅부 내부와 외부를 이동가능하게 설치되며, 상기 와이어의 내외측이 노출된 상태에서 상기 와이어가 권취되어 상기 코팅부 내부에서 절연 박막 코팅 공정이 진행되는 와이어 공정 세팅부;를 포함한다.

Description

와이어 코팅장치
본 발명은 와이어 코팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작은 직경을 가지는 본딩 와이어와 같은 와이어의 표면에 얇은 절연 박막을 균일하게 코팅할 수 있는 와이어 코팅장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 전극과 실장 기판의 리드프레임을 전기적으로 연결하는 패키지 공정에서 본딩 와이어를 사용하는데, 기존에는 이러한 본딩 와이어로 전기 전도도, 열전도도 및 내화학성이 매우 우수한 금을 이용하였다.
그러나 금은 귀금속으로서 가격이 매우 높아 반도체 패키지의 제조 단가가 증가하는 문제가 있다. 따라서 이러한 금을 원재료로 하는 기존의 본딩 와이어를 대체하기 위해 재료비가 저렴한 주재료(은, 구리 등)를 채용한 본딩 와이어의 연구가 진행되고 있다.
금으로 제조된 본딩 와이어를 대체하기 위해 전기 전도도가 우수한 구리(Cu) 본딩 와이어에 대한 개발이 진행되고 있으나, 이는 공기 중에서 노출될 경우 표면이 쉽게 산화되기 때문에 접합성에 문제가 있고, 반도체 소자의 집적도가 높아지면서 이웃한 본딩 와이어 사이의 거리가 짧아져서 본딩 와이어 간 접촉으로 인한 쇼트 발생 문제도 있다.
이러한 문제점 해결을 위하여 구리 본딩 와이어의 외면에 팔라듐을 형성하거나 폴리머를 코팅하는 기술이 제시되어 있으나, 팔라듐을 형성하는 경우 팔라듐의 전기 저항이 구리보다 6배 이상 높은 문제가 있고, 폴리머 코팅의 경우 와이어 본딩시 본딩 특성이 나쁘고 접합성도 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본딩 와이어의 표면에 구리의 산화를 방지하면서도 우수한 절연특성을 가지는 절연박막을 형성할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 작은 직경을 가지는 본딩 와이어와 같은 와이어의 표면에 얇은 절연 박막을 균일하게 코팅할 수 있는 와이어 코팅장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 와이어 절연박막 코팅장치는, 외부와 차단된 상태에서 와이어 표면에 절연 박막을 코팅하는 코팅부; 상기 코팅부 내부와 외부를 이동가능하게 설치되며, 상기 와이어의 내외측이 노출된 상태에서 상기 와이어가 권취되어 상기 코팅부 내부에서 절연 박막 코팅 공정이 진행되는 와이어 공정 세팅부;를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 와이어 공정 세팅부는, 중앙에 기둥 형상으로 형성되는 중앙부; 상기 중앙부의 외측에 다수개가 서로 이격되어 형성되며, 상기 와이어가 점접촉되는 상태로 권취되도록 선형 접촉단을 가지는 와이어 접촉부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어 접촉부는 상기 중앙부를 중심으로 일정한 각간격을 가지도록 방사상 형태로 다수개가 설치되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어 접촉부는 긴 막대 형상인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어 접촉부는 플레이트 형상인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 와이어 절연박막 코팅장치에는, 상기 코팅부 외부에 설치되며, 상기 와이어 공정 세팅부에 상기 와이어를 서로 길이 방향으로 접촉되지 않도록 권취하는 와이어 로딩부;가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어 로딩부는, 일정량의 와이어가 권취되어 있는 와이어 공급롤; 상기 와이어 공정 세팅부를 회전시켜 상기 와이어 공급롤에서 상기 와이어 공정 세팅부로 상기 와이어를 공정 상태로 옮겨 감는 회전부; 상기 와이어 공급롤과 상기 와이어 공정 세팅부 사이에서 상기 와이어 공정 세팅부에 감기는 와이어의 상대적인 위치를 상기 와이어 공정 세팅부의 길이 방향으로 변동시켜 상기 와이어가 길이 방향으로 밀착되지 않도록 권취하는 와이어 펼침부; 상기 와이어 펼침부에 설치되며, 상기 와이어 공정 세팅부에 권취되는 상기 와이어의 장력을 일정하게 조정하는 장력 조정부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어 펼침부는, 상기 와이어 공정 세팅부의 길이방향으로 이동하면서 상기 와이어 공정 세팅부 상에서의 상기 와이어의 권취 위치를 변동시키는 이동 베어링인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어 펼침부는, 고정된 위치에서 상기 와이어를 상기 와이어 공정 세팅부에 전달하는 베어링; 상기 와이어 공정 세팅부를 상기 베어링에 대하여 상대 이동시키면서 상기 와이어의 권취 위치를 변동시키는 세팅부 이동수단;인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어는 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어는 본딩 와이어(Bonding Wire)인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어는 상기 와이어 접촉부 상에서 이웃한 와이어와의 간격이 10 mm 이하로 권취되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 와이어는 상기 와이어 접촉부 상에서 이웃한 와이어와의 간격이 0.5 mm 이하로 권취되는 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 절연박막은 1 ~ 100 nm 두께로 코팅되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 절연박막은 Al2O3, TiO2, SiO2 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 코팅부는 원자층 증착장치인 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 절연박막 코팅장치에 의하면 본딩 와이어와 같은 소직경 와이어를 대량으로 세팅한 상태에서 와이어의 전면에 걸쳐서 절연 박막을 균일하게 코팅할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 절연박막 코팅장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 공정 세팅부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 공정 세팅부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 공정 세팅부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 공정 세팅부의 구조를 도시하는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 절연박막 코팅장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 권취 상태를 도시하는 도면이다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 권취 상태를 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 와이어 절연박막 코팅장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 코팅부(110)와 와이어 공정 세팅부(120)를 포함하여 구성된다. 먼저 상기 코팅부(110)는 외부와 차단된 상태에서 와이어(1) 표면에 절연 박막(2)을 코팅하는 구성요소이다. 즉, 상기 코팅부(110)는 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 권취되어 있는 일정한 길이의 와이어(1) 표면에 전체적으로 절연 박막(2)을 균일하게 코팅하는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서 상기 코팅부(110)는 원자층 증착장치(Atomic Layer Deposition Apparatus) 또는 화학기상증착장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus) 등으로 구성될 수 있다. 간단하게 상기 코팅부(110) 구조를 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 코팅 챔버(112)와 상기 코팅 챔버(112)에 설치되어 개구부를 단속하는 게이트밸브(114)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서 상기 코팅 챔버(112)에는 절연 박막(2) 코팅을 위한 기체 공급부와 기체 배기부 등 다양한 구성요소들이 설치되며, 상기 게이트 밸브(114)는 상기 와이어 공정 세팅부(120)의 출입을 위하여 상기 코팅 챔버(112)의 개구부를 단속한다.
다음으로 상기 와이어 공정 세팅부(120)는 상기 코팅부(110) 내부에서 와이어 표면에 대한 절연 박막(2) 코팅 공정이 이루어질 수 있도록 상기 와이어(1)를 세팅하는 구성요소이다. 따라서 본 실시예에서 상기 와이어 공정 세팅부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코팅부(110) 내부와 외부를 이동가능하게 설치되며, 상기 와이어(1)의 내외측이 노출된 상태에서 상기 와이어(1)가 권취되어 상기 코팅부(110) 내부에서 절연 박막 코팅 공정이 진행될 수 있는 구조를 가진다.
여기에서 '와이어의 내외측이 노출된 상태에서 권취된다'는 것은, 일정한 길이의 상기 와이어(1)가 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 다수번 감긴 상태에서 상기 와이어의 와이어 공정 세팅부 외측 방향 표면 뿐만아니라, 내측 방향 표면도 노출되도록 권취되는 것을 말한다. 이렇게 상기 와이어의 내외측이 모두 노출된 상태로 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 권취되면, 상기 와이어의 노출된 모든 표면에 절연 박막이 피복될 수 있는 것이다. 물론 상기 와이의 표면 중 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 접촉하는 일부 지점은 절연 박막이 코팅되지 않을 수도 있다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 와이어 공정 세팅부(120)를 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(122)와 와이어 접촉부(124)를 포함하여 구성할 수 있다. 먼저 상기 중앙부(122)는 중앙에 원기둥 또는 다각기둥 형상으로 형성되는 구성요소로서, 상기 와이어 접촉부(124)가 설치되는 공간 및 구조를 제공한다.
다음으로 상기 와이어 접촉부(124)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 중앙부(120)의 외측에 다수개가 서로 이격되어 형성되며, 상기 와이어(1)가 점접촉되는 상태로 권취되도록 선형 접촉단을 가지는 구성요소이다. 즉, 상기 와이어 접촉부(124)는 외측으로 향하여 상기 와이어가 접촉되는 부분인 접촉단의 형상이 면 형상이 아닌 선형으로 이루어져서, 그 외면에 권취되는 상기 와이어와 선접촉이나 면접촉이 아닌 점접촉만이 이루어지는 구조를 가진다.
따라서 상기 와이어 접촉부(124, 124a)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 긴 막대(bar) 형상을 가지거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 상기 와이어 접촉부(124, 124a)가 긴 막대 형상을 가지는 경우, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 접촉부(124, 124a)를 상기 중앙부(122, 122a)에 연결하는 연결부(126, 126a)가 더 구비된다.
한편 본 실시예에서 상기 와이어 접촉부(124)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중앙부(120)를 중심으로 일정한 각간격(θ)을 가지도록 방사상 형태로 다수개가 설치되는 것이, 권취되는 와이어의 모든 구간에 대하여 균일한 장력을 유지할 수 있어서 바람직하다.
그리고 상기 와이어 접촉부(124) 중 상기 와이어와 접촉하는 접촉단은 부드러운 곡면 형상을 가지는 것이, 권취된 와이어의 손상 및 절단을 방지할 수 있어서 바람직하다.
그리고 본 실시예에 따른 와이어 절연박막 코팅장치(100)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어 로딩부(130)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 와이어 공정 세팅부(120)에는 절연 박막 코팅 공정 진행에 적합하게 와이어가 로딩되어야 하는데, 상기 와이어 로딩부(130)가 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 대한 와이어 로딩 공정을 수행하는 것이다.
즉, 상기 와이어 로딩부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코팅부(110) 외부에 설치되며, 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 상기 와이어(1)를 절연 박막 코팅 공정에 적합하게, 즉 상기 와이어 세팅부(120)에 권취되는 와이어가 서로 길이 방향으로 접촉되지 않도록 권취하는 것이다.
여기에서 '와이어가 서로 길이 방향으로 접촉되지 않도록 권취된다'는 것은, 하나의 와이어 공정 세팅부(120)에 권취되는 와이어(1)가 도 8, 9에 도시된 바와 같이, 서로 다른 겹의 와이어들은 서로 엇갈린 상태로 만나면서 감길 수는 있지만, 동일한 겹의 와이어들은 서로 나란하게 접촉된 상태로 감기지 않고 서로 일정 간격 이격된 상태로 감기는 것을 말한다.
이때 본 실시예에서 상기 와이어(1)는 상기 와이어 접촉부(124) 상에서 이웃한 와이어와의 간격이 10 mm 이하로 권취되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 와이어는 상기 와이어 접촉부 상에서 이웃한 와이어와의 간격이 0.5 mm 이하로 권취된다.
이를 위해 본 실시예에서는 상기 와이어 로딩부(130)를 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어 공급롤(132), 회전부(134), 와이어 펼침부(136) 및 장력 조정부(138)를 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 와이어 공급롤(132)은 일정량의 와이어가 권취되어 있으며, 지속적으로 상기 와이어 공정 세팅부(120) 방향으로 와이어를 공급한다. 따라서 상기 와이어 공급롤(132)은 일정량의 와이어가 권취되어 있는 롤러로 구성되며, 와이어 공급사에서 공급된 상태 그대로 설치될 수도 있다.
다음으로 상기 회전부(134)는 상기 와이어 공정 세팅부(120)를 회전시켜 상기 와이어 공급롤(132)에서 상기 와이어 공정 세팅부(120)로 상기 와이어(1)를 공정 상태로 옮겨 감는 구성요소이다. 즉, 상기 회전부(134)는 상기 와이어 공급롤(132)에 인접하게 설치되며, 비어 있는 상기 와이어 공정 세팅부(120)가 결합되며, 상기 와이어 공정 세팅부(120)를 회전시킨다. 이렇게 상기 회전부에 의하여 상기 와이어 공정 세팅부(120)가 회전하는 상태에서 그 외주면에 상기 와이어가 감기면서 와이어가 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 로딩(loading)되는 것이다.
다음으로 상기 와이어 펼침부(136)는 상기 와이어 공급롤(132)과 상기 와이어 공정 세팅부(120) 사이에서 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 감기는 와이어의 상대적인 위치를 상기 와이어 공정 세팅부의 길이 방향으로 변동시켜, 상기 와이어가 길이 방향으로 밀착되지 않도록 권취하는 구성요소이다.
상기 와이어 공정 세팅부(120)를 상기 회전부(134)가 회전시키면서 상기 와이어를 그 외주면에 감는 공정을 진행하면서 상기 와이어를 상기 와이어 공정 세팅부(120)의 동일한 위치에 반복적으로 감으면, 와이어와 이웃한 와이어가 길이방향으로 서로 접촉되어 와이어의 전면이 절연 박막으로 코팅될 수 없는 상태가 된다. 따라서 상기 와이어 펼침부(136)는 상기 와이어를 감는 과정에서 상기 와이어 공정 세팅부(120)를 길이 방향으로 이동시키던가, 감기는 과정에서 상기 와이어를 이동시켜 상기 와이어가 상기 와이어 공정 세팅부 상에 권취되는 위치가 중복되지 않고 일정 간격 이격되도록 하는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 펼침부를 상기 와이어 공정 세팅부의 길이방향으로 이동하면서 상기 와이어 공정 세팅부 상에서의 상기 와이어의 권취 위치를 변동시키는 이동 베어링(236)으로 구성할 수 있다.
또한 상기 와이어 펼침부(136)를 도 1에 도시된 바와 같이, 고정된 위치에서 상기 와이어를 상기 와이어 공정 세팅부에 전달하는 베어링(136)과, 상기 와이어 공정 세팅부(120)를 상기 베어링(136)에 대하여 상대 이동시키면서 상기 와이어의 권취 위치를 변동시키는 세팅부 이동수단(도면에 미도시)으로 구성할 수도 있다. 이 경우 상기 세팅부 이동수단은 상기 회전부(134)에 내재되어 설치될 수 있다.
다음으로 상기 장력 조정부(138)는 상기 와이어 펼침부에 설치되며, 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 권취되는 상기 와이어의 장력을 일정하게 조정하는 구성요소이다. 즉, 상기 장력 조정부(138)는 상기 와이어 공급롤(132)에서 풀려서 상기 와이어 공정 세팅부(120)에 감기는 상기 와이어를 일정한 장력으로 당겨서 상기 와이어 공정 세팅부에 감긴 상태에서 상기 와이어의 장력이 일정하도록 조정하는 것이다.
이상에서는 상기 와이어 로딩부(130)에서 상기 와이어 공정 세팅부(120)로 와이어를 옮겨 감으면서 세팅하는 것을 설명하였지만, 반대로 절연 박막 형성 공정이 완료된 후, 상기 와이어 공정 세팅부(120)에서 상기 와이어 공급롤(132)로 와이어를 옮겨 감을 수도 있다. 이 경우 상기 와이어를 공정 세팅 과정과 반대 방향으로 이동시키면서 공정이 진행된다.
한편 본 실시예에 따른 와이어 절연박막 코팅장치에서 도 6에 도시된 바와 같이, 공정이 완료된 와이어 공정 세팅부(220b)에서 와이어(1)를 배출용 스풀(242)에 감아서 배출하는 와이어 언로딩부(240)가 더 구비될 수도 있다. 이 경우 상기 배출용 스풀(242)이 상기 공급롤(232)과 상이한 구조 또는 스펙을 가지는 경우에 적용될 수 있으며, 공정이 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 실시예에서 상기 와이어(1)는 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 구체적으로 상기 와이어는 본딩 와이어(Bonding Wire)인 것이 바람직하다.
그리고 본 실시예에서 상기 절연박막은 1 ~ 100 nm 두께로 코팅되는 것이, 바람직하며, 구체적으로 상기 절연박막은 Al2O3, TiO2, SiO2 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 코팅장치는 반도체 제조분야에서 절대적으로 필요한 본딩 와이어에 대하여 획기적으로 새로운 구조의 본딩 와이어를 신속하게 대량생산할 수 있는 설비이므로 반도체 산업에 이용가능하게 매우 필요한 기술이다.

Claims (16)

  1. 외부와 차단된 상태에서 와이어 표면에 절연 박막을 코팅하는 코팅부;
    상기 코팅부 내부와 외부를 이동가능하게 설치되며, 상기 와이어의 내외측이 노출된 상태에서 상기 와이어가 권취되어 상기 코팅부 내부에서 절연 박막 코팅 공정이 진행되는 와이어 공정 세팅부;를 포함하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 와이어 공정 세팅부는,
    중앙에 기둥 형상으로 형성되는 중앙부;
    상기 중앙부의 외측에 다수개가 서로 이격되어 형성되며, 상기 와이어가 점접촉되는 상태로 권취되도록 선형 접촉단을 가지는 와이어 접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 와이어 접촉부는,
    상기 중앙부를 중심으로 일정한 각간격을 가지도록 방사상 형태로 다수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 와이어 접촉부는,
    긴 막대 형상인 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 와이어 접촉부는,
    플레이트 형상인 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부 외부에 설치되며, 상기 와이어 공정 세팅부에 상기 와이어를 서로 길이 방향으로 접촉되지 않도록 권취하는 와이어 로딩부;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 와이어 로딩부는,
    일정량의 와이어가 권취되어 있는 와이어 공급롤;
    상기 와이어 공정 세팅부를 회전시켜 상기 와이어 공급롤에서 상기 와이어 공정 세팅부로 상기 와이어를 공정 상태로 옮겨 감는 회전부;
    상기 와이어 공급롤과 상기 와이어 공정 세팅부 사이에서 상기 와이어 공정 세팅부에 감기는 와이의 상대적인 위치를 상기 와이어 공정 세팅부의 길이 방향으로 변동시켜 상기 와이어가 길이 방향으로 밀착되지 않도록 권취하는 와이어 펼침부;
    상기 와이어 펼침부에 설치되며, 상기 와이어 공정 세팅부에 권취되는 상기 와이어의 장력을 일정하게 조정하는 장력 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 와이어 펼침부는,
    상기 와이어 공정 세팅부의 길이방향으로 이동하면서 상기 와이어 공정 세팅부 상에서의 상기 와이어의 권취 위치를 변동시키는 이동 베어링인 것을 특징으로 하는 와이어 절연 박막 코팅장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 와이어 펼침부는,
    고정된 위치에서 상기 와이어를 상기 와이어 공정 세팅부에 전달하는 베어링;
    상기 와이어 공정 세팅부를 상기 베어링에 대하여 상대 이동시키면서 상기 와이어의 권취 위치를 변동시키는 세팅부 이동수단;인 것을 특징으로 하는 와이어 절연 박막 코팅장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 와이어는 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 와이어는 본딩 와이어(Bonding Wire)인 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 와이어는 상기 와이어 접촉부 상에서 이웃한 와이어와의 간격이 10 mm 이하로 권취되는 것을 특징으로 와이어 절연박막 코팅장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 와이어는 상기 와이어 접촉부 상에서 이웃한 와이어와의 간격이 0.5 mm 이하로 권취되는 것을 특징으로하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 절연박막은 1 ~ 100 nm 두께로 코팅되는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 절연박막은,
    Al2O3, TiO2, SiO2 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 원자층 증착장치인 것을 특징으로 하는 와이어 절연박막 코팅장치.
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