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KR100334699B1 - 와이어 본딩방법 - Google Patents

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KR100334699B1
KR100334699B1 KR1020000003040A KR20000003040A KR100334699B1 KR 100334699 B1 KR100334699 B1 KR 100334699B1 KR 1020000003040 A KR1020000003040 A KR 1020000003040A KR 20000003040 A KR20000003040 A KR 20000003040A KR 100334699 B1 KR100334699 B1 KR 100334699B1
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KR
South Korea
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ball
wire
capillary
bond point
tail
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KR1020000003040A
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Inventor
신이치 니시우라
Original Assignee
후지야마 겐지
가부시키가이샤 신가와
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12945700&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100334699(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Abstract

제 1 본드점에 제 1 본딩하는 볼을 안정하게 극소로 형성하는 것이 가능하다.
캐필러리(1)의 선단으로부터 뻗어있는 제 1 테일(2b)에 전기토치(3)에 의해 제 1 방전을 행하여 제 1 볼(2e)을 형성하고, 제 1 볼(2e)을 정규의 본딩점 이외의 임의의 개소에 볼 본딩(9)하여 재차 캐필러리(1)의 선단에서 뻗어있는 제 2 의 테일(2f)을 형성하며, 제 2 테일(2f)에 전기토치(3)에 의해 제 2 방전을 행하여 제 2 볼(2d)을 형성하고, 제 2 볼(2d)을 다음에 접속하는 제 1 본드점(4a)에 제 1 본딩을 행한다.

Description

와이어 본딩방법{WIRE BONDING METHOD}
본 발명은 제 1 본드점과 제 2 본드점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 관한 것이다.
와이어 본딩방법에는, 여러가지 방법이 제안되고 있는데, 가장 일반적인 방법을 도 2에 도시한다. 도 2에 있어서, 먼저 (a)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)의 하단으로부터 뻗어있는 와이어(2)에 전기토치(3)에 의한 방전에 의해 볼(2a)을 만든다. 그 후, 전기토치(3)는 화살표방향으로 이동한다. 다음에 (b)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 제 1 본드점(4a)의 상방으로 이동한다. 계속해서 (c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)가 하강하고, 와이어(2)의 선단의 볼(2a)을 제 1 본드점(4a)에 제 1 본딩한다.
그 후, (d)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 상승한다. 계속해서 (e)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 리드(5)의 제 2 본드점(5a)의 상방으로 이동한다. 다음에 (f)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)가 하강하여 제 2 본드점(5a)에 와이어(2)를 제 2 본딩한다. 그 후, 캐필러리(1)가 일정한 위치에 상승한 후, 클램퍼(6)가 폐쇄되고, 캐필러리(1)와 클램퍼(6)가 함께 상승하여 (g)에 도시하는 바와 같이 제 2 본드점(5a)의 부착부분에서 와이어(2)를 테일절단한다. 이것에 의해, 1개의 와이어 접속이 완료된다. 또한, 이 종류의 와이어 본딩방법에 관련되는 것으로서, 예컨대 일본 특개소 57-87143호 공보, 일본 특공평 1-26531호 공보 등을 들을 수 있다.
도 3(a), (b)는, 도 2(f), (g)의 일부분의 확대설명도이다. 도 2(f) 및 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 와이어(2)를 리드(5)의 제 2 본드점(5a)에 가압하고,그 후에 도 2(g)에 도시하는 바와 같이 와이어(2)의 부착부분으로부터 테일절단하므로, 도 3(b)에 도시하는 테일(2b)(캐필러리(1)에서 뻗어 있는 와이어(2) 부분) 선단에는 횡방향으로 구부러진 촉수(2c)가 발생한다. 이 촉수(2c)는 도 3(a)에 도시하는 바와 같이 리드(5)에 가압되어 형성된 것이므로, 촉수(2c)의 하면에 리드(5) 표면에 부착되어 있는 불순물(7)이 부착한다.
불순물(7)이 부착된 상태에서 볼(2a)을 형성하면, 불순물(7)이 볼(2a)에 잔류하고, 그 때문에 방전효율이 변화하여 이상볼의 발생이 야기됨과 동시에, 작은 볼을 형성하는 것은 곤란하다. 또 촉수(2c)가 횡방향으로 뻗은 상태로 볼(2a)를 형성하면, 형성된 볼(2a)의 체적이 촉수(2c)의 체적을 흡수할 정도로 충분히 큰 경우에는, 볼(2a)의 편심은 발생하지 않는다. 그러나, 형성된 볼(2a)의 체적이 작고, 촉수(2c)의 체적에 근사한 작은 볼의 경우에는, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 볼(2a)의 편심이 발생한다. 이 점으로부터도 작은 볼의 형성은 곤란하였다,
그런데 근년, 다이(반도체 소자)의 원가절감을 도모하기 위하여, 다이를 작게 하고, 패드 간격을 약 50 내지 60㎛라고 하는 좁은 정밀피치화하는 경향이 있다. 그렇지만, 종래의 와이어 본딩방법은, 상기한 바와 같이 편심이 없는 극소볼을 안정되게 형성하는 것은 곤란하며, 정밀피치화에 대응할 수 없었다.
본 발명의 과제는, 제 1 본드점에 제 1 본딩 하는 볼을 안정되게 극소로 형성할 수 있는 와이어 본딩방법을 제공하는데 있다.
도 1(a) 내지 (j’)는 본 발명의 와이어 본딩방법의 한 실시형태를 도시하는 공정도,
도 2(a) 내지 (g)는 종래의 와이어 본딩방법을 도시하는 공정도, 및
도 3(a)는 제 2 본드점으로의 본딩상태를 도시하는 도면, (b)는 테일선단형상의 설명도, (c)는 편심 볼의 설명도.
(부호의 설명)
1: 캐필러리 2: 와이어
2b, 2f: 테일 2d: 제 2 볼
2e: 제 1 볼 3: 전기토치
4: 패드 4a: 제 1 본드점
5: 리드 5a: 제 2 본드점
6: 클램퍼 9: 볼 본딩
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 수단은, 제 1 본드점에 제 1 본딩하고, 다음에 와이어를 캐필러리로부터 풀어내서 제 2 본드점에 제 2 본딩하며, 제 1 본드점과 제 2 본드점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 있어서, 캐필러리의 선단으로부터 뻗어 있는 제 1 테일에 전기토치에 의해 제 1 방전을 행하여 제 1 볼을 형성하고, 이 제 1 볼을 정규의 본드점 이외의 임의의 개소에 볼 본딩하여 재차 캐필러리의 선단으로부터 뻗은 제 2 테일을 형성하고, 이 제 2 테일에 전기토치에 의해 제 2 방전을 행하여 제 2 볼을 형성하며, 이 제 2 볼을 다음에 접속하는 제 1 본드점에 제 1 본딩하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 2 수단은, 상기 제 1 수단에 있어서, 상기 제 1 방전에 의한 상기 제 1 볼 직경을 크게 하고, 상기 제 2 방전에 의한 상기 제 2 볼 직경을 작게 한 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 3 수단은, 상기 제 2 수단에 있어서, 상기 제 1 볼 직경은 와이어 직경의 1.7배 이상이며, 상기 제 2 볼 직경은 와이어 직경의 1.5배 이하인 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 한 실시형태를 도 1에 의해 설명한다. 도 1(a) 내지 도 1(g)의 공정은, 통상의 본딩동작인 도 2(a) 내지 도 2(g)의 공정과 동일하다. 단, 도 1(a)의 공정에서 형성된 볼(2d)은, 도 2(a)의 볼(2a)과 상이하다. 그 상세에 관해서는 후에 기재한다.
도 1에 있어서, 먼저, (a)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)의 하단으로부터 뻗어있는 와이어(2)((j)에 도시하는 제 2 테일(2f))에 전기토치(3)에 의한 제 2방전에 의해 제 2 볼(2d)을 만든다. 그 후, 전기토치(3)는 화살표방향으로 이동한다. 다음에 (b)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 패드(4)의 제 1 본드점(4a)의 상방으로 이동한다. 계속해서 (c)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)가 하강하고, 와이어(2)의 선단의 제 2 볼(2d)을 제 1 본드점(4a)에 제 1 본딩한다.
그 후, (d)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 상승한다. 계속해서 (e)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 리드(5)의 제 2 본드점(5a)의 상방으로 이동한다. 다음에 (f)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)가 하강하여 제 2 본드점(5a)에 와이어(2)를 제 2 본딩한다. 그 후, 캐필러리(1)가 일정한 위치에 상승한 후, 클램퍼(6)가 폐쇄되고, 캐필러리(1)와 클램퍼(6)가 함께 상승하여 (g)에 도시하는 바와 같이 제 2 본드점(5a)의 부착부분으로부터 와이어(2)를 테일절단한다. 이것에 의해, 캐필러리(1)의 선단으로부터 뻗어 있는 제 1 테일(2b)이 형성된다.
이 때의 제 1 테일(2b)의 선단은, 도 1(g)의 우측에 확대도 (g’)에 도시하는 바와 같이 (도 3(b)에서 설명한 바와 같이) 촉수(2c)를 가지며, 촉수(2c)의 하면에는 리드(5) 표면에 부착되어 있는 불순물(7)이 부착되어 있다. 다음에 (h)에 도시하는 바와 같이, 전기토치(3)가 제 1 테일(2b)의 하방으로 이동하고, 전기토치(3)에 의한 제 1 방전에 의해 제 1 볼(2e)을 만든다. 이 제 1 볼(2e)은 [발명이 해결하고자 하는 과제]의 항에서 설명한 바와 같이 편심되고 불순물(7)이 잔류해 있다.
제 1 볼(2e) 형성후에 전기토치(3)는 퇴피한다. 다음에 (i)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)는 제 2 본드점(5a)의 근방의 상방으로 이동하면서 하강하고, 제2 본드점(5a)의 근방으로 제 1 볼(2e)을 볼 본딩한다. 다음에 (j)에 도시하는 바와 같이, 캐필러리(1)와 클램퍼(6)가 함께 상승하고, 이 상승도중에서 클램퍼(6)가 폐쇄되고, 테일절단된다. 이것에 의해, 캐필러리(1)의 선단으로부터 뻗어 있는 제 2 테일(2f)이 형성된다, 또한, 9는 제 1 볼(2e)(도 1(i) 참조)이 본딩된 볼 본딩을 도시한다.
계속해서 캐필러리(1)는, 다음에 본딩하는 제 1 본드점(4a)의 상방으로 이동한다. 즉, 도 1(a)의 상태로 된다. 계속해서 전기토치(3)가 테일(2f)의 하방으로 이동하고, 제 2 방전에 의해 제 2 볼(2d)을 형성한다. 이후, 상기한 일련의 공정을 각각 접속하는 와이어마다에 행한다.
이와 같이, 불순물(7)을 포함한 제 1 볼(2e)은, 볼 본딩(9)되어 있으므로, 제 2 볼(2d)은 불순물을 포함하지 않는 볼이 된다. 또 제 2 테일(2f)은, 제 1 볼(2e)의 네크부 상부에서 절단한 것이므로, 절단되는 위치가 안정된다. 즉, 제 2 테일(2f) 길이가 안정된다. 또 신장이 끝나서 절단되므로, (j)의 우측에 확대도 (j’)로 도시하는 바와 같이, 제 2 테일(2f) 선단은 항상 끝이 예리한 형상으로 되어 안정된다. 이 때문에, 전기토치의 방전거리는 안정되고, 항상 일정한 크기의 고품질의 제 2 볼(2d)을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 극소한 볼을 형성할 수 있어, 패드간격을 약 50 내지 60㎛이라는 좁게 한 정밀피치화에 대응할 수 있게 되었다.
실험결과, 제 1 볼(2e)의 직경을 와이어(2)의 직경의 1.7배 이상으로 형성한 바, 제 2 볼(2d)의 직경을 와이어(2)의 직경의 1.5배 이하로 형성할 수 있게 되었다.
본 발명에 의하면, 제 1 본드점에 제 1 본딩하고, 다음에 와이어를 캐필러리로부터 풀어내어서 제 2 본드점에 제 2 본딩하며, 제 1 본드점과 제 2 본드점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 있어서, 캐필러리의 선단으로부터 뻗어 있는 제 1 테일에 전기토치에 의해 제 1 방전을 행하여, 제 1 볼을 형성하고, 이 제 1 볼을 정규의 본드점 이외의 임의의 개소에 볼 본딩하여 재차 캐필러리의 선단으로부터 뻗어 있는 제 2 테일을 형성하고, 이 제 2 테일에 전기토치에 의하여 제 2 방전을 행하여 제 2 볼을 형성하며, 이 제 2 볼을 다음에 접속하는 제 1 본드점에 제 1 본딩하므로, 제 1 본드점에 제 1 본딩하는 제 2 볼을 안정되게 극소로 형성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 제 1 본드점에 제 1 본딩하고, 다음에 와이어를 캐필러리로부터 풀어내서 제 2 본드점에 제 2 본딩하고 제 1 본드점과 제 2 본드점 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본딩방법에 있어서,
    캐필러리의 선단으로부터 뻗어있는 제 1 테일에 전기토치에 의해 제 1 방전을 행하여 제 1 볼을 형성하고, 이 제 1 볼을 정규의 본드점이외의 임의의 개소에 볼 본딩하여 재차 캐필러리의 선단으로부터 뻗어 있는 제 2 테일을 형성하며, 이 제 2 테일에 전기토치에 의해 제 2 방전을 행하여 제 2 볼을 형성하고, 이 제 2 볼을 다음에 접속하는 제 1 본드점에 제 1 본딩하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 방전에 의한 상기 제 1 볼 직경을 크게 하고, 상기 제 2 방전에 의한 상기 제 2 볼직경을 작게 한 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 볼직경은 와이어직경의 1.7배 이상이며, 상기 제 2 볼직경은 와이어직경의 1.5배 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
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