KR101409731B1

KR101409731B1 - 와이어 본딩 동안 차폐 가스의 커버리지를 증가시키기 위한 장치

Info

Publication number: KR101409731B1
Application number: KR1020110133509A
Authority: KR
Inventors: 겡 예우 제임스 송; 카 싱 케니 콴; 분 준 옙; 시 지에 첸; 사티시 쿠마르 발라크리시한; 고빈단 라드하크리시난 쿠마레시
Original assignee: 에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2014-06-19
Also published as: SG182085A1; TW201223674A; CN102528342B; US8186562B1; TWI404584B; CN102528342A; US20120145770A1; KR20120066594A

Abstract

전자 디바이스의 와이어 본딩 동안 차폐 가스를 전달하기 위한 장치의 주 몸체는 와이어 본딩이 수행될 때 본딩 툴의 캐필러리 팁이 상기 주 몸체를 통해 삽입될 수 있도록 허용하는 크기를 갖는, 상기 주 몸체 내의 관통 구멍을 갖는다. 상기 관통 구멍에 인접한 상기 주 몸체의 저부 표면 상에 위치된 적어도 하나의 가스 출구는 상기 전자 디바이스를 향하는 방향으로 불활성 가스를 지향시키도록 작동된다. 상기 주 몸체 내의 적어도 하나의 가스 입구는 불활성 가스를 상기 관통 구멍 및 상기 가스 출구에 공급하도록 작동된다.

Description

와이어 본딩 동안 차폐 가스의 커버리지를 증가시키기 위한 장치{APPARATUS FOR INCREASING COVERAGE OF SHIELDING GAS DURING WIRE BONDING}

본 발명은 전자 부품들 상에 전기 접속부를 형성하기 위한, 특히 와이어 본딩 동안 전자 부품들에 와이어를 접속하기 위한 것이다.

와이어 본딩은 다른 디바이스들의 전기 접점들 또는 동일한 디바이스의 다른 전기 접점들을 접속하기 위해 사용된다. 구리 또는 알루미늄과 같은 반응 물질들로 제조된 본딩 와이어들이 와이어 본딩을 위해 사용될 때, 와이어의 산화는 가열된 재료가 대기 중의 산소와 작용할 때 발생하는 경향을 갖는다. 와이어의 산화는 형성될 연속 와이어 본드들의 질을 악화시킨다. 따라서, 질소, 수소 및 아르곤 가스와 같은 상대적인 불활성 가스로 구성되는 차폐 가스를 제공하여, 와이어 볼-본딩 공정의 볼 형성 동안 와이어를 보호할 필요성이 대두되었다.

와이어를 차폐하기 위해 질소 및/또는 수소 가스를 제공함으로써 본딩 동안 구리 와이어의 더욱 양호한 차폐를 위한 계속적인 주안점은 가스가 와이어의 점화 영역 내에서 포획되게 하는 시스템의 발전을 유발시켰으며, 이경우 용융볼(molten ball)이 구리 볼 본딩을 위해 와이어로부터 형성된다.

불활성 가스를 본딩 와이어에 공급할 때 차폐 가스를 함유하기 위한 장치에 대하여는 발명의 명칭이 "와이어 볼 본딩을 위한 커버 가스의 공급"인 미국특허 제6,234,376호에 공개되어 있다. 이 장치는 본딩 와이어로 차폐 가스를 지향시키기 위한 가스-격납 튜브(gas-containment tube)를 포함한다. 볼 형성을 위해 본딩 공구의 캐필러리(capillary)가 상기 가스-격납 튜브로 유입되도록 한 다음, 볼을 본딩 표면 위에 접착시키기 위해 상기 튜브를 통과시키기 위해, 상기 튜브 내에 횡방향 인-라인 오리피스들이 제조된다.

차폐 가스를 포함하는 또 다른 종래 기술의 장치로서는 발명의 명칭이 "와이어 본딩 동안 차폐 가스를 전달하기 위한 장치"인 미국특허 제7,628,307호가 공개되어 있다. 차폐 가스는 와이어들의 본딩 동안 일반적으로 제 1 방향으로 주 몸체의 측부로부터 주 몸체 안으로 연장하는 폭을 갖는 연장 슬롯을 구비한 주 몸체를 포함하는 장치에 의해 전자 부품들에 공급되며, 상기 슬롯은 또한 주 몸체의 정상 표면으로부터 저부 표면으로 슬롯의 폭에 대한 상기 제 1 방향과 직각인 제 2 방향으로 연장한다. 캐필러리의 팁은 가스 출구가 차폐 가스를 슬롯 안으로 공급하는 동안 상기 제 2 방향으로 슬롯을 관통하도록 작동될 수 있다.

차폐 가스를 캐필러리로 전달하기 위한 종래 접근 방법의 단점은 종래 기술의 시스템들이 용융볼을 형성하기 위해 주로 와이어의 점화 동안 자연 산화로부터 와이어를 보호하는데 초점을 맞추고 있다는 점이다. 튜브들 또는 장치들의 개구부들에서 가스의 손실이 발생하여, 이들 개구부들 외부에서의 산화 보호가 불가능하게 된다. 따라서, 이들은 와이어 본딩이 수행될 때, 또는 캐필러리가 항상 그와 같은 운동 동안 가스 함유 튜브 내측에 위치하지 않는 한 상기 캐필러리를 옆의 다양한 위치들로 이동시킬 때 산화를 방지하기 위한 가스 커버리지를 효과적으로 제공하지 못한다. 이는 그와 같은 시스템들의 다양성을 제한한다.

따라서, 와이어가 점화 범위 내에서 뿐만 아니라 본딩 패드에 대한 캐필러리의 이동 경로를 따르는 차폐 가스에 의해 확실하게 보호되도록, 그에 따라 동일한 본딩이 성취되기 전 그리고 성취되는 동안 용융볼의 질을 보장하도록, 본딩 와이어에 차폐 가스를 공급하기 위한 장치를 발전시킬 필요가 대두되었다.

미국특허 제6,234,376호 미국특허 제7,628,307호

따라서, 본 발명의 목적은 점화되는 동안 뿐만 아니라 캐필러리가 이동하는 동안, 특히 본딩 동안 와이어의 산화를 방지하기 위해 본딩 와이어에 개량된 가스 커버리지를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 전자 디바이스의 와이어 본딩 동안 차폐 가스를 전달하기 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는: 주 몸체; 와이어 본딩이 수행될 때 본딩 툴의 캐필러리 팁(capillary tip )이 상기 주 몸체를 통해 삽입될 수 있도록 허용하는 크기를 갖는, 상기 주 몸체 내의 관통 구멍; 상기 주 몸체의 저부 표면 상에서 상기 관통 구멍에 인접 위치되는 적어도 하나의 가스 출구로서, 불활성 가스가 상기 전자 디바이스를 향하는 방향으로 지향되도록 작동되는 상기 가스 출구; 및 상기 불활성 가스를 상기 관통 구멍 및 상기 가스 출구에 공급하기 위해 작동되는, 상기 주 몸체 내의 적어도 하나의 가스 입구를 포함한다.

이후에는 편의상 본 발명의 적합한 실시예들을 설명하는 첨부 도면들과 관련된 상세 설명으로 본 발명을 설명할 것이다. 도면들 및 그와 관련된 상세한 설명의 독특한 특성은 청구항들에 의해 제한된 것과 같은 본 발명의 일반적인 폭넓은 식별을 대신하는 것으로서 이해되어서는 안된다.

이제, 본 발명에 따른 가스 공급 장치의 적합한 실시예들의 구체예들이 첨부 도면들을 참고로 설명될 것이다.
도 1은 전자 디바이스의 와이어 본딩 동안 차폐 가스를 제공하기 위한 내부 가스 채널들을 설명하는, 본 발명의 제 1의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 평면도.
도 2는 내부 가스 채널들과, 점화 및 와이어 본딩을 위한 본딩 와이어를 보유하는 캐필러리의 운동 범위를 설명하는 도 1의 가스 공급 장치의 측면도.
도 3은 내부 가스 채널들을 설명하는 도 1의 가스 공급 장치의 정면도.
도 4는 제 1 및 제 2 내부 가스 채널들을 갖는 본 발명의 제 2의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 평면도.
도 5는 샤워링을 따르는 다중 홀들과 같은 가스 출구들을 설명하는 본 발명의 제 2의 적합한 실시예의 가스 공급 장치의 평면도.
도 6은 내부 가스 채널들을 설명하는 도 5의 가스 공급 장치의 정면도.
도 7은 내부 가스 채널들을 설명하는 본 발명의 제 3의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 측면도.
도 8은 내부 가스 채널들을 설명하는 도 7의 가스 공급 장치의 정면도.
도 9는 외부 링을 포함하는 본 발명의 제 4의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 평면도.
도 10은 외부 링을 설명하는 도 9의 가스 공급 장치의 측면도.
도 11은 외부 링을 설명하는 도 9의 가스 공급 장치의 정면도.
도 12는 주 몸체에 분리 가능하게 고정된 가스 배관을 포함하는 가스 공급 장치의 정면도.

도 1은 전자 디바이스의 와이어 본딩 동안 차폐 가스를 제공하기 위한 내부 가스 채널들(14)을 설명하는 본 발명의 제 1의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 평면도이다. 상기 가스 공급 장치는 주 몸체를 중앙으로 관통하는 관통 구멍(12)을 갖는 상기 주 몸체(10)를 포함하며, 상기 관통 구멍은 내부 가스 채널들(14)의 네트워크 형태로 될 수 있는 가스 입구와 연결된다. 상기 가스 채널들(14)은 상기 주 몸체(10)에 위치되고, 상기 관통 구멍(12) 내 및 둘레 영역에 그리고 상기 관통 구멍(12)에 인접 위치된 가스 출구들에, 질소 가스 또는 수소와 질소 가스의 혼합물과 같은, 불활성 가스(20)를 공급한다.

도 1은 3개의 별도의 가스 통로들을 갖는 가스 채널들(14)의 네트워크를 도시하며, 하나의 가스 통로는 상기 관통 구멍(12)에 직접 안내되고, 2개의 가스 통로들은 상기 관통 구멍(12)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 상기 가스 출구들에 포함된 2개의 가스 노즐들(18)은 상기 가스 채널들(14)이 위치되는 상기 관통 구멍(12)의 대향 측부에서 상기 주 몸체(10)의 단부 또는 그 근방에 위치되고, 또한 상기 관통 구멍(12)에 인접한 상기 주 몸체(10)의 저부 표면 상에 위치된다. 추가의 가스 노즐들이 상기 관통 구멍(12)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 가스 통로들 전체를 통해 적절하게 위치된다. 상기 가스 노즐들은 상기 가스 채널들(14)의 각각의 가스 통로들에 연결된다. 상기 가스 노즐들(18)은 상기 불활성 가스(20)를 상기 주 몸체(10)의 외부로 공급하고, 와이어 본딩 동안 상기 주 몸체 아래의 전자 디바이스를 향하는 방향으로 상기 불활성 가스(20)를 안내한다. 상기 전극 로드(16)는 주 가스 입구 또는 가스 채널(14) 내부에 배치되고 그로부터 평행하게 배열된다. 상기 전극 로드(16)는 관통 구멍(12)에 근접하여 종결된다.

도 2는 내부 가스 채널들(14)과 점화 및 와이어 본딩을 위한 본딩 와이어(미도시)를 보유하는 캐필러리(22)의 운동 범위를 설명하는 도 1의 가스 공급 장치의 측면도이다. 상기 관통 구멍(12)은 와이어 본딩을 안내하기 위해 상기 주 몸체(10)의 대향 측부로부터 돌출하도록 상기 주 몸체(10)의 한 측부로부터 관통 구멍(12) 안으로 삽입될 수 있도록 크기 결정된다. 상기 캐필러리 팁은 상기 캐필러리(22)로부터 매달리는 본딩 와이어의 후미 단부가 용융볼을 형성하기 위해 본딩 와이어를 용융시키도록 전극 로드(16)로부터 점화를 수용하는 점화 위치(22a)를 갖는다. 그 후, 상기 캐필러리(22)는, 본딩 와이어와 다이(24) 사이의 초기 전기 접촉 또는 제 1 볼 본드를 형성하기 위해, 용융볼이 다이(24)와 같은 전자 디바이스 위에 위치되는 본딩 위치(22b)로 이동될 수 있다.

상기 캐필러리 팁이 상기 관통 구멍(12) 내부의 점화 위치에 있을 때, 상기 캐필러리 팁은 일차적으로 상기 가스 채널들(14)로부터 도입되고 점화 동안 본딩 와이어를 산화로부터 보호하기 위해 상기 관통 구멍(12) 내로 공급되는 불활성 가스(20)를 수용한다. 도 2에서 설명하고 있는 바와 같이, 상기 불활성 가스(20)는 상기 주 몸체(10)의 상부 및 저부 표면들을 향해 상기 관통 구멍(12) 내에 채널을 형성하여, 상기 캐필러리(22)의 팁은 상기 관통 구멍(12) 내의 운동 범위 전체에 걸쳐 상기 불활성 가스(20)에 의해 보호된다.

상기 가스 채널들(14)로부터 도입되는 불활성 가스(20)는 또한 상기 주 몸체(10)의 저부 표면에 위치된 노즐들(18)로 공급된다. 상기 노즐들(18)은 상기 불활성 가스(20)를 다이(24)를 향해 그리고 다이 위로 안내한다. 따라서, 상기 캐필러리(22)의 팁은 일차적으로 상기 관통 구멍 외측의 본딩 위치(22b)에서 상기 노즐들(18)로부터 공급된 불활성 가스(20)를 수용하여, 상기 불활성 가스(20)는 와이어 본딩 동안 본딩 와이어를 산화로부터 보호한다. 상기 가스 채널들(14)에 연결된 다중 노즐들(18)은 본딩 위치(22b)의 캐필러리(22)의 팁에서 가스 커버리지를 증가시키기 위해 상기 관통 홀(12) 주위에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 캐필러리(22)의 팁은, 상기 캐필러리(22)의 팁이 상기 주 몸체(10)의 저부 표면으로부터 돌출하는 동안 한 다이로부터 다른 다이로 이동하는 경우 조차도, 상기 불활성 가스(20)에 의해 보호될 수 있다. 종래 기술의 가스 공급 장치에 있어서는, 상기 캐필러리(22)가 그의 팁이 가스 공급 장치의 주 몸체 내측에 위치되는 경우에만 불활성 가스(20)에 의해 보호될 수 있으며, 따라서 본딩 와이어에 제공되는 산화 방지 보호의 정도가 제한된다.

도 3은 내부 가스 채널들(14)을 설명하는 도 1의 가스 공급 장치의 정면도이다. 상기 캐필러리(22)는 점화 위치(22a)에 있다. 상기 가스 채널들(14)로부터 도입된 불활성 가스는 상기 관통 구멍(12) 내로 그리고 상기 캐필러리(22)를 향해 상향으로 그리고 상기 주 몸체(10)의 저부 표면을 향해 하향으로 유동한다. 상기 전극 로드(16)가 상기 캐필러리(22)의 팁에서 본딩 와이어를 용융시키기 위한 점화를 발생시킬 때, 상기 관통 구멍(12)에 위치한 본딩 와이어는 상기 불활성 가스(20)에 의해 산화로부터 보호된다.

불활성 가스(20)는 또한 상기 가스 채널들(14)로부터 상기 노즐들(18)로 안내하는 상기 주 몸체(10)에 형성된 슬롯들(26)과 같은 커넥터들을 통해 상기 주 몸체(10)의 저부 표면에서 노즐들(18)을 통해 유동한다. 상기 캐필러리(22)가 상기 다이(24)를 향해 낮아질 때, 상기 캐필러리(22)의 팁에 있는 본딩 와이어는 상기 노즐들(18)로부터 토출된 불활성 가스(20)에 의해 연속적으로 보호된다.

도 4는 제 1 및 제 2 내부 가스 채널들(30, 32)을 갖는 본 발명의 제 2의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 평면도이다. 불활성 가스(20)를 공급하는 내부 가스 채널들(14)의 일 네트워크를 갖는 대신, 상기 제 2 실시예는 상기 관통 구멍(12)에 불활성 가스(20)를 공급하기 위한 제 1 내부 가스 채널(30)과 상기 관통 구멍(12)을 둘러싸는 샤워링(34) 상의 가스 출구들에 불활성 가스(20)를 공급하기 위한 [상기 제 1 내부 가스 채널(30)에 연결되지 않는] 제 2 내부 가스 채널(32)을 사용한다. 상기 제 1 및 제 2 내부 가스 채널들(30, 32)로의 불활성 가스(20)의 공급은 각각 독립적으로 제어된다. 따라서, 본 실시예는 각각 상기 관통 구멍(12) 내로의 그리고 상기 다이(24)를 향한 불활성 가스(20)의 공급을 보다 크게 제어할 수 있다는 장점을 갖는다.

도 5는 샤워링(34)을 따르는 다중 샤워 홀들(36)과 같은 가스 출구들을 설명하는 본 발명의 제 2의 적합한 실시예의 가스 공급 장치의 평면도이다. 샤워 홀들(36)은 상기 샤워 링(34)으로부터 불활성 가스(20)를 수용하고 또한 상기 주 몸체(28) 아래에 위치한 다이(24)를 향해 불활성 가스(20)를 토출하기 위해 상기 주 몸체(28)의 저부 표면 상에 위치된다. 샤워 홀들(36)의 수가 증가할수록, 그들이 상기 관통 구멍(12) 외측에 있을 때, 상기 캐필러리(22)의 팁을 향한 불활성 가스(20)의 더 큰 방출을 허용하게 되며, 또한 상기 본딩 와이어의 산화에 대한 더 큰 보호를 제공하게 된다. 선택적으로, 상기 샤워 링(34)을 따르는 가스 출구들은 상기 주 몸체(28)의 저부 표면 상의 연장 슬롯들 형태로 존재할 수 있다.

도 6은 내부 가스 채널들(30, 32)을 설명하는 도 5의 가스 공급 장치의 정면도이다. 상기 캐필러리(22)는 점화 위치(22a)에 위치한다. 상기 내부 가스 채널(30)로부터 도입된 불활성 가스(20)는 상기 관통 구멍(12) 내로 그리고 상기 캐필러리(22)를 향해 상향으로 그리고 상기 주 몸체(28)의 저부 표면을 향해 하향으로 유동한다. 상기 전극 로드(16)가 상기 캐필러리(22)의 팁에서 본딩 와이어를 용융시키기 위해 점화를 발생시킬 때, 상기 관통 구멍(12)에 위치된 본딩 와이어는 상기 불활성 가스(20)에 의해 산화로부터 보호된다

불활성 가스(20)는 또한 상기 주 몸체(28) 내측에 형성된 샤워 링(34)을 통해 상기 주 몸체(28)의 저부 표면에 있는 샤워 홀들(36)을 향해 유동한다. 상기 샤워 링(34)은 제 2 내부 가스 채널(32)로부터 불활성 가스(20)의 공급을 수용한다. 상기 캐필러리(22)가 상기 다이(24)를 향해 낮아질 때, 상기 캐필러리(22)의 팁에 위치한 본딩 와이어는 상기 샤워 홀들(36)로부터 토출되는 불활성 가스(20)의 샤워에 의해 연속 보호된다.

도 7은 내부 가스 채널들을 설명하는 본 발명의 제 3의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 측면도이다. 또한 본 발명의 제 1의 적합한 실시예에서 발견되는 가스 채널들(14)에 추가하여, 상기 가스 채널들(14) 바로 위의 주 몸체(38)에 형성되고 또한 상기 관통 구멍(12)에 연결되는 2차 가스 도관(40)이 구비된다. 상기 2차 가스 도관(40)은, 2차 노즐들(44)을 통해 상기 2차 가스 도관(40)에 연결된 가스정(gas well; 42)으로 불활성 가스(20)를 공급함으로써, 상기 관통 구멍(12)을 향한 불활성 가스(20)의 공급을 증가시킨다. 상기 가스정(42)은 상기 관통 구멍(12)의 바로 정상부 상에 위치된다. 상기 가스정(42)은 상기 관통 구멍(12)보다 큰 횡단면 영역을 가지며, 점화 동안 산화에 대항하여 본딩 와이어의 보호를 증가시키기 위해 점화 위치에서 상기 캐필러리(22)의 팁을 둘러싸는 불활성 가스(20)의 저장소를 제공한다.

도 8은 내부 가스 채널들을 설명하는 도 7의 가스 공급 장치의 정면도이다. 본 도면은 관통 구멍(12)의 정상부 상에 위치되는 가스정(42)과 가스 채널들(14)을 도시한다. 2차 노즐들(44)은 점화 동안 본딩 와이어를 산화로부터 보호하도록 불활성 가스(20)의 저장소를 포함하는 가스정(42)에 불활성 가스(20)를 제공한다. 상기 2차 노즐들(44)로부터 상기 가스정(42)으로의 불활성 가스(20)의 추가 보충은, 특히 다른 본딩 위치들로 상기 캐필러리(22)가 측면 운동하는 동안, 더 많은 불활성 가스(20)가 일반적으로 주변으로 손실되는 동안, 가스 커버리지의 손실을 방지하는데 조력한다. 이는 상기 캐필러리(22)의 팁 아래 위치한 본딩 와이어의 질이 그와 같은 측면 운동 동안 지속될 수 있도록 보장한다. 그로 인해 점화 동안 산화로부터 본딩 와이어의 확대 보호가 성취될 수 있다.

도 9는 외부 링(50)을 포함하는 본 발명의 제 4의 적합한 실시예에 따른 가스 공급 장치의 평면도이다. 상기 외부 링(50)은 앞선 실시예들에서 설명한 바와 같이 내부 가스 채널들(14)의 네트워크 다음의 가스 공급 장치의 주 몸체(48)에 형성될 수 있다. 상기 외부 링(50)은 대체로 상기 내부 가스 채널들(14)과 관통 구멍(12)을 둘러싸는 원형 가스 통로를 형성한다. 상기 외부 링(50)은 상기 주 몸체(48)에 인접한 대기와 연통하는 단일 연속 슬롯을 포함하는 외부 링 출구(52)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 외부 링 출구(52)는 상기 단일 연속 슬롯 대신에 다중 홀들, 노즐들 또는 슬롯들을 포함할 수 있다. 상기 외부 링(50)은 상기 주 몸체(48)를 따라 상기 내부 가스 채널들(14)과 평행하게 작동하는 외부 가스 채널들(46)을 통해 불활성 가스(20)의 공급부에 연결된다.

도 10은 외부 링(50)을 설명하는 도 9의 가스 공급 장치의 측면도이다. 상기 외부 링(50)은 상기 관통 구멍(12)과 가스 노즐들(18)로부터 이격되어 그들을 대체로 둘러싼다. 상기 외부 링(50)은 상기 주 몸체(48)의 저부 표면에서 상기 외부 링 출구(52)로부터 방출되는 불활성 가스(20)의 커튼을 제공한다. 따라서, 불활성 가스(20)의 커튼은 산화에 대항한 본딩 와이어의 보호를 강화하기 위해 상기 본딩 위치(22b)에서 캐필러리 팁을 둘러싸도록 작용한다.

도 11은 외부 링(50)을 설명하는 도 9의 가스 공급 장치의 정면도이다. 상기 외부 링(50)은 적합하게도 상기 내부 가스 채널들(14) 아래에 위치되며, 상기 외부 링(50)에 불활성 가스(20)를 공급하는 외부 가스 채널들(46)에 연결된다. 상기 불활성 가스(20)는 상기 와이어 본딩 영역 둘레에 커튼을 형성하기 위해 상기 외부 링 출구(52)로부터 하향으로 돌출된다. 이와 같은 커튼은 대기 중의 공기가 상기 와이어 본딩 영역으로 유입되는 것을 억제하는 차폐를 형성하고, 동시에 가스 채널들(14)에 의해 주변의 대기 중으로 공급되는 불활성 가스의 손실을 감소시키는데 기여한다. 다른 본딩 위치들에 대한 상기 캐필러리(22)의 측면 운동 동안 불활성 가스(20)의 커버리지 손실이 또한 감소되고, 그와 같은 측면 운동 동안 상기 캐필러리(22)의 팁에서 본딩 와이어의 질을 지속하는데 도움을 준다.

도 12는 주 몸체(58)에 분리 가능하게 부착된 가스 배관(54)과 같은 가스 어테치먼트(gas attachment)를 포함하는 가스 공급 장치의 정면도이다. 도 9 내지 도 11에 설명된 바와 같은 가스 공급 장치와는 달리, 여기서 외부 링(50)은 상기 주 몸체(48) 내측에 형성되고, 외부 링을 갖는 가스 배관(54)은 상기 주 몸체(58)의 저부에 분리 가능하게 부착된다. 상기 가스 배관의 외부 링은 상기 관통 구멍(12)과 가스 노즐들(18)을 둘러싼다. 상기 가스 배관(54)은 상기 와이어 본딩 영역 둘레에 커튼을 형성하기 위해 그의 외부 링으로부터 하향으로 불활성 가스(20)를 돌출시키는 개구부(60) 또는 다중 홀들 또는 슬롯들을 갖는다. 상기 가스 배관(54)은 연결 튜브(56)를 통해 불활성 가스(20)의 공급을 수용한다.

본 발명의 적합한 실시예들에 따른 가스 공급 장치는 불활성 가스(20)에 의해 산화 가능한 재료들로 제조되는 본딩 와이어의 차폐 효율을 증가시킨다는 사실을 인식하게 될 것이다. 산화로부터의 보호는 본딩 와이어가 상기 주 몸체(10) 내에 위치될 때 점화되는 동안 뿐만 아니라 상기 캐필러리(22)가 와이어 접속을 수행하는 시간 동안 상기 캐필러리(22)의 팁과 상기 본딩 와이어가 상기 주 몸체(10)를 빠져나갈 때와, 그리고 상기 캐필러리(22)가 다른 본딩 위치들 사이를 이동할 때도 발생할 수 있다. 상기 캐필러리(22)의 이동 통로를 따라 불활성 가스(20) 커버리지를 연장함으로써, 표면들과의 와이어 접속을 형성하기 위해 제조되는 볼 본드들의 질은 일반적으로 본딩 와이어를 산화로부터 더욱 보호함으로써 개선될 수 있다. 또한, 불활성 가스 유동의 더욱 양호한 제어는 다중 가스 채널들(14), 2차 가스 도관들(40) 및 기타 가스 통로들을 도입함으로써 가능해진다.

상술된 본 발명은 특별히 상술된 것 이외의 변형, 수정 및/또는 추가를 허용할 수 있으며, 본 발명은 상술된 설명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 모든 변형, 수정 및/또는 추가를 포함한다는 사실을 이해해야 한다.

Claims

전자 디바이스의 와이어 본딩 동안 차폐 가스를 전달하기 위한 장치로서,
주 몸체;
와이어 본딩이 수행될 때 본딩 툴의 캐필러리 팁(capillary tip )이 상기 주 몸체를 통해 삽입될 수 있도록 허용하는 크기를 갖는, 상기 주 몸체 내의 관통 구멍;
상기 주 몸체 안으로 불활성 가스를 수용하기 위한 적어도 하나의 가스 입구, 및 상기 주 몸체의 저부 표면으로부터 상기 불활성 가스를 방출하기 위한 적어도 하나의 가스 출구로서, 상기 적어도 하나의 가스 입구 및 상기 적어도 하나의 가스 출구는 상기 불활성 가스가 유동하는 복수의 가스 통로들을 규정하며(defining), 상기 복수의 가스 통로들은 상기 관통 구멍을 따라서 연장하는 상기 주 몸체 내의 내부 가스 통로 및 상기 캐필러리 팁이 와이어 본딩을 수행하는 전자 디바이스를 향하여 연장하는 상기 주 몸체 외부에 있는 외부 가스 통로를 구비하는, 상기 적어도 하나의 가스 입구 및 상기 적어도 하나의 가스 출구; 및
상기 가스 입구로부터 상기 주 몸체에 별도로 형성되고 또한 상기 관통 구멍의 정상부를 향한 불활성 가스의 공급을 증가시키기 위해 상기 가스 입구의 정상부에 형성된 2차 가스 도관을 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내부 가스 통로는 상기 관통 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 차폐 가스 전달 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 내부 가스 통로는 상기 관통 구멍을 둘러싸는 샤워 링(shower ring) 형태인 차폐 가스 전달 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 샤워 링으로부터 상기 불활성 가스를 분사하기 위해 상기 샤워 링에 연결되는 상기 주 몸체의 저부 표면 상에 위치되는 샤워 홀들을 추가로 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 주 몸체의 단부에 위치되며 상기 외부 가스 통로를 따라서 상기 불활성 가스를 지향하는 가스 노즐들을 추가로 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가스 출구는 상기 주 몸체의 상기 저부 표면 상에 형성된 연장 슬롯을 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 출구는 상기 주 몸체의 상기 저부 표면 상에 형성된 적어도 하나의 노즐을 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캐필러리 팁이 상기 주 몸체내의 상기 관통 구멍에 위치결정될 때 상기 캐필러리 팁에서 본딩 와이어를 용융하기 위한 전극 로드를 추가로 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캐필러리 팁은 상기 관통 구멍 안으로 공급되는 불활성 가스를 수용하는 상기 관통 구멍 내부의 점화 위치(sparking position), 및 상기 적어도 하나의 가스 출구로부터 공급되는 불활성 가스를 수용하는 상기 관통 구멍 외부의 본딩 위치를 갖는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가스 입구는 상기 관통 구멍에 불활성 가스를 공급하는 제 1 내부 가스 채널 및 상기 가스 출구에 불활성 가스를 공급하는 상기 제 1 내부 가스 채널에 연결되지 않은 제 2 내부 가스 채널을 추가로 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제 1 내부 가스 채널로의 불활성 가스의 공급은 상기 제 2 내부 가스 채널로의 불활성 가스의 공급으로부터 독립적으로 제어되는 차폐 가스 전달 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 관통 구멍의 정상부 상에 위치되고 또한 상기 관통 구멍보다 큰 횡단면 영역을 갖는 상기 2차 가스 도관에 연결되는 가스정(gas well)을 포함하는 차폐 가스 전달 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 관통 구멍과 가스 출구를 실질적으로 둘러싸는 외부 링을 추가로 포함하며, 상기 외부 링은 상기 캐필러리 팁을 실질적으로 둘러싸는 불활성 가스의 커튼(curtain)을 생성하도록 작동하는 차폐 가스 전달 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 외부 링은 상기 주 몸체의 상기 저부 표면 상의 단일 연속 슬롯을 포함하며, 상기 주 몸체 외부에 불활성 가스의 커튼을 생성하기 위해 불활성 가스가 상기 단일 연속 슬롯을 통해 축출되는 차폐 가스 전달 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 외부 링은 상기 주 몸체의 상기 저부 표면 상의 복수의 노즐들 또는 슬롯들을 포함하며, 상기 주 몸체 외부에 불활성 가스의 커튼을 생성하기 위해 불활성 가스가 상기 복수의 노즐들 또는 슬롯들을 통해 축출되는 차폐 가스 전달 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 외부 링은 상기 주 몸체 내에 형성되는 차폐 가스 전달 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 외부 링은 상기 주 몸체에 분리 가능하게 부착된 가스 어테치먼트(gas attachment) 내에 형성되는 차폐 가스 전달 장치.