(19) 한민 특허청(KR)

(12) 등 특허공보(B1)

(45) 공고 2015 03월23

(11) 등 10-1504646

(24) 등 2015 03월16

(51) 특허 (Int. Cl.)

H01L 21/60 (2006.01)(21) 원 10-2013-0062100

(22) 원 2013 05월30

심사청 2013 05월30

(65) 공개 10-2014-0140979

(43) 공개 2014 12월10

(56) 행 사 헌

KR1020060094438 A

KR1020040105051 A

JP2002043359 A

(73) 특허

울시립 학 산학 단

울특별시 동 울시립 163 ( 동,울시립 학 )

(72)

울특별시 사 당 17 116 미안아 트 103동 605

하

경 도 리시 달말 52 57-7 삼 아트빌301

(74) 리

특허 천지

체 청 항 : 14 항 심사 : 한

(54) 칭 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 비하는 듀얼 드 갖는 어본 합 치

(57) 약

본 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 비하는 듀얼 드 갖는 어본

합 치에 한 것 다. 본 몸체 캐필러리가 삽 가 고, 몸체 후

칭 돌 후 가 , 몸체 양 측 에 고 가 다. 또한 몸체 후 에

피 한 다.

본 에 트 듀 는 개 타겟 주 동시에 가 Ball bonding과 Wedge bonding

에 사 가능하 , 낮 피 가 짧 시간에 고 질 본 (bonding) 가능하다.

도 - 도1

등록특허 10-1504646

- 1 -

지원한 가연 개 사업

과 고 1425076714

처 업청

연 리 한 산학연

연 사업 산학연 개

연 과 하 브리드 듀얼 드 어본 트 듀 개

여 1/1

주 (주)씨

연 간 2012.06.01 ~ 2013.05.31

등록특허 10-1504646

- 2 -

특허청

청 항 1

압 삽 하 한 삽 가 앙 상 에 하 통하여 몸체 ;

상 몸체 에 돌 어 , 끝단에 캐필러리 어 캐필러리가 삽 ;

상 몸체 후 에 상 칭 돌 어 후 ;

상 몸체 양 측 에 돌 어 고 ; 포함하 ,

상 몸체 는 측 에 피 하 한 몸체 것 특징 하는 듀얼 드 갖는

어본 트 듀 .

청 항 2

1항에 어 ,

상 몸체 삽 에는 복 압 , 복 원 공 동 , 쇄 가 삽 ,

상 복 압 상 복 원 공 동 차하여 삽 ,

상 쇄 는 상 압 에 압 가하는 것 특징 하는 듀얼 드 갖는 어본 트

듀 .

청 항 3

2항에 어 ,

상 몸체 재질 티타늄 고, 상 쇄 재질 알루미늄 것 특징 하는 듀얼 드 갖는

어본 트 듀 .

청 항 4

삭

청 항 5

1항에 어 ,

상 몸체 상 고 상 몸체 사 통하여 는 것 특징 하는 듀얼 드 갖

는 어본 트 듀 .

청 항 6

1항에 어 ,

상 후 는 피 하 한 후 어도 하나 것 특징 하는 듀얼 드

갖는 어본 트 듀 .

청 항 7

6항에 어 ,

상 후 4개 , 향하는 치에 후 동 한 상 는 것

특징 하는 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 .

청 항 8

압 삽 하 한 삽 가 앙 상 에 하 통하여 몸체 , 상 몸체

에 돌 어 끝단에 캐필러리 어 캐필러리가 삽 , 상 몸체 후

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에 상 칭 돌 어 후 , 상 몸체 양 측 에 돌 어 고

비하는 트 듀 ;

상 고 결합 어 상 트 듀 지지하는 본 ;

상 압 에 가하는 압 주 변 시키는 주 변 ; 포함하 ,

상 몸체 는 측 에 피 하 한 몸체 것 특징 하는 듀얼 드 갖는

어본 합 치.

청 항 9

8항에 어 ,

상 트 듀 고 에는 체결 가 ,

상 체결 에 나사 또는 볼트 삽 해 상 고 상 본 결합시키는 것 특징 하는 듀얼 드

갖는 어본 합 치.

청 항 10

9항에 어 ,

상 체결 에는 진동 지 한 드가 착 것 특징 하는 듀얼 드 갖는 어본 합

치.

청 항 11

8항에 어 ,

상 몸체 삽 에는 복 압 , 복 원 공 동 , 쇄 가 삽 ,

상 복 압 상 복 원 공 동 차하여 삽 ,

상 쇄 는 상 압 에 압 가하는 것 특징 하는 듀얼 드 갖는 어본 합 치.

청 항 12

11항에 어 ,

상 주 변 는 상 복 원 공 동 과 연결 는 것 특징 하는 듀얼 드 갖는 어본

합 치.

청 항 13

삭

청 항 14

8항에 어 ,

상 몸체 상 고 상 몸체 사 통하여 는 것 특징 하는 듀얼 드 갖

는 어본 합 치.

청 항 15

8항에 어 ,

상 후 는 피 하 한 후 어도 하나 것 특징 하는 듀얼 드

갖는 어본 합 치.

청 항 16

15항에 어 ,

등록특허 10-1504646

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상 후 4개 , 향하는 치에 후 동 한 상 는 것

특징 하는 듀얼 드 갖는 어본 합 치.

야

본 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 비하는 듀얼 드 갖는 어본[0001]

합 치에 한 것 다. 보다 체 는 본 트 듀 는 몸체 캐필러리가 삽

가 고, 몸체 후 칭 돌 후 가 , 몸체 양 측 에

고 가 다. 본 트 듀 는 개 타겟 주 동시에 가지 , Ball

bonding과 Wedge bonding에 사 가능하다.

경

어본 도체 립, 키징 공 칩(chip) 상 드 (substrate) 결합시키는 [0002]

다. 미 한 도체 칩 끝 과 다 연결단 도 압 진동

하여 고상(solid state) 합 한다. 과 에 합 에 에 지 달하 해 사

는 것 어본 트 듀 다.

어본 Ball bonding과 Wedge bonding(Second bonding) 나눌 다. Ball bonding 한 [0003]

어본 에 사 는 , 열, 압 , 에 지 하여 어 끝 에 (weld) 만들게 다.

어는 미 한 몸체에 직 뚫 는 캐필러리(capillary) 고 하는 도 통해 주 다. 주

어에는 고 압 걸리게 고, 해 캐필러리 끝 에 어가 해

어 직경 1.5~2.5 도 볼 양 하게 한다. 과 에 는 115~125kHz 역 트

듀 주 사 한다.

Wedge bonding 주 알루미늄 캐필러리 주 질 사 한다. wedge bonding 공 에 는 경합 만들[0004]

어진 wedge tool 는 도 사 하여 어 리 변 시키 본 루어진다. 어는

wedge 들어가고 어 변 해 wedge 에 치해 눌림에 해 본 루어지

는 것 다. wedge-bonding에는 비 낮 50~60kHz 역 트 듀 가 주 사 는 , 알루미늄

에 과 리 등도 주 질 사 다.

어본 트 듀 는, 한 등 특허 10-0785860 에 재 같 , 하나 타겟 주[0005]

만 가지고 다. Ball bonding 또는 Wedge bonding과 같 공 에 주 역에 맞는

트 듀 체하여 사 하 다.

내

해결하 는 과

본 동시에 개 타겟 주 가 Ball bonding 또는 Wedge bonding시 체하지 않고 사[0006]

가능한 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 비하는 듀얼 드 갖는 어본

합 치 공하는 것 다.

또한 본 낮 피 가 짧 시간에 고 질 본 가능한 듀얼 드 갖는 어본[0007]

트 듀 비하는 듀얼 드 갖는 어본 합 치 공하는 것 다.

과 해결 단

같 달 하 하여, 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀[0008]

는 몸체 , , 후 , 고 포함한다. 몸체 는 압 삽 하 한 삽 가 앙 상 에

하 통하여 다. 는 몸체 에 돌 어 , 끝단에 캐필러리

어 캐필러리가 삽 다. 후 는 몸체 후 칭 돌 어 다. 고 는 몸체

양 측 에 돌 어 다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 는 몸체 삽 에 복 압[0009]

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, 복 원 공 동 , 쇄 가 삽 다. 복 압 복 원 공 동

차하여 삽 다. 쇄 는 압 에 압 가한다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 몸체 는 재질 티타늄 고, 쇄[0010]

는 재질 알루미늄 다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 는 몸체 측 에 피 [0011]

하 한 몸체 다. 몸체 고 몸체 사 통하여

다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 는 후 에 피 하 [0012]

한 후 어도 하나 다. 후 4개 , 향하는 치에 후

동 한 상 다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치는 트 듀 , 본 , 주 변[0013]

포함한다. 트 듀 는 압 삽 하 한 삽 가 앙 상 에 하 통하여

몸체 , 몸체 에 돌 어 끝단에 캐필러리 어 캐필러리가 삽

, 몸체 후 에 칭 돌 어 후 , 몸체 양 측 에 돌 어

고 비한다. 본 는 고 결합 어 트 듀 지지한다. 주 변 는 압 에 가

하는 압 주 변 시킨다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치에 트 듀 고 에는 체결[0014]

가 , 체결 에 나사 또는 볼트 삽 해 고 본 결합시킬 다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치는 체결 에 진동 지 한 드가 착[0015]

다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치 트 듀 는 몸체 삽 에[0016]

복 압 , 복 원 공 동 , 쇄 가 삽 다. 복 압 복 원 공 동

차하여 삽 다. 쇄 는 압 에 압 가한다. 경우 주 변 는 복 원 공

동 과 연결 다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치 트 듀 는 몸체 측 에 [0017]

피 하 한 몸체 다. 몸체 고 몸체 사 통하여

다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치 트 듀 는 후 에 피[0018]

하 한 후 어도 하나 다. 후 4개 , 향하는 치에

후 동 한 상 다.

과

본 에 트 듀 는 주 고주 듀얼 드 고 진동 가짐 ball bonding과[0019]

wedge bonding에 사 는 주 역에 사 가능하다. ball bonding과 wedge bonding 역

주 에 트 듀 체 어, 업 과 동시에 원가

다.

또한 본 에 트 듀 는 낮 피 가 짧 시간에 고 질 본 (bonding) 가능하[0020]

다.

도 간단한

도 1 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 나타내는 사시도 다. [0021]

도 2는 몸체 삽 에 압 가 삽 는 것 개 나타내는 도 다.

도 3 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 에 캐필러리가 삽 고

것 나타내는 사진 다.

도 4는 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 comsol 프 그 해

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FEM 해 한 결과 나타내는 도 다.

도 5는 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 평 도 도 다.

도 6 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 측 도 우측 도 다.

도 7 내지 도 10 몸체 에 한 것 트 듀 공진 주 피 에

미치는 향 알아보 한 실험 결과 나타내는 도 다.

도 11 몸체 에 한 것 트 듀 공진 주 피 에 미치는

향 알아보 한 실험 결과 그 프 리하여 도시한 도 다.

도 12는 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치 나타낸 도 다.

실시하 한 체 내

하, 첨 도 참 하여 본 직한 실시 들 상 한다. , 첨 도 에 동[0022]

한 는 가능한 동 한 나타내고 에 한다. 또한, 본 지 리게 할 는

공지 능 에 한 상 한 생략할 것 다. 마찬가지 첨 도 에 어 는

과 거나 생략 거나 개략 도시 었다.

도 1 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 나타내는 사시도 고, 도[0023]

2는 몸체 삽 에 압 가 삽 는 것 개 나타내는 도 고, 도 3 본 실시 에

듀얼 드 갖는 어본 트 듀 에 캐필러리가 삽 고 것 나타내는 사진 다. 도

4는 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 comsol 프 그 해

FEM 해 한 결과 나타내는 도 다. 도 5는 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본

트 듀 평 도 도 고, 도 6 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트

듀 측 도 우측 도 다.

도 1 내지 도 3에 도시 같 , 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀[0024]

(1000)는 몸체 (1100), (1200), 후 (1300), 고 (1400) 포함한다. 몸체 (1100),

(1200), 후 (1300), 고 (1400)는 동 한 재질 하 , 본 실시 에 는 티타늄 한다.

몸체 (1100)에는 압 (1120) 삽 하 한 삽 (1110)가 다. 삽 (1110)는 몸체 (1100)[0025]

앙 상 에 하 통하여 다. 압 (1120)는, 도 2에 도시 같 , 원 공 동

(1130), 쇄 (1140) 함께 삽 (1110)에 삽 다. 본 실시 에 는 4개 압 (1120) 4개

원 공 동 (1130) 차하 삽 다. 원 공 동 (1130) 웃하지 않 것과

같 극에 연결 도 한다. 쇄 (1140)는 압 (1120) 원 공 동 (1130) 고 시키는 동시에

압 (1120)에 압 가하도 삽 다. 압 (1120)에 압 가해지 압 상 가 가 어 진폭

커지게 다. 에 지 달하는 것 가능해 체 본 (bonding) 질 향상 다.

쇄 (1140) 재질 알루미늄 할 다.

(1200)는 몸체 (1100) 에 돌 어 다. (1200) 끝단에는 캐필러리 (1210) [0026]

다. 캐필러리 (1210)에는, 도 3에 도시 같 , 캐필러리(1211)가 삽 어 고 다. 캐필러리

(1211) 통해 어본 에 필 한 어가 주 다.

후 (1300)는 몸체 (1100) 후 에 돌 어 다. 후 (1300)는 (1200) 칭 도 동[0027]

한 상 다. 후 (1300)가 (1200) 동 한 상 에 본 공 시

트 듀 (1000) 들림 지 다.

고 (1400)는 몸체 (1100) 양 측 에 돌 어 다. 고 (1400)에는 체결 한 체결 (1410)가[0028]

다.

본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 트 듀 (1000) comsol 프 그 해 링[0029]

한 후 FEM 해 하 고, 그 결과 도 4에 나타내었다. 도 4에 도시 같 , 본 실시 에

트 듀 (1000)는 wedge bonding에 사 는 주 역과 ball bonding에 사 는 고주 역

등록특허 10-1504646

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가지고 다. 하나 트 듀 Ball bonding 또는 Wedge bonding시 체하지 않고 사 가

능하다.

트 듀 (1000)는 피 가 동 도가 빨 지게 다. 주 크 가 같 동 도[0030]

가 빠 다는 것 변 크 가 커진다는 것 고, 는 에 지 가 어 결 본 과 에 에

지 달 게 다. 트 듀 피 가 낮 , 짧 시간에 고 질 본 가능

하다. 러한 트 듀 (1000) 양 단할 타겟 주 에 동 하는지 피 가

지 같 고 한다.

본 실시 에 는 트 듀 (1000) 피 하 해 몸체 (1100)에 몸체 (1150)[0031]

다. 몸체 (1150) 몸체 (1100) 양 측 에 다. 직하게는 몸체 (1150) 고

(1400) 몸체 (1100) 사 통하여 다.

또한 본 실시 에 는 트 듀 (1000) 피 하 해 후 (1300)에 후 [0032]

(1310a, 1310b) 어도 하나 다. 본 실시 에 후 (1310a, 1310b) 4개 지만, 에

한 는 것 아니다. 본 실시 에 4개 후 (1310a, 1310b) , 도 5 도 6에 도시

같 , 향하는 치에 것들끼리는 동 한 상 다. , 후 (1300) 상 과 하

에 후 (1310a) 동 한 상 고, 후 (1300) 측 과 우측 에 후

(1310b) 동 한 상 다. 같 4개 후 (1310a, 1310b) 향하는 치에

것들끼리는 동 한 상 , 본 공 시 트 듀 (1000)가 안 동 하게 다.

몸체 (1100) (1200)에 한 것 트 듀 (1000) 공진 주 피 에[0033]

미치는 향 알아보 해 다 과 같 비 실험 하 다. 실험 결과는 도 7 내지 도 10에 나타내었 ,

도 11에는 도 7 내지 도 10에 나타난 결과 그 프 리하여 도시하 다.

1

실험 [0034] 실험 내

실험 1 트 듀 에 하지 않

실험 2 트 듀 후 에만 함

실험 3 트 듀 몸체 에만 함

실험 4 트 듀 몸체 후 에 함

도 7 내지 도 11에 도시 같 , 트 듀 (1000) 몸체 (1100) (1200)에 [0035]

하 는지 여 가 주 역 공진주 에 미치는 향에 한 규칙 찾 는 어 다. 그러나 트

듀 (1000) 몸체 (1100) (1200)에 함에 고주 역 공진주 가 낮아

하는 공진주 120kHz에 가 워짐 알 다. 특 하지 않는 것(실험 1),

(1200)에 하는 것(실험 2), 몸체 (1100)에 하는 것(실험 3), (1200) 몸체 (1100)에 하

는 것(실험 4) 과가 아지는 것 알 다.

피 경우 주 역 나 고주 역 나 트 듀 (1000) 몸체 (1100) (1200)에[0036]

함에 피 가 낮아지는 것 알 다. 피 가 낮아지는 과는

하지 않는 것(실험 1), (1200)에 하는 것(실험 2), 몸체 (1100)에 하는 것(실험 3),

(1200) 몸체 (1100)에 하는 것(실험 4) 아진다.

같 몸체 (1100) (1200)에 함 트 듀 (1000) 공진주 가 타[0037]

겟 주 에 가 워지 , 피 가 낮아 짧 시간에 고 질 본 (bonding) 가능하다. 특 몸체

(1100) (1200) 에 하는 것 가 과 낼 다.

도 11 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치 나타낸 도 다. [0038]

등록특허 10-1504646

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도 11에 도시 같 , 본 실시 에 듀얼 드 갖는 어본 합 치는 트[0039]

듀 (2100), 본 (2200), 주 변 (미도시) 포함한다. 트 듀 (2100)는 도 1 내지 도 6에

한 것과 사하므 한 생략한다.

본 (2200)는 트 듀 (2100) 고 결합 다. , 트 듀 (2100)는 본 (2200)에 [0040]

착 어 안 지지 다. 해 트 듀 (2100) 고 에는 체결 가 다. 본

실시 에 는 체결 에 나사나 볼트 삽 해 고 본 (2200)에 고 하지만, 에 한 는 것 아니다.

또한 본 실시 에 는 체결 에 진동 지 한 드가 착 다. 드는 고 등 연하고 진동[0041]

할 는 재질 한다. 체결 에 드가 착 에 본 시 트 듀 (2100)가 안

동 할 다.

주 변 는 트 듀 (2100) 압 에 가하는 압 주 변 시킨다. 들어, [0042]

트 듀 (2100)가 60kHz 120kHz 주 에 공진하도 계 었다 , 사 는 주 변 통해

압 에 가하는 압 주 60kHz 하여 트 듀 (2100)가 60kHz 동 하도 하거나, 주

변 통해 압 에 가하는 압 주 120kHz 하여 트 듀 (2100)가 120kHz 동

하도 할 다.

주 변 는 본 (2200) 에 치할 도 , 다 실시 에 는 주 변 가 본 (2200)[0043]

내 에 치하여 사 가 편리하게 사 하도 할 도 다. 본 실시 에 주 변 는 트 듀 복

원 공 동 과 연결 어 압 에 압 가한다.

한편, 본 도 에 개시 본 실시 들 본 내 게 하고 본 해[0044]

돕 해 특 시한 것 뿐 , 본 한 하고 하는 것 아니다. 여 에 개시

실시 들 에도 본 사상에 탕 다 변 들 실시 가능하다는 것 본 하

는 야에 통상 지식 가진 에게 한 것 다.

1000, 2100 : 트 듀 1100 : 몸체[0045]

1110 : 삽 1120 : 압

1130 : 원 공 동 1140 : 쇄

1150 : 몸체 1200 :

1210 : 캐필러리 1211 : 캐필러리

1300 : 후 1310a, 1310b : 후

1400 : 고 1410 : 체결

2000 : 합 치 2200 : 본

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도

도 1

도 2

도 3

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도 4

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도 5

도 6

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도 7

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도 8

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도 9

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도 10

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도 11

도 12

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