KR0145996B1 - A device for heating periphery of semiconductor mold die - Google Patents
A device for heating periphery of semiconductor mold dieInfo
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Abstract
본 발명은 반도체 모울드 다이용 히터 카트리지 장치에 관한 것으로, 각각 저항값을 달리하는 3 부분의 저항선(12a, 12b, 12c)으로 이루어진 발열저항체(12)를 히터 카트리지에 내장시키고, 이 히터 카트리지 본체를 모울드 다이에 삽입하여 발열작용을 수행할 때 모울드 다이 주변부위에 대응한 저항선(12c)의 발열량이 가장 많게 되도록 저항선의 굵기 및 길이를 설정하여 모울드 다이 표면온도를 그 중심부와 주변부에서 온도편차 없이 일정하게 유지할 수 있게 됨으로써, 반도체장치의 몰딩시에 불량율을 저하시키고 품질을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater cartridge device for a semiconductor mold die, wherein a heat generating resistor (12) consisting of three parts of resistance wires (12a, 12b, 12c) having different resistance values is incorporated in a heater cartridge, and the heater cartridge body is mounted. The thickness and length of the resistance wire are set so that the maximum amount of heat generated by the resistance wire 12c corresponding to the peripheral part of the mold die is increased when the heating is performed by inserting the mold die. By being able to maintain it, it is advantageous to lower the defect rate and improve the quality at the time of molding the semiconductor device.
Description
제1도의는 일반적인 반도체 모울드 다이의 구조를 나타낸 사시도1 is a perspective view showing the structure of a general semiconductor mold die
제2도는 종래 히터 카트리지의 구성을 보인 개략도2 is a schematic view showing the configuration of a conventional heater cartridge
제3도는 제2도의 X-X선 확대단면도3 is an enlarged cross-sectional view of X-ray of FIG.
제4도는 본 발명에 따른 히터 카트리지의 구성을 나타낸 개략도Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of the heater cartridge according to the present invention
제5도는 (a) 및 (b)는 종래의 히터 카트리지와 본 발명에 의한 히터 카트리지의 표면온도분포 및 모울드 다이의 표면온도분포를 비교 도시한 그래프5A and 5B are graphs showing the surface temperature distribution of the conventional heater cartridge and the heater cartridge according to the present invention and the surface temperature distribution of the mold die.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
6:히터 카트리지 구멍 10:히터 카트리지 본체6: Heater cartridge hole 10: Heater cartridge body
12:발열저항체 12a, 12b, 12c:저항선12: heat generating resistor 12a, 12b, 12c: resistance wire
20:상부 모울드 다이 30:하부 모울드 다이20: upper mold die 30: lower mold die
본 발명은 반도체장치 몰딩용 성형장치에 관한 것으로, 특히 성형장치의 모울드 다이 중심부위와 주변부위간의 온도차이를 제거할 수 있는 모울드 다이용 히터 카드리지에 관한 것이다.The present invention relates to a molding apparatus for molding a semiconductor device, and more particularly, to a heater die for a mold die capable of eliminating a temperature difference between a mold die center portion and a peripheral portion of the molding apparatus.
일반적으로 P-DIP 또는 SOIC형 반도체 장치를 제조하기 위한 성형장치의 구조는 제1도에 나타낸 바와 같이 상부 및 하부 모울드(2,3)로 이루어지며, 이 상부 및 하부 모울드는 각각 모울드 다이(20,30)를 가지고 있다. 상부 모울드(2)의 대략 중심부에는 에폭시 컴파운드와 같은 성형재료를 공급하기 위한 포트(21)와 장방형의 상부 모울드 다이(20)의 바닥면 네 모서리 부근에는 하향신장되고 하부 모울드 다이(30)와의 정렬을 위한 가이드핀(25)이 설치되며, 또한 하부 모울드 다이(30)의 상부면위로 칩 마운팅 및 와이어 본딩이 완료된 리이드 프레임을 위치시켜 개개의 반도체 장치를 성형시키기 위한 다수의 캐비티(33) 및 이들 캐피티를 감싸고 있는 체이스(chase:37)와 성형용 컴파운드를 캐비티로 이동시키기 위한 센터 블럭(34)이 설치된다.In general, the structure of a molding apparatus for manufacturing a P-DIP or SOIC type semiconductor device is composed of upper and lower molds 2 and 3, as shown in FIG. Has 30). The port 21 for supplying a molding material such as an epoxy compound in the center of the upper mold 2 and the bottom side of the rectangular upper mold die 20 are extended downward and aligned with the lower mold die 30. A plurality of cavities 33 for forming individual semiconductor devices by placing a lead frame having chip mounting and wire bonding completed on the upper surface of the lower mold die 30. A chase 37 surrounding the cavity and a center block 34 for moving the molding compound into the cavity are provided.
이왁 같은 성형장치에서, 상부 및 하부 모울드 다이(20,30)의 종방향 측면으로 다이의 예열을 위해 후술되는 히터 카트리지를 수용하기 위한 다수의 히터 카트리지 구멍(6)이 형성되어 있다.In a molding apparatus such as a wax, a plurality of heater cartridge holes 6 are formed in the longitudinal sides of the upper and lower mold dies 20 and 30 for receiving heater cartridges described below for preheating the die.
히터 카트리지 구멍(6)은 다이의 양측면으로부터 내부로 신장되어 상기한 센터블럭(34)하부까지 연장되는 장공의 형태를 가지며, 이 구멍(6)의 길이에 대응하는 만큼의 길이를 가진 히터 카트리지가 삽입되어 상부 및 하부 모울드 다이의 표면을 소정온도가 되도록 가열한다.The heater cartridge hole 6 has a form of a long hole extending inwardly from both sides of the die and extending below the center block 34, and a heater cartridge having a length corresponding to the length of the hole 6 is formed. It is inserted to heat the surface of the upper and lower mold dies to a predetermined temperature.
종래 히터 카트리지의 구조는 제2도 및 제3도에 나타낸 것과 같이, 통상 스테인레스강으로 만들어진 길쭉한 원통형상의 외통(10)을 가지며, 그 내부로 외통의 직경보다 작고 대략 동일한 길이의 보빈(11)에 니크롬선을 감아 형성한 전기발열저항체(12)를 삽입하여 이루어진 것이다.The structure of a conventional heater cartridge has an elongated cylindrical outer cylinder 10 usually made of stainless steel, as shown in Figs. 2 and 3, into which the bobbin 11, which is smaller than the diameter of the outer cylinder and of approximately the same length, is formed. It is made by inserting an electric heat generating resistor 12 formed by winding a nichrome wire.
이와 같은 종래의 히터 카트리지는 상기한 상부 및 하부 모울드 다이에 삽입되어 그 내부 니크롬선에 전기를 공급하여 가열동작을 수행할 때 모울드 다이의 주변부위가 외기와 항상 접하고 있으므로 히터 카트리지 본체가 그 길이에 걸쳐 균일한 온도분포를 가지고 있다할 지라도 모울드 다이 주변부위에서 열을 빼앗켜서 모울드 다이의 표면온도는 그 주변부위가 중심부에 비해 3-6℃ 낮아지게 된다.Such a conventional heater cartridge is inserted into the upper and lower mold dies to supply electricity to the inner nichrome wire to perform heating operation so that the peripheral portion of the mold die is always in contact with the outside air, so that the heater cartridge body Even with a uniform temperature distribution, the heat is removed from the surroundings of the mold die so that the surface temperature of the mold die is 3-6 ° C lower than the core.
즉, 히터 카트리지의 발열에 의한 모울드 다이의 종방향 표면온도는 히터 카트리지의 설치 간격조정 또는 히터 온도 콘트롤러를 조절하여 쉽게 제어할 수 있지만 모울드 다이의 횡방향 표면온도는 제5도(A)에서 그래프로 도시한 바와 같이 그 중심부와 주변부간에 온도편차가 발생하여 이에 의해 모울드 다이의 균일한 온도분포도(Cpk)를, 낮게 만드는 요인이 되고 또한 성형품의 내부에 보이드가 발생하게 되는 등 품질이 불균일하게 되는 문제점이 있었다.That is, the longitudinal surface temperature of the mold die due to the heating of the heater cartridge can be easily controlled by adjusting the installation interval of the heater cartridge or adjusting the heater temperature controller, but the transverse surface temperature of the mold die is plotted in FIG. As shown in FIG. 5, temperature deviation occurs between the center and the peripheral part, thereby causing a uniform temperature distribution (Cpk) of the mold die to be lowered and also causing uneven quality such as voids in the molded part. There was a problem.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 히터 카트리지의 내부구조를 3단계로 나누어 각 단계 부위별로 전기저항발열체의 발열량에 차이를 두게 함으로써 모울드 다이의 가열시 바깥쪽 주변부의 온도보상이 가능한 히터 카트리지를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by dividing the internal structure of the heater cartridge into three stages to make a difference in the amount of heat generated by the electric resistance heating element for each step portion temperature compensation of the outer peripheral portion when heating the mold die To provide a possible heater cartridge.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 히터 카트리지는 제3도에 도시된 바와 같이, 길다란 원통형의 본체(10)와, 본체의 일단부에 결합된 카트리지 어댑터(16)와, 이 어댑터(16)를 통해 본체 내부에 삽입된 발열저항체(12)의 저항선에 연결되는 한쌍의 전선(14)을 보호하는 전선보호관(18)을 구비하고, 상기 발열저항체(12)가 그 3등분한 길이의 각 구간에서 굵이와 길이를 달리하여 보빈주위에 감겨져 있는 저항선(12a, 12b, 12c)으로 이루어진다.The heater cartridge according to the present invention has a long cylindrical body 10, a cartridge adapter 16 coupled to one end of the body, and inserted into the body through the adapter 16, as shown in FIG. And a wire protecting tube 18 for protecting the pair of wires 14 connected to the resistance wires of the generated heating resistors 12, wherein the heating resistors 12 have a thickness and a length in each section of the three equal lengths. Alternatively, it consists of resistance wires 12a, 12b, 12c wound around the bobbin.
상기 히터 카트리지의 본체(10)는 얇은 외피를 갖도록 스테인레스강으로 만들어지고, 금속제의 카트리지 어댑터(16)를 개재하여 결합된 전선보호관(18)은 통상 스테인레스강으로 만들어져 주름이 형성되어 있는 금속제의 가요성(flexible)호스를 사용한다.The main body 10 of the heater cartridge is made of stainless steel so as to have a thin outer sheath, and the wire protecting tube 18 coupled through the metal cartridge adapter 16 is usually made of stainless steel, and is made of metal flexible. Use flexible hoses.
본 발명에 따른 발열저항체(12)의 저항선(12a, 12b, 12c)은 니크롬선을 사용하고, 제3도에 도시한 바와 같이 본체(1) 내부 발열저항체(12)의 전체길이를 3등분하여 구획한 각각의 길이를 각각 A, B, C라 할때, 구간 A, B, C에서 저항선(12a, 12b, 12c)의 구간별 저항값이 차례로 커지도록 각 구간에 감겨진 니크롬선의 굵기 및/또는 길이르 변화시킨 것이다.As the resistance wires 12a, 12b, and 12c of the heat generating resistor 12 according to the present invention, nichrome wire is used, and as shown in FIG. 3, the total length of the heat generating resistor 12 inside the main body 1 is divided into three equal parts. When each of the divided lengths is A, B, and C, respectively, the thickness of the nichrome wire wound in each section so that the resistance value of each section of the resistance lines 12a, 12b, and 12c in the sections A, B, and C increases in turn. Or length.
이와 같은 발열저항체(12)에서 A구간은 대략 모울드 다이의 중심부에 위치되고 이어서 B구간이 다이의 중앙부, C구간은 다이의 주변부에 위치한다. 후술하는 바와 같이 C구간에서 높은 주울(joule)열이 발생되어 이에 의해 모울드 다이 주변부에서의 온도편차를 보상할 수 있게 된다.In this heat generating resistor 12, section A is located approximately at the center of the mold die, section B is located at the center of the die, and section C is located at the periphery of the die. As will be described later, a high joule heat is generated in the section C, thereby making it possible to compensate for the temperature deviation around the mold die.
본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 히터 카트리지 본체(10) 내부의 발열저항체 전체 길이가 320㎜라 할때 구간 A,B,C의 길이는 각각 96㎜로 설정되고, 각 구간에서 감겨진 저항선(12a, 12b, 12c)의 직경 및 길이는 구간별로 소정의 저항값을 갖도록 다음과 같이 선정되었다.In a preferred embodiment of the present invention, when the total length of the heat generating resistor inside the heater cartridge body 10 is 320 mm, the lengths of the sections A, B, and C are respectively set to 96 mm, and the resistance wires wound in each section ( 12a, 12b, and 12c) were selected as follows to have a predetermined resistance value for each section.
위의 도표에서, 구간 A의 저항선(12a)의 직경 및 길이는 다이 중심부에서의 온도보존효과를 고려하여 다른 구간에서보다 적은 열량이 발생되도록 저항값을 작게 설정하였다(열량 H=0.24 I 12Rt의 식에 의해). 즉, 저항 R값은 단면적에 반비례하고 길이에 비례하므로 저항선(12a)의 직경을 다른구간의 저항선에서 보다 크게하고 길이를 짧게 선정하였다.In the above diagram, the diameter and length of the resistance wire 12a in the section A are set to a smaller value so that less heat is generated in consideration of the temperature preservation effect at the center of the die (heat value H = 0.24 I). By the formula of 12 Rt). That is, since the resistance R value is inversely proportional to the cross-sectional area and proportional to the length, the diameter of the resistance wire 12a is larger than that of the other sections and the length is short.
또한 구간 B의 저항선(12b)의 직경 및 길이는 구간 A에서 보다 저항값이 더 크게 되도록 선정하고, 구간 C에서 저항선(12c)은 어느구간에서 보다 큰 저항값을 나타내도록 직경 및 길이가 선정되어 가장 많은 열량이 발생되게 한다. 위와 같이 3부분으로 구획된 저항선(12a, 12b, 12c)을 갖는 발열저항체(12)에 전기를 공급하여 발열작용을 수행할 때 히터 카트리지 본체(10)의 표면온도 및 모울드 다이의 횡방향 표면온도를 측정하여 제5도(B)에서 온도분포곡선으로 나타내었다.In addition, the diameter and length of the resistance line 12b of the section B are selected so that the resistance value is larger than that of the section A. In the section C, the diameter and the length of the resistance line 12c are selected to show the larger resistance value in any section. The most calories are generated. The surface temperature of the heater cartridge body 10 and the transverse surface temperature of the mold die when heating is performed by supplying electricity to the heat generating resistor 12 having the resistance lines 12a, 12b, and 12c divided into three parts as described above. Was measured and represented by the temperature distribution curve in FIG.
그래프의 도시와 같이, 본 발명에 의한 히터 카트리지의 표면온도는 동작시 모울드 다이 주변부에 대응하는 부위에서 높게 나타나고, 이와같은 히터 카트리지가 모울드 다이으 히터카트리지 구멍에 삽입되었을때 열을 많이 빼앗기는 모울드 다이 양측 주변부에서의 낮은 표면온도를 상대적으로 보상하게 되어 모울드 다이의 표면온도가 그 중심부와 주변부에 걸쳐 온도편차가 거의 없이 일정하게 됨을 알 수 있다As shown in the graph, the surface temperature of the heater cartridge according to the present invention is high at the portion corresponding to the mold die periphery during operation, and the mold die which loses a lot of heat when such a heater cartridge is inserted into the mold cartridge heater cartridge hole. The low surface temperature at both periphery is relatively compensated, indicating that the surface temperature of the mold die is constant with little temperature deviation across its center and periphery.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각각 저항값을 달리하는 3 부분의 저항선(12a, 12b, 12c)으로 이루어진 발열저항체(12)롤 히터 카트리지에 내장시키고, 이 히터 카트리지 본체를 모울드 다이에 삽입하여 발열작용의 수행시 모울드 다이의 표면온도를 그 중심부와 주변부에서 온도편차 없이 일정하게 유지할 수 있게 됨으로써, 반도체장치의 몰딩시에 불량율을 저하시키고 품질을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, the heat generating resistor 12 made up of three parts of the resistance wires 12a, 12b, and 12c having different resistance values is embedded in a heater cartridge, and the heater cartridge body is inserted into the mold die. The surface temperature of the mold die can be kept constant at the center and the periphery of the mold die during the exothermic operation, thereby reducing the defect rate and improving the quality of the semiconductor device during molding.
Claims (3)
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