KR100201485B1 - 몰딩 장치의 클린 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정중의 하나인 몰딩 공정에 사용되는 몰딩장치의 클린헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정중 몰딩 공정에서 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체를 성형한 후 그 성형 금형의 상부에 남아있는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound;이하,EMC라 한다)의 찌꺼기를 제거하기 위한 몰딩 장치의 클린 헤드에 관한것이다.

본 발명은, 성형 공정시 반도체 칩 패키지를 성형한 후 성형 금형에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 청소하기 위한 클린헤드에 있어서, 상기 클린 헤드의 몸체에 고정되어 있고, 상기 성형 금형의 상부에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 벗겨내기 위한 고정 브러시와; 상기 고정 브러시의 후부에 고정되어 있고, 상기 고정브러시에 의해 벗겨진 EMC의 찌꺼기를 공기로 불어올리기 위한 에어 블로우와 상기 에어 블로우에 의해 성형 금형에서 이탈되는 EMC의 찌꺼기를 흡입하기 위한 버큠에어리어와; 상기 버큠 에어리어가 상기 EMC의 찌꺼기를 흡착함과 동시에 회전하면서 클리닝하기 위해 회전축을 구비하는 것을 특징으로 하는 몰딩 장치의 클린 헤드를 제공한다.

본 발명에 의하면, 종래의 구동 유닛이 없어지므로 장비의 소형화,경량화가 이루어지고 취급이 용이해 지는 이점이 있으며, 작업 지역의 사각지대가 최소화되고, 클리닝 시간이 단축됨과 동시에 제품의 정밀도가 높아지는 효과가 있는 것이다.

Description

몰딩 장치의 클린 헤드

본 발명은 반도체 제조 공정중의 하나인 몰딩 공정에 사용되는 몰딩장치의 클린헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정중 몰딩 공정에서 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체를 성형한 후 그 성형 금형의 상부에 남아있는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound;이하,EMC라 한다)의 찌꺼기를 제거하기 위한 몰딩 장치의 클린 헤드에 관한것이다.

일반적으로 조립 공정 중의 하나인 몰딩 공정은 리드와 리드 프레임을 구비하고 있는 리드 프레임에 반도체 칩을 접착시키고 그 반도체 칩과 리드 프레임의 리드를 와이어로 본딩한 후 상기 와이어를 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 반도체 칩 패키지의 몸체를 성형하는 공정이다.

상기 반도체 칩 패키지의 몸체를 성형하기 위해서는 열경화성 수지를 이용하여 상기 반도체 칩과 리드를 전기적으로 연결하는 와이어를 보호하게 되는데 그 열경화성 수지는 EMC(Epoxy Molding Compound)등과 같은 절연성 수지로 이루어진다.

상기와 같이 EMC를 이용한 성형작업에서는 먼저, 성형 금형내에 형성되어 있는 체이스에 반도체 칩이 부착되어 있는 리드 프레임을 안착시킨 후 상기 체이스에 EMC를 투입하고 약 175℃정도의 열과 함께 압력을 가하여 EMC를 용융가압시킴으로써 몰딩수지가 형성된다.

이때, 투입된 EMC가 성형 금형에서 직접적으로 접촉되는 부위는 램과 포트로서, 상기 포트에 EMC를 투입하고 램으로 가압하게 되는데 상기 램과 포트는 초경으로 제작되어 강도가 강하고, 가격이 비싼 금속을 사용하고 있다.

그런데, EMC의 성분은 70%이상이 돌가루의 일종인 실리카로 이루어져 있고, 그 EMC는 매 성형시마다 램과 포트에의해 높은 압력이 가해지게 되므로 상기 EMC와 접촉되는 램과 포트가 빠른 속도로 마모가 이루어진다.

상기 성형 공정에서 사용되는 몰딩 장치의 램은 -5/1000의 공차를 갖고, 포트는 +5/1000의 공차를 갖고 있고, 이때 상기 램과 포트의 접촉부위의 공차는 1/100의 공차를 갖게된다.

그러나, 성형공정시 EMC와의 마찰로 인하여 상기 램과 포트의 접촉부위가 2/100 - 3/100의 공차를 가지면서 상기 램의 외주면과 포트의 내주면에 틈새가 발생하고, 그 틈새로 상기 용융된 EMC가 새어 나간다.

상기와 같이 램과 포트의 틈새로 EMC가 새어 나간 상태에서 몰딩수지가 경화되고 패키지 몸체가 성형되면 그 패키지 몸체가 성형된 반도체 칩 패키지를 언로딩하기 위하여 성형금형이 상하로 분리된다.

이때, 상기 하부 성형 금형의 상부면에는 램과 포트의 틈사이로 새어 나왔던 EMC의 찌꺼기가 잔존해 있게 된다.

상기 EMC의 찌꺼기는 다음 몰딩작업시 제품에 치명적인 불량을 유발하게 되므로 다음 작업을 위해서는 이러한 찌꺼기들을 반드시 제거해 주어야만 한다.

이때, 상기와 같은 작업을 체이스 클리닝이라 한다.

종래 수동 몰딩 장치의 몰딩 작업시 상기와 같은 체이스 클리닝 작업을 살펴보면, 먼저 작업자가 브러시를 이용하여 성형 금형위에 잔류해 있는 EMC의 찌꺼기를 긁어내고 에어를 공급함으로서 EMC의 찌꺼기를 제거한다.

그리고, 자동 몰딩 장치의 경우에는 클린 헤드라는 별도의 유닛을 이용하여 성형 금형 표면을 클리닝하게 되고, 그 작동은 유압이나 공압을 이용하여 성형 금형의 뒤쪽에서 앞쪽으로 전진하면서 에어와 버큠을 이용하여 성형금형을 클리닝시킴으로서 EMC의 찌꺼기를 제거하였다.

도 1은 종래의 몰딩 장치에 설치되어 있는 클린 헤드의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래의 몰딩 장치의 클린 헤드의 구조를 보여주는 저면 사시도이다.

먼저, 성형금형(100)의 좌측부에 반도체 칩이 부착되어 있는 리드 프레임이 투입되는 로딩부(10)가 설치되어 있고, 그 성형 금형(100)의 우측부에는 성형된 반도체 칩 패키지가 배출되는 언로딩부(12)가 설치되어 있다.

이때, 상기 성형금형(100)의 상부면에는 체이스(14)가 형성되어 있고, 그 체이스(14)에 반도체 칩 패키지가 접착되어 있는 리드 프레임이 삽입된다.

또한, 상기 성형 금형(100)의 후부에는 클린 헤드(22)가 설치되어 있고, 그 클린 헤드(22)의 후부에는 에어라인(18)과 버큠라인(20)이 연결 설치되어 있으며, 유압라인(24)이 상기 성형 금형(100)의 후부 우측에 연결 설치되어 있다.

도 2는 종래의 클린 헤드의 구조를 보여주는 저면도로서, 상기 성형 금형(100)의 후부에 있는 유압라인(24)에 의해 유압이 공급되므로써 작동되는 구동 유닛(16)이 설치되어 있고, 그 구동 유닛(16)의 전부에 회전브러시(26)가 설치되어 있으며, 그 회전 브러시(26)전부에 에어 블로우(30)가 설치되어 있다.

이때, 상기 회전 브러시(26)는 클린 헤드(22)의 몸체에 끼움 결합되어 있고, 상기 에어 블로우(30)에는 상기 에러 라인(18)으로 공급되는 노즐공이 형성되어 있다.

또한, 상기 회전 브러시(26)의 좌우측부에는 상기 성형 금형(100)의 가이드 홈(32)을 따라서 이동할 수 있도록 회전휠(36)이 구동 유닛(16)과 연결 설치되어 있다.

종래의 클린 헤드의 작동을 살펴보면, 먼저, 유압원(미도시됨)으로 부터 유압이 공급되면 상기 유압라인(24)을 따라 공급된 유압이 구동 유닛(22)을 동작시키고 상기 구동 유닛(22)과 연결 설치된 회전휠(36)이 상기 가이드 홈(32)을 따라 전진하게 된다.

이때, 상기 회전 브러시(26)가 회전하면서 상기 성형 금형(100)의 상부에 잔류해 있는 EMC의 찌꺼기를 털어내고 이러한 EMC의 찌꺼기가 상기 에어 블로우(30)로부터 토출된 공기에 의해 이탈되어 지면 상기 버큠 라인(20)에 연결 형성되어 있는 버큠 에어리어(28)로 상기 EMC의 찌꺼기가 빨려 들어가게 된다.

그러나, 상기와 같은 구조의 클린 헤드를 이용하여 EMC의 찌꺼기를 청소할 경우 클린 헤드의 전후 진행에 따른 스트로크가 길어지는 단점이 있고, 그 클린 헤드에 설치되어 있는 구동 유닛으로 인해서 성형 금형의 후부공간은 완전히 청소할 수 없는 사각지역이 되었다.

또한, 긴 스트로크로 인한 클린 헤드의 청소시간이 길어지므로 정비사들의 작업 손실이 뒤따랐고, 생산능률이 저하되는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 성형금형에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 청소시 구동 유닛으로 인한 사각지역을 없애고, 클린헤드의 스크로크 거리를 줄이므로서 청소시간을 단축하여 정비사들의 작업손실을 방지함과 동시에 생산성을 향상시키기위한 몰딩 장치의 클린 헤드를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 몰딩 장치에 설치되어 있는 클린 헤드의 구조를 나타내는 사시도

도 2는 종래의 몰딩 장치의 클린 헤드의 구조를 보여주는 저면 사시도

도 3은 본 발명의 몰딩 장치에 설치되어 있는 클린 헤드의 작동을 나타내는 사시도

도 4는 본 발명의 몰딩 장치에 설치되어 있는 클린 헤드의 작동을 나타내는 사시도

도 5는 본 발명의 몰딩 장치의 클린 헤드의 구조를 보여주는 저면 사시도

도 6은 본 발명의 클린 헤드의 구동 구조를 보여주는 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 로딩부 12 : 언로딩부

14 : 체이스 16 : 구동유닛

18 : 에어라인 20 : 버큠라인

22,23 : 클린 헤드 24 : 유압라인

26 : 회전 브러쉬 28 : 버큠 에어리어

30 : 에어 블로우 32 : 가이드 홈

34 : 고정 브러쉬 36 : 회전 휠

38 : 회전축 40 : 회전축 삽입공

42 : 모터 43 : 타이밍 벨트

44 : 모터축 46,47 : 풀리

48 : 리드 스크류 50 : 이송몸체

52 : 축고정부 54 : 실린더

56 : 라인 58 : 베어링부

60 : 레일

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 성형 공정시 반도체 칩 패키지를 성형한 후 성형 금형에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 청소하기 위한 클린헤드에 있어서, 상기 클린 헤드의 몸체에 고정되어 있고, 상기 성형 금형의 상부에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 벗겨내기 위한 고정 브러시와; 상기 고정 브러시의 후부에 고정되어 있고, 상기 고정브러시에 의해 벗겨진 EMC의 찌꺼기를 공기로 불어올리기 위한 에어 블로우와 상기 에어 블로우에 의해 성형 금형에서 이탈되는 EMC의 찌꺼기를 흡입하기 위한 버큠에어리어와; 상기 버큠에어리어를 구비한 클린헤드를 회전시키기 위한 회전축으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 몰딩 장치의 클린 헤드를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 몰딩 장치의 클린 헤드의 구조를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 몰딩 장치에 설치되어 있는 클린 헤드의 작동을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 몰딩 장치에 설치되어 있는 클린 헤드의 작동을 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 몰딩 장치의 클린 헤드의 구조를 보여주는 저면 사시도이며, 도 6은 본 발명의 클린 헤드의 구동 구조를 보여주는 단면도이다.

본 발명의 구조는 상기 클린 헤드(23)의 몸체에 고정되어 있고, 상기 성형 금형(100)의 상부에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 벗겨내기 위한 고정 브러시(34)와; 상기 고정 브러시(34)의 후부에 고정되어 있고, 상기 고정 브러시(34)에 의해 벗겨진 EMC의 찌꺼기를 공기로 불어올리기 위한 에어 블로우(30)와; 상기 에어 블로우(30)에 의해 성형 금형(100)에서 이탈되는 EMC의 찌꺼기를 흡입하기 위한 버큠 에어리어(28)와 ; 상기 버큠 에어리어(28)를 구비한 클린헤드(23)를 회전시키기 위한 회전축(38)을 구비하고 있다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 보면, 성형 금형(100)이 설치되어 있고, 그 성형 금형(100)의 좌측부에 반도체 칩이 접착되어 있는 리드 프레임이 공급되는 로딩부(10)가 설치되어 있으며, 상기 성형 금형(100)의 우측부에 반도체 칩 패키지가 성형된 후 배출되는 언로딩부(12)가 설치되어 있다,

이때, 상기 성형 금형(100)의 상부면에는 체이스(14)가 형성되어 있고, 그 체이스(14)의 후부에는 클린 헤드(23)가 설치되어 있다.

상기 클린 헤드(23)의 우측부에는 회전축(38)이 삽입 설치되어 있고, 상기 클린 헤드(23)는 상기 회전축(38)을 중심으로 원호운동을 하게 되며, 상기 클린 헤드(23)가 상기 체이스(14)의 우측끝단에 위치하게 된다.

그리고, 상기 클린 헤드(23)의 후부에는 공기가 공급되는 에어라인(18)과 진공흡착할 수 있도록 버큠 라인(20)이 연결 설치되어 있다.

도 5는 본 발명의 클린 헤드의 구조를 보여주는 저면도 사시도로서, 클린 헤드(23)의 몸체에 고정 브러시(34)가 설치되어 있고, 그 고정 브러시(34)의 전부에 에어 블로우(30)가 설치되어 있으며, 그 에어 블로우(30)에는 공기를 분사하기 위한 에어 노즐공이 형성되어 있다.

이때, 상기 클린 헤드(23)의 후부에는 공기를 공급하기 위한 에어라인(18)이 연결 설치되어 있고, 그 우측에는 진공흡착하기 위한 버큠라인(20)이 설치되어 있다.

상기의 성형 금형(100)의 클린 헤드(23)의 작동을 살펴보면, 먼저, 동력원(미도시됨)으로부터 공급되는 동력을 이용하여 회전축(38)이 회전하고, 상기 클린 헤드(23)가 그 우측에 설치되어 있는 회전축(38)을 중심으로 90도 회전하며, 상기 클린 헤드(23)가 회전함과 동시에 클린 헤드(23)에 고정되어 있는 고정 브러시(34)가 상기 성형 금형의 상부면에 남아있는 EMC의 찌꺼기를 털어내고, 이러한 EMC의 찌꺼기가 상기 에어 블로우(30)에 의해 이탈되어짐과 동시에 버큠 에어리어(20)에 빨려 들어가게 된다.

상기와 같은 작동이 계속적으로 이루어지면서 상기 클린 헤드(23)가 레일(60)을 따라 상기 성형 금형(100)의 좌측부에 설치되어 있는 로딩부(10)까지 진행되어 진다.

상기와 같이 로딩부(10)까지 진행된 후에는 상기 클린헤드(23)가 레일(60)을 따라 우측으로 진행하면서 언로딩부(12)로 복귀하게 되고, 상기 회전축(38)에 의해 위위치로 복귀한다.

상기 클린 헤드(23)는 상기 체이스(14)를 클리닝하기 위해 상기와 같은 전진 및 후진작동을 반복적으로 행하게 된다.

계속해서, 도 6을 참조하여 본 발명의 클린 헤드의 구동 구조를 설명하여 보면, 먼저 상기 성형 금형(100)의 내부에 모터(42)가 고설되어 있고, 그 모터(42)에 모터축(44)이 연결되어 있으며, 풀리(46)가 그 모터축(44)에 끼움 결합되어 있다.

이때, 상기 풀리(46)에는 타이밍 벨트(43)의 일단이 걸려있고, 그 타이밍 벨트(43)의 타단은 풀리(47)에 걸려있다.

그리고, 상기 풀리(47)는 리드 스크류(48)의 일단에 고정되어 있고, 베어링부(58)가 상기 리드 스크류(48)의 타단에 끼움 결합되어 있으며, 상기 리드 스크류(48)에는 이송몸체(50)가 끼움 결합되어 있다.

상기 이송몸체(50)의 상부에는 축고정부(52)가 고정되어 있고, 실린더(54)가 그 축고정부(52)의 우측부에 고정되어 있다.

이때, 상기 축고정부(52)에는 회전축(38)이 삽설되어 있고, 상기 회전축(38)의 상부 끝단은 상기 클린 헤드(23)에 연설되어 있다.

상기 베어링부(58)는 고정수단(미도시됨)에 의해 성형 금형(100)의 내부에 고정되어 있고, 상기 베어링부(58)에 결합되어 있는 리드 스크류(48)가 회전할 수 있도록 끼움 설치되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 종래의 구동 유닛이 없어지므로 장비의 소형화,경량화가 이루어지고 취급이 용이해 지는 이점이 있으며, 작업 지역의 사각지대가 최소화되고, 클리닝 시간이 단축됨과 동시에 제품의 정밀도가 높아지는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 성형 공정시 반도체 칩 패키지를 성형한 후 성형 금형에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 청소하기 위한 클린헤드에 있어서,

   상기 클린 헤드의 몸체에 고정되어 있고, 상기 성형 금형의 상부에 잔류하는 EMC의 찌꺼기를 벗겨내기 위한 고정 브러시와;

   상기 고정 브러시의 후부에 고정되어 있고, 상기 고정 브러시에 의해 벗겨진 EMC의 찌꺼기를 공기로 불어올리기 위한 에어 블로우와:

   상기 에어 블로우에 의해 성형금형에서 이탈되는 EMC의 찌꺼기를 흡입하기 위한 버큠 에어리어; 및

   상기 버큠 에어리어를 구비한 클린헤드를 회전시키기 위한 회전축을 구비하는 것을 특징으로 하는 몰딩 장치의 클린 헤드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 클린 헤드는 상기 회전축이 삽입되는 회전축 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 몰딩 장치의 클린 헤드.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 클린 헤드는 상기 회전축 삽입공에 삽입된 회전축이 상기 성형 금형과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 몰딩 장치의 클린 헤드.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 클린 헤드는 상기 회전축에 의해 90도의 각도로 회전가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 몰딩 장치의 클린 헤드.