KR100210119B1 - 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법 - Google Patents

Abstract

중앙에 포트가 형성되어 있는 상부 금형과 그와 정합되는 하부 금형이 각각 상부 다이와 하부 다이에 결합되어 있고 상부 다이와 하부 다이가 각각 결합 수단에 의해 상부 베이스와 하부 베이스에 결합되어 있으며 포트에서 고정 수단에 결합된 플런저가 수직 운동하는 트랜스퍼 몰딩 장치에 있어서, 상부 금형과 하부 금형을 이격시키는 이격 단계, 플런저를 상부 금형과 하부 금형의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 하강 단계, 플런저를 고정수단에서 분리시키는 분리 단계, 플런저를 상부 금형과 하부 금형의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 플런저 하강 단계, 및 새로운 플런저를 고정 수단에 결합시키는 교체 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법을 제공함으로써, 상부 다이를 상부 베이스에서 분리시키지 않고 교체가 가능하고, 또한 플런저와 포트의 위치를 재조정해주지 않아도 되어 교체 작업이 단순해짐으로써, 교체에 소요되는 시간이 줄어들고, 작업자의 피로도도 감소되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 결합형의 플런저를 이용하여 작업함으로써 원가를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다

Description

트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법

본 발명은 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 장치의 플런저 교체 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩 패키지 조립 공정중 몰딩 공정에서 사용되는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저를 용이하게 교체할 수 있는 플런저 교체 방법에 관한 것이다.

최근의 전자 기기는 고기능화와 다기능화 및 소형화되고 있는 추세이다. 이에 따라, 반도체 소자는 고집적화, 메모리 용량의 증가, 소비 전력과 신호 처리 속도의 증가, 및 고밀도 실장화되고 있다. 특히, 반도체 소자를 이용하는 전자 기기의 소형화에 따라 실장 밀도가 향상되고 크기가 크게 감소된 박형의 반도체 칩 패키지 개발이 가속화되고 있다. 이러한 추세에 있어서, 반도체 칩의 기능을 외부환경으로부터 보호하기 위한 몰딩 공정의 중요성은 더욱 증대되고 있다. 반도체 소자의 고집적화와 메모리 용량의 증가로 입출력 단자의 수가 증가되어 리드의 구조가 복잡해지고 패키지 몸체를 얇게 형성시켜야 하기 때문에 몰딩 기술의 향상이 요구되고 있는 것이다.

몰딩 공정은 반도체 칩이 실장되어 와이어 본딩(wire bonding)이 완료된 리드 프레임을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 에폭시 성형 수지(epoxy molding compound)와 같은 수지 봉지재로 패키지 몸체를 형성시키는 공정이다. 외부 접속 단자의 역할을 하는 외부 리드가 노출되도록 하여 반도체 칩과 그에 연결된 전기적 연결부분들을 패키지 몸체를 형성하여 보호하도록 하는 것이다.

현재, 몰딩 공정은 경제성과 양산성이 뛰어나고 내흡수성이 우수한 에폭시 성형 수지를 사용하는 트랜스퍼 몰딩법이 널리 사용되고 있다. 트랜스퍼 몰딩법은 고체 상태로 되어 있는 에폭시 성형 수지를 포트 내에서 열을 가하여 일정한 점도(gel)상태를 가지게 한 후 가압 수단인 플런저에 의해 상부 금형과 하부 금형으로 이루어진 몰딩 금형 내로 주입하여 반도체 칩이 실장된 리드 프레임을 봉지하는 방법이다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 칩 패키지 몰딩 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 트랜스퍼 몰딩법을 이용하는 몰딩 장치(10)는 상부 금형(11)과 하부 금형(12)을 구비하고 있다. 상부 금형(11)의 중앙에는 가압 수단인 플런저(20)로 압력을 가할 수 있도록 포트(pot;30)가 형성되어 있다. 상부 금형(11)과 하부 금형(12)에는 서로 정합되어 반도체 칩 패키지의 형상을 갖도록 상부 캐버티(13)와 하부 캐버티(14)가 각각 형성되어 있다. 하부 금형(12)에는 일측이 포트(30)에 연결되고, 타측이 하부 캐버티(14)에 연결되는 러너(runner;16)가 형성되어 있다. 상부 금형(11)과 하부 금형(12)이 정합될 때, 상부 캐버티(13)와 하부 캐버티(14)에 의해 형성된 캐버티(15)와 러너(16)의 연결 부분에는 게이트(17)가 형성되어 있다.

트랜스퍼 몰딩 장치(10)의 동작을 살펴보기로 하자. 포트(30) 내에서 에폭시 성형 수지(40)가 고온(약 175~185℃)으로 가열되어 원통 형상의 고형(固形)에서 일정한 점도를 갖는 겔(gel) 상태로 변화되고, 플런저(20)로 압력을 가하면 에폭시 성형 수지(40)는 겔 상태를 유지하면서 반도체 칩(42)이 실장된 리드 프레임(44)이 있는 캐버티(15)로 주입된다. 캐버티(15)에 에폭시 성형 수지(40)가 완전히 들어차게 되면 에폭시 성형 수지(40)가 경화되어 패키지 몸체를 형성함으로써 내장된 반도체 칩(42)과 그와의 전기적 연결 부분을 주위 환경으로부터 보호할 수 있게 된다.

그런데, 상기한 트랜스퍼 몰딩 장치에서 플런저는 포트에서 수직운동을 반복적으로 수행하기 때문에 플런저의 외주면이 마모된다. 플런저의 마모는 몰딩 공정의 작업성을 저하시키므로 새로운 플런저로 교체하여 작업을 계속 진행하게 된다. 이때 플런저의 교체 작업은 다음과 같다.

도 2a와 도 2b는 종래 기술에 따른 플런저의 교체 방법에 의한 작업의 진행을 나타낸 상태도이다.

도 2를 참조하면, 플런저(20)의 교체를 위한 공간을 확보하기 위하여, 먼저 하부 다이(60)를 상승시켜 상부 금형(11)과 하부 금형(12)을 정합시키고, 상부 다이(50)를 고정시키는 조임쇠(72)를 풀어 분리한다. 조임쇠(72)가 분리된 상태에서 하부 다이(60)를 하강시키면 하부 금형(12)의 위에 상부 금형(11)이 놓여진 상태이기 때문에 상부 금형(11)이 결합되어 있는 상부 다이(50)도 따라서 하강하게 되어 상부 베이스(70)에서 분리된다. 하부 다이(60)가 하강하여 상부 다이(50)와 상부 베이스(70) 간에 어느 정도의 공간이 확보되면, 치공구를 사용하여 플런저(20)를 고정 수단(90)으로부터 제거하고 새로운 플런저(20)를 설치한다. 새로운 플런저(20)를 고정 수단에 결합시키고 나면 플런저(20)와 포트(30)를 재조정하면서 하부 다이(60)를 상승시킨다. 상부 다이(50)가 상부 베이스(70)와 접촉하게 되면, 조임쇠(72)를 조여 상부 다이(50)를 다시 상부 베이스(70)에 고정시킨다. 상부 다이(50)가 고정되면 새로운 플런저의 교체작업은 완료된다.

위에 설명한 바와 같이 종래의 플런저 교체 방법은 플런저의 교체를 위해서 상부 다이를 상부 베이스에서 분리시키고 포트와 플런저의 위치를 재조정해주는 복잡한 단계를 거쳐야 한다. 작업 시간과 작업자의 능률을 향상시키기 위해서는 보다 단순화된 플런저의 교체 방법이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 플런저의 교체 작업을 보다 용이하게 할 수 있어서 단순화된 교체 작업과 교체 작업 시간의 단축으로 작업자의 피로도를 감소시켜 작업 능률을 올리고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 칩 패키지 몰딩 장치를 나타낸 개략적인 단면도.

도 2a와 도 2b는 종래 기술에 따른 플런저의 교체 방법에 의한 작업의 진행을 나타낸 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 플런저 교체 방법에 따라 플런저가 교체되는 상태를 나타낸 개략 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 플랜저 교체 방법의 진행에 적합한 플런저의 일 실시예를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 플런저 교체 방법의 진행에 적합한 플런저의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 플런저 교체 방법의 진행에 적합한 플런저의 또 다른 실시예들을 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 트랜스퍼 몰딩 장치 11 : 상부 금형

12 : 하부 금형 13 : 상부 캐버티(cavity)

14 : 하부 캐버티 15 : 캐버티

16 : 러너(runner) 17 : 게이트

20,21,23,26,28 : 플런저 22 : 렌치 접촉부

24 : 중앙부 25 : 주변부

27 : 홈 29 : 돌출부

30 : 포트(pot) 40 : 에폭시 성형 수지

42 : 반도체 칩 44 : 리드 프레임

50 : 상부 다이 60 : 하부 다이

70 : 상부 베이스 80 : 하부 베이스

90 : 고정 수단 72 : 조임쇠

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법은 중앙에 포트가 형성되어 있는 상부 금형과 그와 정합되는 하부 금형이 각각 상부 다이와 하부 다이에 결합되어 있고 상부 다이와 하부 다이가 각각 결합 수단에 의해 상부 베이스와 하부 베이스에 결합되어 있으며 포트에서 고정 수단에 결합된 플런저가 수직 운동하는 트랜스퍼 몰딩 장치에 있어서, 상부 금형과 하부 금형을 이격시키는 이격 단계, 플런저를 상부 금형과 하부 금형의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 하강 단계, 플런저를 고정수단에서 분리시키는 분리 단계, 플런저를 상부 금형과 하부 금형의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 플런저 하강 단계, 및 새로운 플런저를 고정 수단에 결합시키는 교체 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 플런저 교체 방법에 따라 플런저가 교체되는 상태를 나타낸 개략 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 플랜저 교체 방법의 진행에 적합한 플랜저의 일 실시예이다.

도 3을 참조하면, 먼저 상부 금형(11)과 하부 금형(12)을 이격시키는 단계를 진행한다. 보통, 트랜스퍼 몰딩 장치(10)는 상부 금형(11)과 하부 금형(12)이 이격되어 있는 상태이므로 이격을 위한 새로운 작업이 불필요하지만, 작업이 진행되고 있는 상태라면 작업을 정지하고 상부 금형(11)과 하부 금형(12)을 이격시킨다. 하부 금형(12)을 하강시키면 상부 금형(11)과 이격거리를 갖게 된다. 이때, 이격 거리는 플런저(21)를 하강시켰을 때 하부 금형(12)에 닿지 않도록 하여 상부 금형(11)과 하부 금형(12)의 사이에 플런저(21)가 위치될 수 있는 거리인 것이 이후에 진행되는 단계의 작업을 위한 공간 확보를 위해 바람직하다. 하부 금형(12)의 상하 수직 운동은 이미 알려진 기술이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

그 다음에, 플런저(21)를 상부 금형(11)과 하부 금형(12)의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 단계를 진행한다. 플런저(21)는 원통형으로 자체에 치공구를 사용하여 고정 수단(90)에 설치와 제거에 용이하도록 각진 부분이나 홈을 가지고 있다. 여기서는 도 4에 나타난 것과 같이 렌치를 사용할 수 있도록 각진 렌치 접촉부(22)가 형성되어 있는 것을 예로 하여 설명하였다. 플런저(21)를 하강시켜 렌치 접촉부(22)가 상부 금형(11)과 하부 금형(12)의 이격으로 형성된 공간에 노출되는데, 하부 금형(12)에 닿지 않도록 고정 수단(90)을 최대한 하강시키는 것이 작업하기에 편리하다. 충분한 공간이 확보되어 있는 상태라면 고정 수단(90)의 길이나 유동 거리를 종래보다 길게 하면 작업이 더욱 용이해진다.

플런저(21)를 하강시키고 나면, 플런저(21)를 고정 수단(90)에서 분리시키는 단계를 진행한다. 플런저(21)가 상부 금형(11)과 하부 금형(12)의 사이에 위치하고 렌치 접촉부(22)가 노출되어 있도록 상부 금형(11)과 하부 금형(12)이 어느 정도의 이격 거리를 갖고 있기 때문에 렌치를 사용하여 고정 수단(90)으로부터 분리하는 것이 가능하다.

사용되던 플런저(21)를 고정 수단(90)에서 분리시키고 나면, 새로운 플런저(21)를 고정 수단(90)에 결합시키는 단계를 진행한다. 마찬가지로 렌치를 사용하여 렌치 접촉부(22)를 조여 고정 수단(90)에 결합시킨다. 이때 플런저(21)의 교체는 고정 수단(90)이 포트(30) 내에 위치한 상태에서 진행이 되기 때문에 포트(30)와 플런저(21)의 위치를 재조정하는 작업은 필요없게 된다. 이렇게 새로운 플런저(21)의 결합이 완료되면 몰딩 공정을 계속 진행할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 플런저 교체 방법의 진행에 적합한 플런저의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 5를 참조하면, 플런저(23)를 두 개의 부분으로, 즉 중심부(24)와 주변부(25)로 이루어지는 결합형으로 제작하여 결합과 제거가 가능하도록 하였다. 보통 마모를 일으키는 부분이 외주면이기 때문에 주변부(25)만 교체하여 주면 원가 절감의 효과를 얻을 수 있고, 또 중앙부(24)가 포트(30)와 이미 위치 조정이 되어 있는 상태이므로 플런저(23)의 교체 작업은 위치 재조정이 더욱 용이해진다.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 플런저 교체 방법의 진행에 적합한 플런저의 또 다른 실시예들을 나타낸 단면도이다.

상기 본 발명에 따른 플런저 교체 방법의 진행에 적합한 플런저의 일 실시예로 각진 형태의 렌치 접촉부를 갖는 것을 소개하였으나, 도 6에서와 같이 플런저(26)의 바닥면에 일정한 형태의 홈(27)이 형성되어 있는 것, 도 7에서와 같이 플런저(28)의 바닥면에 돌출부(29)가 형성되어 있는 것 등 본 발명의 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시가 가능하다.

이상과 같은 본 발명에 의한 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법에 따르면,

상부 다이를 상부 베이스에서 분리시키지 않고 교체가 가능하고, 또한 플런저와 포트의 위치를 재조정해주지 않아도 되어 교체 작업이 단순해진다. 따라서, 교체에 소요되는 시간이 줄어들고, 작업자의 피로도도 감소되어 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 결합형의 플런저를 이용하여 작업함으로써 원가를 절감할 수 있는 이점(利點)도 있다.

Claims (11)

1. 중앙에 포트가 형성되어 있는 상부 금형과 그와 정합되는 하부 금형이 각각 상부 다이와 하부 다이에 결합되어 있고 상기 상부 다이와 상기 하부 다이가 각각 결합 수단에 의해 상부 베이스와 하부 베이스에 결합되어 있으며 상기 포트에서 고정 수단에 결합된 플런저가 수직운동하는 트랜스퍼 몰딩 장치에 있어서,

   상기 상부 금형과 상기 하부 금형을 이격시키는 이격 단계, 상기 플런저를 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 하강 단계, 상기 플런저를 상기 고정수단에서 분리시키는 분리 단계, 상기 플런저를 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 사이의 공간에 위치하도록 하강시키는 플런저 하강 단계, 및 새로운 플런저를 상기 고정 수단에 결합시키는 교체 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 플런저 하강 단계는 상부 금형에 닿지 않는 범위 내에서 최대한 하강 시키는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 플런저는 중심부와 주변부로 분리가 가능한 결합형인 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 플런저는 상기 중심부의 바닥면에 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 돌출부는 각형인 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 플런저는 상기 중심부의 바닥면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 플런저는 바닥면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 플런저는 바닥면에 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 이격 단계는 상기 플런저가 상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 이루는 공간에 전체가 노출되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
10. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 교체 단계는 상기 플런저의 주변부를 교체하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.
11. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 교체 단계는 상기 플런저의 중심부가 고정되어 있는 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 몰딩 장치의 플런저 교체 방법.

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