KR100212395B1 - 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조 - Google Patents

볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조에 관한 것으로, 상기 다이셋의 네변에 연속적인 컷팅부를 형성함으로서 인쇄회로기판 자재에서 낱개의 볼 그리드 어레이 반도체 패키지로 싱귤레이션시 인쇄회로기판 자재를 상기 네변에 지지시켜 볼 그리드 어레이 반도체 패키지의 크랙을 방지할 수 있고, 그 평평도를 유지시킬 수 있는 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조.

Description

볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조
본 발명은 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 다이셋 구조를 개선하여 볼 그리드 어레이 반도체 패키지의 크랙 현상을 방지하고 평평도를 유지하면서 양호한 볼 그리드 어레이 반도체 패키지로 싱귤레이션 시킬 수 있는 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이 구조에 관한 것이다.
볼 그리드 어레이 반도체 패키지(Ball Grid Array Semi-conductor Package : 이하 BGA 패키지라 칭함)란 그 입, 출력 수단이 자재의 저면에 구비된 다수의 솔더 볼(Solder Ball)로 이루어진 것을 말한다. 이러한 BGA 패키지의 일반적인 제조 공정은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 이하 PCB 자재라 칭함)에 반도체 칩을 접착하고 상기 반도체 칩과 PCB 자재에 형성된 배선을 전도성 와이어(Wire)로 연결한 후, 상기 반도체 칩과 와이어 등을 봉지제로 몰딩(Molding)한 후 상기 PCB자재에서 각각의 BGA패키지로 절단 분리하여 싱귤레이션(Singulation) 시킨 후 상기 BGA패키지 저면에 솔더 볼(Solder Ball)를 융착시킴으로서 이루어진다. 여기서 제1도는 싱귤레이션 되기 전의 다수의 BGA 패키지로 구성된 PCB 자재(10')의 평면도로서 PCB자재의 중앙부에 일렬로 반도체 칩과 와이어 등을 봉지제로 몰딩한 다수의 몰딩 영역(11')이 형성되어 있으며, 상기 몰딩 영역(11')의 외측으로는 싱귤레이션 될 영역(12')이 표시되어 있다. 또한 상기 PCB자재(10')의 양측단에는 상기 자재를 용이하게 장비에 로딩 또는 언로딩 하기 위한 다수의 로딩홀(130' : Loading Hole)이 형성되어 있음을 볼 수 있다.
상기한 PCB 자재를 싱귤레이션 시키는 종래의 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 구조는 제2도에 도시된 부분 절단 정면도에서와 같이 바텀다이부(100' : Bottom Die)와 탑다이부(200' : Top Die)로 크게 나누어져 구성되어 있으며, 먼저 바텀다이부(100')는 PCB 자재가 로딩되는 다이셋(110' : Die Set)과, 상기 다이셋(110')이 어느 정도 상, 하 운동을 할 수 있도록 다이셋(110')의 저면에 설치된 스프링(120')과, 상기 다이셋(110')의 외측에 결합되어 탑다이부(200')의 폼스트리퍼(210' : Form Stripper)의 하강운동을 저지시켜주는 스토퍼(130' : Stopper)와 상기 다이셋(110')에 로딩된 PCB 자재를 일정 시간동안 고정시키도록 스토퍼(130')의 외측에 설치된 로딩핀(140' : Loading Pin)과, 탑다이부(200')의 가이드 포스트(220' : Guide Post)를 안내해주는 부싱(150' : Bushing)등을 포함하여 이루어져 있으며, 탑다이부(200')는 상기 다이셋(110')에 로딩된 PCB 자재에서 각각의 BGA 패키지로 싱귤레이션 시키는 펀치(230' : Punch)와, 상기 PCB 자재에서 BGA 패키지가 싱귤레이션 되는 동안 그 PCB자재와 스토퍼(130') 사이의 틈 발생을 억제하는 폼스트리퍼(210')와 탑다이부(200')와 바텀다이부(100')의 연결 부위로서 탑다이부(200')의 상, 하 운동시 그 수평 상태를 유지시켜주는 가이드 포스트(220')를 포함하여 이루어져 있다. 여기서 상기 펀치(230')의 끝단에는 돌출턱(240')이 네변에 형성되어 있다. 한편 제3도는 상기 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 바텀다이부(100')중에서도 다이셋(110')과 그 주변의 구조를 나타내는 평면도로서 중앙에 BGA 패키지가 로딩되는 다이셋(110')이 설치되어 있으며, 상기 다이셋(110') 주변에 설치된 스토퍼(130') 및 로딩핀(140')을 볼 수 있다. 특히 상기 다이셋(110')의 외곽부에 수평하게 두부분의 커팅부(160' : Cutting)가 형성되어 있음을 볼 수 있으며, 또한 상기 다이셋(110')상에서 싱귤레이션된 낱개의 BGA 패키지를 일측으로 밀어 다음 공정으로 보내는 푸셔(170' : Pusher)가 설치되고, 상기 푸셔(170')의 반대되는 방향에 밀려진 BGA 패키지를 송출하는 송출부(180')가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 종래 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 작동 과정은 먼저 다이셋(110')에 PCB 자재가 로딩되어 로딩핀(140')과 PCB자재의 로딩홀이 고정된 후 탑다이부(200')의 펀치(230') 및 폼스트리퍼(210')가 하강을 하게 된다. 이때 탑다이부(200')의 가이드 포스트(220')가 바텀다이부(100')의 부싱(150')을 따라서 하강함으로 상기 펀치(230') 및 폼스트리퍼(210')는 수평을 유지하면서 하강을 하게 된다. 다음 상기 탑다이부(200')의 폼스트리퍼(210')는 PCB 자재의 싱귤레이션 될 영역의 외부를 스토퍼(130')와 함께 고정시켜 주고 상기 펀치(230') 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 시키게 된다. 이때 다이셋(110')은 스프링(120')의 작용에 의해 약간 후퇴한 후 상기 펀치(230')가 완전히 상승하게 되면 다시 상기 다이셋(110')이 싱귤레이션 된 BGA 패키지를 약간 위로 밀어 올려주게 된다. 이어서 푸셔(170')가 상기 싱귤레이션 된 BGA 패키지를 송출부(180')로 밀어주고 다음 싱귤레이션 될 PCB 자재가 다이셋(110')에 로딩되어 연속적인 싱귤레이션 작업이 계속되는 것이다.
그러나, 이와 같은 종래의 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조는 상기 바텀다이부의 다이셋 외곽부에 컷팅부가 수평으로 두곳에 설치되고, 펀치에는 네변에 돌출부가 형성됨으로서 싱귤레이션 과정시 상기 컷팅부가 BGA 패키지의 두곳 만을 지지하게 된다. 따라서 펀치의 네변에 형성된 돌출턱과 두변에 형성된 컷팅부 사이의 힘의 불균형으로 인해 상기 싱귤레이션 되는 BGA 패키지에 크랙이 다수 발생하게 되고 또한 평평도도 저하됨으로서 제품의 상품성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 다이셋의 구조를 개선하여 BGA 패키지의 크랙 현상을 방지하고 평평도를 유지하면서 양호한 BGA 패키지로 싱귤레이션 시킬 수 있는 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조를 제공하는데 있다.
제1도는 다수의 볼 그리드 어레이 반도체 패키지로 이루어진 싱귤레이션 되기 전의 인쇄회로기판을 나타내는 평면도.
제2도는 종래의 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비를 도시한 부분 절단 정면도.
제3도는 종래의 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조를 나타내는 평면도.
제4도는 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비를 나타낸 부분 절단 정면도.
제5도는 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조를 나타낸 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 바텀다이부 110 : 다이셋
120 : 스프링 130 : 스토퍼
140 : 로딩핀 150 : 부싱
160 : 커팅부 200 : 탑다이부
210 : 폼스트리퍼 220 : 가이드 포스트
230 : 펀치 240 : 돌출턱
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구성은 PCB 자재가 로딩되어 위치되는 다이셋(110)과, 상기 다이셋(110)이 상, 하 운동을 할 수 있도록 그 저면에 설치된 스프링(120)과, 상기 다이셋(110)의 외주변에 설치된 스토퍼(130)와, 상기 스토퍼(130)의 외곽에 설치되어 상기 PCB 자재를 고정시키는 로딩핀(140)을 포함하는 바텀다이부(100)와, 상기 다이셋(110) 방향으로 하강하여 PCB 자재에서 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 시키는 펀치(230)와, 상기 펀치(230)의 외곽 주변부에 PCB 자재가 싱귤레이션 되는 동안 PCB 자재의 외곽 부분을 바텀다이부(100)의 스토퍼(130)에 맞물려 고정시키는 폼스트리퍼(210)와, 상기 펀치(230), 폼스트리퍼(210)가 수평하게 하강할 수 있도록 폼스트리퍼(210) 외곽에 설치된 가이드 포스트(220)를 포함하는 탑다이부(200)로 이루어진 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비에 있어서, 상기 다이셋(110)의 외곽부에는 탑다이부(200)의 펀치(230)가 하강하여 PCB 자재에서 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 될 수 있도록 다이셋(110)의 외곽 네변에 돌출된 컷팅부(160)가 연속적으로 형성된 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도는 본 발명에 의한 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 구조를 나타내는 부분 절단 정면도로서 크게 탑다이부(200)와 바텀다이부(100)로 나누어 볼 수 있다. 먼저 바텀다이부(100)는 중앙부에 BGA 패키지가 로딩되어 싱귤레이션 되는 다이셋(100)이 설치되어 있으며, 상기 다이셋(110)에는 네변에 연속적으로 컷팅부(160)가 형성되어 있다. 상기 컷팅부의 외측으로는 스토퍼(130)가 형성되어 있으며, 상기 스토퍼(130)의 외곽으로는 로딩된 BGA 패키지를 일정시간동안 고정시키는 로딩핀(140)이 설치되어 있고, 또한 상기 다이셋(110)의 저면에는 상기 다이셋(110)이 일정간격으로 상, 하 운동을 할 수 있도록 스프링(120)이 설치되어 있다.
한편 탑다이부(200)에는 바텀다이부(100)의 다이셋(110)에 대응되는 위치의 네변에 돌출턱(240)을 갖는 펀치(230)가 설치되어 있고, 상기 펀치(230)의 외곽으로는 폼스트리퍼(210)가 설치되어 BGA 패키지를 싱귤레이션 시키는 동안 상기 스토퍼(130)와 함께 네변에서 지지 및 고정시키는 역할을 한다. 또한 상기 펀치(230)의 외곽으로는 그 펀치(230) 및 폼스트리퍼(210)가 수평으로 하강 및 상승 운동할 수 있도록 가이드 포스트(220)가 형성되어 있으며, 이에 대응되는 바텀다이부(100)에는 부싱(150)이 설치되어 있는 구조를 한다.
제5도는 본 발명에 의한 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋(110) 구조를 나타낸 평면도로서 PCB 자재가 로딩되는 다이셋(110)의 네변에 연속적으로 컷팅부(160)가 형성되어 있으며, 상기 컷팅부(160)의 외곽으로는 탑다이부(200)의 폼스트리퍼(210)와 함께 싱귤레이션 공정동안 PCB 자재를 고정시키는 스토퍼(130)가 설치되어 있다. 한편 상기 스토퍼(130)의 외곽으로 로딩핀(140)이 설치되어 PCB에 형성된 로딩홀에 삽입됨으로서 일정시간동안 PCB 자재를 고정시키는 역할을 한다.
이와 같은 구조의 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 작동은, 먼저 바텀다이부(100)의 다이셋(110) 상에 PCB 자재가 로딩되어 로딩핀(140)에 고정되면 탑다이부(200)의 펀치(230)가 하강하여 상기 PCB 자재에서 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 시키게 된다. 이때 상기 다이셋(110)은 약간 하강하였다가 다시 상승하여 상기 PCB 자재에 싱귤레이션 된 BGA 패키지를 다시 약하게 삽입하여 놓고 다음단의 PCB 자재에서 다시 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 작업을 하게 되는 것이다. 여기서 상기 PCB 자재에 약하게 삽입된 BGA 패키지는 다음 공정에서 이탈되는 작업이 수행되어 BGA 패키지의 싱귤레이션 작업이 완료된다.
따라서, 본 발명은 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조에 있어서, 상기 다이셋의 네변에 연속적인 컷팅부를 형성함으로서 싱귤레이션시 PCB 자재를 상기 네변에서 지지하여 펀치에 형성된 돌출턱과 상기 다이셋의 컷팅부 사이에 힘의 균형이 이루어져 BGA 패키지의 크랙을 방지할 수 있고, 그 평평도를 유지시킬 수 있는 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조를 제공하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. PCB 자재가 로딩되어 위치되는 다이셋과, 상기 다이셋이 상, 하 운동을 할 수 있도록 그 저면에 설치된 스프링과, 상기 다이셋의 외주변에 설치된 스토퍼와, 상기 스토퍼의 외곽에 설치되어 상기 PCB 자재를 고정시키는 로딩핀을 포함하는 바텀다이부와, 상기 다이셋 방향으로 하강하여 PCB 자재에서 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 시키는 펀치와, 상기 펀치의 외곽 주변부에 PCB 자재가 싱귤레이션 되는 동안 PCB 자재의 외곽 부분을 바텀다이부의 스토퍼에 맞물려 고정시키는 폼스트리퍼와, 상기 펀치, 폼스트리퍼가 수평하게 하강할 수 있도록 폼스트리퍼 외곽에 설치된 가이드 포스트를 포함하는 탑다이부로 이루어진 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비에 있어서, 상기 다이셋의 외곽부에는 탑다이부의 펀치가 하강하여 PCB 자재에서 낱개의 BGA 패키지로 싱귤레이션 될 수 있도록 다이셋의 외곽 네변에 돌출된 컷팅부가 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 BGA 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조.
KR1019960044782A 1996-10-09 1996-10-09 볼 그리드 어레이 반도체 패키지용 싱귤레이션 장비의 다이셋 구조 KR100212395B1 (ko)

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KR100433015B1 (ko) * 2002-09-02 2004-05-24 한미반도체 주식회사 반도체 패키지 절단장치의 패키지 커버 조립체

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