KR100251861B1 - 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임에 관한 것으로, 금형의 한 구성요소인 탑다이의 탑캐비티 및 바텀다이의 바텀캐비티 등을 모두 클리닝할 수 있는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임을 제공하기 위해, 스트립 형태로 몸체가 길게 형성되어 있고, 상기 몸체 내측에 상기 금형의 탑캐비티의 크기보다는 크고 바텀캐비티의 크기보다는 작은 사각통공이 일렬로 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.

Description

반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임

본 발명은 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 금형의 한 구성요소인 탑다이의 탑캐비티 및 바텀다이의 바텀캐비티 등을 모두 클리닝할 수 있는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 솔더볼(Solder Ball)을 입출력수단으로 사용하는 반도체패키지의 제조공정은 웨이퍼(Wafer)에서 다수의 양품 반도체칩을 절단하는 반도체칩절단공정, 상기 절단된 반도체칩을 다수의 반도체칩접착부가 미리 구비되어 있는 스트립(Strip) 형태의 인쇄회로기판에 접착시키는 반도체칩접착공정, 상기 인쇄회로기판의 회로패턴과 반도체칩의 입/출력패드(Pad)를 전도성와이어(Wire) 등으로 연결하는 와이어본딩(Bonding)공정, 상기 반도체칩 및 전도성와이어등을 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 일면(Ond Side)만을 봉지하는 몰딩(Molding)공정, 상기 인쇄회로기판의 저면에 메이보드(Main Board)로의 입/출력 수단인 다수의 솔더볼을 융착시키는 솔더볼융착공정, 상기 스트립 형태의 인쇄회로기판을 낱개의 유닛(Unit)으로 싱귤레이션(Singulation)시켜 각각의 반도체패키지로 완성하는 싱귤레이션공정 등으로 이루어져 있다.

이러한 제조공정에 있어서 상기 몰딩공정은 탑캐비티(Top Cavity)를 갖는 탑다이(Top Die) 및 바텀캐비티(Bottom cavity)를 갖는 바텀다이(Bottom Die)로 이루어진 금형에 반도체칩 등이 접착된 인쇄회로기판을 안착한후 통상 에폭시몰딩컴파운드(Epoxy Molding Compound)와 같은 봉지수단을 충진하여 실시한다.

이와 같은 몰딩공정이 끝난 후 상기 인쇄회로기판은 다른 장치로 이송되어 나머지의 공정을 계속 진행하며, 상기 금형은 그 내부에 남아 있는 봉지수단의 찌꺼기를 제거하기 위해 클리닝(Cleaning)이 실시되는데, 이와 같이 금형을 클리닝하기 위한 클리닝수단 및그 방법을 첨부된 도1a 및 도1b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 반도체패키지를 제조하기 위한 금형(200')의 구조를 간단히 설명하면 하부에 클리닝수단이 안착되도록 소정의 바텀캐비티(26')가 형성되어 있는 바텀다이(24')가 위치되어 있고, 상기 바텀캐비티(26')의 대향면에는 탑캐비티(22')가 형성되어 있고 상기 탑캐비티(22')의 일측에는 액체상의 멜라민컴파운드(12')가 흘러들어올수 있도록 런너(30')가 형성되어 있으며 상기 런너(30')의 끝단에는 고체상의 멜라민컴파운드(12')가 안착되는 컬(32')이 형성된 탑다이(20')가 위치되어 있다. 여기서 상기 컬(32')의 상부에는 고체상의 멜라민컴파운드(12')를 고압으로 밀어주는 램(28')이 위치되어 있다.

이와 같이 이루어진 금형(200')에는 앞에서 설명한 바와 같이 소정의 클리닝 수단이 안착되어 탑다이(20')의 탑캐비티(22') 표면을 클리닝하게 되는 이때 상기 클리닝수단은 통상 아직 사용되지 않은 인쇄회로기판(300'), 이미 사용되었으나 불량판정된 인쇄회로기판에서 몰딩된 부분을 분리시킨 인쇄회로기판(300'), 또는 별도의 인쇄회로기판(300')을 구입하여 사용하고 있다. 이와 같이 인쇄회로기판(300')을 클리닝수단으로 사용하는 이유는 크기 및 형상이 상기 금형(200')에 정확히 일치되어 안착될 수 있기 때문이며 또한 고열에 의한 열팽창현상도 상기 인쇄회로기판(300')이 수용할 수 있도록 이미 계산되어 제작되어 있기 때문이다.

여기서 상기 인쇄회로기판(300')의 구조를 간단히 설명하면 도1b에 도시된 바와 같이 긴 스트립 형태의 몸체(2')가 형성되어 있고, 상기 몸체(2')에는 다수의 반도체칩적착부(2a')가 일렬로 위치되어 있으며, 상기 반도체칩접착부(2a')의 외주변에는 소정의 회로패턴(2b')이 각각 형성되어 있다. 또한 상기 각 회로패턴(2b')의 경계부분에는 열팽창시 그 변형을 방지하기위해 장공(8')이 형성되어 있으며 상기 반도체칩적착부(2a')의 외주변에는 멜라민컴파운드(12')가 잘 흘러들어올 수 있도록 게이트(6')가 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호 10'는 금형(200')에 정확히 안착되어 고정되도록 하는 고정용홀이고, 2c'는 인쇄회로기판(300')의 싱귤레이션 공정에서 그 싱귤레이션이 용이하도록 형성된 싱귤레이션용홀이며, 도면에 표시된 일점쇄선은 싱귤레이션라인을 표시한 것이다.

한편 이와 같은 클리닝 작업에 사용되는 멜라밈컴파운드(12')는 통상의 봉지수단인 에폭시몰딩컴파운드와 조성성분이 비슷하나 금속과는 잡착력이 약하고 인쇄회로기판(300')과는 접착력이 강화되도록 이형제 성분이 다량 함유된 것을 말하며 이러한 멜라민컴파운드(12')는 금형(200')내부, 보다 구체적으로 탑다이(20')의 탑캐비티(22')에 흘러들어가서 그 표면에 남아 있는 봉지수단의 찌거기와 신속하게 결합하여 그 찌꺼기를 제거함으로써 클리닝작업에 많이 사용되고 있는 물질이다.

상기한 바와 같은 금형(200')을 인쇄회로기판(300') 및 멜라민컴파운드(12')를 이용하여 클리닝하는 방법은 마치 몰딩하는 방법과 비슷하며 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저 금형(200')의 탑다이(20')와 바텀다이(24')가 일정간격 떨어지게 한후 상기 바텀다이(24')의 바텀캐비티(26')에 상기 설명한 미사용된 인쇄회로기판(300') 또는 불량으로 판정된 인쇄회로기판(300')등의 클리닝수단을 안착시킨다. 그런 후 상기 바텀다이(24')와 탑다이(20')를 서로 밀착시켜서 클램핑시킨다. 이어서 상기 탑다이(20')의 컬(32') 내부에 고체상의 멜라민컴파운드(12')를 올려놓고 램(28')을 하강시킴으로써 멜라민컴파운드(12')를 액체로 변화시키고 이것이 런너(30') 및 인쇄회로기판(300')상에 형성된 게이트(6')를 따라서 탑다이(20')의 탑캐비티(22') 내측과 인쇄회로기판(300')의 상면 사이에 충진되도록 한다. 그러면 상기 탑다이(20') 표면에 남아있는 봉지수단의 찌꺼기와 상기 멜라민컴파운드(12')가 화학작용하여 그 찌꺼기를 분리 및 제거하고 상기 멜라민컴파운드(12')는 다시 고체화된다. 이어서 소정의 시간이 지난후 상기 탑다이(20')와 바텀다이(24')의 클램핑 상태를 해제하고 상기 인쇄회로기판(300')을 끄집어내면 금형(200')의 클리닝 작업이 모두 완료되는 것이다.

그러나 이러한 인쇄회로기판(300')의 구조 및 이를 이용한 클리닝 방법은, 상기 탑다이(20')의 탑캐비티(22')에만 멜라민컴파운드(12')가 충진됨으로써 탑캐비티(22')의 표면만을 클리닝 할 뿐이며 인쇄회로기판(300')이 안착되는 바텀다이(24')의 바텀캐비티(26')는 전혀 클리닝이 하지 않는 문제점이 있다. 또한 상기 탑다이(20') 및 바텀다이(24')의 클램핑영역(20a')도 클리닝하지 않음으로써 완전한 클리닝 상태를 기대할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 제조공정중에 발생되어 상기 인쇄회로기판(300')에 달라붙은 각종 오염물질이 상기 바텀다이(24') 및 클램핑영역(20a')에 계속 누적됨으로써 결국 바텀다이(24')와 탑다이(20')의 클램핑 상태가 느슨해져서 몰딩이 불량으로 처리되는 경우도 발생한다.

더구나 상기 클리닝수단으로서의 인쇄회로기판(300')은 새로운 인쇄회로기판(300')을 사용할 경우에는 그 값이 고가여서 클리닝 비용이 상승하는 문제점이 있고 또한 비록 불량으로 판정된 인쇄회로기판(300')을 사용할 경우에도 그것이 고가인 관계로 클리닝 비용이 상승하는 문제점이 있다.

그리고 상기와 같이 클리닝작업이 완료된후의 인쇄회로기판(300')은 멜라민컴파운드(12')와 접착되는 부분의 면적이 크고 또한 그 멜라민컴파운드(12')와 인쇄회로기판(300')의 접착력이 강하여 분리되지 않음으로써 반복사용이 불가능한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 금형의 탑다이 뿐만 아니라 바텀다이, 클램핑영역까지 클리닝할 수 있고 또한 반복 사용이 가능한 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 수단으로써 소정의 프레임을 제공하는 데 있다.

제1a도 제1b도는 종래 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝 상태 및 그 클리닝을 위한 인쇄회로기판의 구조를 도시한 상태도이다.

제2a도 및 제2b도는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임을 도시한 평면도이다.

제3도는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝 프레임을 이용한 클리닝 상태를 도시한 상태도이다.

제4a도 및 제4b도는 본 발명에 의한 프레임에 경화부가 형성된 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 프레임(Frame) 2 : 몸체

4 : 사각통공 6 : 게이트(Gate)

8 : 장공 10 : 고정용홀(Hole)

12 : 멜라민컴파운드(Melamine Compound)

14 : 경화부 200 : 금형

20 : 탑다이(Top Die) 22 : 탑캐비티(Top Cavity)

24 : 바텀다이(Bottom Die) 26 : 바텀캐비티

28 : 램(Ram) 30 : 런너(Runner)

32 : 컬(Cull) 300 : 인쇄회로기판

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반도체패키지 제조에 사용되는 금형의 탑캐비티와 바텀캐비티 등을 멜라민컴파운드로 동시에 클리닝하기 위한 프레임에 있어서, 상기 프레임은 스트립 형태로 몸체가 길게 형성되어 있고, 상기 몸체 내측에 상기 금형의 탑캐비티의 크기보다는 크고 바텀캐비티의 크기보다는 작은 사각통공이 일렬로 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 사각통공 외주변의 몸체 표면에는 상기 멜라민컴파운드가 몸체 외주변에서 사각통공으로 잘 흘러들어가도록 게이트를 더 형성할 수 있으며, 상기 게이트는 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag)중에서 하나를 선택하여 도금함으로써 실시할 수 있다.

또한 상기 몸체는 그 재질을 열경화성 수지로 형성하며, 상기 다수의 사각통공 사이에는 금형의 클리닝시 열팽창에 의한 몸체의 변형을 방지할 수 있도록 장공을 더형성할 수 있다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 또다른 수단으로서는 반도체패키지 제조 작업이 모두 완료되어 폐기되는 인쇄회로기판 즉, 싱귤레이션라인을 따라서 사각통공이 구비된 인쇄회로기판을 이용하여 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도2a는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 금형(200)의 클리닝을 위한 프레임(100)을 도시한 평면도로서 그 구성은 스트립 형태로 몸체(2)가 길게 형성되어 있고, 상기 몸체(2) 내측에는 금형(200)의 탑캐비티(22) 크기보다는 크고 바텀캐비티(26)의 크기보다는 작은 사각통공(4)이 일렬로 다수개 형성되어 있다.

여기서 상기 몸체(2)는 그 재질이 열경화성 수지로 되어 있으며, 상기 몸체(2) 내측의 사각통공(4) 외주변에는 멜라민컴파운드(12)가 몸체(2) 외주변에서 상기 사각통공(4)으로 저항없이 잘 흘러들어갈 수 있도록 게이트(6)가 형성되어 있다. 이러한 게이트(6)는 통상적으로 상기 멜라민컴파운드(12)와 접촉저항이 작은 금(Au), 팔라듐(Pd), 은 (Ag)으로 이루어진 군(群)에서 하나를 선택하여 도금처리함으로써 형성된 것이다.

그리고 상기 다수의 사각통공(4) 사이에는 금형(200)의 클리닝시 열팽창에 의한 프레임(100)의 변형을 최소화할 수 있도록 장공(8)이 다수개 형성되어 있으며, 상기 몸체(2)의 외주변에는 금형(200)과 결합되어 고정되도록 고정용홀(10)이 다수개 형성되어 있다.

한편, 상기한 바와 같이 금형(200)의 클리닝을 위한 프레임(100)을 별도로 제작하여 사용하는 것도 가능하지만 반도체패키지 제조 작업이 완료되어 폐기 처분하는 인쇄회로기판(300)을 이용하여 본 발명의 목적을 달성하는 것도 가능하다.

즉, 도2b에 도시된 바와 같이 반도체패키지 제조 공정에서 싱귤레이션공정이 완료된 인쇄회로기판(300)에는 싱귤레이션라인을 따라서 사각통공(4)이 부수적으로 형성되는데 이를 폐기처분하지 않고 클리닝수단으로 사용하는 것이 가능하다. 여기서 상기 사각통공(4)의 크기는 금형(200)의 탑캐비티보다(22)는 크고 바텀캐비티(26)보다는 작게 형성된다. 따라서 상기와 같이 싱귤레이션된 인쇄회로기판(300)은 별도의 비용 부담없이 클리닝수단으로 사용할 수 있음으로써 비용적 측면에서 매우 유리한 부수적인 효과도 있다.

한편, 도3은 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 금형(200)의 클리닝을 위한 프레임(100)을 이용한 클리닝 상태를 도시한 상태도이다.

도시된 바와 같이 바텀다이(24)의 바텀캐비티(26) 내측에 본 발명에 의한 프레임(100) 또는 싱귤레이션된 인쇄회로기판의 몸체(2)가 위치되어 있고, 상기 바텀캐비티(26)의 대향면에는 탑캐비티(22)가 형성되어 있는 탑다이(20)가 밀착되어 있다. 이와 같이하여 컬(32)로부터의 멜라민컴파운드(12)는 런너(30) 및 게이트(6)를 따라서 상기 바텀캐비티(26), 탑캐비티(22) 및 클램핑부(20a)가 모두 클리닝되는 효과가 있게 된다.

또한 상기한 클리닝작업이 완료된후에는 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 프레임(100) 또는 인쇄회로기판에 소정의 멜라민컴파운드(12)에 의해 경화부(14, 硬化部)가 형성되는데 이 경화부(14)는 상기 프레임(100)과의 접착면적이 게이트(6) 및 사각통공(4)의 네변에만 국한되어 형성되어 있음으로써 그 분리가 용이한 장점이 있다. 따라서 상기 경화부(14)를 프레임(100)에서 분리하고 재사용하는 것이 가능한 잇점이 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기예만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임은 탑다이의 탑캐비티 뿐만아니라 바텀다이의 바텀캐비티 및 클램핑부까지 충진됨으로써 클리닝효과가 극대화되는 효과가 있다. 이와 같이 클리닝이 바텀캐비티 및 클램핑부까지 확대되면 반도체패키지 제조 공정중 인쇄회로기판에 묻어오는 각종 오염물질이 상기 바텀캐비티 및 클램핑부에 누적되지 않음으로써 몰딩이 보다 정확하게 이루어 지는 부수적인 효과도 있다.

더구나 상기 클리닝수단으로서 싱귤레이션이 완료된 인쇄회로기판을 폐기하지 않고 그것을 사용할 수도 있음으로써 추가적인 비용이 발생하지 않아 상업적으로나 공업적으로 매우 유리한 측면을 제공하기도 한다.

또한 상기 클리닝작업이 완료된 프레임 또는 인쇄회로기판에서 멜라민컴파운드를 쉽게 분리할 수 있음으로써 몇번이고 재사용할 수 있는 효과도 있다.

Claims (6)

1. 반도체패키지 제조에 사용되는 금형의 탑캐비티와 바텀캐비티를 멜라민컴파운드로 동시에 클리닝하기 위한 프레임에 있어서,

   상기 프레임은 스트립 형태로 몸체가 길게 형성되어 있고, 상기 몸체 내측에 상기 금형의 탑캐비티의 크기보다는 크고 바텀캐비티의 크기보다는 작은 사각통공이 일렬로 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 사각통공 외주변의 몸체 표면에는 상기 멜라민컴파운드가 몸체 외주변에서 사각통공으로 잘 흘러들어가도록 게이트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.
3. 제2항에 있어서, 상기 게이트는 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag)중에서 하나가 선택되어 도금된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.
4. 제1항에 있어서, 상기 몸체는 그 재질이 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.
5. 제1항에 있어서, 상기 다수의 사각통공 사이에는 금형의 클리닝시 열팽창에 의한 몸체의 변형을 방지할 수 있도록 장공이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.
6. 제1항에 있어서, 상기 몸체의 외주변에는 금형과 결합되어 고정되도록 고정용홀이 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.

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