KR100252876B1 - Device for coating adhesive for chip bonding in fabrication of semiconductor package - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for applying an adhesive for a chip bonding in a manufacturing process of a semiconductor package is provided to fit a circular die pad and to improve the outflow of the adhesive. CONSTITUTION: The apparatus includes a plurality of nozzles(4) formed on a lower surface of a nozzle body(3). Particularly, the nozzles(4) has a center nozzle and the other nozzles disposed around the center nozzle at regular intervals in a circular circumference. In addition, each nozzle(4) tapers downward to reduce a cross-sectional area of the outflow of the adhesive and thereby to improve the outflow of the adhesive. And, the adjacent three nozzles(4) are arranged in an equilateral triangle to prevent formation of voids in the adhesive applied to the die pad.

Description

반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치Adhesive coating device for chip bonding in semiconductor package manufacturing process

본 발명은 반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원형의 다이패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 패키지 제조 공정에 알맞는 접착제 도포용 노즐 구조를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to an adhesive coating device for chip bonding in a semiconductor package manufacturing process, and more particularly, to provide a nozzle structure for applying an adhesive suitable for a semiconductor package manufacturing process using a lead frame having a circular die pad.

일반적으로, 반도체 패키지 공정에 사용되는 리드 프레임은 반도체 칩의 패키지 작업에 사용되는 금속 구조물로서, 주로 구리합금(copper alloy)으로 만들어진다.In general, a lead frame used in a semiconductor package process is a metal structure used for packaging a semiconductor chip, and is mainly made of a copper alloy.

이와 같은 리드 프레임은, 상·하부 양측에 전체 구조를 스스로 지지하며 자동으로 이송시킬 때 안내 역할을 하는 가이드레일부를 구비하고 있다.Such a lead frame is provided with guide rails which serve as guides when the entire structure is supported by itself and automatically transferred to both upper and lower sides.

또한, 상기 리드 프레임은 중심부에 반도체 칩(6)이 안착되는 다이패드(1)를 구비하고 있으며, 상기 다이패드(1)는 패들(paddle)이라고도 불리워진다.In addition, the lead frame has a die pad 1 on which a semiconductor chip 6 is seated in the center, and the die pad 1 is also called a paddle.

이 때, 상기 다이패드(1)는 리드 프레임의 모서리 부분으로부터 연장형성된 타이 바(7)에 연결되어 지지되며, 사각형 또는 원형의 구조를 갖는다.At this time, the die pad 1 is connected to and supported by the tie bar 7 extending from the edge portion of the lead frame, and has a rectangular or circular structure.

한편, 이와 같은 리드 프레임을 사용한 반도체 패키지 공정은 개략 다음과 같은 과정을 거쳐 수행된다.On the other hand, the semiconductor package process using such a lead frame is performed through the following process.

즉, 웨이퍼에 집적회로를 형성하는 FAB공정(Fabrication Process)을 완료한 후, 웨이퍼 상에 만들어진 각 칩을 서로 분리시키는 다이싱(Dicing), 분리된 각 칩을 리드 프레임(Lead Frame)의 다이패드(paddle)에 안착시키는 칩 본딩(Chip Bonding), 칩 위의 본딩 패드(Bonding pad)와 리드 프레임의 인너리드(Inner Lead)를 전기적으로 접속시키는 와이어 본딩(Wire Bonding)을 순차적으로 수행한다.That is, after completing the FAB process (Fabrication Process) for forming an integrated circuit on the wafer, dicing to separate each chip made on the wafer from each other, die pad of the lead frame Chip bonding to be seated on the paddle, and wire bonding to electrically connect the bonding pad on the chip and the inner lead of the lead frame are sequentially performed.

그 후, 칩 및 본딩된 와이어를 봉지(encapsulation)하기 위한 몰딩(Molding)을 수행하게 된다.Thereafter, molding is performed to encapsulate the chip and the bonded wire.

또한, 몰딩 공정을 수행한 후에는 리드 프레임의 타이 바(Tie Bar) 및 댐 바(Dam Bar)를 자르는 트리밍(Triming) 및, 아웃터리드(Outer Lead)를 소정의 형상으로 성형하는 포밍(Forming)을 차례로 수행하게 된다.In addition, after the molding process, trimming to cut tie bars and dam bars of the lead frame, and forming the outer lead to a predetermined shape In turn.

트리밍 및 포밍 완료 후에는 최종적으로 솔더링(Soldering)을 실시하므로써 반도체 패키지를 얻을 수 있다.After trimming and forming, the semiconductor package can be obtained by finally soldering.

한편, 상기한 반도체 패키지 제조 공정중, 칩 본딩시에는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같은 접착제 도포장치를 이용하여 리드 프레임의 다이패드(1) 위에 접착제(2)를 도포한 후, 그 위에 칩(6)을 본딩시키게 된다.On the other hand, during the semiconductor package manufacturing process described above, during the chip bonding, the adhesive 2 is applied onto the die pad 1 of the lead frame using the adhesive applying device as shown in Figs. (6) will be bonded.

상기에서, 접착제(2) 도포시에는 노즐바디(3)에 접착제(2)가 채워진 주사기(5)를 장착하여 주사기(5) 내부에 공압을 인가하면 공압에 의해 접착제(2)가 노즐의 팁을 통해 다이패드(1) 위에 도포된다.In the above, when the adhesive 2 is applied, a syringe 5 filled with the adhesive 2 is mounted on the nozzle body 3, and when pneumatic pressure is applied to the inside of the syringe 5, the adhesive 2 is tipped by the nozzle. It is applied on the die pad (1) through.

도 3은 매트릭스 타입의 접착제 도포용 노즐의 팁 배열 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 별모양(star shape)의 접착제 도포용 노즐의 팁 배열 상태를 나타낸 것으로서, 이들은 사각형의 다이패드(1)에 적용된다.FIG. 3 shows the tip arrangement of the matrix-type adhesive application nozzle, and FIG. 4 shows the tip arrangement of the star-shaped adhesive application nozzle, which is applied to the rectangular die pad 1. do.

즉, 상기한 매트릭스 타입 또는 별모양의 팁 배열을 갖는 노즐(4)을 이용하여 접착제(2)를 사각형 다이패드(1)에 도포하여 도 5에 나타낸 바와 같이 된 상태에서, 상기 다이패드(1)에 칩(6)을 부착한 후, 다시 떼어내면 접착제(2) 도포 상태는 도 6에 나타낸 바와 같이 사각형상으로 나타난다.That is, in the state where the adhesive 2 is applied to the rectangular die pad 1 using the nozzle 4 having the matrix type or star-shaped tip arrangement, as shown in FIG. 5, the die pad 1 After the chip 6 is attached, the adhesive 2 is applied in a rectangular shape as shown in FIG.

그러나, 이와 같은 종래의 접착제 도포장치는 리드 프레임의 다이패드(1) 형상이 원형일 경우, 접착제 도포용 노즐(4)의 노즐팁 배열 형태와 다이패드(1)의 형태가 서로 조화를 이루지 못하는 문제점이 있었다.However, in the conventional adhesive coating apparatus, when the shape of the die pad 1 of the lead frame is circular, the nozzle tip arrangement of the adhesive applying nozzle 4 and the shape of the die pad 1 do not match each other. There was a problem.

즉, 종래의 매트릭스 타입 또는 별 모양의 팁 배열을 갖는 접착제 도포용 노즐(4)을 원형의 다이패드(1)에 적용할 경우, 접착제(2) 도포 후 칩 본딩시 접착제(2)가 패드를 벗어나 다이패드(1) 밑면으로 흘러내려 다이패드(1)를 오염시키므로써 치명적인 불량을 유발하게 되는 문제점이 있었다.That is, when the adhesive application nozzle 4 having a conventional matrix type or star-shaped tip arrangement is applied to the circular die pad 1, the adhesive 2 is applied to the pad during chip bonding after the adhesive 2 is applied. There was a problem that the flow down to the bottom of the die pad (1) to contaminate the die pad (1) causing a fatal defect.

뿐만 아니라, 종래의 노즐(4)은 노즐(4)의 톱(top) 부분과 노즐(4)의 팁(tip) 부분에서의 직경 차이가 없는 구조여서, 접착제(2)의 유출이 원할하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.In addition, the conventional nozzle 4 has a structure in which there is no difference in diameter between the top portion of the nozzle 4 and the tip portion of the nozzle 4, so that the outflow of the adhesive 2 is smooth. There was a problem not to lose.

한편, 도 1 내지 도 6에서 리드프레임의 다이패드(1)를 제외한 나머지 부분은 도시를 생략하였다.1 to 6, the rest of the lead frame except for the die pad 1 is omitted.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원형의 다이패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 패키지 제조 공정에 알맞는 접착제 도포용 노즐 구조를 제공하는 한편, 노즐을 통한 접착제의 유출이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한 구조의 노즐을 갖는 반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, while providing a nozzle structure for applying the adhesive suitable for the semiconductor package manufacturing process using a lead frame having a circular die pad, while the outflow of the adhesive through the nozzle more smoothly SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an adhesive coating device for chip bonding in a semiconductor package manufacturing process having a nozzle of a structure to be made.

도 1은 종래의 칩 본딩용 접착제 도포장치를 나타낸 개략도1 is a schematic view showing a conventional chip bonding adhesive coating device

도 2는 도 1의 A부를 나타낸 상세 사시도FIG. 2 is a detailed perspective view of part A of FIG. 1;

도 3은 도 2의 노즐의 팁 배열 상태를 나타낸 평면도3 is a plan view showing the tip arrangement of the nozzle of FIG.

도 4는 종래 노즐의 팁 배열 구조의 다른 예를 나타낸 평면도4 is a plan view showing another example of the tip arrangement of the conventional nozzle

도 5는 종래의 사각형 다이패드에 접착제가 도포된 상태를 나타낸 평면도Figure 5 is a plan view showing a state where the adhesive is applied to the conventional rectangular die pad

도 6은 도 5의 사각형 다이패드에 칩을 본딩시킨 후, 칩을 떼어내었을 때의 접착제 도포 상태도FIG. 6 is a diagram illustrating an adhesive application when the chip is removed after bonding the chip to the rectangular die pad of FIG. 5. FIG.

도 7은 본 발명의 접착제 도포용 노즐을 나타낸 사시도Figure 7 is a perspective view showing a nozzle for applying the adhesive of the present invention

도 8은 본 발명의 접착제 도포용 노즐의 팁 배열 상태를 나타낸 평면도8 is a plan view showing the tip arrangement of the nozzle for applying the adhesive of the present invention

도 9는 원형 다이패드에 접착제가 도포된 상태를 나타낸 평면도9 is a plan view showing a state that the adhesive is applied to the circular die pad

도 10은 도 9의 원형 다이패드에 칩을 본딩시킨 후, 칩을 떼어내었을 때의 접착제 도포 상태도10 is an adhesive coating state when the chip is removed after bonding the chip to the circular die pad of FIG.

도 11은 칩 본딩시 접착제 퍼짐 현상을 설명하기 위한 개념도11 is a conceptual view illustrating the adhesive spread phenomenon during chip bonding

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:다이패드 2:접착제1: die pad 2: adhesive

3:노즐바디 4:노즐3: Nozzle Body 4: Nozzle

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 리드 프레임의 다이패드에 접착제를 도포하는 칩 본딩용 접착제 도포장치의 노즐바디 저면에 형성되는 복수개의 노즐에 있어서; 상기 노즐바디 저면 중앙에 하나의 노즐이 형성되고 그 노즐을 중심으로 임의의 반경을 갖는 원주상에 복수개의 노즐이 원주방향을 따라 등간격을 갖도록 배치됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치가 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of nozzles formed on the bottom surface of the nozzle body of the adhesive bonding device for chip bonding for applying the adhesive to the die pad of the lead frame; One nozzle is formed at the center of the bottom surface of the nozzle body and a plurality of nozzles on the circumference having a predetermined radius around the nozzle is arranged so as to have an equal interval along the circumferential direction An adhesive application device is provided.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 7 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 11.

도 7은 본 발명의 접착제 도포용 노즐을 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 접착제 도포용 노즐의 팁 배열 상태를 나타낸 평면도이며, 도 9는 원형 다이패드에 접착제가 도포된 상태를 나타낸 평면도로서, 본 발명은 리드 프레임의 다이패드(1)에 접착제(2)를 도포하는 칩 본딩용 접착제 도포장치의 노즐바디(3) 저면 중앙에 하나의 노즐(4)이 형성되고, 상기 노즐(4)을 중심으로 임의의 반경을 갖는 원주상에 복수개의 노즐(4)이 원주방향을 따라 등간격을 갖도록 배치되어 원형의 다이패드(1)에 접착제(2)를 도포하기 적합하도록 구성된다.7 is a perspective view showing a nozzle for applying an adhesive of the present invention, Figure 8 is a plan view showing a tip arrangement state of the adhesive coating nozzle of the present invention, Figure 9 is a plan view showing a state that the adhesive is applied to a circular die pad. In the present invention, one nozzle 4 is formed at the center of the bottom surface of the nozzle body 3 of the chip bonding adhesive coating device for applying the adhesive 2 to the die pad 1 of the lead frame, and the nozzle 4 A plurality of nozzles 4 are arranged on the circumference having an arbitrary radius about the same distance along the circumferential direction so as to be suitable for applying the adhesive 2 to the circular die pad 1.

이 때, 상기 노즐(4)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 노즐(4)의 톱(top)에서 노즐(4)의 팁(tip)으로 갈수록 노즐(4)의 유로 단면적이 좁아지게 테이퍼(taper)져 있다.At this time, the nozzle 4 is tapered so that the flow path cross-sectional area of the nozzle 4 becomes narrower from the top of the nozzle 4 to the tip of the nozzle 4 as shown in FIG. 7. )

한편, 상기 노즐(4)은 접착제(2)의 도포시 접착제(2) 내부에서 발생하는 공백(void)을 없앨 수 있도록, 서로 이웃하는 세 개의 노즐팁을 이은 직선이 정삼각형 형태를 이루는 배치 구조를 갖도록 구성된다.On the other hand, the nozzle 4 has an arrangement structure in which a straight line connecting three nozzle tips adjacent to each other forms an equilateral triangle shape so as to eliminate voids generated inside the adhesive 2 when the adhesive 2 is applied. It is configured to have.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.

접착제(2) 도포시, 노즐바디(3)에 접착제(2)가 채워진 주사기(5)를 장착하여 주사기(5) 내부에 공압을 인가하면 공압에 의해 접착제(2)가 노즐팁을 통해 원형의 다이패드(1) 위에 도포됨은 종래기술의 내용과 같다.When the adhesive 2 is applied, a syringe 5 filled with the adhesive 2 is attached to the nozzle body 3 and pneumatic pressure is applied to the inside of the syringe 5 so that the adhesive 2 is circular through the nozzle tip. The coating on the die pad 1 is the same as in the prior art.

하지만, 본 발명의 노즐(4)은 노즐팁의 배열 형태가 종래와는 달리 원형의 다이패드(1)에 적합한 기하학적 배치 구조를 가지고 있으므로 인해, 노즐팁으로부터 나와 다이패드(1) 상면에 도포되는 접착제(2)의 도포 형태도 노즐팁의 배열 구조에 맞추어 종래와는 달라지게 된다.However, the nozzle 4 of the present invention has a geometric arrangement structure suitable for the circular die pad 1, unlike the conventional arrangement of the nozzle tip, and is applied to the upper surface of the die pad 1 from the nozzle tip The application form of the adhesive 2 is also different from the conventional one in accordance with the arrangement of the nozzle tip.

즉, 도 9에 나타낸 바와 같이 원형의 다이패드(1) 위에 도포된 접착제(2)의 기하학적 형태도 노즐팁의 배치 구조와 닮은 꼴을 이루게 된다.That is, as shown in FIG. 9, the geometric shape of the adhesive agent 2 applied on the circular die pad 1 also forms a shape similar to the arrangement of the nozzle tip.

따라서, 칩 본딩을 한 후, 칩(6)을 떼내면 접착제(2)의 형상은 도 10에 나타낸 바와 같이 거의 원형에 가까운 형태로 나타나게 된다.Therefore, after chip bonding, when the chip 6 is removed, the shape of the adhesive agent 2 appears to be almost circular as shown in FIG.

또한, 본 발명의 노즐(4)은 노즐(4)의 톱(top) 부분에서 노즐(4)의 팁(tip) 부분에 이르는 부분이 테이퍼(taper)져 있으므로 인해, 접착제(2)의 노즐(4)내 유동이 원활하게 이루어지게 된다.In addition, the nozzle 4 of the present invention is tapered because the portion from the top portion of the nozzle 4 to the tip portion of the nozzle 4 is tapered. 4) The flow will be smooth.

한편, 도 11은 칩 본딩시 접착제(2) 퍼짐 현상을 설명하기 위한 개념도로서, 본 발명의 노즐(4)은 서로 이웃하는 세 개의 노즐팁을 이은 직선이 정삼각형 형태를 이루는 배치 구조를 갖도록 구성되므로 인해, 접착제(2) 도포 후 칩 본딩시 접착제(2) 사이의 공간에 있던 공기가 균일한 속도로 빠져나가게 되므로써, 접착제(2)의 도포시 접착제(2) 내부에서 발생하는 공백(void)을 없앨 수 있게 된다.On the other hand, Figure 11 is a conceptual diagram for explaining the spreading of the adhesive (2) during chip bonding, since the nozzle (4) of the present invention is configured to have an arrangement structure in which a straight line connecting three adjacent nozzle tips to form an equilateral triangle Due to this, the air in the space between the adhesives 2 escapes at a uniform speed during chip bonding after the application of the adhesives 2, so that voids generated inside the adhesives 2 during application of the adhesives 2 are eliminated. You can eliminate it.

이상에서와 같이, 본 발명은 접착제 도포장치의 노즐(4) 구조가 원형에 가깝게 배열됨에 따라, 원형의 다이패드(1)를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 패키지 제조를 위한 칩 본딩 공정이 본딩 불량없이 원할하게 이루어질 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, as the nozzle 4 structure of the adhesive coating apparatus is arranged close to a circle, a chip bonding process for manufacturing a semiconductor package using a lead frame having a circular die pad 1 is performed without bonding defects. It can be done smoothly.

즉, 원형의 다이패드(1)와 노즐팁의 배열구조가 일치하므로 접착제(2)의 흘러내림등이 방지되고, 노즐(4)이 테이퍼지므로 인해 접착제(2)의 유출이 원활하게 이루어지게 되며, 칩 본딩시 발생하는 접착제(2) 사이의 공백도 제거할 수 있게 되는 등 여러 가지 효과를 가져오게 된다.That is, since the arrangement structure of the circular die pad 1 and the nozzle tip is matched, the flow of the adhesive 2 is prevented, and the nozzle 4 is tapered so that the adhesive 2 can flow out smoothly. In addition, the voids between the adhesives 2 generated during chip bonding can also be removed.

Claims (3)

리드 프레임의 다이패드에 접착제를 도포하는 칩 본딩용 접착제 도포장치의 노즐바디 저면에 형성되는 복수개의 노즐에 있어서; 상기 노즐바디 저면 중앙에 하나의 노즐이 형성되고 그 노즐을 중심으로 임의의 반경을 갖는 원주상에 복수개의 노즐이 원주방향을 따라 등간격을 갖도록 배치됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치.A plurality of nozzles formed on the bottom surface of the nozzle body of the adhesive bonding device for chip bonding for applying the adhesive to the die pad of the lead frame; One nozzle is formed at the center of the bottom surface of the nozzle body and a plurality of nozzles on the circumference having a predetermined radius around the nozzle is arranged so as to have an equal interval along the circumferential direction Adhesive applicator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐은,The nozzle, 노즐의 톱에서 노즐의 팁으로 갈수록 노즐의 유로 단면적이 좁아지게 테이퍼(taper)짐을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치.An adhesive coating device for chip bonding in a semiconductor package manufacturing process, characterized in that the taper is tapered such that the cross-sectional area of the nozzle becomes narrower from the top of the nozzle to the tip of the nozzle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐은,The nozzle, 다이패드에 접착제의 도포시, 접착제 내부에서 발생하는 공백(void)을 없앨 수 있도록 서로 이웃하는 세 개의 노즐팁을 이은 직선이 정삼각형 형태를 이루는 배치 구조를 갖게 됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조공정의 칩 본딩용 접착제 도포장치.When the adhesive is applied to the die pad, the chip of the semiconductor package manufacturing process is characterized in that a straight structure connecting three adjacent nozzle tips to each other so as to eliminate voids generated in the adhesive has an equilateral triangle shape. Adhesive coating device for bonding.
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