KR100257141B1 - 반도체칩의분리및세정장치 - Google Patents

Abstract

개시된 발명은 기판에 조립된 반도체칩을 간접적으로 예열 및 가열하여 분리하므로써 반도체칩의 손상을 방지하고, 분리작업을 능률적으로 수행할 수 있도록 한 반도체칩 재생방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 기판으로부터 반도체칩을 분리하는 공정에서 포장하는 공정까지 이송하면서 순차적으로 일련공정을 수행하게 된다. 따라서, 종래의 수작업에 비하여 작업능률을 향상시키고, 간접가열방식에 따라 반도체칩을 분리하므로써 열풍에 의한 반도체칩의 파손을 방지할 수 있으며, 반도체칩을 재사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체칩 분리 및 세정장치

본 발명은 반도체칩 분리 및 세정장치에 관한 것으로 특히 인쇄회로기판에 납땜된 반도체 칩을 분리시키고 분리된 반도체 칩의 주위에 부착된 이 물질등을 세정하기 위한 장치로서 대량의 기판으로부터 연속적으로 반도체칩을 분리해내고 재사용을 위하여 세정하기 위한 반도체칩 분리 및 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기판에 조립되는 반도체칩은 땜납에 의해 용접된다. 기판에 형성된 납땜부위에 반도체칩의 리드를 납땜하게 되면 반도체칩의 집적회로와 기판에 배선된 회로는 전기회로적으로 연결되어 소정의 전자회로를 구성하게 된다.

기판에 반도체칩을 조립하는 공정에서 작업자의 부주의, 작업동작의 오류등으로 인하여 반도체칩을 잘못 조립한 경우, 이를 올바르게 조립하기 위하여 사용중에 그 반도체칩만을 기판으로부터 분리할 필요가 있다.

종래에는 기판에 땜납으로 고착된 반도체칩을 수작업으로 분리하여 왔다. 즉, 작업자는 반도체칩이 기판에 고착되는 땜납부위에 고온의 열풍을 불어 넣고, 열풍에 의해 반도체칩의 리드프레임에 고착된 땜납을 녹이게 된다. 이어, 땜납이 녹으면 집게 등을 이용하여 기판으로부터 반도체칩을 떼어내고, 떼어낸 반도체칩의 리드프레임에 납땜보조제(Flux)를 묻힌후 납조(蠟操)에 담그어 반도체칩의 리드프레임에 납이 균일하게 도포되게 한후 재사용하고 있다.

이와 같이 작업자가 직접 기판에서 반도체칩을 분리하여야 했으므로 작업효율이 낮았으며, 반도체칩의 리드프레임에 고착된 땜납을 녹이기 위해 고온의 열풍을 불어 넣는 과정에서 반도체칩이 열풍에 의해 손상되는 등의 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 반도체칩의 리드프레임에 납을 균일하게 도포하는 공정이 번거롭고 불균일하게 도포되는 현상이 발생되는 등의 문제점이 있었다.

한편, 상기한 열풍 및 수공에 의한 분리상의 다점을 개선하기 위하여 국내 공개실용신안공보 제242호 공개번호 제88-13647호의 기판상의 반도체칩 분리 제거장치가 알려져 있다.

이 장치는 소정의 공기 흡입 압력을 받는 진공펌프를 통하여 상당한 흡입압력을 갖는 흡착수단과, 이 흡착수단의 측면에 설치되고 반도체 칩의 납땜부 크기만한 가열접촉부를 구비한 인두와 같은 가열수단으로 이루어진다.

이 장치의 사용은 이와같은 장치의 흡착수단 및 가열수단 하단에 기판을 위치시키고, 가열수단을 하강시켜 반도체 칩의 납땜부를 가열한 뒤 그 가열접촉부의 상방을 통하여 흡착수단을 하강시켜 땜납이 녹은 반도체칩 상면을 흡착시켜 분리시키는 장치이다.

따라서 하나의 반도체 칩 분리장치로서 작업자가 일일이 장치 하단상에 반도체칩을 갖는 기판을 올려 놓고 수동조작으로 하강조작과 가열시간을 제어해야 하는 등의 작업공정이 요구된다.

또한, 이 장치는 반도체 칩을 가열한 뒤 분리해냄에 그치는 장치에 불과하여 대량의 기판 작업중 발생되는 반도체칩 분리시에는 반도체칩의 재사용을 위한 세정등에 따른 많은 작업자들에 의한 수공공정이 요구되는 문제점도 있었다.

또한, 반도체 칩 분리과정에서 인두와 흡사한 가열수단을 통하여 직접 반도체집에 열을 가하므로 반도체칩이 고열에 의하여 손상되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 반도체칩의 분리는 물론 이후의 재사용을 위한 세정등을 위한 장치가 분리공정과 함께 이루어지는 장치를 제공하고자 하며, 또 반도체칩에 용접된 납땜을 녹이기 위한 가열이 직접 반도체칩에 이루어지는 것이 아니라 기판을 1차 가열하고 나서 적은 열로 반도체칩을 가열한 뒤 분리시키도록 함으로써 반도체칩 분리과정의 잦은 고장을 개선하며, 분리된 반도체를 재사용함에 편리하도록 불순물을 세정하는 공정이 함께 이루어지며, 특히 이와같은 반도체칩을 분리하기 위한 대량의 기판을 통한 연속작업이 수공적인 공정이 아니라 보다 자동화한 장치를 통하여 이루어지도록 하는 반도체칩 분리 및 세정장치를 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체칩 분리 및 세정장치의 전체 구성도

도 2는 본 발명에 따른 간접가열장치의 가열기를 설명하기위한 사시도

도 3은 본 발명에 따른 흡착장치를 설명하기 위한 요부 발췌 사시도

도 4는 본 발명에 따른 도포장치를 나타내는 요부 발췌 사시도

도 5는 본 발명 반도체칩 분리 및 세정장치의 분리된 반도체칩을 이송레일을 따라 이송하는 과정에서 불순무을 제거하고, 건조하며 포장하는 일련의 공정을 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 가열장치 11 : 제 1가열기

12 : 제 2가열기 20 : 흡착장치

21 : 흡착기 21a: 지지봉

21b: 흡반 30 : 도포장치

40 : 냉각장치 50 : 세정장치

60 : 건조장치 70 : 포장장치

B : 기판 C : 반도체칩

상기와 같은 본 발명의 목적은 반도체칩 분리 및 세정장치에 있어서, 상기 반도체칩 리드부분의 납땜을 녹이기 위하여 기판을 2회에 걸쳐 온도차를 두고 기판의 양연부를 가열하기 위한 복수의 가열기로 이루어진 가열장치와; 상기 가열장치로부터 가열된 기판상에 납땜부분이 용융된 반도체칩을 분리시키기 위하여 기판을 이송하기 위한 이송레일과, 압축공기 흡입라인이 연결되고, 반도체칩에 흡착되기 위한 흡반과, 상기 이송레일과의 사이에 좌,우 이동가능하며 자체적으로 수직방향 상하동되면서 상기 흡반을 하단에 구비한 지지봉으로 이루어진 반도체칩 흡착장치; 및

반도체칩의 리드프레임에 남아있는 납땜등의 불순물을 제거하기 위하여 납땜보조제를 리드프레임의 표면에 도포하고, 잔열이 남아있고 도포제가 묻어 있는 반도체칩을 냉각시키며, 반도체칩에 묻어 있는 불순물을 제거하기 위하여 세정제를 분사하며, 세정제를 제거,건조하기 위하여 온풍을 분사하는 세정장치를 포함하는 반도체칩 분리 및 세정장치에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 기판에 잘못 납땜된 반도체칩을 분리 및 세정대상으로 한다. 반도체칩은 몸체의 하부에 다수개의 리드를 갖는 리드프레임이 형성되어 있고, 기판에 성형된 납땜부위에 리드프레임을 맞추어 납땜하게 된다. 따라서 반도체칩을 기판으로부터 분리하기 위해서는 납땜부분을 녹여야 한다.

본 발명에서는 기판을 납이 용융되는 온도까지 가열한 후 흡착기로 분리시킴으로써 종전과 같이 열풍에 의해 반도체칩이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이후 재사용을 위해 반도체 재사용을 위하여 분리 직후 반도체칩에 부착된 물순물을 세정하기 위한 일련의 공정을 수행한다.

상기한 반도체 분리를 위한 가열 및 세정의 일련의 공정은 켄베이어벨트와 같은 연속이송수단을 이용하며, 최초 기판에서 분리된 반도체칩은 이송수단을 통하여 이송되면서 세정된다.

이하, 첨부도면에 따라 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체칩 분리 및 세정장치가 구현된 전체 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명 반도체칩 분리 및 세정장치가 결합된 전체 장치는, 기판을 2차에 걸쳐 가열하는 가열장치(10)와, 가열된 기판에서 리드프레임의 땜납이 녹은 반도체칩을 분리해내는 흡착장치(20), 반도체칩의 리드프레임에 남아있는 납땜 불순물을 제거하기 위하여 납땜보조제를 리드프레임의 표면에 도포하는 도포장치(30)와, 가열된 반도체 칩을 소정의 온도로 냉각시키기 위한 냉각장치(40)와, 반도체칩에 묻어 있는 불순물을 제거하기 위하여 세정제를 분사하는 세정장치(50)와, 반도체칩에 남아 있는 세정제를 제거하기 위해 온풍을 분사하는 건조장치(60) 및 재사용을 위해 반도체칩을 진공포장하는 포장장치(70)로 구성된다. 이하에서는 불리된 반도체칩을 재사용가능하도록 하기 위하여 행하여지는 상기한 몇가지 장치를 통틀어 세정장치라 한다.

즉, 세정장치는 납땜보조제를 리드프레임의 표면에 도포하는 도포장치와, 잔열이 남아있고 도포제가 묻어 있는 반도체칩을 냉각시키는 냉각장치와 반도체칩에 묻어 있는 불순물을 제거하기 위하여 세정제를 분사하여 제거, 건조하기 위하여 온풍을 분사하는 건조장치를 포함한다.

첨부 도면 도 2는 본 발명에 따른 가열장치의 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시한 가열장치는 기판(B)을 예열하기 위한 제 1가열기(11)를 나타낸다. 기판(B)은 이송대에 놓여지며, 양측에 설치된 전기히터(H1,H2)사이를 통과하게 된다. 전기히터(H1,H2)는 전원이 턴온되면 열을 발생하며, 이 열은 기판(B)으로 전도된다. 전기히터(H1,H2)는 초기에는 미약하게 발열하다가 점진적으로 발열량을 높이며, 이러한 에열동작에 의해 기판(B)에 전달되는 전도열도 증가된다.

상기 기판(B)이 예열되면, 반도체칩을 분리하기 위해 보다 높은 온도로 가열하기 위한 제 2가열기(12)로 이송된다. 상기 제 2가열기(12)는 구성상 제 1가열기(11)와 동일한 구성을 하게 된다. 단지, 제 2가열기(12)는 상기 제 1가열기(11)에서의 예열온도 보다 높은 온도로 가열하여, 상기 제 1가열기(11)에 의해 예열된 기판(B)을 더욱 더 가열하게 된다. 상기 제 2가열기(12)는 납땜이 녹을 수 있는 용융온도까지 기판(B)을 가열한다. 이와 같은 2차에 걸친 기판가열의 간접가열방식은 직접적으로 반도체칩을 단번에 고열로 가열함에 따른 반도체칩의 손상을 방지하기 위함이다.

첨부 도면 도 3은 본 발명에 따른 흡착공정 및 흡착장치를 설명하기 위한 도면이다. 흡착장치(20)는 기판(B)에서 반도체칩(C)을 분리시키기 위한 흡착기(21)를 구비한다. 상기 흡착기(21)는 소정높이 승강되면서 이송레일(32)상으로 좌우 이동가능한 지지봉(21a)을 가지고, 흡착된 반도체칩(C)을 옮기때 지지봉을 따라 슬라이딩 이동한다. 상기 흡착기(21)에는 소정의 유입관을 통해 소정 압력공기를 흡입시켜 반도체칩(C)을 흡착하기 위한 흡반(21b)을 갖는다.

따라서 압축 공기를 흡입시켜 반도체칩(C)을 흡반(21b)에 흡착시킨 뒤 지지봉(21a)으로 이동시키게 된다. 반도체칩은 상기 가열장치(10)에 의해 고착된 납땜이 녹아 있는 상태이므로 쉽게 반도체 칩이 흡착된다. 이후 흡착기(20)는 반도체칩(C)을 흡착시켜 이송레일(22) 쪽으로 옮겨 놓은 뒤 공기압을 낮추어 흡착하고 있던 반도체칩(C)을 내려 놓는다. 상기 이송레일(22)은 흡착기(20)로부터 떨어진 반도체칩을 이송한다.

첨부 도면 도 4는 본 발명 세정공정에 따른 도포장치(30)를 설명하기 위한 도면이다. 기판(B)에서 분리되고 이송레일(22)을 통하여 이송된 반도체칩(C)의 리드프레임에는 납찌꺼기가 잔류하므로 리드프레임의 표면은 울퉁불퉁하게 된다. 도포장치(30)는 리드프레임의 표면을 균일하게 세정시키기 전에 불순물의 분리가 용이하게 하기 위한 것으로, 저장조(31)에 저장된 납땜보조제(Flux)를 전사방식으로 반도체칩(C)의 리드프레임에 도포하는 전사롤러(R)를 가진다. 도포된 반도체 칩은 이송부(32)로 이송된뒤 냉각된다.

도면에서 도시된 냉각장치(40)는 잔열이 남아있는 반도체칩이 파손되는 것을 방지하기 위해 소정온도로 냉각시킨다. 즉, 상기 이송부(32)로부터 이송되는 반도체칩에 냉각공기를 분사히켜 냉각시킨다. 즉, 상기 이송부(32)로부터 이송하는 이송레일(32)의 하방에서 불어 주는 것이 바람직하다.

첨부 도면 도 5는 본 발명 목적을 달성하기 위한 본 발명 세정장치의 건조장치(60) 및 포장장치(70)를 나타낸다.

즉, 기판으로부터 분리되고 불순물등이 묻어 있는 반도체 칩은 불순물을 제거하기 위하여 소정의 납땜 보조제를 도포한 뒤 세정하게 되고 세정제를 건조시킨 뒤 재사용을 위하여 포장하게 된다.

상기 세정장치(50)는 이송레일(32)을 따라 이송하는 반도체칩에 세정제를 분사시켜 분순물을 제거한다. 세정장치(50)는 반도체칩 세정시 반도체칩의 상방 또는 하방에서 세정제를 분사시키며, 실시예에서는 이송레일의 하방에서 반도체칩을 세정하고 있다.

건조장치(60)는 상기 세정장치(50)로부터 이송되는 반도체칩에 가열공기를 분사시켜 반도체칩에 잔류하는 세정제를 제거한다. 그 이유는 세정공정에서 사용한 세정제가 반도체칩에 잔류시에는 반도체칩의 리드프레임을 부식하게 되기 때문이다.

이후 불순물이 제거되고 충분히 건조된 반도체 칩은 포장장치(70)를 통하여 포장한다.

이상과 같은 본 발명은 납땜된 반도체칩을 기판가열이라는 새로운 간접가열방식으로써 반도체칩의 납땜부분을 가열시킴으로써 반도체칩에 대한 직접가열에서의 반도체칩 손상을 방지한 효과를 가지며, 이동가능한 지지대에 설치된 흡반으로써 떼어낸 뒤 소정의 세정과정을 통하여 재사용가능하도록 함으로써 본 발명은 콘베어벨트등과 같은 이송수단을 이용하여 연속이동이 가능하도록 하면서 분리된 반도체칩의 불순물을 세정하게 되는 효과를 갖는다. 이것은 종래 수공으로 공정을 수행하던 것에 비하여 작업의 효율성을 높이게 된다.

Claims (1)

1. 반도체칩 분리 및 세정장치에 있어서, 상기 반도체칩 리드부분의 납땜을 녹이기 위하여 기판을 2회에 걸쳐 온도차를 두고 기판의 양연부를 가열하기 위한 복수의 가열기로 이루어진 가열장치;

   상기 가열장치로부터 가열된 기판상에 납땜부분이 용융된 반도체칩을 분리시키기 위하여 기판을 이송하기 위한 이송레일과, 압축공기 흡입라인이 연결되고, 반도체집에 흡착되기 위한 흡반과, 상기 이송레일과의 사이에 좌,우 이동가능하며 자체적으로 수직방향 상하동되면서 상기 흡반을 하단에 구비한 지지봉으로 이루어진 반도체칩 흡착장치; 및 반도체칩의 리드프레임에 납땜보조제를 도포하고, 잔열이 남아있는 반도체칩을 냉각시키며, 반도체칩에 세정제를 분사하며, 온풍을 분사하여 불순물이 제거된 반도체칩을 건조시키는 세정장치를 포함하는 반도체칩 분리 및 세정장치.