KR100280840B1 - Dispensing Head Unit for Semiconductor Packaging - Google Patents
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Abstract
디스펜싱 공정시간의 단축 및 반도체 칩의 품질향상에 유리하도록 개량된 반도체 패키징용 디스펜싱 헤드유니트에 대해 개시한다. 이 유니트는 수지가 저장되는 복수의 수지저장통(161)(162)과, 각 수지저장통과 함께 승강가능하고 각 수지저장통으로부터 공급되는 수지를 리이드프레임 상에 도포시키는 복수의 디스펜서헤드(171)(172)를 구비한다. 이러한 유니트는 서로 다른 물성의 에폭시수지 공급이 가능하도록 복수의 저장통 및 복수의 디스펜싱헤드를 구비함으로써, 칩 가장자리에는 접합력이 우수한 수지가 도포되도록 하고 칩 중심부에는 화학적으로 안정한 수지의 도포가 가능하도록 함으로써 제품의 품질향상에 유리하다. 또한, 각 저장통에 동일한 수지를 충전시켜서 디스펜싱작업을 복수의 헤드가 동시에 진행하도록 함으로써 디스펜싱공정시간의 단축을 가능하게 한다.Disclosed are a dispensing head unit for semiconductor packaging that is improved to shorten the dispensing process time and improve the quality of a semiconductor chip. The unit includes a plurality of resin reservoirs 161 and 162 in which resin is stored, and a plurality of dispenser heads 171 and 172 which are movable together with each resin reservoir and which resin supplied from each resin reservoir is applied onto the lead frame. ). The unit includes a plurality of reservoirs and a plurality of dispensing heads to supply epoxy resins of different physical properties, so that a resin having excellent bonding strength is applied to the edge of the chip and a chemically stable resin can be applied to the center of the chip. It is advantageous to improve product quality. In addition, by discharging the same resin into each of the reservoirs so that a plurality of heads can be simultaneously processed, the dispensing process can be shortened.
Description
본 발명은 리이드 프레임의 패드상에 IC칩이 실장된 후 에폭시수지를 공급시키는 반도체 패키징용 디스펜싱 헤드유니트에 관한 것으로써, 특히 두 종류 이상의 에폭시수지를 선택적으로 공급시킬 수 있도록 복수의 헤드를 채용한 반도체 패키징용 디스펜싱 헤드유니트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispensing head unit for semiconductor packaging that supplies an epoxy resin after an IC chip is mounted on a pad of a lead frame, and particularly employs a plurality of heads to selectively supply two or more kinds of epoxy resins. A semiconductor packaging dispensing head unit.
일반적으로 리이드 프레임(10;Lead frame)은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 IC칩(5)이 실장되는 패드(1;pad)와, IC칩(5)과 연결되는 인너리이드(2;inner lead) 및 외부단자와 연결되는 아우터 리이드(3;outer lead)를 가진다.In general, the lead frame 10 includes a pad 1 on which the IC chip 5 is mounted and an inner lead 2 connected to the IC chip 5 as shown in FIGS. 1 and 2; inner lead) and outer lead (3; outer lead) connected to the outer terminal.
이러한 리이드 프레임(10)을 이용한 반도체 칩 조립체는 통상 리이드(2)간의 간격을 유지시키고 후처리공정중 리이드(2)의 변형이 방지되도록 수지체(4)로 몰딩시키는 몰딩공정과, 리이드 프레임(10)의 패드(1)상에 IC칩(5)을 실장시키는 다이 본딩공정과, IC칩(5)과 인너리이드(2)를 전기적으로 접속시키는 와이어 본딩공정과, 상기 수지체(4)의 상부 및 IC칩(5)과 인너리이드(2) 상부에 디스펜서헤드(8)를 통해 열가소성 에폭시수지(7)를 충전(充塡)시켜 IC칩(5)등의 회로요소를 보호시키는 디스펜싱공정을 통하여 어셈블링된다.In the semiconductor chip assembly using the lead frame 10, a molding process of molding the resin body 4 to maintain the distance between the leads 2 and to prevent deformation of the leads 2 during the post-treatment process, and the lead frame ( A die bonding step for mounting the IC chip 5 on the pad 1 of the pad 10, a wire bonding step for electrically connecting the IC chip 5 and the inner lead 2, and the resin body 4 Dispensing process to protect the circuit elements such as IC chip 5 by filling thermoplastic epoxy resin 7 on top and IC chip 5 and inner lead 2 through dispenser head 8 Assembled via
한편, 디스펜싱공정에 있어서, IC칩(5)과 인너리이드(2)의 상부에 도포되는 에폭시수지와, 칩 가장자리에 대응되는 수지체(4) 상부에 도포되는 에폭시수지는 상호 물성이 다른 수지로 도포함이 바람직하다. 예컨대, 수지체(4)의 상부에 도포되는 수지는 접합려기 우수한 재질의 수지가 요구되고, IC칩(5)과 인너리이드(2)상부에 도포되는 수지는 칩 구동의 안정화를 위하여 화학적으로 안정한 수지가 요구된다.In the dispensing process, on the other hand, an epoxy resin applied on the IC chip 5 and the inner lead 2 and an epoxy resin applied on the resin body 4 corresponding to the chip edge have different physical properties. Inclusion is preferred. For example, the resin applied to the upper portion of the resin body 4 requires a resin of a material that is excellent in bonding, and the resin applied to the IC chip 5 and the upper part of the inner lead 2 is chemically stable for stabilization of chip driving. Resin is required.
그런데, 통상의 디스펜서에 있어서는 한 종류의 수지만을 채용함으로써, 상호 다른 수지로 디스펜싱하기 위하여는 적어도 2개 이상의 디스펜싱헤드가 요구된다.By the way, by employing only one type of resin in a conventional dispenser, at least two or more dispensing heads are required to dispense with different resins.
이에 따라서 생산성이 저하되고, 복수의 디스펜서 채용에 따른 작업공간의 협소화 및 원가절감에 불리하다.As a result, the productivity is lowered, which is disadvantageous in narrowing the work space and reducing the cost by employing a plurality of dispensers.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 하나의 디스펜서로서 서로 다른 수지를 공급할 수 있도록 된 반도체 패키징용 디스펜싱 헤드유니트를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a dispensing head unit for semiconductor packaging that can supply different resins as one dispenser.
도1은 통상의 리이드 프레임을 나타낸 평면도,1 is a plan view showing a conventional lead frame,
도2는 IC칩이 실장된 리이드 프레임의 단면도,2 is a cross-sectional view of a lead frame in which an IC chip is mounted;
도3은 본 발명 헤드유니트를 채용한 디스펜싱장치를 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing a dispensing apparatus employing the head unit of the present invention;
도4는 도3의 개략 정면도,4 is a schematic front view of FIG. 3;
도5는 본 장치에 채용되는 X-Y로봇 메카니즘을 나타낸 개략 평면도,5 is a schematic plan view showing an X-Y robot mechanism employed in the present apparatus;
도6은 본 발명 헤드 유니트를 나타낸 사시도,6 is a perspective view of the head unit of the present invention;
도7은 도6의 개략 측단면도,7 is a schematic side cross-sectional view of FIG. 6;
도8은 도6의 개략 평면도,8 is a schematic plan view of FIG. 6;
도9는 헤드유니트를 나타낸 개략도,9 is a schematic diagram showing a head unit;
도10은 디스펜싱장치를 나타낸 개략 정면도,10 is a schematic front view showing a dispensing apparatus;
도11은 디스펜싱장치를 나타낸 개략 측면도,11 is a schematic side view showing a dispensing apparatus;
도12는 도11의 요부 확대도이다.12 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 11.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10...리이드프레임(LEAD FRAME) 110...고정블럭10 ... Lead frame 110 ... Fixed block
120...메인가대 131...X축 스크류120 ... main unit 131 ... X-axis screw
132...Y축스크류 141...제1슬라이더132 ... Y-axis screws 141 ... 1st slider
142...제2슬라이더 150...헤드유니트142.2nd slider 150 ... head unit
161,162...수지저장통 171,172...디스펜싱헤드161,162 ... Resin reservoir 171,172 ... Dispensing head
171a,172a...니이들 180...경사블럭171a, 172a ... needle 180 ... inclined block
상기 목적을 달성하는 본 발명은 IC칩이 실장된 리이드 프레임에 수지를 공급시키는 반도체 패키징용 디스펜싱 헤드유니트에 있어서,The present invention to achieve the above object in the semiconductor packaging dispensing head unit for supplying resin to the lead frame mounted IC chip,
수지가 저장되는 복수의 수지저장통과,A plurality of resin storage passages through which resin is stored;
상기 각 수지저장통과 함께 승강가능하고 각 수지저장통으로부터 공급되는 수지를 상기 리이드프레임 상에 도포시키는 복수의 디스펜싱헤드를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.And a plurality of dispensing heads which are movable together with the respective resin reservoirs and apply the resin supplied from each resin reservoir onto the lead frame.
그리고 상기 각 수지저장통의 출구측과 상기 디스펜싱헤드를 경사상으로 연결하며 수지가 공급되는 경사통로가 형성된 경사블럭이 마련되어 있다.An inclined block is formed between the outlet side of each of the resin reservoirs and the dispensing head in an inclined shape, and has an inclined passage through which resin is supplied.
또한, 상기 각 디스펜싱헤드는 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 구동으로 소정스텝 회전되어 상기 수지저장통으로 공급되는 수지를 일정량 이동시키는 스크류봉과, 상기 스크류봉의 회전에 따라 이동되는 수지가 토출되는 니이들이 구비되어 있다.In addition, each of the dispensing head is a motor for generating power, a screw rod that rotates a predetermined step by the drive of the motor to move a predetermined amount of the resin supplied to the resin reservoir, and the resin moved in accordance with the rotation of the screw rod is discharged Needles are provided.
이때, 스크류봉을 회전시키는 모터의 회전수를 임의 조절가능하게 함으로써 토출되는 수지의 양을 조절가능하게 할 수도 있다.At this time, the amount of resin to be discharged may be adjusted by arbitrarily adjusting the rotation speed of the motor for rotating the screw rod.
상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 디스펜싱 헤드유니트는 서로 다른 수지를 저장하는 복수의 수지저장통 및 복수의 디스펜싱헤드를 구비함으로써 리이드프레임상에 수지를 도포시키는 디스펜싱공정을 대폭 단축시킨다.According to the above feature of the present invention, the dispensing head unit of the present invention includes a plurality of resin reservoirs and a plurality of dispensing heads for storing different resins, thereby greatly shortening the dispensing process of applying resin on the lead frame.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명 디스펜싱 헤드유니트는, 도1 및 도2를 참조하면, 리이드 프레임(10)의 패드(1)상에 IC칩(5)을 실장시키는 다이 본딩공정과, IC칩(5)과 인너리이드(2)를 전기적으로 접속시키는 와이어 본딩공정을 수행한 후에 IC칩(5)과 인너리이드(2)를 보호하도록 수지를 도포시키는 디스펜싱공정에 채용된다.1 and 2 of the present invention, the dispensing head unit includes a die bonding step of mounting the IC chip 5 on the pad 1 of the lead frame 10, the IC chip 5 and the inner lead. After the wire bonding step of electrically connecting (2) is carried out, it is employed in a dispensing step of applying a resin so as to protect the IC chip 5 and the inner lead 2.
이러한 본 발명 디스펜싱 헤드유니트를 채용하는 디스펜싱장치는, 도3내지 도5 및 도11과 도12를 참조, 리이드 프레임을 이송가이드하는 가이드수단과 소정위치에서 리이드프레임을 고정시키는 고정블럭(110)이 마련되는 메인가대(120)와; 메인가대(120) 상부에 마련되는 서브가대(130)와; 서브가대(130)에 상기 리이드 프레임의 이송방향과 평행하게 설치되어 회전구동되는 X축스크류(131)와; X축스크류(31)를 따라 이동되는 제1슬라이더(141)와; 제1슬라이더(141)에 고정설치되는 고정블럭(141a)과; 고정블럭(141a)에 상기 X축스크류(131)와 수직한 방향으로 설치되어 회전구동되는 Y축스크류(132)와; Y축스크류(132)를 따라 이동되는 제2슬라이더(142)와; 제2슬라이더(142)에 대해 승강가능하게 설치되어 에폭시수지를 리이드프레임상에 도포시키는 헤드유니트(150)를 구비한다.Dispensing apparatus employing such a dispensing head unit of the present invention, as shown in Figures 3 to 5, 11 and 12, the guide means for transporting the lead frame and the fixing block 110 for fixing the lead frame at a predetermined position Main frame 120 is provided; A sub mount 130 provided above the main mount 120; An X-axis screw 131 which is installed in the sub mount 130 in parallel with the conveying direction of the lead frame and is driven to rotate; A first slider 141 moved along the X-axis screw 31; A fixed block 141a fixed to the first slider 141; A Y-axis screw 132 installed on the fixed block 141a in a direction perpendicular to the X-axis screw 131 and driven to rotate; A second slider 142 moved along the Y-axis screw 132; It is provided with a head unit 150 installed so as to be elevated relative to the second slider 142 to apply the epoxy resin on the lead frame.
상기 헤드유니트(150)는, 도6내지 도9를 참조하면, 수지가 저장되는 복수의 수지저장통(161)(162)과, 각 수지저장통(161)(162)과 함께 승강가능하고 각 수지저장통(161)(162)으로부터 공급되는 수지를 상기 리이드프레임 상에 도포시키는 복수의 디스펜싱헤드(171)(172)를 가진다.6 to 9, the head unit 150 can be elevated together with a plurality of resin reservoirs 161 and 162 and resin reservoirs 161 and 162 for storing resin, and each resin reservoir. And a plurality of dispensing heads 171 and 172 for applying the resin supplied from the (161) and the 162 on the lead frame.
그리고 도7에 도시된 바와 같이, 각 수지저장통(161)(162)의 출구측과 상기 각 디스펜싱헤드(171)(172)를 경사상으로 연결하며 수지가 공급되는 경사통로(181)가 형성된 경사블럭(180)이 마련되어 있다.And, as shown in Figure 7, the inlet side of each of the resin reservoir (161, 162) and each of the dispensing heads (171, 172) inclined to form an inclined passage 181 is supplied with resin The inclined block 180 is provided.
그리고 각 디스펜싱헤드(171)(172)에는 수지저장통(161)(162)으로부터 공급되는 수지가 토출되는 니이들(needle;171a,172a)과, 수지가 일정량씩 토출되도록 회전구동되는 스크류봉(172b)과, 스크류봉을 회전구동시키는 모터(171c)(172c)를 구비한다.The dispensing heads 171 and 172 each have needles 171a and 172a through which resins supplied from the resin reservoirs 161 and 162 are discharged, and screw rods rotatably driven to discharge resins by a predetermined amount. 172b and the motors 171c and 172c which rotate-drive a screw rod.
이때, 모터(171c)(172c)의 회전수를 임의로 조절하여 토출되는 수지의 양을 조절가능하게 할 수도 있다. 이를 위해서 모터(171c)(172c)에 인가되는 전압의 크기를 프로그램을 통해서 원하는 회전수로 조절시킬 수 있다.At this time, the amount of resin discharged may be adjusted by arbitrarily adjusting the rotation speed of the motors 171c and 172c. To this end, the magnitude of the voltage applied to the motors 171c and 172c may be adjusted to a desired rotation speed through a program.
한편, 도6내지 도8에 도시된 바와 같이, 구동모터(190)와 벨트(192)로 연결구동되는 구동풀리(191)에 스크류축(193)이 마련되어 있고, 스크류축(193)에는 슬라이더(194)가 승강가능하게 마련되어 있으며, 슬라이더(194)의 승강과 함께 헤드유니트(150)가 승강되도록 되어 있다.6 to 8, a screw shaft 193 is provided on a drive pulley 191 connected and driven by the drive motor 190 and the belt 192, and a slider (1) is provided on the screw shaft 193. 194 is provided to be movable up and down, and the head unit 150 is raised and lowered as the slider 194 is raised and lowered.
상기 가이드수단은 도10에 도시된 바와 같이, 로더(미도시)로부터 공급되는 리이드프레임이 안착되며 모터풀리(200)에 권회구동되는 한쌍의 로우프(201)로 이루어진다. 그리고 고정블럭(110)에는 로우프(2-1)에 안착되어 이송된 리이드프레임을 고정시키는 파지플레이트(미도시)와, 도포된 수지의 경화를 방지시키는 히터체(미도시)가 마련되어 있다.As illustrated in FIG. 10, the guide means includes a pair of ropes 201 in which a lead frame supplied from a loader (not shown) is seated and is driven by a motor pulley 200. The fixing block 110 is provided with a gripping plate (not shown) for fixing the lead frame seated on the rope 2-1 and a heater body (not shown) for preventing hardening of the applied resin.
상기와 같이 본 발명 디스펜싱 헤드유니트를 채용하는 디스펜싱장치의 구동 및 그 수지도포방법은 다음과 같다.As described above, the driving and dispensing method of the dispensing apparatus employing the dispensing head unit of the present invention is as follows.
먼저, 수지저장통(161)(162)에는 각기 물성이 다른 에폭시수지가 충전된다.First, the resin reservoirs 161 and 162 are filled with epoxy resins having different physical properties.
IC칩등이 실장된 리이드프레임이 권회구동되는 로우프(201)상에 안착되어 고정블럭(110)위치로 이동되어 정지된다. 이어서 정해진 프로그램에 따라 헤드유니트(150)가 X-Y축방향으로 이동되면서 리이드프레임상에 수지를 도포하게 된다.The lead frame on which the IC chip or the like is mounted is seated on the rope 201 that is wound and driven to move to the fixed block 110 and stopped. Subsequently, the head unit 150 is moved in the X-Y axis direction according to a predetermined program to apply resin onto the lead frame.
이때, 먼저 디스펜싱헤드(171)가 리이드프레임의 가장자리를 따라 한 종류의 에폭시수지를 도포한다. 이어서 다른 디스펜싱헤드(172)가 이미 도포된 수지 내측에 다른 종류의 에폭시수지를 도포하여 충전시킨다.At this time, the dispensing head 171 first applies a kind of epoxy resin along the edge of the lead frame. Subsequently, another type of epoxy resin is applied to the inside of the resin to which the other dispensing heads 172 have already been applied.
여기서 수지저장통(161)(162)으로부터는 경사통로(181)를 따라 각 니이들(171a)(172a)측으로 공급되게 되므로 수지의 공급이 원할하게 된다.Here, since the resin reservoirs 161 and 162 are supplied to the needles 171a and 172a along the inclined passage 181, the supply of the resin is smooth.
상기와 같이 수지가 도포되는 중에는 고정블럭(110)의 히터체가 발열되어 수지의 경화를 방지시킨다.While the resin is applied as described above, the heater body of the fixed block 110 is heated to prevent curing of the resin.
상기에 있어서, 상기 각 수지저장통(161)(162)에는 동종의 수지를 충전시켜서 두 디스펜싱헤드(171)(172)가 함께 하강하여 인접하는 칩상부에 동시에 수지를 도포시킬 수 있다. 이 경우 두 디스펜싱헤드(171)(172) 사이의 간격과 인접하는 칩 간의 간격이 동일하여야 함은 물론이다. 이 경우 수지의 디스펜싱공정을 대폭 단축시킬 수 있다.In the above, each of the resin reservoirs 161 and 162 may be filled with the same type of resin, and the two dispensing heads 171 and 172 may be lowered together to simultaneously apply resin to the adjacent chip tops. In this case, the spacing between the two dispensing heads 171 and 172 and the spacing between adjacent chips must be the same. In this case, the dispensing process of resin can be shortened significantly.
한편, 본 발명 디스펜싱 헤드유니트는 상기와 같이 에폭시수지를 도포하는 디스펜싱공정중에 손상된 니이들(171a)(172a)을 교환한 후 니이들의 초기위치 조정을 위한 조정유니트가 마련될 수 있다. 또한, 미설명부호 (400)은 공급되는 리이드프레임의 평편도에 따라 니이들(171a)(172a)의 승강폭을 조정할 수 있도록 감지하는 보정유니트이다.On the other hand, the dispensing head unit of the present invention may be provided with an adjustment unit for adjusting the initial position of the needle after replacing the damaged needle (171a) (172a) during the dispensing process of applying the epoxy resin as described above. In addition, reference numeral 400 is a correction unit for sensing so that the lifting width of the needles 171a and 172a can be adjusted according to the flatness of the lead frame supplied.
상술한 바와 같은 본 발명 디스펜싱 헤드유니트는 상기 실시예에 한정되지 아니하고 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있음은 두말 할 것도 없다.Needless to say, the dispensing head unit of the present invention as described above is not limited to the above embodiment and can be implemented by adding many modifications without departing from the spirit and scope of the present application.
본 발명 반도체 패키징용 디스펜싱 헤드유니트는 다음과 같은 이점을 가진다.Dispensing head unit for semiconductor packaging of the present invention has the following advantages.
첫째, 서로 다른 물성의 에폭시수지 공급이 가능하도록 복수의 저장통 및 복수의 디스펜싱헤드를 구비함으로써, 칩 가장자리에는 접합력이 우수한 수지가 도포되도록 하고 칩 중심부에는 화학적으로 안정한 수지의 도포가 가능하도록 함으로써 제품의 품질향상에 유리하다.First, by providing a plurality of reservoirs and a plurality of dispensing heads to enable the supply of epoxy resins of different physical properties, a resin having excellent bonding strength is applied to the edge of the chip and a chemically stable resin can be applied to the center of the chip. It is advantageous to improve quality.
둘째, 각 저장통에 동일한 수지를 충전시켜서 디스펜싱작업을 복수의 헤드가 동시에 진행하도록 함으로써 디스펜싱공정시간의 단축을 가능하게 한다.Second, by discharging the same resin in each reservoir to allow a plurality of heads to proceed at the same time, it is possible to shorten the dispensing process time.
셋째, 각 수지저장통과 각 디스펜싱헤드는 수지공급통로인 경사블럭이 마련됨으로써, 수지의 공급을 원할하게 한다.Third, each resin reservoir and each dispensing head are provided with an inclined block that is a resin supply passage, thereby smoothly supplying resin.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
G15R | Request for early opening | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20051109 Year of fee payment: 6 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |