KR100325130B1 - Exposing tool for flexible ball grid array semiconductor package using a pin-hole alignment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 핀구멍 정렬을 이용한 플렉서블 볼그리드어레이 반도체패키지용 노광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 마스크를 필름의 소정 위치에 정확히 위치시키도록 마스크에 인접하여 돌출되게 설치된 핀을 필름상에 일정 간격으로 형성된 스프로켓 구멍에 기계적으로 결합시켜 유리 마스크와 필름을 정렬시킴으로써 마스크와 필름의 정렬 소요시간을 대폭 단축시킬 뿐만 아니라 정렬의 신뢰성을 향상시키므로 최종 회로의 생산성 및 수율이 증대되는 핀구멍 정렬을 이용한 플렉서블 볼그리드어레이 반도체패키지용 노광장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for a flexible ball grid array semiconductor package using pinhole alignment. More specifically, the present invention relates to a pin for protruding adjacent to a mask so as to accurately position a mask at a predetermined position on a film. By mechanically coupling to the sprocket holes formed at intervals to align the glass mask and film, the alignment time of the mask and film is greatly reduced, and the reliability of the alignment is improved, so that the pinhole alignment is used to increase the productivity and yield of the final circuit. An exposure apparatus for a flexible ball grid array semiconductor package.
일반적으로 반도체패키지라 함은 각종 전자회로 및 배선이 적층되어 형성된 단일소자 및 집적회로 등의 반도체칩을 먼지, 습기, 전기적, 기계적 부하 등의 각종 외부환경으로부터 보호하고 상기 반도체칩의 전기적 성능을 최적화, 극대화시키기 위해 리드프레임(lead frame)이나 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 등을 이용해 메인보드로의 신호 입/출력 단자를 형성하고 봉지수단을 이용하여 몰딩(molding)한 것을 말한다.In general, a semiconductor package is to protect semiconductor chips such as single devices and integrated circuits formed by stacking various electronic circuits and wirings from various external environments such as dust, moisture, electrical, and mechanical loads, and optimize electrical performance of the semiconductor chips. In order to maximize, it means that the signal input / output terminals to the main board are formed using a lead frame or a printed circuit board (PCB), and molded using an encapsulation means.
이러한 반도체패키지는 최근 반도체칩의 진보된 집적화 기술과 전자기기의 소형화에 따라서 이를 뒷받침하기 위해 경박단소(輕薄短小)화의 추세에 있으며 리드프레임을 이용한 어레이형 반도체패키지, 핀그리드어레이(pin grid array, PGA) 반도체패키지, 볼그리드어레이(ball grid array, BGA) 반도체패키지(이하 'BGA패키지'라 한다) 등의 수요가 증가하고 있다.These semiconductor packages are in the trend of thin and small in order to support them according to the advanced integration technology of semiconductor chips and the miniaturization of electronic devices, and an array type semiconductor package using a lead frame and a pin grid array Increasingly, demand for PGA semiconductor packages and ball grid array (BGA) semiconductor packages (hereinafter referred to as 'BGA packages') is increasing.
BGA패키지란 고집적도의 반도체칩 및 다핀화 요구 등을 수용하기 위해 개발된 것으로, 메인보드에의 실장을 위해 저면에 일정한 형태로 배열된 다수의 솔더볼(solder ball)을 갖는 표면실장형(SMT) 패키지의 한 종류이다.The BGA package was developed to accommodate high-density semiconductor chips and multi-pinning needs, and is a surface mount type (SMT) having a plurality of solder balls arranged in a constant shape on the bottom for mounting on a main board. One kind of package.
또한, 플렉서블 볼그리드어레이(flexible BGA) 반도체패키지(이하 'fleXBGA패키지'라 한다)는 기존의 BGA패키지보다 한정되어 있는 좁은 면적에서도 많은 수의 신호 인출단자를 만들어낼 수 있기 때문에 소형화, 고집적화, 다핀화 등을 추구할 수 있는 차세대 패키지기술이다.In addition, the flexible BGA semiconductor package (hereinafter referred to as 'fleXBGA package') can produce a large number of signal outgoing terminals even in a limited area compared to conventional BGA packages, thereby miniaturizing, integrating, and It is the next generation package technology that can pursue pinning.
이와같은 fleXBGA패키지의 어셈블링(assembling) 이전에 필름상에 소정의 패턴이 형성된 회로(circuit) 제작이 선행되며, 상기 회로의 일반적인 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Prior to assembling of the fleXBGA package, a circuit having a predetermined pattern formed on a film is preceded. A general manufacturing method of the circuit will be described below.
1. 펀칭(punching)단계로서, fleXBGA패키지 회로의 재료가 되는 폴리이미드(polyimide) 필름의 가장자리에 일정 간격으로 직사각형 모양의 스프로켓 구멍(sprocket hole)을 뚫는다.1. As a punching step, a rectangular sprocket hole is drilled at regular intervals on the edge of the polyimide film that is the material of the fleXBGA package circuit.
2. 구리도포단계로서, 상기 펀칭된 필름상에 동박(copper foil)을 도포한다.2. Copper coating step, applying copper foil on the punched film.
3. 회로패턴형성단계로서, 상기 필름상에 감광재(photoresist)를 도포한 후, 소정의 회로패턴이 형성된 유리 마스크(glass mask)를 통해서 자외광(U.V. light)을 상기 필름의 감광재에 방사하는 노광공정(exposing)과, 자외광에 노출된 영역을 제거하는 현상공정(developing), 및 상기 필름 전체에 도포되어 있는 구리를 화학적 식각용액을 사용해서 소정의 회로패턴에 해당하지 않는 영역을 제거하는 식각공정(etching)을 통해 상기 필름상에 소정의 회로패턴을 형성한다.3. A circuit pattern forming step, after applying a photoresist on the film, the ultraviolet light is emitted to the photosensitive material of the film through a glass mask in which a predetermined circuit pattern is formed. An exposing step, a developing step of removing an area exposed to ultraviolet light, and a copper applied to the entire film using a chemical etching solution to remove an area not corresponding to a predetermined circuit pattern. A predetermined circuit pattern is formed on the film through etching.
4. 니켈/금 도금단계로서, 상기 형성된 소정의 회로패턴에 니켈과 금을 도금한다.4. In the nickel / gold plating step, nickel and gold are plated on the formed circuit pattern.
일반적으로, 이상에서와 같은 회로 제조공정 중 노광공정이 최종회로의 수율 및 생산성에 가장 큰 영향을 미치는데 소정의 회로패턴이 필름의 소정 위치에 형성되도록 마스크와 필름을 정확히 정렬(align)하는 수단이 수율 및 생산성에 영향을 미치는 주요인으로 알려져 있다. 지금까지의 정렬방법은 카메라를 사용해서 필름상에 표시된 기준점을 모니터링하면서 마스크의 회로패턴이 필름의 바람직한 영역에 위치할 때까지 마스크의 위치를 조금씩 조정하는 궤환(feedback)방식의 전자적 시스템이었다.In general, the exposure process during the circuit manufacturing process as described above has the greatest influence on the yield and productivity of the final circuit, and means for accurately aligning the mask and the film so that a predetermined circuit pattern is formed at a predetermined position of the film. This is known as a major factor affecting yield and productivity. Until now, the alignment method has been a feedback-type electronic system in which the position of the mask is adjusted little by little until the circuit pattern of the mask is located in the desired area of the film while monitoring the reference point marked on the film using a camera.
도1에 도시된 종래 마스크(OM)의 평면도에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 유리 마스크내에 1유닛의 회로패턴(CP)만이 형성되어 있다. 이는 종래의 플렉서블 볼그리드어레이(fleXBGA) 반도체패키지용 노광장치는 필름을 노광시키기 위해 카메라를 이용해서 마스크와 필름을 정렬시킬 때, 마스크와 필름의 정렬허용오차에 대한 신뢰수준이 낮아서 1회 노광공정중 1유닛의 회로패턴(CP)만을 처리할 수 밖에 없었기 때문이다. 실제적으로 fleXBGA패키지에서 요구하는 정렬허용오차는 10㎛인데 반해 카메라를 이용한 종래 전자방식의 오차는 20㎛정도의 신뢰수준을 갖는다.As can be seen from the plan view of the conventional mask OM shown in Fig. 1, only one unit of the circuit pattern CP is formed in the conventional glass mask. This is because the exposure apparatus for the conventional flexible ball grid array (fleXBGA) semiconductor package has a low level of confidence in the alignment tolerance of the mask and the film when the mask and the film are aligned using a camera to expose the film. This is because only one unit of the circuit pattern CP can be processed. Actually, the alignment tolerance required by the fleXBGA package is 10 µm, whereas the error of the conventional electronic method using a camera has a confidence level of about 20 µm.
그러나, 이와 같이 종래의 카메라를 이용하여 1유닛의 회로패턴만이 형성된 마스크와 필름을 정렬시킬 때에, 정렬의 신뢰수준 한계로 인해 1회 노광능력이 1유닛으로 제한됐음에도 불구하고, 종래의 전자방식 정렬장치는 마스크와 필름을 정확히 정렬하는 데만 20초 이상의 시간이 소요됐고, 정렬오차 역시 fleXBGA패키지에서 요구하는 허용범위를 충분히 만족시키지 못하였다. 따라서, 정렬시간 및 1회 노광 능력의 한계로 인해 최종 회로의 생산성과 수율이 상당히 저조하였다. 그리고, 노광장치의 정확한 정렬을 위해 복잡한 전자장치를 사용하고, 이를 수행하기 위해 더욱 고가의 전자장치 사용하였기 때문에 노광장치의 비용이 매우 값비쌀 뿐만 아니라 부품의 유지보수를 위한 작업시간이 상당히 소요되는 등 여러 가지 문제점이 제기되었다.However, when aligning a mask and a film in which only one unit of circuit pattern is formed by using a conventional camera as described above, even though the one-time exposure capability is limited to one unit due to the limit of confidence level of alignment, the conventional electronic method The alignment device took more than 20 seconds to align the mask and film correctly, and the alignment error did not fully meet the tolerances required by the fleXBGA package. Thus, the productivity and yield of the final circuit was significantly lower due to the limitation of alignment time and single exposure capability. In addition, since complicated electronics are used for accurate alignment of the exposure apparatuses, and more expensive electronics are used to perform this, the cost of the exposure apparatus is very expensive and the work time for the maintenance of the parts is considerably required. Several problems were raised.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 첫 번째 목적은 전자적 방식이 아닌 기계적 방식의 핀구멍을 이용하여 필름 노광시 마스크와 필름의 정렬소요시간을 단축시킬 수 있는 정렬장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the first object of the present invention can reduce the alignment time of the mask and the film during film exposure by using a pin hole of the mechanical method rather than the electronic method. To provide an alignment device.
두 번째 목적은 핀구멍의 정확도를 향상시킴으로써 정렬오차를 fleXBGA패키지에서 요구하는 허용범위 이상의 향상된 신뢰성을 제공하는 데 있다.The second objective is to improve the accuracy of the pinholes to provide alignment reliability beyond the tolerances required by the fleXBGA package.
세 번째 목적은 정렬오차에 대한 신뢰성 향상을 통해서 1회 노광시 1유닛 이상을 노광시킬 수 있도록 마스크의 구조를 변경시킴으로써 노광장치의 1회 노광능력을 향상시키는 데 있다.The third object is to improve the single exposure capability of the exposure apparatus by changing the structure of the mask to expose more than one unit in one exposure through improved reliability of alignment errors.
네 번째 목적은 핀구멍을 이용한 기계방식의 단순한 정렬방법을 통해서 노광장치의 비용이 저렴하고, 노광장치의 유지보수가 용이한 노광장치를 제공하는 데 있다.A fourth object of the present invention is to provide an exposure apparatus having a low cost and easy maintenance of the exposure apparatus through a simple alignment method of a mechanical method using a pin hole.
도1은 종래 마스크의 평면도.1 is a plan view of a conventional mask.
도2는 본 발명의 마스크의 평면도.2 is a plan view of the mask of the present invention.
도3은 본 발명의 핀구멍 정렬에 의해 필름위에 위치된 마스크를 보여주기 위해 마스크를 지지하는 내부판 및 상부판을 제거한 마스크의 평면도.Figure 3 is a plan view of the mask with the inner plate and top plate supporting the mask removed to show the mask positioned on the film by the pinhole alignment of the present invention.
도4는 본 발명의 마스크와 핀 및 하부판과의 결합구조를 보여주기 위한 본 발명의 핀구멍의 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of the pinhole of the present invention to show the coupling structure of the mask and the pin and the bottom plate of the present invention.
도5는 본 발명의 마스크를 지지하는 내부판 및 상부판의 결합관계를 보여주는 저면도.Figure 5 is a bottom view showing a coupling relationship between the inner plate and the upper plate for supporting the mask of the present invention.
도6은 본 발명의 하부판의 평면도.Figure 6 is a plan view of the bottom plate of the present invention.
도7은 본 발명에 의한 핀구멍 정렬을 이용한 플렉서블 볼그리드어레이 반도체패키지용 노광장치의 개략적인 구성도.7 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus for a flexible ball grid array semiconductor package using pinhole alignment according to the present invention.
* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
EX: 노광장치 UV: 자외광원EX: Exposure device UV: Ultraviolet light source
OM: 종래 마스크 NM: 본 발명의 마스크OM: Conventional mask NM: Mask of the present invention
CP: 회로패턴 TP: 상부판CP: Circuit Pattern TP: Top Panel
IP: 내부판 BP: 하부판IP: Inner Panel BP: Lower Panel
11: 필름 12: 스프로켓 구멍11: film 12: sprocket hole
13: 핀 14: 핀 구멍13: pin 14: pin hole
15: 센서 21: 마스크 고정판15: sensor 21: mask fixing plate
24: 상부안내축구멍 25: 하부안내축구멍24: upper guide shaft hole 25: lower guide shaft hole
27: 진공구멍 32: 피스톤27: vacuum hole 32: piston
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 의한 기계방식의 핀구멍 정렬장치를 이용한 fleXBGA패키지용 노광장치는 노광을 위해 이송되는 필름(11)의 스프로켓 구멍(12)에 결합되도록 핀(13)이 마스크(NM)의 둘레 중앙에 인접하여 돌출 형성되고, 상기 핀(13)을 수용하도록 상기 핀(13)의 대응 위치에 핀 구멍(14)이 형성되고 스프로켓 구멍(12)의 수를 계산하기 위한 센서(15)가 필름안내용 하부판(BP)에 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an exposure apparatus for a fleXBGA package using a mechanical pinhole alignment device according to the present invention has a pin 13 masked to be coupled to a sprocket hole 12 of a film 11 to be transported for exposure. (NM) is formed protruding adjacent to the circumferential center, the pin hole 14 is formed in the corresponding position of the pin 13 to receive the pin 13, the sensor for calculating the number of sprocket holes 12 15 is formed on the film guide lower plate (BP).
본 발명은 회로 제작공정에서 설명한 펀칭단계를 통해서 동일 간격의 직사각형 형태로 필름(일반적으로 '자재'라 하고 있음)외곽에 형성되는 스프로켓 구멍(12)과 일치하는 위치에 핀(13)이 삽입되게 함으로써 마스크(NM)와 필름(11)을 기계적으로 정렬하는 것으로, 이를 '핀구멍 정렬장치'라 칭한다.In the present invention, through the punching step described in the circuit fabrication process, the pin 13 is inserted into a position coinciding with the sprocket hole 12 formed on the outside of the film (generally referred to as 'material') in the form of rectangular spaces. As a result, the mask NM and the film 11 are mechanically aligned, which is referred to as a 'pin hole alignment device'.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 더욱 용이하게 이해할 수 있도록 본 발명에 의한 핀구멍 정렬을 이용한 fleXBGA패키지용 노광장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an exposure apparatus for a fleXBGA package using pinhole alignment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can more easily understand the present invention. same.
도3에 필름과 마스크의 결합상태가 평면도로 도시된 바와 같이, 본 발명의 핀구멍 정렬을 이용하는 노광장치의 마스크는 필름에 형성된 스프로켓 구멍(12)에 핀(13)이 결합되면 마스크와 필름이 자동으로 정렬되게 한 것으로서, 3유닛의 패턴이 형성된 마스크(NM)의 중앙 일부분이 제거되어 오목부가 형성되고 이 오목부에 돌출되게 형성된 핀(13)은 폴리이미드 필름(11)의 스프로켓 구멍(12)에 결합된다.As shown in FIG. 3, the combined state of the film and the mask is shown in a plan view, the mask of the exposure apparatus using the pinhole alignment of the present invention is the mask and the film when the pin 13 is coupled to the sprocket hole 12 formed in the film In order to automatically align, the pin 13 formed with the center portion of the mask NM in which the three-unit pattern is formed to remove the concave portion and protrude into the concave portion is a sprocket hole 12 of the polyimide film 11. ) Is combined.
여기에서 마스크(NM)의 오목부에는 4개씩 8개의 핀(13)이 도시되어 있으나 핀의 수 및 배치는 임의로 변경될 수 있다.Here, eight fins 13 each of four are shown in the concave portion of the mask NM, but the number and arrangement of the fins may be arbitrarily changed.
도4에 본 발명의 마스크와 핀 및 하부판과의 결합구조를 보여주기 위해 단면도로 도시된 바와 같이, 본 발명의 마스크(NM)는 상부의 내부판(IP)에 고정되고 마스크의 중앙부분에는 스프로켓 구멍(12)과 결합되는 핀(13)이 설치된다.As shown in cross-sectional view to show the coupling structure of the mask and the pin and the lower plate of the present invention in Figure 4, the mask NM of the present invention is fixed to the upper inner plate (IP) and the sprocket in the center portion of the mask A pin 13 is installed that engages the hole 12.
하부판(BP)에는 상부판의 핀(13)을 수용도록 핀(13)에 대응하는 위치에 핀 구멍(14)이 형성되고, 핀 구멍(14)사이의 중앙 하부에는 스프로켓 구멍(12)을 계산하는 센서(15)가 설치되며, 하부판(BP)의 상면에는 이송된 필름(11)이 위치된다.The lower plate BP is formed with a pin hole 14 at a position corresponding to the pin 13 so as to receive the pin 13 of the upper plate, and the sprocket hole 12 is calculated at the center lower portion between the pin holes 14. The sensor 15 is installed, the transferred film 11 is located on the upper surface of the lower plate (BP).
상기 센서(15)의 센서 구멍(16)은 하부판(BP)의 핀 구멍(14)과 평행하게 형성되고 센서(15)도 센서 구멍(16)과 평행하게 하부판의 하측에 일직선 상으로 설치된다.The sensor hole 16 of the sensor 15 is formed in parallel with the pin hole 14 of the lower plate BP, and the sensor 15 is also provided in a straight line under the lower plate in parallel with the sensor hole 16.
마스크(NM)는 마스크 고정판(21)을 이용하여 볼트(36)로 내부판(IP)에 고정된다.The mask NM is fixed to the inner plate IP with the bolt 36 using the mask fixing plate 21.
도5에 저면도로 도시된 바와 같이, 상기 마스크(NM)는 다수의 마스크고정판(21)을 통해서 내부판(IP)에 결합되고, 내부판(IP)은 상부판(TP)에 고정된다. 상부판(TP)에는 상부판을 승하강시키도록 상부안내축 구멍(24)이 형성된다.As shown in the bottom view of FIG. 5, the mask NM is coupled to the inner plate IP through the plurality of mask fixing plates 21, and the inner plate IP is fixed to the upper plate TP. The upper guide shaft hole 24 is formed in the upper plate TP to raise and lower the upper plate.
도6에 평면도로 도시된 바와 같이, 하부판(BP)에는 이송된 필름을 정위치에 고정하도록 진공판(26)이 설치된다. 진공판(26)은 도시되지 않은 진공원이 필름에 작용하여 필름이 하부판의 상면에 밀착되도록 다수의 진공 구멍(27)이 형성된다.As shown in the plan view in FIG. 6, the lower plate BP is provided with a vacuum plate 26 to fix the transferred film in place. The vacuum plate 26 is formed with a plurality of vacuum holes 27 such that a vacuum source (not shown) acts on the film so that the film adheres to the upper surface of the lower plate.
상기 진공판(26) 및 상기 진공구멍(27)은 상기 핀(13)이 상기 필름(11)의 스프로켓 구멍(12)에 삽입될 때 진공으로 상기 필름(11)를 고정시켜서 정렬 및 노광공정동안 상기 필름(11)이 요동되는 것을 방지하는 구성요소이다. 또한, 하부판(BP)에는 상부판(TP)을 승강시키도록 하부 이동축이 안내되는 하부안내축 구멍(25)이 형성된다. 또한 스프로켓 구멍(12)을 계산하는 센서(15)를 설치하기 위한 상기 센서 구멍(16), 상기 핀(13)을 정렬되게 수용하는 상기 핀 구멍(14), 필름의 요동을 방지하기 위한 진공판(26) 및 진공구멍(27)이 존재한다.The vacuum plate 26 and the vacuum hole 27 fix the film 11 by vacuum when the pin 13 is inserted into the sprocket hole 12 of the film 11 during the alignment and exposure process. It is a component that prevents the film 11 from rocking. In addition, the lower plate BP is formed with a lower guide shaft hole 25 through which the lower moving shaft is guided to raise and lower the upper plate TP. In addition, the sensor hole 16 for installing the sensor 15 for calculating the sprocket hole 12, the pin hole 14 for accommodating the pin 13 in alignment, and a vacuum plate for preventing the film from shaking. 26 and a vacuum hole 27 exist.
한편, 도2 및 도4를 이용하여 본 발명에 의한 핀구멍 정렬을 이용한 fleXBGA패키지용 노광장치에 적용가능한 유리 마스크의 구조를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, with reference to Figures 2 and 4 will be described the structure of the glass mask applicable to the exposure apparatus for fleXBGA package using the pinhole alignment according to the present invention.
도2에 도시된 본 발명에 의한 마스크(NM)는 필름에 형성된 스프로켓 구멍과 일치하는 위치에 핀이 위치할 수 있도록 핀위치부에 해당하는 마스크의 일부를 제거한 형태의 구조를 가지며, 고가의 유리 마스크를 종래 마스크(OM) 크기의 1/2로 제작할 수 있어 생산단가를 절감할 수 있는 장점을 갖는다. 또한 종래의 1유닛보다 더욱 많은 3유닛의 회로패턴(CP)을 한 마스크(NM)상에 형성할 수 있다.The mask NM according to the present invention shown in FIG. 2 has a structure in which a part of the mask corresponding to the pin position is removed so that the pin can be positioned at a position coinciding with the sprocket hole formed in the film. Since the mask can be manufactured in half the size of a conventional mask (OM), it has the advantage of reducing the production cost. In addition, more than three units of circuit pattern CP can be formed on one mask NM.
이는 본 발명에 의한 정렬방법이 정렬허용오차에 대한 신뢰성을 향상시킨 결과로 실제적으로 fleXBGA패키지에서 요구하는 정렬허용오차는 10㎛인데 반해 본 발명의 핀구멍을 이용한 기계방식의 오차는 차세대에도 적용가능한 5㎛정도의 신뢰수준을 갖는다(종래의 카메라를 이용한 전자방식의 오차는 20㎛정도의 신뢰수준이다). 이와 같은 정렬오차에 대한 신뢰수준의 향상은 1회 노광능력을 기존의 1유닛에서 3유닛으로 크게 향상시킴에 따라 플렉서블 볼그리드어레이 반도체패키지용 최종 회로의 생산성도 자연히 증가된다.This is because the alignment method according to the present invention improves the reliability of the alignment tolerance, and the alignment tolerance required by the fleXBGA package is 10 µm, whereas the mechanical error using the pinhole of the present invention is applicable to the next generation. It has a confidence level of about 5 μm (the error of the electronic method using a conventional camera is about 20 μm). This improvement in the level of confidence in the alignment error greatly improves the single exposure capability from one unit to three units, which naturally increases the productivity of the final circuit for the flexible ball grid array semiconductor package.
이러한 구성을 갖는 상기 노광장치(EX)의 동작원리를 도7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the exposure apparatus EX having such a configuration will be described with reference to FIG.
도7의 중앙선 우측에 도시된 바와 같이, 상기 내부판(IP), 상부판(TP) 및 자외광원(UV)이 상승(up)된 상태에서 필름(11)이 상기 노광장치(EX)내로 공급되는 동안 센서(15)는 센서 구멍(16)을 통해 노광될 필름의 스프로켓 구멍(12) 수를 감지하여 계산함으로써 필름(11)의 정확한 위치 및 이송길이를 확인한다. 이와 같이 필름의 이송길이를 확인하는 센서는 필름이송장치를 정지시키도록 제어장치(도시되지 않음)로 신호를 보내고, 이 제어장치는 필름이송장치를 정지시킨다. 이때 진공원(도시되지 않음)이 작동되면 진공이 진공판(26)의 진공 구멍(27)을 통해 필름의 저면에 작용되고 필름은 하부판(BP)의 상면 소정위치에 유지된다.As shown on the right side of the center line of FIG. 7, the film 11 is brought into the exposure apparatus EX while the inner plate IP, the upper plate TP, and the ultraviolet light source UV are raised. During feeding, the sensor 15 detects and calculates the number of sprocket holes 12 of the film to be exposed through the sensor holes 16 to confirm the exact position and conveying length of the film 11. As such, the sensor for checking the conveying length of the film sends a signal to a controller (not shown) to stop the film conveying apparatus, which stops the film conveying apparatus. At this time, when a vacuum source (not shown) is operated, a vacuum is applied to the bottom surface of the film through the vacuum hole 27 of the vacuum plate 26 and the film is maintained at a predetermined position on the upper surface of the lower plate BP.
이후, 피스톤(32)을 하강(down)시키면 도7의 중앙선 좌측에 도시된 바와 같이, 승강판(33)이 하강되고, 승강판(33)의 하강에 의해 하부 안내축(34)이 하강되며, 하부 안내축(34)에 의해 지지되는 상부 안내축(35)이 또한 하강되어서 마스크(NM) 및 핀(13)이 부착되어 있는 상부판(TP)이 하부판(BP)을 향해 하강(down)되며, 상기 핀(13)이 상기 스프로켓 구멍(12)을 통하여 상기 핀 구멍(14) 속으로 서서히 들어가서 마스크와 필름의 정렬이 수행된다. 이때, 마스크(NM)는 필름(11)상에 완전히 접촉되지 않고 소정 간격 이격되어 있으며, 필름(11)은 진공에 의해 하부판(BP)에 완전히 접촉된다. 이와 같이 마스크와 필름의 정렬이 완료된 후, 자외광원(UV)을 이용해서 노광공정을 실시한다.Thereafter, when the piston 32 is lowered, the lifting plate 33 is lowered, and the lower guide shaft 34 is lowered by the lowering of the lifting plate 33, as shown on the left side of the center line of FIG. In addition, the upper guide shaft 35 supported by the lower guide shaft 34 is also lowered so that the upper plate TP to which the mask NM and the pin 13 are attached is lowered toward the lower plate BP. The pin 13 slowly enters the pin hole 14 through the sprocket hole 12 to perform alignment of the mask and the film. At this time, the mask NM is not completely in contact with the film 11 but is spaced apart by a predetermined interval, and the film 11 is completely in contact with the lower plate BP by vacuum. Thus, after alignment of a mask and a film is completed, an exposure process is performed using an ultraviolet light source (UV).
그리고, 노광공정이 완료되면 상기 하강동작과 반대순서로 마스크(NM)가 하부판(BP)에서 상승된다. 즉, 상기 피스톤(32)의 상승(up)작동에 따라 승강판(33)이 상승되고, 승강판(33)의 상승에 따라서 하부안내축(34)이 상승되며, 하부안내축(34)이 상승되면 하부안내축(34)과 접촉되게 지지되는 상부안내축(35)이 상승되고, 상부안내축(35)의 상승에 의해 상부판(TP)이 순차적으로 상승되면 상기 핀(13)이 핀 구멍(14)에서 상승되어 필름(11)의 스프로켓 구멍(12)에서 완전히 분리되어 도7의 우측상태와 같이 된다. 이후 진공판(26)으로의 진공 공급이 중단되어 필름의 진공부착이 해제되고 소정의 회로패턴(CP)이 형성된 필름(자재)(11)이 다음의 후속 공정으로 이송된다.When the exposure process is completed, the mask NM is raised on the lower plate BP in the reverse order to the lowering operation. That is, the lifting plate 33 is raised in accordance with the up operation of the piston 32, the lower guide shaft 34 is raised in accordance with the lifting of the lifting plate 33, and the lower guide shaft 34 is When raised, the upper guide shaft 35 supported in contact with the lower guide shaft 34 is raised. When the upper plate TP is sequentially raised by the rising of the upper guide shaft 35, the pin 13 is pinned. It is raised from the hole 14 and completely separated from the sprocket hole 12 of the film 11, as shown in the right state of FIG. After that, the vacuum supply to the vacuum plate 26 is stopped to release the vacuum deposition of the film, and the film 11 having the predetermined circuit pattern CP is transferred to the next subsequent process.
상기와 같은 단계들을 반복하여 연속적으로 실시함으로써 회로제작공정 중 노광공정이 완료된다.By repeating the above steps in succession, the exposure process is completed during the circuit fabrication process.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러 가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the above embodiments, various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the present invention.
따라서, 본 발명에 의하면, 첫째, 기계적 방식의 핀구멍을 이용하여 마스크와 필름을 정렬하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 정렬방법을 제공한다.Therefore, according to the present invention, first, it provides an alignment method that can reduce the time required to align the mask and the film using a mechanical pinhole.
둘째, 핀구멍의 정확도를 향상시킴으로써 정렬오차를 fleXBGA패키지에서 요구하는 허용범위 이상의 신뢰성을 제공한다.Second, by improving pinhole accuracy, alignment errors provide reliability beyond the tolerances required by the fleXBGA package.
셋째, 정렬오차에 대한 신뢰성 향상을 통해서 1회 노광능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, there is an effect that can improve the one-time exposure ability through the improvement of the reliability of the alignment error.
넷째, 핀구멍을 이용한 기계방식의 단순한 정렬방법을 통해서 노광장치의 가격을 저렴하게 하고, 유지보수를 용이하게 하는 효과가 있다.Fourth, through the simple alignment method of the mechanical method using a pin hole it is effective to reduce the cost of the exposure apparatus, and to facilitate maintenance.
종래 카메라를 이용한 전자방식에 의해 소요되는 정렬시간은 약 20초인데 반해, 상기 핀구멍을 이용한 기계방식으로 정렬을 할 때는 약 3초정도 소요됨으로써 정렬시간이 대폭 단축됨은 물론 정렬의 신뢰성이 향상되므로 노광필름의 생산성 및 수율이 향상되어 fleXBGA패키지의 제조단가를 대폭 절감하는 효과가 있다.While the alignment time required by the electronic method using a conventional camera is about 20 seconds, the alignment time by the mechanical method using the pinhole is about 3 seconds, which greatly shortens the alignment time and improves the reliability of the alignment. Productivity and yield of the exposure film is improved, thereby significantly reducing the manufacturing cost of the fleXBGA package.
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