KR100345644B1 - 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 방법과 이를 이용하여 반도체 디바이스를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드 프레임의 리드들에 접착제를 도포하는 방법에 관한 것이고, 디스펜서의 노즐은 하나의 리드 바로 위에서 수평으로 이동되어, 사전 결정된 거리에서 리드를 향하여 위치된다. 디스펜서의 노즐로부터의 접착제의 흐름이 유지되는 동안, 디스펜서는 하나의 리드로부터 다음의 리드로의 방향으로 리드들에 관계하여 수평으로 이동되어서, 거리가 유지된다. 그런 다음, 접착제는 각 리드의 사전 결정된 부분에 도포된다. 마지막 리드에 대한 접착제의 도포이 종료되었을 때, 노즐은 상승되어, 수평으로 이동된다. 그러므로, 노즐의 상승 및 하강 운동의 수는 감소되고, 도포 시간이 짧게 될 수 있다. 바람직하게, 노즐의 팁과 리드의 표면 사이의 거리는 노즐 내경의 1/4 내지 3 배이다.

Description

리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 방법과 이를 이용하여 반도체 디바이스를 제조하는 방법

본 발명은 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 방법과 이를 이용하여 반도체 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 반도체 칩이 리드들에 부착되게 하는 리드 프레임의 리드들에 접착제를 도포하는 방법에 관한 것이다.

리드 프레임의 리드들에 IC 또는 LSI와 같은 반도체 칩을 부착하기 위하여, 양 측면에 절연막이 각각 제공되는 폴리이미드 막과 같은 절연막을 제공하는 단계와, 리드 프레임의 리드들에 절연막의 한 쪽 측면을 접착시키는 단계와, 절연막의 다른 쪽 측면을 반도체 칩에 장착하는 단계를 포함하는 종래의 방법이 실시되었다. 그러한 방법을 사용하는 전형적인 리드 프레임 구조는 COL(Chip on Lead) 와 LOC(Lead on Chip)로서 공지되었다. 종래의 방법에 있어서, 양 측면에 접착층을 가지는 절연막은 펀칭 머신에 의하여 띠와 같은 특정한 형상으로 절단되어 펀칭되고,리드 프레임의 리드들에 접착된다.

도 1은 이러한 종래의 리드 프레임의 리드 구조를 도시한다. 리드 프레임의 리드 구조는 서로로부터 사전 결정된 갭(201)이 배치되며 팁(203)을 가지는 리드(202)들, 리드(202)들의 팁(203)을 따라서 평행하게 배치되는 버스 바(204)를 포함한다. 리드 프레임의 리드(202)들에 반도체 칩을 부착하기 위하여, 폴리이미드 막과 같은 절연막은 절연막의 양 측면에 도포되는 접착제를 통하여 리드(202)의 사전 결정된 부분(도 1에서 해칭된 부분)과 버스 바(204)에 접착된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 접착층들이 양 측면에 제공되는 절연막(205)은 사전 결정된 형상으로 절단되거나 펀칭되고, 리드 프레임의 각 리드에 접착된다.

그러나, 리드 프레임의 리드들에 절연막을 접착하는 상기된 종래의 방법에 있어서, 폴리이미드와 같은 많은 량의 고가의 절연막이 필요하기 때문에, 제조 비용이 비싸다는 결점이 있었다.

전형적으로, 절연막을 리드 프레임의 리드들에 부착시킨 후에, 반도체 칩은 절연막을 통하여 리드들에 장착되고, 그런 다음, 리드들은 반도체 칩 상에 형성된 대응 단자들에 각각 전기적으로 접속된다. 그리고 나서, 리드들과 반도체 칩은 수지에 의하여 패키지되고, 반도체 디바이스가 얻어진다. 그러므로, 폴리이미드 막과 같은 막이 패키지 내측에 확장된 습기를 흡수할 수도 있기 때문에, 절연막은 반도체 디바이스의 패키지 내로 크랙을 유발할 수도 있는 또 다른 결점을 가진다.

도 3에는 이러한 결점을 제거하기 위하여 제안된 리드 프레임의 리드들에 접착제를 도포하는 종래의 제 2 방법이 도시되어 있다. 이러한 종래의 방법은 리드프레임의 리드에 접착제를 도포하는 단계와, 접착제로 리드들에 반도체 칩을 부착하는 단계를 포함한다. 한 항목씩(point by point)의 공정을 수행하는 종래의 방법에 있어서, X-Y 로봇과 디스펜서의 조합을 가지는 장치가 통상적으로 사용된다.

X-Y 로봇(도시되지 않음)은 X 및 Y 방향으로 디스펜서(도시되지 않음)를 이동시키는 것에 의하여, 접착제가 디스펜서에 의하여 리드 프레임의 리드(202a,202b,202c 및 202d)들의 사전 결정된 부분들, 즉 각 리드의 팁과 버스 바(bus-bar)에 도포된다. 종래의 제 2 방법은 디스펜서의 노즐((도시되지 않음)이 리드 프레임의 하나의 리드(202a) 바로 위에 있도록 노즐이 수평으로 이동하는 단계와(트랙 A), 노즐을 하강시키는 단계와(트랙 B), 리드(202a)의 표면으로부터 사전 결정된 거리에서 정지하는 단계와, 사전 결정된 시간 동안 노즐로부터 접착제를 흐르게 하는 단계와, 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 단계와(트랙 C), 사전 결정된 거리에서 디스펜서의 노즐을 상승시키는 단계와(트랙 D), 디스펜서를 다음의 리드로 수평으로 이동시키는 단계(트랙 E)를 포함한다. 하강하고(트랙 B), 접착제를 흐르게 하고, 도포하고(트랙 C), 상승하고(트랙 D), 이동하는 공정들이 접착제가 도포되는 리드(202b,202c,202d)들에 각각 순서적으로 도포된다.

상기된 종래의 방법을 수행하기 위하여, 예를 들어 일본 특허 공고 평 6-61280 호에 개시된 도포 장치(반도체 칩에 접착제를 얇고 균일하게 도포하기 위한 장치), 일본 특허 공고 평 6-69258 호(반도체 칩의 크기 또는 공정 단계의 수의 증가에 관계없이, 리드 프레임의 섬(아일랜드)에 은 페이스트(paste)가 안정적으로 도포되도록, 다양한 크기를 가지는 메쉬 형상의 사각 구멍이 구비된 스크린을 가지는 은 페이스트 공급 장치)가 널리 공지되어 있다.

그러나, 이러한 후자의 종래의 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 방법에 있어서, 접착제가 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포할 때 마다, 디스펜서의 노즐이 하강되고, 상승되고, 수평으로 이동되기 때문에, 리드 프레임의 리드들에 절연막을 접착시키는 전자의 종래의 방법이 취하는 시간 만큼 길게 약 10회 정도를 취하는 결점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 접착제 도포 시간이 짧게 될 수 있는 리드 프레임의 리드들에 접착제를 도포하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비용이 감소될 수 있는 반도체 디바이스를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 리드 프레임의 리드 구조를 도시한 평면도.

도 2는 리드 프레임에 절연막을 도포하는 종래의 제 1 방법을 도시한 사시도.

도 3은 하나 하나씩 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 종래의 제 2 방법을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 리드 프레임의 리드에 접착체를 도포하는 바람직한 실시예를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 방법을 수행하는 장치를 도시한 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서 사용되는 노즐을 가지는 디스펜서를 도시한 단면도.

도 7A, 7B 및 7C는 본 발명에서 디스펜서의 노즐의 팁과 각 리드의 표면 사이의 거리에 따른 리드 프레임의 리드들에 접착제의 도포 상태를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : X-Y 로봇 102 : X 방향 아암

103 : Y 방향 아암 104 : 홀더

105 : 디스펜서 106 : 위치 선정 핀

107 : 접착제 108 : 컨테이너

109 : 노즐 200 : 리드 프레임

202 : 리드

본 발명의 제 1 특징에 따른 리드 프레임의 다수의 리드들에 접착제를 도포하는 방법은, 사전 결정된 거리에서, 리드들중 하나에 대해 디스펜서의 개방부를 위치시키는 단계와;

디스펜서의 개방부로부터 접착제의 흐름을 유지하는 단계와;

하나의 리드를 다른 리드에 대하여 거리를 일정하게 유지하는 단계와;

리드들의 사전 결정된 부분들에 접착제를 각각 도포하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 반도체 칩을 가지는 반도체 디바이스를 제조하는 방법은, 다수의 리드들을 가지는 리드 프레임을 준비하는 단계와;

사전 결정된 거리에서, 리드들중 하나에 대해 디스펜서의 개방부를 위치시키는 단계와;

디스펜서의 개방부로부터 접착제의 흐름을 유지하는 단계와;

하나의 리드를 다른 리드에 대하여 거리를 일정하게 유지하는 단계와;

리드들의 사전 결정된 부분들에 접착제를 각각 도포하는 단계와;

접착제를 통하여 리드들에 반도체 칩을 장착하는 단계와;

칩에 형성된 대응 단자들에 리드들을 각각 전기적으로 접속시키는 단계와;

리드들과 반도체 칩을 패키지하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 접착제가 수평으로 이동하는 노즐로부터 접착제의 흐름이 유지되도록 리드 프레임의 리드들에 도포되는 것에도 불구하고(3~5mm/sec), 틈새 내로 접착제가 떨어지는 것이 관찰되지 않았다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리드 프레임의 리드들에 접착제를 도포하는 방법이 도 4에 설명된다. 여기에서, 동일한 부분은 도 3에서 사용된 도면 부호로서 지시된다. 바람직한 실시예에서, 디스펜서(도시되지 않음)의 노즐(도시되지 않음)은 하나의 리드(202a) 바로 위에서 수평으로 이동되어(트랙 A), 사전 결정된 거리에서 리드(202a)와 마주하여 위치된다(트랙 B). 디스펜서의 노즐로부터 접착제(도시되지 않음)의 흐름을 유지하는 동안, 디스펜서는 리드(202a)로부터 리드(202b)로의 방향으로 리드(202a,202b,202c 및 202d)들에 관계하여 수평으로 이동되어서, 거리가 일정하게 유지된다(트랙 H). 그런 다음, 접착제는 각 리드(202a,202b,202c 및 202d)의 사전 결정된 부분에 도포된다. 마지막 리드(202d)에 대한 접착제의 도포이 종료되었을 때, 노즐(도시되지 않음)은 상승되고(트랙 D), 수평으로 이동된다(트랙 E). 바람직한 실시예에 따라서, 리드들에 대한 노즐의 상승 및 하강의 수가 리드들의 수에 비례하여 크게 감소되고, 그러므로 도포 시간이 짧게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 수행하기 위한 장치를 도시하고, 도 6은 도 5에서 사용된 디스펜서를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 장치는 하나가 다른 것에 직각인 X 방향 아암(102)과 Y 방향 아암(103)을 가지는 X-Y 로봇(101)과, 홀더(104)에 의하여 X 방향 아암(102)에 부착되는 디스펜서(105)를 포함한다. 이러한 구조에 따라서, 디스펜서(105)는 수평으로 이동될 수 있다. 특정 길이의 리드 프레임(200)은 X 방향 아암(102)과 Y 방향 아암(103)에 의하여 둘러싸인 영역의 중심에 배치되어, 위치 선정 핀(106)에 의하여 정확하게 위치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 디스펜서(105)는 접착제(107)를 수용하기 위하여 원통 형상을 가지는 컨테이너(108), 컨테이너(108)의 하단에 부착되는 노즐(109), 컨테이너(108)의 상단에 부착되는 밀봉부(110), 및 한 쪽 단부가 밀봉부(110)에 부착되는 흡입 튜브(111)를 포함한다. 접착제(107)를 압축하도록 압축 공기가 컨테이너(108)로 안내되고, 그런 다음, 접착제(107)는 노즐(109)로부터 흐르게 된다.

동작에 있어서, 먼저, 리드 프레임(200)은 위치 선정 핀(106)에 의하여 사전 결정된 위치로 운반되어 위치된다. 그런 후에, 디스펜서(105)는 홈 위치로부터 리드 프레임(200) 바로 위의 사전 결정된 위치( 바람직하게 리드 프레임의 하나의 리드(202a) 바로 위, 도 4 참조)로 수평으로 이동된다. 그런 다음, 디스펜서(105)는 노즐(109)의 팁 부분과 리드 프레임(200)의 표면 사이에서 사전 결정된 거리로 하강된다. 거리를 일정하게 유지하는 동안, 접착제(107)는 압축 공기에 의한 접착제(107)의 압축에 의하여 노즐(109)로부터 흘러, 리드 프레임(200)의 리드(202a)에 도포된다. 다음에, 노즐(109)로부터 접착제(107)의 흐름을 유지하는 동안(즉, 접착제(107)가 연속적으로 흐르게 하는 동안), 디스펜서는 X 방향 아암(102)을 구동하는 것에 의하여 접착제가 다음의 리드(202b)에 도포되는 다음의 위치로 수평으로 이동된다. 이러한 방법으로, 접착제는 디스펜서가 상승 및 하강 없이 다른 리드(202c, 202d)에 도포된다.

바람직한 실시예에서, 리드 프레임(200)의 리드(202)들이 도 1에 도시된 바와 같이 직선으로 배열된다면, 디스펜서의 이동은 단지 X 방향 아암(102) 만을 구동하는 것에 의하여 직선일 수도 있다.

그러나, 보다 짧고 긴 리드가 교번적으로 배열되는 것과 같이 리드 프레임(200)의 리드(202)들이 불규칙하게 배열된다면, 이러한 경우에, X 방향 아암(102) 뿐만 아니라 Y 방향 아암(103)들이 디스펜서를 X - Y 방향으로 구동하도록 구동된다.

그러나, 상기의 실시예에서는 리드 프레임 자체가 이동되는 대신에 디스펜서가 X - Y 방향으로 이동된다.

도 5 및 도 6에 도시된 장치를 사용하여, 본 발명에 따른 리드 프레임의 리드에 접착제를 도포하는 실험들이 발명자에 의하여 실시되었다. 0.3mm의 리드들을 가지는 리드 프레임이 사용되었다. 리드들 사이의 틈새는 0.3mm이었다. 열가소성 폴리이미드 그룹 접착제가 0.1 내지 0.3mm의 내경을 가지는 노즐에 의하여 리드에 도포되었다. 노즐의 팁과 리드의 표면 사이의 거리는 그 거리가 노즐 내경의 1/4 내지 3배가 되도록 0.1 내지 0.2mm 내에서 결정된다. 접착제가 수평으로 이동하는 노즐로부터 접착제의 흐름이 유지되도록 리드 프레임의 리드들에 도포되는 겻에도 불구하고(3~5mm/sec), 틈새 내로 접착제가 떨어지는 것이 관찰되지 않았다. 더욱이, 접착제가 종래의 한 항목씩의 도포 방법에서 보다 10 내지 20배 빠르게 도포되었다. 이러한 속도는 리드 프레임의 리드에 절연막을 접착하는 종래의 방법에서 보다 같거나 빠르다.

상기된 실시예에서 뿐만 아니라 종래의 한 항목씩의 도포 방법에서, 적절한 도포 조건은 디스펜서의 노즐의 내경(개방부의 크기), 노즐의 팁과 리드의 표면 사이의 거리는 접착제의 점도에 따라 좌우된다. 그러므로, 특정의 조건에서, 접착제는 리드들 사이의 틈새 내로 떨어질 수도 있다. 접착제 도포의 적절한 결과를 얻기 위한 가장 중요한 변수들 중 하나는 디스펜서의 노즐의 팁(개방부)과 리드의 표면 사이의 거리이다. 점도가 높으면 높을수록, 노즐의 내경은 크게 되고, 접착제의 유동 압력은 크게 된다. 발명자에 의하여 수행된 실험의 결과에 따라, 적절한 거리는 노즐 내경의 1/4 내지 3배이다.

도 7A, 7B 및 7C는 본 발명에서 디스펜서의 노즐(109)의 팁과 각 리드(202)의 표면 사이의 거리에 따른 리드 프레임의 리드(202)에 대한 접착제(107)의 도포상태를 도시한다. 거리가 노즐(109)의 내경의 3배 이상이면, 노즐로부터의 접착제의 흐름은 도 7A에 도시된 바와 같이 리드(202)에 도포되는 것 보다 리드들 사이의 표면 장력에 의하여 노즐(109)의 표면 외측을 충분히 오르게 될 수도 있다. 한편, 거리가 노즐(109)의 내경의 1/4배 이하이면, 비록 접착제가 리드(202)의 표면에 도포될지라도, 도 7B 에 도시된 바와 같이 동일한 현상이 발생될 수도 있다. 또한, 거리가 적절하면, 접착제 도포의 양호한 결과가 얻어지고, 접착제는 도 7C에 도시된 바와 같이 리드들 사이의 틈새 내로 떨어지는 것이 방지된다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 접착제가 종래의 한 항목씩의 도포 방법에서 보다 10 내지 20배 빠르게 도포되었다. 이러한 속도는 리드 프레임의 리드에 절연막을 접착하는 종래의 방법에서 보다 같거나 빠르게 될 수 있다.

비록, 본 발명이 완전하고 명료한 게재를 위하여 특정 실시예에 대하여 기술되었을지라도, 첨부된 청구범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의한 모든 변형예 및 대안적인 구조를 구체화함으로써 구성되는 것을 본 발명의 범위에 포함한다.

Claims (6)

1. 사전 결정된 거리에서, 리드들 중 하나에 대해 디스펜서의 개방부를 위치시키는 단계와;

   디스펜서의 개방부로부터 접착제의 흐름을 유지하는 단계와;

   하나의 리드를 다른 리드에 대하여 거리를 일정하게 유지하는 단계와;

   리드들의 사전 결정된 부분들에 접착제를 각각 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임의 다수의 리드들에 접착제를 도포하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디스펜서의 상기 개방부는 사전 결정된 내경을 가지는 노즐이며, 상기 거리는 상기 노즐 내경의 1/4 내지 3 배인 것을 특징으로 하는 리드 프레임의 다수의 리드들에 접착제를 도포하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 디스펜서는 X-Y 선형 기구에 의하여 수평으로 이동되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임의 다수의 리드들에 접착제를 도포하는 방법.
4. 다수의 리드들을 가지는 리드 프레임을 준비하는 단계와;

   사전 결정된 거리에서, 리드들 중 하나에 대해 디스펜서의 개방부를 위치시키는 단계와;

   디스펜서의 개방부로부터 접착제의 흐름을 유지하는 단계와;

   하나의 리드를 다른 리드에 대하여 거리를 일정하게 유지하는 단계와;

   리드들의 사전 결정된 부분들에 접착제를 각각 도포하는 단계와;

   접착제를 통하여 리드들에 반도체 칩을 장착하는 단계와;

   칩에 형성된 대응 단자들에 리드들을 각각 전기적으로 접속시키는 단계와;

   리드들과 반도체 칩을 패키지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩을 가지는 반도체 디바이스를 제조하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 디스펜서의 상기 개방부는 사전 결정된 내경을 가지는 노즐이며, 상기 거리는 상기 노즐 내경의 1/4 내지 3 배인 것을 특징으로 하는 반도체 칩을 가지는 반도체 디바이스를 제조하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 디스펜서는 X-Y 선형 기구에 의하여 수평으로 이동되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩을 가지는 반도체 디바이스를 제조하는 방법.