KR100357881B1

KR100357881B1 - 반도체 장치의 제조장비 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100357881B1
Application number: KR1019990007697A
Authority: KR
Inventors: 조윤채
Original assignee: 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2002-10-25
Also published as: KR20000059827A

Abstract

본 발명에 의한 반도체 장치의 제조장비의 구성은, 반도체칩이 부착된 써킷테이프 자재를 안착시키는 다이와, 상기 다이를 일정 온도로 예열하는 예열수단과, 상기 예열수단에 의해 전달되는 열이 하부로 전달되는 것을 방지함과 동시에, 하부로 전달되는 열을 외부로 방출시키는 하부방열수단과, 상기 예열수단에서 발생되는 열을 외부로부터 차단시키기 위한 단열재와, 상기 단열재 및 다이 등을 감싸고 있는 커버와, 상기 다이의 상면에 안착된 자재를 가압하는 가압판과, 상기 가압판을 상하로 승하강시키는 승하강수단과, 상기 가압판의 상부에 위치되어 상기 예열수단에서 발생된 열을 상기 가압판을 통해 상부로 전달되는 것을 방지함과 동시에, 그 열을 외부로 방출시키는 상부방열수단과, 상기 상부방열수단의 상부에 설치되어 상기 가압판 및 상부방열수단을 상기 승하강수단과 결합시키는 연결블럭과, 상기 가압판으로 다이에 안착된 자재를 가압할 때, 상기 가압판을 항상 수평상태로 유지시키는 수평유지수단과, 상기 가압판으로 다이에 안착된 자재를 가압시, 그 가압되는 압력을 검출하도록 상기 다이의 하부에 위치된 하부방열수단의 저면 중심부에 선단이 접촉되도록 설치된 로드셀과, 상기 예열수단에서 발생된 열이 가압판을 통해 상부로 전달되는 온도를 감지하도록 상기 가압판에 하부로 수직하게 설치된 열감지수단을 포함하여 이루어진다.

Description

반도체 장치의 제조장비 및 그 제어방법{Manufacturing apparatus of semiconductor device and its control method}

본 발명은 반도체 장치의 제조장비 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체장치에서 반도체칩을 써킷테이프 자재에 부착시킨 후, 이를 밀착되도록 가압하는 라미레이션 장비 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치는 전자 제품, 통신 기기, 컴퓨터등 반도체 장치가 실장되는 전자 제품들이 소형화되어 가고 있는 추세에 따라 반도체 장치의 크기를 기능의 저하없이 소형화시키고, 고다핀을 구현하면서 경박단소화 하고자 하는 새로운 형태의 반도체패키지들이 많이 개발되고 있는 실정이다.

이러한 반도체패키지의 크기는 반도체칩의 크기와 동일한 크기로 형성됨은 물론, 그 제조 방법에 있어서도 일반적인 반도체 장치의 제조 방법과는 다소 차이가 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에서 낱개로 분리된 반도체칩을 접착수단에 의해 써킷테이프에 부착시킬 때 일반적인 반도체 장치는 상기 반도체칩이 부착되는 위치가 정확하지 않아도 되었다. 즉, 반도체 장치의 크기개 대체적으로 크게되어 있음으로써, 리드프레임 자재나 인쇄회로기판 자재를 이용하여 반도체칩을 부착시 그 위치가 다소 차이가 있어도 와이어 본딩 공정이나, 몰딩 공정의 수행에 있어서는 별 무리 없이 공정을 진행할 수 있었고, 이러한 것은 불량으로 처지되지 않았다.

그러나, 최근 개발되고 있는 반도체 장치는 상기 반도체칩을 써킷테이프에 부착시 그 부착되는 위치가 정확하여야만 불량으로 처리되지 않음으로써, 상기 반도체칩의 부착공정이 대단히 중요한 공정으로 대두되고 있는 실정이다.

이와 같이 반도체칩을 부착시 그 위치가 틀려지는 것은 상기 반도체칩을 접착수단에 의해 써킷테이프에 부착 후, 이를 완전히 밀착되도록 가압시켜 주여야 하는데, 종래에는 이와 같이 반도체칩을 완전히 밀착시키기 위한 별도의 장비가 없었다.

또한, 상기한 써킷테이프와 반도체칩을 완전히 밀착시킬 때에는 고온하에서 공정이 이루어져야 한다. 그러나, 일반적인 모든 반도체패키지 제조장비는 매우 정밀한 장비로써, 이러한 장비의 대부분이 금속으로 이루어져 있다.

따라서, 정교하게 이루어져 있는 장비에 고온이 전달되게 되면, 열팽창에 의한 치수변화로 여러 가지 불량을 일으킬 수 있다. 즉, 제조장비의 정밀도를 떨어뜨리게 되므로 장비의 제작에 많은 애로 사항이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 반도체칩을 써킷테이프에 부착시킨 후, 이를 고열 고압에 의해 정확히 밀착시킴으로써, 불량을 방지할 수 있도록 된 반도체 장치의 제조장비를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 반도체칩을 써킷테이프에 부착시킨 후, 이를 고열 고압으로 완전히 밀착시킬 때, 발생되는 열에 의한 장치의 열변형을 최대한 방지하도록 된 반도체 장치의 제조장비를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 반도체칩을 써킷테이프에 부착시킨 후, 이를 고열 고압에 의해 정확히 밀착시키도록 된 반도체 장치의 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조장비의 전체 구성을 나타낸 정면도

도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조장비의 전체 구성을 나타낸 측면도

도 3은 본 발명에 따른 주요 구성을 확대한 상태의 정면도

도 4는 본 발명에 따른 주요 구성을 확대한 상태의 측면도

도 5는 본 발명에 따른 제어방법을 나타낸 블럭도

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 - 다이 2 - 예열수단

3 - 하부방열수단 4 - 단열재

5 - 커버 6 - 가압판

7 - 승하강수단 8 - 상부방열수단

9 - 연결블럭 10 - 수평유지수단

11 - 로드셀 12 - 열감지수단

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 반도체 장치의 제조장비는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와같이 반도체칩이 부착된 써킷테이프 자재를 안착시키는 다이(1)와, 상기 다이(1)를 일정 온도로 예열하는 예열수단(2)과, 상기 예열수단(2)에 의해 전달되는 열이 하부로 전달되는 것을 방지함과 동시에, 하부로 전달되는 열을 외부로 방출시키는 하부방열수단(3)과, 상기 예열수단(2)에서 발생되는 열을 외부로부터 차단시키기 위한 단열재(4)와, 상기 단열재(4) 및 다이(1) 등을 감싸고 있는 커버(5)와, 상기 다이(1)의 상면에 안착된 자재를 가압하는 가압판(6)과, 상기 가압판(6)을 상하로 승하강시키는 승하강수단(7)과, 상기 가압판(6)의 상부에 위치되어 상기 예열수단(2)에서 발생된 열을 상기 가압판(6)을 통해 상부로 전달되는 것을 방지함과 동시에, 그 열을 외부로 방출시키는 상부방열수단(8)과, 상기 상부방열수단(8)의 상부에 설치되어 상기 가압판(6) 및 상부방열수단(8)을 상기 승하강수단(7)과 결합시키는 연결블럭(9)과, 상기 가압판(6)으로 다이에 안착된 자재를 가압할 때, 상기 가압판(6)을 항상 수평상태로 유지시키는 수평유지수단(10)과, 상기 가압판(6)으로 다이(1)에 안착된 자재를 가압시, 그 가압되는 압력을 검출하도록 상기 다이(1)의 하부에 위치된 하부방열수단(3)의 저면 중심부에 선단이 접촉되도록 설치된 로드셀(11)과, 상기 예열수단(2)에서 발생된 열이 가압판(6)을 통해 상부로 전달되는 온도를 감지하도록 상기 가압판(6)에 하부로 수직하게 설치된 열감지수단(12)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 예열수단(2)은 히터카트리지가 내장된 것이고, 상기 수평유지수단(10)은 연결블럭(9)의 상부에 복수개의 스프링(10a)이 설치되는 한편, 상기 연결블럭(9)의 외측면 둘레에 각각 스프링(10a)이 설치되고, 이 스프링(10a)의 선단에는 볼(10b)이 설치되어 상기 연결블럭(9)의 외측면이 점 접촉되도록 된 것이다. 따라서, 상기 가압판(6)이 다이(1)에 접촉시 항상 수평을 유지할 수 있다.

또한, 상기 승하강수단(7)의 구성은, 회전력을 발생시키는 모터(71)와, 이 모터(71)의 회전력에 의해 회전되는 구동기어(72)와, 상기 구동기어(72)에 맞물려 회전하고, 중심부에는 암나사가 형성되어 있는 종동기어(73)와, 상기 종동기어(73)의 암나사에 결합되도록 외주연에는 볼스크류가 형성되고, 하부에는 가압판(6)이 고정되어 있는 연결블럭(9)에 결합된 램(74)으로 이루어진다.

여기서, 상기 구동기어(72)와 종동기어(73)는 가압판(6)으로 자재를 가압시 작은 힘으로 큰 압력을 얻을 수 있도록 하기 위하여 헬리컬 기어로 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 장치의 제어방법은, 도 5에 도시된 바와 같이 다이(1)를 일정온도로 예열하기 위한 예열온도와, 가압판(6)으로 가압하기 위한 가압력 및 상기 가압판(6)으로 가압하는 가압시간 등을 미리 설정하는 단계와, 상기 다이(1)의 상부에 반도체칩이 부착된 써킷테이프 자재를 안착시키는 로딩단계와, 예열수단(2)에 의해서 상기 다이(1)를 설정온도 까지 예열하는 단계와, 모터(71)의 구동에 의해 상기 가압판(6)을 하부로 작동시켜 상기 다이(1)에 안착된 자재를 가압하는 단계와, 상기 가압판(6)에 의해 가압되는 압력을 상기 다이(1)의 하부에서 로드셀(11)로 검출하는 단계와, 상기 로드셀(11)에 의해 검출된 압력을 설정되어 있는 가압력과 비교 판단하는 단계와, 상기 비교 판단된 비교치가 상기 설정되어 있는 가압력과 동일하거나 그 이하일 때, 그 가압력을 설정치 이상 까지 계속 증가시키는 단계와, 상기 비교치가 설정치 이상이 되었을 때, 설정되어 있는가압시간 만큼 가압력을 유지하여 반도체칩이 부착된 써켓테이프 자재를 라미레이션 시키는 단계와, 상기 가압판(6)을 상승시키는 단계와, 상기 라미레이션 된 자재를 배출하는 언로딩단계를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동은, 먼저 다이(1)의 예열온도, 가압판(6)의 가압력 및 상기 가압판(6)으로 가압하는 가압시간 등을 미리 설정하고, 이 상태에서 반도체칩이 부착된 써킷테이프 자재를 다이(1)의 상면에 안착시킨다.

이러한 상태에서 모터(71)를 구동시켜 구동기어(72)와 종동기어(73)를 회전시키기 되면, 상기 종동기어(73)의 중심에 볼스크류로 결합된 램(74)이 하강되어 가압판(6)을 상기 다이(1)에 접촉되도록 하여 자재를 가압한다.

이때, 상기 다이(1)는 예열수단(2)에 의해 설정온도로 예열되어 있음으로서, 가압판(6)으로 상기 자재를 완전히 밀착시킬 수 있다. 즉, 상기한 가압판(6)에 의해 가압되는 자재(반도체칩이 부착된 써킷테이프)는 미리 예열되어 있는 상태이다.

이와 같이 상기 가압판(6)으로 가압할 때, 그 가압력을 로드셀(11)에서 검출하여 이를 미리 설정되어 있는 설정치와 비교하고, 그 비교치가 상기 설정치 보다 같거나, 그 이하이면 상기 모터(71)를 계속 작동시켜 그 가압력을 증가시킴으로서 상기 비교치가 설정치 보다 커지는 순간의 가압력을 미리 설정되어 있는 시간만큼 유지시킨다. 따라서, 정확한 압력 및 시간으로 자재를 가압함으로서, 불량발생률이 없고, 신뢰성을 향상된다.

또한, 상기 가압판(6)으로 다이(1)에 안착된 자재를 가압시 상기 가압판(6)은 항상 수평상태를 유지하는 것으로, 이는 상기 가압판(6)이 고정된 연결블럭(9)의 상부와 그 외측면 둘레에 각각 스프링(10a)이 설치되어 있어 이 스프링(10a)에 의해 약간의 텐션력을 가짐으로서 상기 가압판(6)이 항상 수평상태를 유지한 상태로 가압할 수 있다.

또한, 상기 다이(1)를 고온으로 유지하게 되면, 상기 고온에 의해 상기한 다이(1)와 결합되어 있는 부품들에 고온의 열이 전달되고, 이로 인해 열팽창이 발생되어 제조장비의 정밀도를 떨어뜨리게 됨으로, 이를 방지하도록 상하부에 각각 설치된 상하부방열수단(8)(3)에 의해 열을 외부로 방출시킴과 동시에, 그 이상으로는 열이 전달되지 않음은 물론, 이와 같은 열전달을 보다 효과적으로 차단하기 위하여 그 접촉되는 부분을 최소한으로 하여 열전달은 최대한 억제되고, 장비의 정밀도를 유지할 수 있다.

상기와 같이 가압판(6)으로 미리 설정된 가압력 및 가압시간 만큼 가압한 다음에는 상기 가압판(6)이 상승되고, 자개는 언로딩됨으로써, 하나의 자재에 대한 작업이 완료된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 의하면, 반도체칩을 써킷테이프에 부착시킨 후, 이를 고열 고압에 의해 정확히 밀착시킬 수 있도록 함으로써, 불량을 방지하는 한편, 장비에서 발생되는 고열을 다른 부품으로 전달되지 않도록 함으로서, 열변형에 의한 장비의 변형을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

반도체칩이 부착된 써킷테이프 자재를 안착시키는 다이와,

상기 다이를 일정 온도로 예열하는 예열수단과,

상기 예열수단에 의해 전달되는 열이 하부로 전달되는 것을 방지함과 동시에, 하부로 전달되는 열을 외부로 방출시키는 하부방열수단과,

상기 예열수단에서 발생되는 열을 외부로부터 차단시키기 위한 단열재와,

상기 단열재 및 다이 등을 감싸고 있는 커버와,

상기 다이의 상면에 안착된 자재를 가압하는 가압판과,

상기 가압판을 상하로 승하강시키는 승하강수단과,

상기 가압판의 상부에 위치되어 상기 예열수단에서 발생된 열을 상기 가압판을 통해 상부로 전달되는 것을 방지함과 동시에, 그 열을 외부로 방출시키는 상부방열수단과,

상기 상부방열수단의 상부에 설치되어 상기 가압판 및 상부방열수단을 상기 승하강수단과 결합시키는 연결블럭과,

상기 가압판으로 다이에 안착된 자재를 가압할 때, 상기 가압판을 항상 수평상태로 유지시키는 수평유지수단과,

상기 가압판으로 다이에 안착된 자재를 가압시, 그 가압되는 압력을 검출하도록 상기 다이의 하부에 위치된 하부방열수단의 저면 중심부에 선단이 접촉되도록 설치된 로드셀과,

상기 예열수단에서 발생된 열이 가압판을 통해 상부로 전달되는 온도를 감지하도록 상기 가압판에 하부로 수직하게 설치된 열감지수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장비.
제 1 항에 있어서,

상기 수평유지수단은 연결블럭의 상부에 복수개의 스프링이 설치되는 한편, 상기 연결블럭의 외측면 둘레에 각각 스프링이 설치되고, 이 스프링의 선단에는 볼이 설치되어 상기 연결블럭의 외측면이 점 접촉되도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장비.
제 1 항에 있어서,

상기 승하강수단은, 회전력을 발생시키는 모터와, 이 모터의 회전력에 의해 회전되는 구동기어와, 상기 구동기어에 맞물려 회전하고, 중심부에는 암나사가 형성되어 있는 종동기어와, 상기 종동기어의 암나사에 결합되도록 외주연에는 볼스크류가 형성되고, 하부에는 가압판이 고정되어 있는 연결블럭에 결합된 램으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장비.
다이를 일정온도로 예열하기 위한 예열온도, 가압판으로 가압하기 위한 가압력, 상기 가압판으로 가압하는 가압시간 등을 미리 설정하는 단계와,

상기 다이의 상부에 반도체칩이 부착된 써킷테이프 자재를 안착시키는 로딩단계와,

예열수단에 의해서 상기 다이를 설정온도 까지 예열하는 단계와,

모터의 구동에 의해 상기 가압판을 하부로 작동시켜 상기 다이에 안착된 자재를 가압하는 단계와,

상기 가압판에 의해 가압되는 압력을 상기 다이의 하부에서 로드셀로 검출하는 단계와,

상기 로드셀에 의해 검출된 압력을 설정되어 있는 가압력과 비교 판단하는 단계와,

상기 비교 판단된 비교치가 상기 설정되어 있는 가압력과 동일하거나, 그 이하일 때, 그 가압력을 설정치 이상까지 계속 증가시키는 단계와,

상기 비교치가 설정치 이상이면, 설정되어 있는 가압시간 만큼 가압력을 유지하여 반도체칩이 부착된 써켓테이프 자재를 라미레이션 시키는 단계와,

상기 가압판을 상승시키는 단계와,

상기 라미레이션 된 자재를 배출하는 언로딩단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제어방법.