KR100373873B1

KR100373873B1 - 반도체 패키지 제조 장비

Info

Publication number: KR100373873B1
Application number: KR10-1998-0047396A
Authority: KR
Inventors: 곽용근; 신명선; 임영신; 양성진
Original assignee: 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2003-04-21
Also published as: KR20000031382A

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지를 제조시에 상기 웨이퍼상에 직접 솔더볼을 범핑하는 동시에 융착시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조 장비에 관한 것이다.

이에, 작업자 일인의 제어작동부 조작으로 웨이퍼에 부착되어진 회로필름의 솔더볼랜드에 솔더볼을 범핑하고 융착하는 공정이 반자동으로 이루어지는 반도체 패키지 제조 장비를 제공하고자 한 것이다.

Description

반도체 패키지 제조 장비

본 발명은 반도체 패키지 제조 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 제조 공정중 솔더볼 범핑공정에 있어서, 상기 웨이퍼상에 직접 솔더볼을 범핑하는 동시에 융착시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조 장비에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 패키지는 전자기기의 집약적 발달과 소형화 경향으로 인하여 고집적화, 소형화, 고기능화되어 가고 있으며, 이에 수반하여 고다핀을 구현하면서 경박단소화 하고자 하는 새로운 형태의 반도체 패키지 예를들면, 반도체 칩의 크기와 동일한 크기로 형성되는 패키지로 개발되고 있다.

상기와 같은 반도체 칩의 크기에 근접 제조된 반도체 패키지로는 모든 공정이 다수의 반도체 칩이 형성되어 있는 웨이퍼상에서 직접 진행되어 제조된 반도체 패키지가 있는 바, 이 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 제조 공정을 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전자회로의 신호를 인출하기 위한 본딩패드가 형성되어 있는 다수의 반도체칩(300)이 등간격으로 형성되어 있는 웨이퍼(Wafer)(10)를 구비하는 단계와, 상기 웨이퍼상의 각각의 반도체 칩에 대응하는 크기와 배열을 갖으며 다수의 유니트로 나누어진 회로필름을 구비하는 단계가 진행된다.

이때, 상기 회로필름(360)의 각 유니트의 중앙에는 대략 사각의 개방부가 형성되고, 이 양측으로는 회로패턴(380)이 형성되어 있다.

또한, 상기 회로필름(360)의 회로패턴(380) 상면에는 본드핑거와 솔더볼랜드(320)가 형성되고 상기 회로필름의 개방부와 일치하는 개방부를 갖는 비전도성 필름이 형성되어있다.

다음으로, 상기와 같이 구비된 회로필름을 상기 웨이퍼에 부착수단(예를들면, 일레스토마 테이프)을 사용하여 부착하는 동시에 가압수단을 사용하여 압착하는 단계가 진행된다.

이때, 상기 비전도성 필름을 포함하는 회로필름의 개방부를 통하여 웨이퍼의 각 반도체 칩의 본딩패드가 외부로 노출되어진 상태가 된다.

다음으로, 상기 반도체 칩의 본딩패드와 회로필름의 본딩 핑거를 와이어로 연결하는 단계와, 이 와이어가 연결된 회로필름의 개방부에 산화와 부식을 방지하기 위하여 액상봉지재로 인캡슐레이션(Encapsulation)하는 단계와, 이 액상봉지재를 경화시킨 후, 상기 회로필름의 솔더볼랜드에 플럭스를 도포하고, 그 위에 솔더볼을 범핑시켜 솔더볼(340)을 융착시키는 단계와, 상기와 같이 회로필름이 부착된 웨이퍼의 후면에 보조테이프를 부착하는 단계와, 보조테이프가 부착된 웨이퍼의 스트리트 라인을 따라 반도체 패키지를 낱개로 절단하는 단계와, 마지막으로 절단된 개개의 반도체 패키지를 트레이로 이송하는 동시에 포장하는 단계로 이루어진다.

상기와 같이 제조되는 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 개발에 수반하여 다음과 같은 장치가 절실히 필요하게 되었다.

즉, 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 제조 공정중에서 웨이퍼에 형성되어진 칩의 솔더볼랜드에 솔더볼을 범핑하여 융착하는 공정에 있어서, 솔더볼을 작업자 일인의 제어로 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 솔더볼랜드에 솔더볼을 정확하게 범핑하여 융착시킬 수 있는 솔더볼 범핑장치의 필요성이 요구되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 작업자 일인의 제어작동부 조작으로 웨이퍼에 형성되어진 칩의 솔더볼랜드에 솔더볼을 범핑하고 융착하는 공정이 반자동으로 정확하게 이루어지도록 한 반도체 패키지 제조 장비를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 각 구성부의 배치 상태를 보여주는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 웨이퍼 테이블과 비젼 카메라 장치를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 가압장치를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 솔더볼 범핑용 툴을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 솔더볼 수납용기를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 더블볼 제거용 필름장치를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 플럭스 도포장치를 나타내는 도면,

도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 플럭스 공급장치를 나타내는 도면,

도 10는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 제어부를 나타내는 도면,

도 11은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비의 솔더볼 범핑용 툴의 작동 상태를 보여주는 순서도,

도 12는 일반적인 웨이퍼와 이 웨이퍼의 반도체 칩에 형성되는 솔더볼랜드를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:웨이퍼 12:진공흡착구

14:웨이퍼 테이블 15:웨이퍼 안착판

16:진공흡착장치 18:레일식 이동수단

20:웨이퍼 안착 및 로딩장치 30:비젼 카메라 장치

40:가압장치 41:가압판

42:구동수단 43:레일

44:지지대 50:솔더볼 범핑용 툴

51:장착구 52:진공제공구

53:솔더볼 흡착구 54:니플

56:서스판 60:솔더볼 범핑용 툴 로딩장치

65:홀더부 67:가이드레일

68:장착단 69:진공제공단

70:솔더볼 수납용기 75:더블볼 제거용 필름장치

76:지지판 77:필름

78:마이크로미터 80;플럭스 도포장치

81:플럭스용기 83:플럭스 도포수단

84:플럭스 공급구 86:지지대

88:브레이드 90:서포터

100:고정테이블 110:플럭스 공급장치

120:제어부 130:솔더볼 범핑영역

200:솔더볼 범핑장치 300:반도체 칩

320:솔더볼랜드 340:솔더볼

360:회로피름 380:회로패턴

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 웨이퍼(10)가 올려지는 웨이퍼 테이블(14)과, 이 테이블(14) 밑으로 차례로 설치된 진공흡착장치(16)와 레일식 이동수단(18)으로 구성된 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)와, 상기 웨이퍼 테이블(14) 위쪽으로 웨이퍼 테이블(14)에 올려지는 웨이퍼(10)의 정확한 안착 위치를 자동으로 잡아주는 비젼 카메라 장치(30)와, 상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20) 우측에 설치되어 상기 웨이퍼 테이블(14)에 휘어진 웨이퍼(10)가 올려지면 가압하여 웨이퍼(10)를 평평하게 만들어주는 가압장치(40)와, 상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)의 레일식 이동수단(18)에 의하여 상기 웨이퍼 테이블(14)이 범핑 구역으로 이동하는 동시에 이동 완료된 상기 웨이퍼 테이블(14)에 올려진 웨이퍼(10)상으로 이동하여 솔더볼을 범핑하는 솔더볼 범핑용 툴(50)과, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 분리가능하게 장착되어 웨이퍼(10)상으로 솔더볼 범핑용 툴(50)을 이동시켜주는 홀더부(65)를 포함하는 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)와, 진동 가능하고 솔더볼 범핑용 툴에 진공 흡착되도록 솔더볼이 수납되어 있는 솔더볼 수납용기(70)와, 상기 솔더볼을 흡착한 솔더볼 범핑용 툴(50)에 더블볼된 솔더볼을 제거하는 더블볼 제거용 필름장치(75)와, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)에 진공흡착된 솔더볼에 플럭스가 뭍도록 한 플럭스 도포장치(80)와, 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 장착되기 전의 솔더볼 범핑용 툴(50)이 안착되어 있게 되는 서포터(90)와 상기 솔더볼 수납용기(70)와 플럭스 도포장치(80)가 후부로부터 차례로 설치되도록 한 고정테이블(100)과, 이 고정테이블(100)의 우측면에 설치되어 상기 플럭스 도포장치(80)에 플럭스를 공급하는 플럭스 공급장치(110)와, 상기 솔더볼 범핑장치의 공정을 조작하고 제어하도록 한 제어부(120)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)의 웨이퍼 테이블(14)에는 다수의 진공흡착구(12)가 형성된 웨이퍼 안착판(15)이 부착되고, 상기 진공흡착장치(16)에 의하여 상기 진공흡착구(12)로 진공이 제공된다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비인 솔더볼 범핑장치의 웨이퍼 테이블과 비젼 카메라 장치를 나타내는 도면이다.

이때, 상기 웨이퍼(10)가 솔더볼 범핑 및 융착되는 공정을 거치기 위하여 상기 웨이퍼 테이블(14)의 웨이퍼 안착판(15)에 올려지는 바, 이 안착판(15)의 형상은 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(10)의 형상과 동일한 형태로서, 일측에 직선단이 형성되어진다.

따라서, 웨이퍼(10)의 일측에 형성된 직선면 부위를 웨이퍼 안착판(15)의 직선단에 밀착시키며 안착시키게 된다.

또한, 상기 웨이퍼는 반도체 칩의 솔더볼 랜드가 위로 가게 올려지고, 상기 진공흡착장치(16)로부터 진공흡착구(12)로 제공된 진공으로 웨이퍼(10) 저면이 흡착 고정된다.

한편, 상기 웨이퍼(10)가 안착판(15)에서 진공흡착으로 고정되기 전에, 웨이퍼가 웨이퍼 안착판(15)에 올려지면, 도 2에 도시한 바와 같이, 바로 위에 위치한 상기 비젼 카메라 장치(30)에서 웨이퍼의 안착 위치(좌표 X, Y, θ로 설정)를 감지하게 된다.

동시에 상기 감지된 좌표값은 상기 제어부(120)에서 미리 설정된 소정의 좌표값과 비교 연산되어진다.

따라서, 상기 미리 설정된 소정의 좌표값에 맞는 위치, 즉 솔더볼 범핑을 위한 정확한 위치로 웨이퍼 테이블(14)이 상하좌우로 이송 조절되어 웨이퍼(10)의 안착위치가 바르게 보정되어진다.

여기서 상기 웨이퍼 테이블(14)에 휘어진 웨이퍼가 올려질 경우, 평평하게 만들어주는 장치를 첨부한 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 웨이퍼 테이블(14)에 휘어진 상태로 올려진 웨이퍼(10)를 평평하게 만들어주는 상기 가압장치(40)는 가압판(41)과, 이 가압판(41)과 일체로 장착되어 가압판(41)을 상하좌우로 구동시키는 구동수단(42)과, 상기 가압판(41)과 구동수단(42)이 좌우로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 레일(43)과, 이 레일(43)을 지지하는 지지대(44)로 구성된다.

상기 웨이퍼 테이블(14)의 웨이퍼 안착판(15)에 올려지는 웨이퍼(10)가 앞쪽 공정을 거치면서 받는 열등으로 인하여 휘어질 수 있는데, 휘어진 상태의 웨이퍼(10)는 웨이퍼 안착판(15)에서 진공흡착이 이루어지지 않게 된다.

따라서, 휘어진 웨이퍼(10)가 올려지게 되면, 상기 웨이퍼 가압장치(40)의 구동이 이루어지는데, 웨이퍼 가압장치(40)의 웨이퍼 가압판(41)이 구동수단(42)에 의하여 레일(43)을 따라 좌측으로 이송된다.

이어서, 상기 가압판(41)이 휘어진 웨이퍼(10)의 바로 위까지 이송된 후, 가압판(41)은 상기 구동수단(42)에 의하여 상기 휘어진 웨이퍼(10)의 상면으로 하향 이동하게 된다.

연이어, 상기 휘어진 웨이퍼(10)의 상면에 밀착된 가압판(41)은 휘어진 웨이퍼(10)를 평평하게 되도록 가압하게 된다.

이에따라, 상기 가압판(41)에 의하여 평평하게 된 웨이퍼(10)는 상기 웨이퍼 안착판(15)의 진공흡착구(12)로 제공된 진공흡착으로 고정되면서 평평한 상태를 계속 유지하게 된다.

상기와 같이, 웨이퍼(10)의 정확한 안착이 이루어지면, 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)의 레일식 이동수단(18)에 의하여 웨이퍼 테이블(14)은 범핑영역공간(130)으로 수평 이송되어진다.

이에따라, 상기 웨이퍼(10)에 형성되어 있는 칩의 솔더볼 랜드에 솔더볼을 범핑하고 융착하기 위한 준비가 완료된 상태가 되고, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 작동이 시작되어진다.

도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비인 솔더볼 범핑장치의 솔더볼 범핑용 툴을 나타내는 도면으로서, 이를 참조하여 솔더볼 범핑용 툴(50)을 설명하면 다음과 같다.

상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 몸체(55)의 상면 중앙과 그 외주부에 각각 장착구(51)와 다수의 진공제공구(52)가 형성되고, 저면에는 2열로 배열된 다수의 솔더볼 흡착구(53)가 형성된 서스판(56)이 부착되고, 상기 솔더볼 흡착구(53)의 안쪽으로 상기 진공제공구(52)와 연결되는 중공 니플(54)이 내설되어진다.

상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 몸체(55) 저면에 부착된 서스판(56)은 공압수단으로 상하 이동가능하게 설치되어, 서스판(56)이 공압으로 상방이동시, 내설되어 있는 상기 니플(54)이 외부로 노출되어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 솔더볼 범핑용 툴(50)은 상기 고정테이블(100)의 가장 후부에 설치된 서포터(90)에 대기상태로 올려져 있게 된다.

더욱 상세하게는, 상기 고정테이블(100)의 가장 뒤쪽면에 장착된 상기 솔더볼 범핑용 툴 서포터(90)는 두 개 이상이 좌우로 나란히 설치되어, 서로 다른 형태의 솔더볼 범핑용 툴(50)이 안착되어진다.

예를들어, 칩 배열이 다른 형태의 웨이퍼, 또는 배열된 전체칩에 동시에 솔더볼 범핑 및 융착을 한다거나, 배열된 전체칩을 2열 또는 3열씩 분할하여 솔더볼 범핑 및 융착을 한다거나 할 때에는, 서로 다른 형태의 솔더볼 범핑용 툴을 사용하여야 한다. 이에, 상기 서포터(90)를 두 개이상 설치하여, 서로 다른 형태의 솔더볼 범핑용 툴(50)을 동시에 준비해 둘 수 있게 된다.

첨부한 도 5를 참조로 하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비인 솔더볼 범핑장치의 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치를 설명하면 다음과 같다.

상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)는 홀더부(65)와, 상기 홀더부(65)가 결착되어 구동수단에 의하여 범핑영역까지 전후 슬라이드 운동되도록 한 가이드 레일(67)로 구성된다.

상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 홀더부(65)에는 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 상면에 형성된 장착구(51)와 진공제공구(52)에 삽입 결착되도록 장착단(68)과 진공제공단(69)이 형성된다.

이에, 상기와 같이 구비된 솔더볼 범핑용 툴(50)을 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 홀더부(65)에 상기와 같이 결착시키면, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 구동이 시작되어진다.

여기서, 첨부한 도 7과 도 8를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조장비인 솔더볼 범핑장치의 더블볼 제거용 필름장치와 솔더볼 수납용기를 설명하면 다음과 같다.

상기 솔더볼 범핑용 툴(50)에서 앞쪽으로 일정거리 떨어진 위치의 고정테이블(100)면에 설치된 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)는 양쪽에 상하유동 가능하게 형성된 지지판(76)과, 이 지지판(76)에 양단이 고정되는 띠형 필름(77)과, 이 띠형 필름(77)의 높이를 조절하기 위하여 상기 지지판(76)을 상하로 이동시키는 수단으로 지지판(76)의 각 측면에 설치되는 마이크로미터(78)로 구성된다.

또한, 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)에서 앞쪽으로 일정거리 떨어진 위치의 고정테이블(100)면에 설치된 솔더볼 수납용기(70)는 안에 솔더볼이 모여있는 상태를 진동으로 고르게 하기 위하여 저면에 진동수단이 설치된다.

여기서 상기 솔더볼 범핑용 툴의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 구동 시작은 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 구동으로 이루어지는 바, 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 홀더부(65)에 결착된 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 의하여 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)를 지나서 솔더볼 수납용기(70)의 바로 위로 이동하게 된다.

이어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 상기 솔더볼 수납용기(70)에 저장되어 있는 솔더볼을 진공으로 흡착하게 되는데, 이 흡착 전에 상기 솔더볼 수납용기(70)는 저장된 솔더볼이 일정장소에 몰려 있지 않도록 저면에 장착된 진동장치에 의하여 솔더볼 수납용기(70)가 진동을 하게 되어 저장된 솔더볼을 균일한 상태로 만들어준다.

따라서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 상기 솔더볼 수납용기(70)의 솔더볼에 접근하게 되는 동시에 솔더볼 범핑용 툴(50)의 진공흡착동작이 이루어지는데, 솔더볼 범핑용 툴의 저면에 형성된 다수의 솔더볼 흡착구(53)로 솔더볼이 진공흡착되어진다.

더욱 상세하게는, 솔더볼 흡착구(53)내에 설치되어 있는 니플(54)에 제공되는 진공으로 솔더볼의 상면이 니플(54)에 진공 흡착된 상태가 된다.

다음으로, 상기 솔더볼을 진공으로 흡착한 솔더볼 범피용 툴(50)은 시작 위치에서 지나왔던 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)를 거슬러 다시 시작위치로 지나가게 되는 바, 이때 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 저면에 형성된 솔더볼 흡착구(53)에 솔더볼이 두 개씩 진공흡착된 더블볼이 제거되도록 지나가게 된다.

더욱 상세하게는, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 저면이 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)의 필름(77) 상단면에 평행하게 접촉되며 지나가게 되는 바, 이때 더블볼이 상기 필름(77)의 상단면에 걸려서 밑으로 떨어짐으로서, 용이하게 제거되어진다.

따라서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 의하여 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)를 지나 원위치로 이동된 상태는 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 솔더볼 흡착구(53)에 솔더볼이 하나씩 흡착된 상태가 된다.

이어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 상기 위치에서 몸체(55) 저면의 서스판(56)이 상술한 바와 같이 공압수단에 의하여 상방으로 이동되어지는 바, 동시에 상기 솔더볼을 흡착하고 있는 니플(54)이 외부로 노출되어진다.

다음으로, 상기 상태의 솔더볼 범핑용 툴(50)은 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 의하여 상방으로 들여 올려져, 상기 필름(77)에 걸리지 않으며, 더블볼 제거용 필름장치(75)와 솔더볼 수납용기(70)를 지나서, 상기 플럭스 도포장치(80)의 위로 이동을 하게 된다.

좀 더 상세하게는, 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 가이드 레일(67)을 따라, 가이드 레일(67)에 결착되어 있는 홀더부(65)에 결착된 솔더볼 범핑용 툴(50)이 플럭스 도포장치(80)위까지 슬라이드 이동되어진다.

이때, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 몸체(55)의 서스판(56)이 공압으로 상방향 이동되어, 니플(54)이 외부로 노출되어진 상태가 계속 유지된다.

여기서, 첨부한 도 8을 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비인 솔더볼 범핑장치의 플럭스 도포장치를 설명하면 다음과 같다.

상기 솔더볼 수납용기(70)에서 앞쪽으로 일정거리 떨어진 위치의 고정테이블(100)면에 설치된 상기 플럭스 도포장치(80)는 상기 플럭스 공급장치(110)와 연결되는 플럭스 공급구(84)가 일측끝에 형성된 플럭스 용기(81)와, 플럭스 용기(81)의 플럭스 공급구(84)를 통하여 공급된 플럭스를 균일한 두께로 만들어주는 도포수단(83)으로 구성된다.

또한, 상기 플럭스 도포장치(80)의 도포수단(83)은 상기 플럭스용기(81)의 전후면에 좌우 이동 가능하게 장착된 지지대(86)와, 이 지지대(86)에 양단이 고정되는 동시에 플럭스용기(81)의 상면에 밀착되는 브레이드(88)로 구성된다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 플럭스 도포장치(80)의 플럭스 용기(81)위로 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 위치하게 되면, 상기 플럭스 도포장치(80)의 도포수단(83) 즉, 상기 지지대(86)와 브레이드(88)가 좌우로 일회 왕복 운동을 하게 된다.

한편, 도 9는 플럭스 공급장치를 나타내는 바, 상기 고정테이블(100)의 우측면에 설치되어 상기 플럭스 도포장치(80)에 플럭스를 공급하는 장치이다.

상기 플럭스 공급장치(110)는 플럭스 저장용기와, 이 저장용기의 플럭스를 공압으로 상기 플럭스 공급부까지 제공하는 공압수단으로 구성된다.

이에따라, 상기 플럭스용기(81)의 플럭스 공급구(84)로 상기 플럭스 공급장치(110)로부터 공압으로 제공된 플럭스는 상기 브레이드(88)의 왕복운동으로 균일하게 플럭스 용기(81)면에 도포되어진다.

상기와 같이 플럭스가 균일하게 도포되면, 상기 플럭스 도포장치(80)의 위에 위치하고 있는 솔더볼 범핑용 툴(50)이 플럭스 용기(81)면으로 하향 이동되어진다.

이에, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 니플(54)은 상술한 바와 같이 외부로 노출된 상태인 바, 이 니플(54)에 흡착되어 있는 솔더볼의 저면이 상기 플럭스 용기(81)에 도포된 플럭스에 닿게 되어, 솔더볼에 플럭스가 뭍혀지게 된다.

한편, 상기 플럭스 도포장치(80)의 앞쪽과 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 가이드 레일(67)의 끝단 아래쪽 사이의 빈 공간은 범핑영역공간(130)이다.

더욱 상세하게는, 본 발명의 솔더볼 범핑장치(200)의 전체 배치상태를 보여주는 도 1에서 보듯이, 상기 플럭스 도포장치(80)는 고정테이블(100)의 가장 앞쪽 끝에 위치되어 있는 바, 이 고정 테이블(100)이 끝나는 부위의 앞쪽과 상기 웨이퍼 테이블(14) 사이의 빈공간이 범핑영역공간(130)이 된다.

상기 범핑영역공간(130)의 위로는 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 가이드레일(67)이 연장되어 위치되어있는 상태이다.

또한, 상기 범핑영역공간(130)의 우측에는 웨이퍼 테이블(14)이 위치되어 있는 바, 상기 범핑영역공간(130)으로 상기 웨이퍼(10)가 실장된 웨이퍼 테이블(14)이 상술한 바와 같이 이미 이송되어 위치되어 있는 상태이다.

여기서, 상기와 같이 플럭스 도포장치(80)에 의하여 솔더볼 범핑용 툴(50)의 니플(54)에 흡착되어 있는 솔더볼에 플럭스가 뭍혀진 후에, 솔더볼 범핑용 툴(50)은 다시 상방향으로 이동하여 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 가이드 레일(67)을 따라 상기 범핑영역공간(130)으로 이송되어진다.

따라서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 상기 웨이퍼 테이블(14)에 안착된 웨이퍼(10)의 바로 위쪽으로 이송된 후에, 솔더볼 범핑 및 융착 작업을 실시하게 되는 바, 이를 설명하면 다음과 같다.

한편, 상기 웨이퍼(10)는 원형의 형상으로 되어 있기 때문에, 웨이퍼에 형성되어 있는 반도체칩이 계단식으로 되어진 상태로서, 예를들어 상기 반도체 칩이 웨이퍼에 1열에서 8열까지 서로 다른 개수로 형성되어 있다면, 반도체 칩의 열은 양끝 라인을 따라 대략 마른모꼴을 이루는 상태가 된다.

또한, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 저면에 형성된 솔더볼 흡착구(53)내의 니플(54)들에 진공을 제한하여 제공할 수 있는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 웨이퍼(10)의 1열에 대한 칩을 시작으로 8열까지 순차적으로 솔더볼 범핑 및 융착을 진행시키고자 하려면, 상기 웨이퍼의 1 열의 대한 칩의 수와 위치에 맞는 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 니플(54)에만 진공을 제공하게 된다.

따라서, 상기 웨이퍼 테이블(14)에 안착되어 있는 웨이퍼(10)로 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 하향 이동되어진다.

이와 동시에, 솔더볼이 융착될 상기 웨이퍼(10)의 해당 칩열의 솔더볼랜드에 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 저면에 흡착되어 있는 상기 솔더볼이 밀착되어진다.

상기 상태에서 솔더볼 범핑용 툴(50)의 니플(54)로 제공되는 진공이 차단되어지는 동시에 솔더볼 범핑용 툴(50)은 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 의하여 살작 들어올려짐으로써, 니플(54)의 진공흡착고정으로부터 분리된 솔더볼은 솔더볼랜드에 그대로 융착되어진다.

마지막으로, 상기 솔더볼 범핑 및 융착을 마친 솔더볼 범핑용 툴(50)은 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 의하여 다시 처음이 위치로 이송을 하게 되는데, 이송중에 솔더볼 범핑용 툴(50) 저면의 서스판(56)면(니플이 외부로 노출된 상태로 계속 유지)은 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)의 필름(77)에 다시 한번 닿게 되며 지나가게 된다.

상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 저면이 상기 필름(77)에 다시 한번 닿게 되는 이유는 웨이퍼(10)의 칩의 솔더볼랜드에 미처 융착되지 않은 솔더볼과 이물질을 제거시키기 위함이다.

이에따라, 상기와 같이 웨이퍼의 1열의 대한 칩에 솔더볼 범핑 및 융착이 완료되면, 솔더볼 범핑용 툴(50)은 시작 위치에 놓이게 된다.

한편, 웨이퍼의 다음 칩열에 대해 솔더볼을 범핑, 융착시키고자 할 때에는, 다음 칩열에 해당하는 수의 니플(54)에만 진공이 제공되어져, 솔더볼 범핑용 툴(50)이 상기와 같은 과정을 반복 수행하게 된다

상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 상기와 같은 동작을 반복시킴으로써, 웨이퍼(10)의 전체 칩에 대한 솔더볼의 범핑 및 융착이 완료되어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 장비에 의하면, 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지를 제조시에 솔더볼랜드에 솔더볼을 범핑하고 융착하는 공정을 작업자 일인의 간단한 제어부 조작만으로 웨이퍼에 형성되어 있는 반도체 칩의 솔더볼 랜드에 솔더볼을 정확하게 범핑하는 동시에 융착시킬 수 있는 장점이 있고, 따라서 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 솔더볼 범핑공정에서 발생하는 불량을 없앨수 있어, 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

웨이퍼(10)가 올려지는 웨이퍼 테이블(14)과, 이 테이블(14) 밑으로 차례로 설치된 진공흡착장치(16)와 레일식 이동수단(18)으로 구성된 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)와, 상기 웨이퍼 테이블(14) 위쪽으로 웨이퍼 테이블(14)에 올려지는 웨이퍼(10)의 정확한 안착 위치를 자동으로 잡아주는 비젼 카메라 장치(30)와, 상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20) 우측에 설치되어 상기 웨이퍼 테이블(14)에 휘어진 웨이퍼(10)가 올려지면 가압하여 웨이퍼(10)를 평평하게 만들어주는 가압장치(40)와, 상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)의 레일식 이동수단(18)에 의하여 상기 웨이퍼 테이블(14)이 범핑 구역으로 이동하는 동시에 이동 완료된 상기 웨이퍼 테이블(14)에 올려진 웨이퍼(10)상으로 이동하여 솔더볼을 범핑하는 솔더볼 범핑용 툴(50)과, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)이 분리가능하게 장착되어 웨이퍼(10)상으로 솔더볼 범핑용 툴(50)을 이동시켜주는 홀더부(65)를 포함하는 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)와, 진동 가능하고 솔더볼 범핑용 툴에 진공 흡착되도록 솔더볼이 수납되어 있는 솔더볼 수납용기(70)와, 상기 솔더볼을 흡착한 솔더볼 범핑용 툴(50)에 더블볼된 솔더볼을 제거하는 더블볼 제거용 필름장치(75)와, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)에 진공흡착된 솔더볼에 플럭스가 뭍도록 한 플럭스 도포장치(80)와, 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)에 장착되기 전의 솔더볼 범핑용 툴(50)이 안착되는 서포터(90)와, 상기 솔더볼 수납용기(70)와, 플럭스 도포장치(80)가 후부로부터 차례로 설치되도록 한 고정테이블(100)과, 이 고정테이블(100)의 우측면에 설치되어 상기 플럭스 도포장치(80)에 플럭스를 공급하는 플럭스 공급장치(110)와, 상기 솔더볼 범핑장치의 공정을 조작하고 제어하도록 한 제어부(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)의 웨이퍼 테이블(14)에는 다수의 진공흡착구(12)가 형성된 웨이퍼 안착판(15)이 부착되고, 상기 진공흡착장치(16)에 의하여 상기 진공흡착구(12)로 진공이 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 테이블(14)에 휘어진 상태로 올려진 웨이퍼(10)를 평평하게 만들어주는 상기 가압장치(40)는 가압판(41)과, 이 가압판(41)과 일체로 장착되어 가압판(41)을 상하좌우로 구동시키는 구동수단(42)과, 상기 가압판(41)과 구동수단(42)이 좌우로 슬라이드 이동 가능하게 하는 레일(43)과, 이 레일(43)을 지지하는 지지대(44)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)은 몸체(55)의 상면 중앙과 그 외주부에 각각 장착구(51)와 다수의 진공제공구(52)가 형성되고, 몸체(54)의 저면에는 2열로 배열된 다수의 솔더볼 흡착구(53)가 형성된 서스판(56)이 부착되며, 상기 솔더볼 흡착구(53)의 안쪽으로 상기 진공제공구(52)와 연결되는 중공 니플(54)이 내설되어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 몸체(55) 저면에 부착된 서스판(56)은 공압수단으로 상하 이동가능하게 설치되어, 서스판(56)이 공압으로 상방이동시, 서스판(56)의 솔더볼 흡착구(53)를 통하여 내설되어 있는 상기 니플(54)이 외부로 노출되어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 고정테이블(100)의 가장 뒤쪽면에 장착된 상기 솔더볼 범핑용 툴 서포터(90)는 두 개이상이 좌우로 나란히 설치되어, 서로 다른 형태의 솔더볼 범핑용 툴(50)이 안착시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)는 홀더부(65)와, 이 홀더부(65)가 결착되어 구동수단에 의하여 범핑영역으로 전후 슬라이드 이동되도록 한 가이드 레일(67)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 홀더부(65)에는 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)의 상면에 형성된 장착구(51)와 진공제공구(52)에 삽입 결착되도록 장착단(68)과 진공제공단(69)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 범핑용 툴(50)에서 앞쪽으로 일정거리 떨어진 위치의 고정테이블(100)면에 설치된 더블볼 제거용 필름장치(75)는 양쪽에 상하유동 가능하게 형성된 지지판(76)과, 이 지지판(76)에 양단이 고정되는 띠형 필름(77)과, 이 띠형 필름(77)의 높이를 조절하기 위하여 상기 지지판(76)을 상하로 이동시키는 수단으로 지지판(76)의 각 측면에 설치되는 마이크로미터(78)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 더블볼 제거용 필름장치(75)에서 앞쪽으로 일정거리 떨어진 위치의 고정테이블(100)면에 설치된 솔더볼 수납용기(70)는 안에 솔더볼이 모여있는 상태를 진동으로 고르게 하기 위하여 저면에 진동수단이 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 수납용기(70)에서 앞쪽으로 일정거리 떨어진 위치의 고정테이블(100)면에 설치된 플럭스 도포장치(80)는 상기 플럭스 공급장치(110)와 연결되는 플럭스 공급구(84)가 일측끝에 형성된 플럭스 용기(81)와, 플럭스 용기(81)의 플럭스 공급구(84)를 통하여 공급된 플럭스를 균일한 두께로 만들어주는 도포수단(83)으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 플럭스 도포장치(80)의 도포수단(83)은 상기 플럭스용기(81)의 전후면에 좌우 이동 가능하게 장착된 지지대(86)와, 이 지지대(86)에 양단이 고정되는 동시에 플럭스용기(81)의 상면에 밀착되는 브레이드(88)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 플럭스 도포장치(80)의 앞쪽과 솔더볼 범핑용 툴 로딩장치(60)의 가이드 레일(67)의 끝단 아래쪽 사이의 공간은 범핑영역공간(130)으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 안착 및 로딩장치(20)의 웨이퍼 테이블(14)에 형성된 웨이퍼 안착판(15)은 웨이퍼(10)의 형상과 동일하게 일측에 직선단이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.
제 1 항에 있어서, 상기 플럭스용기(81)의 플럭스 공급구(84)와 연결되는 상기 플럭스 공급장치(110)는 플럭스 저장용기와, 이 저장용기의 플럭스를 공압으로 상기 플럭스 공급부까지 제공하는 공압수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장비.