KR100407990B1 - 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평진행하는 스퀴즈에 하향으로 압축력을 추가하여 페이스트가 보다 균일하고 밀도있게 스텐실의 프린트 홀을 메울 수 있는 페이스트 프린팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프린팅 될 프린트 부재의 표면에 스텐실을 적치하고, 상기 스텐실 표면에 페이스트를 도포한 후 스퀴즈로 상기 페이스트를 밀착진행시켜 스텐실의 프린트 홀에 페이스트를 메우는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법에 있어서,상기 스퀴즈에 스텐실 표면을 따라 진행되도록 하는 수평력과 동시에 압축력을 가하여 스퀴즈가 스텐실의 표면으로 압착되도록 하되, 상기 스퀴즈와 압축력을 가하는 압축부재는 탄성재인 것을 특징으로 하는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법을 제공한다.

Description

스퀴즈를 이용한 프린팅 방법{Method used for Squeeze Printing}

본 발명은 페이스트 프린팅 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 패키지 제조공정 중 웨이퍼 등에 솔더 페이스트를 스퀴즈로 프린팅하는 방법에 관한 것이다. 반도체 패키지를 제조하는 공정에서 웨이퍼는 개별로 분리되어 각각 반도체 칩으로 활용되는바, 각 반도체 칩에는 외부와 접속되기 위한 패드가 형성된다. 상기 접속패드가 외부 리드 혹은 인쇄회로기판과 접속되는 방법으로는 통상 와이어를 이용하여 리드와 본딩시키는 방법과 반도체 칩의 접속패드에 직접 전도성 단자를 부착시켜 인쇄회로기판등에 직접 실장하는 플립 칩(Flip Chip) 본딩 방법 등이 있다.

상기 플립 칩 본딩 방식을 채용할 시 웨이퍼에 직접 전도성 솔더 페이스트를 프린트하게되는데 이하 도 1을 참조하여 상술한 기존의 솔더 페이스트 프린트 방법에 관하여 개략적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 먼저 패브리케이션(Fabrication) 공정이 완료되어 패턴이 형성된 웨이퍼(2)를 표면이 위로 향하도록 위치시킨다. 상기 웨이퍼(2)의 표면을 보다 상세하게 표현하면, 패시베이션(Passivation) 층(4)과 접속패드(6)로 구분할 수 있다.

도면의 웨이퍼 표면에서 볼 수 있듯이, 표면 대부분에는 패시베이션 층(4)이 형성되어 웨이퍼의 패턴을 보호하고 있다. 상기 패시베이션 층(4)의 사이로 노출된 부분이 접속패드(6)로서 상기 접속패드(6)에 솔더 페이스트(8)가 인입되어 단자역할을 하게 된다.

이와 같은 웨이퍼의 표면 위로 스텐실(10)이 적치되며, 상기 스텐실(10)은 웨이퍼(2)의 접속패드(6)와 같은 수, 같은 위치로 프린트 홀(12)이 형성되어 있고 웨이퍼의 접속패드(6)와 프린트 홀(12)이 정확히 일치하도록 얼라인시킨다.

상기 스텐실(10) 위로 스퀴즈(20)가 진행하게 되는데, 도면에서 보는 바와 같이 상기 스퀴즈(20)는 솔더 페이스트(8)가 용이하게 프린트 홀(12)로 인입되도록대략 40°~60°가량 경사져서 진행하게 된다.

이와 같이 경사진 스퀴즈의 내각부분에 솔더 페이스트(8)를 채운후 스텐실(10) 표면을 따라 스퀴즈(20)를 진행시키게 되면 솔더 페이스트(8)가 스퀴즈(20)에 의해 밀리면서 스텐실(10)의 프린트 홀(12)을 메우게 된다. 이와 같은 종래의 프린팅 방법에서 스퀴즈(20)는 스텐실 표면을 따라 진행하도록, 즉 X축 방향으로만 진행하도록 되어 있기 때문에 프린트 홀(12)을 메우는 주 요인으로는 솔더 페이스트(8)의 선단에서 발생하는 롤링(8a)에 의존할 수 밖에 없었다.

그러므로 만일 솔더 페이스트(8)의 선단측이 비균일하게 구성되어 있을 경우에는 스텐실의 프린트 홀(12)을 메우는 양이 홀마다 각각 달라질 수 있고 경우에 따라서는 스퀴즈(20)의 진행 속도가 빠를 때 제대로 프린트 홀에 솔더 페이스트(8)가 채워지지 않는 경우도 발생한다.

상기와 같은 경우 접속패드(6)에 솔더 페이스트(8)가 제대로 융착되지 못함으로 인하여 반도체 칩을 인쇄회로기판이나 마더보드에 실장할 경우 접속불량을 야기시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로써, 수평진행하는 스퀴즈에 하향으로 압축력을 추가하여 페이스트가 보다 균일하고 밀도있게 스텐실의 프린트 홀을 메울 수 있는 페이스트 프린팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 종래 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법에 관하여 도시한 개략도.

도 2 는 본 발명에 의한 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법에 관한 바람직한 일실시예를 도시한 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2: 웨이퍼 4: 패시베이션 층

6: 접속패드 8: 솔더 페이스트

10: 스텐실 12: 프린트 홀

30: 압축부재 32: 스프링

200: 스퀴즈

상술한 목적을 달성하기 위하여 프린팅 될 프린트 부재의 표면에 스텐실을 적치하고, 상기 스텐실 표면에 페이스트를 도포한 후 스퀴즈로 상기 페이스트를 밀착진행시켜 스텐실의 프린트 홀에 페이스트를 메우는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법에 있어서,상기 스퀴즈에 스텐실 표면을 따라 진행되도록 하는 수평력과 동시에 압축력을 가하여 스퀴즈가 스텐실의 표면으로 압착되도록 하되, 상기 스퀴즈와 압축력을 가하는 압축부재는 탄성재인 것을 특징으로 하는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명에 의한 방법을 설명하기에 앞서 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면 부호를 그대로 인용하기로 한다.

도 2 는 본 발명에 의한 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 도면 하단에는 웨이퍼(2)의 일부가 도시되어 있다. 상기 웨이퍼(2)는 패브리케이션 공정이 완료되어 패키징 공정을 위한 준비 단계에 있는 것으로, 백 그라인딩 공정이 완료된 상태이다.

상기 웨이퍼(2)를 보다 상세히 살펴보면, 저면부는 백 그라인딩 공정을 거쳐 박형화되었으며, 내부에는 집적회로(도시 생략)가 구성되어 있다. 상기 웨이퍼(2)의 표면에는 패시베이션 층(4)이 형성되어 있으며, 상기 패시베이션 층(4)은 비전도성 코팅막으로 웨이퍼(2)의 집적회로가 손상되지 않도록 전면을 보호한다. 상기 웨이퍼(2)는 통상 원형으로 제조되어 수십 내지 수백개의 반도체 칩으로 분할되고,이렇게 분할된 반도체 칩은 각각 후 공정에서 개별로 패키징된다.

상기 패시베이션 층(4)은 웨이퍼의 전면에 골고루 코팅되어 있으나 일부는 그대로 노출된다. 이와 같이 노출된 부분이 반도체 칩의 접속패드(6)이다. 상기 접속패드(6)는 웨이퍼(2)에 존재하는 각 반도체 칩 표면에 개별적으로 형성되어 있으며, 도시된 웨이퍼는 개별 칩 부분을 확대도시한 것이다.

패시베이션 층(4)이 형성되지 않은 접속패드(6)에 도전성을 지닌 솔더 페이스트(8)가 범핑되기 위해서는 스텐실(10)을 사용하여 스퀴즈(200)로 솔더 페이스트(8)를 프린트하게 된다.

도시된 웨이퍼(2)의 상면에는 스텐실(10)이 적치된다. 상기 스텐실(10)은 웨이퍼(2)의 표면에 밀착접촉하며, 다수의 프린트 홀(12)이 형성되어 있다. 상기 프린트 홀(12)은 웨이퍼의 접속패드(6)와 같은 위치, 같은 수로 형성되어 있어 스텐실(10)을 얼라인하여 웨이퍼에 적치하면 접속패드만을 노출시키고 패시베이션 층(4)을 차단한다.

상기 스텐실(10)이 웨이퍼의 표면에 적치된 후 스텐실의 외곽에 솔더 페이스트(8)를 다량 도포하고 스퀴즈(200)로 상기 솔더 페이스트(8)를 밀어내면서 진행하게 된다.

상기 스퀴즈(200)는 솔더 페이스트(8)가 프린트 홀(12)로 인입시 보다 밀도있게 채워질 수 있도록 대략 40°~60°가량 경사진 상태로 진행한다. 상기 스퀴즈(200)는 기본적으로 스텐실(10)의 표면을 따라 진행하도록 수평력(22)을 받는다. 상기 수평력(22)에 의해 스퀴즈(10)의 내측에 도포된 솔더 페이스트(8)가 밀리면서 진행하게 되고 솔더 페이스트(8)의 선단측에 형성되는 롤링(8a)에 의해 프린트 홀(12) 내부로 솔더 페이스트(8)가 채워진다. 이때, 상기 스퀴즈(200)의 외측면에서는 별도로 구성된 압축부재(30)에 의해 외력이 작용하여 스퀴즈(200)가 스텐실(10)의 표면으로 압축되도록 한다. 상기 스퀴즈(200)는 통상 메탈, 또는 우레탄 등의 재질로 이루어지는 바 소정의 탄성을 지니고 있어 플렉시블한 특성을 지니고 있다. 또는 판 스프링을 사용함으로써 효과를 배가할 수 있다.

상기 압축부재(30)에 의해 가해지는 압축력(30a)(30b)(30c)은 도시된 바와 같이 스텐실 표면과 대략 30°이상 90°이하의 방향에서 작용됨이 바람직하다. 이와 같이 압축력(30a)(30b)(30c)이 작용함으로써 솔더 페이스트(8)는 수평으로 밀릴 뿐 아니라 하향으로도 압력을 받게 된다.상기 수평력(20a)과 압축력(30a)(30b)(30c)이 스퀴즈(200)에 동시에 작용함으로써 솔더 페이스트(8)는 선단에서 발생하는 롤링(8a)에 의해 스텐실의 프린트 홀(12)로 인입되는 동시에 스텐실 표면으로 누르는 압축력(30a)(30b)(30c)이 부가됨으로써 추가적으로 다량의 솔더 페이스트가 프린트 홀(12)을 메우게 된다.

상기 압축력(30a)(30b)(30c)을 발생시키는 압축부재(30)는 별도로 구성할 수도 있고 수평력을 가하는 부재에 동시에 구성할 수도 있다.

도면에 도시된 압축부재는 탄성부재 중 코일 스프링(32)을 이용하여 압축력을 발생시키고 있다. 코일 스프링(32)은 자체적인 탄성을 지니고 있으므로 다량으로 도포되어 있는 솔더 페이스트(8)를 스텐실(10)의 표면쪽으로 압축하는 효과를 지닌다.

또한 상기 압축부재로써 상기 코일 스프링과 같이 탄성압축효과를 발생시키면서 압축력을 조절할 수 있는 압축실린더를 채용함도 바람직하다.

상기 압축부재(30)로 스퀴즈(200)를 압착할 시 지속적으로 압착하지 않고 프린트 홀(12)을 지날 때만 간헐적으로 압착할 수 있도록 제어함으로도 본 발명이 이루고자 하는 목적을 실현하는 것은 어려움이 없다.

상술한 바와 같이, 프린팅 될 프린트 부재의 표면에 스텐실을 적치하고, 상기 스텐실 표면에 페이스트를 도포한 후 스퀴즈로 상기 페이스트를 밀착진행시켜 스텐실의 프린트 홀에 페이스트를 메울 때, 상기 스퀴즈에 스텐실 표면을 따라 진행되도록 하는 수평력과 동시에 별도의 압축력을 가하여 스퀴즈가 스텐실의 표면으로 압착되도록 함으로써 프린팅 되는 범프 사이즈를 균일하게 하고, 페이스트가 웨이퍼 표면에 보다 확실히 밀착되도록 할 수 있다. 아울러 프린팅 신뢰성을 확보하기 위해 여러번 프린팅하는 공정을 단축시킬 수 있다.

또한, 프린팅이 끝난 후 스텐실에 다량의 페이스트가 남는 것을 방지하여 스텐실의 클리닝(cleaning)횟수를 줄일 수 있다.

상술한 바와 같은 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법은 웨이퍼에 솔더 페이스트를 범핑하는데 국한된 것이 아니라 동일한 원리를 이용하여 스퀴즈로 프린팅 할 수 있는 공정에 모두 적용될 수 있으며, 일례로 반도체 패키지 제조공정 중 페이스트형 봉지수지로 봉지하는(encap) 공정에 특히 유용하게 적용될 수 있다.

수평으로 진행하는 스퀴즈에 압축력을 가하여 스텐실 표면으로 압착되도록함으로써, 스텐실의 프린트 홀로 인입되는 페이스트의 양을 증대하고 밀도를 향상시켜 균일한 프린팅을 구현할 수 있다.

또한, 프린팅 신뢰성이 향상되고, 스텐실 표면에 페이스트 찌꺼기 남지 않아 작업성이 향상된다.

Claims (5)

1. 프린팅 될 프린트 부재의 표면에 스텐실을 적치하고, 상기 스텐실 표면에 페이스트를 도포한 후 스퀴즈로 상기 페이스트를 밀착진행시켜 스텐실의 프린트 홀에 페이스트를 메우는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법에 있어서,

   상기 스퀴즈에 스텐실 표면을 따라 진행되도록 하는 수평력과 동시에 압축력을 가하여 스퀴즈가 스텐실의 표면으로 압착되도록 하되, 상기 스퀴즈와 압축력을 가하는 압축부재는 탄성재인 것을 특징으로 하는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축력은 스퀴즈의 외면에 작용하되, 스텐실면을 기준으로 압축부재의 작용각도가 30°이상 90°이하의 각으로 압축하는 것을 특징으로 하는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축부재는 압축실린더 또는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 스퀴즈를 이용한 프린팅 방법.