KR100436155B1

KR100436155B1 - 반도체칩 제조용 디스펜서장치

Info

Publication number: KR100436155B1
Application number: KR10-2002-0049007A
Authority: KR
Inventors: 주민진; 강성민; 홍승민
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2004-06-23
Also published as: KR20040016721A; TWI221143B

Abstract

본 발명은 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 관한 것으로서, 본 발명은 간소한 구조로서 용액토출의 정밀도가 보장되고, 분해조립의 편리성으로 청소의 용이성, 사용범위의 호환성으로 신뢰성이 보장되는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적은 통상의 실린지 용기(S.L)의 연결라인(S-1)과 착탈자재로 조립되고, 프레임 본체(100)에서 착탈 가능케 조립된 펌프(200)와,

상기 펌프(200)와 연결되어 2개의 밸브(230,230)의 개폐동작을 조정하는 로터리형 실린더(300)와,

상기 펌프(200)의 피스톤(210)과 수직방향으로 조립 연결된 스크류봉(410)과 이 스크류봉을 나사 회전시키는 볼베어링너트(420)를 구비한 볼스크류(400)와,

상기 프레임본체(100)에 설치되어 상기 볼스크류(400)의 회전을 제어하는 서보모터(500)와,

상기 프레임본체(100)와 조립되고 상기 볼베어링너트(420)를 나사 조립하여 상기 일측의 서보모터(500)의 모터풀리(510)와 타이밍벨트(520)로 연결되는 타이밍풀리(610)를 구비한 베어링조립체(600) 및 상기 스크류봉(410)을 안내하여 직선운동으로 변환하는 L.M 가이드기구(700)로 구성된 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 의하여 달성된다.

이러한 본 발명은 반도체칩의 양산이 가능하고 청소의 용이성으로 장치사용의 편리성 효과, 장치적용의 호환성 효과가 보장된다.

Description

반도체칩 제조용 디스펜서장치{Dispenser device for semi-conductor chip manufacture}

본 발명은 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간소한 구조로서 용액토출의 정밀도가 보장되고, 분해조립의 편리성으로 청소의 용이성, 사용범위의 호환성으로 신뢰성이 보장되는 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체칩에 적용되는 본딩 기술로서는 와이어 본딩(wire bonding), 탭(TAB : Tape Automated Bonding), 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 및 에이씨에프 본딩(ACF : Anisotropic Conductive Film bonding) 기술이 주지되고 있다.

이러한 본딩 기술에 있어, 상기 플립 칩 본딩은 반도체칩을 직접 기판에 실장하는 기술로서 경량화, 소형화 및 고성능, 비용절감 및 뛰어나 열적특성을 갖는 제품을 제조할 수 있어 최근에 가장 활성화된 기술이다.

이러한 플립 칩 본딩 기술은 반도체칩을 기판에 대하여 전극패드 형성면을 하향으로 하여 탑재(페이스다운)하고, 상기 전극패드에 부착된 금, 땜납 등의 볼형 돌기 전극(범프)을 기판의 접속 패드에 압박한 상태에서 가열하여 접속하여 실장하는 방식이다.

이렇게 플립 칩 접속이 이루어진 반도체칩은 상기 기판과의 열팽창율의 차이로 인한 응력이 상기 반도체칩과 기판과의 접합수단(범프)에 가해지기 때문에 이러한 요인으로 접합부분에 손상이 발생하여 불량이 발생하게 된다.

따라서 이러한 불량을 방지하기 위한 수단으로서 상기 플립 칩 본딩된 접합부분을 보호하기 위하여 에폭시수지와 같은 용액을 주입, 도포하여 에워싸서 봉합하는(encapsulate) 언더필 공정(underfill process)을 거치게 된다.

상기 언더필 공정은 디스펜싱법(dispensing method)이 주지되고 있고, 이러한 디스펜싱법에 의한 언더필 공정은 도 1에 도시된 바와 같이,

반도체칩(11)과 기판(12)과의 간극부분에 일측의 디스펜서장치의 니들(16)을 통한 용액(에폭시수지)(E.P)을 모세관 작용을 이용하여 주입 충전하여 상기 반도체칩(11)의 전극패드(13)와 기판(12)의 배선 층 및 접속패드(14) 및 땜납 범프(15)를 캡슐화하여 상기에서 언급한 열응력이 완화됨과 함께 상기 부재 등에 의한 접속부분의 보강 및 기계적 보호가 이루어진다.

이때, 상기 용액(E.P)의 충진 속도는 반도체칩(11)과 기판(12) 사이의 표면장력에 의해 결정되기 때문에 충진 속도를 높이기 위해서 최근에 상기 디스펜서장치는 펌프방식의 인젝션 압력(injection pressure)을 가하거나 진공(vacuum)을 이용한 방식이 개시되고 있다.

도 2는 종래 일예의 디스펜서 장치의 개념도로서, 본체(20)에 모터(21)가 설치되고, 상기 모터(21)의 모터축(22)으로부터 동력을 전달받는 스크류봉(24)이 내장된 펌프(25)가 설치되어 있다.

상기 펌프(25)에는 공급라인(26)을 통해 주사기 형태의 실린지용기(S.L)가 내부에 충진된 에폭시 수지의 용액을 공기압으로 공급되게 연결되어 상기 펌프(25)의 선단에 조립된 니들(27)을 통해 공급하도록 되어 있다.

이러한 종래의 기술은 상기 스크류봉(24)의 스크류의 피치 사이에 공급된 용액(E.P)이 상기 스크류봉(24)의 회전에 따라 하강 공급되면서 상기 니들(27)의 니들구멍을 통하여 주입하도록 되어 있는바, 공급되는 상기 용액의 차단 시에는 상기 스크류봉(24)의 자체가 승, 하강하는 방식이어서, 정량 주입 시에는 반드시 용액 주입량을 계산하여 상기 스크류봉(24)의 회전량 제어가 필요한 문제점이 있었다.

그리하여 본 출원인은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 용액 주입의 정도를 제공할 수 있도록 통공이 형성된 회전봉을 이용하여 공급하는 "반도체 제조용 레진도포기의 실리콘 주입장치"를 대한민국 특허 제98-58316호 및 제99-16687호로 선 출원하여 등록받은 바 있다.

그러나 상기한 종래 기술 및 본 출원인의 선 등록 기술은 언더필을 위한 용액의 디스펜싱 작업을 마친 후에 상기 용액이 펌프나 니들에 잔류하여 이물질이 부착되거나 경화됨으로서, 새로운 작업을 위해서는 상기 펌프나 니들을 반드시 청소해야하는 데, 상기 펌프의 청소가 어려워서 상기 펌프를 구동하는 주변기구(미도시됨)와 함께 상기 펌프를 전부 분리하고 일일이 청소한 후 다시 재조립하여야 하는 문제점이 있었고,

구동방식이 복잡한 단점으로 장치가 비대해지는 단점이 있었다.

또한, 종래 및 본 출원인의 선 등록 기술은 펌프의 내부에 잔류하고 있는 공기의 제거방식이 복잡하고, 제거가 확실하지 않아 정량 토출의 정밀도가 제공되지 않아 제품의 신뢰도가 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술 및 본 출원인의 선 출원 기술의 단점을 극복하고자 연구 개발된 것으로서,

본 발명의 목적은 디스펜서를 구성하는 펌프의 분해조립 및 청소의 용이성으로 장치 사용 및 운용의 편리성을 극대화할 수 있는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 용액토출의 정밀도가 제공되어 장치의 신뢰성을 극대화할 수 있는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 간소한 구성과 사용범위의 호환성으로 장치의 신뢰성이 보장되는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 발명의 펌프 내부에 잔존하는 공기의 배출에 의한 용액 공급의 정량 제어가 용이하여 제품 불량률의 최소화가 제공되어 장치의 신뢰성 및 장치 운용의 편리성이 제공되는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적은 실린지용기의 연결라인과 착탈자재로 조립되고, 프레임 본체에서 착탈 가능케 조립된 펌프와,

상기 펌프와 연결되어 2개의 밸브의 개폐동작을 조정하는 로터리형 실린더와,

상기 펌프(200)의 피스톤과 수직방향으로 조립 연결된 스크류봉과 이 스크류봉을 나사 회전시키는 볼베어링너트를 구비한 볼스크류와,

상기 프레임본체에 설치되어 상기 볼스크류의 회전을 제어하는 서보모터와,

상기 프레임본체와 조립되고 상기 볼베어링너트를 나사 조립하여 상기 일측의 서보모터의 모터풀리와 타이밍벨트로 연결되는 타이밍풀리를 구비한 베어링조립체 및 상기 스크류봉을 안내하여 직선운동으로 변환하는 L.M 가이드기구로 구성된 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 의하여 달성된다.

도 1은 언더필 형성을 위한 용액의 충진 상태를 보여주는 단면도,

도 2는 종래의 디스펜싱 펌프의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명의 사시도,

도 4는 본 발명의 저면 사시도,

도 5는 본 발명의 정단면도,

도 6은 본 발명의 측단면도,

도 7은 도 6의 일부 발췌 확대도,

도 8은 본 발명의 요부 구성인 펌프의 분해사시도,

도 9는 본 발명의 요부 구성인 실린더의 분해사시도,

도 10 및 도 11은 실린더의 구성부재인 플런저와 회동로드의 연결상태를 각도를 달리하여 도시한 사시도,

도 12 내지 도 14는 실린더 조립단면도 및 평단면도, 평면구성도,

도 15는 본 발명의 볼스크류의 동작부재의 분해사시도,

도 16a 및 16b는 피스톤과 볼스크류의 축심이 일치된 결합상태의 종단면도 및 평단면도,

도 17a 및 17b는 피스톤과 볼스크류의 축심이 불일치된 결합상태의 종단면도 및 평단면도,

도 18은 본 발명의 L.M 가이드기구의 분해사시도,

도 19a 내지 도19d는 본 발명의 펌프 작동관계를 보여주는 작동 단면도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 프레임 본체 200 : 펌프

300 : 실린더 400 : 볼스크류

500 : 서보모터 600 : 베어링조립체

700 : L.M 가이드기구

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 첨부도면 도 3 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 통상의 실린지용기(S.L)의 연결라인(S-1)과 착탈자재로 조립되고, 프레임 본체(100)에서 착탈 가능케 조립된 펌프(200)와,

상기 프레임본체(100)와 조립되고 상기 볼베어링너트(420)를 나사 조립하여 상기 일측의 서보모터(500)의 모터풀리(510)와 타이밍벨트(520)로 연결되는 타이밍풀리(610)를 구비한 베어링조립체(600) 및 상기 스크류봉(410)을 안내하여 직선운동으로 변환하는 L.M 가이드기구(700)로 구성된다.

상기 펌프(200)는 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이,

수직으로 직진 왕복운동 하는 상기 피스톤(210)과,

상기 프레임본체(100)의 조립홈(110)에 끼움되는 조립돌부(227)에 상기 피스톤(210)이 끼움되도록 형성된 용액흡입용의 피스톤실(221)과 상기 피스톤실과 직교의 수평방향으로 복수의 밸브실(222)(222)이 구획 형성되되, 상기 밸브실(222,222)과 상기 피스톤실(221)은 복수의 오리피스(223,224)로 각각 연통되고, 상기 밸브실(222)(222) 각각에 직교의 수평방향으로 용액충진공(225)과 하부방향으로 용액토출공(226)이 관통된 펌프하우징(220)과,

상기 각각의 밸브실(222,222)과 피스톤실(221)을 연통하는 상기 오리피스(223)와 용액토출공(225) 및 상기 오리피스(224)와 용액충진공(226)을 연통하거나 차단하는 통공(232,232)을 각각 관통하여 상기 밸브실(222)(222)에 각각기밀유지로 끼움되는 개폐몸체(231,231) 및 이와 일체로 되어 상기 밸브실(222)(222)의 외부에 돌출되는 연결로드(233,233)를 갖는 밸브(230)(230)로 구성된다.

상기 피스톤(210)은 상기 피스톤실(221)과 기밀을 유지하는 테프론재의 기밀유지판(211)과 상기 기밀유지판과 나사(213)로 조립되는 금속재의 연결몸체(212)로 구성되되, 상기 연결몸체(212)는 외주면에 오링(216)이 설치되고, 축방향으로 조립축공(214)이 형성되며 이 조립축공에 직교하여 수직방향으로 양방이 개구되고 수평방향으로 상기 조립축공(214)의 직경보다 큰"⊥"형의 단차공(215)이 관통된다.

상기 펌프하우징(220)은 상기 조립돌부(227)의 일측에 세팅홈(228)이 요설되어서 상기 프레임 본체(100)의 조립홈(110)에 일측에서 관통되는 나사공(120)으로 나사 끼움되는 세팅노브(130)가 상기 세팅홈(228)을 고정하거나 고정해제에 의해서 조립 및 분리되도록 되어 있다.

상기 프레임 본체(100)는 상기 조립홈(110)의 양방에 히터조립공(140,140)이 요설되어 각각에 히터(150,150)가 조립되어, 상기 피스톤실(221) 내에 충진되는 용액(E.P)을 유동성이 양호하게 가온하도록 되어 있다.

상기 펌프하우징(220)은 상기 용액충진공(225)에 착탈자재로 니들조립체(160)가 조립되되, 상기 니들조립체는 상기 용액충진공(225)에 끼움되는 니들연결관(161)과 상기 니들연결관의 외주연에 끼움되어 세팅스크류(162,162)로 세팅된 고정캡(163)과 상기 고정캡의 하부로부터 끼움되어 상기 니들연결관(161)의 단부를 착탈자재로 끼움된 니들(164)로 구성된다.

상기 니들(164)은 착탈 자재로 조립되어, 적용제품에 따라서 직경이 다른 것으로 교체하여 사용할 수 있다.

상기 실린더(300)는 도 9 내지 도 14에 도시된 바와 같이,

일측이 개방되어 구획된 복수의 플런저실(311)(311), 이 플런저실에 직교하여 관통되는 중앙축공(312,312) 및 양단에 각각 연통하는 4개의 공기포트(313), 양측면에 복수로 형성되는 센서조립홈(314,314)이 형성된 실린더몸체(310)와,

상기 플런저실(311,311)에 조립되어 상기 각각의 공기포트(313)로 선택 공급되는 출력공압에 의해 직진 왕복하는 플런저(320,320)와,

상기 중앙축공(312,312)을 끼움되어 양단이 돌출되되, 중앙에 돌출된 회동편(331,331)이 상기 플런저(320,320)와 축핀(321,321)으로 연결되어 상기 플런저(320,320)의 직진운동에 연동하여 회전하는 회전로드(330,330)와,

상기 회전로드(330,330)의 일측 단부에 세트스크류(S/C)로 조립되는 스토퍼(340,340)와,

상기 실린더몸체(310)의 일측에 세트스크류(S/C)로 조립되어 상기 스토퍼의 회전 각도를 조절하는 스토퍼홀더(350,350)와,

상기 회전로드(330,330)의 타단에 세트스크류(S/C)로 세팅 조립되고 상기 밸브(230)(230)의 연결로드(233,233)와 연결축(361,361)으로 축이음되는 커플링(360,360)과,

상기 실린더몸체(310)의 양측 면에 복수개로 형성된 상기 센서조립홈(314,314)에 단부가 단차상의 한 쌍으로 세팅 조립되어 상기플런저(320,320)의 전, 후 이동을 감지하는 센서(370,370)와,

상기 회전로드(330,330)를 축 결합하여 회전을 지지하는 복수의 베어링(380,380)과 상기 일측 베어링을 이탈을 방지하도록 상기 중앙축공(312,312)에 나사 조립되는 베어링캡(381) 및, 상기 플런저실(311,311)의 개방 단에 끼움되어 기밀을 유지하는 헤드커버(390,390)와 이를 고정하는 스냅링(391,391)으로 구성된다.

상기 플런저(320,320)는 상기 중앙축공(312,312)에 축 결합되는 상기 회전로드(330,330)가 통과하도록 면취홈(322,322)이 절취되고, 상기 면취홈의 바닥 중앙에 상기 회동편(331,331)의 회전 이동이 가능하도록 가이드공(333,333)이 상기 회동편(331,331)이 통과할 수 있는 개방홈(334,334)으로 연통되며, 이 개방홈의 대향 측에 핀공(335,335)이 형성되어 상기 축핀(321,321)이 조립되고, 상기 축핀에 사이 회전로드(330,330)의 회동편(331,331)의 핀홈(336,336)으로 끼움되도록 되어 있다.

상기 스토퍼홀더(350,350)는 상기 회전로드(330,330)의 회전에 의해 회전하는 상기 스토퍼(340,340)의 회전 각도를 조절하도록 양방에 조절스크류(351,351)가 나사 조립되고, 직교방향에 조절상태를 세팅하는 고정스크류(352,352)가 각각 나사 조립된다.

상기 볼스크류(400)는 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 스크류봉(410)의 선단에 상기 연결몸체(212)에 형성된 조립축공(214) 및 단차공(215)보다 작은 직경을 갖는 "⊥"형의 돌기원판(430)을 돌출하여 상기 피스톤(210)의 조립축공(214)에 끼움되어서 연결된다.

이때, 상기 스크류봉(410)은 상기 단차공(215)을 통하여 상기 돌기원판(430)을 수평방향으로 끼움하여 연결되되, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 돌기원판(430)의 중심이 상기 조립축공(214)의 중심과 일치되지 않아도 상기 단차공(215)을 통한 축심 이동으로 연결이 되어 무리 없이 상기 피스톤(210)과 원활한 상하운동이 가능하여 위치정도를 높일 수 있다.

상기 스크류봉(410)과 나사 조립된 상기 볼베어링너트(420)는 상기 베어링조립체(600)의 타이밍풀리(610)와 세팅되어서 상기 타이밍풀리(610)의 회전과 일체로 회전하여 상기 스크류봉(410)을 나사 회전하여 승, 하강토록 되어 있다.

상기 L.M가이드기구(700)는 도 5, 도 6 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 볼스크류(400)의 스크류봉(410)을 승, 하강 작동 시에 유동을 방지하면서 직선왕복운동으로 안내하도록 된 것으로서,

상기 프레임 본체(100)에 세팅되는 베이스(710), 상기 베이스의 일측에 상기 스크류봉(410)과 동축 방향으로 세팅스크류(S/C)로 조립되는 가이드레일(730), 상기 가이드레일을 슬라이드 이동하는 L.M가이드(740), 상기 스크류봉(410)의 상단에 세팅 고정되고 상기 L.M가이드(730)와 연결하는 커플링(750), 상기 베이스(710)의 일측 상, 하에 세팅되어 상기 L.M가이드(740)의 승, 하강을 감지하는 리미트센서(760,760)로 구성된다.

도면 중 미설명 부호로서, 550은 상기 서보모터(500)의 탑재를 위한 지지브라켓을 도시한 것이다.

이러한 본 발명의 작동에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 이송수단(미도시됨)에 의해 에폭시수지(용액)를 주입할 대상인 반도체칩이 니들조립체(160)의 니들(164)의 하부에 위치하면 제어시스템이 이를 인지하여 서보모터(500)를 구동하게 된다.

이러한 서보모터(500)의 구동에 의해 모터풀리(510)가 회전하게 되고 타이밍벨트(520)로 연결된 베어링조립체(600)의 타이밍풀리(610)가 회전하게 된다.

이러한 작동과 연계하여 볼스크류(400)가 작동하게 된다.

즉, 상기 타이밍풀리(610)에 세팅된 볼베어링너트(420)의 회전에 의해 회전하는 스크류봉(410)이 상부에 구성된 L.M가이드기구(700)에 의하여 유동이 방지된 상태로 직선운동을 하게 된다.

이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 볼베어링너트(420)의 회전에 의해 스크류봉(410)이 회전하려 하나 상기 스크류봉의 상단에 커플링(740)으로 연결된 L.M가이드(740)가 가이드레일(730)의 안내를 받아 직선방향으로 슬라이드 이동하게 된다.

이러한 작동과 연계하여 상기 스크류봉(410)의 선단에 연결된 펌프(200)의 피스톤(210)이 하강하여 피스톤실(221)의 하부와 일정의 갭, 바람직하게는 약 1mm 정도의 갭을 갖는 위치까지 하강하여 위치하게 된다.(도 19a 참조)

이러한 작동과 연계하여 제어시스템(미도시됨)에 의해 실린더(300)를 작동하여 펌프(200)의 밸브(230,230)를 작동 하게 된다.

즉, 펌프하우징(220)에 구성된 양방의 밸브(230,230)를 모두 개방위치로 회전, 다시 말하여 용액토출공(225)의 밸브(230)와 용액충진공(226)의 밸브(230)가 펌프하우징(220)의 오리피스(223) 및 오리피스(224)에 각각 연통하도록 양방 개폐몸체(231,231)의 통공(232,232)을 일치하도록 회전시키게 된다.

상기 양방의 밸브(230)(230)의 작동은 상기 실린더(300)의 작동에 의하여 제공되는 바, 이러한 실린더(300)의 작동을 보다 구체적으로 살펴보면,

실린더몸체(310)의 내부에 구획된 복수의 플런저실(311,311)의 각각 양단에 연통된 공기포트(313)를 통하여 별도의 공기압축기구(콤프레셔)에 의해 압축공기가 공급되면 플런저(320)(320)가 플런저실(311)(311)에서 각각 직진운동하게 되고,

이러한 작동과 연계하여 상기 각각의 플런저(320)(320)에서 축핀(321)(321)으로 걸쳐있는 회동편(331)(331)을 밀면서 직진하게 되어 상기 회전로드(330)(330)는 상기 축핀(321)(321)을 중심으로 회전하게 된다.

이러한 회전로드(330)(330)의 회전에 의하여 선단에 커플링(360)(360)의 연결축(361)(361)과 축이음된 상기 밸브(230)(230)의 연결로드(233)(233)가 각각 회전하여 상기 밸브실(222)(222)에 수용된 개폐몸체(231)(231)가 일정각도로 회전하여 상기와 같이 각각의 오리피스(223)(224)를 개방하게 된다.

상기 회전로드(330)(330)의 회전량(회전각도)은 일측 단부에 세트스크류(S/C)로 조립된 스토퍼(340)(340)가 상기 실린더(300)의 실린더몸체(310)에 조립된 스토퍼홀더(350)(350)에 의해서 제어되고, 또한 상기 스토퍼홀더(350) 각각에 세팅된 양방의 조절스크류(351)에 의해서 조절 사용함으로서, 상기 회전로드(330)(330)에 축이음된 상기 밸브(230)(230)의 회전각도의 조절이 제공된다.

이러한 실린더(300)의 제어로 상기 펌프(200)의 밸브(230)(230)가 모두 개방된다.

이러한 상태에서 상기 펌프하우징(220)의 용액충진공(225)에 연결라인(S-1)으로 연결된 실린지용기(S.L)의 상부로부터 그 내측에 압축공기가 공급되어 내부에 액상인 상태를 유지하고 있는 에폭시 수지의 용액(E.P)을 가압하여 하부로 밀어내게 되어 상기 용액(E.P)은 상기 펌프하우징(220)의 오리피스(224)→ 피스톤실(221)→오리피스(223)를 통하여 니들조립체(160)의 니들(164)을 통하여 토출하면서 펌프하우징(220) 내부의 공기를 배출하는 퍼지(Purge)작동을 하게 된다.

이렇게 펌프하우징(220) 내부 관로에 차있던 공기를 모두 배출한 상태에서 상기 서보모터(500)의 제어에 의하여 전술한 동력연결 과정으로 볼스크류(400)의 역회전 작동으로 상기 펌프(200)의 피스톤(210)이 상승작동을 하게 된다.

이때, 상기 실린더(300)의 제어에 의하여 상기 용액토출공(225)의 밸브(230)가 전술한 동력연결 과정으로 작동하여 개폐몸체(231)의 통공(232)을 상기 오리피스(223)와의 일치상태를 이탈하도록 회전하여 차단하게 된다.

이러한 상태에서 계속하여 상기 실린지용기(S.L)로부터 가압된 용액(E.P)이 상기 피스톤실(221) 내에 충진된다.(도 19b 참조)

이러한 상태 즉, 상기 용액토출공(225)이 폐쇄된 상태에서 다시 서보모터(500)의 제어에 의해 볼스크류(400)를 다시 역작동하여 상기 피스톤(210)을 일정거리 하강 작동하여 피스톤실(221)에 충진된 용액을 다시 실린지용기(S.L)측으로 여 토출하여 상기 용액(E.P)의 안전화 과정을 취하게 된다.(도 19c 참조)

이러한 상기 용액(E.P)의 안정화는 상기 피스톤(210)의 상승작동에 의한 백래쉬 현상과 같은 피스톤실(221) 내에 충진된 용액의 불안정 상태를 제거함으로서 정량 토출을 위한 단계이다.

이러한 용액(E.P)의 안정화 과정을 거친 후에 상기 펌프(200)는 전술한 실린더(300)의 제어 작동과 동일한 과정에 의해 용액충진공(226)의 밸브(230)는 오리피스(224)를 차단하고, 상기 용액토출공(225)의 밸브(230)는 오리피스(223)를 개방함과 동시에 상기 피스톤(210)이 하강하여 니들조립체(160)의 니들(164)을 통해 반도체칩의 적정부에 주입, 도포하여 에워싸서 봉합하는 언더필 공정을 행하게 된다.(도 19d 참조)

이러한 본 발명은 펌프(200)에 구비된 2개의 밸브(230)(230)의 개폐작동 즉, 펌프하우징(220)의 용액토출공(225)의 밸브(230)는 상기 니들(164)의 온-오프(ON-OFF)를 행하고, 상기 용액충진공(226)의 밸브(230)는 용액(E.P)의 피스톤실(221) 충진과 퍼지(PURGE)시에 ON-OFF를 행하는 반복적인 과정을 거치게 된다.

즉, 본 발명은 최초 구동 시에는 펌프(200) 내부의 관로에 차 있는 공기를 배출하여 제거하는 퍼지 단계→ 용액의 충진→ 용액의 안정화 단계→ 용액의 토출 단계로 진행되고, 지속적인 작업 시에는 용액토출→ 용액의 충진→ 안정화→ 용액토출의 반복적인 과정으로 니들(164)의 하부위치에 있는 반도체칩에 언더필 공정을 행하게 된다.

이러한 방법에 의해 반도체칩의 언더필 공정이 완료되면, 다음의 반도체칩으로 이동하거나, 이동시켜 상기와 같은 반복적인 과정에 의해 양산이 가능하다.

이러한 본 발명의 상기 펌프(200)는 사용 중에 언더필을 위한 상기 용액(E.P)의 성질이 다른 것을 적용할 경우나, 장치의 사용을 중단하고 다시 사용할 경우에는 상기 프레임 본체(100)에서 간편하게 분리하여 청소를 하고 재조립하여 사용하게 된다.

이러한 과정을 살펴보면, 상기 프레임 본체(100)의 조립홈(110)에 수평으로 관통된 나사공(120)을 나사 조립되어 상기 펌프하우징(220)의 조립돌부(227)에 요설된 세팅홈(228)에 나사 조임으로 고정한 세팅노브(130)를 풀고, 상기 용액토출공(226)에 나사 조립된 상기 실린지용기(S.L)의 연결라인(S-1)을 풀어 분리한다.

이러한 상태에서 상기 펌프(200)를 수직방향으로 상기 프레임본체(100)의 조립홈(110)에 분리한다.

이러한 과정에서 상기 펌프하우징(220)의 피스톤실(221)에 삽입되어 있던 상기 피스톤(210)이 상기 스크류봉(410)의 돌기원판(430)에 연결몸체(212)의 조립축공(214)으로 조립된 상태로 빠지게 된다.

이때, 상기 펌프(200)의 양측 밸브(230,230)는 외부에 돌출된 연결로드(233,233)가 상기 실린더(300)의 회전로드(330,330)에 조립된 커플링(360,360)의 연결축(361,361)에 슬라이드 끼움으로 연결된 상태이어서 별도의 분해 작업이 없이 분리가 된다.

이러한 상태에서 상기 피스톤(210)은 연결몸체(212)를 수평방향으로 이동하여 상기 스크류봉(410)의 돌기원판(430)에서 "⊥"형의 단차공(215)으로 이탈하여 분리하고 청소를 하게 되고,

상기 펌프하우징(220)에 조립된 상기 니들조립체(160), 밸브(230,230)를 각각 분리하여 청소를 하고 상기 분해의 역순으로 조립하여 사용하게 된다.

이때, 상기 니들조립체(160)는 고정캡(163)에 끼움된 니들(164)을 분리하여 청소를 할 수 있음은 물론 용액 토출량의 적용에 따라서 직경이 큰 것이나 작은 것 또는 형태를 달리하는 다른 니들(164)을 교체 사용할 수 있다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명은 펌프의 분해조립 및 청소의 용이성으로 장치 사용의 편리성은 물론 용액토출의 정밀도가 보장되어 제품의 불량률이 극소화되는 효과, 사용범위의 호환성으로 장치의 신뢰성을 극대화하는 효과가 있다.

Claims

통상의 실린지용기(S.L)의 연결라인(S-1)과 착탈자재로 조립되고, 프레임 본체(100)에서 착탈 가능케 조립된 펌프(200)와,

상기 펌프(200)와 연결되어 2개의 밸브(230,230)의 개폐동작을 조정하는 로터리형 실린더(300)와,

상기 펌프(200)의 피스톤(210)과 수직방향으로 조립 연결된 스크류봉(410)과 이 스크류봉을 나사 회전시키는 볼베어링너트(420)를 구비한 볼스크류(400)와,

상기 프레임본체(100)에 설치되어 상기 볼스크류(400)의 회전을 제어하는 서보모터(500)와,

상기 프레임본체(100)와 조립되고 상기 볼베어링너트(420)를 나사 조립하여 상기 일측의 서보모터(500)의 모터풀리(510)와 타이밍벨트(520)로 연결되는 타이밍풀리(610)를 구비한 베어링조립체(600) 및 상기 스크류봉(410)을 안내하여 직선운동으로 변환하는 L.M 가이드기구(700)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항에 있어서, 상기 펌프(200)는,

수직으로 직진 왕복운동 하는 상기 피스톤(210)과,

상기 프레임본체(100)의 조립홈(110)에 끼움되는 조립돌부(227)에 상기 피스톤(210)이 끼움되도록 형성된 용액흡입용의 피스톤실(221)과 상기 피스톤실과 직교의 수평방향으로 복수의 밸브실(222)(222)이 구획 형성되되, 상기 밸브실(222,222)과 상기 피스톤실(221)은 복수의 오리피스(223,224)로 각각 연통되고, 상기 밸브실(222)(222) 각각에 직교의 수평방향으로 용액충진공(225)과 하부방향으로 용액토출공(226)이 관통된 펌프하우징(220)과,

상기 각각의 밸브실(222,222)과 피스톤실(221)을 연통하는 상기 오리피스(223)와 용액토출공(225) 및 상기 오리피스(224)와 용액충진공(226)을 연통하거나 차단하는 통공(232,232)을 각각 관통하여 상기 밸브실(222)(222)에 각각 기밀유지로 끼움되는 개폐몸체(231,231) 및 이와 일체로 되어 상기 밸브실(222)(222)의 외부에 돌출되는 연결로드(233,233)를 갖는 밸브(230)(230)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤(210)은 상기 피스톤실(221)과 기밀을 유지하는 테프론재의 기밀유지판(211)과 상기 기밀유지판과 나사(213)로 조립되는 금속재의 연결몸체(212)로 구성되되, 상기 연결몸체(212)는 외주면에 오링(216)이 설치되고, 축방향으로 조립축공(214)이 형성되며 이 조립축공에 직교하여 수직방향으로 양방이 개구되고 수평방향으로 상기 조립축공(214)의 직경보다 큰"⊥"형의 단차공(215)이 관통되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제2항에 있어서, 상기 펌프하우징(220)은 상기 조립돌부(227)의 일측에 세팅홈(228)이 요설되어서 상기 프레임 본체(100)의 조립홈(110)에 일측에서 관통되는 나사공(120)으로 나사 끼움되는 세팅노브(130)가 상기 세팅홈(228)을 고정하거나 고정해제에 의해서 조립 및 분리되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프레임 본체(100)는 상기 조립홈(110)의 양방에 히터조립공(140,140)이 요설되어 각각에 히터(150,150)가 조립되어, 상기 피스톤실(221) 내에 충진되는 용액(E.P)을 유동성이 양호하게 가온하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 펌프하우징(220)은 상기 용액충진공(225)에 착탈자재로 니들조립체(160)가 조립되되, 상기 니들조립체는 상기 용액충진공(225)에 끼움되는 니들연결관(161)과 상기 니들연결관의 외주연에 끼움되어 세팅스크류(162,162)로 세팅된 고정캡(163)과 상기 고정캡의 하부로부터 끼움되어 상기 니들연결관(161)의 단부를 착탈자재로 끼움된 니들(164)로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항에 있어서, 상기 실린더(300)는,

일측이 개방되어 구획된 복수의 플런저실(311)(311), 이 플런저실에 직교하여 관통되는 중앙축공(312,312) 및 양단에 각각 연통하는 4개의 공기포트(313), 양측면에 복수로 형성되는 센서조립홈(314,314)이 형성된 실린더몸체(310)와,

상기 플런저실(311,311)에 조립되어 상기 각각의 공기포트(313)로 선택 공급되는 출력공압에 의해 직진 왕복하는 플런저(320,320)와,

상기 중앙축공(312,312)을 끼움되어 양단이 돌출되되, 중앙에 돌출된 회동편(331,331)이 상기 플런저(320,320)와 축핀(321,321)으로 연결되어 상기 플런저(320,320)의 직진운동에 연동하여 회전하는 회전로드(330,330)와,

상기 회전로드(330,330)의 일측 단부에 세트스크류(S/C)로 조립되는 스토퍼(340,340)와,

상기 실린더몸체(310)의 일측에 세트스크류(S/C)로 조립되어 상기 스토퍼의 회전 각도를 조절하는 스토퍼홀더(350,350)와,

상기 회전로드(330,330)의 타단에 세트스크류(S/C)로 세팅 조립되고 상기 밸브(230)(230)의 연결로드(233,233)와 연결축(361,361)으로 축이음되는 커플링(360,360)과,

상기 실린더몸체(310)의 양측 면에 복수개로 형성된 상기 센서조립홈(314,314)에 단부가 단차상의 한 쌍으로 세팅 조립되어 상기 플런저(320,320)의 전, 후 이동을 감지하는 센서(370,370)와,

상기 회전로드(330,330)를 축 결합하여 회전을 지지하는 복수의 베어링(380,380)과 상기 일측 베어링을 이탈을 방지하도록 상기 중앙축공(312,312)에 나사 조립되는 베어링캡(381) 및, 상기 플런저실(311,311)의 개방 단에 끼움되어 기밀을 유지하는 헤드커버(390,390)와 이를 고정하는 스냅링(391,391)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제7항에 있어서, 상기플런저(320,320)는 상기 중앙축공(312,312)에 축 결합되는 상기 회전로드(330,330)가 통과하도록 면취홈(322,322)이 절취되고, 상기 면취홈의 바닥 중앙에 상기 회동편(331,331)의 회전 이동이 가능하도록 가이드공(333,333)이 상기 회동편(331,331)이 통과할 수 있는 개방홈(334,334)으로 연통되며, 이 개방홈의 대향 측에 핀공(335,335)이 형성되어 상기 축핀(321,321)이 조립되고, 상기 축핀에 사이 회전로드(330,330)의 회동편(331,331)의 핀홈(336,336)으로 끼움되도록 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제7항에 있어서,

상기 스토퍼홀더(350,350)는 상기 회전로드(330,330)의 회전에 의해 회전하는 상기 스토퍼(340,340)의 회전 각도를 조절하도록 양방에 조절스크류(351,351)가 나사 조립되고, 직교방향에 조절상태를 세팅하는 고정스크류(352,352)가 각각 나사 조립되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제3항에 있어서, 상기 볼스크류(400)는 상기 스크류봉(410)의 선단에 상기 연결몸체(212)에 형성된 조립축공(214) 및 단차공(215)보다 작은 직경을 갖는 "⊥"형의 돌기원판(430)을 돌출하여 상기 조립축공(214)에 수평방향으로 끼움 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항 또는 제10항에 있어서, 상기 볼베어링너트(420)는 상기 베어링조립체(600)의 타이밍풀리(610)와 세팅되어서 상기 타이밍풀리(610)의 회전과 일체로 회전하여 상기 스크류봉(410)을 나사 회전하여 승, 하강토록 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항 또는 제11항에 있어서, 상기 L.M가이드기구(700)는,

상기 프레임 본체(100)에 세팅되는 베이스(710),

상기 베이스의 일측에 상기 스크류봉(410)과 동축 방향으로 세팅스크류(S/C)로 조립되는 가이드레일(730)과,

상기 가이드레일을 슬라이드 이동하는 L.M가이드(740)와,

상기 스크류봉(410)의 상단에 세팅 고정되고 상기 L.M가이드(730)와 연결하는 커플링(750)과,

상기 베이스(710)의 일측 상, 하에 세팅되어 상기 L.M가이드(740)의 승, 하강을 감지하는 리미트센서(760,760)로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.