KR100451760B1 - 테이프캐리어패키지제조공정용인너리드본딩장치의구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치에 관한 것으로서, 상기 인너리드 본딩장치를 구성하는 반도체 칩의 예비정렬기기 구조를 개선하여 보다 신속한 반도체 칩의 예비정렬을 행할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 리드(3)가 배열 형성된 테이프(2)와, 웨이퍼(1)로부터 분할된 각 반도체 칩(10)을 이송하는 픽업장치(30)를 구비하여서 된 것에 있어서, 상기 픽업장치에 의해 이송된 반도체 칩을 안착하는 반도체 칩 예비정렬기기(210)(220)를 다수개 구비하고, 상기와 같이 구비된 각 예비정렬기기가 서로 대칭된 상태로써 지지할 수 있도록 이송판(300)을 구비하며, 상기 각 예비정렬기기가 지지된 이송판의 각 측이 테이프의 하부인 본딩 공정위치 및 픽업장치의 공정위치에 교대적으로 이송되도록 이송수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치의 구조가 제공된다.

Description

테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치의 구조{structure for inner-lead bonding device in manufacture of Tape Carrier Package}

본 발명은 테이프 캐리어 패키지 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 테이프 캐리어 패키지 제조장치중 인너리드를 반도체 칩에 본딩하는 인너리드 본딩장치에 관한 것이다.

최근 반도체 장치의 고집적화, 메모리 용량의 증가, 신호 처리속도 및 소비 전력의 증가, 다기능화 및 고밀도 실장의 요구 등이 가속화되는 추세에 따라 반도체 패키지의 중요성이 증가되고 있다.

이와 같은 반도체 패키지중 테이프 캐리어 패키지(Tape carrier pakage;이하, “티시피”라 한다)는 리드(lead)배선을 형성한 테이프 상의 절연 필름에 고집적 회로가 형성된 베어 칩을 탑재시킨 다음, 상기 칩과 리드를 전기적으로 접속시키겨 된 패키지로서, 플라스틱 QFP 보다도 핀 피치를 좁게 할 수 있으며, 외형을 박형으로 할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이러한 티시피의 제조 공정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, FAB공정(Fabrication process)을 완료한 후에는 웨이퍼를 낱개의 칩으로 절단하는 단위 공정인 소잉(sawing) 공정을 행하게 된다.

이후, 소잉된 단위 칩을 테이프에 탑재시키고, 전기적 도전경로를 형성하기 위해 칩 패드의 Au 범프와 테이프의 인너리드를 고온, 고압의 상태에서 툴(tool)을 사용하여 접합하는 단위 공정인 인너리드본딩(Inner Lead Bonding;이하, “아이엘비”라 한다) 공정을 행하게 된다.

이 때, 칩에 형성된 범프에는 Au가 일정한 높이로 도금되어 있는데, 이는 아이엘비 수행시의 패시베이션(passivation) 손상을 방지함과 함께 에지 쇼트(edge short)를 방지하기 위함이다.

또한, 상기와 같은 아이엘비 공정이 완료된 후에는, 외부 환경으로부터 아이엘비 접합 부위를 보호하기 위하여 유동성 코팅재를 사용하여 칩 표면 및 리드를 봉지하는 단위 공정인 폿팅(potting) 공정을 수행하게 된다.

이후, 코팅된 코팅재가 건조된 후에는, 코팅된 표면에 디바이스명 및 제조시기 등의 정보를 인쇄하는 마킹(marking)공정이 진행된다.

이하, 상기 티시피 제조 공정중 아이엘비 공정에 사용되는 인너리드 본딩장치에 관해 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 인너리드 본딩장치는 반도체 칩(10)이 안착되는 반도체 칩 예비정렬기기(PreAligner; 이하, “예비정렬기기”라 한다)(20)와, 상기 반도체 칩을 웨이퍼(1)로부터 분리하여 예비정렬기기(20)에 안착시키는 픽업장치(pick-up arm)(30)와, 상기 예비정렬기기에 안착된 반도체 칩(10)을 테이프(2)의 인너리드(3)에 부착하도록 고온상태를 이루는 본딩툴(40)로 구성된다.

상기에서 예비정렬기기(20)는 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어를 받는 X축 이동모터(51)와 Y축 이동모터(52)의 구동에 의해 전후, 좌우 이동하는 테이블(50)에 지지되어 있다.

이와 같은 예비정렬기기(20)의 일반적인 구성은 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어를 받아 정밀한 구동을 행하는 스텝모터(21)와, 상기 스텝모터의 상측에 축결합되어 스텝모터(21)의 구동력을 전달받는 회전판(22)과, 상기 회전판의 상부에 일체화되어 반도체 칩(10)이 안착되는 안착부(23)로써 이루어진다.

상기에서 스텝모터(21)는 지지대(24)에 의해 후판(25)에 고정되어 있고, 상기 후판은 별도의 구조에 의해 테이블(50)에 지지되어 있으며, 상기 후판의 상부측에는 본딩툴(40)의 표면을 세척하는 세척수단(60)이 설치되어 있다.

또한, 상기 예비정렬기기의 하부에는 구름운동이 가능한 롤러(26)가 설치되어 있고, 테이블(50)의 상측면에는 일정경사를 이루는 캠(52)이 캠모터(51)에 의해 전후 이동가능하도록 설치되어 상기 롤러와 접촉된 상태를 이루고 있다.

따라서, 소잉공정 후 웨이퍼(1)의 분할된 각 반도체 칩(10)을 픽업장치(30)가 흡착하여 예비정렬기기(20)의 안착부(23)에 안착시키게 되면 도시하지 않은 별도의 감지장치에 의해 상기 안착부에 안착된 반도체 칩(10)의 위치를 파악하게 된다.

이에 따라 파악된 반도체 칩의 위치가 정확히 이루어지지 않게 되면 상기 예비정렬기기를 구성하는 스텝모터(21)가 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어를 받아 구동하면서 회전판(22)을 적정 각도만큼 회전시켜 상기 반도체 칩의 위치를 정확히 맞추게 된다.

이와 같은 과정이 완료되면 상기 컨트롤러의 제어를 받는 X축 이동모터(51)와 Y축 이동모터(52)가 구동을 하면서 테이블(50)을 공정지점인 테이프(2)의 하부에 위치시키게 된다.

이후, 상기 테이블의 상측에 설치된 캠모터(51)가 구동을 하면서 캠(52)을 전진시키게 되는데, 이 때에는 상기 캠의 경사면(52a)에 구름접촉하고 있는 예비정렬기기(20)의 롤러(26)가 상기 캠의 전진에 따라 경사면(52a)을 구르면서 상기 예비정렬기기를 상승시키게 되어 결국, 안착부(23)에 안착되어 있는 반도체 칩(10)을 테이프(2)의 인너리드(3) 저면에 접촉시키게 된다.

이에 따라 상기 테이프의 상측에 위치된 본딩툴(40)이 하강을 하면서 인너리드(3)의 상면을 고온으로 눌러줌으로써 상기 인너리드를 반도체 칩(10)과 전기적으로 연결하게 된다.

또한, 상기와 같이 아이엘비 공정이 수행된 후에는 예비정렬기기(20)의 후판(25)에 설치된 세척수단(60)이 공정중 본딩툴(40)의 표면에 묻어나는 이물질의 세척을 행한 후 캠모터(51)의 구동에 따라 예비정렬기기(20)는 제위치로 복귀하여 계속적인 아이엘비 공정을 수행하게 된다.

하지만, 종래 전술한 바와 같은 예비정렬기기는 X축 이동모터 및 Y축 이동모터의 구동에 따라 조립몸체를 정확한 공정지점에 위치시키게 되지만, 상기 각 모터의 정확한 제어가 어려움에 따라 제품의 불량을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 예비정렬기기가 단순히 하나의 구성으로만 이루어져 있음에 따라 하나의 반도체 칩 아이엘비 공정이 완료된 후에야 다음 반도체 칩의 아이엘비 공정이 진행될 수 있으므로 공정에 소요되는 시간이 오래 걸리게 되어 결국, 생산성을 저하시키게 된 문제점이 있다.

이는, 아이엘비 공정중 본딩 툴의 표면에 묻어 있는 이물질을 제거하기 위해 세척작업이 이루어지는 동안 나머지 각 부품들은 동작을 행하지 않고 대기하여야만 하기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 종래 일반적인 티씨피 제조 공정용 반도체 칩 예비정렬기기의 구조를 개선하여 인너 리드 본딩 공정(아이엘비 공정)의 공정시간을 단축하여 생산성의 향상을 이룰 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 리드가 배열 형성된 테이프와, 웨이퍼로부터 분할된 각 반도체 칩을 이송하는 픽업장치를 구비하여서 된 것에 있어서, 상기 픽업장치에 의해 이송된 반도체 칩을 안착하는 반도체 칩 예비정렬기기를 다수개 구비하고, 상기와 같이 구비된 각 예비정렬기기가 서로 대칭된 상태로써 지지할 수 있도록 이송판을 구비하며, 상기 각 예비정렬기기가 지지된 이송판의 각 측이 테이프의 하부인 본딩 공정위치 및 픽업장치의 공정위치에 교대적으로 이송되도록 이송수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치의 구조가 제공된다.

도 1 은 종래 테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치중 반도체 칩 예비정렬기기가 픽업 공정 지점에 위치된 상태를 개략적으로 나타낸 구성도

도 2 는 종래 테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치중 반도체 칩 예비정렬기기가 본딩 공정 지점에 위치된 상태를 개략적으로 나타낸 구성도

도 3 은 본 발명에 따른 인너리드 본딩장치를 나타낸 구성도

도 4 는 본 발명에 따른 인너리드 본딩장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

210. 제1예비정렬기기 220. 제2예비정렬기기

300. 이송판 310. 롤러

400. 주스텝모터 500. 지지가이드

이하, 본 발명의 구성을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 3 및 도 4 를 참조로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 따른 인너리드 본딩장치를 나타낸 구성도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 인너리드 본딩장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도로서, 본 발명에 따른 구성중 종래의 구성과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 웨이퍼(1)로부터 분할된 개개의 반도체 칩(10)을 안착하는 예비정렬기기(PreAligner)(210)(220)를 다수개 구비하고, 상기와 같이 구비된 각 예비정렬기기가 서로 대칭된 상태로 고정되도록 이송판(300)을 구비하며, 상기 이송판을 각각의 공정위치로 이송시키도록 이송수단을 구비한다.

이 때, 상기 이송수단은 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어를 받아 상기 이송판을 설정된 각도만큼 회전시키도록 구동하는 주스텝모터(400)로써 상기와 같은 주스텝모터는 이송판(300)의 중앙에 축결합함으로써 구성된다.

상기에서 예비정렬기기는 여러개를 구비하여도 상관은 없으나 가장 안정적인 구조를 이룰 수 있도록 하기 위해서는 이송판의 양측에 각각 하나씩 구성하는 것이 바람직 하다.

또한, 상기 각 예비정렬기기의 기본적인 구조는 종래 일반적인 예비정렬기기의 구조와 동일함에 따라 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 소잉공정에 의해 낱개의 칩으로 분할된 웨이퍼(1)의 각 반도체 칩(10)을 픽업장치(30)가 하나씩 흡착하여 제1예비정렬기기(210)의 안착부(213)에 안착시키게 되면 도시하지 않은 별도의 감지장치에 의해 상기 안착부에 안착된 반도체 칩(10)의 위치가 정확한지 파악된다.

이렇게 파악된 반도체 칩(10)의 위치가 정확히 이루어지지 않게 되면 제1예비정렬기기(210)를 구성하는 스텝모터(211)가 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어에 의해 구동하면서 회전판(212)을 적정 각도만큼 회전시켜 상기 반도체 칩의 위치(각도)를 정확히 조절하게 된다.

이 때, 이송판(300)에 의해 상기 제1예비정렬기기(210)와 대칭되는 위치에 고정된 제2예비정렬기기(220)에서는 테이블(250)의 상측에 설치된 캠모터(251)의구동에 의해 캠(252)이 전진하므로써 상기 제2예비정렬기기의 안착부(223)에 안착된 반도체 칩(10)을 테이프(2)의 인너리드(3) 저면에 접촉시키게 된다.

이는, 상기 각 예비정렬기기를 고정하고 있는 이송판(300)의 중앙이 본딩 공정지점과 픽업 공정지점의 중앙부분에 위치되어 있고, 상기 이송판의 중앙을 기준으로 하여 제1예비정렬기기(210)와 제2예비정렬기기(220)가 서로 대칭되는 위치에 있음에 따라 전술한 바와 같이 어느 하나의 예비정렬기기가 본딩 공정지점에 위치하게 되면 다른 하나의 예비정렬기기는 픽업 공정지점에 위치하게 됨이 가능하다.

따라서, 상기한 바와 같이 제1예비정렬기기(210)의 안착부(213)에 반도체 칩(10)이 안착됨과 동시에 제2예비정렬기기(220)의 안착부(223)에 안착된 반도체 칩(10)은 테이프(2)의 인너리드(3)에 본딩된다.

이후, 제2예비정렬기기(220)가 원위치로 하강하면 이송판(300)의 중앙에 축결합되어 있는 주스텝모터(400)가 구동하면서 이송판(300)을 회전시키게 된다.

이에 따라 제1예비정렬기기(210)와 제2예비정렬기기(220)의 위치가 서로 바뀌면서 전술한 바와 같은 본딩 공정 및 픽업 공정을 교차적으로 행하게 됨으로써 결국, 연속적인 인너리드 본딩공정이 수행됨은 이해 가능하다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에 따른 각 공정의 진행되는 과정에서 주스텝모터(400)의 구동에 따른 이송판(300)의 회전시 상기 이송판의 양측에 설치된 각 예비정렬기기(210)(220)의 무게에 의해 어느 한 측으로 기울어질 수 있는 문제점이 발생할 수 있으나 이는, 상기 주스텝모터의 둘레를 따라 지지가이드(500)를 고정하고, 이송판(300)의 저면에는 상기 지지가이드에 대응되도록 다수의 롤러(310)를 설치하여 이송판(300)의 회전시 각 롤러(310)가 지지가이드(500)를 따라 구름운동함으로써 안정적인 지지가 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 칩 예비정렬기기를 다수개 구비하고, 상기와 같이 구비된 각 예비정렬기기가 서로 교차적으로써 인너리드본딩공정을 수행할 수 있도록 구조를 개선함에 따라 종래 인너리드본딩공정에 소요되는 시간을 절반으로 줄일 수 있게 된다.

또한, 이에 따라 종래에 비해 2배의 생산량 증가를 얻을 수 있으며, 각 반도체 칩 예비정렬기기를 각 공정위치에 이송하기 위한 이송수단으로써 하나의 스텝모터를 사용하게 됨에 따라 전체적인 구조가 간편하게 이루어진 효과 역시 얻을 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 리드가 배열 형성된 테이프와, 웨이퍼로부터 분할된 각 반도체 칩을 이송하는 픽업장치를 구비하여서 된 것에 있어서,

   상기 픽업장치에 의해 이송된 반도체 칩을 안착하는 다수개의 반도체 칩 예비정렬기기들이 서로 대칭된 상태로 설치된 이송판과;

   상기 이송판의 중앙에 축결합되어 상기 이송판을 설정된 각도만큼 회전시키며 각 예비정렬기기를 테이프의 하부인 본딩 공정위치 및 픽업장치의 공정위치로 교대로 반복 이송하는 스텝모터와;

   스텝모터의 둘레를 따라 설치된 원형의 지지가이드와;

   상기 이송판의 저면에 상기 지지가이드의 상면을 따라 구름 이동하도록 설치된 복수개의 롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 테이프 캐리어 패키지 제조공정용 인너리드 본딩장치의 구조.