KR100479910B1 - 반도체팩키지실장용흡착노즐장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치에 대하여 개시한다. 본 발명에 따르면, 일측면과 그 반대편의 측면에 형성된 제 1 홀을 가지는 하단 블록 부재, 제 2 홀 및, 제 3 홀을 가지는 중간 블록 부재, 제 4 홀을 가지는 상단 블록 부재, 상기 제 1 홀에 삽입되는 제 1 핀 부재, 상기 제 2 홀에 삽입되는 제 2 핀 부재, 상기 제 3 홀에 삽입되는 제 3 핀 부재, 상기 제 4 홀에 삽입되는 제 4 핀 부재, 상기 제 1 핀 부재와 상기 제 2 핀 부재를 연결하는 제 1 링크 부재, 상기 제 3 핀 부재와 상기 제 4 핀 부재를 연결하는 제 2 링크 부재 및, 상기 하단 블록 부재에 설치된 흡착 노즐을 구비하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 반도체 팩키지 흡착 노즐 장치는 탭 테이프를 이용한 반도체 팩키지의 실장 작업을 보다 높은 정밀도로써 효과적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다.

Description

반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치{Suction nozzle apparatus for mounting semiconductor pack age}
본 발명은 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테이프 오토메이티드 본딩(tape automated bonding:TAB) 작업에서 사용되는 탭 테이프에 조립된 반도체 팩키지를 흡착하여 인쇄 회로 기판에 실장하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 팩키지는 반도체 칩과 리이드 프레임을 소정의 공정에 따라 상호 조립하고 수지로 몰딩(molding)함으로써 제조된다. 리이드 프레임은 반도체 칩을 지지하는 패드 부분과, 반도체 칩의 전극을 외부 회로에 전기적으로 연결하는 이너 리이드(inner lead) 및 아우터 리이드(outer lead)를 가진다. 리이드 프레임은 박판의 금속 재료를 화학적으로 부식시키는 에칭 방법이나 또는 펀치로 타발시키는 스탬핑 방법을 통해서 제조된다.
최근에 들어서는 반도체 칩의 집적도가 증가됨에 따라 반도체 칩에 형성되는 전극의 수가 증가하는 추세에 있으며, 그에 따라 리이드 프레임의 리이드(lead)의 피치(pitch)가 현저하게 감소하는 경향이 있다. 리이드의 피치가 감소하게 되면 반도체 팩키지 제조 공정이 전반적으로 매우 높은 정밀도를 요구하게 되며, 예를 들면 반도체 칩의 전극과 이너 리이드의 소정 부위를 골드 와이어(gold wire)로 연결하는 와이어 본딩 작업이 곤란하게 된다. 더군다나 리이드의 피치가 소정 범위 이내로 감소하게 되면 금속 재료를 이용하여 리이드 프레임을 제작하는 것 자체가 불가능하게 되며, 따라서 이를 극복하기 위한 다양한 시도가 존재하였다.
리이드 피치의 감소에 대처하기 위한 다양한 시도들중의 하나는 리이드 프레임의 소재를 금속 재료 대신에 소위 탭 테이프(TAB tape)를 이용하는 방법이다. 이것은 접착 테이프의 표면에 도전성이 있는 재료로 소정 패턴의 리이드를 형성하고, 반도체 칩을 테이프의 표면에 접착함으로써 반도체 팩키지를 구성하여 인쇄 회로 기판에 장착하는 것이다. 즉, 종래의 금속 재료 리이드 프레임에서 반도체 칩을 지지하는 패드를 테이프로 대체하고, 에칭이나 타발에 의해 형성되었던 리이드를 테이프 표면에 소정 패턴으로 형성된 리이드로 대체하는 것이다.
이와 같이 탭 테이프를 이용한 반도체 팩키지는 미세 피치의 리이드를 용이하게 형성할 수 있으므로 반도체의 고집적화가 가능하다는 장점이 있는 반면에, 팩키지 자체의 강성이 매우 취약하므로 취급에 있어 이전보다 세밀한 주의를 필요로 한다는 단점이 있다. 탭 테이프는 유연성이 있으므로 팩키지로 완성될 때까지도 테이프를 절단하지 않으며, 기판 실장 단계에도 연속적인 테이프 상태로 공급되고, 기판 실장 단계에 이르러서야 비로소 테이프를 절단하여 분리된 개별의 팩키지로서 장착된다. 탭 테이프를 이용한 반도체 팩키지는 조립 및 실장에 있어 전용 장비를 필요로 하며, 특히 기판 실장 단계에서 절단된 개별의 팩키지를 기판에 실장할 때 수평을 유지하는 것이 매우 중요하다. 즉, 팩키지를 흡착하는 흡착부가 기판에 대하여 평행한 수평의 관계를 유지하여야만 팩키지의 실장시에 각각의 리이드가 안정되게 접합될 수 있다. 그러나 종래 기술에서는 흡착부가 기판에 대하여 수평을 이룰 수 있는 수단이 강구되어 있지 않으므로 기판에 대한 리이드의 접합시에 불량이 발생하는 경우가 종종 발생하였다. 더욱이 기판의 표면이 평탄면으로 균일하게 제작되지 않을 경우에는 흡착부가 수평을 이루었다 할지라도 리이드의 접합 불량이 발생할 확률이 매우 높다는 단점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탭 테이프를 이용한 반도체 팩키지를 기판 표면에 실장하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탭 테이프를 이용한 반도체 팩키지의 리이드가 기판의 소정 부위에 균일하게 접합될 수 있게 하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 일측면과 그 반대편의 측면에 형성된 제 1 홀을 가지는 하단 블록 부재, 상기 제 1 홀이 형성된 측면의 방향과 동일한 방향의 측면에 형성된 제 2 홀 및, 상기 제 1 홀이 형성된 측면의 방향에 대하여 90 도의 각도를 이루는 다른 측면에 형성된 제 3 홀을 가지는 중간 블록 부재, 상기 제 3 홀이 형성된 측면의 방향과 동일한 방향의 측면에 형성된 제 4 홀을 가지는 상단 블록 부재, 상기 제 1 홀에 삽입되는 제 1 핀 부재, 상기 제 2 홀에 삽입되는 제 2 핀 부재, 상기 제 3 홀에 삽입되는 제 3 핀 부재, 상기 제 4 홀에 삽입되는 제 4 핀 부재, 상기 제 1 핀 부재와 상기 제 2 핀 부재를 연결하는 제 1 링크 부재, 상기 제 3 핀 부재와 상기 제 4 핀 부재를 연결하는 제 2 링크 부재 및, 상기 하단 블록 부재에 설치된 흡착 노즐을 구비하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치가 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 하단 블록 부재와 중간 블록 부재 사이 및, 상기 중간 블록 부재와 상기 상단 블록 부재 사이에 설치되어, 상기 블록 부재에 가해지는 외력이 제거되었을 때 상기 블록 부재들을 소정 위치로 복원시키는 복수개의 탄성 복원 수단을 더 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 탄성 복원 수단은, 상기 대향하는 블록 부재들중 하나에 형성된 삽입공에 결합된 스크류 부재, 상기 삽입공내에서 일 단부가 상기 스크류의 단부에 접하는 탄성 부재 및, 상기 탄성 부재의 일 단부와 상기 대향하는 블록 부재들중 다른 하나의 표면에 접하는 볼 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 복수개의 탄성 복원 수단은 상기 제 1 핀 부재 또는 제 2 핀 부재의 길이 방향으로 연장되는 가상의 선에 의해 분할되는 양측에 각각 하나 이상 설치되고, 그리고 상기 제 3 핀 부재 또는 제 4 핀 부재의 길이 방향으로 연장되는 가상의 선에 의해 분할되는 양측에 각각 하나 이상 설치된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 블록 부재들은 외력이 가해질때 서로에 대하여 상기 제 1 내지 제 4 핀 부재들을 중심으로 회동 가능하며, 외력이 제거되면 최초의 위치로 복원된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 블록 부재들은 상기 스크류 부재의 삽입 깊이를 조절함으로써 외력이 제거되었을 때 상호 평행한 위치로 복원될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 각각의 블록 부재들은 소정의 두께를 가지며 평면이 정사각형인 직육면체이고, 각각의 측면이 동일한 평면내에 있도록 적층된다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 흡착 노즐 장치(10)는 상호 소정 간격으로 이격되어 설치된 하단 블록(11), 중간 블록(12) 및, 상단 블록(13)을 포함한다. 각각의 블록(11,12,13)은 전체적으로 소정의 두께를 가지고 평면이 정사각형인 육면체로 형성되는 것이 바람직스럽다. 각각의 블록(11,12,13)은 각각의 측면이 동일한 평면내에 존재하도록 차례로 적층된다. 반도체 팩키지(미도시)를 흡착할 수 있는 흡착 노즐(14)은 하단 블록(11)의 저면에 설치되며, 블록(11,12,13)의 평면 중앙에 형성된 홀(19)을 통해서 진공이 제공될 수 있다. 예를 들면, 진공 튜브가 홀(19)을 통해서 흡착 노즐(14)에 연결될 수 있다. 각각의 블록(11,12,13)은 이후에 설명될 핀과 브랙킷에 의해 서로에 대하여 회동 가능하게 설치되어 있다.
하단 블록(11)의 일측면과 그에 대하여 반대편에 형성된 다른 측면에는 제 1 핀(21)을 삽입할 수 있는 제 1 홀(15)이 형성된다. 제 1 핀(21)은 상기 제 1 홀(15)에 삽입된다. 또한 중간 블록(12)의 일측면과 그에 대하여 반대편에 형성된 다른 측면에는 제 2 핀(22)을 삽입할 수 있는 제 2 홀(16)이 형성된다. 하단 블록(11)의 제 1 홀(15)과 중간 블록(12)의 제 2 홀(16)은 상호 동일한 방향에서 형성되어야 한다. 또한 각각의 홀(15,16)은 각각의 블록(11,12)의 측면에서 중앙에 해당하는 위치에 형성되어야 한다.
중간 블록(12)에 형성된 제 2 홀(16)에 삽입된 제 2 핀(22)과 하단 블록(11)에 형성된 제 1 홀(15)에 삽입된 제 1 핀(21)은, 제 1 링크(25)에 의해 상호 연결된다. 각각의 블록(11,12)은 제 1 핀(21) 및 제 2 핀(22)에 대하여 회전 가능하게 유지됨으로써, 외력이 가해질 때 하단 블록(11)과 중간 블록(12)은 서로에 대하여 소정 각도로 회동할 수 있다.
중간 블록(12)에서 일 측면과 그에 대하여 반대편에 있는 측면에는 제 3 홀(17)이 형성된다. 제 3 홀(17)이 형성되는 중간 블록(17)의 측면은 제 2 홀(16)이 형성되는 측면에 대하여 90 도의 각도를 형성한다. 제 3 홀(17)도 중간 블록(12)의 측면에서 중앙부에 형성되는 것이 바람직스럽다. 제 3 홀(17)에는 제 3 핀(23)이 삽입된다.
상단 블록(13)의 일 측면과 그에 대하여 반대편에 있는 측면에는 제 4 홀(18)이 형성된다. 제 4 홀(18)은 중간 블록(12)에서 제 3 홀(17)의 방향과 동일한 방향에서 형성된다. 즉, 제 4 홀(18)은 중간 블록(12)에서 제 2 홀(16)이 형성된 방향과 직각 방향으로 형성된다. 제 4 홀(18)에는 제 4 핀(24)이 삽입된다.
중간 블록(12)의 제 3 홀(17)에 삽입된 제 3 핀(23)과, 상단 블록(13)의 제 4 홀(18)에 삽입된 제 4 핀(24)은 제 2 링크(26)에 의해 서로 연결된다. 중간 블록(12) 및 상단 블록(13)은 제 3 핀(23)과 제 4 핀(24)에 대하여 각각 회전 가능하게 설치되며, 따라서 외력이 가해지면 중간 블록(12)은 상단 블록(13)에 대하여 소정 각도로 회동함으로써 경사질 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 외력이 작용하면 흡착 노즐(14)이 설치된 하단 블록(11)은 중간 블록(12)에 대하여 경사질 수 있으며, 중간 블록(12)은 다시 상단 블록(13)에 대하여 회동할 수 있다. 이때 하단 블록(11)이 중간 블록(12)에 대하여 회동하는 방향과, 중간 블록(12)이 상단 블록(13)에 대하여 회동하는 방향은 서로에 대하여 직각을 형성하므로, 흡착 노즐(14)은 직각 방향에 대하여 소정 각도로 경사질 수 있으며, 따라서 기판이 어떤 방향으로 경사진다 할지라도 흡착 노즐(14)이 그 표면에 밀착될 수 있다.
도 2에는 각각의 블록들 사이에 설치되는 볼 플런저 장치에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 이러한 볼 플런저 장치는 하단 블록(11)과 중간 블록(12)의 사이 및 중간 블록(12)과 상단 블록(13)의 사이에 복수개로 설치될 수 있다.
도면을 참조하면, 제 1 블록(31)에는 스크류(34)와 스프링(35)이 삽입될 수 있는 통공이 형성되고, 스프링(35)의 단부에는 볼(33)이 설치되어 있다. 볼(33)은 탄성력을 받고 있으며, 볼(33)의 일측면에는 제 2 블록(32)이 접하고 있다. 따라서 제 1 블록(31)과 제 2 블록(32) 사이에는 스프링(35)에 의한 탄성력이 작용한다. 스크류(34)가 제 1 블록(31)의 통공내로 삽입되는 깊이는 조절 가능하며, 그 깊이에 따라서 제 2 블록(32)에 작용하는 탄성력이 달라질 수 있다.
위와 같은 구조의 볼 플런저 장치가 도 1에 도시된 블록(11,12,13)들 사이에 설치되면, 외력에 의해 회동되었던 블록(11,12,13)들이 최초의 설정 위치로 복원될 수 있다. 예를 들면, 하단 블록(11)의 상부 평면과 중간 블록(12)의 저면 사이에서 제 1 핀(21) 또는 제 2 핀(22)의 길이 방향을 따라 연장되는 가상의 선에 의해 분할되는 양측에 도 2의 볼 플런저 장치를 최소한 하나 이상 설치하면, 외력에 의해 하단 및 중간 블록(11,12)들이 서로에 대하여 회동하더라도 외력이 제거된 이후에는 원래의 위치로 복원될 수 있다. 마찬가지로, 중간 블록(12)의 상부 평면과 상단 블록(13)의 저면 사이에서 제 3 핀(23) 또는 제 4 핀(24)을 따라 연장되는 가상의 선에 의해 분할되는 부분의 양측에 도 2의 볼 플런저 장치를 최소한 하나 이상 설치하면, 외력에 의해 중간 및 상단 블록(12,13)들이 서로에 대하여 회동하더라도 외력이 제거된 이후에는 원래의 위치로 복원될 수 있다.
위와 같은 볼 플런저의 작용은 각각의 블록(11,12,13)들이 서로에 대하여 평행한 관계를 유지하게 하는 기능을 가진다. 즉, 도 2에서 스크류(34)를 조절함으로써 스프링(35)의 장력이 균일하게 유지되면 외력이 작용하지 않을때 블록(11,12,13)들 상호간의 관계가 평행하게 유지될 수 있다. 예를 들면, 평면이 아닌 기판에 대한 반도체 팩키지의 실장 작업을 진행하는 동안 노즐(14) 또는 다른 부분을 통해 외력이 가해지며, 이때 블록(11,12,13)은 외력에 의해 어느 방향으로든 회동하게 된다. 그러나 노즐(14)이 기판으로부터 이격됨으로써 외력이 제거되면, 볼 플런저의 작용에 의해 블록(11,12,13) 상호간의 관계는 원래대로 회복될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 팩키지 흡착 노즐 장치는 탭 테이프를 이용한 반도체 팩키지의 실장 작업을 보다 높은 정밀도로써 효과적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다. 탭 테이프의 표면에 미세한 피치로 형성된 다수의 리이드는 기판의 소정 부위에 균일하게 접합될 수 있으며, 그에 따라 기판 실장의 품질이 향상된다는 장점을 가진다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 흡착 노즐 장치에 대한 개략적인 사시도.
도 2는 도 1 의 일부에 대한 개략적인 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
11. 하단 블록 12. 중간 블록
13. 상단 블록 14. 흡착 노즐
21. 제 1 핀 22. 제 2 핀
23. 제 3 핀 24. 제 4 핀
31. 제 1 블록 32. 제 2 블록
33. 볼 34. 스크류

Claims (5)

  1. 일측면과 그 반대편의 측면에 제 1 홀이 형성된 하단 블록 부재,
    상기 제 1 홀이 형성된 측면의 방향과 동일한 방향의 측면에 형성된 제 2 홀 및, 상기 제 1 홀이 형성된 측면의 방향에 대하여 90 도의 각도를 이루는 다른 측면에 형성된 제 3 홀을 가지는 중간 블록 부재,
    상기 제 3 홀이 형성된 측면의 방향과 동일한 방향의 측면에 형성된 제 4 홀을 가지는 상단 블록 부재,
    상기 제 1 내지 제 4 홀에 각각 삽입되는 제 1 내지 제 4 핀 부재,
    상기 제 1 핀 부재와 상기 제 2 핀 부재를 연결하는 제 1 링크 부재,
    상기 제 3 핀 부재와 상기 제 4 핀 부재를 연결하는 제 2 링크 부재,
    상기 하단 블록 부재에 설치된 흡착 노즐 및,
    상기 하단 블록 부재와 상기 중간 블록 부재 사이 및, 상기 중간 블록 부재와 상기 상단 블록 부재에 설치되며, 대향하는 블록 부재들중 하나에 형성된 삽입공에 결합된 스크류 부재, 상기 삽입공에서 스크류 단부에 접하는 탄성 부재 및, 상기 탄성 부재의 단부에서 상기 대향하는 블록 부재들중 다른 하나에 접하는 볼 부재로 이루어진 복수개의 탄성 복원 수단을 구비하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 탄성 복원 수단은 상기 제 1 핀 부재 또는 제 2 핀 부재의 길이 방향으로 연장되는 가상의 선에 의해 분할되는 양측에 각각 하나 이상 설치되고, 그리고 상기 제 3 핀 부재 또는 제 4 핀 부재의 길이 방향으로 연장되는 가상의 선에 의해 분할되는 양측에 각각 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 블록 부재들은 외력이 가해질때 서로에 대하여 상기 제 1 내지 제 4 핀 부재들을 중심으로 회동 가능하며, 외력이 제거되면 최초의 위치로 복원되는 것을 특징으로 하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 블록 부재들은 상기 스크류 부재의 삽입 깊이를 조절함으로써 외력이 제거되었을 때 상호 평행한 위치로 복원될 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 블록 부재들은 소정의 두께를 가지며 평면이 정사각형인 직육면체이고, 각각의 측면이 동일한 평면내에 있도록 적층되는 것을 특징으로 하는 반도체 팩키지 실장용 흡착 노즐 장치.
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