KR100501799B1 - 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 서브스트레이트의 로딩, 컴파운드의 피딩, 프레스 몰딩, 반도체 소자 제품의 언로딩 등과 같은 일련의 공정을 모두 자동으로 수행하는 자동몰딩시스템에 관한 것이다.

본 발명은 단위 프레스 몰딩유니트의 양편으로 각각의 공정을 수행할 수 있는 유니트를 집중 배치하는 조합을 채택하고, 또 각 유니트 간의 리드프레임 연계시 2스텝 로봇을 이용한 최적의 이송궤적을 설정하는 등 각각의 유니트를 효율적으로 배치함으로써, 설비의 전체적인 크기를 콤팩트하게 구성할 수 있는 동시에 설비의 배치와 관련한 레이아웃을 효과적으로 설계할 수 있고, 또한 1회 프레스 공정으로 많은 양의 리드프레임은 한번에 처리할 수 있는 프레스 몰딩유니트를 채용하여 1회 프레스 가동사이클 대비 작업의 효율성을 높일 수 있도록 함으로써, 생산성 향상의 효과를 도모할 수 있으며, 또한 컴파운드 피딩시 튜브 내에 탑재되어 있는 컴파운드를 1개씩 인출시키는 방식을 적용함으로써, 분진의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 분진으로 인한 제품의 불량을 막아주고, 장비의 고장을 줄임으로써 수명을 연장시키며, 작업환경의 악화 등과 같은 문제를 해소할 수 있는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템을 제공한다.

Description

반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템{Auto molding system for fabricating semiconductor package}

본 발명은 반도체 서브스트레이트의 로딩, 컴파운드의 피딩, 프레스 몰딩, 반도체 소자 제품의 언로딩 등과 같은 일련의 공정을 모두 자동으로 수행하는 자동몰딩시스템에 관한 것이다.

특히, 각각의 공정을 수행하는 각 유니트를 효율적으로 배치하여 공정의 신속성 및 정확성을 높여줌으로써, 생산성 및 품질을 높일 수 있도록 하고, 설비의 전체적인 크기를 콤팩트하게 구성하여 설비의 배치와 관련한 레이아웃을 효과적으로 설계할 수 있도록 하는 한편, 무엇보다도 독립적인 컴파운드의 피딩방식을 적용하여 분진의 발생을 획기적으로 줄임으로써, 분진으로 인한 제품의 불량, 장비의 고장이나 작업환경의 악화 등과 같은 문제를 최대한 배제할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 반도체 소자 제품은 반도체 서브스트레이트상의 반도체칩에 대한 와이어 본딩공정을 거친 후, 최종적으로 외부 노출로 인한 산화 및 부식, 외부 충격으로 인한 파손 등으로부터 보호하기 위한 컴파운드 몰딩공정을 통해 제조된다.

여기서, 상기 반도체 서브스트레이트에는 PCB, 리드프레임, 릴테이프 등이 있으나, 본 발명에서는 가장 대표적인 리드프레임을 가지고 설명한다.

기존의 반도체 소자 제품에 대한 컴파운드 몰딩공정은 주로 수동방식에 의해 수행되어 왔으나, 최근에는 생산성 측면이나 작업의 효율성 등을 고려한 자동방식, 즉 자동몰딩시스템을 많이 적용하는 추세이다.

첨부한 도 1에서는 기존 자동몰딩시스템의 일 예를 보여준다.

도 1에 도시한 바와 같이, 자동몰딩시스템은 매거진 형태의 리드프레임을 공급하는 리드프레임 로딩유니트(100)와, 피더를 이용한 컴파운드 피딩유니트(110)와, 리드프레임에 대한 예비 가열을 수행하는 리드프레임 예열유니트(120)와, 리드프레임과 컴파운드를 각각의 프레스 금형상으로 투입하고 몰딩을 마친 자재를 배출하기 위한 X-Y축 캐리어유니트(130)와, 컴파운드 몰딩을 위해 나란하게 배치되는 적어도 4세트의 프레스 몰딩유니트(140)와, 몰딩 후 프레스 금형상에 남아있는 컴파운드 찌꺼기 등을 제거하기 위한 크리너유니트(150)와, 몰딩시 성형된 수지주입구 및 런너의 컬을 제거하기 위한 디게이트유니트(160)와, 최종 제품을 취출하는 반도체 소자 제품 언로딩유니트(170)로 구성되어 있다.

여기서, 미설명 부호 180은 컨트롤패널이고, 190은 예열처리된 리드프레임과 디게이팅처리된 리드프레임을 옮겨주는 픽앤플레이스를 나타낸다.

이와 같은 각 유니트의 공정 진행과정을 살펴보면 다음과 같다.

리드프레임 로딩유니트로부터 공급되는 낱개의 리드프레임은 리드프레임 예열유니트에서 예열된 후, 컴파운드 피딩유니트로부터 공급되는 컴파운드와 함께 X-Y축 캐리어유니트에 의해 각각의 프레스 몰딩유니트 내로 투입되어 몰딩처리되고, 몰딩처리를 마친 리드프레임은 재차 X-Y축 캐리어유니트에 의해 디게이트유니트로 보내진 다음, 이곳에서 소정의 작업을 수행한 후, 반도체 소자 제품 언로딩유니트로 이송되는 과정을 통해 반도체 소자 제품이 제조된다.

그러나, 위와 같은 기존의 자동몰딩시스템은 다음과 같은 여러 문제점을 갖고 있다.

1) 여러 대의 프레스 몰딩유니트가 일렬로 나란하게 배치되고, X-Y축 캐리어유니트의 작동영역 또한 직선상으로 설정되며, 이로 인해 각각의 유니트 간의 배치 간격도 넓어지게 되므로서, 설비의 전체적인 크기가 커지게 되고, 또한 설치공간도 많이 차지하게 되는 문제점이 있다.

2) 프레스 몰딩유니트의 프레스 몰드 구성에 있어서 단위 프레스 몰드당 2개씩의 리드프레임 밖에 처리하지 못하기 때문에 1회 프레스 가동사이클에 대한 비중면에서 볼 때 작업성 측면에서 효율이 떨어지고, 이로 인해 고가의 자동화 설비를 운용하는 측면에서 볼 때 전체적으로 생산성이 낮은 문제점이 있다.

3) 가장 심각한 문제점으로서, 전체 시스템 내에 바이브레션 피딩방식의 컴파운드 피딩유니트가 함께 조합되어 있는 관계로 컴파운드 피딩시 상당한 양의 분진이 발생하게 되는데, 이렇게 발생한 분진은 시스템 내의 고온조건과 맞물려 각 동작부품에 쉽게 녹아붙으면서 작동이상을 초래하게 되고(비록 분진 제거를 위한 공조설비를 갖추고 있기는 하지만), 이로 인해 시스템 가동이 종종 중단되는 경우가 생기면서 생산성 측면에 영향을 미치고 또 설비의 수명에도 영향을 미치는 문제점이 있다.

이렇게 자동몰딩시스템 설비에서 분진의 발생은 제품의 품질, 설비의 고장이나 수명에 영향을 미치고, 또 작업환경을 악화시키는 요인이 되므로 이에 대한 대책마련이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 단위 프레스 몰딩유니트의 양편으로 각각의 공정을 수행할 수 있는 유니트를 집중 배치하는 조합을 채택하고, 또 각 유니트 간의 리드프레임 연계시 2스텝 로봇을 이용한 최적의 이송궤적을 설정하는 등 각각의 유니트를 효율적으로 배치하여 설비의 전체적인 크기를 콤팩트하게 구성할 수 있는 동시에 설비의 배치와 관련한 레이아웃을 효과적으로 설계할 수 있는 자동몰딩시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 1회 프레스 공정으로 많은 양의 리드프레임은 한번에 처리할 수 있는 프레스 몰딩유니트를 채용하여 1회 프레스 가동사이클 대비 작업의 효율성을 높일 수 있도록 함으로써, 생산성 향상의 효과를 도모할 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

특히, 본 발명은 컴파운드 피딩시 튜브 내에 탑재되어 있는 컴파운드를 1개씩 인출시키는 방식을 적용함으로써, 분진의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 분진으로 인한 제품의 불량을 막아주고, 장비의 고장을 줄임으로써 수명을 연장시키며, 작업환경의 악화 등과 같은 문제를 해소할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템에 있어서, 매거진 내의 반도체 서브스트레이트를 낱개로 공급하는 로딩유니트와, 적어도 6세트의 반도체 서브스트레이트가 세팅되어 있는 블럭의 저부로부터 튜브 내의 컴파운드를 1개씩 인출하여 각 세트의 서브스트레이트에 동시에 배속시키는 컴파운드 피딩유니트와, 각 세트의 반도체 서브스트레이트 및 컴파운드를 포함하는 블럭 전체를 Y축으로 이송시켜 예비 가열을 수행하는 예열유니트와, 상기 예열유니트에 인접 배치되며 적어도 6세트의 반도체 서브스트레이트 캐비티를 갖는 프레스 몰드를 이용하여 1회 프레스 가동시 12개의 반도체 서브스트레이트 동시 프레스가 가능한 1세트의 프레스 몰딩유니트와, 몰딩 후 프레스 금형상에 남아있는 컴파운드 찌꺼기 등을 제거하기 위한 크리너유니트와, 몰딩시 성형된 수지주입구 및 런너의 컬을 제거하기 위한 디게이트유니트와, 최종 반도체 소자 제품을 취출하는 언로딩유니트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레스 몰딩유니트의 양편에 배치되어 X축 및 Z축 방향의 운동을 통해 최단 이동궤적으로 프레스 몰드 내에 컴파운드 및 반도체 서브스트레이트를 투입 및 취출하는 2세트의 2스텝 로봇유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로딩유니트와 컴파운드 피딩유니트 사이에 배치되며 로딩유니트측으로부터 낱개로 공급되는 반도체 서브스트레이트를 적어도 3개씩 배열시킨 후 이것들을 한 번에 컴파운드 피딩유니트측으로 제공할 수 있는 라인업/턴오버유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 예열유니트, 프레스 몰딩유니트 및 언로딩유니트는 동일한 X축 선상에서 일렬로 나란하게 근접 위치되는 배치구조로 조합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 크리너유니트는 Y축 선상을 따라 프레스 몰딩유니트의 바로 뒷쪽으로 근접 위치되는 배치구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컴파운드 피딩유니트는 블럭상에 세팅되어 있는 각 세트의 반도체 서브스트레이트에 일대일 배속되며 다수의 타블렛 형태의 컴파운드가 차례로 적층 충전되어 있는 조합형 튜브세트수단과 각 튜브세트수단의 저부에 배치되어 튜브 내의 컴파운드를 블럭 위로 인출시켜주는 푸셔수단을 포함하며, 컴파운드를 1개씩 차례로 인출시켜 각 세트의 반도체 서브스트레이트에 해당 갯수만큼 각각 공급하는 피딩방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컴파운드 피딩유니트는 로딩유니트측 반도체 서브스트레이트를 블럭상에 세팅할 때 2개의 반도체 서브스트레이트를 서로 마주보게 1세트로 조합하기 위하여 편심축으로 180°회전가능한 픽커수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동몰딩시스템의 바람직한 구현예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 자동몰딩시스템은 각각의 유니트를 프레스 몰딩유니트 주위에 집중 배치하여 각 유니트 간의 이송궤적을 최소화하고, 또한 반도체 서브스트레이트, 예를 들면 리드프레임의 공정별 이송을 위한 수단으로 X축 방향과 Z축 방향으로 동작하는 2스텝 로봇유니트를 2세트 적용하여 유니트 간의 연계적인 구성이나 신속한 공정 수행을 가능하게 함으로써, 설비의 전체적인 규모나 제어단계를 콤팩트하게 구성하는데 촛점을 맞추는 한편, 무엇보다도 조합형 튜브세트수단 내에 탑재되어 있는 타블렛 형태의 컴파운드를 1개씩 인출하는 방식을 적용함으로써, 컴파운드 피딩과 관련한 분진의 발생을 최대한 억제하여 분진으로 인한 피해를 줄이는데 중점을 둔 것이다.

또한, 본 발명에서는 프레스 몰딩유니트의 경우 많은 수의 리드프레임, 예를 들면 적어도 12개 정도의 리드프레임을 동시에 몰딩처리할 수 있는 복합형의 캐비티를 구비한 단일 프레스 몰드를 적용함으로써, 프레스 용량의 증가에 따른 설비 규모의 증대없이도 1회 프레스 가동사이클 대비 처리물량을 충분히 확보할 수 있고, 이에 따라 설비의 전체적인 생산성 향상을 기대할 수 있다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 자동몰딩시스템의 레이아웃을 보여주는 개략도이다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 설비 본체의 중앙부에는 복합형의 캐비티를 갖는 프레스 몰딩유니트(40)가 배치되어 있고, 시스템의 진행방향에서 볼 때 도입쪽, 즉 프레스 몰딩유니트(40)의 좌측으로는 와이어본딩된 리드프레임을 공급하는 로딩유니트(10) 및 컴파운드의 공급을 위한 컴파운드 피딩유니트(20)와 리드프레임을 일정한 온도로 예열하기 위한 예열유니트(30)가 차례로 배치되어 있으며, 프레스 몰딩유니트(40)의 우측으로는 프레스 몰딩처리를 마친 리드프레임에 대한 디게이팅 공정과 하나의 완성된 반도체 소자 제품을 매거진 내에 탑재하기 위한 디게이트유니트(60) 및 언로딩유니트(70)가 배치되어 있다.

또한, 상기 프레스 몰딩유니트(40)의 뒷쪽으로는 몰딩 후 금형상에 남아있는 수지주입구 및 런너의 컬과 같은 컴파운드 찌꺼기를 제거하기 위한 크리너유니트(50)가 배치되어 있다.

이때의 크리너유니트(50)는 프레스 몰딩유니트(40)의 뒷쪽에서 함께 블럭화되어 Y축 방향으로 동작하는 회전형 브러시수단, 에어분사수단, 버큠수단 등을 이용하여 몰딩 후의 금형에 대한 세척작업을 수행하게 된다.

상기 로딩유니트(10)는 매거진 내에 탑재되어 있는 각각의 리드프레임을 푸셔수단으로 1개씩 밀어내는 방식으로 리드프레임을 공급하게 되고, 하나의 매거진이 전부 소진되면 연이어 배열되어 있는 그 다음의 매거진이 상부에서 하부로(또는 하부에서 상부로)순차적으로 로딩되어 리드프레임을 연속 공급할 수 있게 된다.

본 발명은 로딩유니트(10)측에서 공급되는 리드프레임을 컴파운드 피딩유니트(20)측으로 옮겨주기 위한 수단으로 라인업/턴오버유니트(90)를 제공한다.

상기 라인업/턴오버유니트(90)는 로딩유니트(10)와 컴파운드 피딩유니트(20) 사이에 배치되고, Y축 방향으로 운동하는 테이블을 이용하여 낱개로 공급되는 각각의 리드프레임을 하나의 묶음으로 묶어주는 역할을 한다.

예를 들면, 로딩유니트(10)측으로부터 1개씩의 리드프레임이 공급될 때마다 한스텝씩 Y축 방향으로 동작하면서 3개의 리드프레임을 일정한 피치로 받아내게 되고, 이렇게 놓여진 3개 한묶음의 리드프레임을 컴파운드 피딩유니트(20)측에 제공할 수 있게 된다.

이러한 라인업/턴오버유니트(90)의 역할로 인해 기존과 같이 낱개로 공급되어 리드프레임의 수만큼 동작을 해야 했던 픽커수단의 사이클 타임을 현저히 줄일 수 있다.

리드프레임과 컴파운드의 매칭을 위한 컴파운드 피딩유니트(20)는 기본적으로 리드프레임의 세팅위치에 타블렛 형태의 컴파운드를 1개씩 밀어올려 배속시키는 방식이 적용된다.

이를 위하여, 블럭상에 다수의 리드프레임을 수용하기 위한 안착자리면이 소정의 배치형태를 가지면서 구비되어 해당 안착자리면에 상응하는 수량의 리드프레임이 세팅된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서는 2개를 1세트로 하는 6세트의 리드프레임을 동시에 세팅할 수 있는 블럭이 제공되며, 이러한 리드프레임의 수량 및 세팅형태는 프레스 몰딩유니트(40)의 프레스 몰드가 갖는 캐비티의 수량 및 세팅형태와 일치하게 된다.

블럭상의 리드프레임의 세팅은 라인업/턴오버유니트(90)와 컴파운드 피딩유니트(20) 사이에서 X축 방향으로 동작하는 픽커수단에 의해 수행되며, 3개씩의 리드프레임을 1회 전후진 동작에 의해 블럭상에 세팅시킬 수 있게 된다.

하나의 컴파운드 타블렛으로 1세트의 리드프레임을 모두 처리하기 위하여 1세트 2개의 리드프레임을 일정간격을 두고 서로 마주보는 상태로 세팅해야 하는데, 이것은 편심축을 이용하여 180°회전되는 픽커수단에 의해 가능하다.

즉, 1개의 리드프레임 세팅 후 이것과 세트를 이루는 다른 1개의 리드프레임을 세팅할 때에 픽커수단이 편심축으로 180°회전되면 선 세팅된 리드프레임과 후 세팅된 리드프레임은 서로 마주보는 형태로 일정간격이 떨어지게 되므로, 서로 마주보는 1세트의 리드프레임을 용이하게 세팅할 수 있다.

블럭상에 세팅되어 있는 각 세트의 리드프레임에 컴파운드를 각각 배속시키기 위한 수단으로 블럭의 저부에는 다수의 타블렛 형태의 컴파운드가 차례로 적층 충전되어 있는 조합형 튜브세트수단과 각 튜브세트수단의 저부에 배치되어 튜브 내의 컴파운드를 블럭 위로 인출시켜주는 푸셔수단이 제공된다.

리드프레임의 세팅 완료 후 푸셔수단이 동작하면 튜브 내의 컴파운드를 1개씩 차례로 인출시켜 각 세트의 서로 마주보는 2개의 리드프레임 사이로 해당 갯수만큼 각각 공급할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에서는 1세트 2개의 리드프레임에 대해 5개의 타블렛 형태의 컴파운드가 공급된다.

위와 같은 타블렛 형태의 컴파운드를 1개씩 인출시키는 피딩방식은 기존 바이브레이션 피더와 비교할 때 분진 발생이 거의 없게 되므로, 설비의 보호관리 측면이나 작업환경의 개선 측면에서 유리한 잇점을 제공한다.

리드프레임의 예열을 위한 예열유니트(30)의 가동은 리드프레임과 여기에 배속되어 있는 컴파운드를 포함하는 블럭 전체를 Y축 방향으로 이동시킨 영역에서 수해된다.

리드프레임의 예열은 리드프레임의 열팽창을 통해 프레스 몰드상의 정확한 세팅이 이루어지도록 하고 몰딩시 컴파운드가 미리 예열된 리드프레임에 잘 흐르도록 하여 결합력을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 예열유니트(30)는 프레스 몰딩유니트(40)에 인접한 동일 X축선상에 배치되므로, 프레스 몰딩유니트(40)측으로 제공되는 예열된 리드프레임의 이동궤적을 최단거리로 구성하는 것을 가능하게 해준다.

본 발명에서 제공하는 프레스 몰딩유니트(40)는 단일 프레스 용량으로 많은 수의 리드프레임을 동시에 몰딩처리할 수 있는 특징을 갖는다.

예를 들면, 적어도 6세트의 리드프레임을 수용할 수 있는 캐비티를 갖는 프레스 몰드가 구비되어 1회 프레스 가동으로 12개의 리드프레임을 동시에 몰딩 성형할 수 있게 된다.

이것은 동일 수의 리드프레임을 처리하기 위해 여러 대의 프레스 몰드를 구비해야 하는 것과 비교할 때 설비의 규모가 커지는 불리함없이 리드프레임의 처리용량을 효과적으로 증대할 수 있으므로, 생산성 측면의 향상을 가져올 수 있다.

프레스 몰딩처리를 완료한 반도체 소자 제품을 위한 언로딩유니트(70)는 프레스 몰딩유니트(40)에 대해 동일한 X축선상에서 인접한 위치에 배치되어 몰딩 후 X축선상의 짧은 이동궤적만으로도 반도체 소자 제품의 언로딩이 가능하게 된다.

본 발명에서 상기 프레스 몰딩유니트(40)측으로 컴파운드를 포함하는 반도체 리드프레임을 투입하고, 또 프레스 몰딩처리를 마친 반도체 소자 제품을 프레스 몰딩유니트(40)측으로부터 취출하기 위한 수단으로는 2세트의 2스텝 로봇유니트(80)를 사용한다.

상기 2스텝 로봇유니트(80)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 프레스 몰딩유니트(40)의 양편에 각각 배치되며, 리드프레임의 유니트 간 이송을 위한 수평운동방향인 X축 방향과 유니트의 내의 리드프레임을 픽업하기 위한 수직운동방향인 Z축 방향의 운동을 통해 최단 이동궤적으로 프레스 몰드 내에 컴파운드 및 리드프레임을 투입하고, 몰딩 후 반도체 소자 제품을 취출하는 역할을 한다.

이러한 2세트의 2스텝 로봇유니트(80)는 서로 인접한 동시에 동일한 X축선상에서 이웃하여 배치되는 예열유니트(30)와 프레스 몰딩유니트(40), 언로딩유니트(70)와 프레스 몰딩유니트(40) 사이의 구간으로 이루어진 X축 방향의 운동궤적을 갖게 되므로, 컴파운드를 포함하는 리드프레임과 반도체 소자 제품의 유니트 간의 신속한 이송이 가능하게 되고, 이에 따라 시스템 전체적인 사이클 타임을 대폭 단축할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동몰딩시스템의 각 공정별 진행상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 리드프레임에 대한 로딩공정을 보여준다.

다수의 리드프레임이 탑재되어 있는 여러 세트의 매거진은 순차적인 연속 공급이 가능하게 되고, 하나의 매거진 내의 리드프레임이 모두 공급되면 자동으로 새로운 매거진이 재차 로딩위치로 진행되고 공급을 마친 빈 매거진은 자동으로 배출된다.

매거진의 진행과 배출은 상부에서 하부 또는 하부에서 상부로 위치를 옮기는 방식 모두 가능하다.

매거진 내의 리드프레임은 푸셔수단에 의해 낱개로 1개씩 공급되고, 라인업/턴오버유니트(90)의 Y축 방향으로의 스텝 동작과 연계되면서 이곳에 3개의 한묶음 리드프레임이 세팅된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 리드프레임에 컴파운드가 배속되는 컴파운드 피딩공정을 보여준다.

픽커수단에 의해 라인업/턴오버유니트(90)측 리드프레임은 한묶음씩 블럭상에 차례로 세팅되고, 블럭상에 6세트 총 12개의 리드프레임의 세팅이 완료되면 블럭하부의 픽커수단이 동작되면서 튜브세트수단 내에 채워져 있는 타블렛 형태의 컴파운드가 1개씩 블럭 위로 인출되어 각 세트의 리드프레임 사이에 동시 배속된다.

예를 들면, 1세트 2개의 리드프레임 사이에 5개의 컴파운드가 배속되고, 이러한 5개의 컴파운드가 몰딩시 용융되어 2개의 리드프레임이 갖는 반도체칩에 대해 몰딩처리될 수 있게 된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 리드프레임에 대한 예열을 수행하는 예열공정을 보여준다.

각 세트의 리드프레임 및 컴파운드가 세팅되어 있는 블럭은 Y축 방향으로 이동되고 그 위치에서 예열이 진행된다.

예열수단으로는 내장형 히터를 포함하는 가열플레이트 등의 수단을 이용할 수 있으며, 보통 150℃ 정도의 온도로 리드프레임을 예열하여 몰딩력을 향상시키게 된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 컴파운드에 의한 리드프레임의 실질적인 몰딩공정을 보여준다.

예열을 마친 리드프레임 및 컴파운드는 2스텝 로봇유니트(80)에 의해 예열유니트(30)측의 블럭으로부터 프레스 몰딩유니트(40)의 프레스 몰드상에 세팅되고, 계속해서 프레스 가동과 함께 상하부 프레스 몰드 내에서 몰딩작업이 실시된다.

위의 프레스 몰딩공정에서는 단일 프레스 몰드의 1회 프레스 가동에 의해 다량의 반도체 소자 제품을 프레스 성형할 수 있게 되므로(예를 들면, 1회 프레스 가동시 12개의 반도체 소자 제품을 프레스 성형할 수 있다), 기존 대부분의 프레스 몰딩공정시 단일 프레스 몰드의 1회 프레스 가동으로 2개 정도의 반도체 소자 제품만을 성형하지 못하는 것을 볼 때, 1회 프레스 가동사이클 대비 작업의 효율성을 높일 수 있고, 이에 따라 생산성 향상의 도모할 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 여기서는 프레스 몰딩공정을 마친 반도체 소자 제품을 재차 매거진 등에 장착하는 언로딩공정을 보여준다.

프레스 몰딩공정이 완료된 반도체 소자 제품은 다른 1세트의 2스텝 로봇유니트(80)에 의해 프레스 몰드 내에서 언로딩유니트(70)측으로 이송되고, 별도의 디게치트유니트(60)측으로 보내져 디게이팅공정을 거친 후 최종적으로 매거진 등에 장착되는 것으로 모든 공정이 완료된다.

프레스 몰딩공정에 대한 1사이클 완료 후 또는 소정의 사이클을 완료한 후에는 크리너유니트(50)에 의한 크리닝공정이 수행될 수 있으며, 브러시 등의 수단을 이용하여 프레스 몰드 내에 남아있는 컴파운드 찌꺼기 등을 긁어낸 후 진공압으로 흡입처리하여 프레스 몰드를 깨끗이 청소한 상태에서 다음 작업을 준비할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 자동몰딩시스템에서는 프레스 몰딩유니트 주위에 각각의 유니트를 집중배치하면서 반도체 스트레이트의 이송궤적을 최단거리의 X-Y축 방향 내에서 설정할 수 있으므로, 설비의 전체적인 규모를 최대한 줄일 수 있고, 또한 단일 프레스 몰드의 처리용량을 설비 규모의 증대없이 대폭 늘릴 수 있으므로, 생산성을 한층 높일 수 있으며, 특히 컴파운드 피딩과 관련하여 낱개의 타블렛 형태의 컴파운드를 단순히 인출시켜 피딩함에 따라 분진의 발생을 거의 완벽하게 배제할 수 있으므로, 장비의 보호 뿐만 아니라 제품의 품질향상 측면과 작업환경의 개선 측면에서 효율화를 도모할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 단위 프레스 몰딩유니트의 주위로 각각의 유니트를 집중 배치하는 조합을 채택하는 동시에 각 유니트 간의 리드프레임 연계시 2스텝 로봇유니트를 적용하여 리드프레임의 최적 이송궤적을 설정할 수 있는 자동몰딩시스템을 제공함으로써, 각 유니트의 효율적인 배치에 따라 설비의 전체적인 크기를 콤팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있으며, 더 나아가 설비의 배치와 관련한 공장 내의 레이아웃을 효과적으로 설계할 수 있는 효과가 있다.

또한, 단일 프레스 몰드로는 1회 프레스 공정으로 많은 수의 리드프레임을 처리할 수 있는 대용량의 프레스 몰드를 제공함으로써, 설비 규모의 증가없이도 1회 프레스 가동사이클 대비 기존 자동몰딩시스템의 프레스 몰드에 비해 생산량을 높일 수 있는 장점이 있다.

특히, 컴파운드 피딩과 관련하여 튜브 내에 탑재되어 있는 컴파운드를 1개씩 인출시키는 방식을 적용함으로써, 분진의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 분진으로 인한 장비의 고장을 최소화하여 수명을 연장시킬 수 있고, 또 제품의 품질을 높일 수 있으며, 양호한 작업환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 자동몰딩시스템의 레이아웃을 보여주는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 자동몰딩시스템의 평면 레이아웃을 보여주는 개략도

도 3은 본 발명에 따른 자동몰딩시스템의 정면 레이아웃을 보여주는 개략도

도 4는 본 발명에 따른 자동몰딩시스템에서 로딩공정을 보여주는 개략도

도 5는 본 발명에 따른 자동몰딩시스템에서 컴파운드 피딩공정을 보여주는 개략도

도 6은 본 발명에 따른 자동몰딩시스템에서 예열공정을 보여주는 개략도

도 7은 본 발명에 따른 자동몰딩시스템에서 프레스공정을 보여주는 개략도

도 8은 본 발명에 따른 자동몰딩시스템에서 언로딩공정을 보여주는 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 로딩유니트 20 : 컴파운드 피딩유니트

30 : 예열유니트 40 : 프레스 몰딩유니트

50 : 크리너유니트 60 : 디게이트유니트

70 : 언로딩유니트 80 : 2스텝 로봇유니트

90 : 라인업/턴오버유니트

Claims (7)

1. 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템에 있어서,

   매거진 내의 반도체 서브스트레이트를 낱개로 공급하는 로딩유니트(10)와, 적어도 6세트의 반도체 서브스트레이트가 세팅되어 있는 블럭의 저부로부터 튜브 내의 컴파운드를 1개씩 인출하여 각 세트의 서브스트레이트에 동시에 배속시키는 컴파운드 피딩유니트(20)와, 각 세트의 반도체 서브스트레이트 및 컴파운드를 포함하는 블럭 전체를 Y축으로 이송시켜 예비 가열을 수행하는 예열유니트(30)와, 상기 예열유니트(30)에 인접 배치되며 적어도 6세트의 반도체 서브스트레이트 캐비티를 갖는 프레스 몰드를 이용하여 1회 프레스 가동시 12개의 반도체 서브스트레이트 동시 프레스가 가능한 1세트의 프레스 몰딩유니트(40)와, 몰딩 후 프레스 금형상에 남아있는 컴파운드 찌꺼기 등을 제거하기 위한 크리너유니트(50)와, 몰딩시 성형된 수지주입구 및 런너의 컬을 제거하기 위한 디게이트유니트(60)와, 최종 반도체 소자 제품을 취출하는 언로딩유니트(70)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 프레스 몰딩유니트(40)의 양편에 배치되어 X축 및 Z축 방향의 운동을 통해 최단 이동궤적으로 프레스 몰드 내에 컴파운드 및 반도체 서브스트레이트를 투입 및 취출하는 2세트의 2스텝 로봇유니트(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 로딩유니트(10)와 컴파운드 피딩유니트(20) 사이에 배치되며 로딩유니트(10)측으로부터 낱개로 공급되는 반도체 서브스트레이트를 적어도 3개씩 배열시킨 후 이것들을 한 번에 컴파운드 피딩유니트(20)측으로 제공할 수 있는 라인업/턴오버유니트(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 예열유니트(30), 프레스 몰딩유니트(40) 및 언로딩유니트(70)는 동일한 X축 선상에서 일렬로 나란하게 근접 위치되는 배치구조로 조합되는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 크리너유니트(50)는 Y축 선상을 따라 프레스 몰딩유니트(40)의 바로 뒷쪽으로 근접 위치되는 배치구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 컴파운드 피딩유니트(20)는 블럭상에 세팅되어 있는 각 세트의 반도체 서브스트레이트에 일대일 배속되며 다수의 타블렛 형태의 컴파운드가 차례로 적층 충전되어 있는 조합형 튜브세트수단과 각 튜브세트수단의 저부에 배치되어 튜브 내의 컴파운드를 블럭 위로 인출시켜주는 푸셔수단을 포함하며, 컴파운드를 1개씩 차례로 인출시켜 각 세트의 반도체 서브스트레이트에 해당 갯수만큼 각각 공급하는 피딩방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.
7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 컴파운드 피딩유니트(20)는 로딩유니트(10)측 반도체 서브스트레이트를 블럭상에 세팅할 때 2개의 반도체 서브스트레이트를 서로 마주보게 1세트로 조합하기 위하여 편심축으로 180°회전가능한 픽커수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 자동몰딩시스템.