KR100520592B1 - 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법 및 이를 위한 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법 및 이를 위한 프레임에 관한 것으로, 프레임의 구조를 변형하여 금형의 통로뿐만 아니라 하부 금형의 바텀 캐비티도 클리닝이 가능하게 하고, 클리닝 공정의 횟수를 줄이고자 하는 것이다.

특히, 반도체 패키지 제조에 사용되는 금형의 탑 캐비티(23)와 바텀 캐비티(24)를 멜라민 컴파운드(22)로 동시에 클리닝하는 방법에 있어서, 통공(21)이 성형된 사각형의 프레임(20)을 상기 하부 금형의 바텀 캐비티(24)에 안착시키는 단계와, 상기 프레임(20)이 안착된 하부 금형(26)을 상부 금형(25)으로 덮고 고압으로 클램핑하여 트랜스퍼 멜라민 클리닝을 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법 및 이를 위한 프레임{Cleaning method of mold for manufacturing semiconductor package and frame for the same}

본 발명은 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법 및 이를 위한 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임의 구조를 변형하여 금형의 통로뿐만 아니라 하부 금형의 바텀 캐비티도 클리닝이 가능하게 하고, 클리닝 공정의 횟수를 줄이고자 하는 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법 및 이를 위한 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지(Pakage)를 제조함에 있어서는, 와이어 본딩(Wire Bonding)된 반도체 칩(Chip)과 리드프레임의 인너 리드(Inner lead)를 포함하는 일정면적을 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)등과 같은 몰드 수지를 이용하여 봉지시킴으로써 패키지 몸체(Body)를 형성하는 몰딩 공정(Molding process)을 수행하게 되는데, 이러한 몰딩 공정은 트랜스퍼 금형을 이용하여 행하게 된다.

이와 같은 몰딩 공정을 행함에 있어서는, 상/하 금형의 캐비티를 정기적으로 세정함으로써 캐비티에 발생된 이물질들을 제거하여 성형 불량을 방지하고, 제품의 품질을 보다 높이기 위한 반도체 패키지 성형용 금형의 캐비티 세정 작업을 중간 중간에 행하게 된다. 물론, 이러한 세정 작업후에는 몰딩 공정중 컴파운드가 잘 흘러갈 수 있도록 당연히 왁싱 작업이 뒤따른다.

상술한 바와 같이 몰딩 작업이 끝난 후 금형은 그 내부에 남아 있는 봉지재의 찌꺼기를 제거하기 위해 클리닝(Cleaning)이 실시되는데. 이와 같이 금형을 클리닝하기 위한 클리닝 수단 및 그 방법은 첨부된 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

반도체 패키지 성형용 금형의 캐비티 세정 작업은 상/하 금형(15,16) 사이에 별도의 캐비티(Cavity) 세정 전용 리드프레임없이 멜라민 컴파운드(Melamine Compound)만을 고온 압착하여 컴프레션(Compression) 공정을 2회 실시하고(컴프레션 공정), 상기 금형의 통로를 클리닝 하기 위하여 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같은 고가의 제품 제조용 리드프레임(10)을 그대로 안착하고, 강력한 접착력을 갖는 멜라민 컴파운드(12)를 주입 충진시키는 트랜스퍼링(Transfering) 공정을 실시하여 이루어진다. 이와 같이 하여 상기 멜라민 컴파운드(12)의 접착력에 의해 캐비티(13,14)내의 이물질들이 멜라민 컴파운드의 표면에 달라붙게 되는 것에 의하여 캐비티 세정 작업을 행하는 방법을 택하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 캐비티 세정용 리드프레임은 반도체 패키지 제조용 리드프레임을 그대로 캐비티 세정용 리드프레임으로 사용한 경우에 있어서(참고도 도 1b) 고가의 반도체 패키지 제조용 리드프레임을 1회 사용한 후, 폐기처리해야 하는 비용낭비의 문제점이 있고, 리드프레임이 하부 금형의 캐비티 대부분을 덮는 상태이기 때문에 상기 멜라민 컴파운드가 하부 금형의 캐비티 전체를 깨끗하게 클리닝시키지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 오염물질이 금형에 계속 누적되어 몰딩 불량으로 처리되는 경우도 발생한다.더욱이, 종래에는 금형의 클리닝을 위해 다수의 멜라민 컴프레션 공정과 멜라민 트랜스퍼링 공정을 번갈아 다수회 수행함으로써, 금형의 클리닝 시간이 비교적 오래 걸리는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은 통공 및/또는 지지대가 형성된 사각형의 프레임을 제작하여 컴프레션 멜라민 클리닝 공정을 생략하고 트랜스퍼링 멜라민 클리닝 공정만을 수행하여 세정 횟수를 줄임으로써 자재와 시간의 낭비를 줄여 생산성을 높이는 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법 및 이를 위한 프레임을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다수의 탑 캐비티가 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 거리 이격되어 배열된 상부 금형과, 상기 다수의 탑 캐비티에 대향되는 동시에, 상기 다수의 탑 캐비티가 갖는 면적보다 더 넓은 면적으로 하나의 바텀 캐비티가 형성된 하부 금형을 멜라민 컴파운드로 클리닝하는 방법에 있어서, 상기 상부 금형의 모든 탑 캐비티에 대응하는 크기로 하나의 사각 통공이 형성된 사각의 프레임을 하부 금형의 바텀 캐비티에 안착하는 단계와, 상기 상부 금형과 하부 금형을 밀착시키고, 상기 상부 금형의 탑 캐비티와, 하부 금형의 바텀 캐비티와, 상기 프레임이 이루는 공간 내측으로 멜라민 컴파운드를 고온 고압으로 트랜스퍼링하여 상부 금형 및 하부 금형의 탑 캐비티 및 바텀 캐비티를 클리닝하는 단계와, 상기 상부 금형의 모든 탑 캐비티 및 하부 금형의 바텀 캐비티를 왁싱하는 단계를 포함하고, 상기 클리닝 단계에서는 멜라민 컴파운드가 프레임의 통공 및 하부 금형의 바텀 캐비티뿐만 아니라 상부 금형의 모든 탑 캐비티에 순차적으로 트랜스퍼링되도록 하여, 상기 멜라민 컴파운드가 상기 상부 금형의 탑 캐비티와 탑 캐비티 사이의 영역에도 트랜스퍼링됨을 특징으로 한다.또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다수의 탑 캐비티가 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 거리 이격되어 배열된 상부 금형이 구비되고, 상기 다수의 탑 캐비티에 대향되는 동시에, 상기 다수의 탑 캐비티가 갖는 면적보다 더 넓은 면적으로 하나의 바텀 캐비티가 형성된 하부 금형이 구비되며, 상기 상부 금형 및 하부 금형의 멜라민 컴파운드에 의한 클리닝시에만 안착되어 사용되는 프레임에 있어서, 상기 프레임은 직사각 형태로 형성되어 하부 금형의 바텀 캐비티 내측 둘레에 안착되는 직사각 몸체를 포함하고, 상기 직사각 몸체에는 상기 상부 금형의 모든 탑 캐비티가 갖는 크기보다 더 큰 크기의 통공이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.여기서, 상기 프레임은 직사각 몸체 내측에 십자 형태의 지지대가 더 형성되어 이루어질 수 있다.

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이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 상태를 도시한 상태도이고, 도 3은 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임을 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임을 도시한 평면도이다.

먼저, 도 2를 참조하여 반도체패키지를 제조하기 위한 금형의 구조를 간단히 설명하면, 하부에 소정 형태의 프레임(20)이 안착되도록 소정 크기인 동시에 하나의 바텀 캐비티(24)가 형성되어 있는 하부 금형(26)이 위치되어 있고, 상기 바텀 캐비티(24)의 대향면에는 다수의 탑 캐비티(23)가 형성된 상부 금형(25)이 위치되어 있다. 여기서, 상기 탑 캐비티(23)는 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 거리 이격되어 다수가 배열되어 있는 상태이며, 상기 모든 탑 캐비티(23)의 넓이보다 넓게 바텀 캐비티(24)가 하부 금형(26)에 형성되어 있다. 또한, 상기 상부 금형(25)중 탑 캐비티(23)의 일측에는 액체상의 멜라민 컴파운드(22)가 흘러 들어올 수 있도록 포트가 형성되어 있고, 상기 포트에는 멜라민 컴파운드(22)를 고압으로 밀어주는 플런저(27)가 끼워져 있다.

이와 같이 이루어진 금형에는 앞에서 설명한 바와 같이 프레임(20)이 안착되어 캐비티의 표면을 클리닝하게 되는데, 그 구조를 간단히 설명하면 먼저 도 3에 도시된 바와 같이 직사각 형태로 형성되어 하부 금형(26)의 바텀 캐비티(24) 내측 둘레에 안착되는 직사각 몸체(29)를 포함하고, 상기 직사각 몸체(29)의 내측에는 상기 상부 금형(25)의 모든 탑 캐비티(23)가 갖는 크기보다 더 큰 크기의 통공(21)이 형성되어 이루어질 수 있다. 즉, 상기 몸체(29)의 통공(21) 내측 영역이 상기 상부 금형(25)의 모든 탑 캐비티(28)와 대응된다. 따라서, 상부 금형(25)의 탑 캐비티(23), 탑 캐비티(23)와 그것에 인접한 탑 캐비티(23) 사이의 영역 및 바텀 캐비티(24) 사이에는 소정 공간이 형성된다. 물론, 프레임(20)에는 통공(21)이 넓게 형성되어 있기 바텀 캐비티(24)중 대부분의 영역이 프레임(20)의 외측으로 노출된다. 더불어, 상기 몸체(29)에는 다수의 다이 장착홀(28)이 천공되어 금형에 결합될 수 있도록 되어 있다.더욱이, 상기 프레임(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 직사각 몸체(39)의 내측에 십자 형태의 지지대(33)가 더 형성되어 이루어질 수도 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 고안 캐비티 세정용 프레임을 이용한 금형의 캐비티 세정 작업을 살펴본다.

먼저, 캐비티 세정용 프레임(20)을 자동 성형 또는 수동 성형 금형의 로케이션 핀에 자동 또는 수동으로 장착시키고, 멜라민 컴파운드(22)를 금형내 포트에 삽입하여, 상/하 금형(25,26)을 강하게 클램핑(Clamping)시킨 후, 플런저(Plunger)(27)에 소정 힘을 가해 멜라민 컴파운드(22)를 금형의 게이트를 통해 모든 캐비티(23,24) 내로 주입시킨다.

이와 같이 주입되는 멜라민 컴파운드(22)는 세정용 프레임(20)의 통공(21), 하부 금형(26)의 바텀 캐비티(24) 및 상부 금형(25)의 모든 탑 캐비티(23)가 이루는 공간에 트랜스퍼링되어 세정작업이 시작된다. 여기서, 상기 멜라민 컴파운드(22)는 상부 금형(25)에 형성된 모든 탑 캐비티(23)에 순차적으로 충진된다. 즉, 멜라민 컴파운드(22)가 각각의 탑 캐비티(23)를 향해 독립적으로 트랜스퍼링되는 것이 아니라, 모든 탑 캐비티(23)에 순차적으로 트랜스퍼링된다. 달리말하면, 각각의 탑 캐비티(23)와 탑 캐비티(23) 사이의 영역에도 멜라민 컴파운드(22)가 트랜스퍼링된다.

이후, 정화용 수지의 세정 및 경화 반응이 완료되면, 클램핑되어 있던 상/하 금형(25,26)이 열리게 되고 프레임(20)은 추출된다. 물론, 이때 프레임(20)에 부착되어 경화된 멜라민 컴파운드(22)도 함께 추출된다.

따라서, 상기한 바와 같은 과정으로 금형의 캐비티 세정작업을 하게 되는데, 상기 프레임(20)은 실제로 반도체 패키지 제조 공정중 사용되는 리드프레임의 디자인에 관계없이 공통으로 호환하여 사용할 수 있고, 패키지의 형상에 상관없이 여러 종류의 금형에 공용할 수 있다.

또한, 상기 프레임(20)을 사용함으로써 종래와 같은 컴프레션 멜라민 공정을 완전히 생략하여 세정 횟수를 줄이게 됨으로 자재, 시간 및 비용의 낭비를 줄이고 하부 금형까지 깨끗하게 세정을 할 수 있는 것이다. 물론, 이러한 멜라민 컴파운드(22)에 의한 트랜스퍼링 세정 후에는 차후의 봉지 공정이 원할히 진행되도록 왁싱 공정이 뒤따른다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 통공이 형성된 사각의 프레임은 실제로 반도체 패키지의 제조 공정중 사용되는 여러 리드프레임의 모양에 관계없이 공통으로 호환사용 할 수 있고, 멜라민 클리닝 후 상기 하부 금형에 남아 있는 찌꺼기를 제거하기 위해 플라스틱 판으로 긁어주는 작업을 없앨 수 있어 시간과 비용 및 자재의 낭비를 줄여 생산성을 높이는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 상태 및 클리닝을 위한 프레임의 구조를 도시한 상태도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 상태를 도시한 상태도이고,

도 3은 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임을 도시한 평면도이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임을 도시한 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 프레임 21 : 통공

22 : 컴파운드 23 : 탑 캐비티

24 : 바텀 캐비티 25 : 상부 금형

26 : 하부 금형 27 : 플런저

30 : 프레임 31 : 통공

33 : 지지대

Claims (3)

1. 다수의 탑 캐비티가 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 거리 이격되어 배열된 상부 금형과, 상기 다수의 탑 캐비티에 대향되는 동시에, 상기 다수의 탑 캐비티가 갖는 면적보다 더 넓은 면적으로 하나의 바텀 캐비티가 형성된 하부 금형을 멜라민 컴파운드로 클리닝하는 방법에 있어서,

   상기 상부 금형의 모든 탑 캐비티에 대응하는 크기로 하나의 사각 통공이 형성된 사각의 프레임을 하부 금형의 바텀 캐비티 내측 둘레에 안착하는 단계와,

   상기 상부 금형과 하부 금형을 밀착시키고, 상기 상부 금형의 탑 캐비티와, 하부 금형의 바텀 캐비티와, 상기 프레임이 이루는 공간 내측으로 멜라민 컴파운드를 고온 고압으로 트랜스퍼링하여 상부 금형 및 하부 금형의 탑 캐비티 및 바텀 캐비티를 클리닝하는 단계와,

   상기 상부 금형의 모든 탑 캐비티 및 하부 금형의 바텀 캐비티를 왁싱하는 단계를 포함하고,

   상기 클리닝 단계에서는 멜라민 컴파운드가 프레임의 통공 및 하부 금형의 바텀 캐비티뿐만 아니라 상부 금형의 모든 탑 캐비티에 순차적으로 트랜스퍼링되도록 하여, 상기 멜라민 컴파운드가 상기 상부 금형의 탑 캐비티와 탑 캐비티 사이의 영역에도 트랜스퍼링됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝 방법.
2. 다수의 탑 캐비티가 가로 방향 및 세로 방향으로 소정 거리 이격되어 배열된 상부 금형이 구비되고, 상기 다수의 탑 캐비티에 대향되는 동시에, 상기 다수의 탑 캐비티가 갖는 면적보다 더 넓은 면적으로 하나의 바텀 캐비티가 형성된 하부 금형이 구비되며, 상기 상부 금형 및 하부 금형의 멜라민 컴파운드에 의한 클리닝시에만 안착되어 사용되는 프레임에 있어서,

   상기 프레임은 직사각 형태로 형성되어 하부 금형의 바텀 캐비티 내측 둘레를 따라서 안착되는 직사각 몸체를 포함하고, 상기 직사각 몸체에는 상기 상부 금형의 모든 탑 캐비티가 갖는 크기보다 더 큰 크기의 통공이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 몸체 내측에 십자 형태의 지지대가 더 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 금형의 클리닝을 위한 프레임.