KR100533748B1 - 반도체 다이 접착용 픽업 툴 - Google Patents

반도체 다이 접착용 픽업 툴 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 다이 접착용 픽업 툴에 관한 것으로서, 반도체 다이의 접착시 접착 필름 전체의 접착력을 향상시키고 내부 보이드를 억제할 수 있도록, 픽업 장치에 결합되는 상부 몸체와, 상기 상부 몸체의 하부에 연장 형성되며, 하면에는 반도체 다이의 상면이 접촉 및 흡착되는 수평면 또는 곡면이 형성된 하부 몸체로 이루어진 픽업 툴을 특징으로 함.

Description

반도체 다이 접착용 픽업 툴{Pick up tool for attaching a semiconductor die}
본 발명은 반도체 다이 접착용 픽업 툴에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 웨이퍼(wafer)에서 분리된 낱개의 반도체 다이를 다른 반도체 다이 위에 접착하는 픽업 툴에 관한 것이다.
일반적으로 반도체패키지는 웨이퍼에서 낱개의 반도체 다이를 소잉(sawing)하여 분리하는 소잉 단계와, 소잉된 낱개의 반도체 다이를 섭스트레이트(substrate) 위에 액상 에폭시(epoxy)로 접착하는 다이 어태치(die attach) 단계와, 반도체 다이와 섭스트레이트를 도전성 와이어로 본딩하는 와이어 본딩(wire bonding) 단계와, 반도체 다이, 도전성 와이어 등을 봉지재로 성형하는 봉지 단계 등으로 이루어져 있다.
한편, 최근의 반도체패키지는 크기를 증가시키지 않으면서도 다기능 및 고집접화를 이루기 위해, 섭스트레이트 위에 다수의 반도체 다이를 수직 방향으로 스택(stack)하는 기술이 개발되고 있다. 이때, 통상 섭스트레이트에 직접 접착되는 반도체 다이는 액상 에폭시로 접착되지만, 두번째 이상의 반도체 다이는 작업성의 한계로 인하여 미리 저면에 접착 필름을 접착한 후, 다른 반도체 다이 위에 접착하고 있다.
도 1a를 참조하면, 상술한 두번째 이상의 반도체 다이를 접착하기 위한 픽업 툴(100')의 측면도가 도시되어 있고, 도 1b를 참조하면, 그 저면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 종래의 반도체 다이 접착용 픽업 툴(100')은 픽업 장치에 결합될 수 있도록 상부에 결합 요홈(112')이 형성된 상부 몸체(110')와, 저면에 대략 사각링 형태의 돌기부(122')가 형성되어 반도체 다이(140')를 흡착시키는 하부 몸체(120')로 이루어져 있다. 여기서, 상기 상부 몸체(110') 및 하부 몸체(120')에는 픽업 장치로부터 백큠(vacuume)이 전달될 수 있도록 백큠홀(114')이 형성되어 있고, 하부 몸체(120')의 백큠홀(114') 주변에는 반도체 다이(140')를 더욱 효율적으로 흡착할 수 있도록 다수의 슬럿(124')(slot)이 형성되어 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 종래 픽업 툴(100')에 의한 반도체 다이(130')의 접착 상태가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 섭스트레이트(150') 위에는 에폭시(132')에 의해 첫번째 반도체 다이(130')가 접착되어 있고, 두번째 반도체 다이(140')는 저면에 접착 필름(142')이 접착된 채 픽업 툴(100')에 의해 첫번째 반도체 다이(130') 위에 접착된다. 이때, 상기 픽업 툴(100')에 형성된 백큠 홀(114') 및 슬럿(124')에 작용하는 흡착력에 의해 두번째 반도체 다이(140')는 상면 둘레가 하부 몸체(120')의 돌기부(122')에 직접 접촉된 상태다. 이 상태에서 상기 픽업 툴(100')은 두번째 반도체 다이(140')를 상부에서 하부로 압착함으로써, 그 두번째 반도체 다이(140')가 첫번째 반도체 다이(130')에 접착 필름(142')을 통하여 접착되도록 한다. 물론, 상기 압착시에도 두번째 반도체 다이(140')는 상면의 둘레가 돌기부(122')에 접촉된 상태다.
그러나, 이러한 종래의 픽업 툴은 반도체 다이의 접착시 압착력이 반도체 다이의 상면 둘레에만 미치는 단점이 있다. 즉, 반도체 다이의 접착 영역인 접착 필름의 둘레에만 힘이 미치고, 접착 필름의 중앙 영역에는 위의 압착력이 별로 미치지 않게 된다. 따라서, 상기 접착 필름의 중앙 영역은 접착력이 매우 취약하고, 또한 내부 보이드가 형성되기 쉬어 완성된 반도체패키지의 신뢰성을 크게 저하시키는 단점 및 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 다이의 접착시 접착 필름 전체의 접착력을 향상시킬 수 있는 반도체 다이 접착용 픽업 툴을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 다이의 접착시 접착 필름의 내부 보이드 현상을 방지할 수 있는 반도체 다이 접착용 픽업 툴을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴은 픽업 장치에 결합되는 상부 몸체와, 상기 상부 몸체의 하부에 연장 형성되며, 하면에는 반도체 다이의 상면이 접촉 및 흡착되는 수평면이 형성된 하부 몸체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴은 픽업 장치에 결합되는 상부 몸체와, 상기 상부 몸체의 하부에 연장 형성되며, 하면에는 반도체 다이의 상면이 접촉 및 흡착되는 곡면이 형성된 하부 몸체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하부 몸체의 곡면은 곡률반경(R)이 대략 25~10mm 사이에 있도록 함이 바람직하다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴은 하면이 수평면이거나 곡면으로 이루어짐으로써, 반도체 다이의 부착 공정시 그 반도체 다이의 상면 전체를 골고루 압착하게 되고, 따라서 반도체 다이 하면에 접착된 접착 필름의 접착력이 향상된다.
또한, 반도체 다이의 부착 공정시 그 반도체 다이의 상면 전체를 골고루 압착하게 됨으로써, 접착 필름의 보이드 현상도 제거할 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴(100)의 측면도가 도시되어 있고, 도 3b를 참조하면, 그 저면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 픽업 툴(100)은 크게 상부 몸체(110) 및 하부 몸체(120)로 이루어져 있다.
상기 상부 몸체(110)는 백큠을 제공하고, 일정 거리 이동이 가능한 픽업 장치(도시되지 않음)에 직접 결합될 수 있도록 상부에 결합 요홈(112)이 형성되어 있고, 중앙에는 백큠홀(114)이 형성되어 있다.
상기 하부 몸체(120)는 상기 상부 몸체(110)의 하부에 연장 형성되어 있으며, 이는 중앙에 백큠홀(114)이 형성되어 있고, 하면에는 대략 수평한 수평면(122)이 형성되어 있다. 물론, 상기 수평면(122)에는 상기 백큠홀(114)과 연결되는 일정 깊이의 슬롯(124)이 다수 형성되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 픽업 툴(100)에 의한 반도체 다이(140)의 접착 상태가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 픽업 툴(100)의 수평면(122)이 반도체 다이(140)의 상면을 흡착하여 픽업한다. 물론, 픽업 툴(100)의 수평면(122)에는 백큠홀(114) 및 슬럿(124)이 형성되어 있기 때문에, 백큠에 의한 흡착력으로 반도체 다이(140)의 상면이 흡착된다. 더불어, 반도체 다이(130)의 하면에는 미리 접착 필름(142)이 접착되어 있다.
이 상태에서 픽업 툴(100)은 반도체 다이(140)를 다른 반도체 다이(130)의 상면에 압착시킨다. 이때, 상기 픽업 툴(100)의 수평면(122)은 상기 반도체 다이(140)의 상면 전체를 압착시킴으로써, 반도체 다이(140) 하면의 접착 필름(142) 전체에 압착력이 골고루 작용하게 된다. 따라서, 상기 접착 필름(142)의 접착력은 모든 영역에서 균일하게 향상됨과 동시에, 접착 필름(142) 중앙 영역의 내부 보이드 현상은 발생하지 않게 된다. 도면중 미설명 부호 132는 에폭시이고, 150은 섭스트레이트이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴(200)의 측면도가 도시되어 있고, 도 5b를 참조하면, 그 저면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 픽업 툴(200)도 크게 상부 몸체(210) 및 하부 몸체(220)로 이루어져 있다.
상기 상부 몸체(210)는 백큠을 제공하고, 일정 거리 이동이 가능한 픽업 장치(도시되지 않음)에 직접 결합될 수 있도록 상부에 결합 요홈(212)이 형성되어 있고, 중앙에는 백큠홀(214)이 형성되어 있다.
상기 하부 몸체(220)는 상기 상부 몸체(210)의 하부에 연장 형성되어 있으며, 이는 중앙에 백큠홀(214)이 형성되어 있고, 하면에는 일정한 곡률 반경을 갖는 곡면(222)이 형성되어 있다. 물론, 상기 곡면(222)에도 상기 백큠홀(214)과 연결되는 일정 깊이의 슬롯(224)이 다수 형성되어 있다.
여기서, 상기 하부 몸체(220)의 곡면(222)은 곡률 반경(R)이 대략 25~10mm 정도가 되도록 형성함이 바람직하다. 상기 곡률 반경(R)은 25mm 이상일 경우에는 곡면(222)이 과도하게 평평해져 접착 필름(242)에 내부 보이드가 발생될 수 있고, 위의 곡률 반경(R)이 10mm 이하일 경우에는 과도하게 원형으로 되어 반도체 다이(240)를 적절하게 흡착할 수 없게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 픽업 툴(200)에 의한 반도체 다이(240)의 접착 상태가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 픽업 툴(200)의 곡면(222)이 반도체 다이(230)의 상면을 흡착하여 픽업한다. 물론, 픽업 툴(200)의 곡면(222)에는 백큠홀(214) 및 슬럿(224)이 형성되어 있기 때문에, 백큠에 의한 흡착력으로 반도체 다이(230)의 상면이 흡착된다. 더불어, 반도체 다이(240)의 하면에는 미리 접착 필름(242)이 접착되어 있다.
이 상태에서 픽업 툴(200)은 반도체 다이(240)를 다른 반도체 다이(230)의 상면에 압착시킨다. 이때, 상기 픽업 툴(200)의 곡면(222)은 상기 반도체 다이(240)의 상면 전체를 압착시킴으로써, 반도체 다이(240) 하면의 접착 필름(242) 전체에 압착력이 골고루 작용하게 된다. 따라서, 상기 접착 필름(242)의 접착력은 모든 영역에서 균일하게 향상됨과 동시에, 접착 필름(242) 중앙 영역의 내부 보이드 현상은 발생하지 않게 된다. 특히 위와 같이 곡면(222)이 형성된 픽업 툴(200)은 매우 얇은(예를 들면, 4mm 이하의 두께) 반도체 다이(240)에서 문제가 되는 접착 필름(242)의 내부 보이드 현상을 방지하는데 효과적이다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴은 하면이 수평면이거나 곡면으로 이루어짐으로써, 반도체 다이의 부착 공정시 그 반도체 다이의 상면 전체를 골고루 압착하게 되고, 따라서 반도체 다이 하면에 접착된 접착 필름의 접착력이 향상되는 효과가 있다.
또한, 반도체 다이의 부착 공정시 그 반도체 다이의 상면 전체를 골고루 압착하게 됨으로써, 접착 필름의 보이드 현상도 제거할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 다이 접착용 픽업 툴을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1a는 종래의 반도체 다이 접착용 픽업 툴을 도시한 측면도이고, 도 1b는 그 저면도이다.
도 2는 종래 픽업 툴에 의한 반도체 다이의 접착 상태를 도시한 상태도이다.
도 3a는 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴을 도시한 측면도이고, 도 3b는 그 저면도이다.
도 4는 본 발명의 픽업 툴에 의한 반도체 다이의 접착 상태를 도시한 상태도이다.
도 5a는 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴의 다른 예를 도시한 측면도이고, 도 5b는 그 저면도이다.
도 6은 본 발명의 픽업 툴에 의한 반도체 다이의 접착 상태를 도시한 상태도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 의한 반도체 다이 접착용 픽업 툴
110; 상부 몸체 112; 결합 요홈
114; 백큠 홀 120; 하부 몸체
122; 수평면 124; 슬럿
130; 제1반도체 다이 132; 에폭시
140; 제2반도체 다이 142; 접착 필름
150; 섭스트레이트

Claims (3)

  1. 삭제
  2. (정정) 픽업 장치에 결합되는 상부 몸체;
    상기 상부 몸체의 하부에 소정 길이 연장 형성되며, 하면 전체에는 반도체 다이의 상면이 접촉 및 흡착될 수 있도록 곡률반경(R)이 대략 25~10mm인 곡면이 더 형성된 하부 몸체를 포함하여 이루어진 반도체 다이 접착용 픽업 툴.
  3. 삭제
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