KR100555724B1 - 반도체 제조용 척 테이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 척 테이블에 관한 것이며, 그 구성은 복수의 패키지 영역단위로 그룹화되어 성형된 반제품 반도체 칩 패키지를 각각의 단위 패키지로 절단하기 위하여 상기 반제품 반도체 칩 패키지를 흡착, 고정하는 척 테이블에 있어서, 상기 단위 패키지와 대응되는 위치 각각에 홀이 형성되고, 상기 홀을 중심으로 요면이 형성된 베이스; 하부는 상기 요면의 가장자리에 안착되고, 상부는 상기 단위 패키지의 가장자리를 지지하는 외곽면이 돌출 형성된 개별형 패드; 상기 개별형 패드의 외곽면 내측에 수용되며, 그 하부는 상기 요면의 중앙부에 안착되며, 중앙에 볼트 홀이 형성된 패드 홀더; 상기 패드 홀더의 볼트 홀을 관통하며, 내부에 진공홀이 형성된 볼트; 및 상기 베이스의 홀 하부에 위치하여 상기 볼트와 체결되고, 그에 따라 상기 패드 홀더 및 개별형 패드를 상기 베이스에 고정시키는 너트; 를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면 블레이드로 절삭시 발생하는 절삭저항에 의해 반제품 반도체 칩 패키지가 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

반도체 패키지. 척 테이블. 블레이드. 진공패드.

Description

반도체 제조용 척 테이블{Chuck table for manufacturing Semiconductor}

도 1은 복수의 패키지 영역단위로 그룹화되어 성형된 반제품 반도체 칩 패키지를 나타낸 것이다.

도 2a는 종래 개별형 흡착패드를 구비한 척 테이블의 사시도이다.

도 2b는 도 2a의 A-A단면도이다.

도 3a는 반제품 반도체 칩 패키지가 척 테이블에 올바르게 세팅된 상태를 나타낸 것이며, 도 3b는 반제품 반도체 칩 패키지가 기울어져 세팅된 상태를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 척 테이블의 분리 사시도이다.

도 5는 본 발명에 의한 요부 분리 사시도이다.

도 6a는 본 발명의 척 테이블에 반제품 반도체 칩 패키지가 척 테이블에 올려진 상태를 나타낸 것이고, 도 6b는 진공 흡인력이 인가되어 척 테이블에 흡착된 상태를 나타낸 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 베이스 11: 홀 12: 요면

20: 개별형 패드 21: 외곽면

30: 패드 홀더 31: 절곡면 32: 볼트홀

33: 절곡면

40: 볼트 41: 헤드 42: 진공홀

50: 너트

60: 진공라인

본 발명은 척 테이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각각의 단위 패키지를 개별적으로 흡착, 고정하여 밴딩이 심한 패키지 자재인 경우에도 흡착력이 우수할 뿐만 아니라 반제품 반도체 칩 패키지를 수평으로 흡착, 고정하여 제품의 불량을 방지할 수 있는 반도체 제조용 척 테이블에 관한 것이다.

반도체 패키지의 제조공정을 비지에이 패키지를 예로 설명한다. 비지에이 패키지는 일면 전체에 솔더 볼(solder ball)과 같은 외부접속단자가 배열될 수 있어서 입출력 핀 수의 증가에 대응할 수 있고 패키지 실장면적이 작아 그 활용도가 크며, 열저항 및 전기적 특성이 우수하여 그 이용이 점차 많아지고 있다. 그 중 테이프 배선기판을 사용하는 비지에이 패키지를 소개한다. 도 1을 참조하면 폴리이미드(polyimide) 필름에 기판 회로배선이 형성된 스트립(strip) 상태의 테이프 배선기판의 상부에 비전도성 에폭시 수지 재질의 접착제로 반도체 칩들이 각 패키지 영역에 부착되어 복수의 패키지 영역 단위로 그룹화되어 그룹성형물(210)을 형성한다. 이와 같은 테이프 배선 기판은 공정 진행과정에서 취급의 용이를 위해 일정길 이 단위로 컷팅되어 캐리어 프레임(230)에 고정한 반제품 반도체 칩 패키지(200)로 제조된다. 이어서, 테이프 배선기판의 배면에 형성된 구멍으로 노출된 본딩 볼 랜드 부분에 솔더 볼이 가부착되고 고온에서 리플로우(reflow) 공정을 거쳐 부착이 완료되면, 상기 그룹성형물(210)을 단위 패키지(220)로 분리하는 소잉공정을 수행한다.

그런데 수지 성형, 특히 그룹 단위의 수지 성형에서 반도체 칩과 접착제와 에폭시 성형 수지 및 회로기판 등 구성 요소들이 갖는 고유한 물성인 열팽창률의 차이에 의해 밴딩(bending) 현상이 발생하게 된다. 밴딩현상이 발생되면 솔더 볼 부착 공정이나 소잉 공정에서 반제품 상태의 패키지 자재를 종래 기술에 따른 척 테이블에 고정시키는데 에러가 발생된다. 즉, 종래의 척 테이블은 진공 흡착하여 반제품 반도체 칩 패키지(200)를 고정하여 왔는데, 밴딩현상이 심한 경우 진공에 손실이 생겨 결과적으로 흡착력이 떨어지는 문제가 있었다.

이를 개선하기 위하여 대한민국 특허출원 2003-98622호 ‘비지에이 패키지 제조용 척 테이블 및 이를 이용한 소잉 방법’이 제안되었다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상면은 단위 패키지와 1차적으로 접촉하는 외곽면(122)이 형성되고, 그 안쪽에는 상기 외곽면(122)의 수축시 단위 패키지와 2차적으로 접촉하는 돌기(123)가 적어도 하나 이상 형성되며, 내부에 진공홀(121)이 형성된 다수개의 개별형 흡착패드(120), 기판의 스크랩에 대응되며 절단홈이 일정간격으로 형성되어 있는 스크랩 받침대(130) 및 상기 개별형 흡착패드(120)가 삽탈될 수 있는 삽입홈(112)이 형성되어 있고, 진공홀(111)이 형성된 금속재의 베이스 (110)를 포함하여 이루어져 있다.

이와 같은 종래의 개선된 척 테이블 장치의 흡착패드는 타 패드의 간섭을 받지 아니하도록 단위 패키지에 대응하여 별개로 형성하고 인서트하는 개별형 흡착패드이기 때문에 밴딩이 심한 패키지 자재인 경우에도 진공 흡착력이 매우 우수하며, 그 재질도 부드러운 실리콘으로 형성되어 쿠션작용을 하기 때문에 그 효과는 더욱 탁월하였다. 또한 개별형 흡착패드는 인서트방식을 채택하므로 그 크기를 조절함으로써 금속재의 베이스를 노출 시킬 수 있으며, 상기 베이스의 노출면은 블레이드로 절단시 공급되는 물의 배수를 좋게 하는 효과도 있는 것이었다.

그러나 이와 같은 종래의 개선된 척 테이블은 상기와 같은 효과가 있음에도 불구하고, 또 다른 문제를 내포하고 있었다. 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상기의 문제점을 보다 구체적으로 설명한다. 반제품 반도체 칩 패키지(200)를 척 테이블에 흡착, 고정하고 회전식 블레이드(미도시)에 의해 절단하게 되는데, 여기서 도 3a와 같이 반제품 반도체 칩 패키지(200)가 척 테이블에 수평(블레이드와 직교)으로 흡착, 고정되어 절단선(I)을 따라 절단되면, 단위 패키지의 절단면은 직각이 되어 양품이 생산된다. 그러나 도 3b와 같이, 반제품 반도체 칩 패키지(200)가 척 테이블에 수평이 아닌 소정의 기울기를 가지고 흡착, 고정될 경우에는 절단선(I’) 에 따라 절단하면 단위 패키지의 절단면도 직각이 아닌 소정의 기울기를 가지게 될 것이며, 이것은 불량품이 되는 것이다.

이것은 블레이드가 절삭할 때 반제품 반도체 칩 패키지(200)에 하방으로 하중이 가해지게 되는데, 이와 같은 절삭저항이 상기 반제품 반도체 칩 패키지(200) 전체에 고루 전달되지 아니하기 때문으로 파악된다. 그 결과 도 3b와 같이 개별형 패드의 왼쪽 외곽면이 오른쪽 외곽면보다 더 눌려서 높이가 달라지게 되며, 그에 따라 반제품 반도체 칩 패키지(200)가 수평이 아닌 소정의 기울기를 가지고, 이와 같이 기울어지게 된 상태에서 수직방향의 블레이드에 의해 소잉될 경우에 상술한 불량이 발생하는 것이다. 이것은 진공 흡착의 효율을 좋게 하기 위하여 개별형 진공패드 자체를 매우 부드러운 연질의 실리콘 재질 또는 고무로 형성하기 때문에 더욱 그러한 문제가 발생하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 블레이드로 절삭시 발생하는 절삭저항에 의해 상기 반제품 반도체 칩 패키지가 기울어지는 것을 방지할 수 있는 반도체 제조용 척 테이블을 제공함에 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 제조용 척 테이블의 구성은 복수의 패키지 영역단위로 그룹화되어 성형된 반제품 반도체 칩 패키지를 각각의 단위 패키지로 절단하기 위하여 상기 반제품 반도체 칩 패키지를 흡착, 고정하는 척 테이블에 있어서, 상기 단위 패키지와 대응되는 위치 각각에 홀이 형성되고, 상기 홀을 중심으로 요면이 형성된 베이스; 하부는 상기 요면의 가장자리에 안착되고, 상부는 상기 단위 패키지의 가장자리를 지지하는 외곽면이 돌출 형성된 개별형 패드; 상기 개별형 패드의 외곽면 내측에 수용되며, 그 하부는 상기 요면의 중앙부에 안착되며, 중앙에 볼트 홀이 형성된 패드 홀더; 상기 패드 홀더의 볼트 홀을 관통하며, 내부에 진공홀이 형성된 볼트; 및 상기 베이스의 홀 하부에 위치하여 상기 볼트와 체결되고, 그에 따라 상기 패드 홀더 및 개별형 패드를 상기 베이스에 고정시키는 너트; 를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 반도체 제조용 척 테이블에 있어서, 상기 개별형 패드가 연질의 고무 또는 실리콘으로 형성된 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 반도체 제조용 척 테이블에 있어서, 상기 패드 홀더가 금속재인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 반도체 제조용 척 테이블에 있어서, 상기 볼트가 접시머리 볼트이며, 상기 패드 홀더의 볼트 홀이 상기 볼트의 접시머리에 대응된 형상으로 절곡된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 척 테이블를 설명한다. 상기 척 테이블은 단위 패키지와 대응되는 위치 각각에 홀(11)이 형성되고, 상기 홀(11)을 중심으로 요면(12)이 형성된 베이스(10), 개별형 패드(20), 패드 홀더(30), 볼트(40) 및 너트(50)를 포함하여 구성된다.

상기 개별형 패드(20)는 그 하부가 상기 베이스의 요면(12) 가장자리에 안착되도록 하부가 개방되어 있다. 또한 그 상부는 단위 패키지의 가장자리를 지지하도록 돌출형성된 외곽면(21)이 구비되어 있다. 상기 개별형 패드(20)는 연질의 고무 또는 실리콘 재질인 것이 바람직하다.

상기 패드 홀더(30)는 상기 개별형 패드(20)의 내측, 구체적으로는 외곽면(21)의 내측에 수용되고, 그 하부는 상기 요면(12)의 중앙부에 안착된다. 다시 말하면, 상기 패드 홀더(30)의 하부는 상기 개별형 패드(20)의 하부가 안착된 상기 요면(12)의 나머지 부분에 안착된다. 또한 그 중앙에는 볼트(40)가 관통하는 볼트 홀(32)이 형성된다. 또한 상기 패드 홀더(30)는 상기 개별형 패드(20)보다는 경질인 재료로 성형되며, 금속재인 것이 바람직하다.

상기 볼트(40)는 상기 패드 홀더(30)의 볼트 홀(32)을 통하여 입설되어 상기 베이스(10)의 하부에 위치한 너트(50)와 체결된다. 이로써 도 6에 도시된 바와 같이 상기 패드 홀더(30) 및 개별형 패드(20)가 상기 베이스(10)에 고정되는 것이다. 또한 상기 볼트(40)의 내부는 진공홀(42)이 형성되어 있는 것이 특징이다. 상기 볼트(40)의 헤드(41)가 접시머리인 것이 바람직하며, 상기 패드 홀더(30)의 볼트 홀(32)이 상기 볼트의 접시머리에 대응되도록 절곡면(33)을 구비한다.

도 6a와 같이 본 발명에 의한 척 테이블에 반제품 반도체 칩 패키지(200)를 올려 놓은 상태에서 진공라인(60)을 통하여 진공 흡인력을 인가하여 상기 반제품 반도체 칩 패키지(200)를 흡착, 고정시키면 도 6b와 같이 된다. 도 6b를 참조하여 본 발명의 척 테이블의 작용을 설명하면, 상기 반제품 반도체 칩 패키지(200)가 진공 흡인력을 인가하기 전에는 연질의 개별형 패드 외곽면에 의해 지지되지만, 진공 흡인력이 인가되면 연질의 외곽면(21)이 눌리면서 결국 상기 반제품 반도체 칩 패키지(200)는 경질의 금속재인 패드 홀더(30)에 의해 지지된다. 이 상태에서 회전식 블레이드에 의해 절삭할 경우, 이 때 발생하는 절삭저항에 의해 도 3b와 같이 반제품 반도체 칩 패키지(200)가 연질의 개별형 패드가 아니라 금속재의 패드 홀더에 의해 지지되기 때문에 상기 반제품 반도체 칩 패키지(200)가 기울어지는 일은 발생하지 아니할 것이다. 따라서 절단된 단위 패키지의 절단면은 직각을 이루기 때문에 양품이 생산되는 것이다.

본 발명에 따르면 블레이드로 절삭시 발생하는 절삭저항에 의해 상기 반제품 반도체 칩 패키지의 평행을 확실하게 유지시킬 수 있게 된다. 특히, 상기 개별형 패드는 연질의 고무 또는 실리콘으로 형성하고, 패드 홀더는 금속재로 구성한다면 더욱 효과적일 것이다.

그로 인해 절단된 단위 패키지의 절단면이 경사지는 등의 불량을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 복수의 패키지 영역단위로 그룹화되어 성형된 반제품 반도체 칩 패키지를 각각의 단위 패키지로 절단하기 위하여 상기 반제품 반도체 칩 패키지를 흡착, 고정하는 척 테이블에 있어서,

   상기 단위 패키지와 대응되는 위치 각각에 홀이 형성되고, 상기 홀을 중심으로 요면이 형성된 베이스;

   하부는 상기 요면의 가장자리에 안착되고, 상부는 상기 단위 패키지의 가장자리를 지지하는 외곽면이 돌출 형성된 개별형 패드;

   상기 개별형 패드의 외곽면 내측에 수용되며, 그 하부는 상기 요면의 중앙부에 안착되며, 중앙에 볼트 홀이 형성된 패드 홀더;

   상기 패드 홀더의 볼트 홀을 관통하며, 내부에 진공홀이 형성된 볼트; 및

   상기 베이스의 홀 하부에 위치하여 상기 볼트와 체결되고, 그에 따라 상기 패드 홀더 및 개별형 패드를 상기 베이스에 고정시키는 너트;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 척 테이블.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 개별형 패드가 연질의 고무 또는 실리콘으로 형성된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 척 테이블.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 패드 홀더가 금속재인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 척 테이블.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 볼트가 접시머리 볼트이며, 상기 패드 홀더의 볼트 홀이 상기 볼트의 접시머리에 대응된 형상으로 절곡된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 척 테이블.

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