KR100612762B1

KR100612762B1 - 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비

Info

Publication number: KR100612762B1
Application number: KR20000059986A
Authority: KR
Inventors: 정명기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2006-08-18
Also published as: KR20020029175A

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 전기적 연결 부분을 보호하는 엔캡슐런트의 형상을 제어하는 엔캡슐레이션 설비에 관한 것으로서, 엔캡슐레이션 공정이 진행될 반도체 소자를 공급하는 공급부, 공급부에 인접하며 공급부에서 공급된 반도체 소자의 엔캡슐레이션 공정이 진행되는 작업대, 작업대 상부에 위치하며 반도체 소자에 엔캡슐런트를 공급하는 디스펜서, 엔캡슐런트가 공급된 반도체 소자에 소정의 압력으로 공기를 불어주는 송풍부; 및 엔캡슐레이션 공정이 완료된 반도체 소자가 적재되는 적재부를 포함하는 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비를 제공한다.

반도체 소자, CSP(chip size package), 엔캡슐레이션(encapsulation), 엔캡슐런트(encapsulant), 송풍

Description

반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비{Apparatus for encapsulating a semiconductor device}

도 1은 일반적인 CSP를 나타내는 단면도.

도 2는 CSP 적층 불량을 나타내는 단면도.

도 3은 종래 기술에 따른 엔캡슐레이션 방법을 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔캡슐레이션 설비를 나타내는 개략도.

도 5는 송풍 장치를 이용한 공정을 나타내는 개략도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔캡슐레이션 설비에서 제조한 CSP의 엔캡슐런트 형상 변화를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100; 엔캡슐레이션 설비 102; 공급부

104; 적재부 106; 디스펜싱 챔버

108; 작업대 110; 가열부

112; 광학 인식부 114; 디스펜서

116; 송풍부

본 발명은 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 소자의 전기적 연결 부분을 보호하는 엔캡슐런트의 형상을 제어하는 엔캡슐레이션 설비에 관한 것이다.

집적회로가 형성된 반도체 칩을 보호하고 외부 기판과 접속하기 위해서 반도체 칩은 패키징(packaging) 공정을 거치게 된다. 이러한 반도체 소자 중에 패키지의 크기와 무게를 획기적으로 줄이고, 낮은 인덕턴스로 인한 고속도를 얻을 수 있는 것이 CSP(chip size package, 이하 'CSP'라 한다)이다.

도 1은 일반적인 CSP를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, CSP(10)는 중심 패드(center pad; 13)가 형성된 반도체 칩(12)을 이용한 것으로서, 반도체 칩(12), 접착 테이프(14), 회로 기판(16), 솔더 볼(17), 금속세선(metal wire; 18), 엔캡슐런트(encapsulant; 20)로 이루어진다. 회로 기판(16)은 인쇄회로기판 또는 폴리이미드 회로 테이프 등을 사용한다. 이러한 회로 기판(16)에 반도체 칩(12)이 접착 테이프(14)에 의해서 부착된다. 반도체 칩(12)의 본딩 패드(13)와 회로 기판(16)의 단자(도시되지 않음)가 금속세선(18)으로 연결되면 반도체 칩(12)과 회로 기판(16) 사이의 전기적 연결이 이루어진다. 디스펜서(dispenser)를 사용하여 에폭시 또는 액상의 엘라스토머(elastomer)로 전기적 연결 부분을 엔캡슐레이션(encapsulation)하여 엔캡슐런트(20)를 형성하고, 회로 기판(16)에 솔더 볼(17)을 부착하면 CSP가 완성된다.

도 2는 CSP 적층 불량을 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, CSP(30, 40)는 적층 패키지를 형성하기 위한 것으로서, 그 기본 구조는 도 1에 도시된 CSP와 동일하다. CSP(30, 40)를 적층하는 경우, 엔캡슐런트(32)의 높이가 크게 형성되면 상부 CSP(30)의 솔더 볼(34)이 하부 CSP(40) 위에 실장되지 않게 되는 적층 불량이 발생한다. 이러한 적층 불량을 방지하기 위해서 엔캡슐런트(32)의 높이를 낮게 하면 금속세선(도시되지 않음)이 엔캡슐런트(32) 외부로 노출될 수 있다. 또한, 엔캡슐런트(32)의 양이 많은 경우에는 엔캡슐런트(32)가 솔더 볼 형성 영역으로 침범하여 솔더 볼(34)과 회로 기판과의 접착에 불량을 일으킬 수 있다.

도 3은 종래 기술에 따른 엔캡슐레이션 방법을 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 도 2에서 설명한 포팅(potting) 방식의 엔캡슐런트에서 발생하는 문제점을 해결하기 위하여, 프린팅(printing) 방식으로 엔캡슐런트(60)를 형성하여 CSP를 제조한다. 프린팅 방식에서는 일정한 높이의 마스크(54)를 회로 기판(52) 위에 올려놓고 스퀴저(squeezer; 56a, 56b))를 이용하여 엔캡슐런트(58)를 밀어 넣어 엔캡슐레이션을 하게 된다. 그런데, 프린팅 방식에서는 엔캡슐런트(58)의 점도가 일정 수치 이상이 되면 엔캡슐런트(58)의 흐름이 좋지 않아 프린팅 공정에 불량이 발생할 수 있어 점도에 의한 제한을 받게 된다. 또한, 마스크(54)가 엔캡슐런트(58)로 인해 오염되므로 일정 회수 이상 사용 후에는 마스크를 세척을 하여야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 디스펜서를 사용한 포팅 방식의 엔캡슐레이션에서 엔캡슐런트의 높이를 적절히 조정하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 실시예는 엔캡슐레이션 공정이 진행될 반도체 소자를 공급하는 공급부, 공급부에 인접하며 공급부에서 공급된 반도체 소자의 엔캡슐레이션 공정이 진행되는 작업대, 작업대 상부에 위치하며 반도체 소자에 엔캡슐런트를 공급하는 디스펜서, 엔캡슐런트가 공급된 반도체 소자에 소정의 압력으로 공기를 불어주는 송풍부; 및 엔캡슐레이션 공정이 완료된 반도체 소자가 적재되는 적재부를 포함하는 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비를 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다. 도면 전반에 걸쳐서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔캡슐레이션 설비를 나타내는 개략도이다.

도 4를 참조하면, 엔캡슐레이션 설비(100)는 공급부(102), 적재부(104), 디스펜싱 챔버(dispensing chamber; 106)로 이루어지고, 공급부(102), 디스펜싱 챔버(106), 적재부(104)는 반도체 소자가 이동되는 피드 레일(feed rail)로 연결된다. 그리고, 디스펜싱 챔버(106)는 작업대(108), 가열부(110), 광학 인식부(112), 디스펜서(114), 송풍부(116)로 이루어진다.

엔캡슐레이션 공정이 진행될 반도체 소자(CSP)는 매거진(magazine)에 보관된 상태에서 공급부(102)에 제공된다. 공급부(102)에서 공급되는 반도체 소자는 피드 레일을 따라 공급부(102)에 인접한 작업대(108)로 이동한다. 작업대(108)로 이동된 반도체 소자의 위치를 확인하기 위해서, 작업대(108) 상부에 위치하는 광학 인식부(112)가 반도체 소자의 위치를 인식하여 제어부(도시되지 않음)로 위치 신호를 보낸다. 위치가 확인된 반도체 소자는 작업대(108) 상부에 위치하는 디스펜서(114)로부터 엔캡슐런트를 공급받아 엔캡슐레이션 공정이 진행된다.

엔캡슐레이션이 된 반도체 소자는 작업대(108)와 적재부(104) 사이에 위치하는 가열부(110)로 이동되어 일정한 시간 동안 가열된다. 이때, 가열부(110)의 상부에 위치한 송풍부(116)에서 엔캡슐런트로 공기를 불어 주어 엔캡슐런트의 높이를 조정한다. 이러한 엔캡슐레이션 공정이 완료된 반도체 소자는 적재부(104)에 위치한 매거진으로 이동되어 적재된다.

도 5는 송풍 장치를 이용한 공정을 나타내는 개략도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔캡슐레이션 설비에서 제조한 CSP의 엔캡슐런트 형상 변화를 나타내는 단면도이다.

도 5 및 6을 참조하면, 가열부에 위치하는 반도체 소자의 엔캡슐런트(20)는 송풍부(116)로부터 공급되는 바람에 의해서 그 형상이 조정된다. 도 6에서 도면 부호 20은 송풍부(116)에 의해서 형상이 조정되기 전의 엔캡슐런트이고, 도면 부호 120은 송풍부(116)에 의해서 형상이 조정된 후의 엔캡슐런트이다.

송풍부(116)에서 제공하는 바람의 세기는 송풍부(116)의 노즐 크기와 만들고자 하는 엔캡슐런트(120)의 높이에 따라 결정된다. 예를 들면, 직경 1mm의 노즐에서 4~6kg/cm²의 바람을 제공한다. 송풍부(116)가 엔캡슐런트(20)의 한 곳에만 집중되는 것을 방지하기 위해서, 송풍부(116) 또는 반도체 소자가 이동하여 송풍부(116)에서 제공되는 바람이 엔캡슐런트(20)에 골고루 미치도록 하여야 한다.

한 가지 방법은 위치정렬 X-Y 스테이지(positioning X-Y stage)에 송풍부(116)를 장착하는 것이다. 위치정렬 X-Y 스테이지는 X축 방향으로 움직일 수 있는 슬라이드와 Y축 방향으로 움직일 수 있는 슬라이드로 이루어진다. 송풍부(116)에서 제공되는 바람이 엔캡슐런트(20)에 골고루 도달될 수 있도록 위치정렬 X-Y 스테이지가 이동함으로써 엔캡슐런트(20)의 형상이 조정된다.

또 다른 방법으로 반도체 소자를 이동시키는 것이 있다. 가열부에 위치한 반도체 소자가 적정한 속도의 피드 레일 또는 벨트를 따라 이동하거나, 로봇 암(robot arm)에 의해서 이동됨으로써 엔캡슐런트(20)에 바람이 적절히 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 송풍부를 통해 바람을 불어줌으로써 포팅 방식에 의해 공급된 엔캡슐런트의 높이를 조정할 수 있다.

Claims

엔캡슐레이션 공정이 진행될 반도체 소자를 공급하는 공급부;

상기 공급부에 인접하며, 상기 공급부에서 공급된 상기 반도체 소자의 엔캡슐레이션 공정이 진행되는 작업대;

상기 작업대 상부에 위치하며, 상기 반도체 소자에 엔캡슐런트를 공급하는 디스펜서;

상기 엔캡슐런트가 공급된 상기 반도체 소자에 소정의 압력으로 공기를 불어주는 송풍부; 및

엔캡슐레이션 공정이 완료된 상기 반도체 소자가 적재되는 적재부를 포함하는 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비.
제 1항에 있어서, 상기 송풍부는 수평으로 이동하기 위해서 위치정렬 X-Y 스테이지에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비.
제 1항에 있어서, 상기 엔캡슐레이션 설비는 상기 작업대와 상기 적재부 사이에 위치하는 가열부를 더 포함하며, 상기 송풍부는 상기 가열부의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 엔캡슐레이션 설비.