KR100706530B1 - 반도체 패키지 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조 방법에 관한 것으로서, 본딩패드에 범프가 융착된 개개의 반도체 칩을 칩 부착용 장비상에 미리 설정시킨 코이닝용 받침영역으로 픽업하여, 상기 범프를 고른 높이와 형상으로 눌려지게 하는 공정을 거치게 한 후, 동일 장비상의 칩 부착 영역으로 계속 픽업되도록 함으로써, 반도체 칩의 본딩패드에 융착된 범프의 높이와 형상을 항상 일정한 수준으로 코이닝 해주는 동시에 그 코이닝 작업 시간을 크게 줄일 수 있도록 한 반도체 패키지 제조 방법을 제공하고자 한 것이다.

반도체 칩, 코이닝, 범프, 웨이퍼, 칩 부착 장비, 코이닝용 받침영역

Description

반도체 패키지 제조 방법{Method for manufacturing semiconductor package}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법의 일실시예를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법의 다른 실시예를 나타내는 단면도,

도 3은 종래의 반도체 패키지 제조 방법을 나타내는 단면도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 반도체 칩 12 : 범프

14 : 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역

16 : 칩 부착 장비의 칩 부착영역

18 : 픽업툴 20 : 가압판

22 : 홈 24 : 웨이퍼

26 : 부재 28 : 본딩영역

30 : 코이닝 툴

본 발명은 반도체 패키지 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩의 각 본딩패드에 융착된 범프의 높이와 형상을 일정한 수준으로 만들어 주는 코이닝 공정을 보다 신속하게 진행시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지는 반도체 패키지 제조용 부재의 칩탑재영역에 부착된 반도체 칩과, 이 반도체 칩과 부재의 전도성 본딩영역간에 연결되는 전기적인 신호 교환용 연결수단과, 상기 반도체 칩과 연결수단을 포함하는 부재의 몰딩영역에 몰딩된 수지와, 상기 부재의 전도성 본딩영역과 접속 가능하게 연결되어 반도체 칩의 전기적인 신호를 외부로 입출력하는 입출력단자로 구성되어 제조된 것으로서, 대개 반도체 칩의 전기적인 출력신호는 상기 연결수단과 상기 부재의 전도성 본딩영역과 상기 입출력 단자순으로 이루어지게 된다.

한편, 상기 반도체 칩과 상기 부재의 전도성 본딩영역간을 연결하는 수단은 통상 골드와이어가 많이 쓰이고 있으나, 솔더(Solder)와 같은 전도성 재질로 만들어진 구형(球形)의 범프(Bump)를 사용하여 연결하기도 한다.

상기 전도성의 범프는 웨이퍼 상태의 각 반도체 칩의 본딩패드에 고온상태에서 융착되는데, 이러한 상기 범프의 형성 방법은 예를들어 캐필러리와 같은 수단이 각 반도체 칩의 본딩패드에 대하여 구형을 띠는 볼 본딩을 하여 이루어진다.

이때, 상기 볼 본딩된 다수의 범프는 그 높이가 모두 일정하지 못하기 때문 에 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이, 각 칩(10)의 본딩패드에 범프가 형성된 웨이퍼(24)를 코이닝 툴(30)에 안착시킨 후, 소위 코이닝(Coining) 작업이라 하여, 각 반도체 칩(10)의 본딩패드에 형성된 범프(12)의 상단부를 소정의 가압판(20)으로 눌러주어, 범프(12)의 높이를 일정한 수준으로 형성해주는 작업을 진행하게 된다.

따라서, 반도체 칩을 픽업하여 부재의 칩탑재영역에 부착하는 동시에 높이가 일정하게 형성된 상기 범프가 반도체 패키지 제조용 부재의 본딩영역에 용이하게 융착되어진다.

그러나, 상기 종래의 코이닝 방법은 범프가 형성된 웨이퍼를 별도의 코이닝 툴에 안착시킨 다음, 개개의 반도체 칩 단위별로 실시함에 따라 단위시간당 작업량이 크게 떨어지는 단점이 있었다.

즉, 개개의 칩에 융착된 범프에 대하여 일일이 가압판이 가압을 해줌에 따라, 코이닝 작업시간이 오래 걸리는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 본딩패드에 범프가 융착된 개개의 반도체 칩을 칩 부착용 장비상의 미리 설정된 코이닝용 받침영역으로 픽업하여, 상기 범프를 고른 높이와 형상으로 눌려지게 하는 공정을 거치게 한 후, 동일 장비상의 칩부착영역으로 계속 픽업되도록 함으로써, 반도체 칩의 본딩패드에 융착된 범프의 높이와 형상을 항상 일정한 수준으로 코이닝 해주는 동시에 그 코이닝 작업 시간을 크게 줄일 수 있도록 한 반도체 패키지 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 패키지 제조 방법은:

웨이퍼(24) 상태에서 각 칩(10)의 본딩패드에 범프(12)를 융착하는 단계와; 상기 웨이퍼(10)를 개개의 칩(10) 단위로 소잉하는 단계와; 상기 개개의 칩(10)을 픽업툴(18)로 진공 흡착하여 칩 부착용 장비로 픽업하는 단계와; 상기 픽업툴(18)에 진공 흡착된 칩(10)을 미리 설정시킨 칩 부착용 장비의 코이닝용 받침영역(14)에 가압시키는 동시에 칩(10) 저면의 범프(12)가 상기 코이닝용 받침영역(14)에 가압되면서 동일한 높이와 형상으로 형성되는 단계와; 상기 칩 부착용 장비의 칩 부착 영역(16)으로 유입된 반도체 패키지 제조용 부재(26)의 칩탑재영역에 상기 칩(10)을 픽업하여 부착하는 동시에 동일한 높이와 형상으로 형성된 범프(12)가 상기 부재(26)의 본딩영역(28)에 융착되도록 한 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 범프(12)가 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역(14)에 가압되는 순간에 상기 코이닝용 받침영역(14)에는 소정의 열과 초음파 에너지가 제공되는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 구현예로서, 상기 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역(14)에 소정의 깊이와 형상을 갖는 홈(22)을 형성하여, 상기 범프(12)가 홈(22)에 삽입/가압되어 각 범프(12)의 높이와 형상이 더욱 동일하게 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 홈(22)의 형상은 원하는 범프(12)의 형상을 얻기 위하여 형성된 것으로서, 예를들어 범프(12)의 원하는 형상이 원형, 각이진 형등으로 얻고자 할 때, 상기 홈(22)의 형상을 범프(12)의 원하는 형상대로 변경이 가능하다.

여기서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법를 나타내는 단면도로서, 반도체 칩(10)의 본딩패드에 융착된 범프(12)에 대한 높이와 형상을 일정한 수준으로 만들어주는 코이닝 방법을 도시하고 있다.

상기 코이닝 공정은 반도체 칩(10)의 본딩패드와, 부재(26)의 전도성 본딩영역(28)간의 전기적인 연결수단을 골드와이어를 사용하지 않고, 솔더 재질의 구형 범프(12)를 이용하여 연결하는 반도체 패키지의 제조 공정에 적용되고 있다.

본 발명의 코이닝 방법을 순서대로 설명하면 다음과 같다.

웨이퍼(24) 상태의 각 칩(10)의 본딩패드에 범프(12)를 고온에서 융착시킨 후, 상기 웨이퍼(24)를 개개의 칩(10) 단위로 소잉하게 된다.

이어서, 상기 개개의 칩(10)을 픽업툴(18)로 진공 흡착하여, 칩 부착용 장비로 픽업하게 되는 바, 이때 상기 칩 부착용 장비상에는 코이닝용 받침영역(14)이 미리 설정된 상태이다.

따라서, 상기 픽업툴(18)에 진공 흡착된 칩(10)을 상기 칩 부착용 장비의 코 이닝용 받침영역(14)에 가압시키는 동시에 칩(10) 저면의 범프(12)가 상기 코이닝용 받침영역(14)에 가압되면서 동일한 높이와 형상으로 형성되어진다.

이때, 상기 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역(14)에 초음파 에너지와 고온의 열이 제공되어, 상기 범프(12)가 일정한 높이와 형상으로 용이하게 형성되어진다.

바람직하게는, 첨부한 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역(14)에 소정의 깊이와 형상을 갖는 홈(22)을 형성하여, 상기 반도체 칩(10)의 본딩패드에 융착된 각각의 범프(12)가 상기 홈(22)에 삽입/가압되도록 함으로써, 각 범프(12)의 높이와 형상이 더욱 동일하게 형성되도록 한다.

이어서, 상기 칩 부착용 장비의 칩 부착 영역(16)으로 유입된 반도체 패키지 제조용 부재(26)의 칩 부착영역으로 범프(12)가 동일한 높이와 형상으로 형성된 반도체 칩(10)을 픽업하게 된다.

상기와 동시에, 반도체 칩(10)을 상기 부재(26)의 칩탑재영역에 부착하는 동시에 범프(12)가 부재(26)의 본딩영역(28)에 고르게 융착되도록 함으로써, 칩 부착 공정의 진행이 완료된다.

이에따라, 상기 부재(26)의 본딩영역(28)에 대한 범프(12)의 융착상태가 균일하고 안정되게 이루어진다.

한편, 종래의 코이닝 공정은 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이, 별도의 코이닝 툴(30)에 범프(12)가 융착된 웨이퍼(24)를 안착시킨 후, 소정의 가압판(20)이 범프(12)를 가압하여 달성되었는 바, 이러한 종래의 공정은 별도의 코이닝 툴이 필 요하고, 단위시간당 작업량이 떨어진다.

이에 반하여, 본 발명은 칩 부착 장비상에 설정된 코이닝 받침영역(14)을 거쳐, 동일한 장비상의 칩 부착영역(16)으로 반도체 칩을 곧바로 픽업할 수 있기 때문에, 단위시간당 작업량을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법에 의하면, 종래에 별도의 코이닝 툴이 필요없어 제조 비용을 절감할 수 있고, 칩 부착 장비상에서 범프에 대한 코이닝 작업이 이루어지게 때문에 종래의 코이닝 방법보다 단위시간당 작업량을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼 상태에서 각 칩의 본딩패드에 범프를 융착하는 단계와;

   상기 웨이퍼를 개개의 칩 단위로 소잉하는 단계와;

   상기 개개의 칩을 픽업툴로 진공 흡착하여 칩 부착용 장비로 픽업하는 단계와;

   상기 픽업툴에 진공 흡착된 칩을 미리 설정시킨 칩 부착용 장비의 코이닝용 받침영역에 가압시키는 동시에 칩 저면의 범프가 상기 코이닝용 받침영역에 가압되면서 동일한 높이와 형상으로 형성되는 단계와;

   상기 칩 부착용 장비의 칩 부착 영역으로 유입된 반도체 패키지 제조용 부재의 칩탑재영역에 상기 칩을 픽업하여 부착하는 동시에 동일한 높이와 형상으로 형성된 범프가 상기 부재의 본딩영역에 융착되도록 한 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 범프가 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역에 가압되는 순간에 상기 코이닝용 받침영역에는 소정의 열과 초음파 에너지가 제공되는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 칩 부착 장비의 코이닝용 받침영역에 소정의 깊이와 형상을 갖는 홈을 형성하여, 상기 범프가 홈에 삽입/가압되어 각 범프의 높이와 형상이 더욱 동일하게 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.

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