KR100729464B1

KR100729464B1 - 이동식 금형 세정장치 및 금형 세정방법

Info

Publication number: KR100729464B1
Application number: KR1020050082569A
Authority: KR
Inventors: 김덕재; 이해룡; 오정근; 이근호; 김도현
Original assignee: 주식회사 피에스엠
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-06-15
Also published as: CN101258579B; EP1922744A4; JP2009506915A; EP1922744A1; WO2007029949A1; US20080308121A1; CN101258579A; JP4950201B2; KR20070027192A

Abstract

본 발명은 이동식 금형 세장장치 및 금형 세정방법에 관한 것으로서, 금형을 분리하지 않은 상태로 그 금형 위에 반응챔버를 구획 형성하여 그 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마 방전에 의해 금형 표면, 특히, 금형 내 캐비티(cavity) 표면에 대한 플라즈마 세정을 수행할 수 있는 이동식 금형 세정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 플라즈마 방전을 이용하여 금형의 표면을 세정하는 이동식 금형 세정장치를 개시한다. 본 발명에 따른 이동식 금형 세정장치는, 하부 개방형으로 이루어져 상기 금형 위에 안착될 때 상기 금형 표면에 대면하는 반응챔버를 상기 금형 표면과의 사이에 구획 형성하는 프레임과; 상기 금형이 전기적으로 접지된 상태에서 이와 대향하는 위치에 설치되며, 외부 전원으로부터 전력을 인가받아 상기 반응챔버 내에 플라즈마를 형성하는 활성전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

플라즈마, 금형, 세정, 이동식, 활성전극, 반응챔버, 프레임

Description

이동식 금형 세정장치 및 금형 세정방법{MOBILE TYPE DIE CLEANING APPARATUS AND DIE CLEANING METHOD USING PLASMA}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동식 금형 세정장치를 세정 대상물인 금형과 함께 도시한 개략적인 분해사시도.

도 2는 도 1에 도시된 이동식 금형 세정장치가 금형 위에 안착된 상태로 도시된 단면도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 이동식 금형 세정장치를 이용하여 금형 상의 이물질을 제거하는 세정공정을 설명하기 위한 개략적인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 프레임 12: 본체 프레임

14: 어태치 프레임 20: 활성전극

30: 전원 40: 진공펌프

2: 금형 2a: 캐비티

본 발명은 이동식 금형 세정장치 및 금형 세정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 또는 전자 부품 등의 수지 성형에 이용되는 금형을 플라즈마 방전 방식으로 세정함에 있어서 그 금형을 분리하지 않고도 그 금형에 대한 플라즈마 세정을 수행할 수 있는 금형 세정장치 및 방법에 관한 것이다.

전자부품, 특히, 반도체 제조공정에서는 반도체칩이 실장된 리드프레임, BGA(Ball Grid Array) 등의 기판을 금형 상에 지지한 상태로 수지 몰딩 성형하는 공정이 수행된다. 이러한 몰딩 성형은 금형에 형성된 다수의 캐비티(cavity)에 수지가 채워지는 방식으로 이루어지는데, 상기 몰딩 성형의 반복에 의해 그 캐비티들에는 수지 찌꺼기가 부착 또는 점착되어, 전술한 몰딩 성형을 저해하는 하나의 원인이 되고 있다.

이에 따라, 금형, 특히, 금형에 형성된 캐비티 내 표면을 주기적으로 세정하는 작업이 요구되고 있다. 현재, 전술한 금형의 세정은 작업자가 화학약품 등을 이용하여 금형의 캐비티 내 이물질(특히, 수지 찌꺼기)을 수작업으로 제거하는 방식으로 이루어지고 있다. 그러나, 수작업에 의한 금형 세정은, 많은 노동력과 시간의 낭비를 초래하며, 수작업만으로는 수지 찌꺼기를 완벽하게 제거하는데 한계가 있었다. 게다가, 몰딩 성형 중 금형이 고온이므로, 그 금형을 수작업으로 세정하기 위해서는 작업자의 위험성이 존재하였으며, 또한, 화학약품의 이용에 따라 환경오염을 초래하는 문제점 또한 있었다.

이에 대해, 금형을 몰딩 성형기로부터 분리하고 그 분리된 금형을 노(furnace)의 형태의 플라즈마 장치에 장입하여 금형 표면에 대한 플라즈마 세정을 행하는 고려가 본 발명자에 의해 이루어진 바 있지만, 이 경우, 금형을 분리 및 재장착하는데 따른 노동력 및 시간의 낭비와, 금형 분리시의 금형 온도 고려가 문제시 되었다.

따라서, 본 발명자는 금형을 몰딩 성형기로부터 분리하지 않고도 그 금형 표면, 특히 금형 내 캐비티 표면에 대해 플라즈마 세정을 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제안하게 되었다.

따라서, 본 발명은 금형을 분리하지 않은 상태로 그 금형 위에 반응챔버를 구획 형성하여 그 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마 방전에 의해 금형 표면, 특히, 금형 내 캐비티 표면에 대한 플라즈마 세정을 수행할 수 있는 이동식 금형 세정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 금형을 분리하지 않은 상태로 그 금형 위에 반응챔버를 구획 형성하여 그 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마 방전에 의해 금형 표면, 특히, 금형 내 캐비티 표면에 대한 플라즈마 세정을 수행하는 플라즈마를 이용한 금형 세정방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 플라즈마 방전을 이용하여 금형의 표면을 세정하는 이동식 금형 세정장치를 개시한다. 본 발명에 따른 이동식 금형 세정장치는, 하부 개방형으로 이루어져, 상기 금형 위에 안착될 때 상기 금형 표면에 대면하는 반응챔버를 상기 금형 표면과의 사이에 구획 형성하는 프레임과; 상기 금형이 전기적으로 접지된 상태에서 이와 대향하는 위치에 설치되며, 외부 전원으 로부터 전력을 인가받아 상기 반응챔버 내에 플라즈마를 형성하는 활성전극을; 포함한다. 따라서, 본 발명은 상기 프레임을 금형 위에 안착하여 반응챔버를 금형 표면과 대면하도록 형성한 후 그 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마 방전에 의해 금형 표면, 특히, 금형의 캐비티 표면에 대한 세정을 바람직하게 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 프레임은, 상기 활성전극이 설치되는 박스형의 본체 프레임과, 위로는 상기 본체 프레임에 밀착되고 아래로는 상기 금형 표면에 밀착되는 액자형의 어태치 프레임으로 구성되는 것이 바람직한데, 이는 어태치 프레임의 교체를 통해 본 발명의 금형 세정장치가 다양한 규격을 갖는 금형 세정을 수행할 수 있도록 해준다.

이 때, 상기 어태치 프레임은 상기 금형 표면과 접하는 부분에 밀봉 패킹을 구비하고, 상기 어태치 프레임과 상기 본체 프레임이 접하는 부분에도 밀봉 패킹이 마련되는 것이 바람직하다. 상기 밀봉패킹은 반응챔버의 보다 완벽한 밀폐를 가능하게 하여 효과적인 플라즈마 형성에 기여한다.

추가로, 본 발명은 상기 반응챔버 내의 압력을 제어하기 위한 진공펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은, 금형 표면의 세정을 위해 이동식 금형 세정장치를 이용하는 금형 세정방법을 개시한다. 본 발명에 따른 금형 세정방법은, 상기 이동식 금형 세정장치를 상기 금형의 표면 위로 위치되게 하여 상기 금형 표면 위로 반응챔버를 형성시키는 챔버형성과정과; 상기 반응챔버 내에 플라즈마를 형성하여 그 플라즈마로써 금형 표면을 세정하는 세정과정을 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.

<실시예>

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금형 세정장치가 세정 대상물인 금형과 함께 도시된 분해사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 금형 세정장치가 전술한 금형 위에 안착된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 표면 세정이 이루어지는 금형(2)은 반도체칩(미도시됨)의 몰딩 성형에 이용되는 금형이며, 이 금형(2)은 몰딩 성형을 위해 수지가 채워지는 공간인 다수의 캐비티(2a)를 자체 표면 상에 구비하고 있다. 반도체칩의 몰딩 성형시에 수지 찌꺼기(d; 도 3 참조)가 주로 금형의 캐비티(2a) 안쪽 표면에 주로 부착되므로, 금형(2), 특히, 그 금형(2)의 캐비티(2a) 표면에 대한 세정의 필요성이 크다.

본 실시예에 따른 금형 세정장치(1)는, 반응챔버(C) 형성을 위한 하부 개방형의 프레임(10)과, 그 프레임(10) 내측에 마련된 활성전극(20) 등을 포함한다. 활성전극(20)은 예를 들면, RF 전원 또는 MF 전원과 같은 외부 전원(30)에 연결된 채 그 외부 전원(30)으로부터 고전압의 전력을 인가받는다. 이 때, 상기 금형(2)은 그 일측에서 외부와 전기적으로 접지되어 있으므로 하나의 접지전극으로서 기능하게 된다.

한편, 상기 프레임(10)은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전술한 활성전극(20)의 관통 설치를 허용하는 박스형의 본체 프레임(12)과 그 본체 프레임(12)과 한 세트를 이루는 액자형의 어태치 프레임(attach frame; 14)으로 구성된다. 위와 같이, 어태치 프레임(14)과 본체 프레임(12)을 별도로 구성함으로써, 본 발명에 따른 금형 세정장치(1)는 다양한 종류의 어태치 프레임(14)을 교체하면서 보다 다양한 규격의 금형(2)에 대해 플라즈마 세정을 수행할 수 있다.

본 실시예에 따라, 상기 어태치 프레임(14)은 대략 사각의 액자형으로 이루어진 채 그 윗면 및 아랫면 각각에 제 1 및 제 2 밀봉패킹(142a, 142b)을 구비하고 있다. 상기 제 1 밀봉패킹(142a)은 본체 프레임(12)과 어태치 프레임(14) 간의 기밀성을 향상시켜 주며. 제 2 밀봉패킹(142b)은 어태치 프레임(14)과 금형(2) 표면 간의 기밀성을 향상시켜준다. 추가로, 상기 어태치 프레임(14)은 프레임 맞춤용 삽입부(144)를 윗면에 복수개로 구비하는데, 이 삽입부(144)는 본체 프레임(12)의 저면에 형성되는 프레임 맞춤용 삽입공(미도시됨)에 끼워 맞추어져, 본체 프레임(12)과 어태치 프레임(14)의 일치된 정렬을 가능하게 한다.

한편, 본 실시예에 따른 금형 세정장치(1)는 전술한 바와 같이 플라즈마 방전을 위한 활성전극(20)을 포함하는 동시에 반응챔버(C) 내 압력을 제어하기 위한 진공펌프(40)를 포함한다. 이 때, 상기 활성전극(20)은 외부의 전원(30)에 연결된 채 본체 프레임(12)과, 소정의 고정수단(52)에 의해 상기 본체 프레임(12)에 매달린 박스형 절연체(50)를 관통하여 반응챔버(C) 내측에 위치한다. 위와 같이, 진공펌프(40)가 플라즈마 형성을 위한 저진공의 압력 조건을 형성하기 위해 마련되는 것이 바람직하지만, 활성전극(20)이 유전체를 갖도록 하고, 그러한 유전체를 이용한 대기압 플라즈마 방전의 구현을 통해 진공펌프(40)의 생략도 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

도 3은 전술한 금형 세정장치로써 금형, 특히, 금형 상의 캐비티 표면을 세정하는 과정을 개략적인 순서도로 도시한 도면이다.

도 3의 (a)는 캐비티(2a) 내 다수의 수지 찌꺼기(d)가 부착되어 있는 금형(2)을 보여준다. 이러한 금형(2) 상의 수지 찌꺼기(d)를 제거하기 위해, 먼저 도 3의 (b)와 같이 금형 세정장치(1)의 일부를 이루는 어태치 프레임(14)이 금형(2) 위에 안착된다. 그 후, 도 3의 (c)와 같이, 본체 프레임(12), 즉, 활성전극(20)이 설치된 본체 프레임(12)이 어태치 프레임(14) 위로 안착되며, 이 상태에서, 전술한 금형 세정장치(1)가 금형 표면에 대한 플라즈마 세정을 수행할 수 있다. 이 위치에서, 금형(2)이 외부와 전기적으로 접지되어 하나의 접지전극을 이루고 상기 활성전극(20)이 외부의 전원(30)으로부터 전력을 인가받으면, 반응챔버(C), 특히, 금형(2)과 활성전극(20) 사이의 기체는 가속된 전자의 충돌에 의해 플라즈마로 활성화된다. 따라서, 이 활성화된 플라즈마는 금형(2)의 캐비티(2a) 내 안쪽의 수지 찌꺼기(d)를 분해시키게 된다.

본 실시예에서는, 반응챔버(C)를 형성하는 프레임이 본체 프레임과 어태치 프레임으로 분리되는 것으로 설명되었지만, 이는 하나의 실시예이며, 박스형으로 된 본체 프레임만이 반응챔버 형성을 위해 이용될 수 있다.

또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기 금형 세정장치의 일부 또는 전부가 예를 들면, 로봇팔, 유, 공압 액츄에이터, 전기(electric) 액츄에이터 등의 구동수단에 연결되어, 자동 제어방식으로 금형 표면에 대한 플라즈마 세정을 수행하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예들을 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은, 예컨대, 반도체칩 등의 몰딩 성형에 이용되는 금형을 세정함에 있어서, 그 금형을 몰딩 성형기로부터 분리하지 않고서도 플라즈마를 이용하여, 예를 들면, 금형의 캐비티 등에 부착된 수지 찌꺼기 등의 이물질을 손쉽게 제거할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 금형을 몰딩 성형기로부터 분리 또는 재장착하는데 드는 많은 번거로움과 이에 따른 많은 경제적 낭비를 제거하여 주는 효과가 있으며, 더 나아가, 화학약품을 이용한 수작업 세정에 비해 훨씬 깨끗하게 금형 표면의 이물질을 제거할 수 있고, 또한, 화학약품에 의한 환경오염을 억제 또는 줄여주는 효과가 있다.

Claims

플라즈마 방전을 이용하여 금형의 표면을 세정하는 장치로서,

하부 개방형으로 이루어져, 상기 금형 위에 안착될 때 상기 금형 표면에 대면하는 반응챔버를 상기 금형 표면과의 사이에 구획 형성하는 프레임과;

상기 금형이 전기적으로 접지된 상태에서 이와 대향하는 위치에 설치되며, 외부 전원으로부터 전력을 인가받아 상기 반응챔버 내에 플라즈마를 형성하는 활성전극을; 포함하되,

상기 프레임은, 상기 활성전극이 설치되는 박스형의 본체 프레임과, 위로는 상기 본체 프레임에 밀착되고 아래로는 해당 금형의 표면에 밀착될 수 있도록 구성된 액자형의 어태치 프레임으로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 이동식 금형 세정장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 어태치 프레임은 상기 금형 표면과 접하는 부분에 밀봉 패킹을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 이동식 금형 세정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 어태치 프레임과 상기 본체 프레임이 접하는 부분에는 밀봉 패킹이 마련됨을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 이동식 금형 세정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 반응챔버 내의 압력을 제어하기 위한 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 금형 세정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 활성전극을 대기압 플라즈마 방전을 위한 유전체를 구비함을 특징을 하는 이동식 금형 세정장치.
청구항 1 또는, 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금형은 반도체에 대한 수지 몰딩을 위한 다수의 캐비티가 형성된 것임을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 이동식 금형 세정장치.
금형 표면의 세정을 위해 이동식 금형 세정장치를 이용하는 금형 세정방법으로서,

상기 이동식 금형 세정장치를 상기 금형의 표면 위로 위치되게 하여 상기 금형 표면 위로 반응챔버를 형성시키는 챔버형성과정과;

상기 반응챔버 내에 플라즈마를 형성하여 그 플라즈마로써 금형 표면을 세정하는 세정과정을 포함하되,

상기 챔버형성과정에서는 해당 금형 위에 액자형의 어태치 프레임을 안착시키고 그 위에 활성전극이 위치되는 본체 프레임을 안착시키는 것을 특징으로 하는 금형 세정방법.
삭제
청구항 8에 있어서, 상기 세정과정에서는 상기 금형을 전기적으로 접지시키고 상기 반응챔버 내에 위치한 활성전극에 방전용 전력을 인가하는 것을 특징으로 하는 금형 세정방법.