KR100795965B1

KR100795965B1 - 반도체 패키지 싱귤레이션장치

Info

Publication number: KR100795965B1
Application number: KR1020060120788A
Authority: KR
Inventors: 조윤준; 기영식
Original assignee: 한미반도체 주식회사
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-01-21

Abstract

본 발명은 복수개의 반도체 패키지들이 타이바에 의해 고정되게 연결된 리드프레임에서 상기 각 반도체 패키지들을 리드프레임에서 분리하는 상향식의 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 패키지 싱귤레이션장치는, 베이스블록과; 상기 베이스블록에 상호 소정 간격 이격되게 형성되며, 상기 각 반도체 패키지 사이의 리드프레임 부분이 안착되어 지지되는 가이드부와; 상기 가이드부의 상측에 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 리드프레임의 상면과 상기 타이바의 일부를 고정되게 지지하는 다이와; 상기 가이드부 사이에 상하로 이동가능하게 설치되며, 적어도 일 측면 상단부에 상기 다이의 타이바를 지지하는 부분과 엇갈리면서 타이바를 절단하는 커팅부가 형성된 펀치와; 상기 다이를 상하로 이동시키는 다이 승강수단과; 상기 펀치를 상하로 이동시키는 펀치 승강수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 펀치가 타이바를 직접 절단하므로 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시킬 때 타이바가 늘어나거나 버어(burr)가 발생하는 현상이 없어지게 된다.

반도체 패키지, 싱귤레이션, 펀치, 다이, 타이바, 버어, 리드프레임

Description

반도체 패키지 싱귤레이션장치{Semiconductor Singulation Apparatus from Lead Frame}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 측면에서 본 종단면도

도 2는 도 1의 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 정면에서 본 종단면도

도 3은 도 1의 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 정면에서 본 종단면도로, 다이가 하강 동작한 상태에서의 도면

도 4는 도 1의 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 주요 부분의 분해 사시도

도 5는 도 4에 도시된 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 주요 부분의 결합 상태의 일부 절개 사시도

도 6은 도 4의 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 주요 부분 중 다이홀더가 하강하고 펀치가 상승했을 때 다이와 펀치 간의 관계를 나타낸 일부 절개 사시도

도 7은 도 4의 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 주요 부분의 평면도

도 8은 도 7의 I-I선 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 싱귤레이션블록 30 : 베이스블록

40 : 가이드부 42 : 가압돌기

50 : 펀치 52 : 절단돌기

54 : 펀치가이드 55 : 경사면

56 : 펀치홀더 60 : 다이

62 : 지지돌기 66 : 다이홀더

70 : 픽커 L : 리드프레임

P : 반도체 패키지 T : 타이바

본 발명은 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리드프레임에 장착된 반도체 패키지의 타이바(tie bar)를 절단하여 개별 반도체 패키지들을 리드프레임으로부터 분리하는 상향식 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지는 실리콘으로 된 반도체 기판 상에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적 회로가 형성된 반도체 칩(chip)을 내장하고, 상기 반도체 칩과 통전되도록 리드프레임과 반도체 칩을 와이어 등으로 연결한 후, 반도체 기판의 상면에 에폭시 수지로 몰드를 형성함으로써 제조된다.

이렇게 제조된 반도체 패키지는 싱귤레이션 공정을 통해 리드프레임으로부터 개별 패키지 단위로 절단되어 개별체로 분리되며, 싱귤레이션 공정 후 낱개로 절단 된 단품 패키지는 미리 설정된 품질 기준에 따라 트레이에 적재되어 다음 공정을 위해 이동된다.

통상적으로, 종래의 반도체 패키지 싱귤레이션장치에서는 다이(die)와, 펀치의 이동을 안내하는 가이드부가 반도체 패키지의 리드프레임을 클램핑한 상태에서 다이의 반대편에서 펀치가 반도체 패키지를 가압하고, 이에 따라 리드프레임과 개별 반도체 패키지를 상호 연결하는 타이바(tie bar)가 끊어지면서 반도체 패키지들이 리드프레임으로부터 분리된다.

그러나, 상기와 같이 펀치가 반도체 패키지를 밀어내는 방식으로 반도체 패키지를 리드프레임으로부터 분리시키게 되면, 펀치가 반도체 패키지를 밀어내어 타이바를 강제로 끊는 과정에서 타이바가 늘어나게 되고, 이에 따라 타이바 절단후 반도체 패키지에 버어(burr)가 남게 된다.

이와 같이 반도체 패키지에 버어(burr)가 남게 되면, 반도체 패키지를 회로기판에 실장할 때 상기 버어로 인하여 반도체 패키지가 회로기판 면에 대해 기울어지게 되고, 이에 따라 반도체 패키지의 접속단자가 회로기판의 단자에 접속되지 않아 불량이 발생하는 문제가 있다.

이러한 버어가 발생하는 문제는 반도체 패키지의 양면에 몰드가 형성된 타입에서는 크게 문제가 되지 않지만, 몰드가 한 쪽면에만 형성되어 있는 MLF(Micro Lead Frame) 또는 QFN(Quad Flat No-lead) 타입, 또는 센서류의 반도체 패키지에 있어서는 상기와 같이 버어로 인한 접속단자의 불량이 야기되는 심각한 문제를 일으키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리할 때 버어(burr)가 발생하지 않도록 함으로써 불량이 발생하지 않도록 한 상향식의 반도체 패키지 싱귤레이션장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수개의 반도체 패키지들이 타이바에 의해 고정되게 연결된 리드프레임에서 상기 각 반도체 패키지들을 리드프레임에서 분리하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 있어서, 베이스블록과; 상기 베이스블록의 상부에 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 리드프레임의 상면과 상기 타이바의 일부를 고정되게 지지하는 다이와; 상기 베이스블록에 상하로 이동가능하게 설치되며, 적어도 일 측면 상단부에 상향 운동시 상기 다이의 타이바를 지지하는 부분과 엇갈리면서 타이바를 절단하는 커팅부가 형성된 펀치와; 상기 다이를 상하로 이동시키는 다이 승강수단과; 상기 펀치를 상하로 이동시키는 펀치 승강수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치가 제공된다.

이러한 본 발명의 상향식 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 의하면, 펀치가 타이바를 직접 절단하므로 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시킬 때 타이바가 늘어나거나 버어(burr)가 발생하는 현상이 없어지게 되고, 따라서 버어 발생에 의한 불량이 없어지게 되는 이점을 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 싱귤레이션장치는, 싱귤레이션블록(20)의 상부에 리드프레임(L)이 반송되면서 놓여지는 베이스블록(30)이 설치되고, 이 베이스블록(30)의 중앙부에 복수개(이 실시예에서 3개)의 가이드부(40)가 소정 거리 이격되게 설치된다.

상기 각 가이드부(40) 사이에는 리드프레임(L)과 반도체 패키지(P)를 연결하여 주는 타이바(T)(도 4참조)를 절단하기 위한 펀치(50)가 상하로 이동 가능하게 설치된다. 상기 펀치(50)는 상기 싱귤레이션블록(20) 내에 상하로 이동가능하게 설치된 펀치홀더(56)의 상부에 결합된다. 상기 펀치홀더(56)는 공압실린더(미도시)와 같은 선형운동장치에 의해 상하로 이동하며, 압축스프링(57)에 의해 탄력적으로 지지된다. 상기 압축스프링(57)은 싱귤레이션블록(20)에 대해 펀치홀더(56)에 하측으로 탄성력을 가하며 공압실린더의 공압이 해제되었을 때 펀치홀더(56)가 하측으로 신속하게 복귀하도록 한다.

그리고, 상기 각 가이드부(40)의 상측에는 복수개(이 실시예에서 3개)의 다이(60)가 각 가이드부(40)와 마주보도록 설치된다. 상기 다이(60)들은 싱귤레이션블록(20)의 상측에 상하로 이동가능하게 설치되는 다이홀더(66)에 고정되게 결합된다. 상기 다이홀더(66)는 공압실린더(미도시)와 같은 선형운동장치에 의해 상하로 운동한다.

또한, 상기 다이홀더(66)의 상부에는 각 다이(60) 사이의 공간을 통해 진입 및 후퇴하면서 분리된 반도체 패키지(P)를 흡착하여 소정 위치, 예컨대 반도체 패키지(P)를 수용하기 위한 릴(reel)이 설치된 위치로 반송하는 픽커(70)가 설치된다.

도 4에 도시된 것과 같이, 리드프레임(L)에는 반도체 패키지(P)들이 소정 간격으로 배열되고, 각 반도체 패키지(P)들의 양측부는 복수개의 타이바(T)에 의해 리드프레임(L)에 연결되어 있다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 가이드부(40)는 베이스블록(30)과 개별체로 이루어져 베이스블록(30)에 결합 및 분리될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하나, 이와 다르게 가이드부(40)가 베이스블록(30)과 일체로 이루어질 수도 있을 것이다.

또한, 상기 가이드부(40)의 상단부에는 상기 타이바(T)와 대응하는 위치에 쐐기형태의 가압돌기(42)가 상측으로 돌출되게 형성된다. 상기 가압돌기(42)는 상기 다이(60)에 의해 타이바(T)가 하측으로 가압되면서 지지될 때 타이바(T)의 하부면을 눌러 작은 홈을 만듦으로써 타이바(T)가 절단될 때 버어가 하측으로 길게 발생하지 않도록 보조하는 기능을 한다.

이 실시예에서 상기 3개의 가이드부(40) 중 외곽에 위치하는 2개의 가이드부(40)는 내측 상단부에 가압돌기(42)가 형성되며, 가운데에 위치한 가이드부(40)는 양측 상단부에 가압돌기(42)들이 형성된다.

그리고, 상기 다이(60)의 측면에는 상기 타이바(T)와 대응하는 위치에 타이 바(T)의 외측부, 즉, 타이바(T)와 리드프레임(L)이 연결되는 부분을 지지하여 주는 복수개의 지지돌기(62)가 형성된다.

이 실시예에서 상기 다이(60) 중 외곽에 위치하는 2개의 다이(60)는 내측면부에 지지돌기(62)들이 형성되고, 가운데에 위치하는 다이(60)는 양측면에 지지돌기(62)들이 형성된다.

상기 펀치(50)의 외면에도 상기 타이바(T)와 대응하는 위치에 타이바(T)의 내측부, 즉 타이바(T)와 반도체 패키지(P)가 연결되는 부분과 접촉하게 되는 복수개의 절단돌기(52)가 돌출되게 형성된다. 따라서, 상기 절단돌기(52)는 상기 다이(60)의 지지돌기(62)와 상기 가이드부(40)의 가압돌기(42)들과 대응하여 정렬되게 된다.

상기 절단돌기(52)는 그 선단부가 상기 다이(60)의 지지돌기(62)의 선단부와 대략 수 마이크로미터(㎛) 내지 수십 마이크로미터(㎛)의 미세한 간격을 유지하도록 형성되어, 펀치(50)의 상승시 절단돌기(52)와 지지돌기(62)의 엇갈림에 의해 타이바(T)가 쉽게 절단되도록 되어 있다.

이 실시예에서 상기 펀치(50)의 절단돌기(52)의 상면은 펀치(50)의 상면과 동일면을 이루도록 되어, 펀치(50)의 상면이 반도체 패키지(P)의 하부면에 닿음과 동시에 절단돌기(52)가 타이바(T)와 닿으면서 타이바(T)를 절단하도록 구성되지만, 이와 다르게 펀치(50)의 절단돌기(52)가 펀치(50)의 상면보다 높게 형성되어 절단돌기(52)가 펀치(50)의 다른 부분보다 먼저 타이바(T)에 닿으면서 타이바를 절단하도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 펀치(50)의 각 모서리 부분에는 상기 절단돌기(52)가 지지돌기(62)와 일정한 간격을 유지할 수 있도록 펀치(50)의 상승시 다이(60)에 대한 펀치(50)의 위치를 정렬하여 주는 펀치가이드(54)가 상측으로 돌출되게 형성된다. 상기 각 펀치가이드(54)의 상단부에는 다이(60)의 내측 하단부 가장자리와 접촉하여 펀치(50)의 위치를 안내하는 경사면(55)이 형성된다. 따라서, 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 펀치(50)가 상승할 때, 상기 펀치가이드(54)의 경사면(55)이 다이(60)의 내측 하단부 가장자리와 접촉하면서 펀치(50)가 다이(60) 내측으로 안내되면서 정렬되고, 이에 따라 펀치(50)의 절단돌기(52)와 다이(60)의 지지돌기(62) 간에 일정한 간격이 유지될 수 있다.

상기와 같이 구성된 싱귤레이션장치의 작동에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

별도의 반송장치(미도시)에 의해 리드프레임(L)이 베이스블록(30)의 상측으로 반송되어, 2개의 반도체 패키지(P)들이 펀치(50)의 상부에 놓여지고, 반도체 패키지(P)들 사이의 리드프레임(L) 부분이 가이드부(40)의 상면에 놓여진다.

이어서, 다이 승강용의 공압실린더(미도시)가 작동하여 다이홀더(66)가 하측으로 이동하게 되고, 각 다이(60)들이 반도체 패키지(P) 사이로 진입하여 반도체 패키지(P) 사이의 리드프레임(L) 부분들의 상면에 접촉된다.

이 때, 도 8에 도시된 것처럼 상기 펀치(50)의 절단돌기(52)는 타이바(T)의 내측 하부에서 타이바(T)와 소정 간격을 유지하며 위치하고, 다이(60)의 지지돌기(62)는 타이바(T)의 외측 상부에 접촉상태로 위치하며, 가이드부(40)의 가압돌 기(42)는 지지돌기(62)의 반대편에서 타이바(T)의 외측 하부와 접촉하면서 타이바(T)를 지지하게 된다. 이 때, 상기 가압돌기(42)에 의해 타이바(T)의 하면에 소정의 변형, 즉 작은 홈이 만들어지게 됨은 이미 전술한 바이다.

이어서, 공압실린더(미도시)의 작동에 의해 펀치홀더(56) 및 펀치(50)가 상측으로 이동하게 된다. 상기 펀치(50)가 상승할 때 펀치가이드(54)의 경사면(55)이 다이(60)의 하단부 가장자리와 접촉하면서 펀치(50)가 다이(60) 내측의 정위치로 안내된다.

상기와 같이 펀치(50)가 상승하게 됨에 따라 펀치(50)의 상면이 반도체 패키지(P)의 하면에 닿음과 동시에 상기 절단돌기(52)가 타이바(T)의 하부면에 닿게 된다. 이 상태에서 펀치(50)가 더 위로 상승하게 되면, 펀치(50)의 절단돌기(52)와 다이(60)의 지지돌기(62)가 서로 엇갈리면서 타이바(T)에 전단응력(shear force)이 가해져 타이바(T)가 쉽게 절단된다. 이 때, 타이바(T)는 상기 가압돌기(42)에 의해 눌린 부분이 전단응력에 가장 취약하기 때문에 가압돌기(42)에 의해 눌려 변형이 생긴 부분에서 절단이 이루어질 확률이 높다.

이와 같은 펀치(50)의 상승 운동에 의해 타이바(T)가 절단되고, 반도체 패키지(P)들이 리드프레임(L)으로부터 분리되면, 다이홀더(66) 상측으로부터 픽커(70)가 각 다이(60) 사이의 공간을 통해 하강하여 분리된 반도체 패키지(P)들을 흡착한 다음, 상승하여 반도체 패키지 수용을 위한 릴을 대기하고 있는 위치로 반송한다.

상기 픽커(70)가 반도체 패키지(P)를 반송하는 동안, 펀치(50)는 원위치로 하강하고, 다시 다음 2개의 반도체 패키지(P)가 펀치(50) 위로 공급되면서 전술한 과정과 동일한 과정으로 반도체 패키지의 분리 작업이 진행된다.

이와 같이 본 발명에 따른 상향식 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 의하면, 펀치(50)의 상승 운동시 절단돌기(52)가 타이바(T)에 직접 접촉하면서 전단응력을 가하여 타이바(T)를 절단하므로, 타이바(T)가 절단되는 과정에서 타이바(T)가 늘어나거나 버어가 길게 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 가이드부(40)의 가압돌기(42)에 의해 타이바(T)의 절단될 부분에 미리 상측으로 변형이 가해지기 때문에, 타이바(T) 절단후 버어가 하측으로 발생할 가능성은 더욱 없어지게 된다.

한편, 전술한 반도체 패키지 싱귤레이션장치의 실시예에서는 한번에 2개의 반도체 패키지가 분리되는 것으로 설명하였으나, 이와 다르게 한번에 단 하나의 반도체 패키지만 분리될 수도 있고, 한번에 3개 이상의 반도체 패키지들이 분리될 수도 있을 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 펀치가 타이바를 직접 절단하므로 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시킬 때 타이바가 늘어나거나 버어(burr)가 발생하는 현상이 없어지게 되고, 따라서 버어 발생에 의한 불량이 없어지게 되는 이점이 있다.

Claims

복수개의 반도체 패키지들이 타이바에 의해 고정되게 연결된 리드프레임에서 상기 각 반도체 패키지들을 리드프레임에서 분리하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치에 있어서,

베이스블록과;

상기 베이스블록의 상부에 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 리드프레임의 상면과 상기 타이바의 일부를 고정되게 지지하는 다이와;

상기 베이스블록에 상하로 이동가능하게 설치되며, 적어도 일 측면 상단부에 상향 운동시 상기 다이의 타이바를 지지하는 부분과 엇갈리면서 타이바를 절단하는 커팅부가 형성된 펀치와;

상기 다이를 상하로 이동시키는 다이 승강수단과;

상기 펀치를 상하로 이동시키는 펀치 승강수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 1항에 있어서, 상기 베이스블록에 상기 다이와 대향되도록 형성되어 그 상면에 상기 리드프레임의 하면이 안착되어 지지되며, 상기 펀치의 양측에서 펀치의 상하 이동을 안내하는 가이드부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 펀치의 커팅부는 펀치의 적어도 일측면에 돌출되게 형성된 절단돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 3항에 있어서, 상기 다이에는 상기 펀치의 절단돌기와 대응하는 부분에 타이바의 상면 일부를 지지하는 지지돌기가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 2항에 있어서, 상기 가이드부의 상단부에는 상기 리드프레임과 연결된 타이바의 하면이 가압되면서 변형되도록 가압돌기가 상측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 1항에 있어서, 상기 펀치의 상단부에 펀치의 상승 작동시 상기 각 다이의 하단부와 접촉하면서 다이에 대한 펀치의 위치를 정렬시켜주는 경사면이 형성된 펀치가이드가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 2항에 있어서, 상기 가이드부는 베이스블록과 개별체로 되어 베이스블록에 분리 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.
제 1항에 있어서, 상기 펀치의 상승 동작에 의해 타이바가 절단되어 반도체 패키지가 리드프레임으로부터 분리되었을 때, 상기 분리된 반도체 패키지를 픽업하여 소정의 위치로 반송하는 픽커를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 싱귤레이션장치.