KR100796939B1 - 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드 프레임에 칩을 탑재하여 와이어본딩과 몰딩공정을 거친 후의 반도체 패키지를 리드프레임으로부터 각각 분리하여 개별화하는 개별화 공정에서 반도체 패키지를 검사할 수 있는 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 개별화 공정을 위해 고정된 반도체 패키지를 고정시킨 상태에서 바로 기능시험을 통한 검사가 이루어지도록 한 것에 특징이 있다.

반도체 패키지, 상부지지대, 하부지지대, 커팅툴, 기능시험용 단자

Description

반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치 및 검사방법{Test Equipment and Test Method For Semiconductor Package During Singularation}

도 1은 복수 개의 반도체 패키지가 형성된 리드프레임을 나타낸 도.

도 2는 개별화 공정에서의 절단부위를 설명하기 위한 도.

도 3은 종래의 개별화 공정에 사용되는 장치를 나타낸 도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치 및 검사방법을 나타낸 도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검사장치 및 검사방법을 나타낸 도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

40 : 타이바 100 : 하부지지대 110 ; 상부지지대

120 : 커팅툴 130 : 기능시험용 단자

본 발명은 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드 프레임에 칩을 탑재하여 와이어본딩과 몰딩공정을 거친 후의 반도체 패키지를 리드프레임으로부터 각각 분리하여 개별화하는 개별화 공정에서 반도체 패키지를 검사할 수 있는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

통상 반도체 패키지의 제작공정에 있어서, 칩을 도 1과 같은 리드 프레임(10)에 마운팅하여 리드부와 칩의 단자를 와이어 본딩한 후 몰딩하고, 다음으로 개개의 반도체 패키지를 분리하는 개별화 공정을 진행하게 된다. 이러한 개별화 공정을 마친 후, 분리된 개개의 반도체 패키지는 기능을 시험하는 기능시험공정을 거쳐 포장단계와 같은 다음 단계로 넘어가게 된다.

최근 반도체 패키지는 소형화 되는 한편 집적화가 이루어져 있기 때문에 내부에 매우 복잡한 회로를 가진 칩이 내장되어 있다는 것은 주지의 사실이다. 반도체 패키지가 소형화되면 될수록 그 리드부가 짧고 얇아지며, 따라서 기능시험 공정에서 이러한 리드부의 위치를 정확하게 하기 위해 정밀 지그를 제작하여 반도체 패키지를 안착시킨 후 시험에 사용하고 있다. 그러나, 개별화 공정 이후 기능시험 공정으로 반도체 패키지를 이송하여 안착시키는 과정에서 리드가 변형되는 등의 이유로 시험용 단자와 정상적으로 접촉되지 못하는 경우가 간혹 있어 정상적인 제품임에도 불구하고 불량판정이 나는 경우가 많고, 이에 따라 재 검사를 위한 추가적인 과정을 거치는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 제538020호에는 이송과정에서 생기는 문제점을 해결하기 위하 여 특별한 리드프레임을 설계하고, 이러한 특별한 리드프레임을 사용하여 현수리드라고도 불리우는 타이바를 제거하기 이전에 기능시험을 하고 현수리드를 제거하는 공정이 개시되어 있다.

그러나, 소형화 및 고집적화된 반도체 패키지는 몰딩부 근처에 위치한 타이바를 절단할 때 충격이 크기 때문에 종래의 기술과 같이 몰딩부 바로 옆의 타이바(즉, 현수리드)를 제거하게 되면, 완전히 개별화되기 이전에 기능시험을 하는 것은 제품의 신뢰성을 보장하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제품을 이루는 리드 프레임의 불필요한 부분을 제거하는 절단공정이 끝난 후에 또 다른 지그로 옮길 필요없이 그대로 기능검사를 하게 함으로써, 검사의 성공률을 높이고 제품의 신뢰성을 확보하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치는,

몰딩공정이 끝난 반도체 패키지를 개별 반도체 패키지로 리드프레임에서 완전히 분리시키는 최종 개별화 공정에 사용되며, 리드 프레임을 지지하는 하부 지지대와, 반도체 패키지를 하부지지대와 협동하여 고정하며 상하로 작동되는 상부 지 지대와, 하부지지대와 상부지지대에 고정된 반도체 패키지의 타이바를 최종적으로 절단하는 커팅툴로 이루어지는 최종 개별화 장치와;

상기 최종 개별화 장치의 상부지지대에 형성되며, 상부지지대가 하강하여 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하면, 상기 반도체 패키지의 리드부에 기능시험용 단자가 접촉되도록 배치된 기능시험용 단자부와;

상기 기능시험용 단자부와 연결되어 반도체 패키지의 리드부에 전류나 전압을 공급하거나 측정하도록 하는 기능시험제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 기능시험용 단자는 승하강기구에 부착되며, 상부지지대가 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하여 개별 반도체 패키지의 최종 타이바가 절단되면 그 이후 하강하여 반도체 패키지의 리드부에 접촉되도록 하는 것도 바람직하다.

또는 상기 기능시험용 단자는 상부지지대가 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정함과 동시에 반도체 패키지의 리드부에 접촉되도록 하며, 개별 반도체 패키지의 최종 타이바가 절단되면 상기 기능시험 제어부는 기능시험을 시작하도록 하는 것도 바람직하다.

반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사방법은,

리드프레임에 부착되어 리드프레임에서 개별의 반도체 패키지로 분리하는 개별화 공정 중 최종 절단 공정은,

리드프레임에 연결된 반도체 패키지가 최종적으로 개별 반도체 패키지로 분리되기 위한 위치로 이송되도록 하부 지지대가 이동하는 이동단계와,

상부지지대가 하강하여 하부 지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하는 고정 단계와,

커팅툴이 이동하여 리드프레임과 연결된 반도체 패키지의 최종 타이바를 절단하는 절단 단계와,

상부지지대가 상승하여 반도체 패키지의 고정을 해제하는 해제 단계와,

상기 절단 단계를 거쳐 개별화된 반도체 패키지를 다음 공정으로 이송하기 위한 배출단계로 이루어지며,

상기 절단 단계와 해제 단계 사이에서,

상부 지지대와 하부 지지대 사이에 고정된 개별 반도체 패키지의 리드부에 접촉된 기능시험단자를 통해 개별 반도체 패키지의 기능시험을 행하는 기능시험 단계가 더 추가된 것을 특징으로 한다.

상기 기능시험단계는,

기능시험단자가 하강하여 개별반도체 패키지의 리드부에 접촉하는 접촉단계와,

기능시험제어부가 기능시험단자를 통해 리드부에 전압이나 전류를 보내거나 측정하여 기능을 시험하는 측정단계로 이루어지는 것도 바람직하다.

상기 고정단계에서 상부지지대에 형성된 기능시험단자가 개별 반도체 패키지의 리부에 접촉되도록 하고, 상기 기능시험 단계는 기능시험제어부가 기능시험단자를 통해 리드부에 전압이나 전류를 보내거나 측정하여 기능을 시험하는 것도 바람직하다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1에 표시한 리드프레임(10)에 칩을 마운팅하여 복수 개의 반도체 패키지들이 탑재한다. 리드 프레임에 복수 개 탑재된 반도체 패키지들은 개별화 공정을 거쳐 개별 반도체 패키지로 분리되게 된다.

이러한 개별화 공정은 도 2의 점선으로 표시된 선을 따라 절단하는 작업으로 이루어지는데, 몰딩을 위한 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound, 이하 'EMC'라 함)가 주입되면서 형성된 게이트부(20)를 절단하고, 또한 리드부(30)를 절단하여 리드프레임으로 부터 분리한 후, 몰딩부(50) 주변의 플러쉬를 제거한 후 최종적으로 타이바(40)을 절단하게 되는 것이 일반적이다.

그런데, 이러한 타이바(40)은 몰딩부(50)에 매우 근접하게 설치되어 있으므로, 타이바를 절단할 때 반도체 패키지에 충격력이 전달되어 손상이 발생하는 경우가 많다.

도 3은 리드프레임과 통상의 타이바(40) 절단에 사용되는 상부지지대(110)와 하부지지대(100) 및 커팅툴(40)을 나타낸 것으로 도 2의 A-A'선을 따라 본 절단면도이다. 이다. 커팅툴(40)은 상하부지지대(110,100)사이에 고정된 반도체 패키지의 타이바(40)을 절단하게 된다.

그러나 본 발명에서는 도 4(a)와 같이 반도체 패키지가 탑재된 하부지지대(100)가 최종 개별화 공정으로 이동된 이동단계를 나타내었다.(이하 도 4 및 도 5는 도 2의 B-B'선을 따라 본 절단면도이다.) 이러한 이동단계는 종래와 동일하다. 다음으로, 도 4(b)와 같이 상부지지대(110)가 하강하여 하부지지대(100)과 협동하여 반도체 패키지를 고정하게 된다. 이때 상부지지대에 설치된 기능시험단자는 반도체 패키지의 리드단자와 접촉하게 된다. 이후 도 4(c)와 같이 커팅툴(120)이 하강하여 타이바(40)을 절단하게 된다. 이로써 반도체 패키지는 리드 프레임으로부터 완전히 분리되고 각 리드부는 독립되게 됨으로써 개별화가 완성되었다. 이후 도 4(d)와 같이 커팅툴은 다시 상승하고, 하부지지대(100)과 상부지지대(110)사이에 고정된 반도체 패키지에 대하여 기능시험용 단자를 통하여 기능시험을 행할 수 있게 된다. 기능시험 제어부는 기능시험용 단자를 통해 리드부에 전류나 전압을 공급하는 한편 또 다른 리드부를 통해 전류나 전압을 측정하게 된다. 기능시험이 끝나면, 도 4(e)와 같이 상부지지대가 상승하고 하부지지대에 기능시험과 개별화가 완료된 반도체 패키지를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 먼저 상부지지대가 하강하여 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하며, 기능시험용 단자는 리드부에 접촉되지 않도록 하였다가(도 5(a) 참조) 이후 커팅툴이 타이바를 절단한 후, 기능시험용 단자가 하강하여 리드부에 접촉되고 기능시험이 행하여진다.(도 5(b) 참조)

기능시험용 단자의 승하강은 공지의 승하강 기구를 통하여 당업자라면 용이하게 설계할 수 있을 것이므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

기능시험이 행하여진 이후에는 상부지지대를 상승시켜 하부지지대에 거치된 개별 반도체 패키지를 탈거함으로써, 기능시험과 개별화 공정이 완료되는 것이다.

기능시험은 통상과 같이 기능시험용 단자를 통해 리드부에 전류나 전압을 가하고 또 다른 리드부를 통해 전류나 전압을 측정하는 형태로 이루어지게 되는 것이지만,

종래와 달리 다른 기능시험위치로 개별 반도체 패키지를 이동시키거나, 시험이후 절단을 위해 또 다른 충격력을 가하지 않기 때문에 시험이 용이하고 제품의 신뢰성이 높아진다.

본 발명에 의하면 리드프레임 및 반도체 패키지의 절대적인 위치가 잘 고정 되어 있는 개별화 공정에서 반도체 패키지의 위치를 이동시키지 않고 기능시험을 행한다는 면에서 매우 양호한 시험성공률을 얻을 수 있으며, 또한 개별화 공정이 모두 완료된 상태에서 즉, 반도체 패키지에 더이상의 충격력이 작용하지 않는 상태에서 반도체 패키지의 기능시험을 행하기 때문에 기능시험에 합격한 제품의 신뢰성도 매우 높아지게 되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 몰딩공정이 끝난 반도체 패키지를 개별 반도체 패키지로 리드프레임에서 완전히 분리시키는 최종 개별화 공정에 사용되며, 리드 프레임을 지지하는 하부 지지대와, 반도체 패키지를 하부지지대와 협동하여 고정하며 상하로 작동되는 상부 지지대와, 하부지지대와 상부지지대에 고정된 반도체 패키지의 타이바를 최종적으로 절단하는 커팅툴로 이루어지는 최종 개별화 장치와;

   상기 최종 개별화 장치의 상부지지대에 형성되며, 상부지지대가 하강하여 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하면, 상기 반도체 패키지의 리드부에 기능시험용 단자가 접촉되도록 배치된 기능시험용 단자부와;

   상기 기능시험용 단자부와 연결되어 반도체 패키지의 리드부에 전류나 전압을 공급하거나 측정하도록 하는 기능시험제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기능시험용 단자는 승하강기구에 부착되며, 상부지지대가 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하여 개별 반도체 패키지의 최종 타이바가 절단되면 그 이후 하강하여 반도체 패키지의 리드부에 접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기능시험용 단자는 상부지지대가 하부지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정함과 동시에 반도체 패키지의 리드부에 접촉되도록 하며, 개별 반도체 패키지의 최종 타이바가 절단되면 상기 기능시험 제어부는 기능시험을 시작하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사장치.
4. 리드프레임에 부착되어 리드프레임에서 개별의 반도체 패키지로 분리하는 개별화 공정 중 최종 절단 공정은,

   리드프레임에 연결된 반도체 패키지가 최종적으로 개별 반도체 패키지로 분리되기 위한 위치로 이송되도록 하부 지지대가 이동하는 이동단계와,

   상부지지대가 하강하여 하부 지지대와 협동하여 반도체 패키지를 고정하는 고정 단계와,

   커팅툴이 이동하여 리드프레임과 연결된 반도체 패키지의 최종 타이바를 절단하는 절단 단계와,

   상부지지대가 상승하여 반도체 패키지의 고정을 해제하는 해제 단계와,

   상기 절단 단계를 거쳐 개별화된 반도체 패키지를 다음 공정으로 이송하기 위한 배출단계로 이루어지며,

   상기 절단 단계와 해제 단계 사이에서,

   상부 지지대와 하부 지지대 사이에 고정된 개별 반도체 패키지의 리드부에 접촉된 기능시험단자를 통해 개별 반도체 패키지의 기능시험을 행하는 기능시험 단계가 더 추가된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 기능시험단계는,

   기능시험단자가 하강하여 개별반도체 패키지의 리드부에 접촉하는 접촉단계와,

   기능시험제어부가 기능시험단자를 통해 리드부에 전압이나 전류를 보내고 측정하여 기능을 시험하는 측정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 고정단계에서 상부지지대에 형성된 기능시험단자가 개별 반도체 패키지의 리부에 접촉되도록 하고,

   상기 기능시험 단계는 기능시험제어부가 기능시험단자를 통해 리드부에 전 압이나 전류를 보내고 측정하여 기능을 시험하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 개별화 공정에서의 검사방법.

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