KR100830224B1 - 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치를 개시한다. 본 발명에 따른 딥핑장치는, 상면에 플럭스가 도포되는 플럭스디스크; 상기 플럭스디스크의 상부에 설치되며, 일단에 상하가 관통된 플럭스포켓을 구비하고 상기 플럭스포켓의 하단부가 상기 플럭스디스크의 상면에 도포된 플럭스를 평탄화하는 플럭스수용부; 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 연결되는 구동풀리와 상기 플럭스디스크의 회전축에 연결되는 풀리를 연결하는 구동벨트를 포함한다.

본 발명에 따르면, 플럭스수용부의 높이를 조절함으로써 플럭스디스크에 수용된 플럭스의 높이를 간편하게 조절할 수 있다. 또한 플럭스수용부의 하부에서 플럭스디스크를 회전시키기 때문에 플럭스수용부의 수용부에 플럭스를 공급하는 도중에도 공정을 진행 수 있다. 또한 하나의 구동모터만으로 다수의 플럭스디스크를 작동시킬 수 있기 때문에 장치의 제작비용을 절감할 수 있고 컴팩트한 설계가 가능해진다.

Description

반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치{Dipping device of semiconductor die bonding apparatus}

본 발명은 반도체 다이본딩 장비에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체 다이를 PCB기판에 본딩하기 전에 하부에 도포할 플럭스를 공급하는 딥핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지를 제조하기 위해서는, 웨이퍼에 소정의 박막을 증착하고, 증착된 박막에 포토리소그래피 및 식각 공정을 통해 소정의 회로패턴을 형성하여야 한다.

또한 회로패턴이 형성된 웨이퍼에 대하여 소정의 테스트를 수행하고, 하나의 웨이퍼를 개별 다이(또는 칩)로 분할하는 절단(sawing)공정을 수행하여야 한다. 또한 절단된 개별 다이를 PCB기판에 본딩하는 다이본딩(Die Bonding) 공정과 몰딩하여 제품화하는 패키징 공정을 거쳐야 한다.

일반적으로 다이본딩 공정에서는 절단공정에서 절단된 다이가 다이프레임의 접착시트에 부착된 상태에서 다이 본딩 장비로 이송된다.

따라서 다이 본딩 장비는 다이 프레임의 접착시트에서 개별 다이를 분리시키는 다이 이젝팅 장치와, 상기 다이 이젝팅 장치와 협력하여 다이를 접착시트로부터 분리하여 픽업한 다음 대기중인 PCB로 이송하는 이송로봇, 픽업된 다이에 도포할 플럭스를 공급하는 딥핑 장치 등을 구비한다.

도 1은 반도체 다이(1)를 픽업한 이송로봇(20)이 딥핑 장치(10)의 상부에 도달하여 딥핑하는 모습을 나타낸 개략 도면이다.

상기 딥핑장치(10)는 상면에 원주방향으로 형성된 플럭스수용부(12)를 구비하는 몸체부(11), 상기 플럭스수용부(12)의 상부에 설치되어 회전하는 블레이드(13), 상기 블레이드(13)를 회전시키는 블레이드구동부(14)를 포함한다.

상기 블레이드(13)는 반도체 다이(1)에 항상 적당한 양의 플럭스가 도포될 수 있도록 플럭스수용부(12)에 담긴 플럭스의 표면을 평탄화시키는 역할을 한다.

이송로봇(20)은 딥핑장치(10)의 상부에 도달한 후에 반도체 다이(1)를 하강시켜 그 하면에 플럭스를 도포하고, 대기중인 PCB기판(미도시)의 상부로 이동하여 소정 위치에 반도체 다이(1)를 본딩한다.

그런데 종래의 딥핑장치(10)에서는 블레이드(13)의 높이가 고정되어 있기 때문에 플럭스수용부(12)에 저장된 플럭스의 높이를 임의로 조절할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 종래의 딥핑장치(10)는 전술한 바와 같이, 몸체부(11)의 상부에서 블레이드(13)를 계속 회전시켜야 하기 때문에 플럭스수용부(12)에 플럭스가 부족해지면 플럭스 보충을 위해 공정을 일시 중단해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플럭스의 두께를 간편하게 조절할 수 있는 딥핑장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 공정이 진행되는 도중에도 언제든지 플럭스의 보충이 가능한 딥핑장치를 제공하는데 목적이 있다. 또한 가급적 컴팩트한 사이즈로 제작이 가능한 딥핑장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 상면에 플럭스가 도포되는 플럭스디스크; 상기 플럭스디스크의 상부에 설치되며, 일단에 상하가 관통된 플럭스포켓을 구비하고 상기 플럭스포켓의 하단부가 상기 플럭스디스크의 상면에 도포된 플럭스를 평탄화하는 플럭스수용부; 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 연결되는 구동풀리와 상기 플럭스디스크의 회전축에 연결되는 풀리를 연결하는 구동벨트를 포함하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치를 제공한다.

상기 딥핑장치에서, 상기 플럭스디스크는 제1플럭스디스크 및 제2플럭스디 스크를 포함하며, 상기 구동벨트는 상기 구동풀리와 상기 제1플럭스디스크에 연결된 제1풀리 및 상기 제2플럭스디스크에 연결된 제1풀리를 함께 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 플럭스디스크의 회전축의 상단에는 자석이 설치되고, 상기 플럭스디스크는 상기 자석에 결합되어 탈부착 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 플럭스포켓은 그 하단부에 상기 플럭스디스크의 회전방향을 따라 서로 이격되어 대향하는 제1단부와 제2단부를 포함하고, 회전하는 상기 플럭스디스크가 접근하는 쪽의 상기 제1단부가 상기 제2단부보다 상기 플럭스디스크에 대하여 더 이격되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 플럭스디스크의 측부에 설치되고, 서로 대향하는 2쌍 이상의 평행면을 구비하며, 상기 평행면의 쌍 중에서 적어도 2쌍은 평행면 사이의 거리가 서로 다른 높이조절부재를 포함하고, 상기 플럭스수용부의 일단은 상기 높이조절부재의 상면에 밀착되도록 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 높이조절부재는 높이조절블록에 의해 지지되고, 상기 플럭스수용부의 일단은 상기 높이조절블록의 상단에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 높이조절부재는 그 단부에 렌치홈을 구비하고, 상기 높이조절블록의 측벽에는 외부에서 상기 렌치홈으로 렌치를 삽입할 수 있는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 높이조절부재의 각 면에는 평행한 대향면까지의 거리가 표시되고, 상기 플럭스수용부의 일단에는 상기 거리표시를 외부에서 볼 수 있는 개구부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 플럭스수용부의 높이를 조절함으로써 플럭스디스크에 수용된 플럭스의 높이를 간편하게 조절할 수 있다.

또한 플럭스수용부의 하부에서 플럭스디스크를 회전시키기 때문에 플럭스수용부의 플럭스포켓에 플럭스를 공급하는 도중에도 공정을 진행 수 있다.

또한 하나의 구동모터만으로 다수의 플럭스디스크를 작동시킬 수 있기 때문에 장치의 제작비용을 절감할 수 있고 컴팩트한 설계가 가능해진다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 2 내지 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 딥핑 장치(100)의 사시도, 저면 사시도 및 정면도이다.

상기 딥핑 장치(100)는 반도체 다이의 하면에 도포할 플럭스를 그 상면에 수용하는 제1플럭스디스크(111)와 제2플럭스디스크(112), 상기 제1 및 제2 플럭스디스크(111,112) 각각의 상부에 설치되는 제1플럭스수용부(121) 및 제2플럭스수용부(122), 상기 제1 및 제2 플럭스수용부(121,122)에 플럭스를 공급하는 제1 및 제2 플럭스공급부(161,162)를 포함한다.

이와 같이 2개의 플럭스디스크(111,112)를 설치하면 2개의 이송로봇이 동시 에 다이본딩 작업을 수행할 수 있다.

제1 및 제2플럭스수용부(121,122)는 각각 제1 및 제2높이조절블록(131,132)의 상단부에 고정되고, 제1 및 제2높이조절블록(131,132)은 베이스플레이트(102)의 상부에 고정된다.

제1 및 제2 플럭스디스크(111,112)는 상기 베이스플레이트(102)에 의해 지지되는 회전축의 상단에 결합하여 회전한다..

또한 상기 딥핑 장치(100)는 제1 및 제2플럭스디스크(111, 112)를 회전시키기 위한 구동모터(150)를 구비한다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 하나의 구동모터(150)만으로 2개의 플럭스디스크(111,120)를 동시에 회전시키는 구성을 제안한다. 그렇다고 해서 구동모터를 2개 구비하여 상기 제1 및 제2플럭스디스크(111,112)를 각각 구동시키는 것을 배제하는 것은 아니다.

이를 위해 제1회전축(114) 및 제2회전축(116)을 베이스플레이트(102)를 관통하여 설치하고, 각 회전축(114,116)의 하단부에는 제1풀리(141) 및 제2풀리(142)를 결합하며, 각 회전축(114,116)의 상단부에는 상기 제1 및 제2플럭스디스크(111,112)를 결합한다.

따라서 구동모터(150)에 연결된 구동풀리(152)와 상기 제1 및 제2풀리(141,142)를 하나의 구동벨트(154)로 연결하면, 구동모터(150)가 회전함에 따라 제1 및 제2풀리(141,142)가 동시에 회전하므로 결국 상부의 제1 및 제2플럭스디스 크(111,112)가 동시에 회전하게 된다.

도면에서는 구동모터(150)가 베이스플레이트(102)의 상부에 설치되고, 구동풀리(152)가 베이스플레이트(102)의 하부에 설치된 것으로 도시되었으나, 구동모터(150)를 베이스플레이트(102)의 하부에 설치될 수도 있음은 물론이다.

한편 각 회전축(114,116)의 상단부에 자석을 설치하고, 상기 제1 및 제2플럭스디스크(111,112)를 상기 각 회전축(114,116)에 대하여 탈부착할 수 있도록 설치할 수도 있다. 이렇게 하면 반도체 다이의 크기에 따라 적당한 크기의 플럭스디스크를 간편하게 교체할 수 있을 뿐만 아니라 장비의 유지보수도 훨씬 간편해진다.

제1 및 제2 플럭스수용부(121, 122)는 각각 제1 및 제2플럭스디스크(111, 112)에 수용된 플럭스의 표면을 평탄하게 하는 한편 제1 및 제2 플럭스공급부(161,162)에서 공급되는 플럭스를 저장하는 역할을 한다.

제1플럭스수용부(121)는 각각 도 5의 사시도에 도시된 바와 같이 플럭스포켓(124)과 상기 플럭스포켓(124)의 외측에 형성되는 연결부(125)를 포함한다. 제2플럭스수용부(122)는 제1플럭스수용부(121)와 동일한 형상을 가지고 대칭적으로 배치되므로 중복되는 설명을 생략한다.

제1플럭스수용부(121)의 연결부(125)는 상하로 관통된 개구부(126)와 다수의 볼트홈을 구비한다. 개구부(126)는 후술하는 바와 같이 하부에 설치되는 높이조절부재(170)를 육안으로 확인하기 위한 것이고, 볼트홈은 연결부(125)를 높이조절블록(131,132)이나 베이스플레이트(102)에 결합하기 위한 것이다.

즉, 제1플럭스수용부(121)의 연결부(125)는 베이스플레이트(102)에 직접 고정될 수도 있고, 내부에 높이조절부재(170)를 수용하는 제1높이조절블록(131)의 상단부에 결합할 수도 있다.

이때 제1플럭스수용부(121)의 플럭스포켓(124)은 상하가 관통된 실린더 형상으로서, 제1플럭스디스크(111)의 중심과 가장자리 사이의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.

플럭스포켓(124)의 하단부는 평탄하게 가공될 수도 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이 제1단부(127)와 제2단부(128)의 높이를 다르게 가공할 수도 있다.

제1단부(127)와 제2단부(128)는 각각 플럭스포켓(124)의 서로 대향하는 측벽의 하단부이며, 회전하는 제1플럭스디스크(111)가 접근하는 쪽의 제1단부(127)가 반대쪽의 제2단부(128)에 비해 제1플럭스디스크(111)로부터 더 이격되어 있다.

따라서 제1플럭스디스크(111)의 상면에 도포된 플럭스는 플럭스포켓(124)의 제1단부(127)에 의해 1차로 평탄화되고, 이어서 제2단부(128)에 의해 2차로 평탄화되며, 이로 인해 제1플럭스디스크(111)의 플럭스 표면을 보다 매끈하게 평탄화하는 것이 가능해진다.

플럭스포켓(124)의 하단부에서 서로 대항하는 제1단부(127)와 제2단부(128)의 사이는 도 6에 도시된 바와 같이 경사면(129)을 형성할 수도 있고, 단차를 형성할 수도 있다.

제1 및 제2높이조절블록(131,132)은 각각 제1 및 제2플럭스수용부(121,122) 의 높이를 조절하기 위한 것으로서, 제1 및 제2플럭스수용부(121,122)의 연결부(125)가 각각 제1 및 제2높이조절블록(131,132)의 상부에 결합된다.

제1 및 제2높이조절블록(131,132)의 측벽에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 각각 관통홀(134)을 구비하며, 그 내부에는 도 7에 도시된 바와 같은 높이조절부재(170)가 내장된다.

상기 높이조절부재(170)는 도 8 에 도시된 바와 같이 예를 들어 8각의 단면을 가지는 막대형상이다. 다만 8각에 한정되는 것은 아니므로 서로 평행한 대향면을 가지는 4각, 6각, 10각 등의 막대형상도 가능하다.

상기 높이조절부재(170)는 대향하는 면사이의 거리가 서로 다른 특징을 가진다. 예를 들어 a-a면 사이는 12.00mm, b-b면 사이는 12.05mm, c-c면 사이는 12.10mm, d-d면 사이는 12.15mm로 설정할 수 있다.

높이조절부재(170)의 각 면에 대향면과의 두께를 숫자로 표시해두면 작업자가 각 플럭스수용부(121,122)의 개구부(126)를 통해 플럭스수용부(121,122)의 현재 높이를 확인할 수 있다.

제1 및 제2 플럭스수용부(121,122)의 연결부(125)를 높이조절부재(170)의 상면에 밀착하여 설치하면, 높이조절부재(170)를 회전시킴으로써 제1 및 제2 플럭스수용부(121,122)의 높이를 조절할 수 있다.

다만, 높이조절부재(170)가 높이조절 역할을 제대로 하기 위해서는 높이조절부재(170)를 수용하는 제1 및 제2높이조절블럭(131,132)의 측벽이 높이조절부재(170)의 최단두께보다 낮거나 같아야 한다.

또한 높이조절부재(170)가 제1 및 제2 플럭스수용부(121,122)를 안정적으로 지지하기 위해서는 각 높이조절블럭(131,132)에는 2개 이상의 높이조절부재(170)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한 높이조절부재(170)의 위치를 간편하게 변경할 수 있도록 양 단부에 렌치홈(172)을 형성하고, 높이조절부재(170)를 수용하는 제1 또는 제2높이조절블럭(131,132)의 측벽에서 상기 렌치홈(172)에 대응하는 위치에 관통홀(134)을 형성한다.

따라서 제1 및 제2 플럭스수용부(121,122)을 제1 또는 제2높이조절블럭(131,132)에서 완전히 제거하지 않고 양자를 체결하는 볼트만을 느슨하게 푼 상태에서 렌치를 상기 관통홀(134)을 통해 렌치홈(172)에 삽입하여 높이조절부재(170)를 회전시킬 수 있으며, 이를 통해 제1 및 제2 플럭스수용부(121,122)의 높이를 조절할 수 있다.

제1 및 제2플럭스공급부(161,162)는 플럭스가 저장되는 통으로서 제1 및 제2플럭스수용부(121,122)의 각 플럭스포켓(124)에 플럭스를 주입하기 위한 주입구를 하부에 구비하며, 그 상부에는 플럭스공급용 실린더(미도시)가 결합될 수도 있다.

이하에서는 전술한 구성을 가지는 딥핑장치(100)의 작동과정을 설명한다.

먼저 플럭스가 충진된 제1 및 제2플럭스공급부(161,162)가 각각 제1 및 제2플럭스수용부(121,122)의 플럭스포켓(124)에 플럭스를 공급하고, 구동모터(150)를 작동하여 제1 및 제2플럭스디스크(111,112)를 회전시킨다.

제1 및 제2플럭스디스크(111,112)가 회전함에 따라 그 상면에는 플럭스가 도포되고, 플럭스포켓(124)의 하단이 블레이드 역할을 하면서 플럭스 표면을 평탄화시킨다.

이때 제1 및 제2플럭스수용부(121,122)의 플럭스포켓(124)은 그 하단에 서로 높이가 다른 제1단부(127)와 제2단부(128)를 구비하기 때문에 평탄화 작업이 2단계로 이루어진다.

이 상태에서 반도체 다이를 픽업한 이송로봇이 제1 또는 제2플럭스디스크(111,112)의 상부에 위치하면, 장치 제어부의 제어에 의해 구동모터(150)의 동작을 일시 중지시켜 제1 및 제2플럭스디스크(111,112)의 회전을 중단한다.

이어서 이송로봇이 하강하여 반도체 다이의 하부에 플럭스를 도포하고, 다시 상승한 후에 대기중인 PCB로 반도체 다이를 이송한다.

이어서 다시 구동모터(150)를 구동하여 제1 및 제2플럭스디스크(111,112)를 회전시켜 플럭스 표면을 평탄화시킨다.

도 1은 종래 딥핑장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 딥핑 장치의 사시도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 딥핑 장치의 저면 사시도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 딥핑 장치의 정면도

도 5 및 도 6은 각각 플럭스수용부의 사시도 및 단면도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 딥핑 장치의 평면도

도 8은 높이조절부재의 형상을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

111: 제1플럭스디스크 112: 제2플럭스디스크

121: 제1플럭스수용부 122: 제2플럭스수용부

124: 플럭스포켓 125: 연결부

126: 개구부 131: 제1높이조절블록

132: 제2높이조절블록 134: 관통홀

141: 제1풀리 142: 제2풀리

150: 구동모터 152: 구동풀리

154: 구동벨트 161: 제1플럭스공급부

162: 제2플럭스공급부 170: 높이조절부재

Claims (8)

1. 상면에 플럭스가 도포되는 플럭스디스크;

   상기 플럭스디스크의 상부에 설치되며, 일단에 상하가 관통된 플럭스포켓을 구비하고 상기 플럭스포켓의 하단부가 상기 플럭스디스크의 상면에 도포된 플럭스를 평탄화하는 플럭스수용부;

   구동모터;

   상기 구동모터의 회전축에 연결되는 구동풀리와 상기 플럭스디스크의 회전축에 연결되는 풀리를 연결하는 구동벨트;

   를 포함하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 플럭스디스크는 제1플럭스디스크 및 제2플럭스디스크를 포함하며, 상기 구동벨트는 상기 구동풀리와 상기 제1플럭스디스크에 연결된 제1풀리 및 상기 제2플럭스디스크에 연결된 제1풀리를 함께 회전시키는 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
3. 제1항에 있어서,

   상기 플럭스디스크의 회전축의 상단에는 자석이 설치되고, 상기 플럭스디스크는 상기 자석에 결합되어 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 플럭스포켓은 그 하단부에 상기 플럭스디스크의 회전방향을 따라 서로 이격되어 대향하는 제1단부와 제2단부를 포함하고,

   회전하는 상기 플럭스디스크가 접근하는 쪽의 상기 제1단부가 상기 제2단부보다 상기 플럭스디스크에 대하여 더 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
5. 제1항에 있어서,

   상기 플럭스디스크의 측부에 설치되고, 서로 대향하는 2쌍 이상의 평행면을 구비하며, 상기 평행면의 쌍 중에서 적어도 2쌍은 평행면 사이의 거리가 서로 다른 높이조절부재를 포함하고,

   상기 플럭스수용부의 일단은 상기 높이조절부재의 상면에 밀착되도록 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
6. 제5항에 있어서,

   상기 높이조절부재는 높이조절블록에 의해 지지되고, 상기 플럭스수용부의 일단은 상기 높이조절블록의 상면에 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
7. 제6항에 있어서,

   상기 높이조절부재는 그 단부에 렌치홈을 구비하고,

   상기 높이조절블록의 측벽에는 외부에서 상기 렌치홈으로 렌치를 삽입할 수 있는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치
8. 제5항에 있어서,

   상기 높이조절부재의 각 면에는 평행한 대향면까지의 거리가 표시되고, 상기 플럭스수용부의 일단에는 상기 거리표시를 외부에서 볼 수 있는 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 다이본딩 장비의 딥핑장치

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