KR100833933B1 - Apparatus and method for attaching heat spreader on frame of semiconductor package - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 장치는, 상면이 커버로 덮인 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 반도체 패키지용 프레임을 장치내로 한 장씩 공급하는 프레임 공급부; 상기 공급된 프레임이 그것을 따라 이동하며, 순차적인 일련의 작업이 가능하도록 일방향으로 연장된 레일부; 상기 프레임을 상기 레일부를 따라 이송시키는 복수의 그리퍼를 구비하여 된 그리퍼부; 상기 프레임에서 양면 접착 테이프의 커버를 박리하는 것으로, 상기 레일부를 따라 프레임 공급부에 인접하여 위치하는 커버 박리부; 상기 커버가 박리된 프레임 위에 방열판을 위치정렬하여 한 장씩 공급하는 방열판 공급부; 상기 프레임과 방열판을 위치정렬하여 가접착하고 롤러로 가압하는 것으로, 상기 레일부를 따라 상기 커버 박리부에 인접하여 위치하는 접착부; 상기 롤러로 가압된 프레임을 히터가 내장된 금형으로 열압착하는 것으로, 상기 레일부를 따라 상기 접착부에 인접하여 위치하는 열압착부; 및 상기 열압착된 프레임을 회수하여 적재하는 프레임 회수부;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
An apparatus for attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package according to the present invention includes: a frame supply unit for supplying a semiconductor package frame laminated with a double-sided adhesive tape whose top surface is covered with a cover into the apparatus one by one; A rail extending in one direction so that the supplied frame moves along it, and a sequential series of operations is possible; A gripper portion having a plurality of grippers for transporting the frame along the rail portion; A cover peeling portion located adjacent to the frame feeding portion along the rail portion by peeling the cover of the double-sided adhesive tape in the frame; A heat radiating plate supply unit for aligning the heat radiating plates on the frame on which the cover is peeled and supplying the heat radiating plates one by one; A bonding portion positioned adjacent to the cover peeling portion along the rail portion by aligning the frame and the heat sink with each other and pressing them with a roller; A thermocompression bonding part thermocompression-bonding the frame pressed by the roller with a mold having a heater, the thermocompression bonding part being positioned adjacent to the bonding part along the rail part; And a frame collecting unit for collecting and stacking the thermocompressed frames.
Description
도 1은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치가 수행하는 작업의 개념을 설명하기 위한 개략적인 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the concept of operation performed by a heat sink attaching apparatus according to the present invention; FIG.
도 2는 본 발명에 따른 방열판 부착 장치에 대한 개략적인 평면도.2 is a schematic plan view of a heat sink attachment apparatus according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 프레임 공급부에 대한 개략적인 단면도.3 is a schematic cross-sectional view of a frame supply part of a heat sink attachment device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 커버 박리부에 대한 개략적인 단면도.4 is a schematic cross-sectional view of a cover peeling portion of a heat sink attachment device according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 방열판 공급부의 일 구성요소인 가이드 블록을 개략적으로 도시한 사시도.FIG. 5 is a perspective view schematically showing a guide block, which is a component of a heat radiating plate supplying unit of the heat sink attaching apparatus according to the present invention. FIG.
도 6은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 접착부의 프레임 위치정렬 수단을 개략적으로 도시한 평면도.6 is a plan view schematically showing a frame positioning means of a bonding portion of a heat sink attaching apparatus according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 접착부의 일 구성요소인 롤러 수단을 개략적으로 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view schematically showing a roller means which is one component of a bonding portion of a heat sink attaching apparatus according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 열압착부에 대한 개략적인 단면도. 8 is a schematic cross-sectional view of the thermocompression bonding portion of the heat sink attachment device according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 방열판 부착 방법을 개략적으로 도시한 흐름도. 9 is a flow chart schematically illustrating a method of attaching a heat sink according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
10 ...반도체 패키지용 프레임 20 ...양면 접착 테이프10 ... frame for
30 ...방열판 100 ...방열판 부착 장치30 ... Heat sink 100 ... Heat sink attachment
110 ...프레임 공급부 150 ...레일부110 ...
170 ...그리퍼부 200 ...커버 박리부170 ... Gripper
250 ...접착부 300 ...방열판 공급부250 ...
350 ...열압착부 380 ...프레임 회수부350 ...
본 발명은 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 프레임에 방열판을 자동으로 부착하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package, and more particularly to an apparatus and method for automatically attaching a heat sink to a frame laminated with a double-sided adhesive tape.
반도체 패키지 분야에서 티비지에이 반도체 패키지가 공지되어 있다. 이는 소정의 회로 패턴이 형성된 폴리이미드와 같은 물질로 된 테이프(이하 '회로 테이프'라 한다)가 금속제 프레임에 접착되고, 상기 회로 패턴은 반도체 패키지의 반도체 칩과 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결된 구조를 갖는다. 이러한 티비지에이 반도체 패키지는 높은 밀도의 회로를 수용할 수 있고, 전기적 특성이 우수하며, 열 방출성이 높기 때문에 컴퓨터 그래픽 카드, 게임기용 카드 등과 같은 주문형 제품 에 주로 사용된다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Tibie semiconductor packages are known in the field of semiconductor packages. This is because a tape (hereinafter referred to as a "circuit tape") made of a material such as polyimide on which a predetermined circuit pattern is formed is adhered to a metal frame and the circuit pattern is electrically connected to the semiconductor chip of the semiconductor package through wire bonding . Such a TJ semiconductor package can be used for customized products such as computer graphics cards, game cards, etc., because it can accommodate high-density circuits, has excellent electrical characteristics, and has high heat release properties.
통상적으로, 티비지에이 반도체 패키지는 회로 테이프가 열을 방출하는 방열판상에 직접 부착되는 원 피스형과, 지지역할을 하는 소위 '스티프너(stiffener)'라 불리는 프레임과 방열판(heat spreader)으로 된 복수개의 프레임 상에 부착되는 투 피스형으로 분류할 수 있다.Typically, a semiconductor package is a one-piece type in which a circuit tape is directly attached to a heat-radiating plate that radiates heat, a plurality of frames called a "stiffener" serving as a support and a heat spreader And can be classified into a two-piece type attached on a frame.
상기 투 피스형 티비지에이 반도체 패키지의 제조를 위해서는 각각 금속 재질인 상기 프레임과 방열판을 접착하는 공정이 필요한 바, 종래에는 부분적으로만 장치를 이용하였을 뿐 전체적으로는 작업자의 수작업에 의존하여 왔다.In order to manufacture the two-piece type semiconductor package, a process of bonding the frame and the heat sink to each other is required.
그리하여 작업자의 피로 현상이 빈번히 발생하고 특히 위치정렬시의 오차 발생이 증가하여 생산성이 감소되는 문제점이 있다. Thus, there is a problem that fatigue phenomenon of the worker frequently occurs, and in particular, error in position alignment is increased and productivity is reduced.
또한 인접 분야의 장치로서 국내 출원번호 10-1998-0056169의 발명에서 공지된 것과 같은 장치는, 접착 테이프 위에 피접착물을 정렬하여 위치시킨 후 단순히 금형으로 압착하는 과정으로 되어 있어 접착면에 공기층이 발생되는 것을 피할 수 없었고, 이로 인해 접착력이 약화되는 문제점이 있다. An apparatus such as that disclosed in Korean Patent Application No. 10-1998-0056169, which is an apparatus of a neighboring field, is a process of aligning an adherend on an adhesive tape and then simply pressing the adhesive onto a mold, thereby forming an air layer on the adhesive surface And thus the adhesive force is weakened.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은, 작업자는 프레임과 방열판의 적재 및 서로 접착되어 적재된 프레임의 회수만 하면 되는 자동화된 방열판 부착 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an automated heat sink attaching apparatus in which a frame and a heat sink are stacked together and a frame is stacked and bonded together.
본 발명의 다른 목적은, 프레임과 방열판의 접착시에 접착 테이프와 방열판 사이의 접착면에 공기층 형성이 억제되어 접착력이 강화될 수 있는 방열판 부착 장 치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a heat sink attachment device capable of suppressing air layer formation on an adhesion surface between an adhesive tape and a heat sink when bonding the frame and the heat sink, thereby enhancing the adhesive force.
본 발명의 목적은 또한, 방열판 부착 장치를 통해 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 방법을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a method of attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package through a heat sink attachment device.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 장치는, 상면이 커버로 덮인 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 반도체 패키지용 프레임을 장치내로 한 장씩 공급하는 프레임 공급부; 상기 공급된 프레임이 그것을 따라 이동하며, 순차적인 일련의 작업이 가능하도록 일방향으로 연장된 레일부; 상기 프레임을 상기 레일부를 따라 이송시키는 복수의 그리퍼를 구비하여 된 그리퍼부; 상기 프레임에서 양면 접착 테이프의 커버를 박리하는 것으로, 상기 레일부를 따라 프레임 공급부에 인접하여 위치하는 커버 박리부; 상기 커버가 박리된 프레임 위에 방열판을 위치정렬하여 한 장씩 공급하는 방열판 공급부; 상기 프레임과 방열판을 위치정렬하여 가접착하고 롤러로 가압하는 것으로, 상기 레일부를 따라 상기 커버 박리부에 인접하여 위치하는 접착부; 상기 롤러로 가압된 프레임을 히터가 내장된 금형으로 열압착하는 것으로, 상기 레일부를 따라 상기 접착부에 인접하여 위치하는 열압착부; 및 상기 열압착된 프레임을 회수하여 적재하는 프레임 회수부;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package, comprising: a frame supply unit for supplying a semiconductor package frame laminated with a double-sided adhesive tape, A rail extending in one direction so that the supplied frame moves along it, and a sequential series of operations is possible; A gripper portion having a plurality of grippers for transporting the frame along the rail portion; A cover peeling portion located adjacent to the frame feeding portion along the rail portion by peeling the cover of the double-sided adhesive tape in the frame; A heat radiating plate supply unit for aligning the heat radiating plates on the frame on which the cover is peeled and supplying the heat radiating plates one by one; A bonding portion positioned adjacent to the cover peeling portion along the rail portion by aligning the frame and the heat sink with each other and pressing them with a roller; A thermocompression bonding part thermocompression-bonding the frame pressed by the roller with a mold having a heater, the thermocompression bonding part being positioned adjacent to the bonding part along the rail part; And a frame collecting unit for collecting and stacking the thermocompressed frames.
본 발명 방열판 부착 장치에 있어서, 커버 박리부에서 가접착부까지 및 가접착부에서 열압착부까지 프레임을 이송하는 그리퍼는 핀 그리퍼인 것이 바람직하다.In the heat sink attaching apparatus of the present invention, it is preferable that the gripper for transferring the frame from the cover peeling portion to the adhering portion and from the adhering portion to the thermocompression portion is a pin gripper.
본 발명 방열판 부착 장치의 상기 커버 박리부는, 상기 프레임을 공급하는 컨베이어, 상기 프레임의 접착 테이프 커버에 부착되어 상기 프레임으로부터 상기 커버를 벗겨내는 점성 테이프, 상기 점성 테이프가 연속 공급 및 회수될 수 있도록 하는 점성 테이프 공급릴 및 회수릴, 및 상기 점성 테이프가 상기 커버와 접촉되도록 접근시키는 실린더 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.The cover releasing portion of the heat sink attaching device of the present invention includes a conveyor for supplying the frame, a viscous tape attached to the adhesive tape cover of the frame to peel the cover from the frame, A viscous tape supply reel and a retracting reel, and a cylinder means for making the viscous tape come into contact with the cover.
본 발명 방열판 부착 장치에 있어서, 상기 접착부의 롤러에는 히터가 내장되는 것을 특징으로 한다.In the heat sink attaching apparatus of the present invention, a heater is embedded in the roller of the adhering section.
상기 접착부는 상기 프레임이 밀착되는 기준 블록과, 상기 기준 블록으로 상기 프레임을 미는 푸셔를 구비하여 구성된 프레임 위치정렬 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The adhesive portion may further comprise frame positioning means configured to include a reference block to which the frame is closely attached and a pusher for pushing the frame with the reference block.
방법 발명의 측면에서 본 발명에 따른 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 방법은, 상면이 커버로 덮인 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 반도체 패키지용 프레임을 한 장씩 공급하는 단계; 상기 프레임에서 양면 접착 테이프의 커버를 박리하는 단계; 상기 커버가 박리된 프레임과 방열판을 위치정렬하여 가접착하고 롤러로 가압하는 단계; 상기 롤링 접착된 프레임을 히터가 내장된 금형으로 열압착하는 단계; 및 상기 열압착된 프레임을 적재하는 단계;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package according to the present invention, comprising the steps of: feeding a frame for a semiconductor package laminated with a double-sided adhesive tape whose top surface is covered with a cover; Peeling the cover of the double-faced adhesive tape in the frame; Aligning the heat-radiating plate with the peeled frame so that the cover adheres and presses the heat-radiating plate with the roller; Thermally bonding the rolled bonded frame to a mold having a built-in heater; And a step of stacking the thermocompressed frame.
이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 장치(이하 '방열판 부착 장치')가 수행하는 작업의 개념을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the concept of the operation performed by a device for attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package according to the present invention (hereinafter referred to as a 'heat sink attaching device').
도면을 참조하면, 본 실시예에서 사용되는 반도체 패키지용 프레임(10)은 단위 프레임(11) 네 개가 일렬로 형성된 금속재질의 스트립 형태이다. 각 단위 프레임(11)의 중앙부에는 반도체칩(미도시)이 실장되는 캐비티(12)가 형성되어 있다. 스트립 형태의 프레임(10)의 코너 네 곳에는 각각 방열판(30)과 위치정렬을 위한 가이드홀(13)이 형성되어 있다. Referring to the drawings, a
상기 프레임(10)은 그 상면에 양면 접착 테이프(20)가 라미네이팅된 상태로 본 발명의 장치내로 공급된다. 상기 양면 접착 테이프(20)의 상면은 본 발명 장치내에서 방열판(30)에 접착될 부분으로 접착단계 전까지는 커버(21)로 덮여 있다.The
상기 방열판(30)은 상기 프레임(10)에 대응하여 단위 방열판(31) 네 개가 일렬고 형성된 금속재질의 스트립 형태이다. 스트립 형태의 방열판(30)의 코너 네 곳에는 각각 프레임의 가이드홀(13)에 대응하는 가이드홀(32)이 형성되어 있어, 방열판(30)과 상기 프레임(10)이 정확히 겹쳐져서 부착될 수 있도록 한다. 부착과정에 대한 자세한 사항은 후술될 것이다. The
도 2는 본 발명에 따른 방열판 부착 장치에 대한 개략적인 평면도이다.2 is a schematic plan view of a heat sink attaching apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 장치는 작업을 위해 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 반도체 패키지용 프레임이 공급되는 프레임 공급부(110), 레일부(150), 상기 레일부(150)를 따라 프레임을 이동시키는 그리퍼부(gripper part,170), 양면 접착 테이프의 커버를 제거하는 커버 박리부(200), 및 방열판을 공급하는 방열판 공급부(300)를 구비한다. 또한 상기 프레임과 방열판을 위치정렬하여 가접착하고 롤링하는 접착부(250), 이를 열압착하는 열압착부(350), 및 열압착된 프레임을 회수 하여 적재하는 프레임 회수부(380)를 구비한다.Referring to the drawings, the apparatus of the present invention includes a
프레임 공급부(110) 및 프레임 회수부(380)에는 작업을 시작하기 위해, 또는 작업이 완료된 프레임을 적재하기 위한 카세트가 구비된다. 프레임 공급부(110)에는 카세트가 세 개 구비되어, 이중 두 개의 카세트(111,112)에는 작업을 대기하는 프레임이 적재되고, 나머지 하나의 카세트(113)에는 상기 프레임이 레일부(150)로 이송된 후 남겨진 프레임 사이의 간지가 이송되어 적재된다. 프레임 회수부(380)에도 또한 작업을 마친 프레임이 적재되는 두 개의 카세트(381,382)뿐 아니라 간지가 적재되는 하나의 카세트(383)가 더 구비되어, 적재되는 프레임 사이사이에 상기 카세트(383)로부터 이송되는 간지가 개재되도록 한다. The
방열판 공급부(300)에도 방열판을 공급하기 위한 두 개의 카세트(301,302)와, 간지를 회수하기 위한 한 개의 카세트(303)가 구비된다. The heat radiating
프레임 공급부(110)와 회수부(380)에는 레일부(150)와 카세트(111 내지 113,381 내지 383) 사이에서 프레임을 한 장씩 이동시키기 위한 프레임 이동 수단(130,400)이 각각 구비된다. 상기 프레임 이동 수단(130,400)은 각각 서보모터(131,401)와, 이의 구동력을 전달하는 타이밍 벨트(132,402), 이에 연결되어 회전 가능한 볼스크류(133,403), 및 상기 볼스크류와 맞물리는 너트를 구비한 보디(135,405)를 포함하여 구성되는 메커니즘에 의해, X축 방향으로 연장된 레일부(150)에 수직한 Z축 방향으로 직선운동 가능하다.The
방열판 공급부(300)에도 방열판을 카세트(301 내지 303)와 가이드 블록(345) 사이에서 한 장씩 이동시키기 위한 제 1 방열판 이동 수단(310), 및 상기 가이드 블록(345)과 접착부(250) 사이에서 이동시키기 위한 제 2 방열판 이동 수단(330)이 구비된다. 이들(310,330)은 상기 프레임 이동 수단(130,400)에서 설명한 바와 마찬가지로 서보모터(311,331), 타이밍 벨트(312,332), 볼스크류(313,333) 및 보디(314,334)를 포함하여 구성되는 메커니즘에 의해, Z축 방향으로 직선운동 가능하다. The heat radiating
도 3은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 프레임 공급부에 대한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a frame supply unit of the heat sink attachment apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 프레임 공급부의 카세트(111)는 위로 개방되어 있고, 적재되어 있는 '양면 접착 테이프가 라미네이팅된 프레임'(이하 '프레임(10,20)'라 함)과 간지(50)를 지지하는 플레이트(121) 및 상기 플레이트(121)를 승강시키는 샤프트(122)를 구비한다. 상기 샤프트(122)는 리니어 모터(123)의 구동에 의해 상기 프레임(10,20)과 간지(50)가 적재 또는 제거된 만큼 단계적으로 하강 또는 상승할 수 있다. 도면에는 하나의 카세트(111)만이 도시되었으나, 다른 카세트(112,113)도 동일한 구조를 가짐을 쉽게 알 수 있을 것이다. Referring to the drawing, the
프레임 이동 수단(130)인 프레임 로더(loader)에는 진공흡착노즐(140)이 구비된다. 이는 프레임(10,20)을 손상없이 상기 로더(130)에 흡착시켜 이동할 수 있도록 보장한다. 상기 로더(130)는 실린더(136)를 포함한 구동 메커니즘에에 의해 Y축 방향 운동이 가능하다.The frame loader, which is the frame moving means 130, is equipped with a
도 2 및 도 3를 참조하여 상기 로더(130)의 작동을 설명하면, 먼저 로더(130)는 최초 위치에서 프레임(10,20)이 적재된 카세트(111)의 위치까지 Z축 방향 직선운동을 하고 다시 프레임(10.20)과 근접하도록 Y축 방향 직선운동을 한다. 이 상태에서 진공흡착노즐(140)이 작동하여 카세트(111)의 가장 위에 위치한 프레임(10,20)이 손상없이 로더(130)에 부착된다. 이와 같이 프레임(10,20)이 부착된 로더(130)는 다시 일련의 직선운동을 통해 레일부(150)에 근접하게 이동하며, 상기 진공흡착노즐(140)의 작동 멈춤에 의해 상기 프레임이 레일부(150) 위에 안착된다. 로더(130)는 동일한 일련의 동작으로 프레임(10,20) 사이에 개재된 간지(50)를 별도의 카세트(113)에 적재할 수 있다. 2 and 3, the
도 3에 도시되진 않았으나 프레임 회수부(380)의 카세트(381 내지 383)와 프레임 이동 수단인 언로더(400), 및 방열판 공급부(300)의 카세트(301 내지 303)와 제 1, 제 2 방열판 이동 수단(310,330)도 도 3에 도시된 바와 같은 구조로 된 것임을 쉽게 알 수 있을 것이다. 프레임 회수부(380)는 상기 프레임 공급부(110)의 작동과 대응하여 작업이 완료된 프레임의 보호를 위해 간지를 사이에 개재하는 과정을 함께 수행한다. Although not shown in FIG. 3, the
도 2을 참조하면, 레일부(150)는 X축 방향으로 연장된 한 쌍의 레일을 구비하여 구성되며, 프레임의 가장자리만이 상기 레일에 접촉하여 각 작업부로 이동되므로 단위 프레임의 손상이 방지될 수 있다. Referring to FIG. 2, the
레일부(150)에 안착된 프레임은 그리퍼부(170)에 의해 각 작업부 사이를 이동한다. 도 2에는 커버 박리부(200)에서 접착부(250)까지, 및 접착부(250)에서 열압착부(350)까지 프레임을 이송하는 제 1, 제 2 핀 그리퍼(171,181)만이 도시되어 있다. 핀 그리퍼들(171,181)의 ㄱ자형 그리퍼 바(gripper bar,172,182)는 프레임의 단부 모서리와 접촉하여 레일부(150)를 따라 프레임을 밀어 이송한다. 상기 핀 그리퍼들(171,181)은 상기 로더(130)와 마찬가지로 각각 서보모터(175,186), 타이밍 벨트(176,186), 이에 연결되는 볼스크류(177,187), 및 상기 볼스크류와 맞물려 이를 따라 이동하는 너트를 포함하여 구성되는 메커니즘에 의해 레일부(150)를 따라 X축 방향으로 직선운동 가능하다. 또한 도시되진 않았으나 실린더를 구비한 메커니즘에 의해 Y축 방향(X축 및 Z축에 대해 수직한 방향)으로의 승강운동이 가능하다.The frames that are seated on the rail part (150) move between the work parts by the gripper part (170). 2 shows only the first and
커버(도 1의 21)가 벗겨진 상태의 양면 접착 테이프(도 1의 20)의 접착면에 자국이 생기지 않도록 하기 위해 핀 그리퍼가 적용되는 것이 바람직하다. 따라서 로더(130)에 의해 프레임이 안착되는 레일상의 지점에서 커버 박리부(200)까지, 및 열압착부(350)에서 언로더(400)에 의해 프레임이 흡착되는 레일상의 지점까지에 있어서는 핀 그리퍼가 아닌 별개의 그리퍼들(미도시)이 적용될 수도 있다. It is preferable that a pin gripper is applied so as to prevent marks on the adhesive surface of the double-sided adhesive tape (20 in Fig. 1) in a state in which the cover (21 in Fig. 1) is peeled off. Therefore, from the point on the rail where the frame is seated by the
도 4는 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 커버 박리부를 나타낸 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view illustrating a cover peeling unit of the heat sink attachment apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 커버 박리부(200)는 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 프레임(10,20)의 커버(21)와 접촉하여 이를 프레임(10,20)으로부터 이탈시키는 점성 테이프(201)와, 상기 점성 테이프(201)를 릴 투 릴(reel to reel) 형태로 연속적으로 공급 및 회수하는 공급릴(202) 및 회수릴(203)을 구비한다. 상기 점성 테이프(201)는, 실린더(204) 구동에 의해 Y축 방향으로 이동 가능한 롤러(205)의 원주면을 따라 주행하여 상기 커버(21)와 접촉한다. 점성 테이프(201)와 접촉된 커버(21)는 도시된 바와 같이 점성 테이프(201)에 붙어서 회수 릴(203)에 함께 감긴 다. 상기 실린더(204)는 마이크로미터(206)에 의해 그 하강량이 조절되고 레귤레이터(미도시)에 의해 그 하강력이 조절되므로, 상기 롤러(205)에 의한 프레임(10,20)의 과도한 가압없이 점성 테이프(201)가 커버(21)에 접촉될 수 있다.Referring to the drawings, a
커버 박리부(200) 내에서 프레임(10,20)은, 컨베이어 벨트(241)와 복수의 벨트 이송 롤러(242)를 구비한 컨베이어(240)에 의해 X축의 음의 방향으로 이송된다. The
공급릴(202) 측에는 점성 테이프(201)의 장력 조절을 위한 장력 조절 수단(230)이 구비된다. 상기 장력 조절 수단(230)은 LM 가이드(231), 상기 LM 가이드(231)를 따라 승강 가능하게 결합된 웨이트 블록(232), 상기 웨이트 블록(232)의 일 측단에 장착되어 동조하여 승강 가능한 롤러(233), 및 상기 웨이트 블록(232)의 타 측단에 밸런스 유지를 위해 연결된 스프링(234)을 구비하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 롤러(233)의 원주면을 따라 주행하는 점성 테이프(201)가 느슨해지면 롤러(233)가 하강하고, 반대로 상기 점성 테이프(201)가 너무 팽팽해지면 롤러(233)가 상승하여 점성 테이프(201)가 적절한 장력을 유지할 수 있다. Tension adjusting means 230 for adjusting the tension of the
커버 박리부(200)에는 점성 테이프 공급릴(202)측 및 점성 테이프 회수릴(203)측에 각각 롤 피더(210,220)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 롤 피더(210,220)는 실린더(211,221) 구동에 의해 점성 테이프(201)를 가압하는 아이들 롤러(213,223), 및 서보모터(미도시)의 회전력에 의해 회전하는 구동 롤러(213,223)가 점성 테이프(201)를 사이에 개재하고 마주 보는 구성으로, 상기 점성 테이프(201)의 원활한 이송을 돕는다.It is preferable that the
점성 테이프(201)의 주행 방향을 굴절시키는 일련의 주행 롤러(245 내지 248)를 포함하여 커버 박리부(200)의 롤러들은 실리콘 코팅된 원주면을 구비하는 것이 바람직하다. 점성 테이프(201)가 롤러에 붙지 않고 원활하게 주행할 수 있도록 하기 위함이다.It is preferable that the rollers of the
상기 커버 박리부(200)의 작용을 설명하면, 공급릴(202)로부터 연속 공급된 점성 테이프(201)가 컨베이어(240)에 의해 연속 이송되는 프레임(10,20)과 접촉한다. 이에 의해 상기 커버(21)가 상기 프레임(10,20)으로부터 이탈하여 점성 테이프(201)에 부착되고, 상기 커버(21)가 부착된 점성 테이프(201)는 회수릴(203)에 감겨 회수된다.The
도 5는 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 방열판 공급부의 일 구성요소인 가이드 블록을 개략적으로 도시한 사시도이다. 가이드 블록은 프레임에 부착될 방열판을 최초로 위치정렬하는 역할을 한다. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a guide block, which is a component of a heat radiating plate supplying unit of the heat sink attaching apparatus according to the present invention. The guide block serves to initially align the heat sink to be attached to the frame.
도면을 참조하면, 가이드 블록(345)은 방열판의 면적과 실질적으로 일치하는 편평한 베이스(346), 및 상기 베이스(346)의 사방 측면 모서리에서 Y축 방향으로 연장된 측벽(347)을 구비하여 일체로 형성되어 있다. 상기 측벽(347)은 베이스(346)를 향해 경사진 경사면(348)을 구비하며, 상기 베이스(346)와 경사면(348) 사이에는 단차면(349)이 형성되어 있다. Referring to the drawing, the
상기 가이드 블록(345)의 작용을 설명하면, 방열판(30)이 제 1 방열판 이동 수단(도 2의 310)에 의해 가이드 블록(345)의 위로 이동하고, 진공흡착노즐(미도시)의 작동 오프(off)에 의해 자유낙하한다. 자유낙하한 방열판(30)은 경사면(348)에 의해 가이드되어 미끄러지면서 베이스(346)에 안착한다. 상기 베이스(346)의 면 적이 실질적으로 방열판(30)의 면적과 동일하고, 또한 경사면(348)과의 사이에 단차면(349)이 형성되어 있어 방열판(30)은 움직일 수 없으며 위치정렬의 흐트러짐이 억제될 수 있다. The
이와 같이 가이드 블록(345)에 의해 위치정렬된 방열판(30)은 제 2 방열판 이동 수단(도 2의 330)에 의해 접착부(250)로 이송된다. 상기 제 2 방열판 이동 수단에는 방열판의 가이드홀(32)에 대응하는 복수의 가이드핀(미도시)이 형성된다. 제 2 방열판 이동 수단에 의한 방열판(30)의 이송중에 상기 가이드홀(32)은 상기 가이드핀(미도시)에 의해 관통되어 있어 방열판(30)의 위치정렬이 흐뜨러짐이 억제될 수 있다. The
도 6은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 접착부의 프레임 위치정렬 수단을 개략적으로 도시한 평면도이다.6 is a plan view schematically showing a frame positioning means of a bonding portion of a heat sink attaching apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 프레임 위치정렬 수단(260)은 프레임(10,20)을 지지하는 다이(261), 상기 다이에 고정 결합된 것으로 상기 프레임(10,20)의 일 측면이 밀착하여 위치정렬되는 기준 블록(270), 및 상기 프레임(10,20)이 기준 블록에 밀착되도록 실린더(263) 구동에 의해 상기 프레임(10,20)을 미는 푸셔(262)를 구비한다. 상기 푸셔(262)가 프레임(10,20)을 밀 때 상기 기준 블록(270)이 Z축 방향으로 밀리지 않도록 다이(261) 측면을 지지하는 스토퍼(271) 및 기준 블록(270)의 정밀한 각도 조절을 위한 마이크로미터(272)를 또한 구비한다. Referring to the drawings, the frame positioning means 260 includes a
상기 위치정렬 수단의 작용을 설명하면, 프레임(10,20)이 핀 그리퍼(도 2의 171)에 의해 X축의 음의 방향으로 진입하여 다이(261) 위의 소정 위치에서 정지함 으로써, 프레임(10,20)의 X축 방향 위치정렬이 완성된다. 상기 정지된 프레임(10,20)을 실린더(263)에 의해 구동되는 푸셔(262)가 밀어 정지된 기준 블록(270)에 밀착시킴으로써, Z축 방향 위치정렬이 완성된다. The
위치정렬된 후 프레임(10,20)으로부터 Y축 방향으로 소정 거리 이격된 위치까지 방열판(도 5의 30)을 이송한 제 2 방열판 이동 수단(미도시)은 상기 프레임(10,20)을 향하여 하강하고, 제 2 방열판 이동 수단의 가이드핀(미도시)이 프레임(10,20)의 가이드홀(13)을 관통한다. 이 상태에서 상기 제 2 방열판 이동 수단의 진공흡착노즐(미도시)을 작동 오프(off)하면 이미 가이드홀(도 5의 32)이 관통되어 이송된 방열판(도 5의 30)이 상기 가이드핀(미도시)을 따라 하강하여 프레임(10,20)에 정확히 포개지며 양면 접착 테이프(20)에 가접착된다. 제 2 방열판 이동 수단(미도시)이 다음 방열판의 이송을 위해 가이드 블록(도 5의 345)을 향해 이동하면, '방열판이 포개진 프레임'(이하 '프레임(10,20,30)'이라 함)은 후술할 롤링을 대기하는 상태로 남겨진다. The second heat sink moving means (not shown) that transfers the heat sink (30 in FIG. 5) from the frame (10, 20) to a position spaced apart from the frame (10, 20) And the guide pins (not shown) of the second heat sink moving means pass through the guide holes 13 of the
도 7은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 접착부의 일 구성요소인 롤러 수단을 개략적으로 도시한 단면도이다. 상기 롤러 수단은 가접착된 프레임(10,20,30)을 가압 롤링하여 접착하는 수단으로서 제공된다. 7 is a cross-sectional view schematically showing a roller means, which is one component of a bonding portion of a heat sink attaching apparatus according to the present invention. The roller means is provided as means for pressurizing and rolling the bonded frames (10, 20, 30).
도면을 참조하면, 상기 롤러 수단(280)에는 상기 프레임(10,20,30)을 구름 가압하도록 실린더(미도시) 구동으로 승강되는 롤러(281)와 롤러 하우징(282), 및 상기 롤러(281)의 승강 높이를 미세 조절하기 위한 마이크로미터(283)가 구비된다. 상기 롤러(281)의 내부에는 히터(미도시)가 내장되어 롤링에 의한 프레임(10,20,30)의 접착을 돕는다. 상기 롤러(281)는 도 2에서 설명한 바와 마찬가지로 서보모터(291)와, 이의 구동력을 전달하는 타이밍 벨트(292), 이에 연결되어 회전 가능한 볼스크류(293), 및 상기 볼스크류와 맞물리는 너트(미도시)를 구비한 하우징(282)을 포함하는 구성에 의해 X축 방향으로 구르면서 이동 가능하다. Referring to the drawings, the
프레임(10,20,30)의 방열판(30)을 가압하며 구르는 롤러(281)에 의해 양면 접착 테이프(20)와 방열판(30)의 접착면 사이에 공기층의 생성을 억제할 수 있고, 그 접착력도 강화할 수 있다.The generation of an air layer between the adhesive surface of the double-sided
도 8은 본 발명에 따른 방열판 부착 장치의 열압착부에 대한 개략적인 단면도이다. 8 is a schematic cross-sectional view of the thermocompression bonding portion of the heat sink attachment device according to the present invention.
도면을 참조하면, 열압착부(350)는 프레임(10,20,30)을 가압하는 상부 및 하부 금형(351,360)을 구비한다. 상기 금형들(351,360)은 실린더(353,363)에 의해 각각 Y축 방향으로 승강 가능하고, 적어도 하부 금형(360)에는 히터(미도시)가 내장되어 상기 프레임(10,20,30)의 견고한 접착을 돕는다. 상부 금형(351)의 프레스면은 탄성재료층, 바람직하게는 실리콘 러버층(352)가 형성되어 프레임(10,20,30)이 상부 금형(351)과 접촉하여 손상되는 것을 방지한다. Referring to the drawings, the
방열판(30)이 가접착된 후 롤링된 프레임(10,20,30)은 핀 그리퍼(도 2의 181)에 의해 열압착부(350)로 진입한다. 진입한 상기 프레임을 열압착부(350)의 상기 금형들(351,360)이 각각 하강 및 상승하여 열압착함으로써 방열판이 단단히 부착된 프레임이 완성된다. 이 프레임(10,20,30)은 상술한 프레임 회수부(도 2의 380)에 의해 회수되어 간지를 사이에 개재하여 적재된다.
After the
도 9에는 본 발명에 따른 반도체 패키지용 프레임에 방열판을 부착하는 방법이 개략적인 흐름도로써 도시되어 있다. 이러한 방법은 도 2 내지 도 8에서 설명된 본 발명의 장치를 이용하여 수행될 수 있다.9 is a schematic flow diagram of a method of attaching a heat sink to a frame for a semiconductor package according to the present invention. This method can be performed using the apparatus of the present invention described in Figs. 2-8.
도면을 참조하면, 상기 방법은 양면 접착 테이프가 라미네이팅된 프레임을 한 장씩 공급하는 단계(S110), 상기 양면 접착 테이프의 커버를 박리하는 단계(S120), 상기 커버가 박리된 프레임과 방열판을 위치정렬하여 가접착한 후 롤링하는 단계(S130), 상기 롤링 접착된 프레임을 히터가 내장된 금형으로 열압착하는 단계(S140), 및 상기 열압착된 프레임을 카세트에 적재하는 단계(S150)을 구비하여 구성된다. 상기 방열판은 한 장씩 위치정렬되어 프레임과의 가접착을 위해 공급된다(S210). The method includes the steps of supplying a frame laminated with a double-sided adhesive tape one by one (S110), peeling the cover of the double-sided adhesive tape (S120), aligning the frame and the heat sink (S140) of thermocompression bonding the rolled bonded frame with a mold having a heater (S140), and stacking the thermocompressed frame on a cassette (S150) . The heat sinks are positioned one by one and supplied for adhesion to the frame (S210).
도 2와 비교하여 보면, 상기 프레임을 공급하는 단계(S110)는 본 발명 장치의 프레임 공급부(110)에 의해, 양면 접착 테이프의 커버를 박리하는 단계(S120)는 커버 박리부(200)에 의해, 방열판과 프레임을 가접착 및 롤링 접착하는 단계(S130)는 접착부(250)에 의해, 프레임을 열압착하는 단계(S140)는 열압착부(350)에 의해, 프레임을 적재하는 단계(S150)는 프레임 회수부(380)에 의해, 그리고 방열판을 위치정렬하여 공급하는 단계(S210)는 방열판 공급부(300)에 의해 각각 수행될 수 있음을 알 것이다. 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 8에서 이미 상술되었으므로 생략한다.2, step S110 of feeding the frame is performed by the
이상에서 설명한 본 발명에 따른 방열판 부착 장치 및 방법에 의해, 자동화 된 공정으로 프레임에 방열판을 견고히 부착할 수 있어 작업자의 피로에 의한 불량 발생이 억제될 수 있고 생산성이 향상될 수 있다.According to the apparatus and method for attaching a heat sink according to the present invention described above, it is possible to firmly attach the heat sink to a frame by an automated process, thereby preventing occurrence of defects due to fatigue of the operator and improving productivity.
또한 롤링에 의한 가압과정을 적용함으로써 양면 접착 테이프와 방열판 사이의 접착면에 공기층 형성이 억제되어 프레임과 방열판 사이의 접착력이 향상될 수 있다.Also, by applying a pressing process by rolling, the formation of an air layer on the bonding surface between the double-sided adhesive tape and the heat sink can be suppressed, so that the adhesive force between the frame and the heat sink can be improved.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
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