KR100921952B1 - Semiconductor chip cartridge and bonding apparatus using this - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체칩을 공급하는 새로운 구조일 뿐만 아니라 컴팩트하게 구성되어 제조공정을 대폭적으로 간소화시킬 수 있는 반도체칩 카트리지와 컴팩트한 구조에 의해 반도체칩 카트리지를 교체 가능하도록 구비되어 생산성을 대폭적으로 증가시킬 수 있는 본딩장치에 관한 것이다.The present invention is not only a new structure for supplying a semiconductor chip but also a semiconductor chip cartridge and a compact structure, which are compactly configured and can greatly simplify the manufacturing process, and thus the semiconductor chip cartridge can be replaced, thereby greatly increasing productivity. It relates to a bonding device that can be.
본 발명에 따르면, 상상단에 장착구(32)가 구비되고 일면에 구동수단에 의해 단속적으로 회전되는 한 쌍의 권취축(33)이 간격을 두고 구비되는 카트리지본체(31)와, 상기 권취축(33)에 착탈 가능하게 구비되는 한 쌍의 권취코어(34)에 의해 양단이 결합되며 일면의 길이방향으로 다수의 반도체칩(12)이 접착된 테이프가 감긴 테이프롤(35)과, 상기 테이프롤(35)의 테이프가 V자 형상을 이루면서 텐션을 유지하도록 상기 카트리지본체(31)의 하부측에 구비된 지지부(36)를 포함하여 이루어지며, 상기 반도체칩(12)은 상기 지지부(36)에 의해 상기 카트리지본체(31)의 하단에 개별적으로 정렬되는 반도체칩 카트리지가 제공된다. According to the present invention, the mounting body 32 is provided at the imaginary end, and the cartridge body 31 having a pair of winding shafts 33 intermittently rotated by a driving means on one surface at intervals, and the winding shafts. A tape roll 35 on which both ends are coupled by a pair of winding cores 34 detachably provided at (33), and a tape on which a plurality of semiconductor chips 12 are bonded in a longitudinal direction of one surface thereof, and the tape It comprises a support portion 36 provided on the lower side of the cartridge body 31 to maintain the tension of the tape of the roll 35 in the V shape, the semiconductor chip 12 is the support portion 36 Thereby provided a semiconductor chip cartridge that is individually aligned to the lower end of the cartridge body 31.
기판, 반도체칩, 카트리지, 테이프롤, 본딩장치 Board, Semiconductor Chip, Cartridge, Tape Roll, Bonding Device
Description
본 발명은 반도체칩 카트리지와 이를 이용한 본딩장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체칩을 공급하는 새로운 구조일 뿐만 아니라 컴팩트하게 구성되어 제조공정을 대폭적으로 간소화시킬 수 있는 반도체칩 카트리지와 컴팩트한 구조에 의해 반도체칩 카트리지가 교체가능하도록 구비되어 생산성을 대폭적으로 증가시킬 수 있는 본딩장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor chip cartridge and a bonding apparatus using the same. More particularly, the present invention relates to a semiconductor chip cartridge and a compact structure, which are not only a novel structure for supplying a semiconductor chip but also are compactly configured to greatly simplify the manufacturing process. The present invention relates to a bonding apparatus provided with a replaceable semiconductor chip cartridge, which can greatly increase productivity.
일반적으로 반도체 패키지 제조공정이나 RFID 태그 제조공정에서는 웨이퍼에서 절단(sawing)된 칩을 회로패턴이나 안테나가 인쇄된 기판 또는 시트 상에 본딩하는 제조과정을 거치게 된다. 특히, 반도체 패키지의 본딩과정은 칩을 기판에 결합하여 상호 전기적으로 접속시키는 과정으로, 기존에는 칩을 기판에 안착시키는 다이 본딩 후에, 칩과 기판의 회로면을 와이어로 상호 결합하는 와이어 본딩을 행하는 것이 일반적인 것이었으나, 이는 패키지의 크기와 무게 그리고 전기적 성능을 향상시키는 데에 한계가 있을 뿐만 아니라 제조공정이 복잡한 문제가 있는 것으로, 근래에 와서는 기존의 와이어 본딩을 채용하지 않고 칩의 회로면이 직접 기판에 접속되도록 거꾸로 부착시키는 플립칩(Flip chip) 본딩이 개발되어 있다.In general, a semiconductor package manufacturing process or an RFID tag manufacturing process undergoes a manufacturing process of bonding a chip cut from a wafer onto a substrate or sheet on which a circuit pattern or an antenna is printed. In particular, the bonding process of a semiconductor package is a process of bonding a chip to a substrate and electrically connecting them to each other. In the past, after a die bonding in which a chip is seated on a substrate, wire bonding is performed to bond the chip and the circuit surface of the substrate to wires. Although this is a common one, it is not only limited to improving the size, weight, and electrical performance of the package, but also has a complicated manufacturing process. In recent years, the circuit surface of the chip is not adopted without employing conventional wire bonding. Flip chip bonding has been developed for attaching upside down to be directly connected to a substrate.
이와 같은 플립칩 본딩방법은 기판에 칩을 부착할 때에 칩의 회로 접점이 기판에 직접적으로 접속되도록 칩을 오버턴(overturn)하는 것을 제외하면 상기 다이 본딩 또는 안테나의 접점에 칩을 본딩하는 RFID 태그 인레이(Inlay)의 제조공정과 같이 와이어 본딩을 행하지 않는다는 점에서 상당히 유사하며, 전술된 플립칩 본딩, 다이 본딩 또는 RFID 태그 인레이와 같이 웨이퍼 상에서 개별적으로 절단된 반도체칩이 기판에 본딩된 일례가 도 1에 도시되어 있다. The flip chip bonding method is an RFID tag that bonds a chip to a die bonding or antenna contact except that the chip is overturned so that a circuit contact of the chip is directly connected to the substrate when the chip is attached to the substrate. It is very similar in that it does not perform wire bonding as in the manufacturing process of an inlay, and an example in which a semiconductor chip individually cut on a wafer is bonded to a substrate such as flip chip bonding, die bonding, or RFID tag inlay described above. 1 is shown.
도 1은 라벨용 RFID태그 인레이의 일례를 도시한 것으로, 안테나(11)가 인쇄된 시트(10) 상에 반도체칩(12)이 본딩되어 있는데, 이와 같이 반도체칩(12)을 시트(10) 또는 기판에 본딩하기 위한 장치는, 일측에서 회로패턴이 인쇄된 시트(10)(또는 기판)가 연속적으로 공급되고, 타측에는 반도체칩(12)이 개별적으로 절단된 상태의 웨이퍼가 공급되며, 상기 시트(10)과 웨이퍼 사이에는 반도체칩(12)을 픽업하여 시트(10) 상으로 이동시켜 본딩하기 위해 왕복운동되도록 구비되어 있다. 이러한 픽 엔 플레이스(Pick & Place)방식에 의한 본딩장치는 픽업위치 또는 본딩위치에서 수직운동되는 픽업 및 본딩수단과, 이 픽업 및 본딩수단이 수평이동되도록 가이드레일을 포함하여 이루어진다.1 illustrates an example of an RFID tag inlay for a label, in which a
하지만, 이러한 구성에 의하면, 상기 픽업 및 본딩수단은 웨이퍼 상의 픽업위치에서 수직운동되어 반도체칩(12)을 픽업하고, 상기 가이드레일을 따라 시 트(10) 상의 본딩위치로 수평운동되며, 본딩위치에서 다시 수직운동하여 본딩이 이루어지게 되므로 본딩속도가 매우 느리고, 이에 의해 생산성이 떨어지는 단점이 있으며, 또한 수직 또는 수평운동되도록 장치를 구성해야 하므로 그에 따른 구성이 복잡해지는 단점이 있다.However, according to this configuration, the pick-up and bonding means are vertically moved at the pick-up position on the wafer to pick up the
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 교체 또는 착탈이 용이하도록 카트리지 형태로 반도체칩을 공급하여 본딩속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있는 새로운 구조를 제공할 뿐만 아니라 그 구성이 컴팩트하여 제조공정을 대폭적으로 간소화시킬 수 있는 반도체칩 카트리지와 이를 이용한 본딩장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems as described above, to provide a new structure that can significantly improve the bonding speed by supplying a semiconductor chip in the form of cartridge to facilitate replacement or detachment, as well as manufacturing a compact structure It is to provide a semiconductor chip cartridge and a bonding apparatus using the same, which can greatly simplify the process.
본 발명의 특징에 따르면, 상단에 장착구(32)가 구비되고 일면에 구동수단에 의해 단속적으로 회전되는 한 쌍의 권취축(33)이 간격을 두고 구비되는 카트리지본체(31)와, 상기 권취축(33)에 착탈 가능하게 구비되는 한 쌍의 권취코어(34)에 의해 양단이 결합되며 일면의 길이방향으로 다수의 반도체칩(12)이 접착된 테이프가 감긴 테이프롤(35)과, 상기 테이프롤(35)의 테이프가 V자 형상을 이루면서 텐션을 유지하도록 상기 카트리지본체(31)의 하부측에 구비된 지지부(36)를 포함하여 이루어지며, 상기 반도체칩(12)은 상기 지지부(36)에 의해 상기 카트리지본체(31)의 하단에 개별적으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 카트리지가 제공된다.According to a feature of the invention, the
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 지지부(36)에는 상기 테이프롤(35)의 상면에 접촉되어 상기 반도체칩(12)을 밀어내는 푸셔(38)가 더 구비되고, 상기 푸 셔(38)는 그 상단에 구비되는 솔레노이드(40)에 의해 단속적으로 승강되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 카트리지가 제공된다.According to another feature of the invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 지지부(36)에는 단부가 첨예하게 형성된 엣지부(39) 또는 회전 가능한 텐션용롤러(37)가 구비되며, 상기 반도체칩(12)은 상기 엣지부(39) 또는 텐션용롤러(37)를 통과하면서 상기 테이프롤(35)로부터 그 일부가 탈락되어 접착력이 약화된 상태로 상기 카트리지본체(31)의 하단에 정렬되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 카트리지가 제공된다.According to another feature of the present invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 테이프롤(35)은 열 또는 자외선에 의해 접착력이 저하되는 물성을 갖는 접착테이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 카트리지가 제공된다.According to another feature of the invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반도체칩(12)을 회로패턴이 인쇄된 기판 또는 안테나(11)가 인쇄된 시트(10)에 본딩하는 장치에 있어서, 상기 기판 또는 시트(10)가 연속적으로 공급되는 공급라인(21)의 일측 상부에 위치되도록 고정 설치되는 프레임(22) 및 이 프레임(22)에 승강 가능하게 결합된 클램핑수단(23)이 구비되고, 이 클램핑수단(23)에 착탈 가능하도록 장착구(32)가 구비되며 상기 반도체칩(12)이 접착된 테이프롤(35)이 구비되는 반도체칩 카트리지(30)를 포함하여 이루어지며, 상기 반도체칩(12)은 상기 클램핑수단(23)의 승강에 의해 그 직하방에 정 위치되는 상기 기판 또는 시트(10) 상에 본딩되는 것을 특징으로 하는 본딩장치가 제공된다.According to another feature of the invention, in the apparatus for bonding the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 테이프롤(35)은 열 또는 자외선에 의해 접착력이 저하되는 접착테이프로 이루어지고, 상기 공급라인(21) 또는 상기 반도체칩 카트리지(30)에는 상기 테이프롤(35) 측으로 발열 또는 자외선을 조사하도록 히터(24) 또는 자외선 조사수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 본딩장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 반도체칩(12)을 기판 또는 시트(10) 상에 본딩함에 있어서, 상기 반도체칩(12)을 캐리어에 의해 공급되는 웨이퍼 상에서 픽업하여 기판 또는 시트(10) 상으로 이동시키는 것이 아니라 다수의 반도체칩(12)을 테이프롤(35)에 접착시킨 후에, 이 테이프롤(35)을 권취축(33)이 구비된 카트리지본체(31)에 장착하여 반도체칩 카트리지(30)로 제작함으로써, 종래처럼 픽 엔 플레이스(Pick & Place)장치에 의한 본딩공정을 단순화시켜 반도체칩 카트리지(30)가 장착된 위치에서 연속적으로 본딩공정을 행할 수 있으므로 본딩속도를 대폭적으로 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, in bonding the
또한 상기 카트리지본체(31)에는 상기 테이프롤(35)의 상면에 접촉되어 상기 반도체칩(12)을 밀어내는 푸셔(38)가 더 구비되고, 이 푸셔(38)는 그 상단에 구비 되는 솔레노이드(40)에 탄설되어 단속적으로 승강되도록 구비됨으로써, 본딩장치(20)에 의해 상기 반도체칩(12)이 기판 또는 시트(10) 상에 본딩될 때에 상기 테이프롤(35)의 상면에서 상기 반도체칩(12)을 밀어내어 보다 용이하게 반도체칩(12)을 탈락시킬 수 있게 하는 장점이 있다.In addition, the
또한 상기 카트리지본체(31)의 하부측에 구비된 지지부(36)에는 단부가 첨예한 엣지부(39) 또는 회전 가능한 텐션용롤러(37)가 구비됨으로써, 상기 테이프롤(35) 상에 접착된 반도체칩(12)이 본딩이 이루어지기 직전에 접착력이 약화된 상태로 본딩위치에 정렬될 뿐만 아니라 열 또는 자외선에 의해 접착력이 저하되는 접착테이프에 의해 상기 테이프롤(35)을 제작하여 상기 반도체칩(12)이 테이프롤(35)의 접착력에 의해 방해됨이 없이 용이하게 본딩이 이루어질 수 있는 장점이 있다.In addition, the
또한 본 발명의 반도체칩 카트리지(30)를 이용하는 본딩장치(20)는 기판 또는 시트(10)가 공급되는 공급라인(21)의 일측에 고정 설치되는 클램핑수단(23)이 구비되고, 이 클램핑수단(23)에 반도체칩 카트리지(30)를 장착함으로써, 종래의 픽 엔 플레이스에 의한 장치와 같은 픽업수단 및 이 픽업수단이 왕복되는 가이드수단을 구비하지 않아도 되므로 장치의 구성을 대폭적으로 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있으며, 이에 의해 장치를 제작하는데 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있는 장점이 있다.In addition, the
또한 본 발명의 본딩장치(20)에는 상기 테이프롤(35)의 접착력을 약화시킬 수 있도록 발열 또는 자외선을 조사할 수 있도록 히터(24) 또는 자외선 조사수단을 더 구비함으로써, 전술된 바와 같이 반도체칩(12)이 테이프롤(35)의 접착력에 의해 방해됨이 없이 보다 용이하고 안정적으로 본딩이 이루어져 불량의 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다. In addition, the
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 반도체칩 카트리지의 구성을 도시한 것이고, 도 3는 본 발명에 의한 본딩장치를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체칩 카트리지(30)는 상단에 장착구(32)가 구비되고 전면에 한 쌍의 권취축(33)이 수평으로 간격을 두고 구비되는 카트리지본체(31)와, 한 쌍의 권취코어(34)에 의해 양단이 결합되며 일면의 길이방향으로 다수의 반도체칩(12)이 접착된 테이프가 감긴 테이프롤(35)을 포함하여 이루어져 있다. 상기 테이프롤(35)은 상기 카트리지본체(31)에 착탈 가능하게 구비된 것으로, 상기 테이프롤(35)이 상기 권취코어(34)에 권취된 상태로 텐션(Tension)을 유지하여 상기 권취축(33)에 장착되는데, 상기 카트리지본체(31)에는 상기 테이프롤(35)의 테이프가 V자 형상으로 이루도록 카트리지본체(31)의 자체 형상에 의해 지지부(36)가 직접적으로 형성되어 있다. 보다 바람직하게는 상기 지지부(36)에는 한 쌍의 텐션용롤러(37)가 구비되고, 이 텐션용롤러(37)에 의해 상기 테이프롤(35)이 V자 형상이 이루도록 유도되어 텐션을 유지하게 되며, 상기 텐션용롤러(37)의 간격은 그 사이에 상기 반도체칩(12)이 개별적으로 위치될 수 있는 정도로 형성된다. Fig. 2 shows the structure of the semiconductor chip cartridge of the present invention, and Fig. 3 shows the bonding apparatus according to the present invention. As shown in Figure 2, the
이와 같은 구성에 있어서, 상기 반도체칩(12)은 웨이퍼 상에서 개별적으로 절단된 것을 픽업하여 상기 테이프롤(35)의 테이프 접착면에 소정의 간격으로 접착시킨 것이며, 상기 권취축(33)은 위치제어가 정확한 인덱스모터 또는 서보모터와 같은 구동수단(도시되지 않음)에 의해 단속적으로 회전되어 상기 테이프롤(35) 상에 접착된 반도체칩(12)이 상기 텐셜롤러(37) 사이에 개별적으로 정렬되며, 이에 의해 상기 반도체칩(12)은 상기 카트리지본체(31)의 하단에 개별적으로 돌출된 상태가 된다. 또한 상기 카트리지본체(31)의 내부에는 상기 텐션용롤러(37) 사이로 하단부가 연장되어 상기 테이프롤(35)의 상면(반도체칩이 접착되지 않은 비접착면)에 접촉되는 푸셔(38)가 더 구비되고, 이 푸셔(38)는 그 상단에 구비되는 솔레노이드(40)에 탄설되어 단속적으로 승강되도록 구비되며, 후술되는 본딩장치(20)에 의해 상기 반도체칩(12)이 기판 또는 시트(10) 상에 본딩될 때에 상기 테이프롤(35)의 상면에 접촉되어 상기 반도체칩(12)을 밀어내어 테이프롤(35)의 테이프로부터 보다 용이하게 탈락되도록 하게 된다.In this configuration, the
또한, 상기 지지부(36)에는 상기 텐션용롤러(37)의 외측에 근접되도록 단부가 첨예한 엣지부(39)가 형성되며, 상기 테이프롤(35) 상에 접착된 반도체칩(12)은 상기 엣지부(39)를 통과하면서 그 일부가 상기 테이프롤(35)로부터 일시적으로 탈락되었다가 다시 접착되므로 접착력이 약화된 상태로 상기 텐션용롤러(37) 사이에 정렬되게 된다. 또한 상기 엣지부(39)가 별도로 구비되지 않더라도 상기 텐션용롤 러(37) 자체에 상기 엣지부(39)에 대응되는 돌출면을 형성하거나 상기 텐션용롤러(37)의 직경을 상기 반도체칩(12)의 길이보다 작은 것을 구비하여 상기 테이프롤(35)로부터 상기 반도체칩(12)이 일시적으로 탈락되게 하여 전술된 바와 같이 접착력을 약화시킬 수도 있다. In addition, an
이상과 같은 본 발명의 반도체칩 카트리지(30)는 도 3에 도시된 바와 같은 본딩장치(20)에 장착되어 본딩을 행하게 되는데, 도시된 바와 같이, 회로패턴 또는 안테나가 인쇄된 시트(10)(RFID 태그 인레이를 위한 안테나는 시트(10)상에 인쇄되어 롤형태로 공급되기도 함) 또는 기판이 연속적으로 공급되는 공급라인(21)의 일측 상부에 위치되도록 프레임(22)이 고정 설치되고, 이 프레임(22) 상에는 승강 가능하게 클램핑수단(23)이 구비되어 있다. 이 클램핑수단(23)에는 상기 장착구(32)가 결합되어 상기 반도체칩 카트리지(30)가 장착되고, 상기 반도체칩 카트리지(30)에는 전술된 바와 같은 다수의 반도체칩(12)이 접착된 테이프롤(35)이 구비되어 있다.The
이와 같은 구성에 의해, 상기 시트(10) 또는 기판은 공급라인(21)의 본딩위치에 정위치되고, 상기 시트(10)의 상부에는 상기 반도체칩 카트리지(30)의 하단에 위치된 상기 텐션용롤러(37) 사이에 반도체칩(12)이 정렬되며, 이 상태에서 상기 클램핑수단(23)의 하강에 의해 상기 반도체 카트리지(30)가 일체로 하강하여 본딩이 이루어지게 된다. 이때에, 상기 반도체칩(12)은 전술된 엣지부(39)에 의해 본딩이 이루어지기 직전에 상기 테이프롤(35)로부터 미리 접착력을 약화시킨 상태가 될 뿐만 아니라 상기 푸셔(38)에 의해 본딩이 보다 용이하게 이루어질 수 있으며, 또 한 보다 더 바람직하게는 상기 테이프롤(35)은 열 또는 자외선에 의해 접착력이 저하되는 접착테이프로 이루어지게 된다. 이와 같은 접착테이프는 다이싱(dicing)용으로 쓰이는 자외선 테이프 또는 열에 의해 경화되는 열경화 테이프 등과 같은 통상의 것을 사용할 수 있으며, 상기 공급라인(21) 또는 상기 반도체칩 카트리지(30)에는 상기 테이프롤(35) 측으로 발열 또는 자외선을 조사하도록 히터(24) 또는 자외선 조사수단(도시되지 않음)이 구비되어 보다 효율적으로 상기 테이프롤(35)의 접착력을 저하시킬 수 있게 된다.With this configuration, the
이상과 같은 본 발명은 플립칩 본딩, 다이 본딩 또는 RFID 태그 인레이 중의 어느 하나에 한정되는 것이 아니라 시트(10) 또는 기판의 안테나(또는 회로패턴)의 접점에 반도체칩(12)의 접점을 직접적으로 접속시키는 본딩에 모두 적용 가능한 것으로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention as described above is not limited to any one of flip chip bonding, die bonding, or RFID tag inlay, but directly contacts the
도 1은 일반적인 본딩의 일례를 도시한 평면도1 is a plan view showing an example of a general bonding
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 구성도2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 구성도3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention
Claims (6)
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