KR101044565B1 - 반도체 칩들을 설치하기 위한 솔더의 분배 방법 및 분배 장치 - Google Patents

반도체 칩들을 설치하기 위한 솔더의 분배 방법 및 분배 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 칩을 기판에 설치하는 방법은 솔더 분배기를 기판에 대해서 배치하고 소정 길이의 솔더 와이어를 솔더 분배기를 통해서 기판으로 통과시키는 단계를 포함한다. 와이어를 기판에 공급하는 단계는 와이어 공급기에 의해서 제어된다. 상기 솔더 분배기는 용융 솔더의 한 라인을 기판 상으로 분배하기 위하여, 솔더 와이어를 기판의 표면으로 공급하는 것과 동시에, 공급 방향과 실질적으로 수직하는 두개의 직교축선의 적어도 하나를 따라서, 위치설정 디바이스에 의해서 기판에 대하여 이동한다. 반도체 칩은 그때 기판으로 분배되는 용융 솔더 상으로 설치된다.
반도체 칩, 솔더, 기판, 솔더 와이어, 솔더 분배기, 와이어 공급기, 위치설정 디바이스, 분배 장치

Description

반도체 칩들을 설치하기 위한 솔더의 분배 방법 및 분배 장치{Dispensing solder for mounting semiconductor chips}
본 발명은 일반적으로 집적 회로 요소의 제조 및 패키징에 관한 것이며, 솔더를 사용하여 반도체 칩들을 기판에 부착하는 것에 관한 것이다.
반도체 칩들은 솔더링(soldering)에 의해서 리드 프레임(lead frame)과 같은 금속 기판에 결합될 수 있다. 특히, 전력 반도체들은 일반적으로 연질 솔더(soft solder)에 의해서 리드 프레임에 고정된다. 전력 디바이스들은 이들의 높은 열적 및 전기 성능으로 인하여 자동화 산업에서 광범위하게 사용되고, 연질 솔더는 일반적으로 그러한 반도체 패키지들에 대한 칩 부착층으로서 채택된다. 솔더 접합은 칩을 기계적으로 고정할 뿐 아니라, 작동하는 동안 반도체 칩에서 생성된 열이 비전도성 접착제를 포함하는 접합보다 효율적으로 분산되는 것을 보장한다. 또한, 연질 솔더는 반도체 칩들에 대한 양호한 전기 경로를 제공한다.
반도체 칩의 전력 밀도를 증가시키는 경우에는, 명시된 두께를 갖는 솔더 접합이 필요하다. 솔더층은 반도체 칩의 전체 영역을 균일하게 적셔야 한다. 또한, 솔더층은 불순물에 의해서 오염이나 캐비티가 전혀 없어야 한다. 솔더는 에지에서 돌출하지 않아야 하고 또한 흘러내림(bleeding)으로 공지된 본드 패드의 표면 영역을 초과하여 확산되지 않아야 한다. 이를 달성하기 위하여, 명시된 양의 솔더가 분배되어야 하고 반도체 칩을 접합하기 전에 기판 상에 정확하게 위치되어야 한다.
통상적으로, 리드 프레임에 대한 반도체 칩의 연질 솔더는 칩을 배치하기 전에 소정량의 솔더를 리드 프레임 상에 분배하는 작업을 동반한다. 이것은 칩이 위치되는 리프 프레임의 위치에서 솔더 와이어의 일 단부와 접촉하는 것을 포함할 수 있다. 리드 프레임은, 솔더 와이어가 리드 프레임과 접촉시에 용융되도록, 솔더의 융용점 이상의 온도로 예열된다. 소정 길이의 와이어가 리드 프레임에 공급되고 리드 프레임 상으로 연속적으로 또는 간헐적으로 용융된다. 용융되지 않는 솔더 와이어는 리드 프레임 상에 솔더 방울을 남겨둔 상태에서 뒤로 당겨진다. 솔더 방울은 리드 프레임이 솔더의 용융점 이상의 온도에서 유지될 때 잔존한다. 용융 솔더의 표면 장력은 리드 프레임 상에 돔형 방울의 형성을 유도하고, 칩이 솔더 상에 접합될 때에는 전체 칩 표면 밑에서 평탄하고 균일한 솔더층이 형성되는 것을 방지한다. 솔더의 균일한 확산층의 적당한 형성에 영향을 미치는 추가 요소는 리드 프레임 상에 위치할 때 솔더 방울의 가능한 측방향 편차이다. 따라서, 칩을 배치하기 전에 얇고 균일한 확산층을 얻기 위하여, 솔더 방울의 형상을 변경하는 것이 필수적이다.
솔더 방울의 형상을 변경하는 종래 방법은 스팽커(spanker)를 사용한다. 솔더 방울 운송 기판은 직사각형 몰드 형태의 스팽커가 위치한 스팽킹 영역(spanking zone)으로 전달된다. 직사각형 몰드는 솔더 방울과 접촉하여 스팽커 몰드 캐비티 내부에 확산시켜서 직사각형 풋프린트(footprint)를 형성하도록 아래로 이동한다. 스팽커는 통상적으로 기판에 대해서 들어올려지거나 또는 내려갈 수 있는 샤프트 및 그에 연결된 스탬프 또는 펀치를 포함하고, 스탬핑면 또는 펀칭면은 기판에 대면한다. 기판의 가능한 경사 뿐 아니라 두께 및 위치 편차는 솔더의 측방향 분배 및 두께에 악영향을 미칠 수 있다. 비록, 기판의 표면 및 펀칭면 사이의 각도의 약간의 편차 조차도 솔더 방울을 측방향으로 상당히 변위시킬 수 있다. 추가로, 스팽킹 스탬프 또는 펀치에 의해서 솔더 방울들을 평탄화하면, 결과적으로 그 에지가 다소 둥글고 칩들의 직사각형 또는 사각형과 정확하게 순응되지 않는 솔더 스폿(soler spot)이 얻어진다.
미국 특허 제 6,056,184호는 발명의 명칭이 "반도체 칩들의 연질 솔더에서 솔더의 액체 부분을 성형하기 위한 장치"로서, 균일하게 분포되고 정확하게 위치한 연질 솔더의 층을 얻기 위하여, 거리 유지 수단을 갖는 펀치를 공개하고 있다. 펀치는 샤프트에 대해서 스프링이 설치되어 있고 샤프트의 동작 축선에 대한 모든 방향으로 이동할 수 있다. 가동 펀치는 기판이 기울어질 때, 기판으로부터의 고정 거리가 유지되도록, 기판에 대해 자체 조정할 수 있다. 거리 유지 수단은 기판에 대해서 펼쳐질 때, 솔더 질량체를 능동적으로 제한하여 중심을 모으는 림(rim)을 가진다. 따라서, 적용된 솔더 방울의 위치의 측방향 편차는 펀치 표면 밑에서 솔더의 균일층의 형성에 영향을 미치지 않는다. 또한, 상기 장치는 샤프트를 하강시킬 때, 기판으로부터의 펀치 표면의 소정 거리 또는 소정의 높이를 관측하는 것을 필요없게 한다.
불행히도, 솔더의 불균일층은 칩과 기판 사이에 형성되고, 특히 칩 에지 주위의 영역은 용융 솔더에 의해서 적셔지지 않을 수 있다. 또한, 과도한 양의 용융 솔더가 적용될 때, 설치 헤드가 칩을 용융 풋프린트 상으로 가압하면, 솔더 스플래쉬(solder splash)가 생긴다.
따라서, 솔더의 양을 정확하고 정밀하게 분배하는 것이 중요하다. 미국 특허 제 5,878,939호는 발명의 명칭이 "액체 솔더의 분배 방법 및 장치"로서, 분배된 솔더의 양을 정확하게 조정하기 위하여 솔더 와이어의 공급 속도를 제어하는 분배기를 공개하고 있다. 상기 장치는 가이드 튜브를 포함하고, 고체 솔더가 상기 가이드 튜브를 통해서 점진적으로 공급된다. 튜브의 단부는 가열되어서 솔더를 액화시킨다. 동시에, 가이드 튜브의 인접 영역은 튜브의 안정된 온도 변이를 유지하도록 냉각된다. 용융 솔더에 대한 출구 위에서 사용가능한 용융 솔더의 양은 그에 따라서 제어된다. 이 특허는 용융 솔더에 의해서 적셔진 표면을 결정하여 제한하도록, 하측면 위에 몰딩 캐비티를 갖는 몰딩 다이 형태의 스팽커를 공개하고 있다.
스팽킹 후에, 용융 솔더의 직사각형 풋프린트를 유지하는 기판은 칩 설치 영역으로 전달된다. 칩은 설치 헤드에 의해서 직사각형 솔더 풋프린트 상으로 접합된다. 설치 헤드가 솔더로부터 이격되게 이동할 때, 칩 상의 압력이 경감된다. 용융 솔더의 표면 장력은 칩 밑의 솔더 역류를 유발한다. 결국, 기판은 냉각 섹션을 통해서 이동하고 솔더층은 고체화된다. 솔더가 산화되는 것을 방지하기 위하여, 칩 부착이 보호 대기 또는 환원 대기에서 실행된다.
용융 솔더의 얇고 균일한 층을 얻기 위해서 스팽킹 방법을 사용할 때, 단점 이 있다. 특히 큰 솔더 도트 용적이 필요한 곳에서 불충분한 솔더를 사용하면, 용융 솔더는 균일하게 분포된 풋프린트를 형성하도록, 몰드 캐비티를 채울 수 없다. 이것은 칩과 기판 사이의 접합 강도에 영향을 미친다. 한편, 너무 많은 솔더가 적용될 때, 솔더 스플래쉬를 유발할 수 있다. 이 문제점은 상술한 바와 같이, 미국 특허 제 5,878,939호의 발명에 의해서 극복될 수 있지만, 스팽커의 몰드 캐비티에 오염물을 형성할 수 있는 액체 솔더에 의한 적셔짐을 최소화하도록 제조된 스팽커 몰드의 품질을 제어해야 하는 추가 필요성이 있다. 오염물은 용융 솔더의 용적을 감소시켜서, 기공을 형성하고 칩 부착력 및 전기 전도성을 약화시킨다. 제조 결함에서 발생할 수 있는 기울어진 스팽커 몰드는 최종 제조물의 품질에 영향을 미치는 불완전한 솔더 풋프린트를 유도할 수 있다. 또한, 스팽커 몰드 기술을 사용하여 복잡한 솔더 풋프린트를 달성하는 것이 어렵다.
따라서, 스팽커를 사용하는 것과 연관된 단점을 피하기 위하여, 반도체 칩을 기판에 솔더링(soldering)하기 위한 용융 솔더의 균일하게 분포된 층을 얻는 다른 방법을 고안하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 종래기술의 스팽커들을 사용할 때 직면하는 상기 단점이 나타나지 않는 기판에 반도체 칩들을 부착하기 위한 균일하게 분포된 솔더층을 형성하기 위한 연질 솔더 분배기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 형태에 따라서, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 솔더 분배기를 기판에 대해서 배치하고 소정 길이의 솔더 와이어를 솔더 분배기를 통해서 기판으로 통과시키는 단계; 와이어 공급기에 의해서 공급 방향으로 와이어를 기판으로 공급하는 것을 제어하는 단계; 용융 솔더의 한 라인을 기판 상으로 분배하기 위하여, 솔더 와이어를 기판의 표면으로 공급하는 것과 동시에, 공급 방향과 실질적으로 수직하는 두개의 직교축선의 적어도 하나를 따라서, 위치설정 디바이스에 의해서 기판에 대하여 솔더 분배기를 이동시키는 단계; 그후에 기판 상으로 분배된 용융 솔더 상으로 반도체 칩을 설치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 형태에 따라서, 반도체 칩을 설치하기 위해 솔더를 기판에 분배하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 솔더 와이어를 기판으로 공급하기 위하여, 소정 길이의 솔더 와이어가 관통하여 통과하고 상기 기판에 대해서 위치설정가능한 솔더 분배기; 공급 방향으로 솔더 와이어를 기판으로 공급하는 것을 제어하는 와이어 공급기; 공급 방향과 실질적으로 수직하는 두개의 직교축선의 적어도 하나를 따라서, 기판에 대하여 솔더 분배기를 이동시키도록 구성된 위치설정 디바이스를 포 함하고, 상기 위치설정 디바이스는 와이어를 기판으로 공급하는 와이어 공급기에 의해서 동시에, 두개의 직교축선의 적어도 하나를 따라서, 기판에 대해서 솔더 분배기를 이동시키도록 작동하고, 그에 의해서 용융 솔더의 한 라인을 기판 상으로 분배한다.
본 발명에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 하기에 더욱 상세하게 기술된다. 도면 및 관련 설명에 대한 특수성은 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 일반성 및 광범위한 식별성을 대체하는 것으로 이해될 수 없다.
본 발명에 따른 반도체 칩들을 설치하기 위해 솔더를 분배하는 방법 및 장치는 종래기술의 스팽커들을 사용할 때 직면하는 단점이 나타나지 않고 기판에 반도체 칩들을 부착하기 위한 균일하게 분포된 솔더의 층을 형성할 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술된다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 반도체 칩을 설치하기 위한 리드 프레임(12)과 같은 기판 상에 연질 솔더를 분배하기 위한 솔더 분배기(10)의 등가도이다. 솔더 분배기(10)는 리드 프레임(12)에 대해서 배치되고 소정길이의 솔더 와이어(24)는 솔더 와이어(24)를 리드 프레임(12)으로 공급하기 위하여 솔더 분배기(10)를 통과한다. 와이어 공급기는 솔더 와이어(24)가 공급 방향으로 리드 프레임(12)을 향하여 그리고 분배기(10) 안으로 솔더 와이어(24)가 공급되는 것을 제어하기 위하여 롤러들을 통해서 결합될 수 있도록 협력하는 한쌍의 프레스 롤러(14) 를 포함할 수 있다. 공급 방향은 도 1의 z 방향이다. 솔더 와이어 안내 너트(16)는 분배기(10)에서 중심 위치 구멍을 통해서 솔더 와이어(24)를 안내한다.
X-Y 테이블(17)과 같은 위치설정 디바이스는 양호하게는 솔더 분배기(10)에 결합되고 실질적으로 와이어 공급 방향과 수직하는 두개의 축선중 적어도 하나를 따라서 리드 프레임(12)에 대해서 솔더 분배기(10)를 이동시키도록 구성된다. 상술한 실시예에서, 두개의 직교 축선들은 x 및 y축이다. 솔더 분배기(10)는 X-Y 테이블(17)에 의해서 x 및 y축으로 구동할 수 있고 이동할 때, 리드 프레임(12) 상으로 경사지는 것과 같이, x-y 방향으로 솔더를 분배할 수 있다. X-Y 테이블(17)은 와이어를 리드 프레임(12)으로 z축으로 공급하는 프레스 롤러(14)에 의해서 동시에, x 및/또는 y축중 적어도 하나를 따라서 리드 프레임(12)에 대해서 솔더 분배기(10)를 이동시킬 수 있고, 그에 의해서 용융 솔더를 리드 프레임(12) 상으로 분배한다.
분배기(10)는 리드 프레임(12)이 안착되는 가열 터널로부터 수용된 열을 분산시키기 위하여, 솔더 와이어의 냉각 튜브(18)를 추가로 구비한다. 냉각 튜브(18)는 또한 냉각 가스 입구(20)를 경유하여 냉각 가스 공급부와 접속된다. 냉각 가스는 냉각 가스 입구(20)를 통해서 냉각 튜브(18) 안으로 주입되고 냉각 가스 출구(22)를 통해서 떠나므로, 가열 터널로부터 수용된 열을 운반한다. 이러한 냉각 공정은 분배기(10)를 대기 온도에서 유지하고 솔더 와이어(24)가 분배기 내에서 고체 형태를 유지하는 것을 보장하기 위하여 중요하다.
도 2는 도 1의 솔더 분배기(10)의 측면도이다. 리드 프레임(12)은 가열 터 널 상에 놓여지고 솔더 와이어(24)의 작용 온도까지 가열된다. 가열 터널 커버(26)는 리드 프레임(12) 위에 배치되고 리드 프레임(12) 상으로 분배된 기록 솔더(30)의 산화물을 환원시키기 위하여, 리드 프레임 위에 불활성 가스 환경을 제공할 뿐 아니라, 분배기(10)에 대한 열 차폐물로서 작용한다. 가열 커버(26)는 개방부(27)를 구비하며, 상기 개방부(27)는 분배기(10)가 상기 개방부를 통해서 연장할 수 있게 하고 리드 프레임(12) 상으로 솔더가 기록되는 동안 x 및 y축 방향으로 이동할 수 있게 구성된다. 슬라이더 커버(28)는 분배기(10)에 부착되고 개방부(27)를 실질적으로 커버하거나 또는 완전히 커버하도록 작동한다. 이는 또한 가열 터널 커버(26) 밑의 열을 수용하는 것을 보조하고 동시에 불활성 가스 환경을 유지하는 것을 보조한다.
반도체 칩을 리드 프레임(12)에 솔더링하는 공정 동안, 소정 길이의 솔더 와이어(24)는 프레스 가이드(14)에 의해서 리드 프레임(12)을 향하여 제어가능하게 공급된다. 솔더 와이어(24)는 솔더 와이어(24)의 일단부 상에 고정함으로써 리드 프레임(12) 상의 칩 접합 위치로 공급되고, 한편 와이어(24)의 타단부는 가열된 리드 프레임(12)으로 용융된다. 소정량의 솔더는 각 칩을 접합하기 위하여, 용융 솔더의 얇고 균일하게 분배된 층을 달성하기에 적합한 패턴으로 분배된다. 분배기(10)의 x 및 y축 동작은 리드 프레임(12) 상에 임의의 디자인의 솔더 패턴을 형성할 뿐 아니라, 다른 크기의 칩들을 리드 프레임(12)에 부착할 수 있게 한다. 예를 들어, 큰 x 대 y 비율이 가능하기 때문에, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 분배기(10)는 200 ×50 mils와 같은 큰 길이 대 폭 비율을 갖는 칩에 적용될 수 있 다. 리드 프레임(12) 상으로 흐르는 용융 솔더의 유동을 제어하는 변수들은 일반적으로 솔더 와이어(24)의 용융 속도와 분배기(10)의 x 및 y축 동작 속도이다. 솔더 와이어(24)의 용융 속도는 리드 프레임(12) 상으로의 솔더 와이어(24)의 공급 속도에 따라서 좌우된다. 용융 솔더의 라인들은 리드 프레임(12) 상으로 기록되어서, 반도체 칩을 부착하기 위하여 적당한 패턴으로 다른 유형의 솔더 패턴들을 형성한다.
본 발명의 특히 양호한 일 실시예에서, 리드 프레임(12)은 약 360℃로 가열되고, X-Y 테이블(17)은 실질적으로 160mm/s 속도로 솔더 분배기(10)를 이동시키도록 작동하고 리드 프레임(12)으로의 솔더 와이어(24)의 공급 속도 또는 용융 속도는 실질적으로 약 5mm/s이다. 용융 솔더의 유동 속도는 접합을 위해서 용융 솔더의 두께를 결정한다. 이것은 칩이 리드 프레임(12) 상으로 분배되는 솔더 상에 배치될 때, 솔더가 흘러내리는 것을 방지하도록 상기 기술된 바와 같이 두 변수들을 제어함으로써 조절될 수 있다. 칩이 리드 프레임(12) 상에 위치하여 배치될 때, 기록 솔더(30)는 칩과 리드 프레임(12) 사이에서 균일하고 연속적인 솔더층을 형성하기 위하여, 칩 밑으로 유동한다. 리드 프레임(12) 상에 접합된 칩은 그때 칩과 리드 프레임(12) 사이에서 신뢰성있는 전기적 결합 및 열적 결합을 형성하도록 냉각된다. 상술한 단계들은 복수의 칩들에 대해서 반복되고, 이것은 서로 인접하게 칩들을 정확하게 배치할 수 있게 한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 솔더 분배기를 사용하는 다른 방식의 솔더 기록(solder writing)을 도시한 도시하고, 반면에 도 4a 내지 도 4c는 상기 솔더 분 배기를 사용하는 솔더 기록으로부터 달성가능한 예시적인 솔더 풋프린트를 도시한다. 도 3a에서, 접합될 칩의 표면 영역에 대응하는 리드 프레임(12)의 영역(33)은 제 1 및 제 2 분배 세그먼트(32,34)로 분할된다. 제 1 및 제 2 분배 세그먼트(32,34)는 설치될 사각형 또는 직사각형의 반도체 칩의 표면 영역을 실질적으로 경사지게 연장하도록 양호하게는 리드 프레임(12) 상에 위치한다.
제 1 방식의 솔더 기록에서, 분배기(10)는 먼저 솔더 와이어(24)를 제 1 및 제 2 세그먼트(32,34)에서 제 1 경로(36)를 따라 분배한다. 그후, 와이어 접촉 조사(wire contact search)는 제 2 세그먼트(34) 상으로 솔더 기록을 개시하기 위하여 제 2 세그먼트(34) 상에 개시점을 위치시키도록 실행된다. 그에 따라 형성된 솔더 패턴은 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 세그먼트(32,34)의 중심 접촉점에 대해서 대칭이다. 상기 솔더 패턴은 칩이 솔더 패턴 상의 중심에 배치될 때, 칩 밑에서 균일하게 확산된다. 솔더 흘려내림은 상기 솔더 패턴에 의해서 피해질 수 있다는 것이 확인되었다. 따라서, 이는 칩을 리드 프레임(12) 상에 부착하기 위하여, 용융 솔더의 균일층을 달성하도록 솔더 기록의 재추천된 방식이다.
비교시, 제 2 방식의 솔더 기록에서, 분배기(10)는 제 2 분배 세그먼트(34)의 개시점으로 이동하기 전에 제 1 분배 세그먼트(32)를 따라서 와이어(24)를 분배한다. 그러나, 솔더 기록이 제 2 분배 세그먼트(34)에서 개시되기 전에, 초기 지점(initiating point)에 대한 와이어 접촉 조사가 실행되지 않는다. 그러한 솔더 기록 패턴의 결과는 도 4b에 도시되어 있다. 솔더는 리드 프레임의 코너(38)를 적시지 않으므로, 결과적으로 도 4a의 패턴과는 다르게, 제 1 및 제 2 세그먼 트(32,34)의 접촉점에 대해서 비대칭인 솔더층이 얻어진다. 따라서, 칩이 리드 프레임(12) 상으로 가압될 때, 솔더의 비균일층이 칩 아래 형성될 수 있다.
제 3 방식의 솔더 기록은 도 3b에 도시된다. 솔더는 분배기(10)의 분배 경로(37)의 일부를 따라 리드 프레임(12) 상에 분배된다. 비대칭 솔더 패턴은 도 4b의 패턴의 경우에 도 4c에 도시된 바와 같이 형성된다. 모든 3개의 방식의 솔더 기록들에서 생성된 패턴들을 비교함으로써, 도 4a가 칩을 리드 프레임(12)에 부착하기 위하여 균일하게 분포된 솔더층을 얻도록 가장 바람직한 패턴을 도시한다는 것을 알 수 있다.
상술한 솔더 분배기의 양호한 실시예는 솔더의 흘러내림(bleeding)의 문제점을 감소시키면서, 칩을 리드 프레임 상에 확고하게 부착하기 위하여 균일하게 분포된 솔더를 얻도록, 효과적인 방법의 솔더 기록을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 사실, 특정량의 솔더(즉, 2000㎛)는 스팽커를 사용하는 종래 솔더 분배 방법에서 흘러내림을 유발하지만, 본 발명의 양호한 실시예에 기재된 방식에서 동일 양의 솔더 기록은 솔더 흘러내림을 유발하지 않는다는 것을 주의해야 한다.
분배기(10)의 x 및 y축방향 동작은 추가로 솔더 패턴제어의 장점을 제공한다. 종래 스팽커들과 비교할 때 분배기의 방향 자유 동작으로 인하여 바람직한 정교한 솔더 패턴이 가능하다. 대조적으로, 종래기술의 분배기에 대해서 단지 가능한 동작은 솔더 방울들을 분배할 때, 솔더 와이어(24)를 z축을 따라서 위 또는 아래로 조정하는 것이다.
또한, 스팽커를 사용하는 종래기술의 분배 방법의 경우에는, 형성된 솔더 패 턴들은 사용가능한 스팽커 몰드에 의해서 제한된다. 다른 솔더 패턴이 필요하거나 또는 다른 칩 크기로 인하여 다른 용적의 솔더가 분배되어야 할 때, 다른 스팽커 몰드들이 제조되어야 한다. 따라서, 스팽킹 방법을 사용하는 것은 비용이 많이 소용된다. 사실, 스팽커들을 사용하는 것을 모두 제거하면, 전체 시스템의 비용을 크게 감소시킨다. 비용을 절감하는 것 이외에도, 스팽커들을 제거하면, 스팽커들의 몰드 제조 동안 품질 제어의 과대한 필요성을 제거할 수 있다. 스팽킹 영역의 부재시의 다른 장점은 짧은 가열 터널이 가능하다는 것이다. 더욱 컴팩트한 전체 시스템 구성이 그에 따라서 달성된다.
솔더 방울에서 스팽커들을 사용하는 종래 분배 방법에 있어서, 솔더층의 두께를 조절할 수 없다. 반대로, x 및 y 동작 동안 분배기의 동작 속도 뿐 아니라 솔더 와이어의 용융 속도의 변수들을 제어하면, 패턴들을 기록하기 위한 용융 솔더의 유동 및 용적을 조절할 수 있다. 이것은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 분배기를 사용함으로써 리드 프레임의 솔더 라인의 두께를 더욱 정확하게 제어할 수 있게 한다. 반도체 칩을 설치하는데 사용되는 솔더층의 두께는 스팽커들을 사용하는 것과 비교할 때 더욱 잘 제어될 수 있다.
본원에 기술된 본 발명은 상세하게 기술된 것 이외의 다른 구성, 변형 구성 및/또는 추가 구성을 포함하고, 본 발명은 상기 설명의 정신 및 범주 내에서 상기 모든 다른 구성, 변형 구성 및/또는 추가 구성을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 고려될 때, 본 발명의 양호한 실시예의 상세 설명을 참조할 때 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 리드 프레임 상으로 연질 솔더를 분배하기 위한 솔더 분배기의 등가도.
도 2는 도 1의 솔더 분배기의 측면도.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 솔더 분배기를 사용하는 다른 방식의 솔더 기록(solder writing)을 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4c는 상기 솔더 분배기를 사용하는 솔더 기록으로부터 달성가능한 예시적인 솔더 풋프린트를 도시한 도면.

Claims (18)

  1. 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법으로서,
    솔더 분배기를 상기 기판 상에 배치하고, 상기 솔더 분배기를 통해 소정 길이의 솔더 와이어를 상기 기판으로 통과시키는 단계;
    와이어 공급기에 의해서 공급 방향으로 와이어를 상기 기판으로 공급하는 것을 제어하는 단계;
    용융 솔더의 한 라인을 상기 기판 상에 분배하기 위해, 상기 솔더 와이어를 상기 기판의 표면으로 공급하는 것과 동시에, 공급 방향과 수직하는 두 개의 직교축선의 적어도 하나를 따라, 위치설정 디바이스에 의해 상기 기판에 대하여 상기 솔더 분배기를 이동시키는 단계;
    상기 기판 상에 분배된 용융 솔더 상에 반도체 칩을 설치하는 단계;
    상기 솔더 분배기가 관통하여 연장되는 개방부를 구비한 커버에 의해서 상기 기판을 커버하는 단계로서, 상기 개방부는 상기 솔더 분배기가 상기 두 개의 직교축선 중 적어도 하나로 이동할 수 있도록 구성되는, 상기 기판을 커버하는 단계; 및
    상기 솔더 분배기에 부착되고 상기 솔더 분배기에 의해서 이동할 수 있는 슬라이더 커버에 의해서 상기 개방부를 완전히 커버하는 단계를 포함하는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치설정 디바이스는 상기 솔더 분배기에 결합되는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 분배기에서, 냉각 튜브를 통해서 상기 솔더 분배기에 의해 수용된 열을 분산시키는 단계를 더 포함하는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    냉각 가스 공급을 상기 냉각 튜브로 도입하는 단계 및 그 후에 상기 솔더 분배기에 의해 수용된 가스에 의해서 가열된 가스를 상기 솔더 분배기로부터 제거하는 단계를 더 포함하는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    한 라인의 용융 솔더를 상기 기판 상으로 분배하는 단계는 상기 솔더 분배기를 상기 두 개의 직교축선 중 적어도 하나를 따라서 이동시키는 동안, 상기 솔더 와이어를 상기 기판으로 연속적으로 공급하도록, 상기 솔더 와이어의 일단부에 고정하는 단계를 더 포함하는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어는 5mm/s의 공급 속도로 공급되고, 상기 두 개의 직교축선 중 적어도 하나를 따른 상기 솔더 분배기의 이동 속도는 160mm/s인, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 분배기는 제 1 및 제 2 분배 세그먼트들의 중심 접촉점에 대해서 대칭하는 제 1 및 제 2 분배 세그먼트들을 따라서 솔더를 분배하는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분배 세그먼트들은 설치될 사각형 또는 직사각형의 반도체 칩의 표면 영역을 가로질러 경사지게 연장되도록 상기 기판 상에 위치하는, 반도체 칩을 기판에 설치하는 방법.
  11. 반도체 칩을 설치하기 위해 솔더를 기판에 분배하는 장치로서,
    솔더 와이어를 상기 기판에 공급하기 위하여, 소정 길이의 솔더 와이어가 관통하여 통과하고 상기 기판에 대해서 위치설정이 가능한 솔더 분배기;
    공급 방향으로 상기 솔더 와이어를 상기 기판에 공급하는 것을 제어하는 와이어 공급기;
    상기 공급 방향과 수직하는 두 개의 직교축선의 적어도 하나를 따라, 상기 기판에 대하여 상기 솔더 분배기를 이동시키도록 구성된 위치설정 디바이스로서, 상기 와이어 공급기에 의해 와이어를 상기 기판에 공급하는 동시에 상기 위치설정 디바이스는 상기 두 개의 직교축선의 적어도 하나를 따라 상기 기판에 대해서 상기 솔더 분배기를 이동시키도록 작동하고, 그에 의해서 용융 솔더의 한 라인을 상기 기판 상에 분배하는, 상기 위치설정 디바이스;
    상기 기판에 대해 배치되어, 상기 솔더 분배기가 관통하여 연장되는 개방부를 구비한 커버로서, 상기 개방부는 용융 솔더를 분배할 때, 상기 솔더 분배기가 두 개의 직교축선 중 적어도 하나를 따라 이동할 수 있도록 구성되는, 상기 커버; 및
    상기 분배기에 부착되어, 상기 개방부를 완전히 커버하도록 작동되는 슬라이더 커버를 포함하는, 분배 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치설정 디바이스는 상기 솔더 분배기에 결합되는, 분배 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 와이어 공급기는 상기 솔더 와이어와 결합하여 상기 솔더 와이어를 상기 솔더 분배기 및 상기 기판으로 공급 방향으로 공급하는 한쌍의 프레스 롤러를 포함하는, 분배 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 솔더 분배기에 의해서 수용된 열을 분산시키기 위하여 상기 솔더 분배기에 합체된 솔더 와이어의 냉각 튜브를 더 포함하는, 분배 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    냉각 가스 공급을 상기 냉각 튜브에 주입하기 위한 냉각 가스 입구와 가스를 상기 냉각 튜브로부터 운반하는 냉각 가스 출구를 추가로 포함하는, 분배 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 와이어 공급기는 상기 솔더 와이어를 5mm/s의 속도로 공급하도록 작동하고, 상기 위치설정 디바이스는 상기 두 개의 직교축선 중 적어도 하나를 따라 상기 솔더 분배기를 160mm/s의 속도로 이동시키도록 구성되는, 분배 장치.
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