KR101095623B1 - 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법 - Google Patents

싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법 Download PDF

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Abstract

싱귤레이션 장비에서 스트립의 휘어짐(warpage) 문제를 개선하고, 용이하게 스트립을 이송할 수 있는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은, 인쇄회로기판에 복수개의 반도체 패키지가 가공된 스트립(Strip)을 싱귤레이션 장비로 로딩하는 단계와, 상기 스트립을 싱귤레이션 장비의 이동 가능한 인렛 레일(inlet rail) 위에 위치시키는 단계와, 상기 인렛 레일 위에 있는 스트립을 인쇄회로기판에서 상기 인렛 레일과 직교하는 방향의 양끝단에 있는 사이드 홀(side hole)을 이용하여 상기 스트립을 정렬(arrangement)시키는 단계와, 상기 레일 하부에 마련된 로더(loader)의 로케이션 핀이 상기 스트립을 이송하여 커팅부(cutting portion)로 이송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법을 제공한다.
싱귤레이션, 스트립 이송방법. 로더(loader).

Description

싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법 {A Method for indexing and feeding of strip in semiconductor package singulation equipment}
본 발명은 반도체 패키지 제조공정에 사용되는 제조 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트립 상태의 인쇄회로기판에서 제조가 완료된 반도체 패키지를 개별 반도체 패키지로 분리시키는데 사용되는 싱귤레이션 장비 내의 스트립 이송방법에 관한 것이다.
최근들어 반도체 패키지의 크기가 경박단소화 되었기 때문에, 반도체 패키지의 제조공정에서는 반도체 패키지를 낱개로 가공하지 않고, 인쇄회로기판 형태의 스트립(strip) 위에서 복수개의 반도체 패키지를 매트릭스의 형태로 가공한다. 그리고 마지막 공정에서 싱귤레이션 장비를 사용하여 스트립에 가공된 반도체 패키지를 개별 반도체 패키지로 분리한다.
반도체 패키지 조립 공정에 있어 싱귤레이션(singulation)이란, 인쇄회로기판(substrate) 위에 일정하게 배열되어 제조가 완료된 각각의 반도체 패키지를 기계적인 수단을 사용하여 분리시켜 개별화시키는 공정을 의미한다.
이러한 개별화 공정은 현재 금형을 사용하여 타발하는 형식으로 개별화하는 방법과, 다이아몬드 입자가 포함된 원형의 블레이드를 사용하여 개별 반도체 패키지로 분리시키는 방법이 가장 일반화되어 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 스트립의 구조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 종래 기술에 따라 상기 스트립이 싱귤레이션 장비의 인렛 레일 위에 놓여진 상태를 보여주는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스트립(strip, 10)은 폴리이미드 혹은 FR4 재질의 인쇄회로기판(12) 위에 반도체 패키지를 가공할 수 있는 인쇄회로패턴들이 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 원자재를 말한다. 따라서, 개별 반도체 패키지(미도시)는 상기 스트립(10) 위에서 다이 본딩(die bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 몰딩(molding) 및 솔더볼 부착(solder ball attach) 공정을 통하여 반도체 패키지 가공영역(14)에 일정한 간격으로 제조가 완료된 상태에 있다.
한편, 인쇄회로기판(12)의 상부에는 반도체 패키지 제조장비 내에서 인렛 레일(inlet rail, 20)을 통하여 스트립(10)을 정렬하고 이송할 수 있도록 인덱싱 홀(16)이 일정한 간격으로 설치되어 있다. 이와 함께, 싱귤레이션 장비에 있는 인렛 레일(20) 위에서 상기 인쇄회로기판(12)의 인덱싱 홀(16)에 대응하는 레일 홀(22)이 일정한 간격으로 설치되어 있다. 이때 도 2의 화살표는 스트립(10)이 싱귤레이션 장비 내에서 이송되는 방향을 가리킨다.
도 3은 종래 기술에 따라 인렛 레일 위에 위치한 스트립이 커팅부로 이송되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 종래 기술에 의한 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 종래 기술에 의한 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법은, 일단 스트립(10)이 싱귤레이션 장비로 로딩(S10)되어 인렛 레일(20) 위에 위치하면, 픽 앤 플레이싱 툴(Pick & Placing tool, 30)에서 인덱스 핀(32)이 아래로 내려와, 인렛 레일(20)에 있는 레일 홀(도2의 22)과 스트립(10)에 있는 인덱싱 홀(도1의 16)에 삽입되어 스트립(10)을 정확히 위치에 정렬시켜 인덱싱(indexing)을 수행(S20)한다.
그 후, 인덱싱 핀(32)을 통한 인덱싱이 끝나면, 상기 인렛 레일(20)의 상부가 화살표 방향으로 개방되면서, 픽 앤 플레이싱 툴(30)이 스트립(10)을 집어서 위로 들어올려 커팅부로 이송(S30)한다.
하지만, 종래 기술에 의한 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법은, 스트립에 가공되는 제품의 종류가 다르거나, 스트립을 제조하는 회사가 다른 경우, 스트립에 있는 인덱싱 홀(16)의 위치가 서로 달라지는 경우가 발생한다. 이 경우, 정확한 정렬을 통한 인덱싱을 위해, 인렛 레일(20) 위에 인덱싱 핀(32)이 삽입될 수 있는 별도의 레일 홀(22)을 새로 뚫어야 하는 문제점이 있다.
따라서 인렛 레일(20) 위에 여러 개의 레일 홀(22)을 뚫게 되면, 스트립(10)이 인덱싱되거나 피딩(feeding)될 때, 부딪히거나 걸릴 수 있다. 이에 따라 스트립(10)에 휨(warpage) 현상이 발생하여 여러 공정 문제를 일으킨다. 이와 함께, 스트립(10)을 커팅부로 이송하기 위해 픽 앤 플레이싱 툴(30)이 동작할 때, 인렛 레일(20)의 상부가 열려야만 하는 설비적 제약이 뒤따른다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술에 의한 문제를 해결하기 위해 새로운 방식의 인덱싱 부품을 포함하고, 이송방식을 갖는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 의한 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법은, 인쇄회로기판에 복수개의 반도체 패키지가 가공된 스트립(Strip)을 싱귤레이션 장비로 로딩하는 단계와, 상기 스트립을 싱귤레이션 장비의 이동 가능한 인렛 레일(inlet rail) 위에 위치시키는 단계와, 상기 인렛 레일 위에 있는 스트립을 인쇄회로기판에서 상기 인렛 레일과 직교하는 방향의 양끝단에 있는 사이드 홀(side hole)을 이용하여 상기 스트립을 정렬(arrangement)시키는 단계와, 상기 레일 하부에 마련된 로더(loader)의 로케이션 핀이 상기 스트립을 이송하여 커팅부(cutting portion)로 이송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 인렛 레일 위에 있는 스트립을 인쇄회로기판에서 상기 인렛 레일과 직교하는 방향의 양끝단에 있는 사이드 홀(side hole)을 이용하여 상기 스트립을 정렬(arrangement)시키는 방법은, 상기 인렛 레일 하부에 마련된 로더에 설치된 로케이션 핀이, 상기 스트립에 마련된 사이드 홀에 삽입되어 이루어지는 것이 적합하다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 스트립의 사이드 홀은, 각각 2개씩 있는 것이 적합하고, 상기 로더는 상기 커팅부에서 스트립에 대한 X축 및 Y축 커팅이 이루어질 때, 척 테이블(Chuck table)로 이용되는 것이 적합하다.
바람직하게는, 상기 로더가 척 테이블로 이용되는 방법은, 상기 로더에 설치된 로케이션 핀이 상기 로더 내부로 들어가서 외부로 돌출되지 않을 상태로 X축 및 Y축 커팅이 이루어지는 것이 적합하다.
이때, 상기 로더 표면에 설치된 진공 홀(Vacuum hole)에서 상기 스트립을 흡착한 상태로 X축 및 Y축 커팅이 이루어지는 것이 적합하다.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 스트립에서 휘어짐이 용이하게 발생하는 제품에 대한 싱귤레이션을 진행할 때, 인텍싱 홀을 이용하지 않고 사이드 홀을 이용하여 스트립을 정렬하고 로딩할 수 있다. 또한, 싱귤레이션 장비에서 가공되는 스트립 제품에 대하여, 인덱싱 홀의 위치가 서로 다르더라도 사이드 홀을 이용하여 이를 안정으로 인덱싱할 수 있으며, 장비에 별도의 레일 홀을 뚫지 않아도 되는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 상세한 설명에서 개시되는 실시예는 본 발명을 한정하려는 의미가 아니라, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명의 개시가 실시 가능한 형태로 완전해지도록 발명의 범주를 알려주기 위해 제 공되는 것이다.
도 5는 싱귤레이션 장비에서 스트립이 개별 반도체 소자로 처리되는 과정을 설명하기 위한 플로 차트(flow chart)이다.
도 5를 참조하면, 일반적으로 싱귤레이션 장비로 개별 반도체 소자의 가공이 완료된 스트립이 로딩(loading, P100)되면, 싱귤레이션 장비에서는 상기 스트립을 먼저 인렛 레일 위에서 인덱싱 및 커팅부로의 피딩(Feeding, P110)을 실시한다. 그 후, 커팅부의 척 테이블(chuck table) 위에서 상기 스트립에 대한 X축 및 Y축 커팅을 실시(P120)하여 스트립에 있는 개별 반도체 소자를 분리하여 이송(P130)시킨다.
그 후, 이송된 개별 반도체 소자를 분류(sorting)하고 트래이(tray)와 같은 적재수단에 적재(P140)한다. 마지막으로 적재수단에 담겨진 개별화된 반도체 패키지는 싱귤레이션 장비 밖으로 언로딩(unloading, P150)된다. 본원 발명은 상술한 플로 차트 중에서 싱귤레이션 장비 내에서 상기 인덱싱 및 피딩(P110)이 이루어지는 방법에 관한 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스트립의 구조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스트립이 싱귤레이션 장비의 인렛 레일 위에 놓여진 상태를 보여주는 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스트립(strip, 100)은, 기존에 인쇄회로기판(102)에서 반도체 패키지 가공부(104) 외곽지역에 복수개의 사이드 홀(108)을 별도로 보유하는 특징이 있다. 물론 스트립(100)의 위쪽으로 인덱싱 홀(106)이 있으나, 이는 본원 발명에서는 크게 문제되지 않는다.
이때, 상기 사이드 홀(108)은 도 7의 화살표와 같이 스트립(100)이 진행되는 방향(도면에서 스트립의 좌우 방향)에 전단부와 후단부에 설치되는 것이 적합하며, 그 개수는 2개를 예시적으로 도시하였으나, 그 개수는 당업자의 필요에 따라 조절이 가능하며, 사이드 홀(108)의 위치 및 모양 또한 다양한 형태로 변형시켜 적용시킬 수 있다. 도 7에서는 싱귤레이션 장비에 있는 인렛 레일(120) 위에 상기 스트립(100)이 탑재된 모습을 보여 주며, 이때 상기 사이드 홀(108)을 반드시 외부로 노출되도록 설계되어야 한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 인렛 레일 위에 위치한 스트립이 커팅부로 이송되는 과정을 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8 및 도 9를 설명하면, 본 발명에서는 싱귤레이션 장비로 스트립(100)이 로딩(S100)되면, 싱귤레이션 장비에서는 종래 기술과 같이 픽 앤 플레이싱 툴(pick and placing tool)에 있는 인덱싱 핀 대신에, 본원발명의 바람직한 실시예에 의하여 별도로 마련된 인렛 레일(120) 하부에 마련된 로더(loader, 140)를 사용하여 인덱싱을 실시한다.
상세하게는 로더(140)에 있는 로케이션 핀(142)이 위로 올려져 스트립(100)에 새롭게 마련된 사이드 홀(108)에 삽입된다. 그 후, 상기 로케이션 핀(140)이 전후 방향으로 이동하면서 스트립(100)이 로더(140) 위에 정확하게 정렬되도록 인덱싱을 실시(S110)한다. 그 후, 로더(140) 위에 정렬된 스트립(100)은 인렛 레일(120)을 타고 싱귤레이션 장비의 다른 영역에 마련된 커팅부로 이송된다.
한편, 상기 로더(140)는 커팅부에서 척 테이블(chuck table)로 사용되며, 상기 커팅부에서 스트립(100)이 로더(140) 위에 고정될 때는, 상기 로케이션 핀(142)은 로더(140) 내부로 들어가고, 로더(140)에 별도로 마련된 진공 홀(144)이 진공의 흡착력을 이용하여 스트립(100)을 고정한다. 따라서 커팅부에서 스트립(100)은 진공의 흡착력에 의해 로더(140) 위에 고정된 상태에서 X축 및 Y축의 커팅이 이루어지게 된다. 그 후, 커팅이 완료되면 로더는 다시 인덱싱 및 이송이 이루어지는 처음 위치로 환원되어 사용된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.
도 1은 종래 기술에 의한 스트립의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 상기 스트립이 싱귤레이션 장비의 인렛 레일 위에 놓여진 상태를 보여주는 평면도이다.
도 3은 종래 기술에 따라 인렛 레일 위에 위치한 스트립이 커팅부로 이송되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 의한 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 5는 싱귤레이션 장비에서 스트립이 개별 반도체 소자로 처리되는 과정을 설명하기 위한 플로 차트(flow chart)이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스트립의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스트립이 싱귤레이션 장비의 인렛 레일 위에 놓여진 상태를 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 인렛 레일 위에 위치한 스트립이 커팅부로 이송되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 스트립(Strip), 102: 인쇄회로기판,
104: 반도체 패키지 가공부, 106: 인덱싱 홀,
108: 사이드 홀, 120: 인렛 레일,
122: 레일 홀, 124: 인렛 레일 지지부,
140: 로더(loader), 142: 로케이션 홀(location hole)
144: 진공 홀(vacuum hole).

Claims (6)

  1. 인쇄회로기판에 복수개의 반도체 패키지가 가공된 스트립(Strip)을 싱귤레이션 장비로 로딩하는 단계;
    상기 스트립을 싱귤레이션 장비의 이동 가능한 인렛 레일(inlet rail) 위에 위치시키는 단계;
    상기 인렛 레일 위에 있는 스트립을 인쇄회로기판에서 상기 인렛 레일과 직교하는 방향의 양끝단에 있는 사이드 홀(side hole)을 이용하여 상기 스트립을 정렬(arrangement)시키는 단계; 및
    상기 레일 하부에 마련되고 스트립에 대한 X축 및 Y축 커팅이 이루어질 때, 척 테이블로 이용되는 로더(loader)의 로케이션 핀이 상기 스트립을 이송하여 커팅부(cutting portion)로 이송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인렛 레일 위에 있는 스트립을 인쇄회로기판에서 상기 인렛 레일과 직교하는 방향의 양끝단에 있는 사이드 홀(side hole)을 이용하여 상기 스트립을 정렬(arrangement)시키는 방법은,
    상기 인렛 레일 하부에 마련된 로더에 설치된 로케이션 핀이, 상기 스트립에 마련된 사이드 홀에 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스트립의 사이드 홀은,
    각각 2개씩 있는 것을 특징으로 하는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로더가 척 테이블로 이용되는 방법은,
    상기 로더에 설치된 로케이션 핀이 상기 로더 내부로 들어가서 외부로 돌출되지 않은 상태로 X축 및 Y축 커팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로더가 척 테이블로 이용되는 방법은,
    상기 로더 표면에 설치된 진공 홀(Vacuum hole)에서 상기 스트립을 흡착한 상태로 X축 및 Y축 커팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 싱귤레이션 장비의 스트립 이송방법.
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