KR101143347B1 - 큐어링 장치 및 이를 구비한 반도체 패키징 설비 - Google Patents

큐어링 장치 및 이를 구비한 반도체 패키징 설비 Download PDF

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Abstract

POT 공정이 수행된 칩이 장착된 테이프를 큐어링하는 큐어링 장치가 개시된다. 한 쌍의 디스크가 테이프의 폭에 상응하는 간격을 두고 상호 평행하게 배치되어 테이프가 권취되는 공간을 제공하며, 디스크의 중앙 부위에는 관통공이 형성되어 있다. 실린더가 외주면이 디스크의 관통공에 삽입됨으로써 디스크에 결합되고, 외주면에 테이프가 권취됨으로써 디스크 사이에서 테이프가 권취되도록 한다. 실린더는 디스크로부터 분리 가능하도록 구성된다. 구동축은 디스크 사이에 테이프가 권취된 상태에서 실린더가 분리된 디스크를 회전 구동한다. 작은 용적의 큐어링 장치로도 테이프가 큐어링 장치 내에 머무는 시간이 극대화되어 충분한 큐어링이 이루어질 수 있고, 이를 통해 장치의 경박단소화, 에너지 소모의 절감, 테이프의 늘어짐 불량 발생의 감소 등의 효과를 얻을 수 있다.

Description

큐어링 장치 및 이를 구비한 반도체 패키징 설비 {Curing Apparatus and Semiconductor Chip Packaging Appliance employing the same}
본 발명은 큐어링 장치 및 이를 구비한 반도체 패키징 설비에 관한 것이다.
웨이퍼상에 제작된 반도체 칩은 별도의 패키징(Packaging) 공정을 통해 개개의 칩 제품으로 양산된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 반도체칩 패키징 설비는, ILB 장치(10), POT 장치(20), 프리큐어(Precure) 장치(30), 언로더(40), 큐어링 장치(도시되지 않음), 및 테스트 장치(60)로 구성된다.
ILB 장치(10)는 웨이퍼를 다이싱(dicing)하여 얻어진 개개 칩을 테이프상에서 열압착 방식(Thermo-compression)으로 접합하여 이너리드(inner lead)를 본딩하는 장치이다. POT 장치(20)는 ILB 장치(10)로부터 배출되는 테이프에 액체 상태의 에폭시레진(epoxy resin)을 베이스로 한 봉지재를 디스펜서(Dispenser)로 도포하여 밀봉하는 장치이다. 프리큐어 장치(30)는 POT 장치(20)로부터 배출되는 테이프를 경화시키기 위하여 가열/숙성시킴으로써 예비적으로 큐어링하는 장치이다. 언로더(40)는 프리큐어 장치(30)로부터 배출되는 테이프를 릴에 권취시키는 장치이다. 큐어링 장치는 오븐으로 구성되어, 언로더(40)에 의해 테이프가 권취된 상태의 릴을 가열함으로써 테이프를 경화시키는 장치이다. 테스트 장치(60)는 경화 과정까지 마친 테이프에 대해서 패키징이 정상적으로 이루어졌는지를 검사하는 장치이다.
이러한 종래의 반도체칩 패키징 설비에서 프리큐어 장치(30)는 큐어링 장치에서 본격적인 큐어링을 하기 전에 어느 정도 큐어링을 하여 수지를 경화시키기 위해 마련되는데, 경우에 따라서는 프리큐어 장치(30) 하나만을 통한 사전 큐어링이 불충분하여 추가적인 사전 큐어링이 요구되는 경우가 있다. 이러한 경우, 프리큐어 장치(30)와 언로더(40) 사이에 추가적인 보조 큐어링 장치(버퍼 큐어링 장치)를 설치하는 경우가 있다.
도 2 는 이와 같은 보조 큐어링 장치가 프리큐어 장치(30)와 언로더(40) 사이에 배치된 상태를 도시한 것이다. 보조 큐어링 장치(50)는 가급적이면 작은 공간을 점유하도록 폭이 작게 제작되면서도 오랜 시간 동안 테이프가 머물 수 있도록 함으로써 충분한 추가 큐어링 시간을 확보하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 도 2 에 도시된 바와 같이 보조 큐어링 장치(50)는 다수의 롤러(53)가 상부와 하부에 교번적으로 배치되어 테이프(T)가 상부에서 하부로 이송된 후 다시 하부에서 상부로 이송되도록 하여 수직 방향으로 수회에 걸쳐 이송되도록 한다. 이러한 동작을 수행하는 동안 히터에 의해 테이프(T)가 가열되어 추가적인 큐어링이 수행된다.
그런데 도 2 와 같은 구조에 의해서도 단순하게 챔버 내에서 롤러(53)의 갯수 증가에 의해 보조 큐어링 장치(50) 내에 머무는 테이프(T)의 길이를 길게 하는 데에 한계가 있으므로 충분한 큐어링 시간을 확보하기 위해서는 결과적으로는 롤러(53)의 갯수가 증가되어야만 한다. 그러나 이와 같이 롤러(53)의 갯수를 증가시키는 것은 보조 큐어링 장치(50)의 크기의 증가를 야기하고, 이는 챔버 용량의 대형화로 인해 챔버 내이 온도 균일도의 불안정성 및 에너지 소모가 증가하며, 나아가 테이프(T)의 늘어짐에 의한 불량 발생을 야기할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 작은 용적의 큐어링 장치로도 테이프가 큐어링 장치 내에 머무는 시간이 극대화되어 충분한 큐어링이 이루어질 수 있도록 하고, 이를 통해 장치의 경박단소화, 에너지 소모의 절감, 테이프의 늘어짐 불량 발생의 감소 등이 가능하도록 하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, POT 공정이 수행된 칩이 장착된 테이프를 큐어링하는 큐어링 장치에 있어서, 상기 테이프의 폭에 상응하는 간격을 두고 상호 평행하게 배치되어 상기 테이프가 권취되는 공간을 제공하며, 중앙 부위에 중공 형태의 관통공이 형성된 한 쌍의 디스크; 외주면이 상기 한 쌍의 디스크의 상기 관통공에 삽입됨으로써 상기 한 쌍의 디스크에 결합되고, 상기 외주면에 상기 테이프가 권취됨으로써 상기 한 쌍의 디스크 사이에서 상기 테이프가 권취되도록 하며, 상기 한 쌍의 디스크로부터 분리 가능하도록 구성되는 실린더; 및 상기 한 쌍의 디스크 사이에 상기 테이프가 권취된 상태에서 상기 실린더가 분리된 상기 한 쌍의 디스크를 회전 구동하기 위한 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치에 의해 달성된다.
상기 구동수단은 상기 디스크의 상기 관통공이 형성된 면에 치합되는 구동축을 포함한다. 상기 한 쌍의 디스크는 상기 실린더가 분리된 상태에서 자중에 의해 상기 구동축에 얹혀짐으로써 상기 구동축에 치합된다.
바람직하게는 상기 구동축이 관통하며 상기 구동축 회전시 상기 구동축과 함께 회전하는 회전축판이 마련된다. 상기 실린더는, 상기 한 쌍의 디스크와 결합된 상태에서 상기 회전축판에 고정되어 상기 회전축판과 함께 회전한다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 디스크 사이에 설치되어, 상기 디스크 사이에 상기 테이프가 권취되도록 안내하는 가이드롤러가 마련된다.
또한, 스페이서 테이프를 상기 한 쌍의 디스크의 외주 측으로 공급하는 동작, 및 상기 한 쌍의 디스크의 내주 측으로부터 인출하는 동작을 수행하는 분리스프로켓이 마련되는 것이 바람직하다. 상기 스페이서 테이프는 폐쇄 루프 구조를 갖도록 구성된다.
또한, 상기 테이프를 상기 한 쌍의 디스크의 외주 측으로 공급하기 위한 입력스프로켓, 및 상기 테이프를 상기 한 쌍의 디스크 내주 측으로부터 인출하기 위한 출력스프로켓이 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기와 같은 구조의 큐어링 장치를 보조 큐어링 장치로서 구비하는 반도체칩 패키징 설비가 제공된다.
본 발명에 따르면, 작은 용적의 큐어링 장치로도 테이프가 큐어링 장치 내에 머무는 시간이 극대화되어 충분한 큐어링이 이루어질 수 있고, 이를 통해 장치의 경박단소화, 에너지 소모의 절감, 테이프의 늘어짐 불량 발생의 감소 등의 효과를 얻을 수 있다.
도 1 은 종래의 반도체칩 패키징 설비를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 도 1 에서 보조 큐어링 장치가 추가로 채용된 경우를 도시한 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 큐어링 장치의 개략적인 사시도.
도 4 는 도 3 의 측면도.
도 5 내지 도 7 은 도 3 의 부분 확대도.
도 8 은 도 3 의 큐어링 장치에 의한 테이프의 이동 경로를 도식적으로 도시한 도면.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 7 은 는 본 발명에 따른 큐어링 장치를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 큐어링 장치는 한 쌍의 디스크(151), 다수의 가이드롤러(152), 실린더(153), 구동축(154), 회전축판(155), 구동모터(도시되지 않음), 분리스프로켓(156), 입력스프로켓(157), 출력스프로켓(158), 및 히터(H)를 포함하여 구성된다.
한 쌍의 디스크(151)는 그 중앙 부위에 중공 형태의 관통공으로 형성되어 있으며, 이에 따라 디스크(151)는 실질적으로 도우넛 형상을 갖게 구성된다. 한 쌍의 디스크(151)는 테이프(T)의 폭에 상응하는 간격을 두고 상호 평행하게 배치된다. 이와 같이 이격된 디스크(151)들 사이 공간에 테이프(T)가 권취된다.
가이드롤러(152)는 디스크(151)의 외주면에 세 개가 배치되며, 후술되는 바와 같이 디스크(151)에 공급되는 테이프(T)가 디스크(151) 사이의 공간으로 인입되어 용이하게 권취될 수 있도록 안내하는 기능을 한다.
실린더(153)는 외주면이 한 쌍의 디스크(151)의 관통공에 삽입됨으로써 디스크(151)에 결합된다. 이때 실린더(153)는 디스크(151)의 관통공에 삽입된 상태로부터 분리 가능하게 구성된다. 실린더(153)의 일측 단부에는 고정핀(153a)이 돌출되어 있다. 이 고정핀(153a)은 후술되는 바와 같이 회전축판(155)의 고정홈(155a)에 삽입되어 회전축판(155)에 실린더(153)를 고정시키는 기능을 한다. 실린더(153)의 타측 단부에는 손잡이(153b)가 설치되어 있다. 손잡이(163b)는 작업자가 실린더(153)를 디스크(151)의 관통공에 삽입하여 결합시키는 작업, 및 디스크(151)로부터 실린더(153)를 분리시키는 작업을 할 때 손으로 실린더(153)를 잡을 수 있도록 하는 부위를 제공한다. 후술되는 바와 같이, 실린더(153)는 디스크(151)에 결합된 상태에서 그 외주면에 테이프(T)가 권취됨으로써 한 쌍의 디스크(151) 사이에서 테이프(T)가 권취되도록 하는 부위를 제공한다.
구동축(154)은 구동모터(도시되지 않음)에 의해 회전 구동된다. 구동축(154)은 디스크(151)의 관통공 내에 위치되도록 배치된다. 구동축(154)의 단부에는 치형 돌기가 형성되어 있고, 디스크(151)의 관통공 내주면에는 이에 맞물리는 치형 돌기가 형성되어 있다. 따라서, 실린더(153)가 디스크(151)로부터 분리된 상태에서 디스크(151)가 자중에 의해 구동축(154)에 얹혀지면, 구동축(154)과 디스크(151)의 내주면은 치형 돌기들에 의해 상호 치합되어 구동축(154)의 회전에 의해 디스크(151)가 회전하게 된다.
회전축판(155)은 디스크(151)의 후방에 디스크(151)와 평행하게 배치된다. 회전축판(155)의 중앙 부위에는 구동축(154)의 후단부가 삽입되어 결합되는 축공(155b)이 형성되어 있다. 따라서 구동축(154)이 회전하면 회전축판(155)이 구동축(154)과 함께 회전하게 된다. 축공(155b)의 둘레에는 전술한 바와 같이 실린더(153)가 디스크(151)에 결합된 상태에서 실린더(153)의 고정핀(153a)이 삽입 결합되는 고정홈(155a)이 형성되어 있다. 따라서, 회전축판(155)이 회전하면 실린더(153) 또한 회전축판(155)과 함께 회전한다. 결과적으로, 실린더(153)가 디스크(151)와 결합되어 있는 도 5 의 상태에서는 구동축(154)이 회전함에 따라 회전축판(155), 실린더(153), 및 디스크(151)가 모두 구동축(154)과 함께 회전한다.
분리스프로켓(156)은 스페이서 테이프(S)를 디스크(151)의 외주 측으로 공급하는 동작, 및 디스크(151)의 내주 측으로부터 인출하는 동작을 수행한다. 즉, 테이프(T)가 디스크(151) 사이 공간에 권취될 때 테이프(T)에는 테이프(T)가 직접 접촉되면서 권취되지 않도록 스페이서 테이프(S)(또는 몰드 테이프)를 함께 권취시키는데, 분리스프로켓(156)은 이러한 스페이서 테이프(S)를 디스크(151)로 공급하고 또한 디스크(151)로부터 인출하는 동작을 한다. 여기에서 스페이서 테이프(S)는 폐쇄 루프 구조를 갖도록 제작된다.
입력스프로켓(157)은 큐어링 장치(150)로 큐어링을 위해 입력되는 테이프(T)를 디스크(151)의 외주 측으로 공급하는 기능을 하고, 출력스프로켓(158)은 큐어링 완료된 테이프(T)를 디스크(151) 내주 측으로부터 인출하는 기능을 한다.
히터(H)는 큐어링 장치(150) 내부 공간을 가열하여 디스크(151)에 권취된 테이프(T)를 큐어링하는 기능을 한다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 큐어링 장치(150)의 동작을 기술한다.
본 발명에 따른 큐어링 장치(150)에서 실린더(153)는 큐어링 장치(150)의 최초 동작시에만 사용되며, 큐어링 장치(150)의 동작이 지속되는 동안에는 사용되지 않는다. 먼저, 큐어링 장치(150)의 초기 구동을 위하여 실린더(153)를 디스크(151)에 결합시켜 도 5 와 같은 상태가 되도록 한다.
이러한 상태에서, 구동축(154)이 구동모터에 의해 회전하여 디스크(151)가 회전하고 입력스프로켓(157)이 동작하여 테이프(T)가 외부로부터 공급되어 디스크(151)의 외주 측에서 디스크(151) 사이의 공간으로 공급되어, 디스크(151) 사이의 공간에 실린더(153)의 외주면을 중심으로 테이프(T)가 권취된다. 이때, 스페이서 테이프(S)도 테이프(T)와 함께 공급됨으로써 테이프(T)와 스페이서 테이프(S)의 이중 구조로 권취가 되는데, 이와 같은 초기 구동시에는 스페이서 테이프(S)는 폐쇄 루프를 이루지 않고 긴 때 형상으로 구성되어 있다. 한편, 테이프(T)와 스페이서 테이프(S)의 권취는 가이드롤러(152)에 의해 안내된다.
테이프(T)와 스페이서 테이프(S)가 디스크(151) 사이의 공간에 실린더(153)를 중심으로 일정 두께 이상 권취가 완료되고 나면, 스페이서 테이프(S)의 분리된 양 단부를 상호 연결하여 스페이서 테이프(S)가 무한 반복되는 폐쇄 루프를 이루도록 구성한다. 그리고 나서 실린더(153)를 수작업에 의해 도 6 과 같이 디스크(151)로부터 분리하고 디스크(151)를 자중에 의해 하방 이동시켜 구동축(154)상에 얹혀놓아 구동축(154)과 디스크(151)의 내주면이 치합되도록 하여 도 7 과 같은 상태로 만든다.
이러한 상태에서 구동축(154)이 구동모터에 의해 회전하면 구동축(154)에 의해 디스크(151)가 회전하게 된다. 이에 따라 입력스프로켓(157)에 의해 공급되는 테이프(T)는 디스크(151)의 외주 측으로 공급되어 권취되며, 이때 스페이서 테이프(S)도 테이프(T)와 함께 디스크(151)에 권취된다.
이와 같이 디스크(151)의 외주면 측에 테이프(T)와 스페이서 테이프(S)가 권취되는 동안, 디스크(151)의 내주면측에서는 테이프(T)와 스페이서 테이프(S)가 풀려나간다. 즉, 실린더(153)가 제거된 상태이므로 디스크(151)의 내주면측에는 기존에 권취되어 있던 테이프(T)와 스페이서 테이프(S)가 노출되는데, 이와 같이 노출된 테이프(T)와 스페이서 테이프(S)가 디스크(151)가 회전하는 동안 디스크(151)의 내주면으로부터 분리되어 풀려나간다. 풀려나가는 테이프(T)는 출력스프로켓(158) 측으로 공급되어 큐어링 장치(150)의 외부로 배출되고, 풀려나가는 스페이서 테이프(S)는 분리스프로켓(156)측으로 공급되어 다시 디스크(151) 측으로 이송됨으로써, 디스크(151) 외주면측으로 새로 공급되는 테이프(T)와 함께 디스크(151)에 감기게 된다.
결과적으로, 테이프(T)는 도 8 에 도시된 바와 같이 외부로부터 입력되어 디스크(151)의 외주면에 권취되고 내주면측으로부터 인출되어 배출되며, 이와 같은 테이프(T)의 이송 중에 폐쇄 루프를 이루는 스페이서 테이프(S)는 디스크(151)의 외주면 측으로 권취되고 내주면측으로부터 인출된 후 다시 디스크(151)의 외주면에 권취되는 과정을 반복한다. 이러한 과정이 지속되는 동안 히터(H)에서 발생되는 열에 의해 디스크(151)에 권취되어 있는 테이프(T)에 대한 큐어링이 이루어지게 된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 큐어링을 위해 큐어링 장치(150)의 챔버 내에 머무는 테이프(T)의 길이가 디스크(151)에 권취되어 있는 전체 테이프(T) 길이만큼이 되므로, 도 2 에 도시된 종래 기술의 테이프(T) 길이에 비해 현저하게 긴 길이가 된다. 따라서 테이프(T)가 챔버 내에 머무는 시간이 현저하게 길어지므로 충분한 큐어링 시간을 확보할 수 있고, 이에 따라 큐어링 장치(150)의 크기가 감소하고 큐어링 효율이 향상되며 테이프(T)의 늘어짐이 방지된다.
한편, 본 발명에 따른 큐어링 장치(150)는 도 1 에 도시된 종래의 프리큐어 장치(30)와 종래의 오븐 형태의 큐어링 장치 모두를 대체하는 독립적인 큐어링 장치로 사용될 수도 있고, 도 2 에 도시된 바와 같은 종래의 보조 큐어링 장치(50)를 대체하여 프리큐어 장치(30)에 부가되는 형태로 사용될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. POT 공정이 수행된 칩이 장착된 테이프를 큐어링하는 큐어링 장치에 있어서,
    상기 테이프의 폭에 상응하는 간격을 두고 상호 평행하게 배치되어 상기 테이프가 권취되는 공간을 제공하며, 중앙 부위에 중공 형태의 관통공이 형성된 한 쌍의 디스크;
    외주면이 상기 한 쌍의 디스크의 상기 관통공에 삽입됨으로써 상기 한 쌍의 디스크에 결합되고, 상기 외주면에 상기 테이프가 권취됨으로써 상기 한 쌍의 디스크 사이에서 상기 테이프가 권취되도록 하며, 상기 한 쌍의 디스크로부터 분리 가능하도록 구성되는 실린더; 및
    상기 한 쌍의 디스크 사이에 상기 테이프가 권취된 상태에서 상기 실린더가 분리된 상기 한 쌍의 디스크를 회전 구동하기 위한 구동수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동수단은 상기 디스크의 상기 관통공이 형성된 면에 형성된 치형돌기와 치합되는 치형돌기를 구비한 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 디스크는 상기 실린더가 분리된 상태에서 자중에 의해 상기 구동축에 얹혀짐으로써 상기 디스크의 상기 치형돌기와 상기 구동축의 상기 치형돌기가 치합되는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동축이 관통하며 상기 구동축 회전시 상기 구동축과 함께 회전하는 회전축판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실린더는, 상기 한 쌍의 디스크와 결합된 상태에서 상기 회전축판에 고정되어 상기 회전축판과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 디스크 사이에 설치되어, 상기 디스크 사이에 상기 테이프가 권취되도록 안내하는 가이드롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    스페이서 테이프를 상기 한 쌍의 디스크의 외주 측으로 공급하는 동작, 및 상기 한 쌍의 디스크의 내주 측으로부터 인출하는 동작을 수행하는 분리스프로켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스페이서 테이프는 폐쇄 루프 구조를 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이프를 상기 한 쌍의 디스크의 외주 측으로 공급하기 위한 입력스프로켓, 및 상기 테이프를 상기 한 쌍의 디스크 내주 측으로부터 인출하기 위한 출력스프로켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 큐어링 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 큐어링 장치를 보조 큐어링 장치로서 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 패키징 설비.
KR1020100133013A 2010-12-23 2010-12-23 큐어링 장치 및 이를 구비한 반도체 패키징 설비 KR101143347B1 (ko)

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KR20060019905A (ko) * 2004-08-30 2006-03-06 삼성전자주식회사 테이프 히터 및 확산 공정용 반도체 제조 장치
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