KR101156860B1

KR101156860B1 - 기판용 코인 헤드

Info

Publication number: KR101156860B1
Application number: KR1020100085895A
Authority: KR
Inventors: 우창경
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-06-20
Also published as: KR20120022361A

Abstract

본 발명은 기판에 솔더링(Soldering)된 솔더 볼(Solder Ball)을 코인(Coin) 방식으로 눌러 프렛 타입 범프(Flat Type Bump)를 형성하기 위한 기판용 코인 헤드(Coin Head)에 관한 것으로, 하부에 돌출부가 형성되어 박막기판 나아가 초박막기판에 솔더링된 솔더 볼을 균일한 압력으로 코이닝(Coining) 하여 휨(Warpage) 등이 발생하는 것을 방지하기 위한 기판용 코인 헤드에 관한 것이다.

Description

기판용 코인 헤드{COIN HEAD FOR SUBSTRATE}

본 발명은 기판용 코인 헤드에 관한 것이다.

기판에 프렛 타입 범프(Flat Type Bump)를 형성하기 위해서는 우선 기판의 상부에 솔더 볼(Solder Ball)을 솔더링(Soldering)한 후 하부가 평탄하게 형성된 코인 헤드(Coin Head)를 수직으로 눌러 압력을 가하는 코이닝(Coining) 작업을 진행해야 한다.

(특허문헌 1)은 반도체 패키지에 범프를 형성하기 위한 제조방법에 관한 것으로, 본문 2～3쪽 및 도 3의 기재에서 보듯이, 본딩패드에 범프가 형성된 웨이퍼를 코이닝 툴에 안착시킨 후, 코이닝(Coining) 작업을 진행하여 각 반도체 칩의 본딩패드에 형성된 범프의 상단부를 가압판으로 기재된 코인 헤드(Coin Head)로 눌러 코이닝 작업을 진행하고 있다.

따라서, 웨이퍼의 상부에 형성된 범프의 높이를 일정한 수준(프렛 타입)으로 형성하는 것을 기대할 수 있다.

KR

10-2002-0074278

A

그러나, 상기 (특허문헌 1)을 포함하여 종래 선행기술에서 제시하고 있는 코인 헤드는 단순히 하면이 평탄화 형성된 것에 불과하여 전자제품의 소형화와 슬림화에 맞추어 칩 스케일이 작아지거나 두께도 얇아지는 기판에 코인(Coin) 방식을 통해 프렛 타입 범프를 형성할 경우 상기 기판에 가해지는 압력에 의한 휨 등이 발생할 수 있다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면, 기판의 상부에 솔더링을 통해 형성되는 솔더 볼은 그 높낮이가 상이하여 높이 차가 필연적으로 발생하고 있으며, 이를 코인 헤드로 눌러 코인 작업을 실시할 경우 가장 높은 솔더 볼에 압력집중현상이 발생함으로써, 이에 해당하는 위치의 기판에 휨(Warpage) 등이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 솔더 볼의 높이 차에 의한 압력집중으로 인해 기판에 휨 등이 발생하는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 프렛 타입 범프를 형성하는 과정에서 기판에 균일한 압력이 가해질 수 있도록 한 기판용 코인 헤드를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 기판에 프렛 타입 범프(Flat Type Bump)를 형성할 수 있도록 몸체의 하부에 형성되어 솔더 볼(Soler Ball)을 눌러 가압하는 코이닝부; 및

상기 기판을 향해 돌출되도록 코이닝부에 구비된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 기판은 두께 0.2㎜이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 돌출부는 한 쌍으로 구성되어 코이닝부의 가장자리에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 돌출부는 솔더 볼을 사이에 두고 배열형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 돌출부는 핀 또는 판 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 코이닝부에는 솔더 볼의 상부를 수용할 수 있도록 수용공간이 단차 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기판에 솔더링된 솔더 볼의 높낮이에 차이가 있더라도 돌출부를 통해 압력을 분산하여 균일하게 가할 수 있어 상기 기판에 휨 등이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있으며, 특히 기판이 두께 0.2㎜이하일 경우 그 효과가 배가되고 있다.

아울러, 솔더링 방식에 따라 돌출부의 양태나 두께를 다양하게 실시할 수 있어 코이닝에 따른 용이함이 있으며, 이에 따라 신뢰성을 강화하여 범프 및 기판의 표면검사공정을 별도로 하지 않아도 되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 코이닝부에 수용공간이 단차 형성됨으로써, 기판에 프렛 타입 범프와 구형의 범프를 동시에 형성할 수 있어 범프 형성을 위한 제조공정 및 시간을 단축하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 돌출부가 형성된 코인 헤드를 나타내 보인 단면도.
도 2는 도 1에 따른 코인 헤드를 통한 코이닝 작업과정을 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 돌출부가 형성된 코인 헤드를 나타내 보인 단면도.
도 4는 도 2에 따른 코인 헤드를 통한 코이닝 작업과정을 나타내 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수용공간이 코이닝부에 단차 형성된 것을 나타내 보인 단면도.
도 6은 도 5에 따른 코인 헤드를 통해 기판의 상부에 프렛 타입 범프와 구형의 범프가 동시에 형성되는 것을 나타내 보인 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 코인 헤드(1)는 두께(Thickness: 이하 'T'라 한다) 0.4㎜이상의 박막기판 나아가 상기 박막기판보다 두께(T)가 얇은 0.2㎜이하의 초박막기판을 포함하는 기판(2)에 솔더링(Soldering)된 솔더 볼(Solder Ball)을 코이닝(Coining) 하여 프렛 타입 범프(Flat Type Bump)를 형성하게 된다.

이를 위하여 상기 코인 헤드(1)는 몸체(10)의 하부에 형성된 코이닝부(11) 및 상기 코이닝부(11)에 구비되어 기판(2)을 향해 돌출된 돌출부(12)를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상기 몸체(10)는 기판(2)의 상부에서 하부방향으로 수직하강하는 방식으로 코이닝 작업을 진행하게 된다. 따라서 코인 헤드(1)는 몸체(10)를 구동시키기 위한 구동부(10a)가 구비되어 있거나 연결되어 있어야 하며, 실시 예로써 상기 구동부(10a)가 몸체(10)의 상부에 형성된 것을 보이고 있다.

이러한 몸체(10)의 하부에 형성된 코이닝부(11)는 상기 몸체(10)의 수직하강시 솔더 볼(3)의 상부를 눌러 가압하는 코이닝 작업을 진행하여 그 상부가 평평한 프렛 타입 범프를 형성하게 된다. 따라서 상기 코이닝부(11)는 전체적으로 볼 때 균일한 평탄면으로 형성되어야 한다.

한편, 상기 돌출부(12)는 코이닝부(11)를 통한 코이닝 과정에서 몸체(10)로부터 가해지는 압력을 기판(2)에 분산하여 전달할 수 있도록 상기 코이닝부(11)에 돌출되게 구비되며, 이때의 돌출 방향은 기판(2)을 향하게 된다.

상기 돌출부(12)는 코인 헤드(1)의 제조시 몸체(10)와 일체로 형성되거나, 개별 형성되어 조립됨으로써 코이닝부(11)에 돌출 구비되며, 이를 이용하여 코이닝 작업을 진행함으로써, 기판(2)에 균일한 압력을 분산하여 전달하게 된다.

즉, 상기 돌출부(12)를 통해 기판(2)에 솔더링된 솔더 볼(3)의 높낮이(높이의 차이)로 인해 발생할 수 있는 압력집중을 효율적으로 분산하여 두께(T) 0.4㎜의 박막기판, 특히 전자제품의 소형화에 따라 두께(T) 0.2㎜이하로 형성되고 있는 초박막기판에 발생할 수 있는 휨(Warpage) 등을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이러한 돌출부(12)의 실시 예는 다음과 같다. 도 1에서 나타내 보인 것과 같이, 한 쌍의 돌출부(12)가 코이닝부(11)의 가장자리에 구비되어 기판(2)을 향해 돌출된 것을 보이고 있다. 이때 상기 돌출부(12)는 몸체(10)와 일체로 형성되거나, 개별 형성되어 조립된 상태이다.

또한, 상기 돌출부(12)는 핀(Pin) 형상일 수 있고, 아니면 도시된 바와 같이, 판(Panel) 형상일 수 있으며, 이는 솔더링 방식에 따라 결정된다. 즉 솔더링 방식에 따라 바람직한 돌출부(12)의 형상을 선택하게 된다.

따라서, 도 2에서 나타내 보인 것과 같이, 기판(2)에 솔더링된 솔더 볼(3)에 대한 코이닝 작업시 돌출부(12)가 기판(2)에 접촉하여 압력을 분산함으로써, 상기 솔더 볼(3)의 높낮이가 다르더라도 높이 차에 의한 압력집중이 분산되어 휨 또는 기판(2)의 파손이 발생하지 않게 되는 것이다.

이러한 실시 예에 따른 돌출부(12)는 프렛 타입 범프를 소규모로 형성해야 하는 기판(2)에 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 돌출부(12)의 다른 실시 예는 도 3에서 나타내 보인 것과 같이, 코이닝부(11)에 돌출부(12)가 배열형성되는 것이며, 이때의 배열간격은 솔더 볼(3)을 사이에 둔 것을 기준으로 하게 된다.

또한, 상기 돌출부(12)는 앞서 실시 예에서 기재한 바와 같이, 몸체(10)와 일체로 형성되거나, 개별 형성되어 조립될 수 있으며, 그 형상은 핀(Pin) 형상일 수 있고, 아니면 도시된 바와 같이, 판(Panel) 형상일 수 있으며, 이는 솔더링 방식에 따라 결정된다. 즉 솔더링 방식에 따라 바람직한 돌출부(12)의 형상을 선택하게 된다.

따라서, 이와 같이 돌출부(12)가 코이닝부(11)에 구비됨으로써, 도 4에서 보인 것과 같이, 기판(2)에 솔더링된 솔더 볼(3)에 대한 코이닝 작업시 돌출부(12)가 솔더 볼(3) 사이를 통과하여 기판(2)에 접촉하여 압력을 분산함으로써, 상기 솔더 볼(3)의 높낮이가 다르더라도 높이 차에 의한 압력집중이 분산되어 휨 또는 기판(2)의 파손이 발생하지 않게 되는 것이다.

이러한 다른 실시 예에 따른 돌출부(12)는 프렛 타입 범프를 대규모로 형성해야 하는 기판(2)에 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 코인 헤드(1)는 코이닝부(11)에 단차 형성된 수용공간(13)을 더 포함한다. 이러한 코인 헤드(1)는 기판(2)에 프렛 타입 범프와 구형의 범프를 동시에 형성해야 하는 경우에 사용된다.

상기 수용공간(13)은 실시 예로써, 도 5에서 나타내 보인 것과 같이, 코이닝부(11)의 가장자리에 단차 형성된 것을 보이고 있다. 다만 이는 하나의 예로써 상기 코이닝부(11)의 중앙에 수용공간(13)이 형성될 수 있다.

따라서, 이러한 수용공간(13)을 더 포함함에 따라 코인 헤드(1)를 통한 코이닝 작업진행시 코이닝부(11)에 눌려 가압되는 솔더 볼(3)은 프렛 타입 범프로 형성되고, 상기 수용공간(13)에 상부가 수용되는 솔더 볼(3)은 구형의 범프로 형성됨으로써, 기판(2)에 프렛 타입 범프와 구형의 범프를 동시에 형성할 수 있게 되는 것이다.

1 - 코인 헤드 2 - 기판
3 - 솔더 볼 10 - 몸체
11 - 코이닝부 12 - 돌출부
13 - 수용공간

Claims

기판에 프렛 타입 범프(Flat Type Bump)를 형성할 수 있도록 몸체의 하부에 형성되어 솔더 볼(Soler Ball)을 눌러 가압하는 코이닝부; 및
상기 기판을 향해 돌출되도록 코이닝부에 구비된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판용 코인 헤드.
청구항 1에 있어서, 상기 기판은 두께(T) 0.2㎜이하인 것을 특징으로 하는 기판용 코인 헤드.
청구항 1에 있어서, 상기 돌출부는 한 쌍으로 구성되어 코이닝부의 가장자리에 형성된 것을 특징으로 하는 기판용 코인 헤드.
청구항 1에 있어서, 상기 돌출부는 솔더 볼을 사이에 두고 배열형성된 것을 특징으로 하는 기판용 코인 헤드.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 돌출부는 핀(Pin) 또는 판(Panel) 형상인 것을 특징으로 하는 기판용 코인 헤드.
청구항 1에 있어서, 상기 코이닝부에는 솔더 볼의 상부를 수용할 수 있도록 수용공간이 단차 형성된 것을 특징으로 하는 기판용 코인 헤드.