KR101234189B1 - 반도체칩 패키징 공정에서의 포팅 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

반도체칩 패키징 공정에서의 포팅 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

반도체칩 패키징 공정에서의 포팅 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다. 포팅 시스템은 ILB 공정을 마친 상기 반도체칩이 장착된 테이프가 공급되어 포팅 공정을 위해 대기되는 복수의 레일, 복수의 레일상에서 대기 중인 테이프에 대해 상기 포팅 공정을 수행하는 포팅헤드, 복수의 레일 중 일부에 테이프가 공급되는 동안 테이프가 포팅 공정을 위해 기 공급되어 대기 중인 레일의 위치로 포팅헤드를 이동시키는 제어부를 구비한다. 포팅 공정을 수행하는 포팅 시스템에서 테이프가 포팅 대기 상태로 공급되기까지의 시간 소모가 없이 연속적으로 포팅 공정을 수행할 수 있으므로, 패키징 공정에서의 생산성을 향상된다.

Description

반도체칩 패키징 공정에서의 포팅 시스템 및 그 제어 방법 {POT System and Method in Semiconductor Chip packaging Process}
본 발명은 반도체칩 패키징 공정에서의 포팅 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐리어 테이프에 실장되어 순차적인 패키징 공정을 통해 제품화되는 패키징 공정에서 ILB 공정을 겪은 제품에 에폭시 레진을 이용하여 본딩 부위를 보호하는 POT 공정을 수행하는 포팅 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
웨이퍼상에 제작된 반도체 칩은 별도의 패키징(Packaging) 공정을 통해 개개의 칩 제품으로 양산된다. 패키징 공정은 Dicing- ILB - POT - Marking 의 공정을 통해 수행되며, 제작된 칩은 FT(Final Test) 공정과 VI(Visual Inspection) 공정을 거쳐 검사된다.
Dicing(SAW) 공정은 웨이퍼상에 패터닝(patterning) 되어 있는 수많은 칩을 하나의 제품으로 구성하기 위해 개개의 칩으로 나누어 주는 공정이다. ILB 공정은 Dicing 이 완료된 칩의 범프(Bump)와 필름상의 이너리드(inner lead)를 고온의 열과 압력을 이용한 열압착 방식(Thermo-compression)으로 접합하여 외부로의 전기적인 통로를 형성시켜 주기 위한 공정이다. POT 공정은 ILB 공정을 거친 제품의 접합부를 포함한 칩의 회로부를 외부의 물리적, 화학적, 기계적, 정전기적 환경으로부터 보호하여 제품의 신뢰성을 확보하기 위해 액체 상태의 에폭시레진(epoxy resin)을 베이스로 한 봉지재를 디스펜서(Dispenser)로 도포하여 밀봉하는 공정이다. Marking 공정은 제품의 코드화된 정보를 제품의 표면에 활자로 표기함으로써 제품마다 고유의 일련번호를 날인하는 공정이다.
도 1 은 이와 같은 패키징을 위한 제 공정에서 포팅(POT : Potting) 공정을 수행하는 종래의 포팅 시스템을 도시한 도면이고, 도 2 는 도 1 의 부분 확대도이다.
종래의 포팅 시스템은 로더(10), 포팅헤드(20), 이송헤드(30), 레일(40), 및 언로더(60)를 포함하여 구성된다. 로더(10)는 ILB 공정을 거친 캐리어 테이프(50)를 레일(40)로 공급한다. 포팅헤드(20)는 레일(40)을 따라 여러 개가 마련되며, 레일(40)상에 놓여진 테이프(50)에 대해 포팅을 수행한다. 이송헤드(30)는 각각의 포팅헤드(20)를 상하방향으로 이동시키는 기능을 한다. 언로더(60)는 포팅 완료된 테이프(50)를 언로딩하여 권취시킨다.
이와 같은 종래의 포팅 시스템에서는, 로더(10)에 의해 테이프(50)가 레일(40) 위로 공급되면, 이송헤드(30)에 의해 포팅헤드(20)가 하방 이동되어 테이프(50)상의 각 칩에 대해 포팅 공정을 수행한 후 다시 포팅헤드(20)가 상방 이동되고, 이러한 상태에서 로더(10)에 의해 테이프(50)가 다시 공급되어 다음 위치의 반도체칩이 포팅 대기됨과 동시에 포팅된 테이프(50) 부분은 언로더(60)로 인출된다. 따라서, 포팅헤드(20)는 1회의 포팅 동작을 완료한 후에는 추가 부분의 테이프(50)가 포팅 상태로 대기될 때까지 상방 이동되어 기다려야 하고, 이는 포팅 공정의 속도의 현저한 저하 및 이에 따른 패키징 공정 전체의 생산성 저하를 야기하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 포팅 공정을 수행하는 포팅 시스템에서 테이프가 포팅 대기 상태로 공급되기까지의 시간 소모가 없이 연속적으로 포팅 공정을 수행할 수 있도록 함으로써 패키징 공정에서의 생산성을 향상시키고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포팅 시스템은, ILB 공정을 마친 상기 반도체칩이 장착된 테이프가 공급되어 상기 포팅 공정을 위해 대기되는 복수의 레일; 상기 복수의 레일상에서 대기 중인 상기 테이프에 대해 상기 포팅 공정을 수행하며, 상기 복수의 레일들의 위치간을 이동 가능한 포팅헤드; 및 상기 복수의 레일 중 일부에 상기 테이프가 공급되는 동안, 상기 테이프가 상기 포팅 공정을 위해 기 공급되어 대기 중인 상기 레일의 위치로 상기 포팅헤드를 이동시켜 상기 포팅 공정을 수행하도록 상기 포팅헤드를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 레일은 한 쌍이 마련될 수 있다. 또한, 상기 레일로 상기 테이프를 공급하는 복수의 로더가 각각의 상기 레일에 대응되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 레일로부터 상기 테이프를 언로딩하는 복수의 언로더가 각각의 상기 레일에 대응되어 구비될 수 있다.
상기 포팅헤드는 하나의 상기 레일에 놓여진 상기 테이프상의 복수의 상기 반도체칩에 대해 동시에 포팅이 가능하도록, 상기 레일의 길이 방향을 따라 복수 개 배치된다.
상기 제어부는 상기 레일 중 어느 하나에 대해서만 상기 포팅 공정이 수행되도록 상기 포팅헤드를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 반도체칩 패키징 공정 중의 포팅 공정을 제어 방법에 있어서, a) ILB 공정을 마친 상기 반도체칩이 장착된 테이프가 공급되어 상기 포팅 공정을 위해 대기되는 복수의 레일을 마련하는 단계; b) 상기 복수의 레일 중 상기 테이프가 상기 포팅 공정을 위해 기 공급되어 대기 중인 상기 레일의 위치로 포팅헤드를 이동시키는 단계; c) 상기 포팅헤드가 이동된 위치의 상기 테이프에 대해 포팅을 수행하는 단계; 및 d) 상기 b) 단계 및/또는 상기 c) 단계가 수행되는 동안, 나머지 상기 레일에 대해 상기 테이프를 상기 포팅 공정을 위하여 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포팅 공정 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 따르면, 포팅 공정을 수행하는 포팅 시스템에서 테이프가 포팅 대기 상태로 공급되기까지의 시간 소모가 없이 연속적으로 포팅 공정을 수행할 수 있으므로, 패키징 공정에서의 생산성을 향상된다.
도 1 은 이와 같은 패키징을 위한 제 공정에서 포팅(POT : Potting) 공정을 수행하는 종래의 포팅 시스템을 도시한 도면.
도 2 는 도 1 의 부분 확대도.
도 3 은 본 발명에 따른 포팅 시스템을 도시한 도면.
도 4 는 도 3 의 부분 확대도.
도 5 내지 9 는 도 4 에 도시된 포팅 시스템에 의해 수행되는 포팅 공정을 순차적으로 도시한 도면.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 은 본 발명에 따른 포팅 시스템을 도시한 도면이고, 도 4 는 도 3 의 부분 확대도이다.
본 발명에 따른 포팅 시스템은, 한 쌍의 로더(111, 112)로 구성되는 로더부(110), 한 쌍의 레일(141, 142)로 구성되는 레일부(140), 레일부(140)의 길이 방향을 따라 배치된 복수의 포팅헤드(120), 포팅헤드(120)를 이동시키기 위한 이송헤드(130), 한 쌍의 언로더(161, 162)로 구성되는 언로더부(160), 및 제어부(도시되지 않음)를 포함하여 구성된다.
로더부(110)는 ILB 공정을 마친 반도체칩이 장착된 테이프(150)를 공급하는 장치로서, 제1로더(111)와 제2로더(112)에는 각각 제1테이프(151)와 제2테이프(152)가 권취되어 있고 제1로더(111)와 제2로더(112)는 각각 제1레일(141)과 제2레일(142)로 제1테이프(151)와 제2테이프(152)를 공급한다. 이에 따라 제1레일(141)과 제2레일(142)상에는 각각 제1테이프(151)와 제2테이프(152)가 포팅 공정을 위해 대기된다.
포팅헤드(120)는 레일(141, 142)상에서 대기 중인 테이프(151, 152)에 대해 포팅 공정을 수행한다. 이때, 포팅헤드(120)는 한 쌍의 레일(141, 142)들의 위치간을 이동 가능하게 구성되며, 이러한 포팅헤드(120)의 이송은 이송헤드(130)에 의해 이루어진다. 즉, 이송헤드(130)는 포팅헤드(120)를 상하방으로 이동시켜 테이프(151, 152)상의 칩들에 대해 포팅을 수행함은 물론이고, 포팅헤드(120)가 상방으로 이동된 상태에서는 측방으로 포팅헤드(120)를 이동시켜 포팅헤드(120)가 제1레일(141)의 위치로 이동되도록 하거나 제2레일(142)의 위치로 이동되도록 한다. 한편, 포팅헤드(120)는 하나의 레일(141 또는 142)에 놓여진 테이프(151 또는 152)상의 복수의 반도체칩에 대해 동시에 포팅이 가능하도록, 레일(141, 142)의 길이 방향을 따라 복수 개 배치되며, 이송헤드(130) 또한 각 포팅헤드(130)에 대응되어 복수 개 배치된다.
언로더부(160)는 포팅이 완료된 테이프를 언로딩시켜 권취하는 장치로서, 제1테이프(151)와 제2테이프(152)를 각각 언로딩시키는 제1언로더(161)와 제2언로더(162)로 구성된다.
도시되지 않은 제어부는 사전에 프로그래밍 되어 있는 마이크로프로세서로 구성되어, 상기한 바와 같은 각 구성들의 제반 동작을 제어한다.
이하에서는 도 5 내지 도 9 를 참조하여 본 발명에 따른 포팅 시스템의 포팅 동작에 대해 설명한다.
먼저, 제어부는 이송헤드(130)를 제어하여 포팅헤드(120)를 제1레일(141)측으로 측방 이동시킨다. 그리고 나서 이송헤드(130)는 도 5 에 도시된 바와 같이 포팅헤드(120)를 하방 이동시켜 제1레일(141)상에 놓여진 제1테이프(151)에 대해 포팅 작업을 수행한다.
제1테이프(151)에 대해 포팅 작업이 완료되면 이송헤드(130)는 도 6 에 도시된 바와 같이 포팅헤드(120)를 상방 이동시킨 후, 다시 도 7 에 도시된 바와 같이 포팅헤드(120)를 측방으로 이동시켜 제2레일(142)측으로 위치시킨다. 그리고 나서, 이송헤드(130)는 도 8 에 도시된 바와 같이 포팅헤드(120)를 하방 이동시켜 제2레일(142)상에 놓여진 제2테이프(152)에 대해 포팅 작업을 수행한다.
이송헤드(130)에 의해 포팅헤드(120)가 측방으로 이동되는 동안, 그리고 포팅헤드(120)가 하방으로 이동되어 제2테이프(152)에 대해 포팅을 하는 동안, 포팅 완료된 제1레일(141)에는 제1로더(111)로부터 제1테이프(151)가 공급되는 동작이 수행된다. 이에 따라 제1테이프(151)의 포팅이 완료된 부분은 제1언로더(161) 측으로 언로딩되고 새로 포팅이 될 부분이 제1레일(141)상에 로딩된다.
제2테이프(152)에 대해 포팅 작업이 완료되면, 이송헤드(130)는 도 9 에 도시된 바와 같이 포팅헤드(120)를 상방 이동시킨 후 다시 포팅헤드(120)를 측방으로 이동시켜 제1레일(141)측으로 위치시킨다. 그리고 나서 이송헤드(130)는 도 5 와 같이 포팅헤드(120)를 하방 이동시켜 제1레일(141)상에 제1테이프(151)에 대해 포팅 작업을 수행한다.
이송헤드(130)에 의해 포팅헤드(120)가 측방으로 이동되는 동안, 그리고 포팅헤드(120)가 하방으로 이동되어 제1테이프(151)에 대해 포팅을 하는 동안, 포팅 완료된 제2레일(142)에는 제2로더(112)로부터 제2테이프(152)가 공급되는 동작이 수행된다. 이에 따라 제2테이프(151)의 포팅이 완료된 부분은 제2언로더(162) 측으로 언로딩되고 새로 포팅이 될 부분이 제2레일(142)상에 로딩된다.
이와 같은 과정이 반복됨에 따라, 결과적으로 포팅헤드(120)는 제1테이프(151)와 제2테이프(152)를 번갈아가면서 포팅하게 되고, 이때 포팅이 수행되지 않는 나머지 레일에서는 새로이 포팅될 테이프가 로딩되는 작업이 수행된다. 따라서, 포팅헤드(120)가 포팅을 한 후 테이프를 로딩하는 동안 대기하는 시간이 없으므로, 포팅 작업의 속도가 현저하게 향상된다. 포팅 속도는 상기와 같이 한 쌍의 레일(141, 142)을 번갈아가면서 포팅하도록 구성한 경우 기존의 방식에 비해 약 1.8배의 속도로 향상된다. 대기 시간이 존재하지 않음에 따라 포팅 속도는 두 배로 향상되나, 포팅헤드(120)의 측방 이동에 따른 이동 시간의 존재로 인해 포팅 속도는 두 배에 조금 못 미치는 정도로 향상된다. 한편, 이와 같은 경우에 작업자의 생산성은 약 1.5배 정도 향상되는 효과를 얻게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제어부가 레일들(141, 142) 중 어느 하나에 대해서만 포팅 공정이 수행되도록 포팅헤드(120)와 이송헤드(130) 및 로더부(110)와 언로더부(160)를 제어하도록 할 수도 있다. 이는 하나의 레일(141 또는 142)에서만 포팅 작업을 할 필요가 있는 경우, 예컨대 어느 하나의 레일(141 또는 142)이 고장나거나 점검을 하는 경우 또는 요구되는 포팅 작업량이 두 레일(141, 142) 모두에서 포팅을 해야 할 정도에 미치지 못하는 경우에, 어느 하나만을 구동시킬 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 상기 실시예에서는 로더부(110), 레일부(140), 및 언로더부(160)가 각각 한 쌍의 서브 구성으로 이루어진 것을 예시하였으나, 3 개 또는 그 이상의 다수로 구성되도록 변형 구성하는 것도 가능할 것이다. 이 경우에도 각 서브 구성에 대해 순차적으로 포팅을 할 수 있도록 하고, 또한 필요시 어느 하나 또는 일부의 서브 구성에 대해서만 포팅이 교번적으로 이루어지도록 할 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 (7)

  1. 반도체칩 패키징 공정 중의 포팅 공정을 수행하는 포팅 시스템에 있어서,
    ILB 공정을 마친 상기 반도체칩이 장착된 테이프가 공급되어 상기 포팅 공정을 위해 대기되는 복수의 레일;
    상기 복수의 레일상에서 대기 중인 상기 테이프에 대해 상기 포팅 공정을 수행하며, 상기 복수의 레일들의 위치간을 이동 가능한 포팅헤드; 및
    상기 복수의 레일 중 일부에 상기 테이프가 공급되는 동안, 상기 테이프가 상기 포팅 공정을 위해 기 공급되어 대기 중인 상기 레일의 위치로 상기 포팅헤드를 이동시켜 상기 포팅 공정을 수행하도록 상기 포팅헤드를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 포팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일은 한 쌍이 마련되는 것을 특징으로 하는 포팅 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레일로 상기 테이프를 공급하는 복수의 로더가 각각의 상기 레일에 대응되어 구비되는 것을 특징으로 하는 포팅 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레일로부터 상기 테이프를 언로딩하는 복수의 언로더가 각각의 상기 레일에 대응되어 구비되는 것을 특징으로 하는 포팅 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포팅헤드는 하나의 상기 레일에 놓여진 상기 테이프상의 복수의 상기 반도체칩에 대해 동시에 포팅이 가능하도록, 상기 레일의 길이 방향을 따라 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 포팅 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레일 중 어느 하나에 대해서만 상기 포팅 공정이 수행되도록 상기 포팅헤드를 제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 포팅 시스템.
  7. 반도체칩 패키징 공정 중의 포팅 공정을 제어 방법에 있어서,
    a) ILB 공정을 마친 상기 반도체칩이 장착된 테이프가 공급되어 상기 포팅 공정을 위해 대기되는 복수의 레일을 마련하는 단계;
    b) 상기 복수의 레일 중 상기 테이프가 상기 포팅 공정을 위해 기 공급되어 대기 중인 상기 레일의 위치로 포팅헤드를 이동시키는 단계;
    c) 상기 포팅헤드가 이동된 위치의 상기 테이프에 대해 포팅을 수행하는 단계; 및
    d) 상기 b) 단계와 상기 c) 단계가 수행되는 동안, 나머지 상기 레일에 대해 상기 테이프를 상기 포팅 공정을 위하여 공급하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 포팅 공정 제어 방법.
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