KR101366193B1 - 유브이 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법 - Google Patents

유브이 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 에어 캐비티 패키지의 내부를 진공 상태로 만듦에 따른 고온에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 하여 후속 공정인 표면실장시 고온에 의한 패지키의 내부 압력이 상승되는 것을 억제하고, 열압착 방식 패키지의 내압 상승에 따른 경화 시 에어 패스(air path)의 불량을 방지할 수 있게 함과 아울러 유리덮개를 에어 캐비티 패키지에 직접 안착시켜 실링하여 공정 단순화 및 생산성 향상시킬 수 있는 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법을 제공한다.

Description

유브이 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법{sealing method of air cavity package using UV epoxy}
본 발명은 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어 캐비티 패키지(air cavity package)의 내부를 진공 상태로 만듦에 따른 고온에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 하여 후속 공정인 표면실장(SMT)시 고온에 의한 패지키의 내부 압력이 상승되는 것을 억제하고, 열압착 방식 패키지의 내압 상승에 따른 경화 시 에어 패스(air path)의 불량을 방지할 수 있게 함과 아울러 유리덮개를 에어 캐비티 패키지에 직접 안착시켜 실링하여 공정 단순화 및 생산성 향상시킬 수 있게 한 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지의 구조 및 그 제조과정은, 반도체 패키지가 사용되는 응용분야에 적합하도록 다양하게 개발되고 있다.
일예로 반도체 칩의 상부가 빈 공간이 되는 캐비티(cavity)를 갖는 반도체 패키지의 경우 점점 그 적용범위가 다양해지고 있으며, 현재에는 이미지 센서 패키지 분야에 가장 널리 사용되고 있다.
이러한 이미지 센서 패키지는, 이미지 센서 칩을 외부와 전기적 신호를 주거나 전달받을 수 있도록 하면서, 외부의 충격에 견디도록 밀봉 포장되어 물리적 기능과 형상을 갖는 패키지를 의미한다.
이와 같은 패키지는 도 5a ~도 5b 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이미지센서 칩을 외부리드에 전기적으로 신호가 연결되도록 구성된 캐비티를 갖는 패키지 몸체(11)에 상기 이미지센서 칩을 실장한 후, 와이어로 본딩하여 신호를 전달하도록 하고, 이미지의 촬상부를 위해 하우징 위에 투명유리덮개(12)가 실링부재(13)로 밀폐되는 구조를 갖는다.
그러나 종래에는 투명유리덮개(12)를 밀폐되게 실링할 때, 도 5a ~도 5b에 도시된 바와 같이, 열압착에 의한 경화 진행 시 열 압착이 진행 되었다. 이때, 패키지 내부의 체적은 에폭시가 퍼진 만큼 두께 만큼 작아지며 내압이 상승하게 되어 에어 패스(Air path)에 의한 불량이 발생되는 문제점이 있다.(도 7참조)
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 종래에는 경화 시 패키지 캐비티(package cavity)에 작용하는 압력에 대한 내압을 견디지 못할 경우 도 7표시와 같이 에어 패스에 의한 불량이 발생된다. 즉, 실링 지그 핀(Sealing jig pin)에 의한 압력과, 열팽창에 의한 캐비티 내부의 압력 상승 및 실런트 멜팅(sealant melting)시 발생되는 캐비티 내부 체적 감소에 의한 압력 상승에 의한 요인으로 에어 패스의 불량이 발생되었다.
이와 같이, 종래 기술은 지그(jig)를 이용한 열압착 방식으로 경화시킴으로서 경화 시간이 오래 걸리고, 생산성이 저하되며, 캐비티 내부가 오염되는 등의 문제점도 있다.
국내 특허 공개번호 제10-2011-0077953호, 캐비티를 갖는 반도체 패키지.
본 발명의 목적은 에어 캐비티 패키지의 내부를 진공 상태로 만듦에 따른 고온에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 하여 후속 공정인 표면실장시 고온에 의한 패지키의 내부 압력이 상승되는 것을 억제하고, 열압착 방식 패키지의 내압 상승에 따른 경화 시 에어 패스(air path)의 불량을 방지할 수 있게 함과 아울러 유리덮개를 에어 캐비티 패키지에 직접 안착시켜 실링하여 공정 단순화 및 생산성 향상시킬 수 있는 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이미지센서 칩이 실장되어 골드와이어로 본딩된 에어 캐비티 패키지를 제공하는 단계; 상기 에어 캐비티 패키지의 상부를 덮을 수 있는 유리덮개를 제공하는 단계; 및 상기 유리덮개를 UV 에폭시를 이용하여 상기 에어 캐비티 패키지의 상부를 덮도록 실링(sealing)하는 단계를 포함하되, 상기 실링하는 단계는; 상기 에어 캐비티 패키지의 상부면에 UV 에폭시를 도포하되, 상기 캐비티 내의 내압이 빠질 수 있게 에폭시 구멍이 형성되도록 UV 에폭시를 도포하는 단계; 상기 UV 에폭시가 도포된 상부에 상기 유리덮개를 올려놓고 열을 가함에 의해, 상기 UV 에폭시의 점도가 낮아지고 유리덮개의 무게로 인하여 UV 에폭시가 퍼지면서 상기 에폭시 구멍이 막혀지게 열을 가하는 단계; 및 상기 에폭시 구멍이 막혀지면, 냉각을 시작하여 패키지 내부 열 수축으로 인하여 캐비티 내부 기압 낮아지면서 진공 상태가 유지되고, UV 빛을 이용하여 경화시키는 진공 실링하는 단계로 이루어지고, 상기 UV 빛을 이용하여 경화시키는 진공 실링하는 단계에서, 냉각을 시작할 때 패키지 내부 열 수축으로 인하여 캐비티 내부 기압 낮아지면서 진공 상태가 유지될 수 있도록 상기 에폭시 구멍이 막혀지게 열을 가하는 단계에서 상기 패키지의 내부 공기가 팽창되면서 상기 에폭시 구멍을 통해 캐비티 내의 공기가 외부로 배출되게 하며, 상기 UV 에폭시를 도포하는 단계는, 상기 유리덮개가 부착되는 에어 캐비티 패키지의 상부면 테두리를 따라 UV 에폭시를 도포하되, 상기 에어 캐비티 패키지의 상호 대응하는 양측부에 상기 에폭시 구멍이 형성되도록 UV 에폭시를 도포하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 에어 캐비티 패키지의 내부를 진공 상태로 만듦에 따른 고온에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있어, 후속 공정인 표면실장(SMT)시 고온에 의한 패지키의 내부 압력이 상승되는 것을 억제하고, 열압착 방식 패키지의 내압 상승에 따른 경화 시 에어 패스(air path)의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 UV 에폭시를 적용함으로써, 경화시간이 단축되어 생산성이 향상되고, 또 유리덮개를 패키지에 직접 로딩하는 방식으로 공정이 진행됨으로서, 공정 단순화를 통한 이물질 유입이 방지되어 수율이 향상되고 생산성도 향상된다.
특히, 본 발명은 UV 에폭시 구멍이 형성되어 가열시에도 에어패스가 방지되고, 진공상태를 만들어 줌으로 인한 고온에서의 신뢰성이 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법에 의해 제조된 패키지의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2 ~도 4는 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법을 순차적으로 나타낸 도면이고,
도 5a ~도 5b는 종래의 에어 캐비티 패키지의 실링 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 종래의 에어 캐비티 패키지의 실링 방법에 의한 문제점을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 종래의 에어 캐비티 패키지의 실링 방법에 의해 제조된 패키지에서 불량이 발생된 실제품의 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법에 의해 제조된 패키지가 도시되어 있다.
도 1표시와 같이, 본 발명은 이미지센서 칩(112)이 실장되어 골드와이어(114)로 본딩된 에어 캐비티 패키지(110)와 상기 에어 캐비티 패키지(110)의 상부를 덮을 수 있는 유리덮개(120) 및 상기 유리덮개(120)를 UV 에폭시(130)를 이용하여 상기 에어 캐비티 패키지(110)의 상부를 덮도록 실링(sealing)된 구조를 갖는다.
도 2 ~도 4에는 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법이 순차적으로 도시되어 있다.
도 2표시와 같이, 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법은, 먼저 이미지센서 칩(112)이 실장되어 골드와이어(114)로 본딩된 에어 캐비티 패키지(110)가 제공된다. 도 2에서는 골드와이어(114)의 도시를 생략하였으며, 이러한 골드와이어(114)는 앞에서 설명한 도 1에 자세히 도시되어 있다.
이와 같이 제공된 에어 캐비티 패키지(110)의 상부면 테두리를 따라 UV 에폭시(130)를 도포한다. 이때, 상기 캐비티 내의 내압이 빠질 수 있게 에폭시 구멍(132a,132b)이 형성되도록 UV 에폭시(130)를 도포한다.
또한, 상기 에폭시 구멍(132a,132b)은 에어 캐비티 패키지(110)의 상호 대응하는 양측부에 형성되는 것이 바람직하며, 사방으로 형성하여도 무방하다. 특히, 상기 에폭시 구멍(132a,132b)은 상기 UV 에폭시(130)를 도포할 때 소정 부위를 도포하지 않게 됨으로서 형성된다.
도 3표시와 같이, 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법은, 상기 에어 캐비티 패키지(110)의 상부를 덮을 수 있는 유리덮개(120)가 제공된다.
이와 같이 제공된 유리덮개(120)를 상기 UV 에폭시(130)가 도포된 상부에 올려놓고 열을 가하게 되면, 패키지의 내부 공기가 팽창되면서 상기 에폭시 구멍(132a,132b)을 통해 캐비티 내의 공기가 외부로 배출된다.(도 3표시의 화살표 (a) 참조)
이때, 상기 UV 에폭시(130)의 점도가 낮아지게 되고, 상기 유리덮개(120)의 무게로 인하여 UV 에폭시(130)가 퍼지면서 상기 에폭시 구멍(132a,132b)을 막게 된다.(도 3표시의 화살표 (b) 참조) 즉, 상기 유리덮개(120)를 에어 캐비티 패키지(110)에 올려놓은 상태에서 열이 가해지면, 패키지 내부 공기가 팽창되며 상기 에폭시 구멍(132a,132b)을 통해 밖으로 빠져 나간다.(도 3표시의 화살표 (a)참조)
또한, 상기 에폭시 구멍(132a,132b)은 열이 가해짐으로 인하여 점도가 낮아지고, 유리덮개(120)의 무게에 의하여 퍼지며 붙게 된다.(도 3표시의 화살표 (b)참조) 즉, 열을 받게 되면, 에폭시 점도 저하로 인한 퍼짐현상이 발생되고, 중력에 의한 유리덮개(120)가 내려옴(가라앉음)으로 해서 상승된 내압이 배출된다.
따라서 상기 유리덮개(120)를 UV 에폭시(120)를 이용하여 상기 에어 캐비티 패키지(110)의 상부를 덮도록 실링(sealing)할 수 있다.
도 3표시와 같이, 본 발명에 따른 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법은, 상기 유리덮개(120)로 에어 캐비티 패키지(110)의 상부를 실링할 때, 상기 UV 에폭시(130)가 퍼져 상기 에폭시 구멍(132a,132b)이 완전히 막혀지면, 냉각[쿨링(Cooling)]을 시작하고, 패키지 내부 열 수축으로 인하여 캐비티 내부 기압 낮아지면서 진공 상태가 유지 되고, 이때 UV 빛을 이용하여 경화시키면 진공 실린 방법이 완료된다.
본 발명에 따르면, UV 에폭시를 적용함으로써, 경화시간이 단축되어 생산성이 향상된다. 또한, 유리덮개를 패키지에 직접 로딩하는 방식으로 공정이 진행됨으로서, 공정 단순화를 통한 이물질 유입이 방지되어 수율이 향상되고 생산성도 향상된다. 특히, UV 에폭시 구멍이 형성되어 가열시에도 에어패스가 방지되고, 진공상태를 만들어 줌으로 인한 고온에서의 신뢰성이 향상된다.
110 - 에어 캐비티 패키지 112 - 이미지센서 칩
114 - 골드와이어 120 - 유리덮개
130 - UV 에폭시 132 - 에폭시 구멍

Claims (2)

  1. 이미지센서 칩이 실장되어 골드와이어로 본딩된 에어 캐비티 패키지를 제공하는 단계;
    상기 에어 캐비티 패키지의 상부를 덮을 수 있는 유리덮개를 제공하는 단계; 및
    상기 유리덮개를 UV 에폭시를 이용하여 상기 에어 캐비티 패키지의 상부를 덮도록 실링(sealing)하는 단계를 포함하되,
    상기 실링하는 단계는;
    상기 에어 캐비티 패키지의 상부면에 UV 에폭시를 도포하되, 상기 캐비티 내의 내압이 빠질 수 있게 에폭시 구멍이 형성되도록 UV 에폭시를 도포하는 단계;
    상기 UV 에폭시가 도포된 상부에 상기 유리덮개를 올려놓고 열을 가함에 의해, 상기 UV 에폭시의 점도가 낮아지고 유리덮개의 무게로 인하여 UV 에폭시가 퍼지면서 상기 에폭시 구멍이 막혀지게 열을 가하는 단계; 및
    상기 에폭시 구멍이 막혀지면, 냉각을 시작하여 패키지 내부 열 수축으로 인하여 캐비티 내부 기압 낮아지면서 진공 상태가 유지되고, UV 빛을 이용하여 경화시키는 진공 실링하는 단계로 이루어지고,
    상기 UV 빛을 이용하여 경화시키는 진공 실링하는 단계에서, 냉각을 시작할 때 패키지 내부 열 수축으로 인하여 캐비티 내부 기압 낮아지면서 진공 상태가 유지될 수 있도록 상기 에폭시 구멍이 막혀지게 열을 가하는 단계에서 상기 패키지의 내부 공기가 팽창되면서 상기 에폭시 구멍을 통해 캐비티 내의 공기가 외부로 배출되게 하며,
    상기 UV 에폭시를 도포하는 단계는, 상기 유리덮개가 부착되는 에어 캐비티 패키지의 상부면 테두리를 따라 UV 에폭시를 도포하되, 상기 에어 캐비티 패키지의 상호 대응하는 양측부에 상기 에폭시 구멍이 형성되도록 UV 에폭시를 도포하는 것을 특징으로 하는 UV 에폭시를 이용한 에어 캐비티 패키지의 진공 실링 방법.
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