KR101369437B1 - 기판 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 가열 장치는 지지플레이트, 가열 플레이트, 단열 플레이트 및 진공 라인을 포함한다. 지지플레이트는 기판을 지지하며, 가열 플레이트는 상기 지지플레이트의 하부면에 밀착되도록 구비되며, 상기 기판을 가열한다. 단열플레이트는 상기 가열 플레이트의 하부에 상기 가열 플레이트와 이격되도록 구비되며, 상기 가열 플레이트의 열이 하방으로 전달되는 것을 차단한다. 진공 라인은 상기 단열 플레이트, 상기 가열 플레이트 및 상기 지지플레이트를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 흡착하기 위한 진공력을 제공한다.

Description

기판 가열 장치{Apparatus for heating a substrate}
본 발명은 기판 가열 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 칩의 패키징에 사용되는 기판을 가열하기 위한 기판 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지 공정은 웨이퍼를 절단하여 반도체 칩인 다이로 개별화하는 소잉(Sawing)공정, 개별화된 다이들을 기판에 부착하는 다이 본딩 공정, 상기 다이와 상기 기판의 접속 패드들을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공정, 상기 다이와 상기 다이의 주변부를 몰딩하는 몰딩공정 및 상기 기판의 볼 패드에 외부 접속 단자를 형성하는 공정을 포함한다.
상기 패키지 공정은 기판 상에 상기 다이들을 실장한 상태에서 에폭시 수지로 상기 다이들을 봉지한다. 상기 기판은 온도 변화, 상기 기판을 이송하는 이송암에 의해 가해지는 힘 등의 여러 가지 원인에 의해 휘어질 수 있다. 상기 기판이 휘어진 경우, 상기 기판에 상기 다이들을 정확하게 실장할 수 없거나 상기 에폭시 수지로 봉지시 보이드(void)가 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 방지하기 위해 상기 다이들을 상기 에폭시 수지로 봉지하기 전에 상기 기판을 가열하여 상기 기판을 평탄화한다. 상기 기판은 기판 가 열 장치에 의해 가열된다.
종래 기술에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 기판을 가열하기 위한 가열 블록의 측면에 상기 기판을 흡착하기 위한 진공력이 제공되는 진공 라인이 연결된다. 따라서, 상기 진공 라인이 상기 가열 블록의 측면으로 돌출되어 공간을 많이 차지하며 상기 기판 가열 장치의 유지보수에 불편함을 초래한다. 또한, 상기 가열 블록은 발열체와 발열체 커버를 포함하며, 상기 발열체와 상기 커버가 서로 다른 재질로 이루어져 열팽창율이 서로 다르다. 따라서, 상기 발열체와 상기 커버가 팽창과 수축을 반복함에 따라 상기 발열체와 상기 커버가 서로 이격된다. 상기 발열체와 상기 커버 사이를 통해 공기가 유입되므로 상기 발열체의 수명이 단축될 수 있다.
본 발명은 기판을 가열 효율을 높이며 구조를 단순화할 수 있는 기판 가열 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 기판 가열 장치는 기판을 지지하는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 하부면에 밀착되도록 구비되며, 상기 기판을 가열하기 위한 가열 플레이트 및 상기 가열 플레이트의 하부에 상기 가열 플레이트와 이격되도록 구비되며, 상기 가열 플레이트의 열이 하방으로 전달되는 것을 차단하기 위한 단열플레이트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가열 플레이트는 열을 발생하기 위한 발열체 및 상기 발열체를 감싸는 발열체 커버를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 단열 플레이트, 상기 가열 플레이트 및 상기 지지플레이트를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 흡착하기 위한 진공력을 제공하는 진공 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 가열 플레이트의 측면에 구비되며, 상기 가열 플레이트의 열이 측면으로 전달되는 것을 차단하기 위한 측면 단열커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 지지플레이트의 장착 및 분리를 위해 상기 지지플레이트를 지지하거나 상기 지지플레이트로 부터 이격되는 고정 블록을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 가열 장치는 상기 단열 플레이트, 상기 가열 플레이트 및 상기 지지플레이트를 관통하여 구비되며, 상기 지지플레이트의 장착 위치를 지정하는 다수의 위치 핀들을 더 포함할 수 있다.
상기 지지플레이트는 상기 위치 핀들을 각각 수용하는 홀들을 포함하며, 상기 홀들은 제1 방향으로 연장되는 제1 홀 및 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 제2 홀을 포함할 수 있다.
상기 위치 핀들은 상기 가열 플레이트를 지나는 부위의 단면적이 나머지 부분의 단면적보다 작을 수 있다.
본 발명에 따르면 가열 플레이트를 지지플레이트와는 밀착시키고 단열 플레이트와는 이격시켜 상기 가열 플레이트의 열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 진공라인을 상기 단열 플레이트, 가열 플레이트 및 지지플레이트를 관통하도록 구비하여 상기 기판 가열 장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 가열 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하 는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 가열 장치(100)의 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선을 기준으로 절단한 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 기판 가열 장치(100)는 지지플레이트(110), 가열 플레이트(120), 단열 플레이트(130), 단열 커버(140), 고정 블록(150), 위치 핀(160), 진공 라인(170) 및 세팅 블록(180)을 포함한다.
상기 지지플레이트(110)는 중앙 부위에 사각 형태의 홈(112)이 형성된 평판 형태를 갖는다. 상기 지지플레이트(110)는 기판을 지지한다. 상기 기판은 실장된 다이가 상기 홈(112)에 삽입되도록 상기 지지플레이트(110)에 놓여진다. 상기 기판으로는 리드 프레임(lead frame), 인쇄회로기판(PCB), 세라믹 기판 등을 들 수 있다.
상기 가열 플레이트(120)는 상기 지지플레이트(110)의 하부면에 밀착되도록 구비된다. 상기 가열 플레이트(120)는 상기 지지플레이트(110)에 지지되는 기판을 가열한다.
상기 가열 플레이트(120)는 발열체(122), 하부 커버(124) 및 상부 커버(126)를 포함한다.
상기 발열체(122)는 제공되는 전원을 이용하여 열을 발생한다. 상기 발열체(122)의 예로는 히팅 코일을 들 수 있다. 상기 하부 커버(124)는 상기 발열 체(122)의 하부면과 측면을 감싸도록 구비된다. 상기 상부 커버(126)는 상기 발열체(122)의 상부면 및 상기 하부 커버(126)의 상부면 및 측면을 감싸도록 구비된다. 상기 하부 커버(124) 및 상기 상부 커버(126)는 열전도율을 높은 물질로 이루어진다. 상기 하부 커버(124) 및 상기 상부 커버(126)는 체결 나사에 의해 고정 나사에 의해 체결될 수 있다.
따라서, 상기 발열체(122)에서 발생된 열이 외부로 잘 전달된다. 또한, 상기 발열체(124)는 상기 하부 커버(124) 및 상기 상부 커버(126)에 의해 차폐된다. 상기 발열체(124)와 공기의 접촉을 최소화할 수 있으므로 상기 발열체(124)의 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 단열 플레이트(130)는 상기 가열 플레이트(120)의 하부에 상기 가열 플레이트(120)와 이격되도록 구비된다. 일 예로, 상기 상부 커버(126)가 상기 하부 커버(124)의 하부면보다 돌출되도록 구비되고, 상기 단열 플레이트(130)가 상기 상부 커버(126)와 접촉할 수 있다. 다른 예로, 상기 단열 플레이트(130)와 상기 가열 플레이트(120) 사이에 스페이서(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 단열 플레이트(130)는 상기 가열 플레이트(120)와 이격되므로, 상기 가열 플레이트(120)로부터 열전달이 잘 이루어지지 않는다. 또한, 상기 단열 플레이트(130)는 상기 가열 플레이트(120)에서 발생된 열이 하방으로 전달되는 것을 차단한다.
상기 단열 커버(140)는 상기 지지플레이트(110)의 측면 및 상기 가열 플레이트(120)의 측면에 구비된다. 상기 단열 커버(140)는 상기 가열 플레이트(120)에서 발생된 열이 측면으로 전달되는 것을 방지한다. 상기 단열 커버(140)는 상기 가열 플레이트(120)에 고정될 수 있다.
상기 고정 블록(150)은 상기 가열 플레이트(120)의 가장자리를 따라 구비되며, 상기 지지플레이트(110)를 고정하거나 고정 해제한다. 상기 고정 블록(150)은 일측이 절단된 원형을 갖는다. 상기 고정 블록(150)은 절단된 부분이 상기 지지플레이트(110)를 향하면 상기 지지플레이트(110)에 대한 고정을 해제한다. 상기 고정 블록(150)은 원형 부분이 상기 지지플레이트(110)를 향하면 상기 지지플레이트(110)의 상부면을 지지하여 고정한다.
상기 위치 핀들(160)은 상기 단열 플레이트(130), 상기 가열 플레이트(120) 및 상기 지지플레이트(110)를 관통하여 구비되며 서로 이격된다. 상기 지지플레이트(110)를 상기 가열 플레이트(120) 상에 장착할 때 상기 위치 핀들(160)은 상기 지지플레이트(110)의 장착 위치를 지정한다.
상기 위치 핀들(160)은 상기 가열 플레이트(120)를 지나는 부위의 단면적이 나머지 부분의 단면적보다 작을 수 있다. 구체적으로, 상기 위치 핀들(160)은 상기 가열 플레이트(120)의 상기 발열체(122) 및 상기 하부 커버(124)를 지나는 부위의 단면적이 나머지 부분의 단면적보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 발열체(122)로부터 전달되는 열을 최소화할 수 있다.
상기 지지플레이트(110)는 상기 위치 핀들(160)을 각각 수용하는 홀들(114)을 포함한다. 상기 홀들(114)은 제1 방향으로 연장되는 타원 형태의 제1 홀(114a) 및 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 타원 형태의 제2 홀(114b)을 포함한다. 상기 홀들(114)이 타원 형태를 가지므로, 상기 위치 핀들(160)과 마찰없이 상기 지지플레이트(110)를 장착하거나 분리할 수 있다. 따라서, 상기 기판 가열 장치(100)의 유지 보수가 용이하다.
상기 지지플레이트(110)가 장착되어 상기 가열 플레이트(120)의 열에 의해 팽창하더라도 상기 제1 홀(114a)에 삽입된 위치 핀(160)과 상기 제1 홀(114a)의 제2 방향 내측면이 접촉하므로, 상기 지지플레이트(110)는 상기 제2 방향으로의 움직임이 차단된다. 또한, 상기 제2 홀(114b)에 삽입된 위치 핀(160)과 상기 제2 홀(114b)의 제1 방향 내측면이 접촉하므로, 상기 지지플레이트(110)는 상기 제1 방향으로의 움직임이 차단된다. 따라서, 상기 지지플레이트(110)가 열팽창되더라도 상기 지지플레이트(110)의 위치 변화를 방지할 수 있다.
상기 진공 라인(170)은 상기 단열 플레이트(130), 상기 가열 플레이트(120) 및 상기 지지플레이트(110)를 수직 관통하여 구비된다. 상기 진공 라인(170)은 상기 단열 플레이트(130) 및 상기 가열 플레이트(120)에는 하나이며, 상기 지지플레이트(110)에서 다수개로 분기되어 상기 지지플레이트(110)의 상부면까지 연장된다. 상기 진공 라인(170)은 상기 기판을 흡착하기 위한 진공력을 제공한다.
상기 진공 라인(170)이 구비된 상기 지지플레이트(110)와 상기 가열 플레이트(120) 사이에는 진공의 누설을 방지하기 위한 밀봉부재(172)가 개재된다. 상기 밀봉 부재(172)의 예로는 오링을 들 수 있다.
상기 진공 라인(170)이 상기 단열 플레이트(130), 상기 가열 플레이트(120) 및 상기 지지플레이트(110)를 수직 관통하므로, 상기 진공 라인(170)은 별도의 공간을 차지하지 않는다.
상기 세팅 블록(180)은 상기 지지플레이트(110), 상기 가열 플레이트(120) 및 상기 단열 플레이트(130)의 양측 가장자리를 관통하여 구비된다. 상기 세팅 블록(180)은 상기 기판을 로딩 및 언로딩하는 피커(picker)의 위치를 설정한다. 따라서, 상기 기판을 상기 지지플레이트(110)에 정확하게 로딩할 수 있고, 상기 기판으로 상기 지지플레이트(110)로부터 정확하게 언로딩할 수 있다.
본 발명에 따르면 가열 플레이트를 지지플레이트와는 밀착시키고 단열 플레이트와는 이격시켜 상기 가열 플레이트의 열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 진공라인을 상기 단열 플레이트, 가열 플레이트 및 지지플레이트를 관통하도록 구비하여 상기 기판 가열 장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 가열 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 가열 장치 110 : 지지플레이트
112 : 홈 114 : 홀
120 : 가열 플레이트 122 : 발열체
124 : 하부 커버 126 : 상부 커버
130 : 단열 플레이트 140 : 단열 커버
150 : 고정 블록 160 : 위치 핀
170 : 진공 라인 172 : 밀봉 부재
180 : 세팅 블록

Claims (8)

  1. 기판을 지지하는 지지플레이트;
    상기 지지플레이트의 하부면에 밀착되도록 구비되며, 상기 기판을 가열하기 위한 가열 플레이트; 및
    상기 가열 플레이트의 하부에 상기 가열 플레이트와 이격되도록 구비되며, 상기 가열 플레이트의 열이 하방으로 전달되는 것을 차단하기 위한 단열플레이트를 포함하고,
    상기 가열 플레이트는 열을 발생하기 위한 발열체 및 상기 발열체를 감싸는 발열체 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 단열 플레이트, 상기 가열 플레이트 및 상기 지지플레이트를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 흡착하기 위한 진공력을 제공하는 진공 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가열 플레이트의 측면에 구비되며, 상기 가열 플레이트의 열이 측면으로 전달되는 것을 차단하기 위한 측면 단열커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지지플레이트의 장착 및 분리를 위해 상기 지지플레이트를 지지하거나 상기 지지플레이트로부터 이격되는 고정 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 드레임 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단열 플레이트, 상기 가열 플레이트 및 상기 지지플레이트를 관통하여 구비되며, 상기 지지플레이트의 장착 위치를 지정하는 다수의 위치 핀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 지지플레이트는 상기 위치 핀들을 각각 수용하는 홀들을 포함하며, 상기 홀들은 제1 방향으로 연장되는 제1 홀 및 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 제2 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 위치 핀들은 상기 가열 플레이트를 지나는 부위의 단면적이 나머지 부분의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
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