KR101441981B1 - 평탄도 보정이 가능한 전자부품의 수지성형장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자부품의 수지성형장치 및 방법에 관한 것으로서, 성형틀에 복수의 히팅플레이트를 밀착시키고, 개별적으로 열제어함으로써 열변형률을 이용하여 성형틀의 평탄도를 보정할 수 있는 전자부품의 수지성형장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 전자부품의 수지성형장치는 상형; 상기 상형과 형폐하여 전자부품을 고온상태에서 가압성형하는 하형; 및 열팽창률을 이용하여 상기 상형 또는 하형의 평탄도를 보정하는 미세제어유닛;을 포함한다.

Description

평탄도 보정이 가능한 전자부품의 수지성형장치 및 방법{RESIN MOLDING APPARATUS AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 전자부품의 수지성형장치 및 방법에 관한 것으로서, 성형틀에 복수의 히팅플레이트를 밀착시키고, 개별적으로 열제어함으로써 열변형률을 이용하여 성형틀의 평탄도를 보정할 수 있는 전자부품의 수지성형장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 반도체 등 다양한 전자부품들이 생산 및 사용되고 있다. 이러한 전자부품들은 반도체 칩이나 와이어 등을 보호하기 위하여 수지(Epoxy Molding Compound ; EMC)로 몰딩하여 사용된다.

예를 들어 반도체 패키지는 리드프레임 또는 인쇄회로기판과 같은 기판자재(Substrate)의 패드 상에 반도체칩을 다이본딩하고 리드프레임의 리드 또는 인쇄회로기판의 단자와 반도체칩을 와이어 본딩한 후, 상기 본딩된 반도체칩 및 와이어의 연결부위를 보호하기 위해 그 주위를 수지로 몰딩하여 사용되는 것이다.

도 1 및 도 2는 전자부품 중 캐리어(101) 상에 본딩필름(102)이 부착되어 있고, 상기 본딩필름(102) 위에 웨이퍼 다이(103)가 본딩되어 있는 전자부품(100)을 나타낸 것이다.

상기 전자부품(100)상에 수지토출수단(30)을 이용하여 액상수지(33)를 정량 토출한 후(도 3 참조), 고온 고압상태에서 성형을 하여 전자부품(100)의 완제품을 제조한다(도 4 참조). 따라서 전자부품(100)에는 웨이퍼 다이(103)의 상부와 측부에 경화된 수지(33c)가 성형되어 있다.

도 5는 종래 전자부품을 성형하는 장치를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 상부플레튼(10)의 하부에 상형(50)이 나사결합되어 있고, 하부플레튼(11)의 상부에 하형(51)이 나사결합되어 있다.

작동상태를 설명하면, 전자부품(100)에 액상수지(61)를 일부영역에 토출한 다음, 하형(51)에 로딩하고, 상형(50)과 하형(51)을 형폐한 후, 고압으로 가압시켜 성형하는 것이다. 이 때 상형(50) 또는 하형(51)은 서보모터에 의해 구동된다. 이와 같이 성형이 완료된 전자부품은 상형과 하형을 형개한 후 배출된다. 또한 형후조정수단(110)을 구비하여 성형할 전자부품의 특성에 맞게 하형(51)의 높이를 조절한다.

한편, 종래의 성형장치는 고압, 고온상태의 조건에서 공정이 수행되기 때문에 반복적인 구동으로 인한 마모 및 시간이 지남에 따라 평탄도가 틀어지게 된다. 이와 같이 상형(50)과 하형(51)의 평탄도가 틀어지게 되면 결과적으로 성형된 전자부품의 평탄도 또한 정해진 스펙을 벗어나 품질불량 문제를 초래하게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 성형틀에 복수의 히팅플레이트를 밀착시키고, 개별적으로 열제어함으로써 열변형률을 이용하여 성형틀의 평탄도를 보정할 수 있는 전자부품의 수지성형장치 및 방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 전자부품의 수지성형장치는 상형; 상기 상형과 형폐하여 전자부품을 고온상태에서 가압성형하는 하형; 및 열팽창률을 이용하여 상기 상형 또는 하형의 평탄도를 보정하는 미세제어유닛;을 포함한다.

또한 상기 미세제어유닛은 상기 상형의 상부에 밀착되거나 상기 하형의 하부에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한 상기 미세제어유닛은 상기 상형의 상면 또는 하형의 하면에 부분적으로 밀착되는 복수의 히팅플레이트; 및 상기 복수의 히팅플레이트를 개별적으로 온도제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 히팅플레이트의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 복수의 히팅플레이트 사이 또는 일면에는 단열부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전자부품의 수지성형방법은 1) 상형 또는 하형의 일면에 복수의 히팅플레이트가 밀착되도록 구비하는 단계; 및 2) 상기 복수의 히팅플레이트를 개별적으로 제어하여 열변형시켜 이에 밀착되어 있는 상기 상형 또는 하형의 평탄도를 보정하는 단계;를 포함한다.

또한 3) 상기 복수의 히팅플레이트의 온도를 실시간으로 감지하는 단계가 더 부가되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 성형틀에 밀착된 복수의 히팅플레이트를 개별적으로 열제어함으로써 열변형률을 이용하여 성형틀의 평탄도를 보정할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 일반적인 전자부품의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자부품에 수지를 토출하는 공정을 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 전자부품을 수지성형한 완제품을 나타낸 것이다.
도 5는 종래 수지성형장치를 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 수지성형장치를 나타낸 것이다.
도 9 및 도 10은 전자부품의 평탄도 측정장치를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 수지성형장치의 구성 및 작동을 설명한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 수지성형장치(200)는 상부플레튼(210)과 하부플레튼(220), 상형(230)과 하형(240), 미세제어유닛(250)을 포함한다.

상기 상부플레튼(210)과 하부플레튼(220)은 상형(230)과 하형(240)을 지지하는 구성요소로서, 상호 마주보게 구성된다.

상기 상부플레튼(210)의 하면에는 판상의 미세제어유닛(250)이 나사결합되어 있고, 상기 미세제어유닛(250)의 하면에는 상형(230)이 나사결합되어 있다.

또한 상기 하부플레튼(230)의 상면에는 하형(240)이 나사결합되어 구성된다.

상기 미세제어유닛(250)은 열팽창률을 이용하여 상형(230) 또는 하형(240)의 평탄도를 보정하는 구성요소로서, 본 실시예에서는 상형(230)의 평탄도를 보정하기 위하여 상형(230)과 상부플레튼(210) 사이에 밀착 구비되어 있다. 마찬가지로 ㅎ하(240)의 평탄도를 보정하기 위하여 하형(240)과 하부플레튼(220) 사이에 밀착 구비될 수도 있다.

도 8을 참조하여 미세제어유닛(250)을 구체적으로 설명한다.

상기 미세제어유닛(250)은 상형(230)의 상면에 부분적으로 밀착되는 복수의 히팅플레이트(251a~251d)와. 복수의 히팅플레이트(251a~251d)를 개별적으로 온도제어하는 컨트롤러(미도시)를 포함한다.

본 실시예에서 히팅플레이트(251a~251d)는 4개로 구성되며, 직사각 형태의 상형을 각각 4분하여 밀착되도록 구비된다. 특히, 상기 4개의 히팅플레이트(251a~251d)는 상호 밀착되지 않고 소정간격 이격설치된다.

상기 4개의 히팅플레이트(251a~251d)는 열변형율이 큰 금속소재로 구성되고, 열을 전달하는 열원(253)과 온도를 감지하는 온도센서(252)가 각각 구비된다. 또한 상기 히팅플레이트(251a~251d)의 상면에는 상부단열판(254)이 구비되고, 각 히팅플레이트(251a~251d)의 사이 이격공간에는 측부단열판(255)이 구비된다. 이것은 개별 온도제어되는 각 히팅플레이트(251a~251d)의 열이 이웃하는 히팅플레이트에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 미세제어유닛(250)은 열팽창계수에 따른 금속(히팅플레이트)의 열변형량을 이용한 미세높이(두께)제어가 가능한 것이다. 일반적으로 금속의 열변형량은 다음과 같다.

열변형량=열팽창계수(CTE)×(측정온도-기준온도)×호칭치수

위 식에서 열팽창계수는 일반적으로 선팽창계수라고도 일컬어지며, 소재의 고유값으로 명시되어 있다. 기준온도는 현재 미세제어유닛이 부착된 부위의 온도이며 섭씨의 온도단위로 표기된다. 호칭치수는 금속의 두께를 지칭한다. 따라서 위 식을 통해 히팅플레이트의 특정두께의 열변형량을 산출 및 적용하기 위해서 아래의 식으로 변형될 수 있다.

요구되는 금속 소재의 온도 차=필요한 열변형량/(열팽창계수×히팅플레이트 두께)

위 식을 통해 히팅플레이트(251a~251d)의 온도제어로 상형(230)의 수평위치제어를 ㎛단위까지 가능하게 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 성형 완료된 전자부품의 두께에 대한 평탄도를 측정하기 위한 검사장치를 수지성형장치의 일측에 구비한다. 검사장치는 전자부품을 진공흡착하는 테이블(71)과, 흡착된 전자부품의 평탄도를 측정하는 변위센서(70)를 포함한다. 이 때, 전자부품의 상부의 전체 영역을 히팅플레이트의 배치와 대응되게 구획하여 측정한다. 본 실시예에서는 상형의 상부에 4개의 히팅플레이트(251a~251d)가 배치되어 있기 때문에 이에 대응하여 전자부품의 평탄도 측정 역시 4개의 영역으로 나누어 측정하는 것이다. 측정 결과에 따라 미세제어유닛의 4개의 히팅플레이트(251a~251d)를 개별적으로 온도제어함으로써 수평레벨이 틀어진 상형을 보정함으로써 평탄도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

200: 수지성형장치 210: 상부플래튼
220: 하부플래튼 230: 상형
240: 하형 250: 미세제어유닛

Claims (7)

1. 상형;
   상기 상형과 형폐하여 전자부품을 고온상태에서 가압성형하는 하형; 및
   열팽창률을 이용하여 상기 상형 또는 하형의 평탄도를 보정하는 미세제어유닛;을 포함하며,
   상기 미세제어유닛은 상기 상형의 상면 또는 하형의 하면에 부분적으로 밀착되는 복수의 히팅플레이트; 및
   상기 복수의 히팅플레이트를 개별적으로 온도제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
   상기 복수의 히팅플레이트 중 어느 하나 이상을 열팽창시켜 상기 상형 또는 하형을 부분적으로 가압시켜 상기 상형 또는 하형의 평탄도를 보정하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 히팅플레이트의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 히팅플레이트 사이 또는 일면에는 단열부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
   
6. 1) 상형 또는 하형의 일면에 복수의 히팅플레이트가 밀착되도록 구비하는 단계; 및
   2) 상기 복수의 히팅플레이트를 개별적으로 제어하여 열변형시켜 이에 밀착되어 있는 상기 상형 또는 하형을 부분적으로 가압하여 상기 상형 또는 하형의 평탄도를 보정하는 단계;를 포함하며,
   상기 복수의 히팅플레이트의 온도를 실시간으로 감지하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형방법.
7. 삭제

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