KR101493362B1

KR101493362B1 - 전자부품의 수지성형장치 및 방법

Info

Publication number: KR101493362B1
Application number: KR20130037134A
Authority: KR
Inventors: 조창제
Original assignee: 주식회사 케이엔제이
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2015-02-16
Also published as: KR20140121505A

Abstract

본 발명은 전자부품의 수지성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점도가 높은 액상수지를 성형틀 외측에서 정량으로 토출 완료한 후, 고온상태의 성형틀 내부로 공급함으로써 액상수지가 토출되는 동안 경화되는 것을 방지할 수 있는 전자부품의 수지성형장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 전자부품의 수지성형장치는 상형과 하형으로 이루어지고, 고온상태에서 액상수지를 가압성형하는 성형틀; 이형필름을 상기 하형에 공급하는 필름공급부; 및 상기 이형필름상에 상기 액상수지를 토출하는 수지토출부;를 포함하며, 상기 수지토출부는 상기 성형틀의 외측에서 상기 이형필름상에 토출하는 것을 특징으로 한다.

Description

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

본 발명은 전자부품의 수지성형장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점도가 높은 액상수지를 성형틀 외측에서 정량으로 토출 완료한 후, 고온상태의 성형틀 내부로 공급함으로써 액상수지가 토출되는 동안 경화되는 것을 방지할 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 전자제품(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, 고온, 고압상태에서 수지를 성형하는 상형(10)과 하형(20)이 구비되고, 상기 하형(20)의 마주보는 양측에는 이형필름(41)을 공급하는 한 쌍의 릴(40)이 구비된다. 상기 이형필름(41)은 전자부품의 성형후 하형(20)으로부터 용이하게 분리시키기 위한 것이다. 또한 수지(33)를 토출하는 수지토출수단(30)은 상기 상형(10)과 하형(20) 사이의 공간으로 진퇴가능하게 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 성형장치의 작동상태를 설명하면, 먼저, 상형(10)과 하형(20)이 형개된 상태에서 이형필름(41)을 하형(20)의 상부로 공급한다.

이 상태에서 수지토출수단(30)이 상형(10)과 하형(20)의 사이 공간으로 진입하여 이형필름(41) 상에 수지(33)를 토출한다. 이 때 상기 하형(20)은 고온 성형을 위해 120℃ 이상의 온도로 유지된다.

수지(33) 토출이 완료되면, 수지토출수단(30)은 원위치로 후퇴한 후, 상형(10)과 하형(20)을 형폐하고 고온, 고압으로 수지(33)를 성형한다.

이와 같이 수지(33)가 성형, 경화되면 다시 상형(10)과 하형(20)을 형개한 다음, 이형필름(41)을 전진시켜 전자부품을 하형(20)으로부터 분리, 언로딩하는 것이다.

한편, 통상적으로 전자부품을 성형하기 위해 사용되는 액상수지(EMC)는 특성상 상온에서는 약 24시간 동안 경화가 진행이 되지 않거나 매우 느리게 진행된다. 그러나 상기 하형의 온도인 120℃ 이상의 온도에서 경화현상이 비교적 신속하게 일어나게 된다. 즉, 하형 위의 이형필름상에 액상수지를 토출하게 되면 하형의 온도에 의해 액상수지는 즉시 경화가 진행되는 것이다. 그러나 액상수지는 상온상태에서 점성이 50,000~500,000CP(Centipoise)로서 상당히 점도가 높아 정량을 정밀하게 토출하는데 상당한 시간이 소요된다는 것이다. 따라서 수지토출수단으로부터 먼저 토출된 수지는 먼저 경화가 진행이 되고, 뒤늦게 토출된 수지는 미경화 상태하에 놓이게 되어 경화된 수지와 미경화상태의 수지가 공존하게 된다. 이러한 현상은 전자부품의 심각한 품질문제를 야기하게 된다. 뿐만 아니라 상술한 이유로 액상수지를 정량으로 토출하는데 상당한 시간이 소요되어 공정 택타임이 길다는 문제점도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 점도가 높은 액상수지를 성형틀 외측에서 정량으로 토출 완료한 후, 고온상태의 성형틀 내부로 공급함으로써 액상수지가 토출되는 동안 경화되는 것을 방지할 수 있는 전자부품의 수지성형장치 및 방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 전자부품의 수지성형장치는 상형과 하형으로 이루어지고, 고온상태에서 액상수지를 가압성형하는 성형틀; 이형필름을 상기 하형에 공급하는 필름공급부; 및 상기 이형필름상에 상기 액상수지를 토출하는 수지토출부;를 포함하며, 상기 수지토출부는 상기 성형틀의 외측에서 상기 이형필름상에 토출하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수지토출부가 상기 액상수지를 기 설정된 정량으로 토출하도록 정량제어부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 이형필름이 상기 하형에 밀착되도록 상기 하형에는 상기 이형필름을 진공흡착하기 위하여 진공홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 수지토출부가 상기 액상수지를 특정패턴으로 토출할 수 있도록 상기 수지토출부를 이동시키는 이동부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전자부품의 수지성형방법은 1) 상형에 전자부품을 고정하고, 하형상에 이형필름을 공급하는 단계; 2) 상기 하형의 외측에서 상기 이형필름상에 액상수지를 정량 토출하는 단계; 3) 상기 이형필름을 전진시켜 정량 토출된 상기 액상수지를 상기 하형의 상방으로 공급하는 단계; 4) 상기 상형과 하형을 형폐하고 상기 액상수지를 고온상태에서 가압성형하는 단계; 및 5) 상기 상형과 하형을 형폐하고 성형된 상기 전자부품을 배출하는 단계;를 포함한다.

또한 상기 2)단계는, 상기 수지토출부를 정지상태 또는 특정패턴으로 이동하면서 상기 액상수지를 토출하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 점도가 높은 액상수지를 성형틀 외측에서 정량으로 토출 완료한 후, 비로소 고온상태의 성형틀 내부로 공급하기 때문에 토출되는 동안에 액상수지가 일부 경화되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 성형틀 내부에서 전자부품을 성형하는 동안에 액상수지를 성형틀 외측에서 정량으로 토출하기 때문에 공정시간 이외에 토출시간이 별도로 소요되지 않는다. 따라서 공정 택타임을 단축시킬 수 있는 효과도 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 및 도 7은 본 발명에 의한 수지성형장치를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 수지성형장치를 설명한다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 수지성형장치(200)는 성형틀과, 필름공급부(240)와, 수지토출부(230)를 포함한다.

상기 성형틀은 상형(미도시)과 하형(210)으로 이루어지고 고온상태에서 액상수지를 가압성형하는 구성요소이다. 도 6에는 성형틀 중 하형만 도시되었으나, 상형이 구비되는 것은 당연하다.

상기 필름공급부(240)는 이형필름(241)을 하형(210)의 상부로 공급하는 수단으로서, 본 실시예에서는 상기 하형(210)의 마주보는 양측에 구비되는 한 쌍의 릴이다. 즉, 언와인딩릴과 와인딩릴을 구동함으로써 이형필름(241)을 하형(210)의 상부에 단속적으로 공급하고 성형이 완료된 전자부품을 하형(210)의 외측으로 배출할 수 있는 것이다.

상온에서 점도가 높은 액상수지(EMC)를 이형필름(241)상에 토출하는 구성요소로서, 특히, 본 실시예는 상기 수지토출부(230)가 성형틀(하형)의 외측에서 수지를 이형필름(241)상에 토출한다는 것을 알 수 있다. 즉, 고온, 고압성형을 위해 120℃ 이상으로 유지되는 하형으로부터 이격된 위치에 수지(33a)를 토출하는 것이다.

이와 같이 성형틀(하형) 외측에서 수지(33a)를 토출하기 때문에 수지(33a)는 토출이 완료되는 동안 상온분위기가 유지되는 것이다. 따라서 수지(33a)가 점도가 높아 정량을 토출하는데 시간이 많이 소요되더라도 토출되는 수지(33a)는 토출 선후에 무관하게 경화가 진행되지 않는다.

또한 상기 수지토출부(230)가 정량의 수지를 토출하기 위하여 정량제어부(231)가 구비된다.

또한 전자부품을 하형으로부터 분리하기 용이하도록 이형필름(241)을 개재하여 성형하지만, 전자부품이 하형(210)에 형성된 캐비티(242)의 형태에 맞게 성형되기 위하여는 이형필름(241)이 하형에 밀착되어야 한다. 이를 위해 상기 하형(210)에는 상기 이형필름(241)을 진공흡착하기 위하여 진공홀이 형성된다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 수지성형장치의 작동상태 및 수지성형방법을 설명한다.

먼저, 성형틀의 상형과 하형(210)을 형개한 후, 필름공급부(240)의 와인딩릴을 구동하여 이형필름(241)을 하형(210)의 상부로 공급한다.

다음으로, 수지토출부(230)는 성형틀의 외측에서 액상수지(33a)를 정량으로 토출한다. 상술한 바와 같이, 성형틀의 외측에서 수지(33a)를 토출하기 때문에 수지가 토출되는 동안 상온분위기를 유지할 수 있어 토출선후에 무관하게 토출된 수지는 경화가 진행되지 않는다.

다음으로, 액상수지(33a)가 정량으로 토출 완료되면, 성형틀의 외측에서 이형필름(241)상에 토출된 액상수지가 하형상에 위치되도록 필름공급부(240)의 와인딩릴을 다시 구동한다.

다음으로, 상형과 하형(210)을 형폐하여 캐비티(242)의 형태에 따라 소정의 형태로 전자부품을 고온, 고압 성형한다. 이와 같이 상형과 하형(210)의 형폐로 성형공정이 진행중에 성형틀의 외측에서는 이미 다음 공정을 위한 액상수지(33a)를 수지토출부(230)가 토출한다. 이와 같이 액상수지(33a)를 사전에 토출해 놓기 때문에 수지의 점도가 높아 토출시간이 길 수밖에 없어 공정 택타임이 길어지는 문제점이 해소된다.

마지막으로, 전자부품의 성형이 완료되면, 상형과 하형(210)을 형개하고 와인딩릴을 구동하여 성형 완료된 전자부품을 배출한다. 이와 동시에 성형틀 외측에 이미 토출되어 있는 액상수지(33a)는 하형의 상부로 공급되어 즉시 새로운 전자부품을 성형할 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예는 수지토출부(230)가 x, y, θ방향으로 스탭이동하면서 수지(33a)를 토출한다는 것을 알 수 있다. 참고로 도 6에 도시된 실시예는 수지토출부(230)가 정해진 위치에서 수지(33a)를 토출하기 때문에 수지가 원형으로 토출된다.

그러나 도 7에 도시된 실시예는 수지(33a)가 지그재그형태로 토출되는 것이다. 이와 같이 원형이 아닌 지그재그형태로 토출하기 위하여는 수지토출부(230)를 이동하는 이동부(미도시)가 더 구비되어야 한다.

이와 같이 지그재그형태로 수지(33a)가 토출되면 가압시 전자부품에 수지가 고르게 유동되어 전자부품 상의 웨이퍼 다이 사이에 균일하게 도포될 수 있다. 이로인해 압축성형시 웨이퍼 다이의 위치 틀어짐 현상을 줄여준다.

200: 수지성형장치 210: 하형
230: 수지토출부 231: 정량제어부
240: 필름공급부 241: 이형필름
242: 캐비티

Claims

상형과 하형으로 이루어지고, 고온상태에서 액상수지를 가압성형하는 성형틀;
이형필름을 상기 하형에 공급하는 필름공급부; 및
상기 이형필름상에 상기 액상수지를 토출하는 수지토출부;를 포함하며,
상기 수지토출부는 상기 성형틀의 바깥쪽에 구비되어, 상기 성형틀의 외측에서 상기 이형필름상에 토출하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
제1항에 있어서,
상기 수지토출부가 상기 액상수지를 기 설정된 정량으로 토출하도록 정량제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
제1항에 있어서,
상기 이형필름이 상기 하형에 밀착되도록 상기 하형에는 상기 이형필름을 진공흡착하기 위하여 진공홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
제1항에 있어서,
상기 수지토출부가 상기 액상수지를 특정패턴으로 토출할 수 있도록 상기 수지토출부를 이동시키는 이동부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형장치.
1) 상형에 전자부품을 고정하고, 하형상에 이형필름을 공급하는 단계;
2) 상기 상형과 하형의 바깥쪽에 구비된 수지토출부를 이용하여 상기 하형의 전단 바깥쪽에서 상기 이형필름상에 액상수지를 정량 토출하는 단계;
3) 상기 이형필름을 전진시켜 정량 토출된 상기 액상수지를 상기 하형의 상방으로 공급하는 단계;
4) 상기 상형과 하형을 형폐하고 상기 액상수지를 고온상태에서 가압성형하는 단계; 및
5) 상기 상형과 하형을 형폐하고 성형된 상기 전자부품을 배출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형방법.
제5항에 있어서,
상기 2)단계는,
상기 수지토출부를 정지상태 또는 특정패턴으로 이동하면서 상기 액상수지를 토출하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 수지성형방법.