KR101572760B1 - 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러부를 통해 반도체 다이의 테두리 영역의 마운팅 테이프를 완전 박리한 후에 제1이젝팅부재 및 제2이젝팅부재가 순차적으로 작동하기 때문에 반도체 다이 픽업시 pickup miss 및 die crack과 같은 불량을 예방할 수 있는 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법에 관한 것이다.

Description

반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법{Semiconductor die detachment apparatus and detachment method thereof}

본 발명은 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러부를 통해 반도체 다이의 테두리 영역의 마운팅 테이프를 완전 박리한 후에 제1이젝팅부재 및 제2이젝팅부재가 순차적으로 작동하기 때문에 반도체 다이 픽업시 pickup miss 및 die crack과 같은 불량을 예방할 수 있는 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법에 관한 것이다.

반도체 패키지는 반도체 칩을 외부 환경으로부터 보호하며 전자 시스템에 물리적으로 접합하고 전기적으로 접속시키는 기능을 가진다. 오늘날의 패키지 기술은 반도체 소자의 성능과 최종 제품의 가격, 성능, 신뢰성 등을 좌우할 만큼 그 중요성이 매우 커지고 있다.

일반적으로 반도체 패키지 조립 공정 중에서 개별 반도체 다이(die)를 웨이퍼에서 분리하여 리드 프레임 또는 인쇄회로기판(PCB)과 같은 기판에 에폭시 접착제를 이용하여 붙이는 공정을 반도체 다이 부착 공정이라 한다. 이는 웨이퍼상에 그룹으로 있던 반도체 다이들을 개별적으로 분리하여 제품화하는 첫 단계이며, 이에 따라 반도체 다이 부착 공정(Die Attach,D/A)을 수행하기 위해서는 웨이퍼를 개별 칩 단위로 절단하여 분리시키는 공정이 선행되어야 한다.

이와 같이 반도체 다이 패키지 공정은 복수 개의 칩이 형성된 웨이퍼를 개별 반도체 다이 단위로 절단하고, 절단된 개별 반도체 다이를 패키지 본체에 접착하는 칩 부착 공정을 위해, 절단된 개별 반도체 다이를 마운트 테이프에서 분리하고, 픽업하여 패키지 본체의 실장부에 이송하는 공정이 요구된다. 이때, 마운트 테이프에서 반도체 다이를 원활하게 분리하기 위한 방식으로 플런저 핀 방식과, 피라미드 방식이 이용된다. 그리고 웨이퍼로부터 반도체 다이를 픽업하여 이송하는 반도체 다이 이송장치 중 반도체 다이와 직접 접하는 부분을 바로 콜렛(collet)이라고 칭한다.

도 5a 및 도 5b는 종래 플런저 핀 방식 및 피라미드 방식의 반도체 다이 분리 장치를 도시하는 도면들이다.

도 5a를 참조하면, 기존의 플런저 핀 방식의 경우에는 초박형 반도체 다이에 적용하게 되면 칩에 손상이 가는 문제가 있으며, 도 5b를 참조하면, 피라미드 방식의 경우에는 테두리에서 중앙까지 순차적으로 상승하기 때문에 초박형 반도체 다이의 분리에 유리하다. 다만, 웨이퍼 절단(wafer sawing) 상태에 따라 반도체 다이 주변의 접착제가 마운트 테이프에서 떨어질 때 추가적인 힘이 필요하게 되는데, 이를 강제적으로 박리하게 되면 die crack이 발생하기 쉽다.

대한민국 공개특허 제10-2005-0009034호 "칩 분리 장치"(2005.01.24.) 대한민국 등록특허 제10-1135903호 "박형 다이 분리 및 픽업 장치"(2012.04.05.)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 롤러부를 통해 반도체 다이의 테두리 영역의 마운팅 테이프를 완전 박리한 후에 제1이젝팅부재 및 제2이젝팅부재가 순차적으로 작동하기 때문에 반도체 다이 픽업시 pickup miss 및 die crack과 같은 불량을 예방할 수 있는 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치는 웨이퍼 상의 특정 반도체 다이를 마운트 테이프에서 분리하는 것으로서, 상기 반도체 다이의 테두리 영역에 배치되며 승강 및 수평이동되는 롤러를 포함하는 롤러부와; 상기 롤러의 내측에 배치되며 승강 가능하게 설치되는 이젝팅부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 롤러는 상기 반도체 다이의 각 테두리 영역에서 수평이동하는 4개의 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 4개의 롤러는 상기 마운트 테이프와 해당 반도체 다이를 밀어 올린 상태에서 해당 테두리 영역을 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 이젝팅부는 상기 반도체 다이의 중앙 영역에 배치되는 제1이젝팅로드와, 상기 제1이젝팅로드와 상기 롤러 사이에 배치되는 제2이젝팅로드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 방법은 마운트 테이프가 상에 부착된 상기 반도체 다이의 각 테두리 영역에 배치되며 승강 및 수평이동되는 4개의 롤러를 포함하는 롤러부와; 상기 롤러의 내측에 배치되며 승강 가능하게 설치되는 이젝팅부;를 포함하는 반도체 다이 분리 장치를 이용한 것으로서, 상기 롤러를 상승하여 상기 마운트 테이프 및 반도체 다이의 각 테두리 영역을 밀어올리는 S1단계와; 상기 롤러를 왕복이동하여 반도체 다이의 테두리 영역을 박리시키는 S2단계와; 상기 이젝팅부를 밀어올려 상기 반도체 다이의 내측 영역을 박리시키는 S3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 방법의 S3단계는 상기 제2이젝팅로드와 제1이젝팅로드가 동일 평면상에 배치된 상태에서 상승하여 상기 반도체 다이를 밀어올린 후, 상기 제1이젝팅로드가 상승하여 반도체 다이의 중앙영역을 밀어올려 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치 및 분리 방법에 의하면, 롤러부를 통해 반도체 다이의 테두리 영역의 마운팅 테이프를 완전 박리한 후에 제1이젝팅부재 및 제2이젝팅부재가 순차적으로 작동하기 때문에 반도체 다이 픽업시 pickup miss 및 die crack과 같은 불량을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 일실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 롤러가 배치된 모습을 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2의 AA단면도이이다.
도 4a는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 S1단계를 도시하는 단면도이고, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 S2단계를 도시하는 단면도이며, 도 4d 및 도 4e는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 S3단계를 도시하는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 종래 플런저 핀 방식 및 피라미드 방식의 반도체 다이 분리 장치를 도시하는 도면들이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 일실시예를 도시하는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치의 롤러가 배치된 모습을 도시하는 평면도이다. 그리고 도 3은 도 2의 AA단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치(100)는 웨이퍼 상의 특정 반도체 다이(10)를 마운트 테이프(11)에서 분리하는 역할을 하는 것으로서, 크게 롤러부(110)와, 이젝팅부(130)를 포함한다.

상기 롤러부(110)는 반도체 다이(10)의 테두리 영역의 마운트 테이프(11)를 박리하는 역할을 하는 것으로서, 반도체 다이의 각 테두리 영역마다 배치되는 4개의 롤러(111)로 이루어진다.

상기 롤러(111)는 승강 및 수평이동이 가능하도록 구성된다.

상기 롤러(111)가 승강하여 마운트 테이프(11)와 반도체 다이(10)를 위로 밀어올린 상태에서, 수평이동하면서 반도체 다이(10)의 각 테두리 영역의 마운트 테이프(11)를 박리하게 된다.

상기 4개의 롤러(111)는 각각 반도체 다이(10)의 모서리 영역에서 마주보는 모서리 영역으로 왕복이동하게 된다.

이때, 각 롤러(111)는 동시에 이동하기 때문에 서로 부딪치지 않도록 도시된 바와 같이 일정한 방향(시계방향)으로 이동하는 것이 바람직하다.

상기 이젝팅부(130)는 상기 4개의 롤러(111)의 내측에 배치되며 승강 가능하게 설치되고, 반도체 다이(10)를 밀어올려 박리하는 역할을 한다.

상기 이젝팅부(130)는 상기 반도체 다이(10)의 중앙 영역에 배치되는 제1이젝팅부재(131)와, 상기 제1이젝팅부재(131)와 상기 롤러(111) 사이에 배치되는 제2이젝팅부재(133)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 제1이젝팅부재(131) 및 제2이젝팅부재(133)는 상단면이 평평하게 구성되며, 제2이젝팅부재(133)는 상기 제1이젝팅부재(131)를 감싸는 구조로 이루어진다.

이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 다이 분리 장치는 롤러부와 이젝팅부가 순차적으로 작동하면서 마운팅 테이프가 박리되기 때문에 반도체 다이 픽업시 pickup miss 및 die crack과 같은 불량발생을 줄일 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 앞서 설명한 구성과 동일 내지 유사한 내용은 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4a는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 S1단계를 도시하는 단면도이고, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 S2단계를 도시하는 단면도이며, 도 4d 및 도 4e는 본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법의 S3단계를 도시하는 단면도이다.

본 발명에 따른 반도체 다이 분리방법은 크게 S1단계 내지 S3단계로 이루어지는 것으로서, 앞서 설명한 롤러부와 이젝팅부로 이루어지는 반도체 다이 분리장치를 이용하게 된다.

도 4a를 참조하면, S1단계는 롤러(111)를 상승하여 상기 마운트 테이프(11) 및 반도체 다이(10)의 각 테두리 영역, 더욱 구체적으로는 모서리 영역을 밀어올리는 단계이다. 이때 4개의 롤러가 동시에 상승하게 된다.

도 4b 및 도 4c를 참조하면, S2단계는 상기 롤러(111)를 왕복이동하여 반도체 다이(10)의 테두리 영역을 박리시키는 단계이다.

이때, 각 롤러(111)는 반도체 다이(10)의 해당 테두리 영역에서만 직선 운동을 하며, 서로 이동 경로가 다르기 때문에 동시에 이동하더라도 부딪치지 않는다.

도 4d 및 도 4e를 참조하면, S3단계는 상기 이젝팅부(130)를 밀어올려 상기 반도체 다이(10)의 내측 영역을 박리시키는 단계이다.

먼저, 도 4d와 같이, 상기 롤러부(110)를 통해 반도체 다이(10)의 테두리 영역이 분리되면, 상기 제1이젝팅부재(131) 및 제2이젝팅부재(133)가 동시에 상승하여 반도체 다이(10)의 내측 영역을 밀어올리게 된다. 이때 상기 제1이젝팅부재(131) 및 제2이젝팅부재(133)는 동일 평면 상에 위치한다.

다음으로, 도 4e와 같이, 제1이젝팅부재(131) 및 제2이젝팅부재(133)가 동시에 상승한 상태에서 상기 제1이젝팅부재(131)만 단독으로 상승하여 반도체 다이(10)의 중앙 영역을 밀어올리게 된다.

그 다음으로, 도 1과 같이 콜렛 모듈(150)의 진동 흡입력을 이용하여 반도체 다이(10)의 상면을 들어올리면 분리가 완료된다.

이와 같이, 본 발명에서는 롤러부와, 제1이젝팅부재 및 제2이젝팅부재가 반도체 다이의 테두리에서 중앙쪽으로 순차적으로 작동하면서 분리하기 때문에 die crack을 방지할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 반도체 다이 분리 장치
110 : 롤러부
130 : 이젝팅부
131 : 제1이젝팅부재
133 : 제2이젝팅부재
150 : 콜렛 모듈
10 : 반도체 다이
11 : 마운트 테이프
12 : 접착제(adhesive)

Claims (7)

1. 웨이퍼 상의 특정 반도체 다이를 마운트 테이프에서 분리하는 반도체 다이 분리 장치에 있어서,
   상기 반도체 다이의 테두리 영역에 배치되며 승강 및 수평이동되는 롤러를 포함하는 롤러부와;
   상기 롤러의 내측에 배치되며 승강 가능하게 설치되는 이젝팅부;를 포함하되,
   상기 롤러는 상기 반도체 다이의 각 테두리 영역에서 수평이동하는 4개의 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 분리 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 4개의 롤러는 상기 마운트 테이프와 해당 반도체 다이를 밀어 올린 상태에서 해당 테두리 영역을 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 분리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 이젝팅부는 상기 반도체 다이의 중앙 영역에 배치되는 제1이젝팅부재와, 상기 제1이젝팅부재와 상기 롤러 사이에 배치되는 제2이젝팅부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 분리 장치.
5. 마운트 테이프 상에 부착된 반도체 다이의 각 테두리 영역에 배치되며 승강 및 수평이동되는 4개의 롤러를 포함하는 롤러부와; 상기 롤러의 내측에 배치되며 승강 가능하게 설치되는 이젝팅부;를 포함하는 반도체 다이 분리 장치를 이용한 반도체 다이 분리방법에 있어서,
   상기 롤러를 상승하여 상기 마운트 테이프 및 반도체 다이의 각 테두리 영역을 밀어올리는 S1단계와;
   상기 롤러를 왕복이동하여 반도체 다이의 테두리 영역을 박리시키는 S2단계와;
   상기 이젝팅부를 밀어올려 상기 반도체 다이의 내측 영역을 박리시키는 S3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 분리방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 이젝팅부는 상기 반도체 다이의 중앙 영역에 배치되는 제1이젝팅부재와, 상기 제1이젝팅부재와 상기 롤러 사이에 배치되는 제2이젝팅부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 분리방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 S3단계는 상기 제2이젝팅부재와 제1이젝팅부재가 동일 평면상에 배치된 상태에서 상승하여 상기 반도체 다이를 밀어올린 후, 상기 제1이젝팅부재가 상승하여 반도체 다이의 중앙영역을 밀어올려 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 분리방법.

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