KR101595553B1

KR101595553B1 - 반도체 패키지 몰딩장치

Info

Publication number: KR101595553B1
Application number: KR1020150040147A
Authority: KR
Inventors: 김진현; 윤원중; 이종현; 이동헌; 김동현
Original assignee: (주)프로템
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-02-19

Abstract

본 발명은 일정량의 펠릿이 채워져 저장되는 호퍼를 갖추고, 상기 호퍼로부터 투입공급되는 펠릿을 진동에 의해 안내로를 따라 일렬로 정렬배출하는 볼피더를 갖추어 펠릿을 공급하는 공급부 ; 상기 안내로를 따라 개별적으로 이송배출되어 선별배출공에 위치대기하는 펠릿의 높이를 검출하여 사전에 설정된 기준값을 벗어나는 불량펠릿을 배출처리하고, 상기 기준값과 일치하는 펠릿을 선별하는 선별부 ; 상기 선별부에서 선별되어 정품배출공으로부터 하향 배출되는 펠릿이 삽입배치되는 제1배치공을 복수개 구비하는 제1포켓블럭을 갖추고, 상기 제1배치공에 삽입배치된 펠릿의 유무를 검출하는 펠릿검출용 센서부를 갖추고, 상기 제1배치공의 하단에 삽입배치된 장입핀을 상하작동시키는 장입용 실린더를 갖추어 상기 제1배치공에 배치된 펠릿을 상부로 이송하여 로딩하는 제1로딩부 ; 상기 복수개의 제1배치공 중 어느 하나와 상기 정품배출공이 서로 일대일 대응되도록 상기 제1로딩부를 제1방향으로 왕복이송하는 제1이송부를 갖추고, 상기 제1이송부를 제1방향과 직교하는 제2방향으로 왕복이송하는 제2이송부를 갖추어 상기 제1로딩부를 제1방향 또는 제2방향으로 수평이동시키는 이송부 ; 상기 상,하부금형이 구비되는 고정바에 고정되는 좌우한쌍의 안내바를 따라 왕복이동되는 왕복대를 갖추고, 상기 장입용 실린더에 의해서 상기 제1배치공으로부터 상향배출되는 펠릿이 삽입배치되는 복수개의 제2배치공을 구비하는 복수개의 제2포켓블럭을 왕복대에 갖추어 상기 상,하부 금형사이로 진입되어 패키지 기판이 올려진 하부금형에 펠릿을 하향배출하여 로딩하는 제2로딩부 ; 를 포함한다.

Description

반도체 패키지 몰딩장치{Apparatus for molding the Semiconductor Package}

본 발명은 반도체 패키지를 몰딩하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 규격화된 양품의 펠릿만을 선별하여 금형으로 원활하게 공급하고, 성형후 금형의 표면상태를 양호하게 유지하는 한편, 금형으로부터 제거되는 이물질이 금형에 재부착하는 것을 근본적으로 방지할 수 있는 반도체 패키지 몰딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체칩을 패키징하는 제조공정은 웨이퍼(Wafer)에서 절단되고 낱개로 분리된 복수의 반도체칩을 리드 프레임이나 인쇄회로기판과 같은 기판자재에 부착하여 반도체 패키지를 제조하게 된다.

이러한 반도체 패키지는 그 내부회로 등을 보호하기 위해 몰딩수지(EMC; Epoxy molding compound)와 같은 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩(Molding) 공정을 거치게 된다.

그리고, 몰딩된 반도체 패키지는 댐바(Dambar) 부분을 커팅하는 트리밍(Trimming) 공정과, 기판자재의 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍(Forming) 공정 및 상기 공정을 거쳐 완성된 반도체소자 패키지의 양부를 검사하는 테스트 공정을 거친다.

한편, 이러한 몰딩공정을 수행하기 위한 장치는 상,하부금형의 캐비티 내부로 용융된 수지 또는 액상 수지를 주입하는 트랜스퍼 몰딩 방식과, 상기 캐비티 내부에 분말 형태의 몰딩 수지, 용융된 수지 또는 액상 수지를 공급하고 상부금형과 하부금형 사이에서 상기 몰딩 수지를 압축하여 성형하는 컴프레션 몰딩 방식의 장치로 구분될 수 있다.

특히, 몰딩공정은 충격, 열, 습기 등의 외부 환경으로부터 집적회로 칩과 금속 와이어를 보호함과 동시에 금속 와이어의 전기적 연결 상태를 유지하기 위하여 몰딩수지로 둘러싸는 공정이다. 가장 보편적으로 사용되는 몰딩수지는 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound; EMC)로, 에폭시 수지에 경화제, 경화 촉매, 기타 첨가제, 무기 충진제 등의 각종 성분들이 혼합된 합성수지이다.

몰딩수지는 펠릿(pellet) 또는 타블렛(tablet)이라 불리는 원통형의 고체 상태로 금형으로 공급되며, 이러한 몰딩수지 펠릿(이하 펠릿이라함.)은 몰딩 설비인 상,하부금형 안에서 용융 상태로 바뀌면서 패키지 외형을 형성하고, 이후 경화 과정을 거쳐 다시 고체 상태가 되며, 상기 펠릿은 패키지의 유형, 몰딩 설비의 종류에 따라 규격화되어 있다.

(특허문헌 1) KR2002-0022428 A

특허문헌 1에는 리드프레임과 원기둥형상의 수지원료인 펠릿을 공급하기 위한 온-로딩 유니트와, 리드프레임을 몰딩하기 위한 성형 유니트와, 성형된 몰딩프레임에서 불필요한 수지 부분을 제거하고 다시 카세트에 적재하기 위한 오프-로딩 유니트의 각 구성부를 머신 타임을 최소화할 수 있도록 배치하고, 온-로딩 유니트에서 리드프레임을 예열시키고 수지원료인 펠릿을 직립상태로 공급하여 성형성의 향상과 이송 메카니즘의 단순화를 도모할 수 있도록 하는 성형장치를 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 몰딩장치에 공급되는 펠릿 중 보관 및 공급과정에서 몸체일부가 깨지거나가 파손되는 불량펠릿이나 펠릿 제조시 사전에 설정된 규격의 크기보다 상대적으로 크거나 작은 불량펠릿이 몰딩장치의 금형으로 공급되면, 금형에서 용융된 펠릿의 몰딩수지가 소정의 몰딩 영역을 완전히 채우지 못하는 불완전 몰딩(incomplete molding)불량을 초래하게 되고, 이러한 불완전 몰딩은 외관상으로도 패키지 완제품의 품질을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 패키지의 신뢰성에도 악영향을 미치는 한편, 제품수율을 저하시키는 주요원인으로 작용하였다.

또한, 성형 후 반도체 패키지가 분리된 상,하부금형의 표면에 잔류하는 이물질에 의해서 후공정의 몰딩시 제품불량을 초래함에 따라 성형 전 금형에 잔류하는 이물질을 제거하여 금형표면을 청결하게 유지하는 크리닝장치가 필요하였다.

이와 더불어, 별도의 크리닝 장치에 의해서 제거된 이물질이 금형표면에 재부착되면서 몰딩공정 불량을 초래하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 규격화된 양품의 펠릿만을 선별하여 금형으로 원활하게 공급하고, 몰딩후 금형의 표면 및 외관상태를 양호하게 유지하는 한편, 금형으로부터 제거되는 이물질이 금형에 재부착하는 것을 근본적으로 방지할 수 있는 반도체 패키지 몰딩장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 반도체칩이 탑재된 패키지 기판이 올려지는 하부금형에 펠릿을 공급하고, 상부금형과 하부금형의 상하합형에 의해서 반도체 패키지를 몰딩하는 장치에 있어서, 일정량의 펠릿이 채워져 저장되는 호퍼를 갖추고, 상기 호퍼로부터 투입공급되는 펠릿을 진동에 의해 안내로를 따라 일렬로 정렬배출하는 볼피더를 갖추어 펠릿을 공급하는 공급부 ;

상기 안내로를 따라 개별적으로 이송배출되어 선별배출공에 위치대기하는 펠릿의 높이를 검출하여 사전에 설정된 기준값을 벗어나는 불량펠릿을 배출처리하고, 상기 기준값과 일치하는 펠릿을 선별하는 선별부 ; 상기 선별부에서 선별되어 정품배출공으로부터 하향 배출되는 펠릿이 삽입배치되는 제1배치공을 복수개 구비하는 제1포켓블럭을 갖추고, 상기 제1배치공에 삽입배치된 펠릿의 유무를 검출하는 펠릿검출용 센서부를 갖추고, 상기 제1배치공의 하단에 삽입배치된 장입핀을 상하작동시키는 장입용 실린더를 갖추어 상기 제1배치공에 배치된 펠릿을 상부로 이송하여 로딩하는 제1로딩부 ; 상기 복수개의 제1배치공 중 어느 하나와 상기 정품배출공이 서로 일대일 대응되도록 상기 제1로딩부를 제1방향으로 왕복이송하는 제1이송부를 갖추고, 상기 제1이송부를 제1방향과 직교하는 제2방향으로 왕복이송하는 제2이송부를 갖추어 상기 제1로딩부를 제1방향 또는 제2방향으로 수평이동시키는 이송부 ; 상기 상,하부금형이 구비되는 고정바에 고정되는 좌우한쌍의 안내바를 따라 왕복이동되는 왕복대를 갖추고, 상기 장입용 실린더에 의해서 상기 제1배치공으로부터 상향배출되는 펠릿이 삽입배치되는 복수개의 제2배치공을 구비하는 복수개의 제2포켓블럭을 왕복대에 갖추어 상기 상,하부 금형사이로 진입되어 패키지 기판이 올려진 하부금형에 펠릿을 하향배출하여 로딩하는 제2로딩부 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 선별부는 차단플레이트에 의해서 하부단이 개폐되는 선별배출공을 관통형성한 선별용 베이스와, 상기 펠릿이 배치되어 대기하는 대기홈을 형성하여 상기 선별용 베이스에 왕복이동가능하게 조립되는 선별용 이동블럭과, 상기 선별배출공에 배치된 펠릿에 일단이 접하도록 상기 선별용 베이스에 고정설치된 고정대에 길이중간이 회동축을 매개로 회동가능하게 조립되는 선별바와, 상기 선별바의 타단에 장착되는 선별용 디스크에 절개된 슬릿을 통과하는 빛을 조사하는 발광센서와 조사된 빛을 수광하는 수광센서를 포함하는 선별 센서부 및 상기 선별 센서부에 의해서 정품을 판단된 펠릿만을 배출하도록 상기 선별용 베이스에 관통형성된 정품배출공을 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 선별배출공은 상기 차단플레이트를 전후진 왕복작동시키는 제1실린더에 의해서 개폐되고, 상기 차단플레이트는 상기 선별용 베이스의 상부면에 함몰형성되어 상기 선별배출공까지 연장된 안내홈에 활주이동가능하게 조립된다.

더욱 바람직하게, 상기 선별용 이동블럭은 상기 선별용 베이스에 고정설치되는 제2실린더의 로드선단과 연결되어 상기 선별용 베이스의 일측테두리에 수직하게 조립되는 수직대에 일측면이 접하여 활주이동가능하게 조립된다.

더욱 바람직하게, 상기 선별바는 상기 고정대의 상부홈에 회동가능하게 조립되고, 상기 펠릿의 상단과 접하는 일단이 절곡된 절곡단으로 구비되고, 상기 상부홈에 배치되어 상기 선별바와 상단이 접하는 탄성부재에 의해서 상방으로 탄력지지되는 한편, 상기 회동축을 중심으로 하여 상기 선별바의 선단을 상하선회작동시킬 수 있도록 제3실린더를 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 정품배출공과 인접하는 선별용 베이스에는 상기 정품배출공에 위치하여 대기하는 펠릿을 하부로 배출처리하는 제4실린더를 구비한다.

바람직하게, 상기 펠릿검출용 센서부는 상기 제1배치공을 관통하는 확인용 통공의 일단을 통해 빛을 조사하는 발광센서와, 상기 확인용 통공의 타단을 통해 출사되는 빛을 감지하는 수광센서를 포함한다.

바람직하게, 상기 복수개의 제2포켓블럭은 상기 왕복대에 고정설치되는 밀폐박스에 배치되며, 상기 제2배치공의 개방된 하단이 노출되는 밀폐박스의 하부면에는 상기 제2배치공으로 삽입배치된 펠릿의 하단과 간섭되는 복수개의 터치바를 갖는 작동바를 전후진작동시키는 제5실린더를 포함한다.

바람직하게, 상기 제2로딩부는 상기 상,하부금형의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 크리닝부를 포함하고, 상기 크리닝부는 상,하부 크리닝모터의 회전구동축에 장착되어 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 상,하부브러쉬롤과, 상기 회전구동축의 양단이 회전가능하게 지지되도록 상기 상,하부브러쉬롤이 배치되는 상,하부 본체케이싱과, 상기 상,하부본체케이싱에 조립되어 상기 회전구동축을 지지하는 상,하부 덮개케이싱을 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 상,하부본체케이싱은 일측면에 상기 상,하부브러쉬롤과 상,하부금형이 서로 접하는 부위로 에어를 공급할 수 있도록 상,하부 에어공급라인과 각각 연결되고, 상기 상,하부본체케이싱의 타측면에는 상기 상,하부에어공급라인을 통해 공급되는 에어에 의해서 블러윙되는 이물질을 공기와 더불어 강제로 흡입하여 외부로 배출처리할 수 있도록 흡입라인와 연통연결되는 상,하부 흡입구를 각각 구비한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 무작위로 공급되는 펠릿을 사전에 설정된 높이크기에 맞추어 규격화된 양품의 펠릿만을 선별하여 몰딩공정에 공급함으로써, 금형에서 용융된 펠릿의 몰딩수지가 소정의 몰딩 영역을 완전히 채우지 못하거나 넘쳐 흐르는 불완전 몰딩을 방지할 수 있기 때문에 반도체 패키지 완제품에 대한 외관품질을 향상시킬 수 있고, 패키지제품의 신뢰성을 높이는 한편 제품수율을 높일 수 있다.

(2) 상,하부 금형의 표면에 잔류하는 이물질을 브러쉬롤에 의해서 제거함과 동시에 제거된 이물질을 강제흡입하여 공기와 외부로 배출처리함으로써, 금형에 이물질이 재부착되는 근본적으로 방지하여 몰딩공징시 이물질에 기인하는 제품불량을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치를 도시한 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 공급부, 선별부, 제1로딩부 및 이송부를 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 공급부와 선별부를 도시한 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 선별부를 도시한 상세도이다.
도 5a 내지 도 5c 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 선별부를 도시한 작동상태도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 제1로딩부를 도시한 분해사시도이다.
도 7a 와 도 7b 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 이송부를 도시한 분해 사시도이다.
도 8a 와 도 8b 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 제2로딩부를 도시한 사시도이다.
도 9a 내지 도 9c 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 제2로딩부의 밀폐박스와 크리닝부를 도시한 상세도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치에 구비되는 크리닝부를 도시한 분해사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 패키지 몰딩장치(100)는 도 1 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 반도체칩이 탑재된 패키지 기판이 올려지는 하부금형(10)에 펠릿(P)을 공급하고, 상부금형(20)과 하부금형(10)간의 상하합형에 의해서 패키지 기판상에 탑재된 반도체칩을 수지물로 감싸 보호하는 반도체 패키지를 제조할 수 있도록 공급부(110), 선별부(120), 제1로딩부(130), 이송부(140) 및 제2로딩부(150)를 포함한다.

상기 공급부(110)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 일정량의 펠릿(P)이 채워져 저장되는 호퍼(111)를 포함하고, 상기 호퍼(111)로부터 연장된 배출가이드(112)를 통해 낙하배출되는 펠릿이 투입공급되는 볼피더(113)를 포함한다.

상기 볼피더(113)는 미도시된 진동모터에 의해서 진동이 전달되고, 이러한 볼피더는 내부면에 나선형 이송로를 형성하고, 상기 나선형 이송로는 상기 볼피더의 내부면에 관통형성된 관통공과 연결되고, 상기 관통공은 상기 선별부와 일단이 연결되는 안내로(114)와 연결된다.

이에 따라, 진동모터에 의해서 진동이 전달되는 볼피더에 낙하투입된 펠릿(P)은 상기 나선형 이송로를 따라 움직이면서 직립 형태로 정렬되어 상기 상기 관통공(113a)을 통해 직립상태로 상기 안내로(114)측으로 개별적으로 배출된다.

상기 선별부(120)는 도 3 내지 도 5c 에 도시한 바와 같이, 상기 안내로(114)를 따라 개별적으로 이송배출되는 펠릿(P)의 높이를 일대일로 검출하여 사전에 설정된 기준값을 벗어나는 불량펠릿은 성형공정에 투입되지 않도록 불량으로 배출처리하는 반면에, 상기 기준값과 일치하는 펠릿만을 선별하여 성형공정으로 투입하는 것이다.

이러한 선별부(120)는 차단플레이트(122)에 의해서 하부단이 개폐되는 선별배출공(121a)을 관통형성한 선별용 베이스(121)와, 상기 펠릿(P)이 배치되어 대기하는 대기홈(123a)을 형성하여 상기 선별용 베이스(121)에 왕복이동가능하게 조립되는 선별용 이동블럭(123)과, 상기 선별배출공에 배치된 펠릿의 상단에 일단이 접하도록 상기 선별용 베이스의 상부면에 고정설치된 고정대(125)에 길이중간이 회동축(125a)을 매개로 회동가능하게 조립되는 선별바(124)와, 상기 선별바(124)의 타단에 장착되는 선별용 디스크(126)에 절개된 슬릿(126a)을 통과하는 빛을 조사하는 발광센서와 조사된 빛을 수광하는 수광센서를 포함하는 선별 센서부(127) 및 상기 선별센서부에 의해서 정품을 판단된 펠릿만을 배출하도록 상기 선별용 베이스에 관통형성된 정품배출공(121b)을 포함한다.

상기 선별배출공(121a)과 상기 대기홈(123a)은 상기 안내로와 마주하는 선별용 베이스(121)의 일측테두리와 선별용 이동블럭(123)의 일측테두리에 외측으로 절개형성된 절개부로 형성되고, 상기 선별배출공(121a)의 하단은 상기 차단플레이트를 전후진왕복작동시키는 제1실린더(122a)에 의해서 개폐되고, 상기 차단플레이트(122)는 상기 선별용 베이스의 상부면에 함몰형성되어 상기 선별배출공(121a)까지 연장된 안내홈에 활주이동가능하게 조립된다.

상기 선별용 이동블럭(123)은 상기 선별용 베이스의 상부면에 고정설치되는 제2실린더(123c)의 로드선단과 연결되어 상기 선별용 베이스(121)의 일측테두리에 수직하게 조립되는 수직대(123b)에 일측면이 접하여 활주이동가능하게 조립된다.

상기 선별바(124)는 상기 고정대(125)의 상부홈(125b)에 회동가능하게 조립되는 일정길이의 작동바로서, 상기 선별바(124)의 일단은 선별대상물인 펠릿의 상단과 접하도록 대략 직각으로 절곡된 절곡단을 구비하고, 상기 상부홈(125b)에 배치되어 상기 선별바와 상단이 접하는 탄성부재(125c)에 의해서 상방으로 탄력지지되고, 상기 선별디스크(126)가 장착되는 선별바의 타단에는 상기 회동축(125a)을 중심으로 하여 상기 선별바의 선단을 상하선회작동시킬 수 있도록 제3실린더(126b)를 구비하는 한편, 상기 정품배출공(121b)과 인접하는 선별용 베이스(121)에는 상기 정품배출공에 위치하여 대기하는 펠릿을 하부로 배출처리하도록 수직한 로스선단을 작동작동시키는 제4실린더(128)를 수직하게 구비한다.

이에 따라, 상기 안내로(114)를 따라 직립하여 개별적으로 이송되는 선별대상물인 펠릿(P)은 상기 차단플레이트(122)에 의해서 하단이 차단되고, 상기 대기홈과 일치되는 선별 배출공(121a)에 수직상태로 배치대기한다.

이어서, 상기 제3실린더(126c)의 하강작동에 의해서 상기 선별바의 선단이 상방선회되도록 회동되어 있던 선별바(124)는 상기 제3실린더의 상승복귀작동과 더불어 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해서 선단이 하방선회되도록 하방선회되면서 상기 펠릿의 상단에 절곡단이 접하게 되는 반면에 상기 선별바(124)의 타단에 구비된 선별디스크(126)는 하강선회된다.

이때, 상기 펠릿(P)이 사전에 설정된 높이와 대응하는 크기를 갖게 되면, 상기 선별바(124)의 후단에 구비된 선별디스크(126)의 슬릿(126a)은 상기 발광,수광센서로 이루어진 선별센서부(127)와 일대일 대응되면서 발광된 빛을 수광하여 빛을 검지하는 신호를 발생하고, 발생된 검지신호에 의해서 상기 선별배출공(121a)에 위하는 펠릿을 정품으로 판단하게 된다.

반면에, 상기 펠릿이 사전에 설정된 높이의 크기보다 상대적으로 크거나 작게 되면, 상기 선별바(124)의 후단에 구비된 선별디스크(126)의 슬릿(126a)은 상기 선별센서부(127)와 일대일 대응하지 않고 상부에 위치되거나 하부에 위치되어 검지범위를 벗어나면서 발광된 빛을 수광하지 못하게 되어 빛을 검지하는 신호를 발생시키지 못하게 됨에 따라 상기 선별배출공에 위치하여 대기하는 펠릿(P)을 불량품으로 판단하게 된다.

또한, 상기 선별바(124)의 선단과 상단이 접하는 펠릿이 감지신호에 의해서 정품을 판단하게 되면, 도 5a 와 도 5b 에 도시한 바와 같이, 상기 제2실린더(123c)의 전진작동에 의해서 상기 선별용 이동블럭(123)의 배치홈(123a)과 상기 선별용 베이스에 관통형성된 정품배출공(121b)과 대응하도록 선별용 이동블럭(123)을 전진이동시킨 다음, 상기 정품배출공과 대응하는 펠릿(P)은 몰딩공정에 사용될 수 있도록 상기 제4실린더(128)의 하강작동에 의해서 제1포켓블럭으로 낙하공급되는 것이다.

연속하여, 상기 선별바(124)의 선단과 상단이 접하는 펠릿이 불량품을 판단하게 되면, 도 5a 와 도 5c 에 도시한 바와 같이, 상기 제1실린더(122a)의 후진작동에 의해서 상기 선별배출공(121a)의 하단이 개방되어 상기 펠릿이 하부로 낙하배출되도록 상기 차단플레이트(122)를 후진이동시키고, 상기 펠릿이 선별배출공(121a)으로부터 하부로 낙하배출처리되면 상기 제1실린더(122a)의 전진복귀작동에 의해서 상기 차단플레이트를 전진복귀시켜 상기 선별배출공의 하단을 차단하여 다른 펠릿을 진입시켜 대기하게 된다.

상기 제1로딩부(130)는 도 2 와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 선별부의 직직하부에 배치된 상태에서 상기 선별부에서 양품으로 선별된 정품펠릿을 임시로 보관한 다음 상기 제2로딩부(150)로 이송하도록 복수개의 제1배치공(132)을 갖는 제1포켓블럭(131)을 포함한다.

상기 제1포켓블럭(131)은 상기 선별부(120)에서 선별되어 정품 배출공(121b)으로부터 제4실린더의 하강작동에 의해서 하향 배출되는 펠릿(P)이 삽입배치되도록 수직한 제1배치공(132)을 일정간격을 두고 복수개 구비하는 대략 직육면체상의 박스부재로 이루어질 수 있다.

이러한 제1포켓블럭(131)에는 상기 제1배치공(132)에 삽입배치된 펠릿의 존재유무를 검출할 수 있도록 상기 제1배치공(132)을 통과하도록 블럭본체에 관통형성된 복수개의 확인용 통공(133a)을 갖추고,상기 확인용 통공의 일단을 통해 빛을 조사하는 발광센서(133b)와 상기 확인용 통공의 타단을 통해 출사되는 빛을 검지사는 수광센서(133c)를 포함하는 펠릿검출용 센서부(133)를 포함한다.

그리고, 상기 제1배치공(132)과 대응하는 제1포켓블럭의 직하부에는 상기 제1배치공에 배치되어 대기하는 펠릿(P)을 직상부로 상승시켜 배출할 수 있도록 상기 제1배치공(132)내에 삽입배치되는 복수개의 장입핀(134a)을 구비하는 수평작동바(134)와 로드선단이 연결된 장입용 실린더(135)를 포함한다.

이에 따라, 상기 선별부의 정품배출공(121a)을 통해 낙하배출되는 펠릿(P)은 상기 제1포켓블럭(131)의 제1배치공(132)의 개방된 상단입구를 통해 삽입배치되고, 이때, 상기 복수개의 제1배치공(132)의 개방된 하단은 이를 통해 삽입된 복수개의 장입핀에 의해서 차단되어 펠릿의 하부이탈을 발생하지 않는다.

여기서, 상기 제1배치공(132)에 삽입배치된 펠릿의 존재유무는 상기 확인용 통공(133a)을 통해 조사되는 빛을 수광하여 감지신호를 발생시키는 펠릿검출용 센서부(133)에 의해서 확인할 수 있다.

상기 제1포켓블럭(131)은 상기 이송부에 구비되는 제1이송부의 순차적인 수평이동에 의해서 복수개의 제1배치공을 정품배출공과 순차적으로 일대일 대응시킴으로써 상기 정품배출공으로부터 낙하배출되는 펠릿을 복수개의 제1배치공(132)에 순차적으로 삽입배치할 수 있는 것이다.

이어서, 상기 복수개의 제1배치공(132)마다 삽입배치되어 상기 복수개의 장입핀에 올려진 복수개의 펠릿은 상기 제2로딩부의 직하부에 제1로딩부가 배치될 때 상기 장입용 실린더의 상승작동에 의해서 상부로 동시에 이송되어 제2로딩부의 제2배치공에 장입될 수 있는 것이다.

이러한 제1로딩부(130)는 먼지 및 분진 비산이 발생하는 열악한 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 전면커버(136a)와 후면커버(136b)사이에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 이송부(140)는 도 7a 와 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 제1포켓블럭에 구비된 복수개의 제1배치공을 하나의 정품배출공과 순차적으로 일대일 대응하도록 상기 제1로딩부(130)를 제1방향으로 왕복이동시키는 제1이송부(140a)와, 상기 제2로딩부(150)에 임시보관된 복수개의 펠릿을 장입하도록 제1방향과 직교하는 방향으로 제1로딩부(130)를 왕복이동시키는 제2이송부(140b)를 포함한다.

상기 제1이송부(140a)는 상기 제1로딩부가 상부면에 안착되어 고정설치되는 제1이동대(141)를 갖추고, 상기 제1이동대의 하부면에 구비된 제1암나사뭉치(142)와 나사결합된 제1스크류부재(142a)를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 제1모터부재(143)를 갖추고, 상기 제1이동대의 하부양측에 구비된 좌우한쌍의 제1슬라이더(141a)가 활주이동가능하게 조립되는 좌우한쌍의 제1안내레일을 갖는 제1고정베이스(144)를 포함한다.

상기 제2이송부(140b)는 제1이송부(140a)와 마찬가지로 상기 제1고정베이스(144)가 상부면에 안착되어 고정설치되는 제2이동대(145)를 갖추고, 상기 제2이동대의 하부면에 구비된 제2암나사뭉치(146)와 나사결합된 제1스크류부재(146a)를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 제2모터부재(147)를 갖추고, 상기 제2이동대의 하부양측에 구비된 좌우한쌍의 제2슬라이더(145a)가 활주이동가능하게 조립되는 좌우한쌍의 제2안내레일(148a)을 갖는 제2고정베이스(148)를 포함한다.

그리고, 상기 제1이동대(141)의 일단과 상기 제1고정베이스(144)의 일단사이 그리고 상기 제2이동대(145)의 일단과 상기 제2고정베이스(148)의 일단사이에는 상기 제1,2이동대의 수평이동시 상기 제1,2스크류부재의 외부노출을 방지하여 덮을 수있도록 벨로우즈와 신축부재(141b,145b)를 각각 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제1모터(143)의 구동에 의한 상기 제1스크류부재의 정방향 또는 역방향 회전시 상기 제1로딩부는 상기 복수개의 제1배치공과 정품배출공이 서로 일대일 대응하도록 수평이동되고 원위치로 복귀되는 것이다.

상기 제2모터(147)의 구동에 의한 상기 제2스크류부재의 정방향 또는 역방향 회전시 상기 제2로딩부는 상기 복수개의 제1배치공마다 펠릿이 삽입배치된 제1로딩부는 상기 제1로딩부에서 공급받은 펠릿을 제2로딩부에서 몰딩공정으로 투입할 수 있도록 상기 선별부(120)와 상,하부금형을 갖는 프레싱장치사이에서 복수개의 펠릿을 공급받아 전달할 수 있도록 왕복이동하게 된다.

상기 제2로딩부(150)는 도 8a 와 도 8b 에 도시한 바와 같이,상기 제1로딩부로부터 전달받은 복수개의 펠릿을 상,하부 금형사이로 진입되어 패키지 기판이 올려진 하부금형에 하향배출하여 로딩하는 것이다.

이러한 제2로딩부(150)는 상기 상부금형(20)과 하부금형(10)을 포함하는 프레싱장치(1)의 모서리부를 지지하는 복수개의 고정바(30)에 일단이 고정되는 좌우한쌍의 안내바(151)를 갖추고, 상기 안내바(151)를 따라 왕복이동되는 왕복대(152)를 포함한다.

상기 왕복대(152)의 좌우양측에는 상기 좌우한쌍의 안내바에 올려져 구름이동되는 복수개의 안내휠(152a)를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 안내바(151) 중 어느 하나와 나란하게 배치되고, 양단이 회전가능하게 지지된 일정길이의 제3스크류부재(154a)를 정방향 또는 역방향으로 회전구동되는 제3모터(154)를 갖추고, 상기 제3스크류부재(154a)와 나사결합된 제3암나사뭉치(152b)를 왕복대의 일단에 구비한다.

이에 따라, 상기 제3모터의 정방향 또는 역방향 회전구동에 의해서 상기 좌우한쌍의 안내바에 왕복이동가능하게 조립된 왕복대는 상기 제2로딩부가 상기 제1로딩부의 직상부에 배치되거나 상기 하부금형의 직상부에 배치되도록 수평방향으로 왕복이동되는 것이다.

상기 프레싱장치의 고정바와 연결되는 안내바에 의해서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰딩장치는 기존에 설치된 프레싱장치와 연결되는 펠릿을 자동으로 공급하는 자동설비를 구현할 수 있는 것이다.

또한, 상기 왕복대(152)는 도 9a 내지 도 9b 에 도시한 바와 같이, 상기 제1로딩부(130)의 장입용 실린더(135)에 의해서 상기 제1포켓블럭(131)의 제1배치공(132)으로부터 상향배출되는 복수개의 펠릿(P)이 동시에 삽입배치되는 복수개의 제2배치공(155)을 일정간격을 두고 구비하는 복수개의 제2포켓블럭(156)을 포함한다.

여기서, 상기 복수개의 제2포켓블럭(156)은 상기 왕복대(152)에 고정설치되는 대략 직육면체상의 밀폐박스(153) 내부공간에 배치되며, 상기 제2배치공의 개방된 하단이 노출되는 밀폐박스(153)의 하부면에는 상기 제2배치공(155)으로 삽입배치된 펠릿의 장입상태를 유지하거나 자중에 의해서 펠릿을 하향배출할 수 있도록 상기 제2배치공에 삽입배치된 펠릿(P)의 하단과 간섭되는 복수개의 터치바(157a)를 갖는 작동바(157)를 전후진작동시키는 제5실린더(158)를 포함한다.

상기 작동바(157)는 상기 밀폐박스의 내부 바닥면에 설치된 제5실린더(158)이 로드선단과 연결되어 상기 밀폐박스의 하부면을 따라 전후진 작동되도록 절곡형성되며, 상기 밀폐박스의 내부 바닥면에 개구형성된 개구부에 배치된다.

이에 따라, 상기 제5실린더(158)의 후진작동에 의해 후진된 작동바의 터치바(157a)가 제2배치공(155)과 중첩되지 않으면, 상기 제1로딩부의 직상부에 제2로딩부가 배치된 상태에서 제2배치공의 개구된 하단을 통해 제1로딩부로부터 상향 이송되는 펠릿을 간섭없이 상기 제2배치공에 삽입배치하여 장입할 수 있는 한편, 상기 하부금형의 직상부에 제2로딩부가 배치된 상태에서 상기 제2배치공에 장입된 펠릿을 자중에 의해서 직하부로 하향배출하여 패키지 기판이 올려진 하부금형에 낙하공급할 수 있는 것이다.

연속하여, 상기 제5실린더의 전진작동에 의해 전진된 작동바의 터치바(157a)가 제2배치공과 중첩되어 상기 펠릿의 하단과 간섭하게 되면, 상기 제2배치공에 삽입배치되어 장입된 펠릿(P)은 터치바에 의해서 자중에 의한 하향배출이 이루어지지 않도록 제어되는 것이다.

한편, 상기 밀폐박스(153)에는 도 8a 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 상,하부금형(10,20)의 상하합형시 하부금형으로 낙하투입된 펠릿에 의해 패키지 기판에 탑재된 반도체칩을 수지재로 감싸 보호하도록 몰딩하는 작업을 종료한 후, 상기 상,하부금형의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 크리닝부(160)를 포함한다.

이러한 크리닝부(160)는 상기 상,하부 크리닝모터(163,164)의 회전구동축(161a,162a)에 장착되어 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 상,하부브러쉬롤(161,162)과, 상기 회전구동축(161a,162a)의 양단이 회전가능하게 지지되도록 상기 상,하부브러쉬롤(161,162)이 배치되는 상,하부 본체케이싱(165,166)과, 상기 상,하부본체케이싱에 조립되어 상기 회전구동축을 지지하는 상,하부 덮개케이싱(167,168)을 포함한다.

이에 따라, 상기 상,하부금형의 상하합형시 제2로딩부로부터 낙하공급된 펠릿에 의한 반도체 패키지 몰딩공정이 종료되고, 하부금형으로부터 상부금형이 상승복귀된 다음 몰딩공정이 종료된 패키지 기판이 하부금형으로부터 분리제거된 상태에서 새로운 패키지 기판이 하부금형상 올려 놓기 전에 크리닝공정을 수행할 수 있다.

즉, 몰딩공정이 종료되어 패키지 기판을 하부금형으로부터 분리제거하도록 하부금형에 대하여 상승된 상태에서, 상기 크리닝부는 제3모터의 회전구동력에 의해 상기 왕복대와 더불어 상하로 벌어진 상기 상,하부금형사이의 공간으로 진입하게 된다.

이때, 상기 상,하부 크리닝모터(163,164)의 회전구동력에 의해서 상기 상,하부브러쉬롤(161,162)은 서로 맞물리는 방향으로 회전되면서 상기 상,하부 금형의 표면과 접하여 그 표면에 잔류하는 이물질을 제거하게 된다.

또한, 상기 상,하부본체케이싱(165,166)의 일측면에는 상기 상,하부브러쉬롤과 상,하부금형이 서로 접하는 부위로 에어를 공급할 수 있도록 상,하부 에어공급라인(165a,166a)을 각각 구비하고, 상기 상,하부본체케이싱(165,166)의 타측면에는 상기 상,하부 에어공급라인을 통해 공급되는 에어에 의해서 블러윙되는 이물질을 공기와 더불어 강제로 흡입하여 외부로 배출처리할 수 있도록 흡입라인(169)과 연통연결되는 상,하부 흡입구(165b,166b)를 각각 구비한다.

이에 따라, 상기 상,하부브러쉬롤에 의해서 제거된 이물질은 상기 상,하부 에어공급라인을 통해 블러윙되는 공기와 더불어 상기 상,하부 흡입구(165b,166b)측으로 이송된 다음, 상기 상,하부 흡입구(165b,166b)와 연통연결된 흡입라인(169)의 흡입력에 의해서 공기와 더불어 외부로 배출처리됨으로써 브러슁되어 금형표면으로부터 제거된 이물질이 금형에 재부착되는 것을 방지하여 표면상태를 청결하게 유지할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 공급부
111 : 호퍼
113 : 볼피더
114 : 안내로
120 : 선별부
121 : 선별용 베이스
121a : 선별배출공
121b : 정품배출공
122 : 차단플레이트
123 : 선별용 이동블럭
124 : 선별바
125 : 고정대
126 : 선별디스크
127 : 선별센서부
130 : 제1로딩부
131 : 제1포켓블럭
132 : 제1배치공
133 : 펠릿검출용 센서부
134 : 수평작동바
135 : 장입용 실린더
140 : 이송부
140a,140b : 제1,2이송부
150 : 제2로딩부
151 : 안내바
152 : 왕복대
153 : 밀폐박스
155 : 제2배치공
156 : 제2포켓블럭
160 : 크리닝부
161,162 : 상,하부브러쉬롤
163,164 : 상,하부크리닝모터

Claims

반도체칩이 탑재된 패키지 기판이 올려지는 하부금형에 펠릿을 공급하고, 상부금형과 하부금형의 상하합형에 의해서 반도체 패키지를 몰딩하는 장치에 있어서,
일정량의 펠릿이 채워져 저장되는 호퍼를 갖추고, 상기 호퍼로부터 투입공급되는 펠릿을 진동에 의해 안내로를 따라 일렬로 정렬배출하는 볼피더를 갖추어 펠릿을 공급하는 공급부 ;
상기 안내로를 따라 개별적으로 이송배출되어 선별배출공에 위치대기하는 펠릿의 높이를 검출하여 사전에 설정된 기준값을 벗어나는 불량펠릿을 배출처리하고, 상기 기준값과 일치하는 펠릿을 선별하는 선별부 ;
상기 선별부에서 선별되어 정품배출공으로부터 하향 배출되는 펠릿이 삽입배치되는 제1배치공을 복수개 구비하는 제1포켓블럭을 갖추고, 상기 제1배치공에 삽입배치된 펠릿의 유무를 검출하는 펠릿검출용 센서부를 갖추고, 상기 제1배치공의 하단에 삽입배치된 장입핀을 상하작동시키는 장입용 실린더를 갖추어 상기 제1배치공에 배치된 펠릿을 상부로 이송하여 로딩하는 제1로딩부 ;
상기 복수개의 제1배치공 중 어느 하나와 상기 정품배출공이 서로 일대일 대응되도록 상기 제1로딩부를 제1방향으로 왕복이송하는 제1이송부를 갖추고, 상기 제1이송부를 제1방향과 직교하는 제2방향으로 왕복이송하는 제2이송부를 갖추어 상기 제1로딩부를 제1방향 또는 제2방향으로 수평이동시키는 이송부 ;
상기 상,하부금형이 구비되는 고정바에 고정되는 좌우한쌍의 안내바를 따라 왕복이동되는 왕복대를 갖추고, 상기 장입용 실린더에 의해서 상기 제1배치공으로부터 상향배출되는 펠릿이 삽입배치되는 복수개의 제2배치공을 구비하는 복수개의 제2포켓블럭을 왕복대에 갖추어 상기 상,하부 금형사이로 진입되어 패키지 기판이 올려진 하부금형에 펠릿을 하향배출하여 로딩하는 제2로딩부 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제1항에 있어서,
상기 선별부는 차단플레이트에 의해서 하부단이 개폐되는 선별배출공을 관통형성한 선별용 베이스와, 상기 펠릿이 배치되어 대기하는 대기홈을 형성하여 상기 선별용 베이스에 왕복이동가능하게 조립되는 선별용 이동블럭과, 상기 선별배출공에 배치된 펠릿에 일단이 접하도록 상기 선별용 베이스에 고정설치된 고정대에 길이중간이 회동축을 매개로 회동가능하게 조립되는 선별바와, 상기 선별바의 타단에 장착되는 선별용 디스크에 절개된 슬릿을 통과하는 빛을 조사하는 발광센서와 조사된 빛을 수광하는 수광센서를 포함하는 선별 센서부 및 상기 선별 센서부에 의해서 정품을 판단된 펠릿만을 배출하도록 상기 선별용 베이스에 관통형성된 정품배출공을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제2항에 있어서,
상기 선별배출공은 상기 차단플레이트를 전후진 왕복작동시키는 제1실린더에 의해서 개폐되고, 상기 차단플레이트는 상기 선별용 베이스의 상부면에 함몰형성되어 상기 선별배출공까지 연장된 안내홈에 활주이동가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제2항에 있어서,
상기 선별용 이동블럭은 상기 선별용 베이스에 고정설치되는 제2실린더의 로드선단과 연결되어 상기 선별용 베이스의 일측테두리에 수직하게 조립되는 수직대에 일측면이 접하여 활주이동가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제2항에 있어서,
상기 선별바는 상기 고정대의 상부홈에 회동가능하게 조립되고, 상기 펠릿의 상단과 접하는 일단이 절곡된 절곡단으로 구비되고, 상기 상부홈에 배치되어 상기 선별바와 상단이 접하는 탄성부재에 의해서 상방으로 탄력지지되는 한편, 상기 회동축을 중심으로 하여 상기 선별바의 선단을 상하선회작동시킬 수 있도록 제3실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제2항에 있어서,
상기 정품배출공과 인접하는 선별용 베이스에는 상기 정품배출공에 위치하여 대기하는 펠릿을 하부로 배출처리하는 제4실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제1항에 있어서,
상기 펠릿검출용 센서부는 상기 제1배치공을 관통하는 확인용 통공의 일단을 통해 빛을 조사하는 발광센서와, 상기 확인용 통공의 타단을 통해 출사되는 빛을 감지하는 수광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 제2포켓블럭은 상기 왕복대에 고정설치되는 밀폐박스에 배치되며, 상기 제2배치공의 개방된 하단이 노출되는 밀폐박스의 하부면에는 상기 제2배치공으로 삽입배치된 펠릿의 하단과 간섭되는 복수개의 터치바를 갖는 작동바를 전후진작동시키는 제5실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제1항에 있어서,
상기 제2로딩부는 상기 상,하부금형의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 크리닝부를 포함하고, 상기 크리닝부는 상,하부 크리닝모터의 회전구동축에 장착되어 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 상,하부브러쉬롤과, 상기 회전구동축의 양단이 회전가능하게 지지되도록 상기 상,하부브러쉬롤이 배치되는 상,하부 본체케이싱과, 상기 상,하부본체케이싱에 조립되어 상기 회전구동축을 지지하는 상,하부 덮개케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.
제9항에 있어서,
상기 상,하부본체케이싱은 일측면에 상기 상,하부브러쉬롤과 상,하부금형이 서로 접하는 부위로 에어를 공급할 수 있도록 상,하부 에어공급라인과 각각 연결되고, 상기 상,하부본체케이싱의 타측면에는 상기 상,하부에어공급라인을 통해 공급되는 에어에 의해서 블러윙되는 이물질을 공기와 더불어 강제로 흡입하여 외부로 배출처리할 수 있도록 흡입라인와 연통연결되는 상,하부 흡입구를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩장치.