KR101605961B1 - 반도체 다이 픽업용 콜렛 - Google Patents

반도체 다이 픽업용 콜렛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 반도체 다이 픽업용 콜렛에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 고온에서 사용할 수 있고, 수명이 길며, 작은 팁의 구현이 용이한 반도체 다이 픽업용 콜렛을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 길이 방향으로 중공(中空)을 갖는 제1몸체; 상기 제1몸체의 상단에 결합된 제2몸체; 상기 제1몸체의 하단에 결합되어 길이 방향으로 이동이 가능한 제3몸체; 상기 제2몸체와 상기 제3몸체 사이에 결합되어 길이 방향으로 신축이 가능한 탄성체; 및 상기 제3몸체에 결합되어 반도체 다이를 픽업하는 팁으로 이루어진 반도체 다이 픽업용 콜렛을 개시한다.

Description

반도체 다이 픽업용 콜렛{COLLET FOR PICK UP SEMICONDUCTOR DIE}
본 발명의 일 실시예는 반도체 다이 픽업용 콜렛에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 반도체 다이의 배면에 솔더, 은 페이스트 또는 수지 등의 접합 재료가 개재되어 인쇄회로기판이나 리드프레임에 본딩되어 제조되고 있다. 여기서, 반도체 다이는 콜렛에 의해 픽업되어 인쇄회로기판이나 리드프레임으로 이동된 후 본딩된다. 이를 통상 다이 본딩 공정이라 한다.
한편, 현재의 반도체 조립 시장에서 LED(Light Emitting Diode) 및/또는 개별 패키지의 다이 본딩 공정은 상대적으로 작은 다이에 적용하기 위하여 작은 팁을 갖는 콜렛이 요구되고 있으며, 더욱이 수명 증가와 고온에서의 작업이 가능한 콜렛이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 고온에서 사용할 수 있고, 수명이 길며, 작은 팁의 구현이 용이한 반도체 다이 픽업용 콜렛을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛은 길이 방향으로 중공(中空)이 형성된 제1몸체; 상기 제1몸체의 상단에 결합된 제2몸체; 상기 제1몸체의 하단에 결합되고, 상기 길이 방향으로 이동이 가능한 제3몸체; 상기 제2몸체와 상기 제3몸체 사이에 결합되어, 상기 중공 내에 위치되고, 상기 길이 방향으로 신축 가능한 탄성체; 및 상기 제3몸체에 결합되어 반도체 다이를 픽업하는 팁을 포함함한다.
상기 탄성체는 폴리머, 테프론(Teflon), 실리콘(silicone), 고무, 우레탄 또는 TPE(Thermo Plastic Elastomer)로 형성될 수 있다.
상기 탄성체는 중공을 갖는 호스 형태 또는 중공을 갖는 자바라 형태일 수 있다.
상기 탄성체는 외경을 따라 원주 방향으로 홈이 형성될 수 있다.
상기 탄성체는 스프링일 수 있다.
상기 탄성체의 상단은 상기 제2몸체에 억지끼움될 수 있고, 상기 탄성체의 하단은 상기 제3몸체에 억지끼움될 수 있다.
상기 탄성체의 상단과 상기 제2몸체의 사이, 그리고 상기 탄성체의 하단과 상기 제3몸체의 사이에 진공 구리스가 각각 개재될 수 있다.
상기 제2몸체와 상기 제3몸체에는 각각 요철부가 형성되고, 상기 요철부에 상기 탄성체의 상단 및 하단이 각각 결합될 수 있다.
상기 제2몸체는 상기 제1몸체에 억지끼움될 수 있다.
상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 사이에 진공 구리스가 개재될 수 있다.
상기 제1몸체 및 상기 제2몸체는 각각 요철을 갖고, 상기 요철은 상호간 결합될 수 있다.
상기 제1몸체 및 상기 제3몸체의 사이에는 진공 구리스가 개재될 수 있다.
상기 제2몸체, 상기 탄성체, 상기 제3몸체 및 상기 팁을 따라 진공이 인가되는 진공홀이 형성될 수 있다.
상기 제1몸체, 제2몸체, 제3몸체 및 팁은 각각 세라믹, 금속 또는 폴리머로 형성될 수 있다.
상기 세라믹은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소일 수 있다.
상기 금속은 스텐레스 스틸 또는 하이스강일 수 있다.
상기 폴리머는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛은 길이 방향으로 중공이 형성된 제1몸체; 상기 제1몸체의 중공에 결합된 팁; 및 상기 제1몸체의 중공과 상기 팁 사이에 개재된 접착제를 포함한다.
상기 중공은 상기 팁이 결합되는 제1중공과, 상기 제1중공의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2중공을 포함하고, 상기 제1중공과 상기 제2중공 사이에는 상기 팁의 상단이 접촉하는 단턱이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 고온에서 사용할 수 있고, 수명이 길며, 작은 팁의 구현이 용이한 반도체 다이 픽업용 콜렛을 제공한다.
일례로, 제1,2,3몸체 및 탄성체를 제외한 팁이 세라믹으로 형성됨으로써, 재료 및 가공상의 특성으로 인해 매우 작은 형상의 팁 구현이 가능할 뿐만 아니라, 고온에서의 사용이 가능하고, 수명이 긴 콜렛이 제공된다. 더욱이, 탄성체가 테프론 또는 실리콘과 같은 탄성을 갖는 폴리머 또는 스프링으로 형성됨으로써, 다이 픽업 및 다이 본딩 공정 중 반도체 다이의 손상이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛 중에서 각 구성 요소의 결합 구조를 도시한 부분 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛 중 탄성체를 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛의 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛을 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛의 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛을 도시한 단면도 및 동작 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(100)을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콜렛(100)은 제1몸체(110), 제2몸체(120), 제3몸체(130), 탄성체(140) 및 팁(150)을 포함한다.
제1몸체(110)는 길이 방향을 따라 중공(111)이 형성된 호스 또는 파이프 형태를 한다. 즉, 제1몸체(110)는 수직(또는 상,하) 방향으로 개방되거나 비어 있는 원통 형태를 한다. 이러한 제1몸체(110)는 세라믹, 금속, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 제1몸체(110)의 재질이 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로 제1몸체(110)는 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소와 같은 가공성이 우수하고 고온 사용이 가능하며 수명이 긴 세라믹, 스텐레스 스틸(예를 들면, SUS303) 또는 하이스강과 같은 자성을 갖지 않는 금속, 또는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성이 우수한 폴리머로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 제1몸체(110)는 금속일 수 있다.
제2몸체(120)는 제1몸체(110)의 상단에 억지끼움 방식으로 결합됨으로써, 상기 제1몸체(110)에 형성된 중공(111)의 상단을 대략 막는다. 여기서, 제1몸체(110)와 제2몸체(120)의 사이에는 진공 구리스(도시되지 않음)가 개재됨으로써, 진공 유출을 좀더 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 제2몸체(120)의 대략 중앙에는 길이 방향을 따라 진공이 인가되는 진공홀(121)이 형성된다. 이러한 제2몸체(120)는 하부를 향하여 하기할 탄성체(140)의 결합 깊이를 제한하는 스토퍼(122)와, 탄성체(140)가 결합되는 돌기(123)를 포함한다. 여기서, 제2몸체(120)의 스토퍼(122)가 제1몸체(110)의 상단에 결합된다. 이러한 제2몸체(120)는 세라믹, 금속, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 제2몸체(120)의 재질이 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로 제2몸체(120)는 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소와 같은 가공성이 우수하고 고온 사용이 가능하며 수명이 긴 세라믹, 스텐레스 스틸(예를 들면, SUS303) 또는 하이스강과 같은 자성을 갖지 않는 금속, 또는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성이 우수한 폴리머로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 제2몸체(120)는 금속일 수 있다.
제3몸체(130)는 제1몸체(110)의 하단에 결합됨으로써, 상기 제1몸체(110)에 형성된 중공(111)의 하단을 대략 막는다. 여기서, 제1몸체(110)와 제3몸체(130)의 사이에는 진공 구리스(도시되지 않음)가 개재됨으로써, 진공 유출을 좀더 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 제3몸체(130)의 대략 중앙에는 길이 방향을 따라 진공이 인가되는 진공홀(131)이 형성된다. 이러한 제3몸체(130)는 상부를 향하여 하기할 탄성체(140)의 결합 깊이를 제한하는 스토퍼(132)와, 탄성체(140)가 결합되는 돌기(133)와, 하기할 팁(150)이 결합되는 요홈(134)을 갖는 돌기(135)를 포함한다. 여기서, 제3몸체(130)의 요홈(134)을 갖는 돌기(135)가 제1몸체(110)의 하단에 결합된다. 또한, 팁(150)은 탄성 접착제를 통하여 요홈(134)에 결합 및 고정될 수 있다. 이러한 제3몸체(130)는 세라믹, 금속, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 제3몸체(130)의 재질이 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로 제3몸체(130)는 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소와 같은 가공성이 우수하고 고온 사용이 가능하며 수명이 긴 세라믹, 스텐레스 스틸(예를 들면, SUS303) 또는 하이스강과 같은 자성을 갖지 않는 금속, 또는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성이 우수한 폴리머로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 제3몸체(130)는 금속일 수 있다.
탄성체(140)는 제2몸체(120)와 제3몸체(130) 사이에 결합되어, 제1몸체(110)가 갖는 중공(111) 내에 위치되고, 또한 길이 방향으로 탄력적으로 신축될 수 있다. 이러한 신축성 또는 탄성의 제공을 위해, 탄성체(140) 역시 내부에 길이 방향을 따라 중공(141)이 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 중공(141)은 제2몸체(120)에 형성된 진공홀(121) 및 제3몸체(130)에 형성된 진공홀(131)과 연결된다. 탄성체(140)는 폴리머, 테프론(Teflon), 실리콘(silicone), 고무, 우레탄, TPE(Thermo Plastic Elastomer) 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 탄성체(140)의 재질이 한정되지 않는다. 바람직하기로, 탄성체(140)는 실리콘일 수 있다.
상기 팁(150)은 상기 제3몸체(130)에 결합되어 반도체 다이(160)를 픽업 및 다이 본딩하는 역할을 한다. 여기서, 제3몸체(130)와 팁(150)의 사이에는 진공 구리스(도시되지 않음)가 개재됨으로써, 진공 유출을 좀더 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 팁(150)의 대략 중앙에는 길이 방향을 따라 진공이 인가되는 진공홀(151)이 형성된다. 물론, 이러한 진공홀(151)은 상술한 제3몸체(130)에 형성된 진공홀(131)과 연결된다. 상술한 바와 같이 팁(150)은 제3몸체(130)에 구비된 돌기(135)의 요홈(134)에 탄성 접착제를 통하여 결합될 수 있다. 이러한 팁(150)은 세라믹, 금속, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 팁(150)의 재질이 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로 팁(150)은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소와 같은 가공성이 우수하고 고온 사용이 가능하며 수명이 긴 세라믹, 스텐레스 스틸(예를 들면, SUS303) 또는 하이스강과 같은 자성을 갖지 않는 금속, 또는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성이 우수한 폴리머로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 팁(150)은 세라믹일 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(100) 중에서 각 구성 요소의 결합 구조를 도시한 부분 단면도이다.
먼저 도 2a에 도시된 바와 같이, 진공 누출을 더욱 효율적으로 방지하기 위해, 제2몸체(120) 특히 돌기(123)의 외경면에는 다수의 요철(123a)이 형성되고, 또한, 제3몸체(130) 특히 돌기(133)의 외경면에는 다수의 요철(133a)이 각각 형성될 수 있다. 물론, 제2몸체(120)의 요철(123a)에는 탄성체(140)의 상단이 결합되고, 또한 제3몸체(130)의 요철(133a)에는 탄성체(140)의 하단이 결합된다. 따라서, 제2몸체(120), 탄성체(140) 및 제3몸체(130) 사이의 밀폐력이 더욱 향상되고, 이에 따라 진공 누출이 효율적으로 방지된다.
물론, 탄성체(140)의 상단은 제2몸체(120)에 억지끼움되고, 탄성체(140)의 하단은 제3몸체(130)에 억지끼움됨은 당연하다. 더욱이, 탄성체(140)의 상단과 제2몸체(120)의 사이, 그리고 탄성체(140)의 하단과 제3몸체(130)의 사이에 진공 구리스가 각각 더 개재될 수 있다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 진공 누출을 방지하기 위해, 제1몸체(110) 및 제2몸체(120)에는 각각 요철(110a,122a)이 형성되고, 이러한 요철(110a,122a)이 상호간 결합될 수 있다. 물론, 제2몸체(120)는 제1몸체(110)에 억지끼움되며, 또한 제1몸체(110)와 제2몸체(120)의 사이에 진공 구리스가 개재될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(100) 중 탄성체(140)를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 3a에 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 탄성체(140)는 길이 방향을 따라 중공(141)을 갖는 호스 형태 또는 중공(141)을 갖는 자바라 형태일 수 있다. 즉, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 탄성체(140)는 외경면을 따라 원주 방향으로 다수의 홈(140a,140b)(반달 형태 또는 삼각 형태)이 형성될 수 있다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 탄성체(140)는 내경면 및 외경면을 따라 다수의 주름(140c)이 형성될 수 있다.
따라서, 이러한 탄성체(140)의 재료 특성 및 구조적 특성에 의해, 탄성체(140)는 팁(150)의 상,하 방향 이동에 따라 탄력적으로 신축된다. 즉, 팁(150)에 의해 반도체 다이(160)가 픽업될 때, 팁(150)이 상부 방향으로 약간 움직이게 되는데, 이때 탄성체(140)가 탄력적으로 압축됨으로써, 팁(150) 또는 반도체 다이(160)의 손상이 방지된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(100)의 동작 상태를 도시한 단면도이다. 여기서, 도면 부호에 대해서는 도 1을 함께 참조한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 하부에 반도체 다이(160)가 위치되고, 그 상부에 콜렛(100)이 위치된다. 물론, 반도체 다이(160)는 태키 테이프(도시되지 않음) 위에 위치되며, 또한 콜렛(100)은 다이 본더(도시되지 않음)에 결합되어 있을 수 있다.
또한, 콜렛(100)에 구비된 진공홀(121,131,151) 및 중공(141)을 통하여 진공이 제공되는 상태에서, 콜렛(100)이 반도체 다이(160)쪽으로 하강하거나, 또는 반도체 다이(160)가 니들(도시되지 않음)에 의해 콜렛(100) 쪽으로 상승한다. 물론, 이러한 두개의 동작이 동시에 수행될 수도 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 콜렛(100)이 반도체 다이(160)쪽으로 하강하거나 또는/및 반도체 다이(160)가 콜렛(100)쪽으로 상승하게 되면, 콜렛(100)의 구성 요소 중 팁(150)이 제1몸체(110)의 내측으로 약간 상승하게 된다. 이때, 팁(150)을 지지하는 탄성체(140)가 변경되면서 압축됨으로써, 팁(150)과 반도체 다이(160)에 임계치 이상의 외력이 작용하지 않도록 한다. 즉, 팁(150)에 의해 반도체 다이(160)가 손상되지 않는다.
더불어, 반도체 다이(160)의 픽업이 완료된 상태에서는, 탄성체(140)의 복원력에 의해 팁(150)이 원래의 위치로 하강한다. 물론, 진공은 여전히 제공되는 상태이므로, 팁(150)의 하단에는 반도체 다이(160)가 흡착되어 있다.
더욱이, 다이 본더에 의해 콜렛(100)이 인쇄회로기판이나 리드프레임(이하 서브스트레이트로 칭함)쪽으로 이동한 이후, 상술한 동작이 반복된다. 즉, 콜렛(100)이 하강하여 반도체 다이(160)를 서브스트레이트에 압착한다. 이때, 서브스트레이트에 미리 접합 부재가 형성될 수 있으며, 반도체 다이(160)는 이러한 접합 부재 위에 위치된다. 더욱이, 콜렛(100)이 하부 방향으로 더 이동함으로써, 도 4b에 도시된 바와 같이, 탄성체(140)가 압착되도록 한다. 따라서, 반도체 다이(160)는 서브스트레이트에 전기적으로 또는 기구적으로 접착된다. 그런 후, 진공홀(121,131,151) 및 중공(141)을 통한 진공이 해제되고, 또한 콜렛(100)은 상승한다. 따라서, 팁(150)으로부터 반도체 다이(160)가 분리되며, 이에 따라 하나의 반도체 다이(160)에 대한 다이 본딩 공정이 완료된다.
한편, 여기서 제1몸체(110)의 내경과 탄성체(140)의 외경 사이의 치수 차이는 대략 0.05 mm 내지 0.5 mm가 되도록 함이 바람직하다. 즉, 치수 차이가 대략 0.05 mm보다 작으면 탄성체(140)의 압축 시 탄성체(140)의 외경면이 제1몸체(110)의 내경면과 바로 접촉함으로써 완충 기능을 할 수 없다. 또한, 치수 차이가 대략 0.5 mm보다 크면 탄성체(140)가 압축 한계를 초과함으로써, 제3몸체(130)가 제1몸체(110)의 중공(111)쪽으로 완전히 들어가 버림으로써, 콜렛 불량 또는 다이 본딩 불량이 발생할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(200)을 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 콜렛(200)은 도 1에 도시된 콜렛(100)과 탄성체(240)의 형태를 제외하고 모두 동일하다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에서 탄성체(240)는 금속 스프링으로 대체될 수 있다. 다시 설명하면, 제2몸체(120)의 하단 즉, 돌기(123)에 스프링의 상단이 결합되고, 제3몸체(130)의 상단 즉, 돌기(133)에 스프링의 하단이 결합된다.
여기서, 스프링은 진공 누출을 막을 수 없음으로써, 어느 정도의 진공이 제1몸체(110)와 제3몸체(130) 사이의 틈을 통해 외부로 누출될 수 있다. 그러나, 이러한 누출은 다이 픽업이나 다이 본딩에 영향이 없을 정도의 누출이기 때문에, 다이 픽업 및 다이 본딩 공정은 정상적으로 수행될 수 있다.
물론, 이러한 진공 누출도 원하지 않는 경우에는, 상술한 바와 같이 제1몸체(110)와 제3몸체(130) 사이의 틈에 진공 구리스가 더 개재될 수 있다. 주지된 바와 같이, 이러한 진공 구리스 역시 탄성이 있기 때문에, 제1몸체(110)의 내측 방향으로 제3몸체(130)가 수직 방향으로 일정 거리 움직일 수 있도록 한다. 따라서, 진공 구리스에 의해 진공 누출이 억제되면서도, 제3몸체(130)는 수직 방향으로 용이하게 움직일 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(200)의 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 다이 픽업 및 다이 본딩 공정 중의 동작은 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 동일하며, 다만 탄성체(240)가 스프링으로 교체되었기 때문에, 스프링이 압축되거나 해제된다는 점에서만 상이하다. 따라서, 탄성체(240)로서 이러한 스프링을 갖는 콜렛(200)의 동작 설명은 생략하기로 한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(300)을 도시한 단면도 및 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛(300)은 제1몸체(310), 팁(320) 및 접착제(330)를 포함한다.
제1몸체(310)는 수직 방향의 길이 방향으로 중공(311)이 형성되고, 이러한 중공(311)에 팁(320)이 결합되어 있다. 좀더 구체적으로, 중공(311)은 팁(320)이 결합되는 제1중공(311a)과, 제1중공(311a)의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2중공(311b)을 포함하고, 제1중공(311a)과 제2중공(311b) 사이에는 팁(320)의 상단이 접촉하는 단턱(311c)이 형성될 수 있다. 더불어, 제1몸체(310)는 세라믹, 금속, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 제1몸체(310)의 재질이 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로 제1몸체(310)는 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소와 같은 가공성이 우수하고 고온 사용이 가능하며 수명이 긴 세라믹, 스텐레스 스틸(예를 들면, SUS303) 또는 하이스강과 같은 자성을 갖지 않는 금속, 또는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성이 우수한 폴리머로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 제1몸체(310)는 상술한 금속으로 형성될 수 있다.
팁(320)은 제1몸체(310)의 중공(311)에 결합된다. 즉, 팁(320)은 제1몸체(310)의 제1중공(311a)에 결합 또는 억지끼움 방식으로 결합될 수 있으며, 팁(320)의 상단은 제1중공(311a)과 제2중공(311b) 사이에 형성된 단턱(311c)에 접촉함으로써, 제1몸체(310)에 대한 팁(320)의 결합 깊이가 제한된다. 물론, 팁(320)에는 진공홀(321)이 형성됨은 당연하며, 이러한 팁(320)에 의해 반도체 다이(160)의 픽업 및 다이 본딩 공정이 수행된다.
팁(320)은 세라믹, 금속, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 팁(320)의 재질이 한정되지 않는다. 좀더 구체적으로 팁(320)은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소와 같은 가공성이 우수하고 고온 사용이 가능하며 수명이 긴 세라믹, 스텐레스 스틸(예를 들면, SUS303) 또는 하이스강과 같은 자성을 갖지 않는 금속, 또는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성이 우수한 폴리머로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 팁(320)은 상술한 세라믹으로 형성될 수 있다.
접착제(330)는 제1몸체(310)의 중공(311)과 팁(320) 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 접착제(330)는 제1몸체(310)의 제1중공(311a)과 팁(320) 사이에 개재될 수다. 더욱이, 접착제(330)는 단턱(311c)과 팁(320)의 상단 사이에 개재될 수도있다. 이러한 접착제(330)는 내열성 및 고강도를 갖는 에폭시 접착제, 내열성 및 내구성이 우수할뿐만 아니라 강인성과 유연성을 동시에갖는 탄성 접착제 일 수 있다. 여기서, 접착제(330)가 탄성 접착제일 경우, 다이 픽업 및 다이 본딩 공정 중 반도체 다이(160)에 가해지는 응력을 어느 정도 흡수 완화함으로써, 반도체 다이(160)의 손상 현상을 효율적으로 방지할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 기본적으로 금속과 세라믹의 결합 구조를 갖는 콜렛(300)이 제공됨으로써, 재료 및 가공상의 이유로 불가능했던 상대적으로 작은 팁(320)의 구현이 가능하고, 또한 진공 유출 현상이 없다. 또한, 본 발명에 따른 콜렛(300)은 기존의 러버나 플라스틱 콜렛에 비하여 고온에서 사용 가능하고, 긴 수명을 갖게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업용 콜렛를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100,200; 본 발명에 따른 콜렛
110; 제1몸체 120; 제2몸체
130; 제3몸체 140; 탄성체
150; 팁

Claims (19)

  1. 길이 방향으로 중공(中空)이 형성된 제1몸체;
    상기 제1몸체의 상단에 결합된 제2몸체;
    상기 제1몸체의 하단에 결합되고, 상기 길이 방향으로 이동이 가능한 제3몸체;
    상기 제2몸체와 상기 제3몸체 사이에 결합되어, 상기 중공 내에 위치되고, 상기 길이 방향으로 신축 가능한 탄성체; 및
    상기 제3몸체에 결합되어 반도체 다이를 픽업하는 팁을 포함하고,
    상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 사이에 진공 구리스가 개재된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 폴리머, 테프론(Teflon), 실리콘(silicone), 고무, 우레탄 또는 TPE(Thermo Plastic Elastomer)로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 중공을 갖는 호스 형태 또는 중공을 갖는 자바라 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 외경을 따라 원주 방향으로 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 스프링인 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체의 상단은 상기 제2몸체에 억지끼움되고,
    상기 탄성체의 하단은 상기 제3몸체에 억지끼움된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체의 상단과 상기 제2몸체의 사이, 그리고 상기 탄성체의 하단과 상기 제3몸체의 사이에 진공 구리스가 각각 개재된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2몸체와 상기 제3몸체에는 각각 요철부가 형성되고, 상기 요철부에 상기 탄성체의 상단 및 하단이 각각 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2몸체는 상기 제1몸체에 억지끼움된 것을 특징을 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1몸체 및 상기 제2몸체는 각각 요철을 갖고, 상기 요철은 상호간 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1몸체 및 상기 제3몸체의 사이에는 진공 구리스가 개재된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2몸체, 상기 탄성체, 상기 제3몸체 및 상기 팁을 따라 진공이 인가되는 진공홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1몸체, 제2몸체, 제3몸체 및 팁은 각각 세라믹, 금속 또는 폴리머로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 세라믹은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐카바이드, 탄화규소 또는 질화규소인 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속은 스텐레스 스틸 또는 하이스강인 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 폴리머는 PEEK(polyetheretherketone) 또는 PI(polyimide)인 것을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업용 콜렛.
  18. 삭제
  19. 삭제
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