KR101619460B1 - 적층형 반도체 패키지의 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지가 이들 사이의 패키지 연결단자를 통해 전기적으로 연결되도록 상하로 적층되는 적층형 반도체 패키지를 제조하기 위한 적층형 반도체 패키지의 제조장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 접촉형 히터와 접촉형 히터를 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 접촉형 히터는 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지의 사이에 이들을 접합하기 위한 접착제와 패키지 연결단자가 개재된 상태로 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지가 결합된 패키지 조립체의 제 2 반도체 패키지를 통해 접착제 및 패키지 연결단자를 가열한다. 컨트롤러는 접촉형 히터가 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉한 상태에서 접착제를 경화시키는 경화 온도와 패키지 연결단자를 용융시키는 솔더링 온도로 접촉형 히터의 가열 온도를 각각 일정 시간 유지하도록 접촉형 히터를 제어한다.

Description

적층형 반도체 패키지의 제조장치{Apparatus for Manufacturing Package On Package}
본 발명은 적층형 반도체 패키지의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 반도체 패키지가 상하 방향으로 차례로 적층된 적층형 반도체 패키지를 제조하기 위한 적층형 반도체 패키지의 제조장치에 관한 것이다.
반도체 소자는 그 용량 및 기능을 확장하기 위하여 웨이퍼 제조공정에서 집적도가 점차 증가하고 있다. 웨이퍼 상에서 반도체 소자의 용량 및 기능을 확장하려면 웨이퍼 제조공정에서 많은 설비 투자가 필요하며 많은 비용이 소요된다.
이에 반해 웨이퍼 상에서 반도체 칩을 만든 후, 패키지로 조립하는 과정에서 두 개 이상의 반도체 칩 혹은 두 개 이상의 반도체 패키지를 하나로 통합하는 방법을 이용하면 적은 설비투자와 비용으로 반도체 소자의 용량 및 기능을 확장할 수 있다. 이러한 이유로 반도체 제조에 있어서 패키징 기술은 최종적으로 디바이스의 전기적 성능, 신뢰성, 생산성 및 전자 시스템의 소형화를 결정짓는 핵심기술로서 그 중요성이 더해 가고 있다.
최근 많은 반도체 업체들이 패키징 공정에서 단위 체적당 실장 효율을 더욱 높이기 위해 통합형 반도체 패키지 기술을 적용하고 있다. 통합형 반도체 패키지로는 SIP(System In Package), MCP(Multi Chip Package), POP(Package On Package, 이하, ‘적층형 반도체 패키지’라 한다.) 등이 대표적이다. 이러한 통합형 반도체 패키지 중에서 적층형 반도체 패키지는 패키징 공정 및 전기적 검사 공정을 마친 복수의 단품 반도체 패키지를 하나로 통합한 것이다. 따라서, 단품 반도체 패키지에 대해 전기적 기능을 완전히 검사하여 불량을 제거한 상태로 조립이 이루어지기 때문에, 패키지 온 패키지 구조로 조립된 후 발생하는 전기적 불량이 줄어들고, 서로 다른 기능을 수행하는 단품 반도체 패키지를 하나의 반도체 패키지로 만들 수 있는 장점이 있다.
이러한 적층형 반도체 패키지는 복수의 단품 반도체 패키지가 적층된 상태에서 이들을 전기적으로 연결하는 솔더 볼의 융점 이상으로 가열하는 솔더링 공정을 거쳐 만들어진다. 그런데 고온의 솔더링 공정에서 적층된 반도체 패키지의 휨 현상(warpage)으로 두 반도체 패키지의 접합부에서 접착 불량이 발생하거나, 솔더링 공정 후 솔더 볼의 크랙이 발생하는 문제가 있다.
공개특허공보 제2010-0121231호 (2010. 11. 17.) 공개특허공보 제2013-0116100호 (2013. 10. 23.)
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 제 2 반도체 패키지 또는 제 1 반도체 패키지의 휨 현상으로 인한 제 2 반도체 패키지와 제 1 반도체 패키지의 접합부에서의 접착 불량 또는 크랙 발생의 문제를 줄일 수 있는 적층형 반도체 패키지의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지가 이들 사이의 패키지 연결단자를 통해 전기적으로 연결되도록 상하로 적층되는 적층형 반도체 패키지를 제조하는 것으로, 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지의 사이에 이들을 접합하기 위한 접착제와 상기 패키지 연결단자가 개재된 상태로 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지가 결합된 패키지 조립체의 상기 제 2 반도체 패키지를 통해 상기 접착제 및 상기 패키지 연결단자를 가열할 수 있도록 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉 가능하게 설치되는 접촉형 히터; 및 상기 접촉형 히터가 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉한 상태에서 상기 접착제를 경화시키는 경화 온도와 상기 패키지 연결단자를 용융시키는 솔더링 온도로 상기 접촉형 히터의 가열 온도를 각각 일정 시간 유지하도록 상기 접촉형 히터를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지 사이에 개재된 패키지 연결단자로 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지를 솔더링 함과 동시에 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지 사이의 접착제로 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지를 접합한다. 따라서, 패키지 연결단자만을 통해 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지를 접합하는 종래에 비해 튼튼하고 구조적으로 우수한 적층형 반도체 패키지를 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 접촉형 히터로 제 2 반도체 패키지를 누르면서 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지 사이의 접착제를 경화시켜 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지를 견고하게 접합하므로, 종래와 같이 고온의 솔더링 공정에서 제 1 반도체 패키지나 제 2 반도체 패키지의 휨 현상(warpage)으로 두 반도체 패키지의 접합부에서 접착 불량이 발생하거나, 솔더링 공정 후 패키지 연결단자 등에 크랙이 발생하는 문제를 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 접촉형 히터를 패키지 조립체 상면에 접촉시킨 상태에서 접촉형 히터의 온도를 고속 제어함으로써, 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지 사이에 개재된 접착제와 패키지 연결단자에 대한 경화 공정 및 솔더링 공정을 신속하게 연이어 수행할 수 있다. 따라서, 제조시간을 단축하고 제조 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치에 의해 제조되는 적층형 반도체 패키지를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 적층형 반도체 패키지의 제조장치의 히팅 유닛을 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 나타낸 히팅 유닛의 경화 공정 및 솔더링 공정에서의 온도 및 압력 변화를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 적층형 반도체 패키지의 제조장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치에 의해 제조되는 적층형 반도체 패키지를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 적층형 반도체 패키지의 제조장치의 히팅 유닛을 나타낸 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)는 도 1에 나타낸 것과 같이 제 1 반도체 패키지(20) 위에 제 2 반도체 패키지(30)가 패키지 연결단자(34)를 통해 전기적으로 연결되도록 적층된 적층형 반도체 패키지(10)를 제조하기 위한 것이다. 이러한 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)는 종래의 고온의 솔더링 공정에서 제 1 반도체 패키지나 제 2 반도체 패키지의 휨 현상(warpage)으로 두 반도체 패키지의 접합부에서 접착 불량이 발생하거나, 솔더링 공정 후 솔더 볼 등에 크랙이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)에 의해 제조되는 적층형 반도체 패키지(10)는 제 1 반도체 패키지(20)와, 제 2 반도체 패키지(30)와, 접착제 레이어(40)를 포함한다.
제 1 반도체 패키지(20)는 제 1 패키지 기판(21)과, 제 1 칩(22)과, 외부 연결단자(23)와, 제 1 봉지재(24)를 포함한다. 제 1 패키지 기판(21)의 상하면에는 단자 패드(25)(26)가 각각 구비된다. 제 1 칩(22)은 제 1 패키지 기판(21)에 실장되며, 칩 연결단자(27)를 통해 단자 패드(25)와 전기적으로 연결된다. 외부 연결단자(23)는 제 1 패키지 기판(21)의 단자 패드(26)와 전기적으로 연결된다. 외부 연결단자(23)는 다른 기판 등 전자 디바이스와의 전기적으로 연결을 위한 것으로 솔더 볼 등으로 이루어질 수 있다. 제 1 패키지 기판(21)의 내부에는 단자 패드(25)와 단자 패드(26)를 전기적으로 연결하는 회로 배선(미도시)이 구비될 수 있다. 제 1 봉지재(24)는 절연성 소재로 이루어지고 제 1 패키지 기판(21)의 상측 일면에 제 1 칩(22)을 덮도록 마련된다.
제 2 반도체 패키지(30)는 제 2 패키지 기판(31)과, 제 2 칩(32)(33)과, 패키지 연결단자(34)와, 제 2 봉지재(35)를 포함한다. 제 2 패키지 기판(31)의 상하면에는 단자 패드(36)(37)가 각각 구비된다. 제 2 칩(32)(33)은 제 2 패키지 기판(31)에 실장되며, 칩 연결단자(38)를 통해 단자 패드(36)와 전기적으로 연결된다. 패키지 연결단자(34)는 제 2 패키지 기판(31)의 단자 패드(37)와 전기적으로 연결된다. 패키지 연결단자(34)는 제 1 반도체 패키지(20)의 단자 패드(25)에 전기적으로 연결되는 부분으로 솔더 볼 등으로 이루어질 수 있다. 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)는 패키지 연결단자(34)에 의해 전기적으로 연결된다. 패키지 연결단자(34)는 솔더링 공정을 통해 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 전기적으로 연결함과 동시에 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 상호 결합된 상태로 고정하게 된다. 제 2 패키지 기판(31)의 내부에는 단자 패드(36)와 단자 패드(37)를 전기적으로 연결하는 회로 배선(미도시)이 구비될 수 있다. 제 2 봉지재(35)는 절연성 소재로 이루어지고 제 2 패키지 기판(31)의 상측 일면에 제 2 칩(32)(33)을 덮도록 배치된다.
접착제 레이어(40)는 제 1 반도체 패키지(20)의 제 1 봉지재(24) 상면과 제 2 반도체 패키지(30)의 제 2 패키지 기판(31) 사이에 개재되어 패키지 연결단자(34)와 함께 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 상호 접합시킨다. 접착제 레이어(40)는 에폭시 등의 접착제(45)가 제 1 반도체 패키지(20) 및 제 2 반도체 패키지(30) 모두에 접착된 상태로 경화되어 형성된 것이다. 접착제 레이어(40)는 최대 제 1 반도체 패키지(20)의 제 1 봉지재(24) 상면 넓이에 대응하는 넓이로 형성될 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이 패키지 연결단자(34) 역시 솔더링 공정을 통해 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 상호 접합시키지만, 접착제 레이어(40)에 의한 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)의 접합 면적은 패키지 연결단자(34)에 의한 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)의 접합 면적 보다 크며 그 접합력 또한 패키지 연결단자(34)에 의한 접합력보다 크다. 따라서, 본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)에 의해 제조되는 적층형 반도체 패키지(10)는 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지가 패키지 연결단자로만 결합되는 종래의 적층형 반도체 패키지에 비해 튼튼하고 구조적으로 우수하다.
이러한 적층형 반도체 패키지(10)를 제조하는 본 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 이송 유닛(110)과, 로더(120)와, 접착제 디스펜서(130)와, 조립용 로더(140)와, 히팅 유닛(150)과, 검사 유닛(170)을 포함한다.
이송 유닛(110)에는 지그(115)가 얹히고, 지그(115)에는 반도체 패키지(20)(30)나 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)가 결합된 패키지 조립체(15) 또는 적층형 반도체 패키지(10)가 놓인다. 이송 유닛(110)은 지그(115)를 일정한 이송 경로를 따라 이송하고, 이송 유닛(110)에 의한 이송 경로 중에 로더(120)와, 접착제 디스펜서(130)와, 조립용 로더(140)와, 히팅 유닛(150)과, 검사 유닛(170)이 차례로 배치된다. 이송 유닛(110)으로는 직선 이송 경로를 제공할 수 있는 컨베이너나 원형 이송 경로를 제공할 수 있는 턴테이블 등 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 지그(115)는 고정형이나 분리형 등 반도체 패키지(20)(30)를 하나 이상 탑재할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 물론, 지그(115)는 생략될 수 있고, 이송 유닛(110) 상에 반도체 패키지(20)(30)를 수평 상태로 안정적으로 고정할 수 있는 고정 구조가 구비될 수도 있다.
로더(120)는 제 1 반도체 패키지(20)를 픽업하여 이송 유닛(110) 위의 지그(115)에 로딩한다. 로더(120)로는 제 1 반도체 패키지(20)를 흡착 방법이나 클램핑 방법 등 다양한 방법으로 픽업할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 지그가 분리형 구조인 경우, 로더(120)는 제 1 반도체 패키지(20)가 안착된 지그를 픽업할 수 있는 구조를 취할 수도 있다.
접착제 디스펜서(130)는 제 1 반도체 패키지(20) 위에 접착제(45)를 도포한다. 접착제 디스펜서(130)로는 접착제(45)를 도포할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 접착제(45)로는 에폭시 등 접착력이 있는 다양한 물질이 이용될 수 있다.
조립용 로더(140)는 제 2 반도체 패키지(30)를 픽업하여 제 1 반도체 패키지(20) 위에 결합함으로써 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)가 상하로 적층된 패키지 조립체(15)를 형성한다. 조립용 로더(140)로는 제 2 반도체 패키지(30)를 흡착 방법이나 클램핑 방법 등 다양한 방법으로 픽업하여 제 1 반도체 패키지(20) 위에 결합할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 히팅 유닛(150)은 접촉형 히터(151)와, 히터 냉각 유닛(158)과, 승강 기구(165)와, 컨트롤러(169)를 포함한다. 컨트롤러(169)는 접촉형 히터(151)와, 히터 냉각 유닛(158) 및 승강 기구(165)를 제어한다. 이러한 히팅 유닛(150)은 접촉형 히터(151)를 패키지 조립체(15)에 접촉시킨 상태에서 패키지 조립체(15)에 대한 경화 공정과 솔더링 공정을 연이어 수행할 수 있다.
접촉형 히터(151)는 패키지 조립체(15)의 제 2 반도체 패키지(30)의 일면에 접촉할 수 있도록 패키지 조립체(15)의 상측에 승강 가능하게 설치된다. 접촉형 히터(151)는 제 2 반도체 패키지(30)의 제 2 봉지재(35)의 상면에 접촉하는 접촉면(152)을 갖는다. 접촉면(152)에는 제 2 반도체 패키지(30)를 흡착하기 위한 흡착 홀(153)이 마련된다. 흡착 홀(153)은 히터 냉각 유닛(158)의 냉각 자켓(159) 일측에 마련되는 에어 홀(154)과 연결된다. 에어 홀(154)에는 흡착 홀(153)에 흡입력을 제공하기 위한 진공압 공급기(미도시)가 연결된다. 물론, 에어 홀(154)은 접촉형 히터(151)의 외측면에 형성될 수도 있다.
이러한 접촉형 히터(151)는 제 2 반도체 패키지(30)의 제 2 봉지재(35) 상면에 접촉하여 제 2 반도체 패키지(30)를 흡착한 상태로 제 2 반도체 패키지(30)를 통해 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30) 사이의 접착제(45) 및 패키지 연결단자(34)를 가열하다. 접촉형 히터(151)에는 온도 센서(155)가 설치된다. 온도 센서(155)는 접촉형 히터(151)에 접촉하도록 설치되어 접촉형 히터(151)의 온도를 검출하고 그 검출 정보를 컨트롤러(169)에 전송한다. 접촉형 히터(151)는 전원 장치(156)로부터 전력을 공급받아 작동한다. 컨트롤러(169)는 온도 센서(155)로부터 접촉형 히터(151)의 발열 온도를 피드백 받아 접촉형 히터(151)에 대한 공급 전력을 조절함으로써 접촉형 히터(151)의 가열 온도를 제어한다.
접촉형 히터(151)로는 세라믹 히터가 이용될 수 있다. 세라믹 히터는 일반적으로 세라믹 기판과 이 세라믹 기판에 매립되거나 이 세라믹 기판에 고정되는 저항성 가열 소자를 구비한다. 저항성 가열 소자에 의해 발생된 열은 세라믹 물질의 우수한 열 전도율 때문에 세라믹 기판에 인접하게 배치된 타깃 물체로 신속하게 전달될 수 있다. 물론, 접촉형 히터(151)는 세라믹 히터 이외에 패키지 조립체(15)에 접촉하여 패키지 조립체(15) 중간의 접착제(45)와 패키지 연결단자(34)를 가열할 수 있는 다양한 종류의 것이 이용될 수 있다.
히터 냉각 유닛(158)은 접촉형 히터(151)를 열전도 방식으로 냉각시킨다. 히터 냉각 유닛(158)은 접촉형 히터(151)에 접촉하도록 설치되는 냉각 자켓(159)과, 냉각 자켓(159)에 냉각 매체를 공급할 수 있도록 냉각 자켓(159)과 연결되는 냉각 매체 공급기(163)를 포함한다. 냉각 자켓(159)의 내부에는 냉각 매체 공급기(163)로부터 공급되는 냉각 매체가 유동하는 냉각 유로(160)가 마련된다. 냉각 매체 공급기(163)는 냉각 자켓(159)의 외측면에 상호 이격되어 마련되는 유입구(161) 및 배출구(162)와 연결된다. 냉각 매체 공급기(163)에서 공급되는 냉각 매체는 냉각 자켓(159)의 유입구(161)와 냉각 유로(160) 및 배출구(162)를 차례로 통과하면서 접촉형 히터(151)를 냉각시킨 후 다시 냉각 매체 공급기(163)로 회수된다. 냉각 매체 공급기(163)로 회수된 냉각 매체는 다시 냉각된 후 냉각 자켓(159)으로 재공급될 수 있다. 냉각 매체로는 냉각수 등의 액체나 공기 등의 기체 등 다양한 종류의 것이 이용될 수 있다. 물론, 히터 냉각 유닛(158)은 도시된 구조 이외에 접촉형 히터(151)를 다양한 방식으로 신속하게 냉각시킬 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.
승강 기구(165)는 접촉형 히터(151)를 패키지 조립체(15)의 상측에서 승강시키기 위해 접촉형 히터(151)와 연결되도록 설치된다. 승강 기구(165)는 접촉형 히터(151)를 패키지 조립체(15)를 향해 하강시켜 접촉형 히터(151)를 패키지 조립체(15)의 제 2 반도체 패키지(30)에 접촉시킨다. 또한 접촉형 히터(151)를 패키지 조립체(15) 쪽으로 가압함으로써 접촉형 히터(151)를 패키지 조립체(15)의 제 2 반도체 패키지(30)에 일정한 압력으로 밀착시킨다.
승강 기구(165)와 히터 냉각 유닛(158)의 냉각 자켓(159) 사이에는 압력 센서(167)가 설치된다. 압력 센서(167)는 제 2 반도체 패키지(30)에 대한 접촉형 히터(151)의 접촉 압력을 검출하여 그 검출 정보를 컨트롤러(169)에 전송한다. 컨트롤러(169)는 압력 센서(167)로부터 접촉형 히터(151)의 제 2 반도체 패키지(30)에 대한 접촉 압력을 피드백 받아 접촉형 히터(151)가 제 2 반도체 패키지(30)에 일정한 압력으로 접촉할 수 있도록 승강 기구(165)의 동작을 제어한다. 압력 센서(167)로는 로드 셀 등이 이용될 수 있다. 압력 센서(167)는 도시된 것과 같이 승강 기구(165)와 냉각 자켓(159) 사이 이외에, 접촉형 히터(151) 또는 접촉형 히터(151)와 승강 기구(165)의 사이 등 다양한 위치에 설치될 수 있다.
검사 유닛(170)은 히팅 유닛(150)에 의해 형성된 적층형 반도체 패키지(10)를 검사하여 적층형 반도체 패키지(10)의 결함을 검출한다. 검사 유닛(170)으로는 적층형 반도체 패키지(10)의 전기적 특성 등을 검사할 수 있는 공지된 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)를 이용한 적층형 반도체 패키지(10)의 제조 과정에 대하여 설명한다.
앞서 설명한 것과 같은 구조의 제 1 반도체 패키지(20) 및 제 2 반도체 패키지(30)가 각각의 정해진 작업 위치에 공급된 후, 로더(120)가 제 1 반도체 패키지(20)를 픽업하여 이송 유닛(110)의 지그(115) 위에 로딩한다. 지그(115)에 로딩된 제 1 반도체 패키지(20)는 이송 유닛(110)의 작용으로 접착제 도포 위치로 이송된다. 접착제 도포 위치에서 접착제 디스펜서(130)가 제 1 반도체 패키지(20)의 제 1 봉지재(24) 상면에 접착제(45)를 도포한다.
접착제(45)가 도포된 제 1 반도체 패키지(20)는 이송 유닛(110)의 작용으로 이송 경로 중의 패키지 조립 위치로 이송된다. 패키지 조립 위치에서 조립용 로더(140)가 제 2 반도체 패키지(30)를 픽업하여 제 1 반도체 패키지(20) 위에 적층함으로써 패키지 조립체(15)를 형성한다. 이때, 제 2 반도체 패키지(30)의 제 2 패키지 기판(31)이 제 1 반도체 패키지(20)의 제 1 봉지재(24) 상에 도포된 접착제(45)에 접촉한다. 그리고 제 2 반도체 패키지(30)의 패키지 연결단자(34)가 제 2 반도체 패키지(30)의 단자 패드(25; 도 1 참조)에 접촉함으로써 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)가 패키지 연결단자(34)를 통해 전기적으로 연결된다.
이렇게 지그(115) 상에서 조립된 패키지 조립체(15)는 이송 유닛(110)의 작용으로 히팅 유닛(150)이 설치된 히팅 공정 위치로 이송된다. 히팅 공정 위치에서 히팅 유닛(150)이 패키지 조립체(15)에 대한 히팅 공정을 수행한다. 이러한 히팅 유닛(150)에 의한 패키지 조립체(15)의 구체적인 히팅 공정은 다음과 같다.
패키지 조립체(15)가 접촉형 히터(151)의 하부에 위치하면, 컨트롤러(169)가 승강 기구(165) 및 전원 장치(156)를 제어하여 접촉형 히터(151)의 접촉면(152)을 제 2 반도체 패키지(30)의 제 2 봉지재(35) 상면에 접촉시키고 접촉형 히터(151)를 승온시킨다. 접촉형 히터(151)가 제 2 반도체 패키지(30)에 접할 때, 접촉형 히터(151)의 접촉면(152)에 마련된 흡착 홀(153)의 흡착력에 의해 접촉형 히터(151)는 제 2 반도체 패키지(30)와 흡착된다.
접촉형 히터(151)가 제 2 반도체 패키지(30)의 상면에 접할 때, 컨트롤러(169)는 접촉형 히터(151)의 가열 온도를 패키지 조립체(15)의 접착제(45)를 경화시킬 수 있는 경화 온도로 상승시켜 패키지 조립체(15)의 접착제(45)를 경화시킨다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 컨트롤러(169)는 접촉형 히터(151)의 온도를 일정 시간(T1) 내에 경화 온도보다 낮은 예열 온도까지 승온시키고, 일정 시간(T2) 동안 유지시킨다. 접촉형 히터(151)를 제 1 반도체 패키지(20)의 상면에 접촉시킨 상태에서 접촉형 히터(151)의 온도를 일정 시간(T3) 내에 경화 온도까지 신속하게 승온시킨 후, 그 경화 온도로 일정 시간(T4) 동안 유지시켜 패키지 조립체(15)의 접착제(45)를 경화시킨다.
이렇게 접촉형 히터(151)의 온도를 상온에서 경화 온도로 급상승시키지 않고 예열 온도로 승온시켰다가 경화 온도까지 단계적으로 승온시키면, 접촉형 히터(151)를 제 1 반도체 패키지(20)의 상면에 접촉시킨 후 경화 온도까지 신속하게 승온시킬 수 있어 경화 공정 시간을 단축할 수 있고, 접촉형 히터(151)에 무리가 가는 문제를 줄일 수 있다. 여기에서, 예열 온도는 그래프에 나타난 온도로 한정되지 않고 경화 온도보다 낮은 다양한 온도로 설정될 수 있다. 그리고 접촉형 히터(151)의 예열은 접촉형 히터(151)가 제 1 반도체 패키지(20)에 접촉하기 전에 시작될 수도 있다.
컨트롤러(169)는 접촉형 히터(151)의 가열 온도를 이와 같이 제어하면서 승강 기구(165)를 제어하여 제 2 반도체 패키지(30)에 대한 접촉형 히터(151)의 접촉 압력을 조절한다. 즉, 도 4의 그래프와 같이 컨트롤러(169)는 승강 기구(165)를 통해 제 2 반도체 패키지(30)에 대한 접촉형 히터(151)의 접촉 압력을 일정 시간(t1) 내에 제 1 압력까지 상승시킨 후 일정 시간(t2) 동안 유지시킨다. 따라서, 접촉형 히터(151)는 제 2 반도체 패키지(30)를 제 1 압력으로 누르면서 제 2 반도체 패키지(30)를 통해 접착제(45)를 경화 온도로 가열하게 된다. 이에 의해 패키지 조립체(15)의 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30) 사이에 도포된 접착제(45)는 넓게 퍼지면서 제 1 반도체 패키지(20) 및 제 2 반도체 패키지(30) 모두에 안정적으로 밀착되면서 경화된다.
계속해서, 컨트롤러(169)는 접촉형 히터(151)의 가열 온도를 경화 온도로 일정 시간(T4) 동안 유지시켰다가 일정 시간(T5) 내에 패키지 조립체(15)의 패키지 연결단자(34)를 용융시키는 솔더링 온도로 신속하게 승온시킨다. 그리고 접촉형 히터(151)의 가열 온도를 솔더링 온도로 일정 시간(T6) 동안 유지시켜 패키지 연결단자(34)를 용융시킨다. 이때, 패키지 연결단자(34)가 제 1 반도체 패키지(20)의 단자 패드(25)에 융착됨으로써 패키지 조립체(15)의 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)는 패키지 연결단자(34)를 통해 솔더링된다.
컨트롤러(169)는 접촉형 히터(151)의 가열 온도를 솔더링 온도로 승온시키면서 승강 기구(165)를 제어하여 제 2 반도체 패키지(30)에 대한 접촉형 히터(151)의 접촉 압력을 일정 시간(t3) 내에 제 2 압력으로 상승시킨다. 접촉형 히터(151)는 제 2 반도체 패키지(30)를 제 2 압력으로 일정 시간(t4) 동안 누르면서 제 2 반도체 패키지(30)를 통해 패키지 연결단자(34)를 가열하여 패키지 연결단자(34)를 제 1 반도체 패키지(20)에 융착시킨다.
이러한 접촉형 히터(151)에 의한 경화 공정 및 솔더링 공정을 통해 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)가 이들 사이의 패키지 연결단자(34)를 통해 전기적으로 연결됨과 동시에 접착제 레이어(40)에 의해 견고하게 접합된 적층형 반도체 패키지(10)가 형성된다. 경화 공정 및 솔더링 공정이 완료되면, 컨트롤러(169)는 승강 기구(165)를 제어하여 일정 시간(t5) 내에 접촉형 히터(151)를 제 2 반도체 패키지(30)의 제 2 봉지재(35)로부터 이격시킨다. 그리고 이와 동시에, 접촉형 히터(151)에 대한 전력 인가를 중지하고 히터 냉각 유닛(158)을 작동시켜 접촉형 히터(151)를 냉각시킨다. 즉, 냉각 매체 공급기(163)를 작동시켜 접촉형 히터(151)에 결합된 냉각 자켓(159)으로 냉각 매체를 유동시켜 접촉형 히터(151)를 열전도 방식으로 일정 시간(T7) 내에 예열 온도까지 신속하게 냉각시킨다. 이것은 접촉형 히터(151)가 새로운 패키지 조립체(15)에 대한 후속 히팅 공정을 바로 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
도 4에는 예열 온도가 약 50도이고, 경화 온도가 약 150도이며, 솔더링 온도가 약 250도인 것으로 나타냈으나, 이러한 접촉형 히터(151)의 온도는 접착제(45)나 패키지 연결단자(34)의 종류 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 접촉형 히터(151)의 승온 시간이나 온도 유지 시간도 다양하게 변경될 수 있으며, 제 2 반도체 패키지(30)에 대한 접촉형 히터(151)의 접촉 압력도 다양하게 변경될 수 있다.
도 2를 참조하면, 히팅 유닛(150)에 의해 형성된 적층형 반도체 패키지(10)는 검사 유닛(170)으로 이송되어 검사 공정을 거쳐 양품 또는 불량품으로 분류된다.
상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)는 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30) 사이에 개재된 패키지 연결단자(34)로 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 솔더링 함과 동시에 접착제(45)로 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 접합한다. 따라서, 패키지 연결단자만을 통해 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지를 접합하는 종래에 비해 튼튼하고 구조적으로 우수한 적층형 반도체 패키지(10)를 제조할 수 있다.
또한 접촉형 히터(151)로 제 2 반도체 패키지(30)를 누르면서 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30) 사이의 접착제(45)를 경화시켜 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30)를 견고하게 접합하므로 종래와 같이 고온의 솔더링 공정에서 제 1 반도체 패키지나 제 2 반도체 패키지의 휨 현상(warpage)으로 두 반도체 패키지의 접합부에서 접착 불량이 발생하거나, 솔더링 공정 후 패키지 연결단자 등에 크랙이 발생하는 문제를 줄일 수 있다.
또한 접촉형 히터(151)를 제 2 반도체 패키지(30) 상면에 접촉시킨 상태에서 전원 장치(156)와 승강 기구(165)를 통해 접촉형 히터(151)의 온도와 압력을 고속 제어함으로써, 제 1 반도체 패키지(20)와 제 2 반도체 패키지(30) 사이에 개재된 접착제(45)와 패키지 연결단자(34)에 대한 경화 공정 및 솔더링 공정을 신속하게 연이어 수행할 수 있다. 따라서, 제조시간을 단축하고 제조 효율을 높일 수 있다.
또한 접촉형 히터(151)를 이용한 히팅 공정 후 접촉형 히터(151)를 히터 냉각 유닛(158)을 이용하여 신속하게 냉각시켜 바로 다음 히팅 공정을 수행할 수 있도록 대기시킴으로써, 작업 효율을 높일 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도면에는 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)가 제 1 반도체 패키지(20)의 상면에 접착제(45)를 도포하고 그 위에 제 2 반도체 패키지(30)를 적층하는 것으로 나타냈으나, 접착제를 제 2 반도체 패키지의 하면에 도포하고 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지를 이들 사이에 접착제가 개재되도록 적층할 수도 있다.
또한 도면에는 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)가 제 2 반도체 패키지(30)의 하면에 패키지 연결단자(34)가 설치된 상태로 제 1 반도체 패키지(20)의 위에 제 2 반도체 패키지(30)를 적층하는 것으로 나타냈으나, 패키지 연결단자가 제 1 반도체 패키지 위에 장착된 상태로 제 1 반도체 패키지 위에 제 2 반도체 패키지를 적층할 수도 있다.
또한 도면에는 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)가 외부 연결단자(23)가 구비된 제 1 반도체 패키지(20)의 위에 제 2 반도체 패키지(30)를 적층하는 것으로 나타냈으나, 외부 연결단자가 구비된 제 1 반도체 패키지를 그 외부 연결단자가 상측을 향하도록 제 2 반도체 패키지 위에 적층하여 적층형 반도체 패키지를 제조할 수도 있다.
또한 도면에는 접촉형 히터(151)의 온도가 예열 온도에서 경화 온도로, 경화 온도에서 솔더링 온도로, 솔더링 온도에서 예열 온도로 단계적으로 변하는 것으로 나타냈으나, 접촉형 히터의 온도 프로파일은 접착제나 패키지 연결단자의 특성 등에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 또한 제 2 반도체 패키지에 대한 접촉형 히터의 압력 프로파일 역시 도시된 것으로 한정되지 않는다.
또한 도면에는 적층형 반도체 패키지의 제조장치(100)가 지그(115) 위에 하나의 제 1 반도체 패키지(20)가 놓인 상태에서 각각의 제조 공정을 수행하는 것으로 나타냈으나, 복수의 반도체 패키지가 탑재된 트레이가 각각의 제조 공정 위치로 이송 또는 운반되어 트레이에 탑재된 복수의 반도체 패키지에 대해 각각의 제조 공정을 수행할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 이송 유닛을 이용하지 않는 구성도 가능하다. 이 경우, 제 1 반도체 패키지나 제 2 반도체 패키지, 패키지 조립체나 적층형 반도체 패키지를 각각의 공정 장치가 설치된 공정 위치로 운반하는 운반 유닛이 구비될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 적층형 반도체 패키지의 제조장치는 외부로부터 패키지 조립체를 제공받은 후 히팅 공정만을 수행하는데 이용될 수도 있다.
10 : 적층형 반도체 패키지 15 : 패키지 조립체
20, 30 : 제 1, 2 반도체 패키지 21, 31 : 제 1, 2 패키지 기판
22, 32, 33 : 제 1, 2 칩 23 : 외부 연결단자
24, 35 : 제 1, 2 봉지재 25, 26, 36, 37 : 단자 패드
27, 38 : 칩 연결단자 34 : 패키지 연결단자
40 : 접착제 레이어 45 : 접착제
115 : 지그 120 : 로더
130 : 접착제 디스펜서 140 : 조립용 로더
150 : 히팅 유닛 151 : 접촉형 히터
152 : 접촉면 153 : 흡착 홀
154 : 에어 홀 155 : 온도 센서
156 : 전원 장치 158 : 히터 냉각 유닛
159 : 냉각 자켓 160 : 냉각 유로
161 : 유입구 162 : 배출구
163 : 냉각 매체 공급기 165 : 승강 기구
167 : 압력 센서 169 : 컨트롤러
170 : 검사 유닛

Claims (12)

  1. 제 1 반도체 패키지와 제 2 반도체 패키지가 이들 사이의 패키지 연결단자를 통해 전기적으로 연결되도록 상하로 적층되는 적층형 반도체 패키지의 제조장치에 있어서,
    상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지 중 적어도 어느 하나에 접착제를 도포하는 접착제 디스펜서;
    상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지 중 어느 하나를 수평 상태로 고정하여 일정한 이송 경로를 따라 이송하는 이송 유닛;
    상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지 중 나머지 다른 하나를 픽업하여 상기 이송 유닛에 의해 수평 이송되는 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지 중 어느 하나에 적층하여 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지의 사이에 이들을 접합하기 위한 상기 접착제와 상기 패키지 연결단자가 개재된 상태로 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지가 결합된 패키지 조립체를 형성하는 조립용 로더;
    상기 패키지 조립체의 상기 제 2 반도체 패키지를 통해 상기 접착제 및 상기 패키지 연결단자를 가열할 수 있도록 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉 가능하게 설치되는 접촉형 히터; 및
    상기 접촉형 히터가 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉한 상태에서 상기 접착제를 경화시키는 경화 온도와 상기 패키지 연결단자를 용융시키는 솔더링 온도로 상기 접촉형 히터의 가열 온도를 각각 일정 시간 유지하도록 상기 접촉형 히터를 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 접착제 디스펜서는 상기 이송 유닛에 의해 수평 이송되는 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지 중 어느 하나에 상기 접착제를 도포할 수 있도록 상기 이송 유닛에 의한 이송 경로 중 상기 조립용 로더보다 상류에 설치되며,
    상기 접촉형 히터는 상기 이송 유닛에 의해 이송되는 상기 패키지 조립체의 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉할 수 있도록 상기 이송 유닛에 의한 이송 경로 중 상기 접착제 디스펜서보다 하류에 설치되는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉형 히터를 냉각시키는 히터 냉각 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 히터 냉각 유닛은, 상기 접촉형 히터에 접촉하도록 설치되고 내부에 냉각 매체가 유동할 수 있는 냉각 유로가 마련된 냉각 자켓과, 상기 냉각 자켓의 냉각 유로에 냉각 매체를 공급할 수 있도록 상기 냉각 자켓과 연결되는 냉각 매체 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉형 히터는 상기 제 2 반도체 패키지를 흡착할 수 있도록 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉하는 접촉면에 흡착 홀이 마련된 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉형 히터의 온도를 검출하여 그 검출 정보를 상기 컨트롤러에 전송하기 위해 상기 접촉형 히터에 접촉하도록 설치되는 온도 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉형 히터가 상기 패키지 조립체의 상기 제 2 반도체 패키지의 일면에 접촉할 수 있도록 상기 접촉형 히터와 연결되어 상기 접촉형 히터를 상기 패키지 조립체의 상측에서 승강시키는 승강기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 접촉형 히터가 상기 제 2 반도체 패키지를 제 1 압력으로 누르면서 상기 접착제를 가열하고, 상기 접촉형 히터가 상기 제 2 반도체 패키지를 제 2 압력으로 누르면서 상기 패키지 연결단자를 가열하도록 상기 접촉형 히터 및 상기 승강기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 반도체 패키지에 대한 상기 접촉형 히터의 접촉 압력을 검출하여 그 검출 정보를 상기 컨트롤러에 전송하기 위해 상기 접촉형 히터나 상기 접촉형 히터와 상기 승강기구 사이에 설치되는 압력 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉형 히터에 의해 상기 제 1 반도체 패키지와 상기 제 2 반도체 패키지가 솔더링되어 형성된 적층형 반도체 패키지를 검사하기 위해 상기 이송 유닛에 의한 이송 경로 중 상기 접촉형 히터보다 하류에 설치되는 검사 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉형 히터는 세라믹 히터인 것을 특징으로 하는 적층형 반도체 패키지의 제조장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180012681A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 세미기어, 인코포레이션 Deht를 이용한 디바이스 패키징 설비 및 방법, 그리고 디바이스 처리 장치
CN112271153A (zh) * 2020-11-24 2021-01-26 成都中建材光电材料有限公司 一种均匀冷却大面积碲化镉薄膜芯片的装置
CN114121695A (zh) * 2022-01-27 2022-03-01 宁波鑫芯微电子科技有限公司 一种芯片封装多层叠装结构及叠装方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113270348A (zh) * 2020-02-17 2021-08-17 深圳第三代半导体研究院 半导体封装用的产品容置盒、处理方法和存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713318B2 (en) * 2001-03-28 2004-03-30 Intel Corporation Flip chip interconnection using no-clean flux
JP4592270B2 (ja) * 2003-10-06 2010-12-01 日東電工株式会社 半導体ウエハの支持材からの剥離方法およびこれを用いた装置
KR20070034200A (ko) * 2005-09-23 2007-03-28 삼성전자주식회사 접착층을 갖는 적층 패키지 및 그의 제조 방법
JP2010034423A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Fujitsu Ltd 加圧加熱装置及び方法
KR20100121231A (ko) * 2009-05-08 2010-11-17 삼성전자주식회사 회로패턴 들뜸 현상을 억제하는 패키지 온 패키지 및 그 제조방법
US8381965B2 (en) * 2010-07-22 2013-02-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thermal compress bonding
KR101867955B1 (ko) * 2012-04-13 2018-06-15 삼성전자주식회사 패키지 온 패키지 장치 및 이의 제조 방법
US10199350B2 (en) * 2012-05-25 2019-02-05 Asm Technology Singapore Pte Ltd Apparatus for heating a substrate during die bonding

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10283481B2 (en) 2015-02-06 2019-05-07 Semigear, Inc. Device packaging facility and method, and device processing apparatus utilizing DEHT
KR20180012681A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 세미기어, 인코포레이션 Deht를 이용한 디바이스 패키징 설비 및 방법, 그리고 디바이스 처리 장치
KR101904638B1 (ko) * 2016-07-27 2018-10-04 세미기어, 인코포레이션 Deht를 이용한 디바이스 패키징 설비 및 방법, 그리고 디바이스 처리 장치
US10937757B2 (en) 2016-07-27 2021-03-02 Semigear, Inc. Device packaging facility and method, and device processing apparatus utilizing DEHT
CN112271153A (zh) * 2020-11-24 2021-01-26 成都中建材光电材料有限公司 一种均匀冷却大面积碲化镉薄膜芯片的装置
CN114121695A (zh) * 2022-01-27 2022-03-01 宁波鑫芯微电子科技有限公司 一种芯片封装多层叠装结构及叠装方法
CN114121695B (zh) * 2022-01-27 2022-04-26 宁波鑫芯微电子科技有限公司 一种芯片封装多层叠装结构及叠装方法

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