KR101626823B1 - 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 마킹 공정에 사용하는 레이저 마킹 장치를 그대로 사용하면서 잉크도포장치를 부설하여 반도체 패키지 몰드 표면에 마킹하고자 하는 색상의 컬러 잉크 마킹을 가능하게 하여 반도체 패키지의 컬러 마킹 품질을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치는, 복수의 반도체 패키지 몰드 표면에 레이저 마킹부의 레이저빔 조사에 의해 몰드 표면이 식각되어 마킹을 하는 반도체 패키지 레이저 마킹 장치에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드 표면에 마킹하고자 하는 적어도 하나 이상 색상의 컬러 잉크를 도포하여 제1 잉크층을 형성하는 제1 잉크도포부; 상기 제1 잉크층 상면에 검정 또는 반도체 패키지 몰드 색상 중 어느 하나 색상의 잉크를 도포하여 제2 잉크층을 형성하는 제2 잉크도포부; 및 상기 제2 잉크층의 잉크를 레이저 마킹을 통해 식각으로 제거함과 동시에 제1 잉크층의 컬러 잉크를 소정 깊이로 일부분 제거하여 남아 있는 제1 잉크층의 컬러 잉크 색상을 제2 잉크층을 통해 외부로 표출시키는 레이저 마킹부를 포함하며;
상기 제1 및 제2 잉크층의 잉크는 금, 팔라듐, 플레티늄, 티타늄, 알루미늄 입자 또는 이들의 입자를 혼합하여 함유한 금속잉크 또는 카본 입자를 함유한 카본잉크 중 어느 하나로 이루어진다.

Description

반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법{Color marking device and method for a semiconductor package}
본 발명은 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지의 마킹 공정에 사용하는 레이저 마킹 장치를 그대로 사용하면서 잉크도포장치를 부설하여 반도체 패키지 몰드 표면에 마킹하고자 하는 색상의 컬러 잉크 마킹을 가능하게 하여 반도체 패키지의 컬러 마킹 품질을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(1a) 등에 반도체칩(IC Chip)(1b)을 접착하고, 상기 반도체칩(1b)과 리드 프레임(1a)을 도전성 와이어(1c)로 연결하며, 상기 반도체칩(1b), 리드 프레임(1a) 등을 수지봉지재(이하, '몰드' 라 함)(1d)로 봉지하여 이루어진다. 상기와 같은 봉지 공정 후에는 상기 몰드(1d)의 표면에 제조회사, 제품명, 제조일 및 로고, 칩번호 등의 각종 문자나 문양 등을 잉크나 레이저 등을 이용하여 표시하는 마킹 공정이 수행된다.
이러한 마킹은 통상 잉크 마킹과 레이저 마킹으로 구분할 수 있는데, 상기 잉크 마킹은 각종 문양이 형성된 컨테이너에 패드를 접속시키고 그 패드면에 마킹 활자의 잉크를 묻혀 이를 반도체 패키지의 표면에 가압하는 방법이고, 레이저 마킹은 각종 문자나 문양이 입력된 제어신호에 의해 반도체 패키지의 표면에 레이저빔을 직접 조사함으로써 그 표면을 미세한 상태로 식각하여 마킹하는 방법이다.
최근에는 상기 마킹 방법 중 비교적 시스템이 간단하고 생산성이 우수한 레이저 마킹이 주로 이용되고 있다. 상기 레이저는 반도체의 마킹 외에도 홀로그래피(holography), 가공, 의학, 통신 등에 널리 응용되고 있으며, 이 중에서도 상기 레이저 마킹은 레이저의 큰 에너지 밀도를 이용함으로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 패키지(1) 몰드의 표면을 태워 신속 정확하고, 깨끗하게 소정 형태의 문자나 모양을 식각하여 일정한 깊이와 폭을 가진 피트(1e)를 형성하여 표시할 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 레이저 마킹을 하기 위한 종래의 일 예로 반도체 패키지용 레이저 마킹 장치가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 패키지(1)가 적재되어 있는 로딩부(2)와, 상기 로딩부(2)에서 공급되는 반도체 패키지(1)를 이송시키는 이송부(3)와, 상기 이송부(3)에 의해 이송된 반도체 패키지(1)의 표면을 마킹하는 레이저 마킹부(4)와, 상기 레이저 마킹되면서 발생하는 수지 분진을 제거하는 이물질제거부(5)로 구성되어 있다. 이때, 상기 이송부(3)는 로딩부(2)에서 공급된 상기 연결된 상태의 반도체 패키지(1)의 리드프레임에 삽입되어 이송할 수 있도록 하측으로 이송핀(6)을 형성하고 반도체 패키지(1)를 이송하였다.
그러나, 상기 종래의 반도체 패키지용 레이저 마킹 장치에 따른 레이저 마킹은 컬러 구현이 되지 않아 반도체 패키지(1)의 마킹을 부각시키기 위한 다양한 색상의 컬러 마킹을 할 수 없다는 문제점이 있으며, 일반 컬러 레이저 마킹의 경우 채도가 떨어져 활용되지 않고 있는 실정이다.
또한, 잉크 마킹은 다양한 색상의 컬러 구현이 가능하고, 마킹의 채도가 높은 이점이 있으나, 반도체 패키지의 표면으로부터 마킹 부착력이 떨어지는 문제점이 있었다.
(0001) 대한민국 등록특허공보 제10-0462239(2004.12.08. 등록) (0002) 대한민국 등록특허공보 제10-0721351(2007.05.17. 등록)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 반도체 패키지의 마킹 공정에 사용하는 레이저 마킹 장치를 그대로 사용하면서 잉크도포장치를 부설하여 반도체 패키지 몰드 표면에 마킹하고자 하는 색상의 컬러 잉크 마킹을 가능하게 하여 반도체 패키지의 컬러 마킹 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치는, 복수의 반도체 패키지 몰드 표면에 레이저 마킹부의 레이저빔 조사에 의해 몰드 표면이 식각되어 마킹을 하는 반도체 패키지 레이저 마킹 장치에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드 표면에 마킹하고자 하는 적어도 하나 이상 색상의 컬러 잉크를 도포하여 제1 잉크층을 형성하는 제1 잉크도포부; 상기 제1 잉크층 상면에 검정 또는 반도체 패키지 몰드 색상 중 어느 하나 색상의 잉크를 도포하여 제2 잉크층을 형성하는 제2 잉크도포부; 및 상기 제2 잉크층의 잉크를 레이저 마킹을 통해 식각으로 제거함과 동시에 제1 잉크층의 컬러 잉크를 소정 깊이로 일부분 제거하여 남아 있는 제1 잉크층의 컬러 잉크 색상을 제2 잉크층을 통해 외부로 표출시키는 레이저 마킹부를 포함하며;
상기 제1 및 제2 잉크층의 잉크는 금, 팔라듐, 플레티늄, 티타늄, 알루미늄 입자 또는 이들의 입자를 혼합하여 함유한 금속잉크 또는 카본 입자를 함유한 카본잉크 중 어느 하나로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 잉크도포부는 잉크젯 프린팅, 스프레이 프린팅, 그라비아 롤 프린팅, 롤투롤 프린팅 장치 중 어느 하나로 각각 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 잉크도포부는 상기 복수의 반도체 패키지 몰드 표면에 동시에 제1 및 제2 잉크층의 잉크를 각각 도포하는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 패키지 몰드 표면에 도포된 상기 제1 및 제2 잉크층의 잉크를 경화시키는 잉크경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 잉크경화부는 CDA(Clean Dry Air), 할로겐 램프, 플래시 램프 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법에 의하면, 채도가 떨어지는 일반 컬러 레이저의 경우보다 컬러 잉크 색상에 의해 채도를 향상시킬 수 있고, 레이저 마킹을 통해 컬러 잉크 마킹 색상을 검정 또는 반도체 패키지 몰드 색상의 외부로 표출되도록 함으로써 외부의 접촉이나 충격에 의해서 쉽게 지워지지 않고, 장시간 경과 후에도 선명한 마킹 상태를 유지할 수 있으며, 잉크가 번지지 않고 선명하고 깨끗하게 다양한 컬러 구현이 가능하여 소정 형태의 문자나 모양에 대한 컬러 마킹의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 반도체 패키지의 레이저 마킹 방법을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 종래 반도체 패키지의 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 정면도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 반도체 패키지의 잉크 도포 방법을 설명하기 개략도,
도 6은 스프레이 프린팅 장치를 이용한 반도체 패키지의 잉크 도포 방법을 설명하기 개략도,
도 7은 그라비어 롤 프린팅 장치를 이용한 반도체 패키지의 잉크 도포 방법을 설명하기 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 반도체 패키지의 잉크 도포상태를 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 방법을 설명하기 위한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세하게 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
또한, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있고, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 반도체 패키지의 잉크 도포 방법을 설명하기 개략도이고, 도 6은 스프레이 프린팅 장치를 이용한 반도체 패키지의 잉크 도포 방법을 설명하기 개략도이며, 도 7은 그라비어 롤 프린팅 장치를 이용한 반도체 패키지의 잉크 도포 방법을 설명하기 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 반도체 패키지의 잉크 도포상태를 나타낸 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치(100)는 도 3, 도 4 및 도 8, 도 9에 도시된 것과 같이, 복수의 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 레이저 마킹부(130)의 레이저빔 조사에 의해 몰드 표면이 식각되어 마킹을 하는 반도체 패키지 레이저 마킹 장치에 있어서, 상기 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 마킹하고자 하는 적어도 하나 이상 색상의 컬러 잉크를 도포하여 제1 잉크층(11)을 형성하는 제1 잉크도포부(110)와, 상기 제1 잉크층(11) 상면에 검정 또는 반도체 패키지 몰드 색상 중 어느 하나 색상의 잉크를 도포하여 제2 잉크층(12)을 형성하는 제2 잉크도포부(120) 및 상기 제2 잉크층(12)의 잉크를 레이저 마킹을 통해 식각으로 제거함과 동시에 제1 잉크층(11)의 컬러 잉크를 소정 깊이로 일부분 제거하여 남아 있는 제1 잉크층(11)의 컬러 잉크 색상을 제2 잉크층(12)을 통해 외부로 표출시키는 레이저 마킹부(130)를 포함한다. 이때, 상기 반도체 패키지 레이저 마킹 장치는 당업계에서 사용되는 통상의 반도체 패키지 레이저 마킹 장치를 이용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다.
상기 제1 및 제2 잉크도포부(110)(120)는 잉크젯 프린팅, 스프레이 프린팅, 그라비아 롤 프린팅, 롤투롤 프린팅 장치 중 어느 하나로 각각 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 잉크젯 프린팅 장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 노즐이 구비된 헤드(210a)(210b)를 통해 제1 및 제2 잉크층(11)(12)을 일정한 두께로 균일하게 각각 도포하게 되고, 상기 스프레이 프린팅 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐이 구비된 헤드(310a)(310b)를 통해 제1 및 제2 잉크층(11)(12)을 일정한 두께로 균일하게 각각 도포하게 되며, 그라비아 롤 프린팅 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 롤러(410a)를 통해 제1 잉크층(11)을 일정한 두께로 균일하게 도포하고 이어서 도시는 하지 않았지만 또 다른 롤러를 통해 제1 잉크층(11)의 상면에 제2 잉크층(12)을 일정한 두께로 균일하게 도포하게 되며, 상기 롤투롤 프린팅 장치는 도시는 하지 않았지만, 복수의 롤러를 통해 제1 및 제2 잉크층(11)(12)을 일정한 두께로 균일하게 각각 도포하게 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 잉크도포부(110)(120)는 상기 복수의 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 동시에 제1 및 제2 잉크층의 잉크를 각각 도포하게 된다. 이는 복수의 반도체 패키지(10)들의 몰드 표면에 제1 잉크층(11)의 잉크를 도포하고 이어서 제2 잉크층(11)(12)의 잉크를 각각 도포함으로써, 복수의 반도체 패키지(10)들에 대한 생산수율을 증가시키고, 동일한 컬러 색상 구현이 가능하여 인쇄품질을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치(100)는, 상기 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 도포된 상기 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 잉크를 경화시키는 잉크경화부(140)를 더 포함한다. 이때, 상기 잉크경화부(140)는 압축공기 중에 포함되는 먼지, 유분 수분 등의 오염 물질을 요구 정도에 기초한 기준값 내로 제거해서 최적의 압축공기를 공급하여 건조하는 CDA(Clean Dry Air)를 이용하거나, 분산식으로 적외선 열을 가하는 할로겐 램프, 분산식으로 자외선 파장대의 빛을 방사하는 플래시 램프(flash lamp) 중 어느 하나를 이용하여 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 도포된 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 잉크를 경화(혹은 건조)시키는 바람직하다. 이는 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 도포된 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 잉크를 신속하게 경화시킴으로써 반도체 패키지(10)의 컬러 마킹 공정 시간을 단축시켜 반도체 패키지(10)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 다른 실시예로, 상기 반도체 패키지(10)의 몰드 표면에 컬러 마킹을 위해 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 마킹할 영역의 잉크를 제거하는데 있어서 레이저 마킹부(130)에 의한 레이저 마킹으로 구현하지 않고, 상기 제1 및 제2 잉크층(11)(12)에 직접 접촉하여 마킹할 영역의 잉크를 제거하는 공구(도시생략)를 장착하여 구성할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 장치(100)를 이용한 반도체 패키지 컬러 마킹 방법은, 트레이(150)에 안착된 복수의 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 마킹하고자 하는 색상의 컬러 잉크를 도포하여 제1 잉크층(11)을 형성하는 단계와, 상기 제1 잉크층(11)이 형성된 상면에 검정 또는 반도체 패키지 몰드 색상 중 어느 하나 색상의 잉크를 도포하여 제2 잉크층(12)을 형성하는 단계 및 상기 제2 잉크층(12)의 잉크를 레이저 마킹을 통해 식각으로 제거함과 동시에 제1 잉크층(11)의 컬러 잉크를 소정 깊이로 일부분 제거하여 남아 있는 제1 잉크층(11)의 컬러 잉크 색상을 제2 잉크층(12)을 통해 외부로 표출시키는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 잉크는 금, 팔라듐, 플레티늄, 티타늄, 알루미늄 입자 또는 이들의 입자를 혼합하여 함유한 금속잉크 또는 카본 입자를 함유한 카본잉크 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 반도체 패키지(10)로부터 발생하는 열로부터 방열기능을 수행하여 제1 및 제2 잉크층(11)(12)에 도포된 잉크의 컬러 색상 변질을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 반도체 패키지 컬러 마킹 방법은, 상기 제1 잉크층(11)의 컬러 잉크 색상을 제2 잉크층(12)을 통해 외부로 표출시키는 단계 이후, 상기 반도체 패키지(10) 몰드 표면에 도포된 상기 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 잉크를 CDA(Clean Dry Air), 할로겐 램프, 플래시 램프 중 어느 하나로 경화시키는 단계를 더 포함한다.
상기와 같이 제1 및 제2 잉크층(11)(12)의 잉크를 경화시킨 복수의 반도체 패키지(10)들은 트레이(150)가 이송되어 카셋트부(160)에 보관한 후 다음 공정을 위한 장치로 이송된다.
상기한 방법에 의해 반도체 패키지(10)에 컬러 마킹을 한 결과, 채도가 떨어지는 일반 컬러 레이저의 경우보다 컬러 잉크 색상에 의해 채도를 향상시킬 수 있고, 레이저 마킹을 통해 컬러 잉크 마킹 색상을 검정 또는 반도체 패키지(10) 몰드 색상의 외부로 표출되도록 함으로써 외부의 접촉이나 충격에 의해서 쉽게 지워지지 않고, 장시간 경과 후에도 선명한 마킹 상태를 유지할 수 있으며, 잉크가 번지지 않고 선명하고 깨끗하게 다양한 컬러 구현이 가능하여 소정 형태의 문자나 모양에 대한 컬러 마킹의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능한 것이다.
10 : 반도체 패키지 11 : 제1 잉크층
12 : 제2 잉크층
100 : 반도체 패키지 컬러 마킹 장치 110 : 제1 잉크도포부
120 : 제2 잉크도포부 130 : 레이저 마킹부
140 : 잉크경화부
210a, 210b, 310a, 310b : 헤드 410a : 롤러

Claims (8)

  1. 복수의 반도체 패키지 몰드 표면에 반도체 패키지 마킹용 레이저 마킹부의 레이저빔 조사에 의해 몰드 표면이 식각되어 마킹을 하는 반도체 패키지 레이저 마킹 장치에 있어서,
    상기 반도체 패키지 몰드 표면에 마킹하고자 하는 적어도 하나 이상 색상의 컬러 잉크를 복수의 반도체 패키지 몰드 표면에 도포하여 제1 잉크층을 형성하는 제1 잉크도포부;
    상기 제1 잉크층 상면에 반도체 패키지 몰드 색상의 잉크를 도포하여 제2 잉크층을 형성하는 제2 잉크도포부; 및
    상기 제2 잉크층의 잉크를 레이저 마킹을 통해 식각으로 제거함과 동시에 제1 잉크층의 컬러 잉크를 소정 깊이로 일부분 제거하여 남아 있는 제1 잉크층의 컬러 잉크 색상을 제2 잉크층을 통해 외부로 표출시키는 레이저 마킹부; 및
    상기 반도체 패키지 몰드 표면에 도포된 상기 제1 및 제2 잉크층의 잉크를 경화시키는 잉크경화부를 포함하며;
    상기 제1 및 제2 잉크층의 잉크는 금, 팔라듐, 플레티늄, 티타늄, 알루미늄입자 또는 이들의 입자를 혼합하여 함유한 금속잉크 또는 카본 입자를 함유한 카본잉크 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 컬러 마킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 잉크도포부는 잉크젯 프린팅, 스프레이 프린팅, 그라비아 롤 프린팅, 롤투롤 프린팅 장치 중 어느 하나로 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 컬러 마킹 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 잉크도포부는 상기 복수의 반도체 패키지 몰드 표면에 동시에 제1 및 제2 잉크층의 잉크를 각각 도포하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 컬러 마킹 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 잉크경화부는 CDA(Clean Dry Air), 할로겐 램프, 플래시 램프 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 컬러 마킹 장치.
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