KR101799626B1 - 반도체 소자 몰딩 장치 - Google Patents

Abstract

반도체 소자 몰딩 장치에 있어서, 상기 장치는 기판 상에 탑재된 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상형과 하형을 포함한다. 상기 상형은, 상부 체이스 블록과, 상기 상부 체이스 블록의 하부면에 대하여 제1 탄성 부재들과 상기 제1 탄성 부재들보다 큰 탄성력을 갖는 제2 탄성 부재들에 의해 지지되며 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상부 캐버티를 구비하는 상부 캐버티 블록을 포함한다. 이때, 상기 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정을 수행하는 동안 상기 상부 캐버티 블록은 제1 클램프 압력에서 상기 제1 탄성 부재들에 의해 지지되며, 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력에서 상기 제2 탄성 부재들에 의해 지지된다.

Description

반도체 소자 몰딩 장치{Apparatus for molding semiconductor devices}

본 발명의 실시예들은 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기판 상에 탑재된 반도체 소자들을 몰딩 수지를 이용하여 반도체 패키지들로 성형하기 위한 반도체 소자 몰딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정은 금형 내에 상기 반도체 소자들이 탑재된 기판을 배치하고 캐버티(cavity) 내부로 에폭시 수지와 같은 몰딩 수지를 주입함으로써 이루어질 수 있다. 상기 몰딩 공정을 수행하기 위한 장치는 상기 캐버티 내부로 용융된 수지 또는 액상 수지를 주입하는 트랜스퍼 몰딩 방식과, 상기 캐버티 내부에 분말 형태의 몰딩 수지, 용융된 수지 또는 액상 수지를 공급하고 상형과 하형 사이에서 상기 몰딩 수지를 압축하여 성형하는 컴프레션 몰딩 방식의 장치로 구분될 수 있다.

상기 트랜스퍼 몰딩 장치의 일 예로서 대한민국 특허공개 제10-2001-0041616호 및 제10-2006-0042228호 등에는 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상형과 하형 등을 포함하는 트랜스퍼 몰딩 장치들이 개시되어 있다.

상기 몰딩 장치는 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 금형을 포함할 수 있으며, 상기 금형은 상기 기판을 지지하는 하형과 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상부 캐버티가 구비되는 상형을 구비할 수 있다. 상기 하형은 상기 기판을 지지하는 하부 캐버티 블록, 상기 몰딩 수지를 공급하기 위한 포트 블록, 상기 하부 캐버티 블록의 일측에 배치되는 가이드 블록 등을 포함할 수 있으며, 상기 기판은 상기 하부 캐버티 블록과 포트 블록 및 가이드 블록 등에 의해 한정되는 하부 캐버티 내에 배치될 수 있다.

상기 기판이 상기 하부 캐버티 내에 위치된 후 상기 상형과 하형이 프레스 기구에 의해 서로 결합될 수 있으며, 이어서 상기 포트 블록을 통해 상기 상부 캐버티 내부로 몰딩 수지가 공급될 수 있다.

상기 상형은 상기 상부 캐버티를 구비하는 상부 캐버티 블록과 상기 상부 캐버티 블록의 일측에 위치되는 컬 블록 및 상기 상부 캐버티 블록과 상기 컬 블록이 결합되는 상부 체이스 블록 등을 포함할 수 있다. 상기 컬 블록은 상기 포트 블록 상부에 위치될 수 있으며, 상기 상부 캐버티 블록의 하부면에 상기 상부 캐버티가 구비될 수 있다. 특히, 상기 컬 블록에 대향하는 상기 상부 캐버티 블록의 타측 하부면에는 상기 상부 캐버티로부터 공기를 제거하기 위한 에어 벤트(air vent)가 구비될 수 있다.

상기 에어 벤트는 상기 금형 외부와 연결되거나 상기 상형 또는 하형에 형성된 별도의 진공홀과 연결될 수도 있다. 한편, 상기 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정에서 상기 몰딩 수지가 상부 캐버티 내부로 공급될 수 있으며, 상기 에어 벤트를 통하여 상기 상부 캐버티 내부의 공기가 배출될 수 있다.

한편, 최근 반도체 패키지들의 두께가 점차 얇아짐에 따라 상기 에어 벤트의 깊이 또한 낮게 형성되고 있다. 즉, 상기 에어 벤트의 면적이 충분히 확보되지 못함에 따라 상기 몰딩 공정을 수행하는 동안 상기 상부 캐버티로부터 에어가 충분히 배출되지 않을 수 있으며, 이에 따라 상기 반도체 패키지들에서 보이드 발생 등의 문제점이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 에어 벤트의 면적을 증가시키는 경우 상기 몰딩 공정의 완료 단계에서 상기 에어 벤트를 통하여 상기 몰딩 수지가 누설될 수 있으며 이에 의해 상기 반도체 소자들에 대한 몰딩 품질 저하 및 상기 금형에 대한 유지 보수 비용이 증가될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제10-2013-0086901호에는 핀 형태의 개폐 부재를 이용하여 에어 벤트를 개폐하는 반도체 소자 몰딩 장치가 개시되어 있다. 상기 개폐 부재는 상부 캐버티 블록을 관통하도록 상부 체이스 블록에 장착되며 상기 상부 캐버티 블록은 상기 상부 체이스 블록에 탄성적으로 장착될 수 있다. 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정은 제1 클램프 압력에서 이루어질 수 있으며, 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 개폐 부재가 상기 상부 캐버티 블록으로부터 돌출되며 이에 의해 상기 에어 벤트가 차단될 수 있다.

그러나, 상기 상부 캐버티 블록과 상부 체이스 블록 사이의 탄성 부재들의 상대적으로 긴 스트로크 및 상기 탄성 부재들의 물성 변화 등에 의해 기판의 두께 편차에 대응하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 기판의 두께 편차가 있는 경우 상기 기판과 상부 금형 사이의 밀착력이 변화될 수 있으며, 이에 의해 몰딩 수지의 누설 또는 에어 벤트의 막힘 등과 같은 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 2단 가압 방법을 이용하는 반도체 소자 몰딩 공정에서 기판의 두께 편차에 용이하게 대응할 수 있는 반도체 소자 몰딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 기판 상에 탑재된 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상형과 하형을 포함하는 반도체 소자 몰딩 장치에 있어서, 상기 상형은, 상부 체이스 블록과, 상기 상부 체이스 블록의 하부면에 대하여 제1 탄성 부재들과 상기 제1 탄성 부재들보다 큰 탄성력을 갖는 제2 탄성 부재들에 의해 지지되며 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상부 캐버티를 구비하는 상부 캐버티 블록을 포함할 수 있다. 이때, 상기 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정을 수행하는 동안 상기 상부 캐버티 블록은 제1 클램프 압력에서 상기 제1 탄성 부재들에 의해 지지되며, 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력에서 상기 제2 탄성 부재들에 의해 지지될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 캐버티 블록은 상기 상부 캐버티로부터 공기를 배출하기 위한 에어 벤트를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 몰딩 장치는 상기 에어 벤트를 개폐하기 위한 개폐 부재를 포함할 수 있다. 상기 개폐 부재는 상기 상부 캐버티 블록을 관통하여 상기 에어 벤트 내측으로 돌출 가능하도록 상기 상부 체이스 블록에 장착될 수 있으며, 상기 제2 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 에어 벤트 내측으로 돌출되어 상기 에어 벤트를 차단할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 개폐 부재는 상기 상부 체이스 블록에 탄성적으로 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상형은 상기 상부 캐버티 블록의 일측에 배치되어 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 몰딩 수지를 제공하는 컬 블록과 상기 상부 캐버티 블록의 타측에 배치되는 상부 가이드 블록을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 컬 블록 및 상기 상부 가이드 블록은 상기 상부 체이스 블록의 하부에 탄성적으로 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 탄성 부재들과 상기 제2 탄성 부재들은 상기 상부 체이스 블록과 상기 상부 캐버티 블록 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제2 탄성 부재들은 상기 제1 탄성 부재들보다 짧은 길이를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 캐버티 블록은 상기 상부 캐버티가 형성된 제1 캐버티 블록 및 상기 제1 캐버티 블록의 상부에 배치되는 제2 캐버티 블록을 포함할 수 있으며, 상기 제1 탄성 부재들은 상기 상부 체이스 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에 배치되고, 상기 제2 탄성 부재들은 상기 제1 캐버티 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 체이스 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에는 상기 제1 탄성 부재들의 스트로크를 제한하기 위한 제1 스페이서가 배치될 수 있으며, 상기 제1 캐버티 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에는 상기 제2 탄성 부재들의 스트로크를 제한하기 위한 제2 스페이서가 배치될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 2단 가압 방식을 사용하는 반도체 소자 몰딩 장치에서 제1 클램프 압력이 인가되는 경우 상부 캐버티 블록은 제1 탄성 부재들에 의해 기판 상에 밀착될 수 있으며, 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 제1 탄성 부재들보다 큰 탄성력을 갖는 제2 탄성 부재들에 의해 상기 기판 상에 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 기판의 두께 편차가 있는 경우라도 상기 상부 캐버티 블록이 상기 기판 상에 일정한 힘으로 밀착될 수 있으며, 이에 의해 몰딩 수지의 누설 또는 에어 벤트의 막힘 등과 같은 문제점들이 충분히 방지될 수 있다.

또한, 상기 제1 클램프 압력이 인가되는 동안 상부 캐버티 내부로 몰딩 수지가 주입될 수 있으며, 상기 상부 캐버티와 연결된 에어 벤트를 통해 상부 캐버티 내부의 공기가 배출될 수 있다. 이어서, 상기 몰딩 공정의 완료 시점에서 상기 제2 클램프 압력을 인가함으로써 상기 에어 벤트는 개폐 부재에 의해 차단될 수 있다. 따라서, 종래 기술과 비교하여 상기 에어 벤트의 면적이 충분히 확보될 수 있으며, 또한 상기 몰딩 공정에서 상기 몰딩 수지의 누설이 방지될 수 있다. 결과적으로, 상기 반도체 소자들의 몰딩 품질이 크게 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 반도체 소자 몰딩 장치를 이용하여 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 5는 도 1에 도시된 개폐 부재의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩 장치(100)는 기판(10) 상에 탑재된 반도체 소자들(20)을 에폭시 수지와 같은 몰딩 수지(30)로 몰딩하여 반도체 패키지들을 제조하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 몰딩 장치(100)는 상기 반도체 소자들(20)을 몰딩하기 위한 금형을 포함할 수 있으며, 상기 금형은 상기 기판(10)을 지지하는 하형(200)과 상기 반도체 소자들(20)을 몰딩하기 위한 상부 캐버티(302)를 구비하는 상형(300)을 포함할 수 있다.

일 예로서, 상기 하형(200)은 상기 기판(10)이 놓여지는 하부 캐버티 블록(210)과 상기 캐버티 블록(210) 아래에 배치되는 하부 체이스 블록(220)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하형(200)은 상기 반도체 소자들(20)을 몰딩하기 위한 몰딩 수지(30)를 제공하기 위한 포트 블록(230)을 포함할 수 있으며, 상기 포트 블록(230)의 양측에 한 쌍의 하부 캐버티 블록들(210)이 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 하부 캐버티 블록들(210)의 양측에는 각각 하부 가이드 블록(240)이 배치될 수 있다. 한편, 상기 기판(10)이 놓여지는 하부 캐버티는 상기 하부 캐버티 블록(210)과 상기 포트 블록(230) 및 상기 하부 가이드 블록(240)에 의해 한정될 수 있다.

상기 포트 블록(230)은 상기 몰딩 수지(30)를 공급하는 복수의 포트들을 구비하며, 상기 포트들 내부에는 상기 몰딩 수지(30)를 공급하기 위한 플런저들(232)이 배치될 수 있다. 그러나, 상기 하형(200)의 구조는 일 예로서 설명된 것이므로 상기 하형(200)의 구조에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상형(300)은 상부 체이스 블록(310)과 상기 상부 체이스 블록(310)의 하부에 탄성적으로 결합되며 상기 반도체 소자들(20)을 몰딩하기 위한 상부 캐버티(302)와 상기 상부 캐버티(302)에 연결되어 상기 상부 캐버티(302) 내부의 공기를 배출하기 위한 에어 벤트(304)를 구비하는 상부 캐버티 블록(320)을 포함할 수 있다.

일 예로서, 상기 상부 체이스 블록(310)의 하부에는 한 쌍의 상부 캐버티 블록들(320)이 결합될 수 있으며 상기 상부 캐버티 블록들(320) 사이에 컬 블록(330)이 배치될 수 있다. 상기 컬 블록(330)은 상기 포트 블록(230)의 상부에 배치되어 상기 포트 블록(230)으로부터 공급되는 몰딩 수지(30)를 임시 수용하고 또한 상기 몰딩 수지(30)를 상기 상부 캐버티(302)로 공급하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 상부 캐버티 블록들(320)의 양측에는 각각 상부 가이드 블록들(340)이 배치될 수 있다.

한편, 상기 에어 벤트(304)는 상기 상부 캐버티 블록(320)의 외측으로 연장될 수 있으며 이와 다르게 별도의 진공홀들(미도시)에 연결될 수도 있다. 일 예로서, 도시되지는 않았으나, 상기 진공홀들은 상기 하형(200)의 하부 가이드 블록(240)에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 캐버티 블록(320)에는 상기 에어 벤트(304)를 개폐하기 위한 개폐 부재(350)가 장착될 수 있다. 일 예로서, 상기 개폐 부재(350)는 핀(pin) 형태를 가질 수 있으며 상기 상부 캐버티 블록(320)을 관통하여 상기 에어 벤트(304) 내측으로 돌출 가능하게 구성될 수 있다. 상기 개폐 부재는 상기 상형(300)과 하형(200)에 기 설정된 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 상부 체이스 블록(310)에 의해 가압되어 상기 에어 벤트(304) 내측으로 돌출되어 상기 에어 벤트(304)를 차단할 수 있다.

상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 상부 체이스 블록(310)의 하부면에 탄성적으로 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 상부 체이스 블록(310)의 하부면에 대하여 제1 탄성 부재들(360)과 제2 탄성 부재들(362)에 의해 지지될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 탄성 부재들(362)은 상기 제1 탄성 부재들(360)에 비하여 상대적으로 큰 탄성력을 가질 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 탄성 부재들(360)로는 코일 스프링들이 사용될 수 있으며, 상기 제2 탄성 부재들(362)로는 스프링 핀들(pins) 또는 코일 스프링들이 사용될 수 있다.

또한, 상기 컬 블록(330)과 상기 상부 가이드 블록(340)은 제3 탄성 부재(370)와 제4 탄성 부재(372)에 의해 상기 상부 체이스 블록(310)에 탄성적으로 지지될 수 있다. 이때, 상기 제3 및 제4 탄성 부재들(370, 372)은 상기 제1 탄성 부재들(360)과 동일한 탄성력을 가질 수 있다. 일 예로서, 상기 제3 및 제4 탄성 부재들(370, 372)로는 코일 스프링들이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 소자 몰딩 장치(100)는 제1 클램프 압력과 제2 클램프 압력이 순차적으로 인가되는 2단 가압 방법을 이용하여 상기 반도체 소자들(20)에 대한 몰딩 공정을 수행할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 반도체 소자 몰딩 장치를 이용하여 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 하형(200) 상에 반도체 소자들(20)이 탑재된 기판(10)이 로드된 후 상기 상형(300)과 하형(200)이 서로 결합될 수 있다. 이때, 상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 기판(10)의 가장자리 부위에 밀착될 수 있으며 상기 상형(300)과 하형(200)에는 제1 클램프 압력이 인가될 수 있다. 또한, 상기 컬 블록(330)은 상기 포트 블록(230)에 밀착될 수 있으며 상기 상부 가이드 블록(340)은 상기 하부 가이드 블록(240)에 밀착될 수 있다.

상기 제1 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 제1 탄성 부재들(360)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 상기 기판(10)의 두께 편차에 의해 상기 제2 탄성 부재들(362)과 상기 상부 캐버티 블록(320)의 상부면은 접촉될 수도 있고 소정 거리 이격될 수도 있다.

일 예로서, 상기 제1 탄성 부재들(360)과 제2 탄성 부재들(362)은 상기 상부 체이스 블록(310)과 상기 상부 캐버티 블록(320) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제2 탄성 부재들(362)은 상기 제1 탄성 부재들(360)에 비하여 짧은 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 탄성 부재들(362)은 서포트 부재들(364)에 의해 상기 상부 체이스 블록(310)의 하부면에 장착될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상형(300)과 하형(200)이 분리된 경우 상기 제2 탄성 부재들(362)은 상기 상부 캐버티 블록(320)의 상부면으로부터 소정 거리만큼 이격될 수 있다. 한편, 상기 서포트 부재들(364)은 상기 제1 및 제2 탄성 부재들(360, 362)의 스트로크를 제한하기 위한 스토퍼로서 기능할 수도 있다.

상기와 같이 상부 캐버티 블록(320)이 상기 제1 탄성 부재들(360)에 의해 지지되므로 상기 기판(10)의 두께 편차에도 불구하고 상기 상부 캐버티 블록(320)이 상기 기판(10) 상에 충분히 밀착될 수 있다. 특히, 도시되지는 않았으나, 상기 하부 캐버티 블록(210) 역시 상기 하부 체이스 블록(220)에 탄성적으로 결합될 수도 있으며, 이에 의해 상기 기판(10)의 두께 편차에 대한 보상이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 상기 제1 클램프 압력에서 상기 개폐 부재(350)는 상기 에어 벤트(304) 내측으로 돌출되지 않으며, 그 동안 상기 상부 캐버티(302) 내부로 몰딩 수지가 공급될 수 있다. 따라서, 상기 상부 캐버티(301) 내부의 공기는 상기 에어 벤트(304)를 통해 용이하게 배출될 수 있다.

계속해서, 상기 몰딩 공정의 완료 단계 즉 상기 상부 캐버티(302) 내에 상기 몰딩 수지(30)가 충분히 채워진 후 상기 상형(300)과 하형(200)에는 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력이 인가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 제2 탄성 부재들(362)에 의해 지지될 수 있다. 따라서, 상기 기판(10)의 두께 편차가 있는 경우에도 상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 기판(10)의 상부면이 일정한 힘으로 밀착될 수 있으며 이에 의해 상기 몰딩 수지(30)의 누설 또는 에어 벤트(304)의 막힘 등과 같은 문제점이 충분히 방지될 수 있다.

상기 개폐 부재(350)는 상기 상부 체이스 블록(310)에 의해 가압되어 상기 에어 벤트(304) 내측으로 돌출될 수 있으며 이에 의해 상기 에어 벤트(304)가 차단될 수 있다. 구체적으로, 상기 개폐 부재(350)는 상기 상부 캐버티 블록(320)을 수직 방향으로 관통할 수 있으며 상기 상부 체이스 블록(310)의 하부에 장착될 수 있다. 상기 개폐 부재(350)의 하단부는 상기 제1 클램프 압력에서 상기 상부 캐버티 블록(320) 내에 위치될 수 있으며, 상기 제2 클램프 압력에서 상기 상부 캐버티 블록(320)으로부터 하방으로 돌출될 수 있으며 이에 의해 상기 에어 벤트(304)가 상기 개폐 부재(350)의 하단부에 의해 차단될 수 있다.

특히, 상기 개폐 부재(350)는 상기 상부 체이스 부재(310)에 의해 하방으로 이동되는 반면 상기 상부 캐버티 블록(320)은 상기 제1 및 제2 탄성 부재들(360, 362)에 의해 그 위치가 일정하게 유지될 수 있다.

상술한 바와 같이 몰딩 공정의 대략 완료 시점에서 상기 에어 벤트(304)가 상기 개폐 부재(350)에 의해 차단될 수 있으므로 상기 몰딩 수지(30)가 상기 에어 벤트(304)를 통해 누설되는 것이 방지될 수 있으며 아울러 상기 반도체 소자들(20)에 대한 몰딩 품질이 크게 향상될 수 있다.

또한, 상기와 같이 에어 벤트(304)의 차단이 가능하므로 종래 기술과 비교하여 상대적으로 상기 에어 벤트(304)의 면적을 넓게 즉 상기 에어 벤트(304)의 깊이를 상대적으로 깊게 구성할 수 있으며, 이에 따라 상기 몰딩 공정을 수행하는 동안 상기 상부 캐버티(302)로부터 에어의 배출이 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 반도체 소자들(20)의 몰딩 공정에서 보이드 발생 등의 문제점이 크게 감소될 수 있다.

한편, 상기 몰딩 공정의 완료 시점은 상기 상부 캐버티(302) 내부에 상기 몰딩 수지(30)가 충분히 채워지는데 소요되는 시간을 기준으로 미리 설정될 수 있으며, 상기 에어 벤트(304)의 차단은 상기 완료 시점에서 상기 제2 클램프 압력의 인가에 의해 이루어질 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 개폐 부재의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 개폐 부재(350)는 상기 상부 체이스 블록(310)에 탄성적으로 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 개폐 부재(350)는 제5 탄성 부재(352) 예를 들면 코일 스프링에 의해 상기 상부 캐버티 부재(310)에 탄성적으로 장착될 수 있으며, 상기 상부 체이스 블록(310)에 의해 가압되는 경우 상기 제5 탄성 부재(352)를 통해 상기 기판(10) 상에 충분히 밀착될 수 있다. 또한 상기 기판(10)의 두께 편차가 있는 경우에도 상기 제5 탄성 부재(352)에 의해 상기 기판(10)의 손상이 충분히 방지될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩 장치(100)는 상부 캐버티(302)를 갖는 상형(300)과 하부 캐버티를 갖는 하형(200)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 기 설명된 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 상형(300)은 상부 캐버티 블록(380)과 컬 블록(330) 및 상부 가이드 블록(340)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 상부 캐버티 블록(380)은 제1 클램프 압력에서 제1 탄성 부재들(390)에 의해 탄성적으로 지지될 수 있으며, 제2 클램프 압력에서 상기 제1 탄성 부재들(390)에 비하여 상대적으로 큰 탄성력을 갖는 제2 탄성 부재들(392)에 의해 탄성적으로 지지될 수 있다.

예를 들면, 상기 상부 캐버티 블록(380)은 상기 상부 캐버티(302)가 형성된 제1 캐버티 블록(382)과 상기 제1 캐버티 블록(382)의 상부에 배치된 제2 캐버티 블록(384)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 제2 캐버티 블록(384)과 상기 상부 체이스 블록(310) 사이에 상기 제1 탄성 부재들(390)이 배치될 수 있으며, 상기 제1 캐버티 블록(382)과 제2 캐버티 블록(384) 사이에 제2 탄성 부재들(392)이 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 캐버티 블록(384)과 상기 상부 체이스 블록(310) 사이에는 제1 스페이서(394)가 배치될 수 있으며, 상기 제1 캐버티 블록(382)과 제2 캐버티 블록(384) 사이에는 제2 스페이서(396)가 배치될 수 있다. 상기 제1 스페이서(394)는 상기 제1 탄성 부재들(390)의 스트로크를 제한할 수 있으며, 상기 제2 스페이서(396)는 상기 제2 탄성 부재들(392)의 스트로크를 제한할 수 있다.

일 예로서, 상기 제2 스페이서(396)에는 복수의 관통홀들이 구비될 수 있으며, 상기 제2 탄성 부재들(392)은 상기 제2 스페이서(396)의 관통홀들 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 탄성 부재들(390)로는 코일 스프링들이 사용될 수 있으며, 상기 제2 탄성 부재들(392)로는 스프링 핀들 또는 코일 스프링들이 사용될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 2단 가압 방식을 사용하는 반도체 소자 몰딩 장치(100)에서 제1 클램프 압력이 인가되는 경우 상부 캐버티 블록(320)은 제1 탄성 부재들(360)에 의해 기판(10) 상에 밀착될 수 있으며, 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 제1 탄성 부재들(360)보다 큰 탄성력을 갖는 제2 탄성 부재들(362)에 의해 상기 기판(10) 상에 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 기판(10)의 두께 편차가 있는 경우라도 상기 상부 캐버티 블록(320)이 상기 기판(10) 상에 일정한 힘으로 밀착될 수 있으며, 이에 의해 몰딩 수지(30)의 누설 또는 에어 벤트(304)의 막힘 등과 같은 문제점들이 충분히 방지될 수 있다.

또한, 상기 제1 클램프 압력이 인가되는 동안 상부 캐버티(302) 내부로 몰딩 수지(30)가 주입될 수 있으며, 상기 상부 캐버티(302)와 연결된 에어 벤트(304)를 통해 상부 캐버티(302) 내부의 공기가 배출될 수 있다. 이어서, 상기 몰딩 공정의 완료 시점에서 상기 제2 클램프 압력을 인가함으로써 상기 에어 벤트(304)는 개폐 부재(350)에 의해 차단될 수 있다. 따라서, 종래 기술과 비교하여 상기 에어 벤트(304)의 면적이 충분히 확보될 수 있으며, 또한 상기 몰딩 공정에서 상기 몰딩 수지(30)의 누설이 방지될 수 있다. 결과적으로, 상기 반도체 소자들(20)의 몰딩 품질이 크게 향상될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 기판 20 : 반도체 소자
30 : 몰딩 수지 100 : 몰딩 장치
200 : 하형 300 : 상형
302 : 상부 캐버티 304 : 에어 벤트
310 : 상부 체이스 블록 320 : 상부 캐버티 블록
330 : 컬 블록 340 : 상부 가이드 블록
350 : 개폐 부재 360 : 제1 탄성 부재
362 : 제2 탄성 부재

Claims (9)

1. 기판 상에 탑재된 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상형과 하형을 포함하는 반도체 소자 몰딩 장치에 있어서,
   상기 상형은,
   상부 체이스 블록; 및
   상기 상부 체이스 블록의 하부면에 대하여 제1 탄성 부재들과 상기 제1 탄성 부재들보다 큰 탄성력을 갖는 제2 탄성 부재들에 의해 지지되며 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상부 캐버티를 구비하는 상부 캐버티 블록을 포함하되,
   상기 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정을 수행하는 동안 상기 상부 캐버티 블록은 제1 클램프 압력에서 상기 제1 탄성 부재들에 의해 지지되며, 상기 제1 클램프 압력보다 높은 제2 클램프 압력에서 상기 제2 탄성 부재들에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부 캐버티 블록은 상기 상부 캐버티로부터 공기를 배출하기 위한 에어 벤트를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 에어 벤트를 개폐하기 위하여 상기 상부 캐버티 블록을 관통하여 상기 에어 벤트 내측으로 돌출 가능하도록 상기 상부 체이스 블록에 장착되며 상기 제2 클램프 압력이 인가되는 경우 상기 에어 벤트 내측으로 돌출되어 상기 에어 벤트를 차단하는 개폐 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 개폐 부재는 상기 상부 체이스 블록에 탄성적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 상형은 상기 상부 캐버티 블록의 일측에 배치되어 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 몰딩 수지를 제공하는 컬 블록과 상기 상부 캐버티 블록의 타측에 배치되는 상부 가이드 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 컬 블록 및 상기 상부 가이드 블록은 상기 상부 체이스 블록의 하부에 탄성적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 탄성 부재들과 상기 제2 탄성 부재들은 상기 상부 체이스 블록과 상기 상부 캐버티 블록 사이에 배치되며, 상기 제2 탄성 부재들은 상기 제1 탄성 부재들보다 짧은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 상부 캐버티 블록은 상기 상부 캐버티가 형성된 제1 캐버티 블록 및 상기 제1 캐버티 블록의 상부에 배치되는 제2 캐버티 블록을 포함하며,
   상기 제1 탄성 부재들은 상기 상부 체이스 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에 배치되고,
   상기 제2 탄성 부재들은 상기 제1 캐버티 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 상부 체이스 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에는 상기 제1 탄성 부재들의 스트로크를 제한하기 위한 제1 스페이서가 배치되고, 상기 제1 캐버티 블록과 상기 제2 캐버티 블록 사이에는 상기 제2 탄성 부재들의 스트로크를 제한하기 위한 제2 스페이서가 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 몰딩 장치.

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