KR101944355B1 - Apparatus for fabricating semi-conductor - Google Patents

Apparatus for fabricating semi-conductor Download PDF

Info

Publication number
KR101944355B1
KR101944355B1 KR1020170025874A KR20170025874A KR101944355B1 KR 101944355 B1 KR101944355 B1 KR 101944355B1 KR 1020170025874 A KR1020170025874 A KR 1020170025874A KR 20170025874 A KR20170025874 A KR 20170025874A KR 101944355 B1 KR101944355 B1 KR 101944355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bonding
substrate
semiconductor chip
flipper
chip
Prior art date
Application number
KR1020170025874A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180098987A (en
Inventor
여원재
Original Assignee
(주) 예스티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 예스티 filed Critical (주) 예스티
Priority to KR1020170025874A priority Critical patent/KR101944355B1/en
Publication of KR20180098987A publication Critical patent/KR20180098987A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101944355B1 publication Critical patent/KR101944355B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52—Mounting semiconductor bodies in containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67712—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrate being handled substantially vertically
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrates to be conveyed not being semiconductor wafers or large planar substrates, e.g. chips, lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67796—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations with angular orientation of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741—Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
    • H01L2021/60007—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation involving a soldering or an alloying process
    • H01L2021/60022—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation involving a soldering or an alloying process using bump connectors, e.g. for flip chip mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0237—Disposition of the redistribution layers
    • H01L2224/02379—Fan-out arrangement

Abstract

본 발명은 슬라이딩 축에 연결되어 평행 이동 가능한 반도체 제조 장치의 플립퍼로서, 상기 플립퍼는 상기 슬라이딩 축에 직교하는 고정축 상에 배치되고, 상기 고정축 상에 배치된 플립 헤드를 구비하며, 상기 플립 헤드는 상기 고정축과 직교하는 암과, 상기 암에 직교하는 픽업부를 갖고, 상기 플립퍼는 상기 슬라이딩 축을 따라 평행 이동하는 동작과, 상기 플립 헤드를 180도 회전시켜 반도체 칩을 뒤집는 동작을 동시에 수행할 수 있다.The present invention relates to a flipper of a semiconductor manufacturing apparatus connected to a sliding shaft and movable in parallel, the flipper being disposed on a fixed shaft orthogonal to the sliding shaft, and having a flip head disposed on the fixed shaft, The flip head has an arm orthogonal to the fixed shaft and a pickup section orthogonal to the arm, the flipper moving in parallel along the sliding axis, and the flip head rotating 180 degrees to reverse the semiconductor chip Can be performed.

Description

반도체 제조 장치{Apparatus for fabricating semi-conductor}[0001] Apparatus for fabricating semi-conductor [0002]

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus.

고성능 전자 시스템에 널리 사용되고 있는 반도체 장치는 그 용량 및 속도가 모두 증가하고 있다. 따라서 더 작은 반도체 장치 안에 다양한 기능을 하는 회로를 집적하고, 반도체 장치를 더 빠르게 구동시키기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 이러한 추세에 대응하여 현재 반도체 패키지 기술은 하나의 반도체 기판에 여러 반도체 칩들을 적층하여 실장하거나, 패키지 위에 패키지를 적층하는 방법이 대두되고 있다.Semiconductor devices that are widely used in high performance electronic systems are increasing in both capacity and speed. Therefore, various attempts have been made to integrate various functional circuits in a smaller semiconductor device and to drive the semiconductor device more quickly. In response to this tendency, current semiconductor package technology is a method of stacking and mounting a plurality of semiconductor chips on one semiconductor substrate or stacking a package on a package.

수많은 반도체 패키지 기술 중 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(Fan Out Wafer Level Package; FOWLP) 기술은, 테스트를 거쳐 전기적으로 양호한 KGD(Known Good Die)의 반도체 칩을 선별하고, 이를 이송 플레이트 위에 재배열 한 후, 에폭시 몰딩 복합제를 이용하여 웨이퍼 형태로 몰딩을 수행하여 제조하는 복합 구조의 패키지 형태를 말한다.Among the numerous semiconductor package technologies, the fan-out wafer level package (FOWLP) technology is a technique in which semiconductor chips of known good good die (KGD) are tested, rearranged on a transfer plate, Epoxy composite molding compound is used to perform molding in the form of a wafer.

FOWLP 기술의 일련의 공정 중에서, 반도체 칩을 재배열하는 것은 고속의 픽앤 플레이스먼트(Pick & Placement) 공정으로 수행되는데, 이는 선별되어 공급된반도체 칩들을 픽업하여, 글로벌 맵핑(global mapping)을 통한 정렬 과정을 거친 후, 원하는 위치로 이송하여 해당 기판에 본딩하게 된다. 한편, 반도체 칩들은 와플팩 형태로 공급되거나 다이싱이 완료된 웨이퍼 형태로 공급되는데, 최근의 경향은 웨이퍼 레벨에서 테스트를 완료한 후 다이싱 공정을 거쳐서 공급되는 경우가 증가하고 있다.Among the series of processes of the FOWLP technology, rearrangement of the semiconductor chip is performed by a high-speed Pick & Placement process, which picks up the supplied semiconductor chips and performs sorting by global mapping The wafer is transferred to a desired position and bonded to the substrate. On the other hand, semiconductor chips are supplied in the form of waffle packs or in the form of diced wafers. Recent trends are increasingly being supplied through a dicing process after completion of testing at the wafer level.

이 과정에서, 웨이퍼는 후속공정이 없을 시에는 일반적인 웨이퍼 두께(12인치 웨이퍼의 경우 약 780 마이크로미터 정도)로 공급되나, 실리콘 관통 비아(Through Silicon Via; TSV)가 형성된 칩의 경우에는 50~100 마이크로미터 수준의 박형 웨이퍼가 공급되므로, 반도체 칩을 재배열하기 위하여 고속의 픽 앤 플레이스먼트 공정 시에 박형의 웨이퍼로부터 칩을 파손없이 꺼내는 기술, 픽업된 칩들을 안전하게 이송하는 기술, 이송된 칩들을 본딩할 기판 상에 정렬하는 기술, 본딩장치를 이용하여 반도체 칩을 기판 상에 정교하게 본딩하는 기술 등이 요구된다.In this process, the wafer is supplied in a general wafer thickness (about 780 micrometers in the case of a 12-inch wafer) in the absence of a subsequent process, but in the case of a chip in which a through silicon vias (TSV) A technology for taking out a chip from a thin wafer without breakage in a high speed pick and place process in order to rearrange the semiconductor chip, a technology for safely transporting the picked-up chips, A technique of aligning on a substrate to be bonded, a technique of finely bonding a semiconductor chip onto a substrate using a bonding apparatus, and the like.

특히, 픽 앤 플레이스먼트 공정 시 박형 반도체 칩을 꺼내는(ejecting) 과정에서, 예를 들어 솔더볼(soler ball)이 형성되어 있는 반도체 칩은 뒤집어진 상태, 즉 솔더볼이 위를 바라보고 있는 상태로 꺼내어지므로, 이를 안전하게 뒤집어서 반도체 칩을 본딩 장치에 정교하게 로딩하는 기술이 필요하다.Particularly, in a process of ejecting a thin semiconductor chip in a pick-and-place process, for example, a semiconductor chip having a solder ball formed therein is taken out in an inverted state, that is, , There is a need for a technique for safely flipping the semiconductor chip onto the bonding apparatus to finely load the semiconductor chip.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고도의 정밀성과 신뢰성을 갖고, 생산능력을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장치의 압력 조절 장치의 구조를 제공함에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a structure of a pressure regulating device of a semiconductor manufacturing apparatus which has high precision and reliability and can improve a production capacity.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고도의 정밀성과 신뢰성을 갖고, 그와 더불어 생산능력 향상을 위해 칩 정렬시간 단축할 수 있는 반도체 패키지 제조를 위한 본딩 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a bonding apparatus for manufacturing a semiconductor package that has high precision and reliability and can shorten chip alignment time to improve production capacity.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정밀성과 신뢰성을 갖고, 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장치의 플립퍼를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flipper of a semiconductor manufacturing apparatus that has precision and reliability and can improve productivity.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 플립퍼는, 슬라이딩 축에 연결되어 평행 이동 가능한 반도체 제조 장치의 플립퍼로서, 상기 플립퍼는 상기 슬라이딩 축에 직교하는 고정축 상에 배치되고, 상기 고정축 상에 배치된 플립 헤드를 구비하며, 상기 플립 헤드는 상기 고정축과 직교하는 암과, 상기 암에 직교하는 픽업부를 갖고, 상기 플립퍼는 상기 슬라이딩 축을 따라 평행 이동하는 동작과, 상기 플립 헤드를 180도 회전시켜 반도체 칩을 뒤집는 동작을 동시에 수행할 수 있다. A flipper of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention is a flipper of a semiconductor manufacturing apparatus which is connected to a sliding shaft and is movable in parallel, the flipper being disposed on a fixed shaft orthogonal to the sliding shaft, Wherein the flip head has an arm orthogonal to the fixed shaft and a pick-up section orthogonal to the arm, the flipper moving in parallel along the sliding axis, The head can be rotated 180 degrees so that the operation of reversing the semiconductor chip can be performed at the same time.

상기 픽업부는 상기 고정축과 평행하게 배치될 수 있다. 상기 플립퍼는 하나의 익스펜딩 스테이지와 본딩 장치를 수평 이동 가능하게 구성될 수 있다. 상기 플립퍼는 하나의 반도체 제조 장치에 두 개로 구성될 수 있다. The pick-up unit may be disposed parallel to the fixed shaft. The flipper may be configured to horizontally move one exposing stage and the bonding apparatus. The flipper may be composed of two in one semiconductor manufacturing apparatus.

본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 본딩 장치가 압력 조절 장치에서 반도체 칩에 인가되는 압력을 체크하고, 반도체 칩의 크기에 따라 최적의 압력을 조정한 후, 본딩 공정을 수행하게 된다. 이로써, 안정적이고 신뢰성이 높은 본딩 공정을 수행할 수 있다.In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the bonding apparatus checks the pressure applied to the semiconductor chip in the pressure regulating apparatus, adjusts the optimum pressure according to the size of the semiconductor chip, and then performs the bonding process. Thus, a stable and reliable bonding process can be performed.

또한, 본 발명에 따른 본딩 장치는 비젼 센서를 구비한다. 본딩 장치는 익스펜딩 스테이지에 놓인 기판에서 플립퍼를 통해 반도체 칩을 인계받아, 본딩 스테이지에서 반도체 칩을 정교하게 본딩하는 공정을 수행하는 역할을 한다. 이 때, 플립퍼로부터 받은 반도체 칩과 본딩 스테이지의 미세한 정렬을 효율적으로 수행하기 위하여, 본딩 장치 자체에 비젼 센서를 가짐으로써, 이 비젼 센서를 통해 반도체 칩과 본딩 스테이지와의 정렬을 확인할 수 있다. 상기 비젼 센서를 통해 확인한 정렬에 따라, 본딩 스테이지의 x, y축을 제어하고 또한 본딩 장치의 θ축을 제어하여, 정확한 정렬을 하여 본딩 공정을 수행할 수 있다.In addition, the bonding apparatus according to the present invention includes a vision sensor. The bonding apparatus takes over the semiconductor chip through the flipper in the substrate placed on the expansing stage and performs a process of finely bonding the semiconductor chip in the bonding stage. In this case, alignment of the semiconductor chip and the bonding stage can be confirmed through the vision sensor by having the bonding apparatus itself have a vision sensor in order to efficiently perform fine alignment of the semiconductor chip received from the flipper and the bonding stage. The bonding process can be performed by controlling the x and y axes of the bonding stage and controlling the &thetas; axes of the bonding apparatus according to the alignment determined through the vision sensor.

또한, 본 발명에 따른 플립퍼는, 익스펜딩 스테이지로부터 반도체 칩을 꺼내는 과정과 플립퍼의 암을 뒤집어 반도체 칩을 본딩 장치에 인계하는 과정에서의 새로운 구동 방식을 제공한다. 즉, 상기 플립퍼는 슬라이딩 축을 따라 평행 이동이 가능하며, 플립퍼의 플립 헤드는 고정축과 직교하는 암과 암에 직교하는 픽업부로 구성되며, 상기 플립퍼가 슬라이딩 축을 따라 평행 이동하는 동작과, 상기 플립 헤드를 180도 회전하여 반도체 칩을 뒤집은 동작을 동시에 수행할 수 있다. 이로써, 보다 간단한 구성으로 공정 시간을 단축하여, 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장치를 구현할 수 있다. Further, the flipper according to the present invention provides a new driving method in the process of taking out the semiconductor chip from the expansive stage and inverting the arm of the flipper to transfer the semiconductor chip to the bonding apparatus. That is, the flipper can be moved in parallel along the sliding axis, and the flip head of the flipper is constituted by an arm orthogonal to the fixed shaft and a pickup unit orthogonal to the arm, the operation in which the flipper moves in parallel along the sliding axis, The flip head is rotated 180 degrees so that the semiconductor chip can be reversed simultaneously. This makes it possible to realize a semiconductor manufacturing apparatus capable of shortening the processing time by a simpler configuration and improving productivity.

또한, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 하나의 익스펜딩 스테이지와 두 개의 본딩 스테이지(듀얼 본딩 스테이지 타입)를 갖는 구조를 가지며, 서로 마주보게 배치된 두 개의 본딩 장치가 구성되고(듀얼 헤드 타입), 두 개의 본딩 장치는 두 개의 본딩 스테이지 각각에서 하나의 익스펜딩 스테이지 사이를 왕복 이동할 수 있도록 구성된 두 개의 본딩 장치 이송 유닛에 결합되어 배치된다. 그리고, 하나의 익스펜딩 스테이지를 이동할 수 있도록 구성된 두 개의 플립퍼(듀얼 플리퍼 타입)가 배치된다. 두 개의 플립퍼는 x축 방향으로 수평 이동할 수 있게 구성되어 익스펜딩 스테이지에 접근 가능하며, 두 개의 본딩 장치 이송 유닛은 각각 y축 방향으로 수평 이동할 수 있게 구성되어, 이송 유닛에 연결된 본딩 장치는 y축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 이로써, 두 개의 본딩 장치가 두 개의 플립퍼를 통해 하나의 익스펜딩 스테이지로부터 선택적으로 반도체 칩을 인계받아 두 개의 본딩 스테이지로 이동하여 본딩 공정을 수행함으로써, 간단한 구성을 통해 공정 시간을 단축할 수 있어, 최대의 효율 및 생산성을 갖는 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.In addition, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention has a structure having one expansing stage and two bonding stages (dual bonding stage type), two bonding apparatuses arranged facing each other (dual head type) The two bonding devices are arranged in combination with two bonding device transport units configured to reciprocate between one expansing stage in each of the two bonding stages. In addition, two flip-flops (dual flipper type) configured to move one expending stage are disposed. The two flipper are configured to be horizontally movable in the x-axis direction so as to be accessible to the expansive stage, and the two bonding apparatus transfer units are each configured to be horizontally movable in the y-axis direction, And is configured to be movable in the axial direction. As a result, the two bonding apparatuses can take the semiconductor chip from one expansion stage through two flip-flops and move to the two bonding stages to perform the bonding process, thereby shortening the process time by a simple configuration , A semiconductor manufacturing apparatus having maximum efficiency and productivity can be provided.

도 1은 종래 기술에 따른 일련의 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 반도체 장치의 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 제조 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 평면도이다.
도 5는 도 1의 반도체 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 본딩 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 비젼 센서가 장착된 본딩 장치를 도시하는 사시도이다.
도 8 및 도 9는 종래 기술에 따른 플립퍼 장치를 나타내는 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립퍼의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립퍼의 구성을 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view of a semiconductor device for explaining a series of semiconductor manufacturing apparatuses according to the prior art.
2 is a plan view of a semiconductor manufacturing apparatus according to the prior art.
3 is a plan view of a semiconductor package manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing the semiconductor device of FIG.
6 is a perspective view showing a bonding apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a bonding apparatus equipped with a vision sensor according to the present invention. FIG.
8 and 9 are perspective views showing a conventional flipper device.
10 and 11 are perspective views illustrating the configuration of a flipper according to an embodiment of the present invention.
12 is a perspective view showing a configuration of a flipper according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.It is to be understood that when an element or layer is referred to as being " on " or " on " of another element or layer, All included. On the other hand, a device being referred to as " directly on " or " directly above " indicates that no other device or layer is interposed in between. &Quot; and / or " include each and every combination of one or more of the mentioned items.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다. Embodiments described herein will be described with reference to plan views and cross-sectional views, which are ideal schematics of the present invention. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are generated according to the manufacturing process. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific types of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention.

도 1은 종래 기술에 따른 일련의 반도체 패키지 제조 장치를 설명하기 위한 반도체 장치의 평면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 반도체 패키지 제조 장치의 사시도이다. FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device for explaining a series of semiconductor package manufacturing apparatuses according to the prior art, and FIG. 2 is a perspective view of a semiconductor package manufacturing apparatus according to the related art.

우선 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래 기술에 따른 반도체 패키지 제조를 위한 일련의 공정 및 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. Referring first to Figs. 1 and 2, the structure of a series of processes and devices for manufacturing a semiconductor package according to the prior art is schematically described.

도 1을 참조하여, 기판 상에 반도체 칩을 본딩하기 위한 반도체 장치는, 기판 적재를 위한 기판 적재부(10); 반도체 칩 적재를 위한 칩 적재부(20); 상기 기판 적재부(10)로부터 기판 안착부(60)로 기판을 이송시키기 위한 기판 이송부(30); 상기 칩 적재부(20)로부터 반도체 칩을 이송시키기 위한 칩 이송부(40); 상기 기판을 수용하면서 기판을 지지하기 위한 기판 안착부(60); 상기 반도체 칩을 수용하면서 반도체 칩을 지지하기 위한 칩 안착부(70);를 포함할 수 있다. 1, a semiconductor device for bonding a semiconductor chip on a substrate includes a substrate mounting portion 10 for mounting a substrate; A chip mounting portion (20) for mounting semiconductor chips; A substrate transfer unit 30 for transferring the substrate from the substrate loading unit 10 to the substrate loading unit 60; A chip transferring part (40) for transferring the semiconductor chip from the chip loading part (20); A substrate seating portion (60) for holding the substrate while holding the substrate; And a chip mounting part (70) for supporting the semiconductor chip while accommodating the semiconductor chip.

상기 기판 적재부(10)에 적재된 기판은 상기 기판 이송부(30)에 의해 상기 기판 안착부(60)에 로딩되고, 상기 칩 적재부(20)에 적재된 반도체 칩은 상기 칩 이송부(40)에 의해 상기 칩 안착부(70)로 로딩될 수 있다. 상기 반도체 칩은 예를 들어 웨이퍼 상태로 이송되어, 이후 개별의 반도체 칩으로 적출되어 이용될 수 있다. 이후, 도 1에 명확히 도시되지 않았으나, 상기 칩 안착부(70)에 로딩된 반도체 칩은 칩 이송수단에 의해 상기 기판 안착부(60)로 이동되어, 기판 상에 반도체 칩을 본딩하는 공정이 수행된다. The substrate mounted on the substrate mounting portion 10 is loaded on the substrate mounting portion 60 by the substrate transferring portion 30 and the semiconductor chips mounted on the chip mounting portion 20 are mounted on the chip transferring portion 40, To the chip seating part (70). The semiconductor chip can be transferred, for example, to a wafer state, and then extracted and used as a separate semiconductor chip. Although not shown in FIG. 1, the semiconductor chip loaded on the chip seating unit 70 is moved to the substrate seating unit 60 by the chip transfer unit, thereby bonding the semiconductor chip onto the substrate. do.

상기 기판 적재부(10)는 반도체 칩을 본딩할 기판들을 적재하기 위한 구성으로서, 트레이 또는 카세트에 수납된 기판이 상하 방향으로 정렬된다. 상기 칩 적재부(20)는 기판 상에 본딩되는 반도체 칩을 적재하기 위한 구성으로서, 트레이 또는 카세트에 수납된 반도체 칩이 거치된다. 상기 반도체 칩은 예를 들어 다이싱 테이프(Dicing Tape) 상에 개개의 칩들이 분할되어 배치된 형태로 상기 칩 적재부(20)에 적재되며, 상기 칩 이송부(40)에 의해 상기 칩 안착부(70)로 이송된다. 상기 기판 이송부(30) 및 칩 이송부(40)는 예를 들어 로봇 암으로 구성되며, 좌우 및/또는 상하 방향으로 이동 가능하게 구성된다. The substrate mounting portion 10 is configured to mount substrates to be bonded with a semiconductor chip, and the substrates accommodated in the tray or the cassette are vertically aligned. The chip mounting portion 20 is configured to mount a semiconductor chip to be bonded on a substrate, and a semiconductor chip housed in a tray or a cassette is mounted. The semiconductor chip is mounted on the chip mounting portion 20 in such a manner that individual chips are arranged on a dicing tape, for example, and the chip mounting portion (40) 70, respectively. The substrate transferring unit 30 and the chip transferring unit 40 are configured, for example, of a robot arm, and are configured to be movable left and right and / or vertically.

상기 기판 안착부(60)는 그 위에 기판을 정위치에 올려놓아 정렬하기 위한 구성으로서 베이스부(65) 상에 배치되며, 상기 기판 안착부(60) 위에 로딩된 기판의 위치를 정밀하게 조절하도록 예를 들어 회전할 수 있게 구성될 수 있다. 이를 통해 이후 공정에서 반도체 칩이 상기 기판 안착부(60) 상에 정렬되도록 상기 기판 안착부(60)를 조절할 수 있다. The substrate seating portion 60 is disposed on the base portion 65 as a configuration for placing and aligning the substrate on the substrate seating portion 60 and is configured to precisely adjust the position of the substrate loaded on the substrate seating portion 60 For example, be rotatable. This allows the substrate seating portion 60 to be adjusted so that the semiconductor chips are aligned on the substrate seating portion 60 in subsequent processes.

도 2를 참조하면, 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70)가 배치되고, 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70) 사이에 플립퍼(80)가 배치된다. 상기 플립퍼(80)는 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70) 사이를 수평으로 이동할 수 있도록 구성되어, 상기 칩 안착부(70) 상에 안착된 반도체 칩을 픽업하여 상기 기판 안착부(60)로 이송하는 역할을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2, the substrate seating portion 60 and the chip seating portion 70 are disposed, and the flipper 80 is disposed between the substrate seating portion 60 and the chip seating portion 70. The flipper 80 can horizontally move between the substrate seating portion 60 and the chip seating portion 70 to pick up the semiconductor chips mounted on the chip seating portion 70, To the unit (60).

상기 기판 안착부(60)의 상부에는 본딩 장치(50)가 배치되어 있다. 상기 본딩 장치(50)는 상기 플립퍼(80)로부터 반도체 칩을 이송받아, 상기 기판 안착부(60)에 안착되어 있는 기판 상에 반도체 칩을 본딩하는 공정을 수행한다.A bonding device 50 is disposed on the substrate seating part 60. The bonding apparatus 50 receives the semiconductor chip from the flipper 80 and bonds the semiconductor chip to the substrate mounted on the substrate seating unit 60.

이와 같은 종래 기술에 따른 반도체 패키지 제조 장치는, 하나의 기판 안착부(60)와 하나의 칩 안착부(70) 사이에 하나의 플립퍼(80)가 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70) 사이를 수평으로 이동할 수 있도록 구성되어 있고, 기판 안착부(60) 상에 하나의 본딩 장치(50)가 본딩 공정을 수행하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성된 제조 장치를 이용하여 반도체 패키지를 생산하는 데에는 생산 속도가 제한적이므로, 공정 시간을 단축하기에는 한계가 있는 구조를 가진다. In the semiconductor package manufacturing apparatus according to the related art, one flipper 80 is provided between one substrate seating portion 60 and one chip seating portion 70, (70), and one bonding device (50) is configured to perform a bonding process on the substrate seating part (60). Since the production speed is limited to produce a semiconductor package using the manufacturing apparatus thus configured, there is a limit to shortening the processing time.

본 발명은 종래 기술에 따른 반도체 패키지 제조 장치의 제한된 생산성을 보다 향상시키기 위한 새로운 구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a new structure for further improving the limited productivity of a semiconductor package manufacturing apparatus according to the prior art.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 장치의 평면도이다. 3 is a plan view of a semiconductor package manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 장치의 구조를 설명한다. 3, a structure of a semiconductor package manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3을 참조하면, 반도체 제조 장치는 본딩 스테이지(61, 62) 및 익스펜딩 스테이지(70)를 포함하고, 상기 본딩 스테이지(61, 62) 및 익스펜딩 스테이지(70) 사이에 본딩 장치 이송 유닛(41, 42)와 플립퍼(81, 82)가 배치된다. 3, the semiconductor manufacturing apparatus includes bonding stages 61 and 62 and an expanding stage 70, and a bonding apparatus transfer unit (not shown) is interposed between the bonding stages 61 and 62 and the expanding stage 70 41 and 42 and flip flops 81 and 82 are arranged.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 하나의 익스펜딩 스테이지(70)에 두 개의 본딩 스테이지(61, 62)가 배치되는 듀얼 타입의 본딩 스테이지 구조를 가지는 것이 특징이다. 하나의 익스펜딩 스테이지(70)로부터 반도체 칩을 제공받아 두 개의 본딩 스테이지(61, 62)로 나누어 본딩 공정을 수행할 수 있도록 구성하여, 공정 시간을 단축하도록 구성한다. In an embodiment according to the present invention, a dual-type bonding stage structure in which two bonding stages 61 and 62 are disposed in one expansing stage 70 is characterized. The semiconductor chip is received from one expending stage 70 and is divided into two bonding stages 61 and 62 so that the bonding process can be performed to shorten the process time.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 두 개의 본딩 장치 이송 유닛(41, 42)이 배치되는 듀얼 타입의 본딩 장치 이송 유닛의 구조를 가지는 것이 특징이다. 즉, 반도체 칩이 안착되어 있는 하나의 익스펜딩 스테이지(70)로부터 기판이 안착되어 있어 반도체 칩과의 본딩이 수행되는 두 개의 본딩 스테이지(61, 62)로 반도체 칩이 이송되는데, 본딩 장치 이송 유닛(41, 42)이 두 개로 구성되어, 각각의 본딩 스테이지로 이동 가능하게 구성된다. 일 실시예에 따르면, 본딩 장치 이송 유닛(41, 42)는 y축 방향(도 3에서 세로 방향)으로 각각 이동 가능하게 구성된다. 예를 들어, 제1 본딩 스테이지(61) 측에 제1 본딩 장치 이송 유닛(41)이 이동 가능하게 배치되고, 제2 본딩 스테이지(62) 측에 제2 본딩 장치 이송 유닛(42)이 이동 가능하게 배치된다. 상기 제1 및 제2 본딩 장치 이송 유닛들(41, 42)은 서로 대칭을 이루어 배치될 수 있다. Further, in an embodiment according to the present invention, a structure of a dual type bonding apparatus transfer unit in which two bonding apparatus transfer units (41, 42) are disposed is characterized. That is, the semiconductor chip is transferred to the two bonding stages 61 and 62 where the substrate is seated from one expansing stage 70 on which the semiconductor chip is placed, and the bonding with the semiconductor chip is performed. (41, 42) are constituted so as to be movable to the respective bonding stages. According to one embodiment, the bonding device transfer units 41 and 42 are configured to be movable in the y-axis direction (vertical direction in Fig. 3), respectively. For example, the first bonding device transfer unit 41 is movably disposed on the first bonding stage 61 side, and the second bonding device transfer unit 42 is movable on the second bonding stage 62 side. Respectively. The first and second bonding device transfer units 41 and 42 may be disposed symmetrically with respect to each other.

두 개의 본딩 장치(51, 52)가 각각 상기 본딩 장치 이송 유닛(41, 42)에 연결되어, 상기 본딩 스테이지(61, 62)와 익스펜딩 스테이지(70) 사이를 수평으로 이동할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 두 개의 본딩 장치들(51, 52)은 상기 익스펜딩 스테이지(70)로부터 반도체 칩을 인계받아, 상기 제1 및 제2 본딩 장치 이송 유닛(41, 42)에 의해 y축 방향으로 이동하여, 상기 본딩 스테이지(61, 62)에 도달함으로써 본딩을 수행하게 된다. 상기 본딩 장치가 두 개로 배치됨에 따라, 예를 들어 상기 제1 본딩 장치 이송 유닛(41)에 제1 본딩 장치(51)가 배치되고, 상기 제2 본딩 장치 이송 유닛(42)에 제2 본딩 장치(52)가 배치되어 y축 방향으로 수평 이동한다. Two bonding devices 51 and 52 are connected to the bonding device transfer units 41 and 42 so as to move horizontally between the bonding stages 61 and 62 and the expansive stage 70. That is, the two bonding devices 51 and 52 take over the semiconductor chip from the expansing stage 70 and move in the y-axis direction by the first and second bonding device transfer units 41 and 42 , And bonding is performed by reaching the bonding stages (61, 62). The first bonding device 51 is disposed on the first bonding device transfer unit 41 and the second bonding device 51 is mounted on the second bonding device transfer unit 42. Therefore, (52) is arranged and horizontally moved in the y-axis direction.

한편, 상기 익스펜딩 스테이지(70)로부터 제1 또는 제2 본딩 장치들(51, 52)에 반도체 칩을 전달하는 공정은 그 사이에 배치된 두 개의 플립퍼(81, 82)를 통해 이루어진다. Meanwhile, the process of transferring the semiconductor chip from the expansing stage 70 to the first or second bonding devices 51 and 52 is performed through the two flipper devices 81 and 82 disposed therebetween.

본 실시예에서 두 개의 플립퍼(81, 82)는 본 발명의 반도체 제조 장치의 대략 위쪽 영역에 배치된다. 보다 구체적으로, 상기 플립퍼(81, 82)는 x축 방향으로 수평 이동 가능하도록 배치되며, 제1 플립퍼(81)와 제2 플립퍼(82)가 가운데를 중심으로 좌우로 영역을 나누어 상기 익스펜딩 스테이지(70) 부근에 배치되도록 구성된다. 일례로, 상기 제1 플립퍼(81)는 상기 익스펜딩 스테이지(70)에 놓인 반도체 칩을 픽업하여, 상기 제1 본딩 장치 이송 유닛(41)에 제공된 제1 본딩 장치(51)에 제공하는 역할을 수행하고, 상기 제2 플립퍼(82)는 상기 익스펜딩 스테이지(70)에 놓인 반도체 칩을 픽업하여, 상기 제2 본딩 장치 이송 유닛(42)에 제공된 제2 본딩 장치(52)에 제공하는 역할을 수행한다. In this embodiment, the two flip flops 81 and 82 are disposed in an area substantially above the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention. More specifically, the flip-flops 81 and 82 are horizontally movable in the x-axis direction, and the first flipper 81 and the second flipper 82 divide the left and right regions around the center, Is arranged in the vicinity of the expending stage (70). For example, the first flipper 81 picks up a semiconductor chip placed on the expansive stage 70 and provides it to the first bonding device 51 provided in the first bonding device transfer unit 41 And the second flipper 82 picks up the semiconductor chip placed on the expansive stage 70 and provides it to the second bonding device 52 provided in the second bonding device transfer unit 42 Role.

본 실시예에 따르면, 본 발명의 반도체 제조 장치는 두 개의 플립퍼(81, 82)를 포함한다. 즉, 두 개의 상기 플립퍼(81, 82)가 상기 익스펜딩 스테이지(70)로부터 픽업한 반도체 칩을 상기 제1 및 제2 본딩 장치(51, 52) 각각에 전달하도록 구성된다. 이로써, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 종래 기술에 따른 반도체 제조 장치보다 간단한 구성으로 효율적으로 공정 시간을 단축시킬 수 있어, 높은 생산성을 갖는다. According to the present embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes two flip flops 81, 82. That is, the two flip flops 81 and 82 are configured to transmit the semiconductor chips picked up from the expansive stage 70 to the first and second bonding devices 51 and 52, respectively. Thus, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention can efficiently shorten the processing time with a simpler structure than the conventional semiconductor manufacturing apparatus, and has high productivity.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 스테이지(61, 62) 및 상기 익스펜딩 스테이지(70)는 x, y축 방향을 수평 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the bonding stages 61 and 62 and the expansive stage 70 may be configured to horizontally move in the x and y axis directions.

본 발명에 따르면, 상기 익스펜딩 스테이지(70)와 상기 본딩 스테이지(61, 62) 사이에 압력 조절 장치(90)가 구비된다. 상기 압력 조절 장치(90)는 상기 본딩 장치(51, 52)가 y축을 따라 평행 이동하는 경로 상에 배치된다. 즉, 상기 본딩 장치는 플립퍼를 통해 반도체 칩을 인계받아, 상기 본딩 스테이지로 이동하는 경로 중에 상기 압력 조절 장치(90)를 경유하도록 구성된다. 상기 본딩 장치(51, 52)가 이동 경로 중에 상기 압력 조절 장치(90)가 배치된 위치에 도착하면, 상기 본딩 장치(51, 52)는 반도체 칩을 상기 압력 조절 장치(90)에 로딩하여, 압력을 측정하는 공정을 수행한다. 이와 같이 본딩 공정 이전 단계에서, 상기 압력 조절 장치(90)를 통해 반도체 칩에 인가되는 압력을 미리 측정함으로써, 크기가 다른 반도체 칩에 인가될 최적의 압력을 제어할 수 있다. 그 후, 본딩 장치는 본딩 스테이지로 이동하여 본딩 공정을 수행한다. According to the present invention, a pressure regulating device 90 is provided between the expansing stage 70 and the bonding stages 61 and 62. The pressure regulating device 90 is disposed on a path along which the bonding devices 51 and 52 move in parallel along the y axis. That is, the bonding apparatus takes over the semiconductor chip through the flipper and is configured to pass through the pressure regulating device 90 in a path that moves to the bonding stage. When the bonding devices 51 and 52 arrive at the positions where the pressure regulating device 90 is disposed in the movement path, the bonding devices 51 and 52 load the semiconductor chips into the pressure regulating device 90, And the pressure is measured. As described above, the pressure applied to the semiconductor chip through the pressure regulating device 90 is measured in advance before the bonding process, so that the optimum pressure to be applied to the semiconductor chips of different sizes can be controlled. Thereafter, the bonding apparatus moves to the bonding stage to perform the bonding process.

이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 본딩 장치가 압력 조절 장치에서 반도체 칩에 인가되는 압력을 체크하고, 반도체 칩의 크기에 따라 최적의 압력을 조정한 후, 본딩 공정을 수행하게 된다. 이로써, 안정적이고 신뢰성이 높은 본딩 공정을 수행할 수 있다. As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the bonding apparatus checks the pressure applied to the semiconductor chip in the pressure regulating apparatus, adjusts the optimum pressure according to the size of the semiconductor chip, and performs the bonding process. Thus, a stable and reliable bonding process can be performed.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 평면도이다. 4 is a plan view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

우선 도 4를 참조하여, 반도체 패키지 제조를 위한 일련의 공정 및 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. First, with reference to FIG. 4, a sequence of processes and apparatus for manufacturing a semiconductor package will be schematically described.

기판 상에 반도체 칩을 본딩하기 위한 반도체 장치는, 기판 적재를 위한 기판 적재부(10); 반도체 칩 적재를 위한 칩 적재부(20); 상기 기판 적재 부(10)로부터 기판 안착부(60)로 기판을 이송시키기 위한 기판 이송부(30); 상기 칩 적재부(20)로부터 반도체 칩을 이송시키기 위한 칩 이송부(40); 상기 기판을 수용하면서 기판을 지지하기 위한 기판 안착부(60); 상기 반도체 칩을 수용하면서 반도체 칩을 지지하기 위한 칩 안착부(70);를 포함할 수 있다. 상기 기판 적재부(10)에 적재된 기판은 상기 기판 이송부(30)에 의해 상기 기판 안착부(60)에 로딩되고, 상기 칩 적재부(20)에 적재된 반도체 칩은 상기 칩 이송부(40)에 의해 상기 칩 안착부(70)로 로딩될 수 있다. 상기 반도체 칩은 예를 들어 웨이퍼 상태로 이송되어, 이후 개별의 반도체 칩으로 적출되어 이용될 수 있다. 이후, 도 1에 명확히 도시되지 않았으나, 상기 칩 안착부(70)에 로딩된 반도체 칩은 칩 이송수단에 의해 상기 기판 안착부(60)로 이동되어, 기판 상에 반도체 칩을 본딩하는 공정이 수행된다. A semiconductor device for bonding a semiconductor chip on a substrate includes: a substrate mounting portion (10) for mounting a substrate; A chip mounting portion (20) for mounting semiconductor chips; A substrate transfer unit 30 for transferring the substrate from the substrate loading unit 10 to the substrate loading unit 60; A chip transferring part (40) for transferring the semiconductor chip from the chip loading part (20); A substrate seating portion (60) for holding the substrate while holding the substrate; And a chip mounting part (70) for supporting the semiconductor chip while accommodating the semiconductor chip. The substrate mounted on the substrate mounting portion 10 is loaded on the substrate mounting portion 60 by the substrate transferring portion 30 and the semiconductor chips mounted on the chip mounting portion 20 are mounted on the chip transferring portion 40, To the chip seating part (70). The semiconductor chip can be transferred, for example, to a wafer state, and then extracted and used as a separate semiconductor chip. Although not shown in FIG. 1, the semiconductor chip loaded on the chip seating unit 70 is moved to the substrate seating unit 60 by the chip transfer unit, thereby bonding the semiconductor chip onto the substrate. do.

상기 기판 적재부(10)는 반도체 칩을 본딩할 기판들을 적재하기 위한 구성으로서, 트레이 또는 카세트에 수납된 기판이 상하 방향으로 정렬된다. 상기 칩 적재부(20)는 기판 상에 본딩되는 반도체 칩을 적재하기 위한 구성으로서, 트레이 또는 카세트에 수납된 반도체 칩이 거치된다. 상기 반도체 칩은 예를 들어 다이싱 테이프(Dicing Tape) 상에 개개의 칩들이 분할되어 배치된 형태로 상기 칩 적재부(20)에 적재되며, 상기 칩 이송부(40)에 의해 상기 칩 안착 부(285)로 이송된다. 상기 기판 이송부(30) 및 칩 이송부(40)는 예를 들어 로봇 암으로 구성되며, 좌우 및/또는 상하 방향으로 이동 가능하게 구성된다. The substrate mounting portion 10 is configured to mount substrates to be bonded with a semiconductor chip, and the substrates accommodated in the tray or the cassette are vertically aligned. The chip mounting portion 20 is configured to mount a semiconductor chip to be bonded on a substrate, and a semiconductor chip housed in a tray or a cassette is mounted. The semiconductor chip is mounted on the chip mounting portion 20 in such a manner that individual chips are arranged on a dicing tape, for example, and the chip mounting portion (40) 285, respectively. The substrate transferring unit 30 and the chip transferring unit 40 are configured, for example, of a robot arm, and are configured to be movable left and right and / or vertically.

상기 기판 안착부(60)는 그 위에 기판을 정위치에 올려놓아 정렬하기 위한 구성으로서 베이스부(65) 상에 배치되며, 상기 기판 안착부(60) 위에 로딩된 기판의 위치를 정밀하게 조절하도록 예를 들어 회전할 수 있게 구성될 수 있다. 이를 통해 이후 공정에서 반도체 칩이 상기 기판 안착부(60) 상에 정렬되도록 상기 기판 안착부(60)를 조절할 수 있다. The substrate seating portion 60 is disposed on the base portion 65 as a configuration for placing and aligning the substrate on the substrate seating portion 60 and is configured to precisely adjust the position of the substrate loaded on the substrate seating portion 60 For example, be rotatable. This allows the substrate seating portion 60 to be adjusted so that the semiconductor chips are aligned on the substrate seating portion 60 in subsequent processes.

도 5는 도 4의 반도체 장치를 나타내는 사시도이다. 5 is a perspective view showing the semiconductor device of FIG.

도 5를 참조하면, 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70)가 배치되고, 상기 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70) 사이에 플립퍼(80)에 배치된다. 상기 플립퍼(80)는 상기 기판 안착부(60) 및 칩 안착부(70) 사이를 수평으로 이동할 수 있도록 구성되어, 상기 칩 안착부(70) 상에 안착된 반도체 칩을 픽업하여 상기 기판 안착부(60)로 이송하는 역할을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 5, the substrate seating portion 60 and the chip seating portion 70 are disposed and disposed in the flipper 80 between the substrate seating portion 60 and the chip seating portion 70. The flipper 80 can horizontally move between the substrate seating portion 60 and the chip seating portion 70 to pick up the semiconductor chips mounted on the chip seating portion 70, To the unit (60).

상기 기판 안착부(60)의 상부에는 본딩 장치(50)가 배치되어 있다. 상기 본딩 장치(50)는 상기 플립퍼(80)로부터 반도체 칩을 이송받아, 상기 기판 안착부(60)에 안착되어 있는 기판 상에 반도체 칩을 본딩하는 공정을 수행한다. A bonding device 50 is disposed on the substrate seating part 60. The bonding apparatus 50 receives the semiconductor chip from the flipper 80 and bonds the semiconductor chip to the substrate mounted on the substrate seating unit 60.

도 6은 본 발명에 따른 본딩 장치(50)를 나타내는 사시도이다.6 is a perspective view showing a bonding apparatus 50 according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 본딩 장치(50)는 반도체 칩에 접촉되면서 가압하기 위한 본딩 헤드(110); 상기 본딩 헤드(110)를 지지하는 중간 지지 부재(120); 상기 중간 지지 부재(120)를 지지하는 외부 지지 부재(130); 상기 본딩 헤드(110) 상부에서 상기 본딩 헤드(110)에 압력을 인가하기 위한 가압 부재(140); 상기 지지 가압 부재(140)에 연결되어 압력을 제공하는 실린더부(150); 상기 실린더부(150) 상부에 연결된 스텝 모터(160)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, a bonding apparatus 50 according to the present invention includes a bonding head 110 for pressing a semiconductor chip while being in contact with the semiconductor chip. An intermediate support member 120 for supporting the bonding head 110; An external support member 130 for supporting the intermediate support member 120; A pressing member 140 for applying pressure to the bonding head 110 on the bonding head 110; A cylinder portion 150 connected to the support urging member 140 to provide a pressure; And a step motor 160 connected to the upper portion of the cylinder 150.

상기 본딩 헤드(110)는 웨이퍼 상에 배치되는 반도체 칩을 가압하기 위한 구성으로서, 그 하부에 반도체 칩이 배치되어 하부 방향으로 압력을 인가받는다. 일 실시예에서, 상기 본딩 헤드(110) 내에는 음압을 인가할 수 있는 진공라인이 형성되어, 이를 통해 석션 압력을 인가함으로써, 상기 본딩 헤드(110) 하면에 반도체 칩을 흡착할 수 있도록 구성된다. 상기 본딩 헤드(110)에 대한 상세한 설명은 본 발명에서 생략한다. The bonding head 110 is configured to press a semiconductor chip disposed on a wafer, and a semiconductor chip is disposed under the bonding head 110 to receive pressure in a downward direction. In one embodiment, a vacuum line capable of applying a negative pressure is formed in the bonding head 110, and suction pressure is applied through the vacuum line so that the semiconductor chip can be sucked to the lower surface of the bonding head 110 . A detailed description of the bonding head 110 is omitted in the present invention.

상기 중간 지지 부재(120)는 상기 본딩 헤드(110)와 연결되어 이를 지지하는 역할을 수행한다. 상기 중간 지지 부재(120)와 상기 외부 지지 부재(130)는 축들(122)로 연결된다. The intermediate support member 120 is connected to and supports the bonding head 110. The intermediate support member 120 and the external support member 130 are connected by axes 122.

상기 가압 부재(140)는 상기 본딩 헤드(110) 상면에 배치되어 상기 본딩 헤드(110) 상면을 가압하게 된다. 상기 가압 부재(140) 상부에는 실린더부(150)가 제공되어, 인가할 압력을 제공한다. 상기 실린더부(160) 상부에는 스텝 모터(160)가 연결된다. 상기 스텝 모터(160) 상부에는 슬라이딩 프레임(170)이 결합되고, 상기 슬라이딩 프레임(170)이 축 고정 부재(180)에 대해 상항 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치됨으로써, 결과적으로 상기 실린더부(150)의 구동에 의해 상기 본딩 헤드(110)가 상항 방향으로 구동될 수 있도록 구성된다. The pressing member 140 is disposed on the upper surface of the bonding head 110 to press the upper surface of the bonding head 110. Above the pressing member 140, a cylinder part 150 is provided to provide a pressure to be applied. A step motor 160 is connected to the upper portion of the cylinder 160. The sliding frame 170 is coupled to the upper portion of the step motor 160 and the sliding frame 170 is slidably mounted in the upper direction relative to the shaft fixing member 180. As a result, So that the bonding head 110 can be driven in the upward direction by driving.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 본딩 장치(50)에 비젼 센서(200)가 장착된다. According to the embodiment of the present invention, the vision sensor 200 is mounted on the bonding apparatus 50.

도 7은 본 발명에 따른 비젼 센서가 장착된 본딩 장치를 도시하는 사시도이다. FIG. 7 is a perspective view showing a bonding apparatus equipped with a vision sensor according to the present invention. FIG.

도 7을 참조하면, 비젼 센서(200)가 본딩 장치(50)에 배치되는 구성을 가진다. 상기 비젼 센서(200)는 예를 들어 축 고정 부재(180) 상에 장착될 수 있다. 상기 비젼 센서(200)는 축 고정 부재(180)에 상기 본딩 장치(50)와 평행하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 비젼 센서(200)는 상기 본딩 장치(50)와 동일한 축 상에 평행하게 배치됨으로써, 플립퍼로부터 반도체 칩을 인계받은 본딩 장치(50)와, 본딩 공정을 수행할 기판과의 정렬을 확인할 수 있다. 종래 기술에 따르면, 비젼 센서는 본딩 장치가 지나가는 반도체 처리 장치의 바닥부에 배치되어, 정렬을 확인하도록 구성되었으나, 보다 미세하고 신뢰성이 높은 정렬을 제어하기 위하여 본 발명에서는 본딩 장치(50) 자체에도 비젼 센서(200)를 구비한다. 상기 비젼 센서(200)를 본딩 장치(50)에 구비함으로써, 인계받은 반도체 칩과 본딩 공정을 수행하는 대상인 기판과의 정렬을 추가로 확인할 수 있다. 이러한 추가의 확인을 통하여, 기판 안착부(60)에 배치된 기판의 x, y축 정렬을 조정하거나, 본딩 장치(50) 자체의 θ축의 정렬을 조정함으로써, 정밀하고 신뢰성이 높은 정렬을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 7, the vision sensor 200 is arranged in the bonding apparatus 50. The vision sensor 200 may be mounted on the shaft fixing member 180, for example. The vision sensor 200 may be disposed on the shaft fixing member 180 in parallel with the bonding apparatus 50. That is, the vision sensor 200 is arranged in parallel to the same axis as the bonding device 50 so that alignment between the bonding device 50 that takes over the semiconductor chip from the flipper and the substrate to be subjected to the bonding process Can be confirmed. According to the prior art, the vision sensor is arranged at the bottom of the semiconductor processing apparatus through which the bonding apparatus passes to confirm alignment, but in order to control finer and more reliable alignment, the bonding apparatus 50 itself And a vision sensor (200). By providing the vision sensor 200 in the bonding device 50, it is possible to further confirm alignment between the semiconductor chip and the substrate to be bonded. Through this further verification, precise and reliable alignment can be performed by adjusting the x- and y-axis alignment of the substrate placed on the substrate seating portion 60, or by adjusting the alignment of the &thetas; .

일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드(110); 중간 지지 부재(120); 외부 지지 부재(130); 가압 부재(140); 실린더부(150); 및 스텝 모터(160)를 포함하는 본딩 장치(100)가 축 대칭적으로 설계된다. 즉, 본딩 헤드(110)를 포함하는 본딩 장치 전체의 구조를 축대칭으로 제작함으로써, 반도체 칩이 받는 하중이 중심으로 집중되도록 실린더와 로드셀을 동일 축에 구성할 수 있다. 상기와 같이 반도체 칩과 접촉하는 본딩 헤드(110)와 압력을 제공하는 실린더부(150)를 동일 축에 구성하고, 전체의 본딩 장치(50)를 대칭적으로 구성함에 따라, 본 발명의 본딩 장치를 이용하여 반도체 칩을 기판에 본딩 시 벤딩(bending) 등에 의한 구조 변형을 최소화할 수 있다. According to one embodiment, the bonding head 110; An intermediate support member 120; An external support member 130; A pressing member 140; A cylinder part 150; And the stepping motor 160 are axially symmetrically designed. That is, the structure of the entire bonding apparatus including the bonding head 110 is formed axially symmetrically, so that the cylinder and the load cell can be formed on the same axis so that the load received by the semiconductor chip is concentrated at the center. Since the bonding head 110 contacting the semiconductor chip and the cylinder 150 providing the pressure are formed on the same axis and the entire bonding apparatus 50 is symmetrically constructed as described above, It is possible to minimize structural deformation due to bending or the like when the semiconductor chip is bonded to the substrate.

일 실시예에 따르면, 본딩 장치는 축 고정 부재(180)를 중심으로 일측에는 본딩 장치(50)가 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 배치되는 한편, 반대측에는 하중 프레임(190)이 배치될 수 있다. 상기 하중 프레임(190)은 상기 축 고정 부재(180)를 중심으로 무게 중심을 맞추기 위해 제공될 수 있다. 즉, 상기 하중 프레임(190)은 상기 본딩 장치(50)와 동일한 무게를 가지는 프레임으로 배치되어, 상기 축 고정 부재(180)를 중심으로 좌우 대칭이 되도록 한다. 그에 따라, 상기 본딩 장치(50)는 그 자체적으로 축대칭으로 구성되어 정교함과 안정성을 더하고, 상기 축 고정 부재(180)를 중심으로는 상기 본딩 장치(50)와 상기 하중 프레임(190)이 대칭으로 구성되어 안정성을 더한다. According to one embodiment, the bonding apparatus may be configured such that a bonding apparatus 50 is disposed on one side of a shaft fixing member 180 so as to be slidable in a vertical direction while a load frame 190 is disposed on the opposite side. The load frame 190 may be provided to adjust the center of gravity about the shaft fixing member 180. That is, the load frame 190 is disposed in a frame having the same weight as the bonding apparatus 50, and is symmetrical about the shaft fixing member 180. Accordingly, the bonding apparatus 50 itself is axially symmetrical to add precision and stability, and the bonding apparatus 50 and the load frame 190 are symmetric about the shaft fixing member 180, Which adds stability.

일 실시예에 따르면, 상기 중간 지지 부재(120)는 상기 외부 지지 부재(130)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 상기 본딩 헤드(110)는 상기 중간 지지 부재(120)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 이 경우, 상기 중간 지지 부재(120)의 측부에 설치되는 연결축들(122)에 의해 상기 중간 지지 부재(120)는 상기 외부 지지 부재(130)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이 때, 상기 본딩 헤드(110)는 상기 중간 지지 부재(120); 외부 지지 부재(130); 가압 부재(140); 실린더부(150); 및 스텝 모터(160)와 일련으로 연결되어 있으므로, 결과적으로 상기 스텝 모터(160)의 구동에 의해 상기 본딩 헤드(110)가 새로운 θ축을 구성하여 회전할 수 있게 된다. 이와 같이 상기 본딩 헤드(110)가 θ축을 가지고 회전할 수 있도록 구성됨에 따라, 반도체 칩과 기판 사이의 칩 정렬에 이용될 수 있다. 따라서, 반도체 칩을 정렬하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 본딩 장치(50)에 배치된 상기 비젼 센서(200)를 통하여 정렬을 확인하고, 상기 본딩 헤드(110)의 θ축 제어를 수행할 수 있다. According to one embodiment, the intermediate support member 120 is rotatably supported by the external support member 130, and the bonding head 110 is rotatably supported by the intermediate support member 120 . In this case, the intermediate support member 120 is rotatably supported by the external support member 130 by connection axes 122 provided on the side of the intermediate support member 120. At this time, the bonding head 110 includes the intermediate support member 120; An external support member 130; A pressing member 140; A cylinder part 150; And the stepping motor 160 are connected in series. As a result, the bonding head 110 can rotate and constitute a new θ axis by driving the stepping motor 160. As such, the bonding head 110 is configured to rotate with the [theta] axis, so that it can be used for chip alignment between the semiconductor chip and the substrate. Therefore, the time for aligning the semiconductor chips can be shortened. Also, as described above, alignment can be confirmed through the vision sensor 200 disposed in the bonding device 50, and θ-axis control of the bonding head 110 can be performed.

일 실시예에 따르면, 본딩 장치(50)의 상기 본딩 헤드(110)는 반도체 칩과 접촉된 상태에서 자유롭게 회전될 수 있는 상태가 되며, 따라서 상기 본딩 헤드(110)가 반도체 칩과 접촉하여 가압할 경우, 반도체 칩의 표면에 대해 균일한 면압력을 가할 수 있다. 왜냐하면, 상기 본딩 헤드(110)에 가해지는 힘은 상기 연결축들(122)을 통해 상기 외부 지지 부재(130)에 가해지는데, 상기 네 개의 연결축들(122)이 서로 소통하여 좌우 압력의 평형을 유지하도록 구성되기 때문이다. 이와 같이, 상기 본딩 헤드(110)는 자율 순응 기능을 가지고 있어 좌우 압력의 평형을 유지하여 위치 에러에 대한 보상 기능이 강화되어, 상기 본딩 헤드(110) 하부에 배치되는 칩에 균일한 면압력을 가할 수 있다. According to one embodiment, the bonding head 110 of the bonding apparatus 50 is freely rotatable in contact with the semiconductor chip, so that the bonding head 110 contacts and presses the semiconductor chip. , It is possible to apply a uniform surface pressure to the surface of the semiconductor chip. This is because the force applied to the bonding head 110 is applied to the external support member 130 through the connection shafts 122 so that the four connection shafts 122 communicate with each other, As shown in FIG. As described above, the bonding head 110 has an autonomous adaptation function to maintain the equilibrium of the left and right pressures to enhance the compensation function for the positional errors, thereby uniformly applying a surface pressure to the chips disposed under the bonding head 110 Can be added.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 가압 부재(140)의 하우징 내부에는 스프링이 설치되어, 상기 가압 부재(140)를 통해 보다 균일한 압력을 가하도록 구성될 수 있다. According to another embodiment, a spring may be installed inside the housing of the pressing member 140 so as to apply a more uniform pressure through the pressing member 140.

도 8 및 도 9는 종래 기술에 따른 플립퍼 장치를 나타내는 사시도이다. 8 and 9 are perspective views showing a conventional flipper device.

도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 고정축(90)에 플립퍼(80)가 연결되어 설치된다. 본 실시예에서 플립퍼(80)는 본 발명의 반도체 제조 장치의 대략 가운데 영역에 배치된다. 보다 구체적으로, 상기 플립퍼(80)는 y축 방향으로 볼 때, 상기 제1 및 제2 본딩 장치(51, 52) 사이에 배치된다. 또한 상기 플립퍼(80)는 x축 방향으로 볼 때, 상기 본딩 스테이지(60) 및 익스펜딩 스테이지(70) 사이에 배치되되, 상기 익스펜딩 스테이지(70) 부근에 배치되도록 구성된다. 일례로, 상기 플립퍼(80)는 상기 익스펜딩 스테이지(70) 상에 배치됨으로써, 상기 익스펜딩 스테이지(70)에 놓인 반도체 칩을 픽업하여, 상기 본딩 장치(50)에 제공하는 역할을 수행한다. Referring to FIGS. 3, 8 and 9, a flipper 80 is connected to the fixed shaft 90. In this embodiment, the flipper 80 is disposed in the approximate center area of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention. More specifically, the flipper 80 is disposed between the first and second bonding devices 51 and 52 when viewed in the y-axis direction. The flipper 80 is disposed between the bonding stage 60 and the expansing stage 70 when viewed in the x-axis direction, and is disposed in the vicinity of the expansing stage 70. For example, the flipper 80 is disposed on the expansing stage 70, thereby picking up a semiconductor chip placed on the expansing stage 70 and providing the semiconductor chip to the bonding apparatus 50 .

종래 기술에 따른 플립퍼(80)는 플립 헤드(81)와 플립 바디(85)로 구성된다. 상기 플립 헤드(81)는 반도체 칩을 재치할 수 있는 픽업부(82)와 암(83)으로 구성될 수 있다. 픽업부(82)는 예를 들어 이젝터(ejector)에 의해 꺼내어진 반도체 칩을 픽업하는 역할을 수행한다. 일 실시예에 따르면, 상기 픽업부(82)는 음압을 인가할 수 있는 진공라인이 형성되어, 이를 통해 석션 압력을 인가함으로써, 이젝팅된 반도체 칩을 흡착할 수 있도록 구성된다. 상기 암(83)은 상기 픽업부(82)와 일체로 형성되어 길게 연장된 부분을 말한다. 상기 픽업부(82) 및 암(83)으로 구성된 플립 헤드(81)는 플립 바디(85)에 대하여 회전 가능하게 구성된다.The flipper 80 according to the prior art consists of a flip head 81 and a flip body 85. The flip head 81 may be constituted by a pick-up portion 82 and an arm 83 which can mount a semiconductor chip. The pickup 82 performs a role of picking up a semiconductor chip taken out by an ejector, for example. According to one embodiment, the pick-up unit 82 is formed so as to be capable of sucking the ejected semiconductor chip by applying suction pressure through the vacuum line formed therein to apply a negative pressure. The arm 83 is formed integrally with the pick-up portion 82 and extends to a long side. The flip head 81 composed of the pick-up portion 82 and the arm 83 is configured to be rotatable with respect to the flip body 85.

종래 기술에 따르면, 상기 플립 헤드(81)는 180도로 회전할 수 있도록 구성된다. 그러나, 이와 같은 구성은 플립퍼가 고정축에 배치되어 이동하지 않는 구성인 경우에만 효율적이고, 플립퍼가 슬라이딩 축에 배치되어, 슬라이딩 축을 따라 평행 이동할 수 있는 구성에서는 평행 이동과 플립 헤드의 뒤집은 구동을 동시에 할 수 없기 때문에 효율적이지 못하다. According to the prior art, the flip head 81 is configured to rotate 180 degrees. However, this configuration is effective only in the case where the flipper is arranged on the fixed shaft and does not move, and in a configuration in which the flipper is disposed on the sliding axis and can move parallel along the sliding axis, the parallel movement and the flip- It is not efficient because it can not be done.

도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립퍼의 구성을 나타내는 사시도이다. 10 and 11 are perspective views illustrating the configuration of a flipper according to an embodiment of the present invention.

도 3, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 플립퍼는 플립 헤드(88)를 가지며, 상기 플립 헤드(88)는 암(86)과 픽업부(87)를 가진다. 상기 암(86)은 종래 기술의 구성과 유사하게, 고정축에 직교하는 방향으로 뻗어있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 픽업부(87)가 상기 암(86)의 직교하는 방향으로 연결되어 배치되는 것이 특징이다. 즉, 상기 픽업부(87)는 상기 암(86)의 직교하는 방향으로 배치됨에 따라, 고정축과 평행한 방향으로 배치된다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 암(86)이 180도 회전하면서 반도체 칩을 뒤집는 동작을 수행한다. 도 5를 참조하면, 상기 암(86)이 180도 회전하면서 상기 픽업부(87)가 아래 방향에서 위쪽 방향으로 뒤집어진 모습을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 플립퍼는 도 1에서 설명한 바와 같이 슬라이딩 축을 따라 평행 이동 가능하게 구성되므로, 평행 이동 동작을 수행함과 동시에, 상기 플립 헤드(88)를 180도 회전시키면, 평행 이동 동작과 반도체 칩을 뒤집는 동작을 동시에 수행할 수 있다. 3, 10 and 11, the flipper according to the present invention has a flip head 88, and the flip head 88 has an arm 86 and a pickup 87. The arm 86 extends in a direction perpendicular to the fixed axis, similar to the configuration of the prior art. However, in the present invention, the pick-up portion 87 is arranged to be connected to the arm 86 in a direction perpendicular to the arm 86. That is, the pickup 87 is arranged in a direction perpendicular to the arm 86, and is arranged in a direction parallel to the fixed shaft. With such a configuration, the arm 86 is rotated 180 degrees to perform an operation of reversing the semiconductor chip. Referring to FIG. 5, it can be seen that the arm 87 is rotated 180 degrees and the pickup 87 is turned upside down. Since the flipper according to the present invention is configured to be movable in parallel along the sliding axis as described with reference to FIG. 1, when the parallel movement operation is performed and the flip head 88 is rotated 180 degrees, Reversing operation can be performed at the same time.

이로써, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 종래 기술에 따른 반도체 제조 장치보다 간단한 구성으로 효율적으로 공정 시간을 단축시킬 수 있어, 높은 생산성을 갖는다.Thus, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention can efficiently shorten the processing time with a simpler structure than the conventional semiconductor manufacturing apparatus, and has high productivity.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립퍼의 구성을 나타내는 사시도이다. 12 is a perspective view showing a configuration of a flipper according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 플립퍼의 플립 헤드(88)는 면압 조정 장치(89) 및 상기 면압 조정 장치(89)와 상기 픽업부(87)를 연결하는 스프링(84)을 포함한다. 12, the flip head 88 of the flipper according to the present invention includes a surface pressure adjusting device 89 and a spring 84 connecting the surface pressure adjusting device 89 and the pickup 87 .

상기 면압 조정 장치(89)는 상기 픽업부(87)와 평행하게 배치되어, 상기 픽업부(87)가 익스펜딩 스테이지로부터 반도체 칩을 픽업하는 동작에서, 반도체 칩을 안정적으로 픽업할 수 있도록 완충 작용을 하는 역할을 수행한다. 또한, 반도체 칩을 픽업한 상기 픽업부(87)가 상기 암(86)의 뒤집는 동작을 통하여 뒤집힌 후, 본딩 장치에 상기 반도체 칩을 인계하는 동작에서, 반도체 칩을 안정적으로 인계할 수 있도록 완충 작용을 하는 역할을 수행한다. 상기 면압 조정 장치(89)는 스프링(84)을 통하여 상기 픽업부(87)와 연결되어 구성됨으로써, 완충 작용의 역할을 효율적으로 수행할 수 있다. The surface pressure adjusting device 89 is disposed in parallel with the pickup 87 so that the pickup 87 picks up the semiconductor chip from the expanding stage, And the like. Further, in the operation of picking up the semiconductor chip, the pick-up section 87 picking up the semiconductor chip is reversed through the reversing operation of the arm 86, And the like. The surface pressure adjusting device 89 is connected to the pickup 87 through a spring 84, thereby effectively performing a buffering action.

도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩 장치를 나타내는 사시도들이다.13 and 14 are perspective views showing a bonding apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 본딩 장치는 도 6의 구성을 기본적으로 구비하되, 추가적으로 면압 조정 장치를 구비한다. 상기 면압 조정 장치는 반도체 칩을 본딩할 때의 압력을 일정하게 구현하기 위한 장치이다. 상기 본딩 헤드(110)의 무게가 반도체 칩에 직접적으로 전달되면, 압력에 따른 힘에 매우 민감한 반도체 칩이 손상되거나 정교하게 본딩 공정을 수행하는 데에 방해가 될 수 있다. 이를 위해 상기 본딩 헤드(110) 자체에 압력에 의한 힘을 상쇄시키기 위한 텐션 장치를 설치하게 되면, 텐션 방향으로 상기 본딩 헤드(110)의 하중이 그대로 이동하게 되어 원하는 압력을 적절하게 가하지 못하게 되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 상기 면압 조정 장치를 구비함으로써, 상기 본딩 헤드(110)의 무게가 반도체 칩에 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 13 and 14, the bonding apparatus according to the present invention basically includes the configuration of FIG. 6, and further includes a surface pressure adjusting device. The surface pressure adjusting device is a device for realizing a constant pressure when bonding a semiconductor chip. If the weight of the bonding head 110 is directly transferred to the semiconductor chip, a semiconductor chip highly susceptible to force due to pressure may be damaged or precisely prevented from performing the bonding process. To this end, when the tensioning device for canceling the force due to the pressure is installed in the bonding head 110 itself, the load of the bonding head 110 moves in the tension direction as it is, . Accordingly, the present invention can prevent the weight of the bonding head 110 from being directly transmitted to the semiconductor chip by providing the surface pressure adjusting device.

구체적으로, 상기 면압 조정 장치는 상기 본딩 헤드(110)와 연결된 상기 외부 지지 부재(130)와, 상기 축 고정 부재(180)에 연결된 상기 슬라이딩 부재(170) 사이를 연결하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 상기 면압 조정 장치는 스프링 또는 에어 실린더일 수 있다. Specifically, the surface pressure adjusting device is configured to connect between the external supporting member 130 connected to the bonding head 110 and the sliding member 170 connected to the shaft fixing member 180. According to one embodiment, the surface pressure adjusting device may be a spring or an air cylinder.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 실린더부(150)와 상기 스텝 모터(160) 사이에 로드셀을 더 구비한다. 상기 로드셀을 더 구비함으로써, 상기 면압 조정 장치의 압력 조절에 더하여, 외력에 의한 힘을 일정하게 유지하도록 도울 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a load cell is further provided between the cylinder part 150 and the step motor 160. By further including the load cell, in addition to the pressure control of the surface pressure regulating device, it is possible to help keep the force due to the external force constant.

이상의 실시예를 통해 살펴본 본 발명은, 반도체 패키지를 제조하기 위한 장치에 있어서 기판 상에 반도체 칩을 효율적으로 본딩하기 위한 본딩 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 본딩 장치는 본딩 헤드를 포함하는 본딩 장치 전체의 구조를 축대칭으로 제작함으로써, 반도체 칩이 받는 하중이 중심으로 집중되도록 실린더와 로드셀을 동일 축에 구성하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 반도체 칩과 접촉하는 본딩 헤드와 압력을 제공하는 실린더부를 동일 축에 구성하고, 전체의 본딩 장치를 대칭적으로 구성함에 따라, 본 발명의 본딩 장치를 이용하여 반도체 칩을 기판에 본딩 시 벤딩(bending) 등에 의한 구조 변형을 최소화할 수 있다. 또한, 축 고정 부재(180)를 중심으로 일측에는 본딩 장치(50)가, 반대측에는 하중 프레임(190)이 배치됨으로써, 상기 축 고정 부재(180)를 중심으로 좌우 대칭이 되도록 구성하여 정교함과 안정성을 더한다. 그리고 본딩 헤드는 상부의 스텝 모터와 일련으로 연결되어 스텝 모터의 구동에 의해 상기 본딩 헤드가 새로운 θ축을 구성하여 회전할 수 있게 되어 반도체 칩과 기판 사이의 칩 정렬 시간을 단축할 수 있다. 또한, 상기 본딩 헤드는 연결축들(122)이 서로 소통하여 좌우 압력의 평형을 유지하도록 구성되기 때문에 자율 순응 기능을 가지고 있어 좌우 압력의 평형을 유지하여 위치 에러에 대한 보상 기능이 강화됨으로써, 상기 본딩 헤드(110) 하부에 배치되는 칩에 균일한 면압력을 가할 수 있다.The present invention as described above provides a bonding apparatus for efficiently bonding a semiconductor chip on a substrate in an apparatus for manufacturing a semiconductor package. The bonding apparatus according to the present invention is characterized in that the structure of the entire bonding apparatus including the bonding head is formed axially symmetrically so that the cylinder and the load cell are formed on the same axis so that the load received by the semiconductor chip is concentrated at the center. As described above, since the bonding head that makes contact with the semiconductor chip and the cylinder that provides the pressure are formed on the same axis and the entire bonding apparatus is symmetrically constructed, when the semiconductor chip is bonded to the substrate using the bonding apparatus of the present invention The structural deformation due to bending or the like can be minimized. A bonding device 50 is disposed on one side of the shaft fixing member 180 and a load frame 190 is disposed on the opposite side of the shaft fixing member 180 so as to be symmetrical about the shaft fixing member 180, Lt; / RTI > The bonding head is connected in series with the upper step motor so that the bonding head can rotate by constituting a new θ axis by driving the step motor, thereby shortening the chip alignment time between the semiconductor chip and the substrate. Also, the bonding head is configured to maintain the equilibrium of the left and right pressures by communicating with the connection axes 122, so that the bonding head has the autonomous adaptation function to maintain the equilibrium of the left and right pressures to enhance the compensation function for the position error, A uniform surface pressure can be applied to a chip disposed under the bonding head 110.

또한, 본 발명에 따른 본딩 장치는 면압 조정 장치를 구비한다. 상기 본딩 헤드(110)의 무게가 반도체 칩에 직접적으로 전달되면, 압력에 따른 힘에 매우 민감한 반도체 칩이 손상되거나 정교하게 본딩 공정을 수행하는 데에 방해가 될 수 있다. 따라서, 상기 본딩 헤드(110)와 연결된 상기 외부 지지 부재(130)와, 상기 축 고정 부재(180)에 연결된 상기 슬라이딩 부재(170) 사이를 연결하도록 구성된 면압 조정 장치를 구비함으로써, 상기 본딩 헤드(110)의 무게가 반도체 칩에 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 실린더부(150)와 상기 스텝 모터(160) 사이에 로드셀을 더 구비한다. 상기 로드셀을 더 구비함으로써, 상기 면압 조정 장치의 압력 조절에 더하여, 외력에 의한 힘을 일정하게 유지하도록 도울 수 있다In addition, the bonding apparatus according to the present invention includes a surface pressure adjusting device. If the weight of the bonding head 110 is directly transferred to the semiconductor chip, a semiconductor chip highly susceptible to force due to pressure may be damaged or precisely prevented from performing the bonding process. Therefore, by providing the surface pressure adjusting device configured to connect between the external support member 130 connected to the bonding head 110 and the sliding member 170 connected to the shaft fixing member 180, 110 can be prevented from being directly transmitted to the semiconductor chip. Further, a load cell is further provided between the cylinder part 150 and the step motor 160. By further including the load cell, in addition to the pressure control of the surface pressure regulating device, it is possible to keep the force due to the external force constant

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. It is also to be understood that the foregoing is illustrative and explanatory of preferred embodiments of the invention only, and that the invention may be used in various other combinations, modifications and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the disclosure and the equivalents of the disclosure and / or the scope of the art or knowledge of the present invention. The foregoing embodiments are intended to illustrate the best mode contemplated for carrying out the invention and are not intended to limit the scope of the present invention to other modes of operation known in the art for utilizing other inventions such as the present invention, Various changes are possible. Accordingly, the foregoing description of the invention is not intended to limit the invention to the precise embodiments disclosed. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.

Claims (4)

기판을 지지하기 위한 기판 안착부
반도체 칩을 지지하기 위한 칩 안착부
상기 기판 안착부 및 상기 칩 안착부 사이에 배치되고, 슬라이딩 축에 연결되어 상기 기판 안착부 및 상기 칩 안착부 사이를 수평으로 이동할 수 있도록 구성되어, 상기 칩 안착부 상에 안착된 반도체 칩을 픽업하여 상기 기판 안착부로 이송하는 플립퍼;
상기 기판 안착부의 상부에 배치되도록 축 고정 부재의 일측에 배치되어, 상기 플립퍼로부터 반도체 칩을 이송받아, 상기 기판 안착부에 안착되어 있는 기판 상에 반도체 칩을 본딩하는 본딩 장치; 및
반도체 칩과 기판과의 정렬을 확인하기 위한 비젼 센서;를 포함하되,
상기 플립퍼는 상기 슬라이딩 축에 직교하는 고정축 상에 배치되고, 상기 고정축 상에 배치된 플립 헤드를 구비하며,
상기 플립 헤드는 상기 고정축과 직교하는 암과, 상기 암에 직교하는 방향으로 배치되어 상기 고정축과 평행한 방향으로 배치되어 상기 플립 헤드를 180도 회전시킴에 따라 평행 이동 동작과 반도체를 뒤집는 동작을 동시에 수행하는 픽업부를 갖고,
상기 비젼 센서는 상기 본딩 장치와 동일한 축 상에 평행하게 배치되도록, 상기 축 고정 부재에 장착되어, 상기 플립퍼로부터 반도체 칩을 인계받은 상기 본딩 장치와, 본딩 공정을 수행할 기판과의 정렬을 확인하고,
상기 비젼 센서가 정렬을 확인한 결과에 따라, 상기 기판 안착부에 배치된 기판의 정렬을 조정하거나, 상기 본딩 장치의 θ축의 정렬을 조정하는 반도체 제조 장치.A substrate mounting part
A chip mounting part for supporting a semiconductor chip
A semiconductor chip mounted on the chip mounting part and configured to be able to move horizontally between the substrate mounting part and the chip mounting part, the chip mounting part being disposed between the substrate mounting part and the chip mounting part, A flipper for transferring the substrate to the substrate mounting part;
A bonding apparatus which is disposed on one side of the shaft fixing member so as to be disposed on the substrate seating unit and receives the semiconductor chip from the flipper and bonds the semiconductor chip onto the substrate mounted on the substrate seating unit; And
And a vision sensor for confirming alignment between the semiconductor chip and the substrate,
Wherein the flipper is disposed on a fixed shaft orthogonal to the sliding shaft and has a flip head disposed on the fixed shaft,
The flip head includes an arm orthogonal to the fixed shaft, a parallel movement operation and an operation of reversing the semiconductor by rotating the flip head by 180 degrees in a direction perpendicular to the arm and parallel to the fixed shaft And a pickup unit
Wherein the vision sensor is mounted on the shaft fixing member so as to be arranged on the same axis as the bonding apparatus so as to confirm alignment between the bonding apparatus that has taken over the semiconductor chip from the flipper and the substrate to be subjected to the bonding process and,
And adjusting the alignment of the substrate disposed on the substrate seating portion or adjusting the alignment of the? -Axis of the bonding device according to a result of checking the alignment by the vision sensor. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020170025874A 2017-02-28 2017-02-28 Apparatus for fabricating semi-conductor KR101944355B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170025874A KR101944355B1 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Apparatus for fabricating semi-conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170025874A KR101944355B1 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Apparatus for fabricating semi-conductor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180098987A KR20180098987A (en) 2018-09-05
KR101944355B1 true KR101944355B1 (en) 2019-01-31

Family

ID=63594758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170025874A KR101944355B1 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Apparatus for fabricating semi-conductor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101944355B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111128771B (en) * 2019-12-19 2021-08-10 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) Self-leveling and locking method for large-pressure flip bonding and adjusting platform of chip substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310480A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Toshiba Corp Apparatus and method for processing semiconductor device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007072714A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Shibaura Mechatronics Corporation Apparatus and method for mounting electronic component
KR101082827B1 (en) * 2010-03-19 2011-11-11 아메스산업(주) Flip chip mounting device having a pickup unit integrated with a vision camera

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310480A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Toshiba Corp Apparatus and method for processing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180098987A (en) 2018-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10896902B2 (en) Systems and methods for efficient transfer of semiconductor elements
CN107180772B (en) Chip mounting device and method for manufacturing semiconductor device
KR102003130B1 (en) Semiconductor manufacturing device and manufacturing method of semiconductor device
US20130167369A1 (en) Apparatuses for mounting semiconductor chips
KR101605077B1 (en) Apparatus for bonding chip on wafer precisely
KR102330577B1 (en) Electronic component pickup apparatus and bonding apparatus
KR101944355B1 (en) Apparatus for fabricating semi-conductor
KR101939347B1 (en) Apparatus for fabricating semi-conductor
KR101946851B1 (en) Apparatus for fabricating semi-conductor
JP6847206B2 (en) Universal Chip Batch Bonding Equipment and Methods
KR20170082992A (en) Transfer tool module and device handler having the same
KR20170042955A (en) Die bonding apparatus
KR101946843B1 (en) Apparatus for fabricating semi-conductor
JP2013074240A (en) Three-dimensional mounting apparatus
KR101939343B1 (en) Apparatus for fabricating semi-conductor
KR101649073B1 (en) Bonding Device for Fabricating Semiconductor Package
KR102536175B1 (en) Die bonding apparatus
KR101794978B1 (en) Flipper of Apparatus for fabricating semi-conductor
KR20170113773A (en) Bonding Device for Fabricating Semiconductor Package
KR101794977B1 (en) Apparatus for fabricating semi-conductor
TWI827281B (en) Installation device for electronic components and installation method for electronic components
KR101584672B1 (en) Compressing apparatus for bonding semiconductor chip
KR20180083742A (en) Flip device handler having the same
KR101685910B1 (en) Method for Fabricating Semiconductor Package
US20220102185A1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus including bonding head

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right