KR101949334B1 - 반도체 패키지의 클립 본딩 장치 및 클립픽커 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지용 클립 본딩 장치와 그에 포함된 클립픽커에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 반도체 칩에 클립을 본딩하는 장치 및 그에 포함되어 클립을 픽킹 및 재배열하기 위한 클립픽커에 관한 것이다.

Description

반도체 패키지의 클립 본딩 장치 및 클립픽커{APPARATUS FOR BONDING CLIPS FOR SEMICONDUCTOR PACKAGE AND THE CLIP PICKER FOR THE SAME}
본 발명은 반도체 패키지용 클립 본딩 장치와 그에 포함된 클립픽커에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 반도체 칩에 클립을 본딩하는 장치 및 그에 포함되어 클립을 픽킹 및 재배열하기 위한 클립픽커에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩 패키지는 반도체 칩(혹은 다이), 리드프레임 및 케이스 바디를 포함하여 구성되며, 반도체 칩은 리드프레임 패드 상에 부착되고, 리드프레임의 리드와는 본딩 와이어에 의하여 전기적으로 연결된다. 한편, 여러 반도체 칩 패키지 중 IGBT나 파워모스펫(Power MOSFET) 등과 같은 전력용 반도체 소자를 구현한 반도체 패키지는 작은 스위칭 손실과 도통 손실 및 낮은 소스-드레인간 온 저항(RdsON)이 요구된다. 따라서, 최근에는 상기한 전력용 반도체 소자를 구현한 반도체 패키지와 같이 고전압 대전류 디바이스용 반도체칩 패키지의 경우에는 본딩 와이어 대신 반도체용 도전성 클립(clip)이 사용되고 있다.
예컨대, 도 1 에 도시된 바와 같이 종래의 클립 본딩 반도체 칩 패키지는 반도체 칩(20)이 실장되는 리드프레임 패드(lead frame pad: 11)와 반도체 칩(20)으로부터 패키지 외부로의 신호전달을 위한 리드(lead: 13)로 구성되는 리드프레임(lead frame: 10)을 포함한다. 리드(13)와 이에 대향되는 위치에 위치하는 다른 리드 사이에 리드프레임 패드(11)가 위치할 수 있다. 리드프레임 패드(11) 상에는 반도체 칩(20)이 실장되고, 반도체 칩(20) 위에는 클립(30)의 일 단부, 예컨대 클립 몸체부가 위치하고, 클립(30)의 다른 일 단부, 예컨대 다운셋(downset) 부분은 끝단부(end portion)가 어느 하나의 리드프레임 리드(13) 표면 상에 부착될 수 있다. 클립(30)은 반도체 칩(20)에 실질적으로 본딩되는 영역인 클립 몸체부와, 클립 몸체부로부터 연장되고 클립 몸체부의 표면에서 일정 각도 꺾여 구부러진 형태로 벤딩(bending)된 다운셋 부분으로 구분될 수 있다. 다운셋 부분은 클립 몸체부의 상면에 대해서 예컨대 아래 방향으로 일정 각도 구부러진 부분으로 형성될 수 있으며, 다운셋 부분의 끝단부는 리드(13) 표면에 접촉 연결되도록 다운셋 부분이 구부러지는 각도가 설정될 수 있다. 다운셋 부분은 반도체 칩(20)에 전기적으로 연결되는 클립 몸체부와 리드프레임(10)의 리드(13)를 전기적 및 열적으로 연결시키는 연결 부재로 작용할 수 있다. 클립(30)의 다운셋 부분과 클립 몸체부와의 사이에는 단차홈이 구비될 수 있다. 단차홈은 클립 몸체부와 다운셋 부분 사이 부분을 하프 에칭(half etching)하거나 단조하여 오목한 형상으로 구현할 수 있다. 이러한 단차홈은 반도체 칩(120)의 에지부(edge portion)와 클립(30) 부분, 특히 다운셋 부분 사이의 이격 간격을 보다 넓게 확보하기 위하여 도입된다.
반도체 칩(20)과 클립(30)의 클립 몸체부의 사이에는 예컨대 솔더층을 포함하는 접합층(40)이 구비될 수 있다. 또한, 다운셋 부분의 끝단부와 리드(13)를 전기적으로 연결 부착하는 부분에도 접합층(40)이 구비될 수 있다. 또한, 반도체 칩(20)과 리드프레임 패드(11)의 사이에도 접합층(40)이 구비될 수 있다. 리드프레임(10), 반도체 칩(20) 및 클립(30)의 적어도 일부를 덮는 밀봉부(50)가 에폭시몰딩재(EMC: Epoxy Molding Compound)와 같은 몰딩재에 의해 형성되어 반도체 패키지의 실질적인 몸체가 이루어진다. 이때, 밀봉부(50)는 리드프레임(10)의 일부, 예컨대, 리드(13)의 표면이 외부 소자들과 연결될 수 있게 이 부분을 노출하도록 몰딩(molding)될 수 있다.
여기서, 상기 클립(30)은 반도체 칩(20) 상에 올려져 본딩될 수 있는 데, 이를 위해서 클립(30)을 반도체 칩(20) 상에 정렬(align)하는 과정이 수행되어야 한다. 이와 같은 정렬이 정확하게 수행되지 않을 경우 반도체 칩(20)과 클립(30), 리드프레임(10) 사이의 전기적 연결이 부정확하거나 오류가 발생될 수 있다. 상기 클립(30)을 반도체 칩(20) 상에 본딩하는 방법으로 개개의 클립(30)을 반도체 칩(20) 상에 개별적으로 올려 본딩하는 방법이 있을 수 있으나 이는 효율면에서 바람직하지 않다. 따라서, 다수의 클립을 한 번에 다수의 반도체 칩(20)들 각각에 정렬시켜 본딩하는 것이 유리하다. 이를 위해서 클립(30)들의 배열과 반도체 칩(20)들의 배열은 실질적으로 일치하는 동일한 피치(pitch)를 가져야 한다.
그런데, 리드프레임(10)의 단위체가 다수 개 연결된 리드프레임 상에 반도체 칩(20)들이 다수 개가 배열되도록 실장(mounting)된 경우, 이들 반도체 칩(20)들의 배열에 실질적으로 동일하게 클립(30)들을 배열시키고자 하면 클립(30)과 클립 사이에 많은 이격 간격을 가지게 되어 클립프레임(clip frame) 내에 배열되는 클립(30)의 밀도가 작아지기 때문에 클립프레임을 제작하는 데 소요되는 재료의 양이 증가되므로 제조 비용의 증가가 수반될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 발명자는 대한민국 등록특허 제10-1544086호에서 피치 확장 스테이지(pitch extension stage)를 포함하는 다중 클립 부착 장비(multi clip mounting system)를 제안한 바 있다. 상기 등록특허에서는, 다수의 클립(30)들이 배열된 클립프레임과, 다수의 반도체 칩(20)들이 실장된 리드프레임을 준비하고, 상기 클립프레임의 각 클립들의 배열 피치를 리드프레임(10)에 배치된 각 반도체 칩(20)들의 배열 피치 보다 작게 구성하고, 상기 클립프레임을 커팅하여 다수의 개별 클립들로 분리한 후, 피치 확장 스테이지(pitch extension stage)에서 개별적인 클립(30)들 간의 피치(간격)를 확장하여 클립(30)들의 배열을 반도체 칩(20)들의 배열에 일치시켜 본딩하는 방법이 제안되었다.
한편, 본 발명의 발명자는 대한민국 등록특허 제10-1612730호에서 클립프레임에 배치된 클립의 배열 피치를 리드프레임에 배치된 반도체 칩들의 배열 피치 보다 작게 하고, 클립프레임에 배치된 클립들을 일부씩 순차적으로 수회 커팅하여 개별적으로 분리 및 이송한 후, 분리된 클립들을 리드프레임에 배치된 반도체 칩들의 배열 피치와 동일하게 재배열하여 반도체 칩들 상에 본딩하는 방법과 이를 위한 장치가 제안되었다.
그런데, 본 발명의 발명자는 상기한 바와 같은 방법들은 클립커팅부에서 커팅된 개별 클립들을 적재하는 클립마운트에서 개별 클립들 간의 간격을 조절한 후 별도의 픽커를 이용하여 반도체 칩에 본딩하는 2단계 과정을 거침에 따라 장치가 복잡해지고 공정 소요 시간이 비교적 길다는 문제를 인식하게 되었다. 또한, 상기한 바와 같은 방법들에 의하면, 클립의 커팅시 커팅면 가장자리에 발생하는 버(burr)가 하향 형성되고, 클립을 반도체 칩에 본딩하는 경우 하향 형성된 버가 반도체 칩 표면과 접속되면서 전기적인 문제를 일으키는 것을 인식하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1544086호 대한민국 등록특허 제10-1612730호
본 발명은 상기한 바와 같은 반도체 패키지의 칩에 클립을 본딩하는 방법 및 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 보다 개선된 구조를 통하여 장비의 간소화 및 공정 시간을 단축하고, 커팅면에 발생하는 버(burr)를 상향 형성되도록 하여 전기적인 문제 발생을 차단할 수 있는 클립 본딩 방법과 이를 위한 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 클립 본딩 방법은, 다수의 반도체 칩들이 탑재된 리드프레임을 준비하는 단계; 다수의 클립들이 상기 리드프레임에 탑재된 반도체 칩들의 배열 피치와 상이한 피치를 갖도록 배열된 클립프레임이 준비되는 단계; 상기 클립프레임에 배열된 클립들이 커팅되어 분리되는 단계; 분리된 클립들이 클립픽커에 의해 픽킹(picking)되고, 상기 클립픽커에 의해 각 클립들 간의 배열 피치가 상기 리드프레임에 탑재된 다수의 반도체 칩들 간의 배열 피치와 일치하도록 재배열되는 단계; 상기 클립픽커에 의해 재배열된 클립들이 상기 리드프레임에 탑재된 다수의 반도체 칩들 상에 각각 본딩되는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 분리된 클립들이 픽킹되어 재배열되는 단계는, 커팅되어 분리된 다수의 클립들이 상기 클립픽커에 구비된 복수의 픽킹부재에 의해 복수의 클립 그룹으로 분할되어 피킹되고, 상기 복수의 픽킹부재가 서로 상대 이동되어 분할 픽킹된 각 클립 그룹 간의 간격이 조절됨에 의해 수행된다.
그리고, 상기 클립들이 커팅되어 분리되는 단계는, 상기 클립프레임에 배치된 각 클립들이 상측으로부터 하방으로 펀칭됨에 의해 수행된다.
여기서, 상기 커팅 분리된 클립들이 하측에 적재되고, 적재된 클립들이 상측으로부터 픽킹된다.
또한, 상기 클립들이 커팅되어 분리되는 단계는, 상기 클립프레임에 배치된 각 클립들이 하측으로부터 상방으로 펀칭됨에 의해 수행된다.
여기서, 상기 커팅 분리된 클립들이 상측으로부터 픽킹된다.
그리고, 상기 재배열된 클립들이 반도체 칩들 상에 본딩되는 단계는, 상기 재배열된 클립들이 그 배열을 유지한 상태로 클립픽커에 의해 파지되어 반도체 칩들이 배치된 리드프레임 상측으로 이동된 후, 상기 반도체 칩들 상에 각 클립들이 본딩된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 클립 본딩 장치는, 다수의 반도체 칩들이 탑재된 리드프레임을 공급하기 위한 리드프레임 로딩부와; 다수의 클립들이 상기 리드프레임에 탑재된 반도체 칩들의 배열 피치와 상이한 피치를 갖도록 배열된 클립프레임을 공급하기 위한 클립프레임 로딩부와; 상기 클립프레임에 배열된 클립들의 연결부를 절단하여 개별 클립들로 분리하기 위한 클립커팅부와; 상기 클립커팅부에 의해 커팅된 개별적인 클립들을 그 배열을 유지한 채로 적재하는 클립적재부와; 상기 클립커팅부에 의해 커팅되어 분리된 개별 클립들을 픽킹하여 각 클립들 간의 배열 피치가 상기 리드프레임에 탑재된 다수의 반도체 칩들 간의 배열 피치와 일치하도록 재배열하고, 재배열된 클립들을 상기 리드프레임에 탑재된 다수의 반도체 칩들 상에 각각 본딩하는 클립픽킹부와; 상기 다수의 반도체 칩들 상에 각각 클립이 본딩된 리드프레임을 배출하는 리드프레임 언로딩부를 포함한다.
여기서, 상기 클립픽킹부는 상기 클립커팅부에 의해 커팅된 다수의 개별 클립들을 파지하여 리드프레임에 탑재된 다수의 반도체 칩들 간 배열 피치에 상응하게 상기 다수의 개별 클립들의 배열 피치를 재배열하는 클립픽커를 포함하되; 상기 클립픽커는, 상기 클립커팅부에 의해 커팅된 다수의 개별 클립들을 복수의 클립 그룹으로 분할하여 파지하는 복수의 픽킹부재와; 상기 각 픽킹부재 사이의 간격을 가변시키기 위한 캠부재와; 상기 캠부재를 상기 각 픽킹부재 사이에서 이동시키기 위한 캠이동수단을 포함한다.
여기서, 상기 픽킹부재는 하측에 커팅된 개별 클립들을 흡착 파지하는 다수의 픽킹돌기가 형성되고, 상측에는 인접한 픽킹부재와의 사이에 상기 캠부재가 삽입되어 이동될 수 있는 캠이동홈을 제공하도록 측면에 오목부가 형성된다.
그리고, 상기 서로 인접한 픽킹부재 사이에 형성되는 캠이동홈의 폭이 일측으로 갈수록 좁아지도록, 상기 각 픽킹부재의 측면에 형성된 오목부의 깊이가 일측으로 갈수록 얕아지게 구성된다.
여기서, 상기 캠부재는 일정한 폭을 가지며 서로 인접한 픽킹부재 사이에 형성된 캠이동홈에 삽입된 상태로 일측 또는 타측으로 수평 이동됨에 따라 서로 인접한 픽킹부재 사이의 간격을 조절시키도록 구성된다.
그리고, 상기 픽킹부재들의 간격 조절시 각 픽킹부재들이 수평 방향으로 슬라이드 이동될 수 있도록 가이드하기 위한 가이드봉을 더 포함한다.
또한, 상기 다수의 픽킹부재들 중 좌우 양측의 최외곽 픽킹부재를 상호 연결하는 탄성부재를 더 포함한다.
한편, 상기 캠이동수단은, 상기 픽킹부재에 형성된 캠이동홈의 길이 방향을 따라 전후 수평 이동되는 이동플레이트와; 상기 이동플레이트의 하측에 결합되어 상기 이동플레이트의 수평 이동에 따라 상기 캠이동홈의 길이 방향을 따라 전후 수평 방향으로 이동되되, 각각 개별적으로 좌우 수평 방향으로 이동될 수 있도록 구성되며, 하부에 상기 캠부재가 각각 결합된 다수의 가변블럭을 포함한다.
여기서, 상기 이동플레이트와 가변블럭 사이에는 상기 각 가변블럭들이 개별적으로 좌우 수평 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 가이드하는 다수의 LM가이드가 구비된다.
그리고, 상기 클립픽커를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이송하기 위한 제2삼축이송수단과; 상기 클립픽커를 수평 방향으로 회전시키기 위한 제2회전수단을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 클립픽커는, 다수의 개별 클립(3)들을 복수의 클립 그룹으로 분할하여 파지하는 복수의 픽킹부재와; 상기 각 픽킹부재 사이의 간격을 가변시키기 위한 캠부재와; 상기 캠부재를 상기 각 픽킹부재 사이에서 이동시키기 위한 캠이동수단을 포함한다.
여기서, 상기 픽킹부재는 하측에 개별 클립(3)들을 흡착 파지하는 다수의 픽킹돌기가 형성되고, 상측에는 인접한 픽킹부재와의 사이에 상기 캠부재가 삽입되어 이동될 수 있는 캠이동홈을 제공하도록 측면에 오목부가 형성된다.
그리고, 상기 서로 인접한 픽킹부재 사이에 형성되는 캠이동홈의 폭이 일측으로 갈수록 좁아지도록, 상기 각 픽킹부재의 측면에 형성된 오목부의 깊이가 일측으로 갈수록 얕아지게 구성된다.
여기서, 상기 캠부재는 일정한 폭을 가지며 서로 인접한 픽킹부재 사이에 형성된 캠이동홈에 삽입된 상태로 일측 또는 타측으로 수평 이동됨에 따라 서로 인접한 픽킹부재 사이의 간격을 조절시키도록 구성된다.
그리고, 상기 픽킹부재들의 간격 조절시 각 픽킹부재들이 수평 방향으로 슬라이드 이동될 수 있도록 가이드하기 위한 가이드봉을 더 포함한다.
또한, 상기 다수의 픽킹부재들 중 좌우 양측의 최외곽 픽킹부재를 상호 연결하는 탄성부재를 더 포함한다.
그리고, 상기 캠이동수단은, 상기 픽킹부재에 형성된 캠이동홈의 길이 방향을 따라 전후 수평 이동되는 이동플레이트와; 상기 이동플레이트의 하측에 결합되어 상기 이동플레이트의 수평 이동에 따라 상기 캠이동홈의 길이 방향을 따라 전후 수평 방향으로 이동되되, 각각 개별적으로 좌우 수평 방향으로 이동될 수 있도록 구성되며, 하부에 상기 캠부재가 각각 결합된 다수의 가변블럭을 포함한다.
그리고, 상기 이동플레이트와 가변블럭 사이에는 상기 각 가변블럭들이 개별적으로 좌우 수평 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 가이드하는 다수의 LM가이드가 구비된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 장비의 간소화 및 공정 시간을 단축하고, 클립의 커팅면에 발생하는 버(burr)를 상향 형성되도록 하여 전기적인 문제 발생을 차단할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1 은 통상적인 반도체 패키지의 단면도,
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 방법의 순서도,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 전체 평면도,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 전체 사시도,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립프레임이송수단의 사시도,
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립커팅부 사시도,
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립커팅부 분해도,
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립적재부 사시도,
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립픽킹부 사시도,
도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립픽커 사시도,
도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 장치의 클립픽커를 서로 다른 방향에서 바라본 분해 사시도,
도 12a 는 본 발명의 실시예에 따른 클립픽커의 픽킹부재 사시도,
도 12b 는 본 발명의 실시예에 따른 픽킹부재의 분해도,
도 13 은 본 발명의 실시예에 따른 픽킹부재의 간격 확장 전(a) 및 후(b)의 평면도,
도 14 는 본 발명의 실시예에 따른 픽킹부재의 간격 확장 전(a) 및 후(b)의 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 방법 및 이를 위한 클립 본딩 장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
도 2 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 패키지의 클립 본딩 방법의 공정 흐름도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 방법은, 리드프레임 준비 단계(ST1), 클립프레임 준비 단계(ST2), 클립 커팅 단계(ST3), 클립 픽킹 및 재배열 단계(ST4) 및 클립 본딩 단계(ST5)을 포함한다.
리드프레임 준비 단계에서는 다수의 반도체 칩(20)들이 탑재된 리드프레임(10)을 준비하고, 클립프레임 준비 단계에서는 다수의 클립(3)들이 상기 리드프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(20)들의 배열 피치와 상이한 피치를 갖도록 배열된 클립프레임(30)을 준비한다.
클립 커팅 단계에서는 상기 클립프레임(30)에 배열된 클립(3)들을 후술하는 펀칭부재(200)를 이용하여 개별적인 클립(3)들로 분리한다. 여기서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 클립프레임(30)에 배치된 각 클립(3)들은 하측으로부터 상방으로 펀칭되거나 상측으로부터 하방으로 펀칭됨에 의해 수행된다. 본 발명의 발명자는 클립(3)을 하측에서 상방으로 펀칭하여 커팅하는 경우, 클립프레임(30)의 프레임 부분과 각 클립(3)들의 연결 부위가 절단될때 클립(3)의 절단면에 발생하는 버(burr)가 하향 형성되고, 이러한 하향 형성된 버가 반도체 칩(20)과 접촉되는 경우에 전기적인 문제를 일으키는 것을 인식하였다. 이에, 상기한 바와 같이 클립(3)을 상측에서 하방으로 펀칭하면 버가 상향 형성되어 반도체 칩(20)과의 접촉에 의해 발생되는 전기적인 문제를 방지할 수 있다.
클립 픽킹 및 재배열 단계에서는, 개별적으로 커팅되어 분리된 각 클립(3)들을 후술하는 클립픽킹부(F)의 클립픽커(400)가 파지하여 들어올리고(픽킹;picking), 픽킹된 각 클립(3)들 간의 배열 피치가 상기 리드프레임(10)에 탑재된 다수의 반도체 칩(20)들 간의 배열 피치와 일치하도록 재배열한다.
여기서, 상기 클립픽커(400)에 의해 픽킹된 각 클립(3)들은 후술하는 클립픽커(400)의 픽킹부재(410)에 의해 서로 상대 이동되어 서로 간의 간격이 재배열된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 각 클립(3)들은 클립(3)의 개수 만큼 구비되고 독립적으로 이동 가능하게 구성되는 픽킹부재(410)에 의해 각각 독립적으로 이동됨에 따라 서로 간의 간격이 조절되도록 구성된다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 각 클립(3)들은 복수의 픽킹부재(410)에 의해 복수의 클립 그룹으로 분할되어 픽킹되고, 상기 복수의 픽킹부재(410)가 서로 상대 이동되어 분할 픽킹된 각 클립 그룹 간의 간격이 조절되도록 구성된다. 즉, 다수의 행과 열을 갖도록 배열된 클립(3)들 중 동일한 행 또는 열에 배치된 클립(3)들을 하나의 그룹으로 묶어 다수의 클립 그룹으로 분류하고, 각 클립 그룹 마다 1개의 픽킹부재(410)를 할당하여, 할당된 1개의 픽킹부재(410)가 각각 해당 클립 그룹에 속하는 클립(3)들을 개별적으로 픽킹한 후, 각 픽킹부재(410)가 서로 상대 이동하여 각 클립 그룹 간의 간격이 조절되도록 구성된다. 이러한 방식으로 클립(3)들 간의 배열 피치가 리드프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(20)들의 배열 피치와 일치되도록 재배열된다.
클립 본딩 단계에서는 상기 클립픽커(400)에 의해 재배열된 클립(3)들이 상기 리드프레임(10)에 탑재된 다수의 반도체 칩(20)들 상에 각각 본딩된다. 즉, 상기 클립픽커(400)는 재배열된 클립(3)들을 그 배열을 유지한 상태로 파지하여 반도체 칩(20)들이 배치된 리드프레임(10)의 상측으로 이동된 후, 상기 반도체 칩(20)들 상에 각 클립(3)들이 본딩되도록 한다. 구체적으로, 본딩 전 상기 반도체 칩(20)들의 클립 본딩 위치에는 솔더 또는 에폭시와 같은 접착재가 미리 도포되고, 상기 클립픽커(400)에 의해 파지 이송된 클립(3)들이 각 반도체 칩(20)들의 본딩 위치에 안착되어 접착재에 의해 본딩된다.
이러한 본 발명에 따른 반도체 패키지 클립 본딩 방법은 본 발명에 따른 클립 본딩 장치에 의해 수행될 수 있다. 도 3 및 도 4 에는 이러한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지의 클립 본딩 방법을 수행하기 위한 클립 본딩 장치의 예시적인 구성이 평면도 및 사시도로 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클립 본딩 장치는, 리드프레임 로딩부(A), 리드프레임 이송부(B), 클립프레임 로딩부(C), 클립커팅부(D), 클립적재부(E), 클립픽킹부(F) 및 리드프레임 언로딩부(G)를 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 다중 클립 본딩 장치의 리드프레임 로딩부(A)는 다수의 반도체 칩(20)이 탑재된 리드프레임(10)을 공급하는 부분으로, 내부에 다수의 리드프레임(10)이 적층되는 매거진(미도시)과 상기 매거진으로부터 상기 리드프레임(10)을 1개씩 순차적으로 인출시키는 인출수단(미도시)을 구비한다. 여기서, 상기 인출수단은 리드프레임(10)을 파지하여 이송하는 픽앤드플레이스(pick and place) 장치이거나 측방으로 밀어주는 푸셔(pusher) 등의 형태로 구성된다. 이러한 인출수단은 일반적인 구성으로서 상세한 설명은 생략한다.
도 3 의 원 안에 상기 리드프레임 로딩부(A)에 의해 공급되는 리드프레임(10)의 구조가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 리드프레임(10)에는 다수의 반도체 칩(20)들이 서로 소정의 간격을 두고 이격 배치된 상태에 있다.
상기 리드프레임 로딩부(A)에 의해 공급된 리드프레임(10)은 리드프레임 이송부(B)에 의해 순차 이송된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 리드프레임 이송부(B)는 리드프레임 로딩부(A)의 일측에 수평하게 배치되는 레일 형태로 구성되어, 다수의 반도체 칩(20)이 탑재된 리드프레임(10)을 수평 방향으로 연속적으로 순차 이동 시킨다. 여기서, 상기 레일은 모터에 의해 구동되는 컨베이어 장치이거나 리니어모터 또는 볼스크류, 실린더 등 다양한 수단에 의해 구성될 수 있다.
클립프레임 로딩부(C)는 후술하는 클립커팅부(D)로 다수의 클립(3)이 배치된 클립프레임(30)을 순차 공급하는 부분으로, 도 3 및 도 4 에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 클립로딩부는 릴(100), 이송가이드(110) 및 클립프레임이송수단(120)을 포함한다.
상기 릴(100)에는 다수의 클립프레임(30)이 띠 형상으로 연결되어 감겨져 있으며, 모터(122)의 구동에 의한 릴(100)의 회전에 의해 클립프레임(30)이 순차적으로 풀리면서 클립커팅부(D)로 공급되도록 구성된다. 상기 릴(100)로부터 풀려진 클립프레임(30)은 상기 클립프레임이송수단(120)에 의해 레일 형상으로 구성된 이송가이드(110)를 따라 이송된다.
도 3 의 또 다른 원 안에는 상기 클립프레임(30)의 구조가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 클립프레임(30)은 띠 형상으로 구성되되, 다수의 클립들이 서로 소정 간격 이격된 상태로 배치되며, 가장자리에는 다수의 통공(3a)이 서로 소정의 간격을 두고 이격 배치된다. 리드프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(20)들 간의 배열 피치와 클립프레임(30)의 클립(3)들 간의 배열 피치가 서로 상이함을 알 수 있다. 도 3 의 실시예에서는 반도체 칩(20)들 간의 배열 피치가 클립(3)들 간의 배열 피치 보다 더 큰 것을 예로 도시하였다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 클립프레임이송수단(120)은 모터(122)와, 상기 모터(122)의 구동에 의해 회전되는 휠(124)과, 상기 휠(124)의 외주면에 소정 간격으로 배치된 다수의 돌기(126)를 포함한다. 여기서, 상기 돌기(126)들 사이의 간격은 클립프레임(30)의 가장자리에 연속적으로 형성된 통공(3a)들 간의 간격과 동일하게 구성된다. 이에 따라, 모터(122)가 구동되어 휠(124)이 회전하면 휠(124) 외주면의 돌기(126)가 클립프레임(30)의 통공(3a)에 삽입되어 클립프레임(30)을 이동시키고, 이에 따라 후술하는 클립커팅부(D)로 클립프레임(30)이 공급된다.
상기 클립커팅부(D)는 클립프레임(30)에 배열된 클립(3)들의 연결부를 절단하여 개별 클립(3)들로 분리하는 부분이다. 상기 클립커팅부(D)는 클립프레임 로딩부(C)의 이송가이드(110) 단부측에 배치된다. 도 6 에는 상기 클립커팅부(D)의 사시도가 도시되고, 도 7 에는 상기 클립커팅부(D)의 분해도가 도시된다.
도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 클립커팅부(D)는 펀칭부재(200)와 가압수단(250)을 포함하여 구성된다.
상기 펀칭부재(200)는 상부의 펀치브라켓(200b)에 결합된 상태에서 후술하는 가압플레이트(230)의 하측에 결합되어 승하강되도록 구성되며, 하측에 배치되는 클립프레임(30)의 클립(3)들을 하방으로 가압함으로써 개별적으로 분리한다. 도 7 의 원안에 확대 도시된 바와 같이, 상기 펀칭부재(200)는 클립프레임(30)의 각 클립(3)의 크기에 상응하는 크기를 가지며 인접하는 클립(3)들과의 간격에 상응하는 간격으로 서로 이격 배치된 다수의 펀칭돌기(200a)들을 구비한다. 이에 따라, 각 펀칭돌기(200a)가 그에 대응하는 위치의 개별적인 클립(3)들을 하방으로 가압하여 각각 분리한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 펀칭부재(200)는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 하나의 판형 블록체 하단에 다수개의 펀칭돌기(200a))가 일렬로 배치되도록 구성되고, 이러한 판형 블록체가 나란하게 다수개 배치된다. 물론, 다른 실시예로서 상기 펀칭부재(200)는 다수개의 펀칭돌기(200a)가 하나의 블록체 하단에 형성되도록 구성될 수도 있다.
상기 펀칭부재(200)는 하측에 배치된 클립프레임(30)의 클립(3)들을 하방으로 가압하도록 상하로 승강 가능하게 구성된다. 이를 위해, 상기 클립커팅부(D)는 가압플레이트(230)와, 상부플레이트(220), 하부플레이트(210) 및 가압수단(250)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 펀칭부재(200)는 상측에 배치된 가압플레이트(230)의 하부에 결합된다. 상기 가압플레이트(230)는 상부플레이트(220)와 하부플레이트(210) 사이에서 후술하는 가압수단(250)에 의해 승강 가능하게 구성된다. 구체적으로, 상기 가압플레이트(230)는 상부플레이트(220) 및 하부플레이트(210)와 가장자리에서 가이드샤프트(232)에 의해 연결되고, 상부플레이트(220) 상측에 배치된 가압수단(250)에 의해 상기 가압플레이트(230)가 가압되어 하측으로 이동되도록 구성된다. 그리고, 상기 가압플레이트(230)의 하부에는 스프링(234)이 구비되어, 상기 가압수단(250)에 의해 하강 이동되었다가 스프링(234)의 복원력에 의해 다시 본래 위치로 상승 복귀되도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가압수단(250)은 상부 플레이트의 상측에 배치되되, 도 7 에 도시된 바와 같이, 모터와 볼스크류(미도시), 그리고 이에 의해 승하강되는 푸싱바(252)를 포함한다. 상기 푸싱바(252)는 상부플레이트(220)의 중앙부에 관통 형성된 개구를 통하여 상기 가압플레이트(230)의 상부면에 접촉한 상태에서 가압플레이트(230)를 가압한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가압수단(250)은 모터와 볼스크류 대신 공압 또는 유압 실린더로 구성될 수도 있다.
한편, 상기 하부플레이트(210)에는 상기 펀칭부재(200)의 각 펀칭돌기(200a)들이 삽입 관통될 수 있도록 제1관통홀(210a)이 형성된다. 그리고, 상기 하부플레이트(210)의 하측에는 클립프레임(30)을 안내하는 가이드플레이트(240)가 구비된다. 상기 가이드플레이트(240)는 좌우 가장자리 부분이 중앙 부분 보다 상방으로 돌출된 단턱이 형성됨에 따라, 상기 하부플레이트(210) 하측에 클립프레임(30)이 통과될 수 있는 공간부가 형성되며, 상기 좌우 가장자리 단턱에 의해 형성되는 중앙의 공간부를 통하여 클립프레임(30)이 수평 이동된다. 상기 가이드플레이트(240)에도 상기 펀칭부재(200)의 펀칭돌기(200a)가 삽입 관통될 수 있도록 제2관통홀(240a)이 형성된다.
이러한 구성을 통하여, 상기 가압수단(250)에 의해 하방으로 가압 이동된 펀칭부재(200)의 펀칭돌기(200a)가 하부플레이트(210)와 가이드플레이트(240)의 제1관통홀(210a)과 제2관통홀(240a)을 순차적으로 관통하면서 하부플레이트(210)와 가이드플레이트(240) 사이를 통과하는 클립프레임(30)의 각 클립(3)들을 하방 가압하여 커팅한다.
상기한 바와 같은 클립커팅부(D)에서 커팅된 다수의 클립(3)들은 클립적재부(E)에 적재된다. 상기 클립적재부(E)는 커팅된 클립(3)들을 그 배열을 유지한 채로 파지 적재하여 후술하는 클립픽킹부(F)로 이송한다. 도 8 에는 이러한 클립적재부(E)의 구성이 사시도로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 클립적재부(E)는 적재스테이지(300)를 포함한다.
상기 적재스테이지(300)는 클립적재부(E)의 최상측에 배치되되 상기 클립커팅부(D)의 하측에 배치되어 하방으로 가압되어 커팅되는 다수의 클립(3)들을 하측에서 받아 적재하는 부분으로, 도시된 바와 같이 대체로 다수의 판부재가 적층 형성된 블럭체로 구성되고, 상부 표면에는 커팅된 다수의 클립(3)들이 안착될 수 있도록 안착돌기(300a)가 형성된다. 상기 안착돌기(300a)는 별도의 진공설비와 연결되어 진공 흡입력에 의해 클립(3)들을 안정적으로 흡착 고정할 수 있도록 구성된다.
상기 적재스테이지(300)는 커팅된 클립(3)들을 적재한 후 후술하는 클립픽킹부(F)로 이송하기 위해 제1삼축이송수단(310)과 제1회전수단(320)을 포함한다. 상기 제1삼축이송수단(310)은 상기 적재스테이지(300)를 X축, Y축, Z축 방향으로 이송시키는 수단으로써, 볼스크류나 실린더 또는 리니어모터 등을 3 방향으로 배치한 통상적인 3축 이송 장치가 사용될 수 있다. 도 8 에 본 발명의 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 X축 및 Y축 방향으로는 모터와 볼스크류가 배치되고 Z축 방향으로는 실린더가 배치되어 클립적재부(E)가 3방으로 이동될 수 있도록 구성된다. 한편, 상기 제1회전수단(320)은 적재스테이지(300)를 중심 수직축을 기준으로 회전시키는 수단으로, 상기 적재스테이지(300)를 후술하는 클립픽킹부(F)와 배향을 일치되도록 회전시킨다. 도시된 바와 같이, 상기 제1회전수단(320)은 회전모터(322), 회전모터(322)에 결합되는 모터풀리(324), 상기 모터풀리(324)에 연결되는 밸트(326), 그리고 상기 밸트(326)에 의해 회전되는 회전축(328)을 포함한다. 여기서, 상기 회전축(328)의 상측에 적재스테이지(300)가 결합된다.
이러한 구성을 통하여, 클립커팅부(D)에서 다수의 클립(3)이 하방으로 가압되어 커팅될때, 클립적재부(E)의 3축이송수단의 실린더가 작동하여 적재스테이지(300)가 상승하여 커팅된 클립(3)들을 받아낸후 다시 하강한다. 그 다음, 3축이송수단의 모터와 볼스크류 또는 리니어모터의 작용에 의해 후술하는 클립픽킹부(F)로 적재된 클립(3)들을 이송한다.
도 9 에는 상기 클립픽킹부(F)의 사시도가 도시된다. 상기 클립픽킹부(F)는 클립적재부(E)로부터 전달받은 다수의 클립(3)을 파지하여 픽킹(picking; 들어올림)한 후, 리드프레임 이송부(B)에 의해 이송되는 리드프레임(10) 상에 배치된 다수의 반도체 칩(20)들 간 배열 피치에 상응하게 상기 다수의 클립(3)들 간 배열 피치를 조정하여 재배열하고, 재배열된 클립(3)들을 리드프레임(10)의 상측으로 이송한 후 반도체 칩(20) 상에 본딩한다. 이를 위해, 상기 클립픽킹부(F)는 클립픽커(400), 제2삼축이송수단(440) 및 제2회전수단(450)을 포함한다.
도 10 에는 상기 클립픽커(400)의 내부 구성(외부 케이싱 제외)이 사시도로 도시되고, 도 11a 및 11b 에는 상기 클립픽커(400)의 서로 다른 방향에서 바라본 분해 사시도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 클립픽커(400)는 픽킹부재(410), 캠부재(420) 및 캠이동수단(430)을 포함한다.
상기 픽킹부재(410)는 클립커팅부(D)에 의해 커팅된 다수의 개별 클립(3)들을 파지하는 부분이다. 특히, 상기 픽킹부재(410)는 후술하는 바와 같이 파지된 클립(3)들의 간격을 조정할 수 있도록 커팅된 개별 클립(3)들을 복수의 클립(3) 그룹으로 분할하여 파지하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 도 11b 에 도시된 바와 같이, 상기 픽킹부재(410)는 수직 방향으로 연장된 다수의 판부재로 구성되고, 각 픽킹부재(410)가 수평 방향으로 서로 맞대어진 상태로 일렬 배치된다. 상기 픽킹부재(410)는 도시된 바와 같이 측면에서 볼때 대체로 T자 형상의 단면을 가지도록 구성되되, 상측부와 하측부가 일체로 형성될 수도 있고 별도의 부재로 구성되어 체결수단에 의해 결합 형성될 수도 있다. 이때, 각 픽킹부재(410)의 하측에는 커팅된 개별 클립(3)들을 흡착 파지하는 다수의 픽킹돌기(411)가 형성된다. 상기 픽킹돌기(411)들은 도시된 바와 같이 각 픽킹부재(410)의 하부에 일렬로 배치된다. 이에 따라, 하나의 픽킹부재(410)에 형성된 다수의 픽킹돌기(411)들에 의해 다수개의 클립(3)들이 그룹을 이루어 동시에 파지되고, 다수의 픽킹부재(410)에 의해 전체 클립(3)들이 복수의 클립 그룹으로 분할되어 파지된다. 그리고, 후술하는 캠부재(420)에 의해 상기 픽킹부재(410)들이 서로 상대 이동되어, 서로 인접하는 픽킹부재(410) 사이의 간격이 가변됨에 따라 분리된 클립(3)들 간의 배열 피치가 재배열된다.
도 12a 및 도 12b 에는 이러한 다수의 픽킹부재(410)들이 서로 인접 배치된 상태의 사시도와 분해도가 도시되고, 도 13 에는 픽킹부재(410)들 간의 간격 조절 전후의 평면도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 다수의 픽킹부재(410)들의 상측에는 인접한 픽킹부재(410)와의 사이에 캠부재(420)가 삽입되어 이동될 수 있는 캠이동홈(412)이 형성된다. 도시된 바와 같이, 상기 캠이동홈(412)은 일측으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된다.
한편, 상기 캠부재(420)는 상기 픽킹부재(410)에 형성된 캠이동홈(412)에 삽입되어 서로 인접하는 픽킹부재(410) 사이의 간격을 가변시킬 수 있는 형태라면 그 구조에는 특별한 제한이 없으나, 대체로 너비가 상기 캠이동홈(412)의 최대 폭과 상응하는 크기로 구성된다. 예컨대, 도 11a 및 도 11b 에 도시된 바와 같이, 상기 캠부재(420)는 일정한 직경을 갖는 단면이 원형인 롤러 형태로 구성되고, 상기 롤러가 수직으로 배치된 축의 하단에 결합되도록 구성된다. 그리고, 상기 원형 롤러 부분이 상기 캠이동홈(412)에 삽입되도록 구성된다. 이에 따라, 상기 캠부재(420)가 캠이동홈(412) 내에서 캠부재(420)의 너비(직경)와 상응하는 위치에 배치된 경우에는 도 13 의 (a)에 도시된 바와 같이 각 픽킹부재(410)들이 서로 맞대어진 상태에 있다가, 도 13 의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 캠부재(420)가 캠이동홈(412)의 폭이 좁아지는 쪽으로 수평 이동되는 경우 서로 인접한 픽킹부재(410)들 사이의 간격이 벌어지게 된다.
이와 같이 인접하는 픽킹부재(410) 사이에 캠이동홈(412)을 제공하기 위해, 상기 각 픽킹부재(410)의 상부 측면에는 오목부(410a)가 형성된다. 상기 오목부(410a)는 인접한 픽킹부재(410)와의 사이에 형성된 캠이동홈(412)의 폭이 일측으로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있도록 측방향 깊이가 일측으로 갈수록 얕아지게 구성된다. 이와 같은 서로 인접한 픽킹부재(410)의 오목부(410a)가 서로 인접 배치되어 캠이동홈(412)을 형성하고, 이 캠이동홈(412)에 캠부재(420)가 삽입되어 수평 이동됨에 따라 인접하는 픽킹부재(410) 사이 간격이 가변된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 오목부(410a)가 패킹부재(410)의 전후측의 서로 반대 방향에 각각 1개씩 형성된다. 이에 따라 상기 캠이동홈(412)가 전후 방향으로 2열로 서로 엇갈리게 배치될 수 있고, 이 경우 상기 캠이동홈(412)에 삽입되는 캠부재(420)의 갯수 및 배치도 상응하게 형성된다.
이러한 픽킹부재(410)의 상대 이동을 안정적으로 가이드하기 위해 가이드봉(414)이 추가로 구비된다. 상기 가이드봉(414)은 도 12a 에 도시된 바와 같이, 픽킹부재(410)의 전후 양측에서 각 픽킹부재(410)의 측면을 관통하도록 배치된다. 이에 따라, 각 픽킹부재(410)가 상기 가이드봉(414)을 따라 수평 방향으로 슬라이드 이동될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 상기 픽킹부재(410)들 중 최외곽 픽킹부재(410)를 상호 연결하는 탄성부재(416)를 더 포함하여, 캠부재(420)가 캠이동홈(412)의 폭이 좁아지는 방향으로 이동되어 각 픽킹부재(410)들 사이의 간격이 넓어졌다가, 캠부재(420)가 다시 반대 방향으로 이동되는 경우에 상기 탄성부재(416)의 복원력에 의해 각 픽킹부재(410)들 간의 간격이 다시 좁아지도록 구성된다. 이와 같이, 상기 다수의 픽킹부재(410)들이 캠부재(420)에 의해 서로 간의 간격이 넓어지거나 좁아지는 등 가변 가능하게 구성됨에 따라, 상기 픽킹부재(410)들의 하부에 파지된 각 클립 그룹들 간의 간격 조절이 가능하게 된다.
위와 같이 상기 캠부재(420)가 캠이동홈(412) 내에서 수평 이동되도록 하기 위해 캠이동수단(430)이 추가로 구비된다. 도 10 내지 도 11b 에 도시된 바와 같이, 상기 캠이동수단(430)은 이동플레이트(436)와 가변블럭(422)을 포함한다.
이동플레이트(436)는 캠부재(420)를 픽킹부재(410)의 캠이동홈(412)을 따라 수평 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 도시된 바와 같이, 모터(431)에 의해 회전되는 볼스크류(435)에 의해 수평 이동 가능하게 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 모터(431)에는 구동풀리(432)가 결합되고, 상기 볼스크류(435)에는 종동풀리(434)가 결합되고, 상기 구동풀리(432)와 종동풀리(434)는 밸트(433)에 의해 연결되어, 모터(431)의 회전력이 밸트(433)에 의해 볼스크류(435)에 전달되고, 볼스크류(435)의 회전에 따라 이동플레이트(436)가 수평 이동되도록 구성된다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 상기 이동플레이트(436)에는 캠부재(420)가 연결되어 상기 이동플레이트(436)의 수평 이동에 따라 캠부재(420)도 함께 수평 이동되도록 구성된다.
한편, 상기 캠부재(420)가 픽킹부재(410)의 캠이동홈(412) 내에서 수평 이동되어 인접하는 픽킹부재(410) 간의 간격이 변경되는 경우에, 인접하는 픽킹부재(410) 사이에 형성되는 캠이동홈(412)의 위치도 좌우 측방향으로 변경되기 때문에 상기 각 캠부재(420)간의 간격 또한 측방향으로 조절 가능하게 구성되어야 한다. 이를 위해, 상기 캠부재(420)를 좌우 측방향(픽킹부재(410)가 이동되는 방향)으로 수평 이동 가능하게 하기 위한 가변블럭(422)과 LM가이드(438)가 추가로 구비된다.
도 11a 및 도 11b 에 도시된 바와 같이, 상기 가변블럭(422)은 서로 독립적으로 이동될 수 있도록 개별적인 다수의 블럭들의 집합으로 구성되고, 각 개별 가변블럭(422)들의 하부에는 상기한 캠부재(420)가 결합된다. 즉, 각 개별 가변블럭(422)들에 캠부재(420)가 1개씩 고정 결합되어, 가변블럭(422)이 상기 캠이동홈(412)의 길이 방향인 전후 방향 또는 그와 수직인 좌우 방향으로 이동됨에 따라 그에 결합된 캠부재(420)도 함께 이동된다. 상기 가변블럭(422)의 형상에는 특별한 제한이 없으나, 도시된 실시예에서와 같이, 4개의 캠부재(420)가 좌우 수평 방향으로 일렬 배치될 수 있도록 각 가변블럭(422)이 'L'자형으로 구성되되, 4개의 가변블럭(422)들의 오목부(410a)와 볼록부가 상호 맞춤되면서 전체적으로 직사각 내지 정사각의 윤곽을 형성하도록 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이 배치된 개별적인 가변블럭(422)이 좌우 수평 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 가변블럭(422)의 상측에는 LM가이드(438)가 구비된다. 상기 LM가이드(438)는 상측에 좌우 수평 방향으로 배치된 LM레일(438a)과, 상기 LM레일(438a) 하부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 LM블럭(438b)으로 구성된다. 여기서, 상기 LM레일(438a)의 상부는 상술한 이동플레이트(436)의 저면에 결합되고, 상기 LM블럭(438b)은 상기 가변블럭(422)의 상부에 결합된다. 도시된 실시예에서는 LM블럭(438b)과 가변블럭(422) 사이에 지지블럭(438c)을 추가로 개재하였다. 이러한 구성을 통하여, 이동플레이트(436)가 전후 방향으로 이동되면, LM가이드(438) 전체가 전후 수평 방향으로 이동됨에 따라 캠부재(420)가 픽킹부재(410)의 캠이동홈(412)을 따라 이동되면서 픽킹부재(410)간의 간격이 벌어지게 되고, 이에 따라 LM블럭(438b)과 결합된 가변블럭(422)이 LM레일(438a)을 따라 좌우 수평 방향으로 이동되어 캠부재(420)도 좌우 수평 방향으로 이동된다.
이러한 방법으로, 도 14의 (a)와 같이 개별 클립(3)들이 커팅될 당시의 배열 피치를 유지한 채로 파지된 상태에서, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 리드프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(20)들의 배열 피치에 상응하게 확장 재배열된다.
상술한 바와 같이 클립픽커(400)에 의해 파지되어 배열 피치가 재배열된 클립(3)들은 리드프레임 이송부(B)에 의해 이송되는 리드프레임(10)의 상측으로 이송된 후 리드프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(20)들 상에 본딩된다. 이를 위해, 상기 클립픽킹부(F)는, 도 9 에 도시된 바와 같이, 상기 클립픽커(400)를 X축, Y축 및 Z축으로 이동시키기 위한 제2삼축이송수단(440)과 상기 클립픽커(400)를 회전시키기 위한 제2회전수단(450)을 포함한다. 상기 제2삼축이송수단(440)은 도시된 실시예와 같이 모터와 볼스크류 또는 실린더 또는 리니어모터 등이 3축 방향으로 배치된 통상의 3축 이송 장치로 구성될 수 있으며, 상기 제2회전수단(450) 또한 모터와 밸트에 의해 회전되는 회전축으로 구성되고, 상기 회전축 하부에 클립픽커(400)가 결합되도록 구성될 수 있다.
이러한 구성을 통하여, 상기 클립픽커(400)에 의해 파지되고 재배열된 클립(3)들은 제2삼축이송수단(440)에 의해, 도 3 에 도시된 바와 같은 리드프레임 이송부(B)로 수평 이송된 후, 제2회전수단(450)에 의해 리드프레임 이송부(B) 상에서 이송되는 리드프레임(10)의 반도체 칩(20)들과 동일한 배향으로 얼라인되고, 다시 상기 제2삼축이송수단(440)에 의해 클립픽커(400)가 하강하여 클립(3)들이 반도체 칩(20)들 상에 본딩된다.
클립(3)의 본딩이 완료된 리드프레임(10)들은 리드프레임 이송부(B)에 의해 리드프레임 언로딩부(G)로 이송된다. 리드프레임 이송부(B)에는 다수의 매거진(미도시)이 구비되어 클립(3)이 본딩된 리드프레임(10)들이 순차적으로 적층된 후 외부로 반출된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
3 : 클립 3a : 통공
10 : 리드프레임 20 : 반도체 칩
30 : 클립프레임 A : 리드프레임 로딩부
B : 리드프레임 이송부 C : 클립프레임 로딩부
100 : 릴 110 : 이송가이드
120 : 클립프레임이송수단 122 : 모터
124 : 휠 126 : 돌기
D : 클립커팅부 200 : 펀칭부재
200a : 펀칭돌기 200b : 펀치브라켓
210 : 하부플레이트 210a : 제1관통홀
220 : 상부플레이트 230 : 가압플레이트
232 : 가이드샤프트 234 : 스프링
240 : 가이드플레이트 240a : 제2관통홀
250 : 가압수단 252 : 푸싱바
E : 클립적재부 300 : 적재스테이지
300a : 안착돌기 310 : 제1삼축이송수단
320 : 제1회전수단 322 : 회전모터
324 : 모터풀리 326 : 밸트
328 : 회전축 F : 클립픽킹부
400 : 클립픽커 410 : 픽킹부재
411 : 픽킹돌기 412 : 캠이동홈
410a : 오목부 414 : 가이드봉
416 : 탄성부재 420 : 캠부재
422 : 가변블럭 430 : 캠이동수단
431 : 모터 432 : 구동풀리
433 : 밸트 434 : 종동풀리
435 : 볼스크류 436 : 이동플레이트
438 : LM가이드 438a : LM레일
438b : LM블럭 438c : 지지블럭
440 : 제2삼축이송수단 450 : 제2회전수단
G : 리드프레임 언로딩부

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  8. 다수의 반도체 칩(20)들이 탑재된 리드프레임(10)을 공급하기 위한 리드프레임 로딩부(A)와;
    다수의 클립(3)들이 상기 리드프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(20)들의 배열 피치와 상이한 피치를 갖도록 배열된 클립프레임(30)을 공급하기 위한 클립프레임 로딩부(C)와;
    상기 클립프레임(30)에 배열된 클립(3)들의 연결부를 절단하여 개별 클립(3)들로 분리하기 위한 클립커팅부(D)와;
    상기 클립커팅부(D)에 의해 커팅된 개별적인 클립(3)들을 그 배열을 유지한 채로 적재하는 클립적재부(E)와;
    상기 클립커팅부(D)에 의해 커팅되어 분리된 개별 클립(3)들을 픽킹하여 각 클립(3)들 간의 배열 피치가 상기 리드프레임(10)에 탑재된 다수의 반도체 칩(20)들 간의 배열 피치와 일치하도록 재배열하고, 재배열된 클립(3)들을 상기 리드프레임(10)에 탑재된 다수의 반도체 칩(20)들 상에 각각 본딩하는 클립픽킹부(F)와;
    상기 다수의 반도체 칩(20)들 상에 각각 클립(3)이 본딩된 리드프레임(10)을 배출하는 리드프레임 언로딩부(G)를 포함하며;
    상기 클립픽킹부(F)는 상기 클립커팅부(D)에 의해 커팅된 다수의 개별 클립(3)들을 파지하여 리드프레임(10)에 탑재된 다수의 반도체 칩(20)들 간 배열 피치에 상응하게 상기 다수의 개별 클립(3)들의 배열 피치를 재배열하는 클립픽커(400)를 포함하되, 상기 클립픽커(400)는 상기 클립커팅부(D)에 의해 커팅된 다수의 개별 클립(3)들을 복수의 클립 그룹으로 분할하여 파지하는 복수의 픽킹부재(410)와, 상기 각 픽킹부재(410) 사이의 간격을 가변시키기 위한 캠부재(420)와, 상기 캠부재(420)를 상기 각 픽킹부재(410) 사이에서 이동시키기 위한 캠이동수단(430)을 포함하고;
    상기 픽킹부재(410)는 하측에 커팅된 개별 클립(3)들을 흡착 파지하는 다수의 픽킹돌기(411)가 형성되고, 상측에는 인접한 픽킹부재(410)와의 사이에 상기 캠부재(420)가 삽입되어 이동될 수 있는 캠이동홈(412)을 제공하도록 측면에 오목부(410a)가 형성되며;
    상기 캠이동수단(430)은 상기 픽킹부재(410)에 형성된 캠이동홈(412)의 길이 방향을 따라 전후 수평 이동되는 이동플레이트(436)와, 상기 이동플레이트(436)의 하측에 결합되어 상기 이동플레이트(436)의 수평 이동에 따라 상기 캠이동홈(412)의 길이 방향을 따라 전후 수평 방향으로 이동되되 각각 개별적으로 좌우 수평 방향으로 이동될 수 있도록 구성되며 하부에 상기 캠부재(420)가 각각 결합된 다수의 가변블럭(422)을 포함하고;
    상기 이동플레이트(436)와 가변블럭(422) 사이에는 상기 각 가변블럭(422)들이 개별적으로 좌우 수평 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 가이드하는 다수의 LM가이드(438)가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 클립 본딩 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 서로 인접한 픽킹부재(410) 사이에 형성되는 캠이동홈(412)의 폭이 일측으로 갈수록 좁아지도록, 상기 각 픽킹부재(410)의 측면에 형성된 오목부(410a)의 깊이가 일측으로 갈수록 얕아지게 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 클립 본딩 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 캠부재(420)는 일정한 폭을 가지며 서로 인접한 픽킹부재(410) 사이에 형성된 캠이동홈(412)에 삽입된 상태로 일측 또는 타측으로 수평 이동됨에 따라 서로 인접한 픽킹부재(410) 사이의 간격을 조절시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 클립 본딩 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 픽킹부재(410)들의 간격 조절시 각 픽킹부재(410)들이 수평 방향으로 슬라이드 이동될 수 있도록 가이드하기 위한 가이드봉(414)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 클립 본딩 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 픽킹부재(410)들 중 좌우 양측의 최외곽 픽킹부재(410)를 상호 연결하는 탄성부재(416)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 클립 본딩 장치.
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  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 클립픽커(400)를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이송하기 위한 제2삼축이송수단(440)과;
    상기 클립픽커(400)를 수평 방향으로 회전시키기 위한 제2회전수단(450)을 포함하는 반도체 패키지 클립 본딩 장치.
  18. 다수의 개별 클립(3)들을 복수의 클립 그룹으로 분할하여 파지하는 복수의 픽킹부재(410)와;
    상기 각 픽킹부재(410) 사이의 간격을 가변시키기 위한 캠부재(420)와;
    상기 캠부재(420)를 상기 각 픽킹부재(410) 사이에서 이동시키기 위한 캠이동수단(430)을 포함하되;
    상기 픽킹부재(410)는 하측에 개별 클립(3)들을 흡착 파지하는 다수의 픽킹돌기(411)가 형성되고, 상측에는 인접한 픽킹부재(410)와의 사이에 상기 캠부재(420)가 삽입되어 이동될 수 있는 캠이동홈(412)을 제공하도록 측면에 오목부(410a)가 형성되며;
    상기 캠이동수단(430)은 상기 픽킹부재(410)에 형성된 캠이동홈(412)의 길이 방향을 따라 전후 수평 이동되는 이동플레이트(436)와, 상기 이동플레이트(436)의 하측에 결합되어 상기 이동플레이트(436)의 수평 이동에 따라 상기 캠이동홈(412)의 길이 방향을 따라 전후 수평 방향으로 이동되되 각각 개별적으로 좌우 수평 방향으로 이동될 수 있도록 구성되며 하부에 상기 캠부재(420)가 각각 결합된 다수의 가변블럭(422)을 포함하고;
    상기 이동플레이트(436)와 가변블럭(422) 사이에는 상기 각 가변블럭(422)들이 개별적으로 좌우 수평 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 가이드하는 다수의 LM가이드(438)가 구비되는 것을 특징으로 하는 클립픽커.
  19. 삭제
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 서로 인접한 픽킹부재(410) 사이에 형성되는 캠이동홈(412)의 폭이 일측으로 갈수록 좁아지도록, 상기 각 픽킹부재(410)의 측면에 형성된 오목부(410a)의 깊이가 일측으로 갈수록 얕아지게 구성되는 것을 특징으로 하는 클립픽커.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 캠부재(420)는 일정한 폭을 가지며 서로 인접한 픽킹부재(410) 사이에 형성된 캠이동홈(412)에 삽입된 상태로 일측 또는 타측으로 수평 이동됨에 따라 서로 인접한 픽킹부재(410) 사이의 간격을 조절시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 클립픽커.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 픽킹부재(410)들의 간격 조절시 각 픽킹부재(410)들이 수평 방향으로 슬라이드 이동될 수 있도록 가이드하기 위한 가이드봉(414)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클립픽커.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 다수의 픽킹부재(410)들 중 좌우 양측의 최외곽 픽킹부재(410)를 상호 연결하는 탄성부재(416)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클립픽커.
  24. 삭제
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