KR101951620B1 - 진공 펌프 및 저류 펌프를 포함하는 반도체 캡슐화 시스템 - Google Patents

진공 펌프 및 저류 펌프를 포함하는 반도체 캡슐화 시스템 Download PDF

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Abstract

기판 상에 반도체 디바이스를 캡슐화하기 위한 반도체 캡슐화 장치로서, 상기 장치는 몰딩 중에 몰딩 프로세스 압력에 있도록 구성된 캐비티 압력 구역을 포함하는 몰드, 베이스 진공 펌프를 상기 캐비티 압력 구역에 연결하는 베이스 진공 펌프 도관, 베이스 진공 밸브가 개방될 때, 상기 베이스 진공 펌프가 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통하도록 상기 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 베이스 진공 밸브, 저류 진공 펌프를 상기 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 저류 진공 펌프 도관 및 저류 진공 밸브가 개방될 때, 상기 저류 진공 펌프가 상기 베이스 진공 펌프 도관과 유체 교통하도록 상기 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 저류 진공 밸브를 포함한다. 상기 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프는 이들이 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통할 때, 상기 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 각각 작동된다.

Description

진공 펌프 및 저류 펌프를 포함하는 반도체 캡슐화 시스템{SEMICONDUCTOR ENCAPSULATION SYSTEM COMPRISING A VACUUM PUMP AND A RESERVOIR PUMP}
본 발명은 반도체 디바이스의 캡슐화(encapsulation)에 관한 것으로서, 특히 반도체 디바이스의 몰딩에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼가 반도체 디바이스를 위한 연결부를 형성하도록 처리된 후에, 상기 반도체 디바이스는 물리적 및 환경적 손상으로부터 반도체 디바이스를 보호하기 위하여 일반적으로 몰딩 재료, 예를 들어 수지로 캡슐화된다. 수지를 원하는 형상 및 크기로 형성하기 위하여, 반도체 기판은 하나 이상의 캐비티들 안으로 배치되고 수지는 상기 수지가 반도체 기판에 대한 원하는 형상 및 크기로 몰딩되도록 하나 이상의 캐비티 안으로 도입된다.
압축 몰딩 및 이송 몰딩은 일반적으로 반도체 기판을 수지로 코팅하는데 사용된 몰딩 기술이다. 압축 몰딩 및 이송 몰딩 모두의 경우에 있어서, 몰딩 시스템은 하나 이상의 캐비티들을 각각 포함하는 복수의 몰딩 프레스를 포함할 수 있다.
압축 몰딩의 경우에, 예열된 페이스트 또는 펠릿 형태를 취하는 몰딩 재료는 대체로 몰딩 프레스의 개방된 가열 캐비티 안으로 도입되고, 상기 캐비티는 차후에 폐쇄된다. 몰딩 재료는 압력 상태에서 몰딩 프레스에 의해서 가압되고 몰딩 재료는 용융되어서 캐비티를 완전히 채운다. 몰딩 재료는 경화될 때까지 캐비티에 잔류한다.
이송 몰딩의 경우에, 몰딩 재료, 통상적으로 열경화성 재료의 규정된 양은 열 및 압력에 의해서 액화되고 그 후에 입구를 통해서 하나 이상의 캐비티 안으로 압송되고 수지가 고화될 때까지 열 및 압력 하에서 유지된다. 몰딩 재료는 대체로 분기된 공급 라인을 통해서 공급 컨테이너로부터 동시에 각각의 캐비티 안으로 도입된다.
하나 이상의 캐비티들의 벽은 통상적으로 하나 이상의 캐비티들 내에서 몰딩 재료의 적당한 점성을 얻기 위하여 몰딩 재료의 용융 온도 초과의 온도까지 가열된다. 하나 이상의 캐비티들, 특히 복잡하거나 또는 협소한 하나 이상의 캐비티들의 영역들에 있는 몰딩 재료에 공기 또는 가스 포켓이 형성되고, 그에 의해서 몰딩 재료에 보이드가 생성될 수 있다. 보이드는 반도체 디바이스가 오작동하게 유발할 수 있고 반도체 디바이스의 수율을 떨어뜨리게 할 수 있다.
보이드의 형성을 감소시키거나 또는 방지하는 한 기술은 몰딩 프로세스를 보조하기 위하여 진공을 사용하는 것이다. 도 1은 복수의 몰딩 프레스(12) 및 각각의 몰딩 프레스(12)에 연결된 각각의 진공 펌프(14)를 포함하는 종래의 다중 프레스 몰딩 장치 또는 시스템(10)을 도시한다. 각각의 진공 펌프(14)는 이에 연결된 각각의 몰딩 프레스(12)에서 공기를 펌핑하고 압력을 감소시킨다. 예를 들어, 제 1 진공 펌프(14a)는 제 1 몰딩 프레스(12a)에서 공기를 펌핑하고 압력을 감소시키며, 따라서 제 1 몰딩 프레스(12a)의 하나 이상의 캐비티들에서 진공을 생성한다.
만약 제 1 진공 펌프(14a)가 몰딩 프로세스 중에 오작동한다면, 제 1 몰딩 프레스(12a)의 하나 이상의 캐비티들에서 진공이 없거나(대기 압력) 또는 부적절한 진공(타겟 몰딩 프로세스 압력보다 상당히 큰 압력)이 있을 수 있다. 이는 예를 들어. 몰딩된 반도체 디바이스에서 보이드의 형성으로 인하여, 결과적으로 제 1 몰딩 프레스(12a)에서 몰딩된 반도체 디바이스의 품질이 낮아지게 한다. 제 1 몰딩 프레스(12a)에서 몰딩된 반도체 디바이스는 버려져야 하고, 결과적으로 폐기물이 되고 비용이 상승한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 몰딩 품질을 개선하여 종래 기술과 비교할 때 수율 손실량을 감소시키는 것을 보조하는 반도체 캡슐화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 형태에 따라서, 기판 상에 반도체 디바이스를 캡슐화하기 위한 반도체 캡슐화 장치가 제공되고, 상기 장치는 몰딩 중에 몰딩 프로세스 압력에 있도록 구성된 캐비티 압력 구역을 포함하는 몰드, 베이스 진공 펌프를 상기 캐비티 압력 구역에 연결하는 베이스 진공 펌프 도관, 베이스 진공 밸브가 개방될 때, 상기 베이스 진공 펌프가 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통하도록 상기 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 베이스 진공 밸브, 저류 진공 펌프를 상기 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 저류 진공 펌프 도관, 및 저류 진공 밸브가 개방될 때, 상기 저류 진공 펌프가 상기 베이스 진공 펌프 도관과 유체 교통하도록 상기 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 저류 진공 밸브를 포함한다. 상기 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프는 이들이 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통할 때, 상기 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 각각 작동된다.
본 발명의 제 2 형태에 따라서, 기판 상에 반도체 디바이스를 캡슐화하기 위한 반도체 캡슐화 장치가 제공되고, 상기 장치는 제 1 캐비티 압력 구역을 포함하는 제 1 몰드 및 제 2 캐비티 압력 구역을 포함하는 제 2 몰드로서, 상기 제 1 및 제 2 캐비티 압력 구역들은 몰딩 중에 몰딩 프로세스 압력에 있도록 구성되는, 상기 제 1 몰드 및 상기 제 2 몰드; 제 1 베이스 진공 펌프를 상기 제 1 캐비티 압력 구역에 연결하는 제 1 베이스 진공 펌프 도관 및 제 2 베이스 진공 펌프를 상기 제 2 캐비티 압력 구역에 연결하는 제 2 베이스 진공 펌프 도관; 제 1 베이스 진공 밸브 및 제 2 베이스 진공 밸브가 각각 개방될 때, 상기 제 1 및 제 2 베이스 진공 펌프들이 상기 각각의 제 1 및 제 2 캐비티 압력 구역들과 유체 교통하도록 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 1 베이스 진공 밸브 및 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 2 베이스 진공 밸브; 저류 진공 펌프를 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 제 1 저류 진공 펌프 도관 및 상기 저류 진공 펌프를 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 제 2 저류 진공 펌프 도관; 및 제 1 및 제 2 저류 진공 밸브들이 각각 개방될 때, 상기 저류 진공 펌프가 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관 및 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관과 유체 교통하도록 상기 제 1 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 1 저류 진공 밸브 및 상기 제 2 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 2 저류 진공 밸브를 포함한다.
베이스 진공 펌프와 저류 진공 펌프가 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통할 때, 상기 제 1 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프는 상기 제 1 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 작동되고, 상기 제 2 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프는 상기 제 2 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 작동된다.
상기 특징 및 다른 특징, 형태 및 장점들은 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면을 참조할 때 더욱 잘 이해될 것이다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예를 통해서 하기에 기술될 것이다.
도 1은 종래의 몰딩 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 몰딩 프레스의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 몰딩 시스템을 도시한다.
도 4는 진공 펌프, 저류 펌프 및 몰딩 프레스 사이의 연결부들을 도시한다.
도 5는 진공 펌프, 저류 펌프들 중 하나와 몰딩 프레스들 중 하나 사이의 연결부들을 도시한다.
도 6은 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 진공 펌프 및 저류 펌프를 포함하는 몰딩 시스템을 도시한다.
도 7은 진공 펌프를 포함하는 몰딩 시스템을 도시한다.
도 8은 몰딩 시스템의 양호한 실시예의 작동을 도시한다.
도면에서, 유사 부분은 유사 도면부호로 지정된다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 몰딩 프레스(20)의 단면도이다. 상기 몰딩 프레스(20)는 단지 하나의 몰딩 프레스(20)이거나 또는 몰딩 시스템에 포함된 복수의 몰드들 또는 몰딩 프레스들(22) 중 하나일 수 있다. 상기 몰딩 프레스(20)는 상단 몰드 체이스 또는 제 1 몰드 부분(22) 및 하단 몰드 체이스 또는 제 2 몰드 부분(24)을 포함한다. 기판(30)은 하단 몰드 체이스(24)의 상단면 상에서 지지되고 필름(32)은 상단 몰드 체이스(22)의 하단면에 대해서 놓여진다.
상기 상단 몰드 체이스(22) 및 하단 몰드 체이스(24)는 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 서로에 대해서 이동가능하다. 폐쇄 위치에서, 상단 몰드 체이스(22) 및 하단 몰드 체이스(24)는 서로 인접하게 이동하고 진공이 형성될 수 있는 캐비티 압력 구역(34)을 형성하도록 협력한다. 폐쇄 위치에서, 상단 몰드 체이스(22)는 기판(30) 상으로 체결된다. 개방 위치에서, 상단 몰드 체이스(22) 및 하단 몰드 체이스(24)는 상단 몰드 체이스(22)가 기판(30)과 접촉하지 않도록 분리되게 이동하고 진공이 형성되지 않는다.
몰딩 프레스(20)는 몰딩 프레스(20)가 폐쇄 위치에 있을 때 캐비티 압력 구역(34)에서 압력을 감소시키고 캐비티 진공(Pc)을 발생시키기 위한 제 1 세트의 구멍 또는 배기구(미도시)를 포함한다. 캐비티 압력 구역(34)에서 캐비티 진공(Pc)의 압력은 몰딩 프로세스 중에 충분히 낮은 압력(목표 몰딩 프로세스 압력)에 있어야 한다.
몰딩 프레스(20)는 하단 몰드 체이스(24) 상의 제위치에서 기판(30)을 고정 또는 유지하기 위하여 기판 압력 구역(36)에서 압력을 감소시키고 기판 진공(Ps)을 발생시키기 위한 제 2 세트의 구멍 또는 배기구(미도시)를 또한 포함한다. 상기 기판(30)은 하단 몰드 체이스(24) 상에 위치하여, 기판(30)의 후면이 제 2 세트의 구멍들을 덮고 기판(30)의 전면이 캐비티 압력 구역(34)과 유체 교통한다. 상기 기판 압력 구역(36)에서 압력이 감소하고 기판 진공(Ps)이 발생할 때, 기판(30)이 이동하지 않도록 상기 기판은 흡착되고 하단 몰드 체이스(24) 상에서 유지된다. 상기 기판(30)은 그 위에 형성된 반도체 디바이스를 포함하거나 또는 예를 들어, 리드 프레임(30) 상에 설치된 반도체 다이들을 갖는 리드 프레임(30)일 수 있다.
몰딩 프레스(20)는 상단 몰드 체이스(22)를 향하여 제위치에서 필름(32)을 고정하기 위하여 필름 압력 구역(38)에서 압력을 감소시키고 필름 진공(Pf)을 발생시키기 위한 제 3 세트의 구멍 또는 배기구(미도시)를 또한 포함한다. 상기 필름(32)은 몰딩 또는 캡슐화 프로세스 후에 몰딩 재료가 몰딩 프레스(20)의 표면 상에 고착되는 것을 방지하는 릴리스 필름(32)일 수 있다. 릴리스 필름(32)은 몰딩 재료가 용이하게 박리될 수 있는 것을 보장한다. 필름(32)은 상단 몰드 체이스(22)의 표면을 가로질러 연장되어서, 필름(32)은 제 3 세트의 구멍들을 덮는다. 필름 압력 구역(38)에서 압력이 감소하고 필름 진공(Pf)이 발생할 때, 필름은 상단 몰드 체이스(22)를 향하여 흡착되고 유지된다. 필름(32)이 사용되지 않으면 필름 압력 구역(38)에서 필름 진공(Pf)을 발생시킬 필요는 없다.
각각의 압력 구역(34,36,38)에 각각 연결된 제 3 세트의 구멍들을 갖는 하나의 장점은 압력 구역(34,36,38)의 각각의 압력이 개별적으로 제어될 수 있다는 것이다.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 몰딩 시스템(40)을 도시한다. 몰딩 시스템(40)은 각각의 진공 펌프(42)에 각각 연결되는 복수의 몰딩 프레스(20)를 포함한다. 몰딩 시스템(40)은 복수의 진공 펌프 도관을 포함하고, 여기서 개별 진공 펌프 도관은 각각의 몰딩 프레스(20)를 각각의 진공 펌프(42)에 연결한다. 몰딩 시스템(40)은 대안으로 하나의 단일 몰딩 프레스(20)를 포함한다. 몰딩 시스템은 복수의 몰딩 프레스(20)에 연결된 저류 펌프(44)를 추가로 포함한다. 몰딩 프레스(20)은 복수의 저류 펌프 도관을 포함하고, 여기서 각각의 저류 펌프 도관은 각각의 몰딩 프레스(20)를 저류 펌프(44)에 연결한다. 각각의 저류 펌프 도관은 저류 펌프(44)가 진공 펌프(42)와 유체 교통하게 작동하도록 각각의 진공 펌프 도관에 연결된다.
도 4는 진공 펌프(42), 저류 펌프(44) 및 몰딩 프레스(20) 사이의 연결부를 도시한다. 각각의 진공 펌프(42)는 제 1 밸브(50) 및 제 2 밸브(52)를 통해서 각각의 상단 몰드 체이스(22)의 제 3 세트의 구멍들, 제 3 밸브(54)를 통해서 각각의 하단 몰드 체이스(24)의 제 2 세트의 구멍들 및 제 4 밸브(56)를 통해서 각각의 몰딩 프레스(20)의 제 1 세트의 구멍들에 연결된다. 복수의 진공 펌프 도관들은 각각의 진공 펌프(42)를 각각의 몰딩 프레스(20)에 연결한다. 저류 펌프(44)는 제 5 밸브(58)를 통해서 복수의 몰딩 프레스(20)의 각각의 제 1 세트의 구멍들에 연결된다. 각각의 저류 펌프 도관은 각각의 몰딩 프레스(20)를 저류 펌프(44)에 연결한다. 유리하게는, 단지 하나의 저류 펌프가 복수의 몰딩 프레스(20)에 연결되면, 몰딩 시스템을 더욱 비용 효과적으로 만든다.
제 1 게이지(62) 및 제 2 게이지(64)는 필름 압력 구역(38)의 필름 진공(Pf)의 압력을 측정하고, 제 3 게이지(66)는 기판 압력 구역(36)의 기판 진공(Ps)의 압력을 측정하고, 제 4 게이지(68)는 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력을 측정한다. 몰딩 시스템은 복수의 게이지 제어기들(70)을 포함하고, 각각의 게이지 제어기는 각각의 몰딩 프레스(20)의 밸브들(50,52,54,56,58)을 제어하고 주 제어기(72)는 복수의 게이지 제어기들(70)을 제어한다.
도 5는 진공 펌프(42), 저류 펌프(44) 중 하나와 몰딩 프레스들(20) 중 하나 사이의 연결부를 도시한다. 진공 펌프(42)는 제 4 밸브(56)를 통해서 캐비티 압력 구역(34), 제 3 밸브(54)를 통해서 기판 압력 구역(36) 및 제 1 밸브(50) 및 제 2 밸브(52)를 통해서 필름 압력 구역(38)과 유체 교통하도록 작동한다. 밸브들(50,52,54,56)은 진공 펌프(42) 및 압력 구역들(34,36,38) 사이에서 진공 펌프 도관들 상에 위치한다. 밸브들(50,52,54,56)이 개방될 때, 진공 펌프(42)는 각각의 압력 구역들(34,36,38)과 유체 교통할 수 있고 따라서 압력 구역들(34,36,38)에서 압력을 감소시키고 진공력을 발생시킬 수 있다. 밸브들(50,52,54,56)이 폐쇄될 때, 진공 펌프(42)는 각각의 압력 구역들(34,36,38)과 유체 교통할 수 없다.
제 5 밸브(58)가 개방될 때, 저류 펌프(44)는 캐비티 압력 구역(34)에서 압력을 감소시키고 캐비티 진공(Pc)을 발생시키기 위하여 제 5 밸브(58)을 통해서 캐비티 압력 구역(34)과 유체 교통한다. 제 5 밸브(58)는 저류 펌프(44) 및 캐비티 압력 구역(34) 사이에서 저류 펌프 도관 상에 위치한다. 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)이 불충분하면[캐비티 진공(Pc)의 압력이 목표 몰딩 프로세스 압력보다 크면], 영향을 받는 캡슐화된 기판(30)은 저품질이 될 것이다. 그러므로, 진공 펌프(42) 및 저류 펌프(44)가 모두 캐비티 압력 구역(34)에 연결되는 하나의 장점은 캐비티 진공(Pc)이 목표 몰딩 프로세스 압력 이하라는 것을 보장하기 위하여, 캐비티 압력 구역(34)의 압력의 펌핑 다운(pump down)을 보조할 수 있다. 다른 장점은 진공 펌프(42)가 몰딩 프로세스 중에 오작동하면, 저류 펌프(44)는 캐비티 압력 구역(34)의 압력을 목표 몰딩 프로세스 압력으로 펌핑 다운을 지속하도록 백업 펌프(backup pump)로서 작용하고, 따라서 몰딩 프로세스가 계속해서 정상으로 되게 할 수 있다. 캡슐화된 기판(30)은 결함으로 판명되지 않는다.
게이지 제어기(70)는 게이지들(62,64,66,68)에 의해서 측정된 압력들을 감시하고 밸브들(50,52,54,56,58)의 개폐를 제어한다. 몰딩 프로세스 중에, 게이지 제어기(70)는 필름(32) 및 기판(30)이 제위치에서 고정되게 하기 위하여 필름 진공(Pf) 및 기판 진공(Ps)의 압력이 캐비티 진공(Pc)의 압력보다 낮아지도록 밸브들(50,52,54,56,58)의 개폐를 제어한다. 필름(32)은 필름 진공(Pf)의 압력이 캐비티 진공(Pc)의 압력보다 크면 상단 몰드 체이스(22)의 표면으로부터 분리되거나 또는 주름질 수 있다. 체결되지 않은 기판(30)의 부분은 기판 진공(Ps)의 압력이 캐비티 진공(Pc)의 압력보다 크면 하단 몰드 체이스(24)로부터 들어올려질 수 있다.
작동 시에, 초기에 진공 펌프(42) 및 저류 펌프(44)는 모두 개방 위치에 있는 몰딩 프레스(20)와 폐쇄된 모든 밸브들(50,52,54,56,58)과 함께 켜진다. 먼저, 제 1 밸브(50) 및 제 2 밸브(52)는 개방되어서, 진공 펌프(42)는 제 3 세트의 구멍들을 통해서 필름 압력 구역(38)과 유체 교통한다. 진공 펌프(42)는 필름(32)이 상단 몰드 체이스(22)를 향하여 제위치에서 고정 또는 유지되도록 필름 압력 구역(38)의 필름 진공(Pf)의 압력을 감소시킨다. 제 1 게이지(62) 및 제 2 게이지(64)는 필름 압력 구역(38)의 필름 진공(Pf)의 압력을 측정하고 감시한다. 차후에, 제 3 밸브(54)가 개방되어서, 진공 펌프(42)는 제 2 세트의 구멍들을 통해서 기판 압력 구역(36)과 유체 교통한다. 진공 펌프(42)는 기판(30)이 하단 몰드 체이스(24) 상의 제위치에서 고정되거나 또는 유지되도록 기판 압력 구역(36)의 기판 진공(Ps)의 압력을 감소시킨다. 제 3 게이지(66)는 기판 압력 구역(36)의 기판 진공(Ps)의 압력을 측정하고 감시한다.
다음, 상기 상단 몰드 체이스(22) 및 상기 하단 몰드 체이스(24)는 상기 상단 몰드 체이스(22) 및 상기 하단 몰드 체이스(24)가 기판(30)과 체결되는 폐쇄 위치로 서로에 대해서 이동하고, 캐비티 압력 구역(34)이 형성된다. 캐비티 압력 구역(34)은 대기압이다. 제 4 밸브(56)가 개방되어서, 진공 펌프(42)는 제 1 세트의 구멍들을 통해서 캐비티 압력 구역(34)과 유체 교통한다. 진공 펌프(42)는 대기압에서 목표 몰딩 프로세스 압력으로 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력을 감소시킨다.
그 후, 사전세팅 또는 간격 후에, 제 5 밸브(58)가 개방되어서, 저류 펌프(44)는 제 1 세트의 구멍들을 통해서 캐비티 압력 구역(34)과 유체 교통한다. 저류 펌프(44)는 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력을 목표 몰딩 프로세스 압력으로 또는 더욱 낮추도록 펌핑 다운시키기 위해 진공 펌프(42)를 보조한다. 만약, 진공 펌프(42)가 몰딩 프로세스 중에 오작동하면, 캐비티 압력 구역(34)에서 진공이 없거나(대기압이거나) 또는 부적절한 진공(목표 몰딩 프로세스 압력보다 높은 압력)이 있을 수 있다. 이러한 경우에, 저류 펌프(44)는 캐비티 압력 구역(34)의 압력을 목표 몰딩 프로세스 압력으로 펌핑 다운시키도록 백업 펌프로서 작용하므로, 몰딩 프로세스가 정상으로 지속되게 하고 영향을 받는 캡슐화 기판(30)은 몰딩 프로세스 후에 버려질 필요가 없다.
마지막으로, 페이스트 또는 펠릿 형태를 취하는 몰딩 재료는 열과 압력에 의해서 액화되고 그후에 캐비티 압력 구역(34)이 완전히 채워질 때까지 입구(미도시)를 통해서 캐비티 압력 구역(34) 안으로 압송된다. 진공 펌프(42) 및/또는 저류 펌프(44)가 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력을 감소시키는 프로세스에 있을 때와 동시에, 몰딩 재료는 또한 캐비티 압력 구역(34) 안으로 도입될 수 있다. 몰딩 재료는 기판(30)을 캡슐화하고 차후에 경화될 수 있다. 그 다음, 캡슐화된 기판(30)은 몰딩 프레스(20)로부터 제거될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 펌프(42) 및 저류 펌프(44)를 포함하는 몰딩 시스템(80)을 도시한다. 몰딩 시스템(80)은 펌프들(42,44), 몰딩 프레스(20), 밸브들(50,52,54,56,58), 게이지들(62,64,66,68) 및 게이지 제어기(70)를 포함한다. 또한, 몰딩 시스템은 제 6 밸브(84), 제 5 게이지(82) 및 사용자가 캐비티 압력 구역(34)에 압력 목표값을 입력할 수 있도록 허용하는 입력 기구(미도시)를 포함한다. 제 6 밸브(84)는 저류 펌프 도관이 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 캐비티 압력 구역(34) 사이에서 진공 펌프 도관을 따라 위치한다.
입력 기구는 사용자가 캐비티 압력 구역(34)에 압력 목표값을 입력할 수 있게 하는 임의의 적당한 기구일 수 있고, 예를 들어, 제 5 게이지(82), 게이지 제어기(70) 또는 주요 제어기(72)로 구성될 수 있다. 몰딩 프로세스 중에, 제 5 게이지(82)는 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력을 측정하고 몰딩 시스템(80)은 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력을 목표값에서 유지하기 위하여 제 6 밸브(84)의 개폐를 제어한다. 제 6 밸브(84)는 펌프들(42,44) 및 캐비티 압력 구역(34) 사이의 유체 교통을 허용하거나 또는 차단함으로써 캐비티 압력 구역(34)의 압력을 유지하도록 작동한다. 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력이 목표값보다 높을 때, 몰딩 시스템(80)은 제 6 밸브(84)를 개방하여서, 진공 펌프(42) 및 저류 펌프(44)는 캐비티 진공(Pc)의 압력을 감소시키기 위하여 제 1 세트의 구멍들을 통해서 캐비티 압력 구역(34)과 유체 교통한다. 몰딩 시스템(80)은 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력이 목표값보다 낮을 때, 제 6 밸브(84)를 폐쇄한다.
도 7은 진공 펌프(42)를 포함하는 몰딩 시스템(80)을 도시한다. 몰딩 시스템(80)은 저류 펌프(44) 없이 작동할 수 있다. 그러므로, 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력이 목표값보다 클 때, 제 6 밸브(84)는 개방되고 진공 펌프(42)는 [저류 펌프(44) 없이] 캐비티 진공(Pc)의 압력을 펌핑 다운시키기 위하여 제 1 세트의 구멍들을 통해서 캐비티 압력 구역(34)과 유체 교통한다.
도 8은 몰딩 시스템(80)의 양호한 실시예의 동작을 도시한다. 단계(100)에서, 사용자는 목표값을 입력 기구 안으로 입력함으로써 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 목표값을 형성한다. 단계(110)에서, 진공 펌프(42) 및 저류 펌프(44)가 작동한다.
단계(120)에서, 제 4 밸브(56), 제 5 밸브(58) 및 제 6 밸브(84)는 개방되고 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력은 펌프들(42,44)에 의해서 목표값으로 펌핑 다운되도록 개시된다. 단계(130)에서, 몰딩 시스템(80)은 제 5 게이지(82)에 의해서 측정된 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력이 목표값 미만인지를 점검한다. 만약, 압력이 목표값 미만이 아니라면, 제 4 밸브(56), 제 5 밸브(58), 및 제 6 밸브(84)는 개방 상태로 잔류하고, 몰딩 시스템(80)은 사전 세팅 간격 후에 다시 압력을 점검한다. 만약, 압력이 목표값 미만이라면, 작동은 단계(140)로 진행하고, 여기서 제 6 밸브(84)는 폐쇄된다. 단계(150)에서, 몰딩 시스템(80)은 제 5 게이지(82)에 의해서 측정된 캐비티 압력 구역(34)의 캐비티 진공(Pc)의 압력이 목표값 초과인지를 점검한다. 만약, 압력이 목표값 초과가 아니라면, 제 6 밸브(84)는 폐쇄되고, 몰딩 시스템(80)은 사전 세팅 간격 후에 다시 압력을 점검한다. 만약, 압력이 목표값 초과라면, 작동은 단계(120)로 진행하고, 여기서 제 6 밸브(84)는 개방된다.
단계들(120,130,140,150)은 몰딩 프로세스가 완료될 때까지 반복된다. 그 다음, 캡슐화된 기판(30)은 그 후에 몰딩 프레스(20)로부터 제거된다.
만약, 필름 진공(Pf)의 압력이 캐비티 진공(Pc)의 압력보다 높다면, 필름(32)은 상단 몰드 체이스(22)의 표면으로부터 분리되거나 또는 주름질 수 있다. 기판 진공(Ps)의 압력이 캐비티 진공(Pc)의 압력보다 높다면, 기판(30)은 또한 하단 몰드 체이스(24)로부터 들어올려질 수 있다. 그러므로, 사용자가 캐비티 압력 구역(34)에 압력 목표값을 입력할 수 있게 하는 입력 기구의 한 장점은 캐비티 진공(Pc)의 압력이 기판 진공(Ps)의 압력보다 높고 그리고/또는 필름 진공(Pf)의 압력보다 낮다는 것을 보장하는 것을 보조한다. 제 6 밸브(84)의 한 장점은 제 6 밸브(84)는 압력이 과도하게 떨어지는 것을 방지하기 위하여 캐비티 진공(Pc)의 압력을 제어하는데 사용될 수 있다는 점에 있다.
비록, 본 발명은 임의의 실시예를 참조하여 상세하게 기술되었지만, 다른 실시예들도 가능하다.
예를 들어, 필름(32)을 사용하는 대신에, 몰딩 프레스(20)의 표면은 몰딩 재료 또는 수지에 대한 비접착 표면을 제공하기 위해 릴리스 표면으로 코팅될 수 있어서, 캡슐화 또는 몰딩 프로세스 후에, 캡슐화된 기판(30)은 몰딩 프레스(20)로부터 용이하게 제거될 수 있다. 릴리스 재료는 예를 들어, Teflon일 수 있다.
몰딩 시스템(40,80)은 다른 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 몰딩 프레스(20)는 개별적으로 각각의 저류 펌프(44)에 연결될 수 있다. 또한, 각각의 몰딩 프레스(20)는 또한 각각의 진공 펌프(42)에 연결되거나 또는 복수의 진공 펌프(42) 또는 각각의 진공 펌프(42)는 복수의 몰딩 프레스(20)에 연결될 수 있다.
캐비티 압력 구역(34)에 압력 목표값을 입력할 수 있게 하는 것 이외에, 입력 기구는 또한 사용자가 기판 압력 구역(36)에 압력 목표값을 입력하고 그리고/또는 필름 압력 구역(38)에 압력 목표값을 입력할 수 있게 하는데 사용될 수 있다.
그러므로, 첨부된 청구범위의 정신 및 범주는 본원에 포함된 실시예들의 설명에 국한되지 않는다.

Claims (11)

  1. 기판 상에 반도체 디바이스를 캡슐화하기 위한 반도체 캡슐화 장치로서,
    상기 반도체 캡슐화 장치에 의해 상기 기판 상에 상기 반도체 디바이스의 캡슐화 중에 몰딩 프로세스 압력에 있도록 구성된 캐비티 압력 구역을 포함하는 몰드;
    베이스 진공 펌프를 상기 캐비티 압력 구역에 연결하는 베이스 진공 펌프 도관;
    베이스 진공 밸브가 개방될 때, 상기 베이스 진공 펌프가 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통하도록 상기 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치하는, 상기 베이스 진공 밸브;
    도관 연결 지점에서 저류 진공 펌프를 상기 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 저류 진공 펌프 도관; 및
    저류 진공 밸브가 개방될 때, 상기 저류 진공 펌프가 상기 베이스 진공 펌프 도관을 거쳐 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통하도록 상기 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치하는, 상기 저류 진공 밸브를 포함하고.
    상기 베이스 진공 펌프 도관은 상기 캐비티 압력 구역을 상기 베이스 진공 펌프에 연결하고 그리고 상기 저류 진공 펌프 도관을 거쳐 상기 저류 진공 펌프에 연결하고, 상기 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프는 이들이 상기 캐비티 압력 구역과 유체 교통할 때, 상기 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 각각 작동되고,
    상기 도관 연결 지점은 상기 베이스 진공 밸브 및 상기 캐비티 압력 구역 사이 및 상기 저류 진공 밸브 및 상기 캐비티 압력 구역 사이에 위치하는, 반도체 캡슐화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰딩 프로세스 압력을 세팅하기 위한 압력 세팅점을 입력하기 위한 입력 디바이스를 추가로 포함하는, 반도체 캡슐화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프 및 상기 캐비티 압력 구역 사이에서 유체 교통을 허용 또는 차단함으로써 상기 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력에서 유지하도록 작동되는 압력 제어 밸브를 추가로 포함하는, 반도체 캡슐화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압력 제어 밸브는 상기 저류 진공 펌프 도관이 상기 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 상기 캐비티 압력 구역 사이에서 상기 베이스 진공 펌프 도관을 따라서 위치하는, 반도체 캡슐화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 진공 펌프 도관 및 상기 저류 진공 펌프 도관에서 압력을 측정하는 게이지를 추가로 포함하고, 상기 게이지는 상기 저류 진공 펌프 도관이 상기 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 상기 캐비티 압력 구역 사이에서 상기 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는, 반도체 캡슐화 장치.
  6. 기판 상에 반도체 디바이스를 캡슐화하기 위한 반도체 캡슐화 장치로서,
    제 1 캐비티 압력 구역을 포함하는 제 1 몰드 및 제 2 캐비티 압력 구역을 포함하는 제 2 몰드로서, 상기 제 1 및 제 2 캐비티 압력 구역들은 상기 반도체 캡슐화 장치에 의해 상기 기판 상에 상기 반도체 디바이스의 캡슐화 중에 몰딩 프로세스 압력에 있도록 구성되는, 상기 제 1 몰드 및 상기 제 2 몰드;
    제 1 베이스 진공 펌프를 상기 제 1 캐비티 압력 구역에 연결하는 제 1 베이스 진공 펌프 도관 및 제 2 베이스 진공 펌프를 상기 제 2 캐비티 압력 구역에 연결하는 제 2 베이스 진공 펌프 도관;
    제 1 베이스 진공 밸브 및 제 2 베이스 진공 밸브가 각각 개방될 때, 상기 제 1 및 제 2 베이스 진공 펌프들이 상기 각각의 제 1 및 제 2 캐비티 압력 구역들과 유체 교통하도록, 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 1 베이스 진공 밸브 및 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 2 베이스 진공 밸브;
    제 1 도관 연결 지점에서 저류 진공 펌프를 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 제 1 저류 진공 펌프 도관 및 제 2 도관 연결 지점에서 상기 저류 진공 펌프를 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관에 연결하는 제 2 저류 진공 펌프 도관; 및
    제 1 및 제 2 저류 진공 밸브들이 각각 개방될 때, 상기 저류 진공 펌프가 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관을 거쳐 상기 제 1 캐비티 압력 구역과 유체 교통하고, 및 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관을 거쳐 상기 제 2 캐비티 압력 구역과 유체 교통하도록, 상기 제 1 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 1 저류 진공 밸브 및 상기 제 2 저류 진공 펌프 도관을 따라 위치한 상기 제 2 저류 진공 밸브를 포함하고,
    상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관은 상기 제 1 캐비티 압력 구역을 상기 제 1 베이스 진공 펌프에 연결하고, 그리고 상기 제 1 저류 진공 펌프 도관을 거쳐 상기 저류 진공 펌프에 연결하고, 상기 제 1 베이스 진공 펌프와 상기 저류 진공 펌프가 상기 제 1 캐비티 압력 구역과 각각 유체 교통할 때, 상기 제 1 베이스 진공 펌프와 상기 저류 진공 펌프는 상기 제 1 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 작동되고,
    상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관은 상기 제 2 캐비티 압력 구역을 상기 제 2 베이스 진공 펌프에 연결하고, 그리고 상기 제 2 저류 진공 펌프 도관을 거쳐 상기 저류 진공 펌프에 연결하고, 상기 제 2 베이스 진공 펌프와 상기 저류 진공 펌프가 상기 제 2 캐비티 압력 구역과 각각 유체 교통할 때, 상기 제 2 베이스 진공 펌프와 상기 저류 진공 펌프는 상기 제 2 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력으로 감소시키도록 작동되고,
    상기 제 1 도관 연결 지점은 상기 제 1 베이스 진공 밸브 및 상기 제 1 캐비티 압력 구역 사이에 위치되고 그리고 상기 제 1 저류 진공 밸브 및 상기 제 1 캐비티 압력 구역 사이에 위치되고,
    상기 제 2 도관 연결 지점은 상기 제 2 베이스 진공 밸브 및 상기 제 2 캐비티 압력 구역 사이에 위치되고 그리고 상기 제 2 저류 진공 밸브 및 상기 제 2 캐비티 압력 구역 사이에 위치되는, 반도체 캡슐화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 몰딩 프로세스 압력을 세팅하기 위한 압력 세팅점을 입력하기 위한 제 1 입력 디바이스 및 제 2 입력 디바이스를 추가로 포함하는, 반도체 캡슐화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프 및 상기 제 1 캐비티 압력 구역 사이에서 유체 교통을 허용 또는 차단함으로써 상기 제 1 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력에서 유지하도록 작동되는 제 1 압력 제어 밸브; 및
    상기 제 2 베이스 진공 펌프 및 상기 저류 진공 펌프 및 상기 제 2 캐비티 압력 구역 사이에서 유체 교통을 허용 또는 차단함으로써 상기 제 2 캐비티 압력 구역의 압력을 상기 몰딩 프로세스 압력에서 유지하도록 작동되는 제 2 압력 제어 밸브를 추가로 포함하는, 반도체 캡슐화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 압력 제어 밸브는 상기 제 1 저류 진공 펌프 도관이 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 상기 제 1 캐비티 압력 구역 사이에서 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관을 따라서 위치하는, 반도체 캡슐화 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 압력 제어 밸브는 상기 제 2 저류 진공 펌프 도관이 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 상기 제 2 캐비티 압력 구역 사이에서 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관을 따라서 위치하는, 반도체 캡슐화 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관 및 상기 제 1 저류 진공 펌프 도관에서 압력을 측정하는 제 1 게이지로서, 상기 제 1 저류 진공 펌프 도관이 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 상기 제 1 캐비티 압력 구역 사이에서 상기 제 1 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는, 상기 제 1 게이지; 및
    상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관 및 상기 제 2 저류 진공 펌프 도관에서 압력을 측정하는 제 2 게이지로서, 상기 제 2 저류 진공 펌프 도관이 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는 지점과 상기 제 2 캐비티 압력 구역 사이에서 상기 제 2 베이스 진공 펌프 도관에 연결되는, 상기 제 2 게이지를 추가로 포함하는 반도체 캡슐화 장치.
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