KR101964034B1 - 기판상에 균일한 클램핑 압력을 가하기 위한 몰딩 시스템 - Google Patents

기판상에 균일한 클램핑 압력을 가하기 위한 몰딩 시스템 Download PDF

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춘 홍 청
친 구안 옹
카이 우
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Abstract

기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 몰딩 시스템으로서, 상기 몰딩 시스템은, 제 1 몰드 체이스 표면을 갖는 제 1 몰드 체이스 및 제 1 몰드 체이스 표면에 대향하는 제 2 몰드 체이스 표면을 갖는 제 2 몰드 체이스를 포함하고, 제 1 및 제 2 몰드 체이스 표면들은 기판상에 클램핑하고 기판에 클램핑 압력을 가하도록 동작 가능하다. 몰딩 시스템은 기판과 제 1 위치에서 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 제 1 상대 거리를 결정하기 위해 제 1 위치에 위치된 제 1 센서, 및 기판과 제 2 위치에서 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 제 2 상대 거리를 결정하기 위해 제 2 위치에 위치된 제 2 센서를 더 포함한다. 몰딩 시스템은 제 1 위치에 인접하여 위치된 제 1 액추에이터, 및 제 2 위치에 인접하여 위치된 제 2 액추에이터를 또한 포함하고, 제 1 및 제 2 액추에이터들은 기판상에 균일한 클램핑 압력을 가하기 위해 제 2 상대 거리에 대해 제 1 상대 거리를 조정하도록 동작 가능하다.

Description

기판상에 균일한 클램핑 압력을 가하기 위한 몰딩 시스템{MOLDING SYSTEM FOR APPLYING A UNIFORM CLAMPING PRESSURE ONTO A SUBSTRATE}
본 발명은 몰딩 시스템, 특히 반도체 기판을 캡슐화하기 위한 몰딩 시스템에 관한 것이다.
트랜스퍼 몰딩(transfer molding)은 반도체 디바이스들을 캡슐화하기 위한 더 일반적으로 채용되는 방법들 중 하나이다. 트랜스퍼 몰딩에서, 고체 펠릿(solid pellet)의 형태의 몰딩 화합물은 몰딩 시스템의 몰드 공급 포트로 넣어진다. 고체 펠릿 몰딩 화합물은 열 및 압력을 가함으로써 액체 상태로 융해된다. 액화된 몰딩 화합물은 이후 게이트를 통해 몰딩 캐비티로 넣기 위해 몰드 공급 포트를 몰딩 캐비티에 연결하는 러너(runner)로 플런저(plunger)에 의해 밀어넣어진다. 따라서, 몰딩 화합물은 반도체 기판을 캡슐화하기 위해 몰딩 캐비티에 클램프된 반도체 기판의 표면을 덮는다.
더 작은 반도체 디바이스들에 대한 증가된 요구는 몰딩 캐비티 높이의 대응하는 축소를 초래하였다. 이는 반도체 기판의 표면이 대향하는 몰딩 캐비티 표면에 점점 가까워지게 된다는 것을 의미하고, 이는 이후 몰딩 캐비티로의 액화된 몰딩 화합물의 흐름에 대한 더 큰 저항을 야기한다. 결과로서, 보이드들(voids)이 결과의 캡슐화된 반도체 기판에서 발생할 더 큰 가능성이 존재한다.
또한, 캡슐화될 반도체 기판이 일반적으로 리드 프레임(lead frame)보다 상당히 큰 전체 웨이퍼일 때, 더 큰 몰딩 캐비티가 요구된다.이러한 경우들에서, 액화된 몰딩 화합물이 몰딩 캐비티를 적절하게 채우는 것이 더 어렵다. 이는 액화된 몰딩 화합물이 게이트로부터 멀리 이동해야 할수록, 배출된 액화된 몰딩 화합물이 몰딩 캐비티를 적절하게 채우는 것이 더 어려워지기 때문이다.
또한, 액화된 몰딩 화합물은, 반도체 기판이 적절하지 않게 위치될 때 몰딩 캐비티에 넘칠 수 있고, 따라서 몰드 블리드(mold bleed)를 초래한다. 또한, 몰드 블리드는 기판 두께가 고르지 않은 상황들에서 또한 발생할 수 있다. 이러한 상황들에서, 반도체 기판의 표면은 반도체 기판의 고르지 않은 두께에 의해 대향하는 몰딩 캐비티 표면에 실질적으로 평행하지 않을 것이다. 다시 말해서, 몰딩 캐비티 표면의 일 부분은 몰딩 캐비티 표면의 다른 부분보다 반도체 기판의 표면에 실질적으로 가까울 것이다. 결과로서, 액화된 몰딩 화합물은 몰딩 캐비티의 일부로부터 넘칠 수 있고, 몰딩 캐비티 표면은 반도체 기판의 표면으로부터 실질적으로 더 멀다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 전술된 문제들의 적어도 일부를 극복하는 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 몰딩 시스템을 제공하는 것을 추구하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 몰딩 시스템이 제공되고, 몰딩 시스템은: 제 1 몰드 체이스 표면을 갖는 제 1 몰드 체이스 및 제 1 몰드 체이스 표면에 대향하는 제 2 몰드 체이스 표면을 갖는 제 2 몰드 체이스로서, 제 1 및 제 2 몰드 체이스 표면들은 기판상에 클램핑하고 기판에 클램핑 압력을 가하도록 동작 가능한, 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스; 제 1 위치에서 기판과 마주하는 몰드 체이스와 기판 사이의 제 1 상대 거리를 결정하기 위해 제 1 위치에 위치된 제 1 센서; 제 2 위치에서 기판과 마주하는 몰드 체이스와 기판 사이의 제 2 상대 거리를 결정하기 위해 제 2 위치에 위치된 제 2 센서; 및 제 1 위치에 인접하여 위치된 제 1 액추에이터 및 제 2 위치에 인접하여 위치된 제 2 액추에이터로서, 기판상에 균일한 클랩핑 압력을 가하기 위해 제 2 상대 거리에 대해 제 1 상대 거리를 조정하도록 동작 가능한, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터들을 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은: 제 1 몰드 체이스의 제 1 몰드 체이스 표면 및 제 1 몰드 체이스 표면에 대향하는 제 2 몰드 체이스의 제 2 몰드 체이스 표면을 기판상에 클램핑하고 기판에 클램핑 압력을 가하는 단계; 기판과 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 제 1 상대 거리를 제 1 위치에 위치된 제 1 센서로 결정하는 단계; 기판과 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 제 2 상대 거리를 제 2 위치에 위치된 제 2 센서로 결정하는 단계; 제 1 위치에 인접하여 위치된 제 1 액추에이터 및 제 2 위치에 인접하여 위치된 제 2 액추에이터에 의해 제 2 상대 거리에 대해 제 1 상대 거리를 조정하는 단계; 및 이후 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위해 기판 상에 액화된 몰딩 화합물을 넣는 단계를 포함한다.
이들 및 다른 특징들, 양태들, 및 이점들은 상세한 설명 부분, 첨부된 청구항들, 및 첨부된 도면들에 관하여 더 양호하게 이해될 것이다.
본 발명의 실시예들은 단지 예시로서 첨부하는 도면들을 참조하여 지금 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 몰딩 시스템의 개략적인 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 캡슐화 동안 액화된 몰딩 화합물의 흐름의 진행을 보여주는 복수의 몰드 공급 포트들 및 몰딩 캐비티의 개략적인 평면도들.
도 3a 내지 도 3c는 몰딩 캐비티 및 복수의 몰드 공급 포트들의 상이한 가능한 장치들의 개략적인 평면도들.
도 4a 및 도 4b는 상부 몰드 체이스와 하부 몰드 체이스 사이의 상대적인 정렬을 조정하기 위한 액추에이터들 및 센서들을 더 포함하는 몰딩 시스템을 도시하는 도면들.
도 5a 및 도 5b는 몰딩 시스템이 균일하지 않은 두께를 갖는 기판상에 클램핑하기 전 및 후에 몰딩 시스템의 측면도들.
도 6은 센서들이 상부 몰드 체이스에 결합되는 센서들의 대안적인 정렬의 측면도.
도면들에서, 유사한 부분들은 유사한 번호들로 표시된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰딩 시스템의 개략적인 단면도이다. 몰딩 시스템은 일반적으로 서로에 대해 이동 가능한 상부 몰드 체이스(35) 및 하부 몰드 체이스(36)와 같은 제 1 및 제 2 몰드 체이스들을 포함한다. 몰딩 시스템에 의해 캡슐화될 그 위에 장착된 전자 디바이스들을 포함하는 기판(12)은 몰딩 캐비티(16) 내에 일반적으로 위치되는 기판(12)상에 장착된 전자 디바이스들과 함께 캡슐화하기 위해 몰딩 캐비티(16)에 위치되고 클램핑된다. 상부 몰드 체이스(35)는 상부 몰드 체이스 표면을 갖고 하부 몰드 체이스(36)는 상부 몰드 체이스 표면에 대향하는 하부 몰드 체이스 표면을 갖고, 상부 및 하부 몰드 체이스 표면들은 기판(12)상에 클램핑하고 그에 클램핑 압력을 가하도록 동작 가능하다. 막(도시되지 않음)의 길이는 캡슐화 동안 상부 몰드 체이스(35)의 몰딩 표면들을 덮기 위하 사용된다.
상부 몰드 체이스(35)는 상부 몰드 체이스 표면에 대해 이동가능하도록 적응되는 캐비티 플레이트(20)의 형태인 이동 가능한 표면을 포함한다. 캐비티 플레이트(20)는 막 위에 위치되고 막에 의해 덮인다. 캐비티 플레이트(20)는 기판(12)을 캡슐화하는 몰딩 화합물상에 압축력을 제공하도록 동작 가능하다. 이는 기판(12)의 상부 표면과의 제 1 갭을 형성하는 제 1 위치와 기판(12)과 제 2 갭을 형성하는 제 2 위치 사이에 캐비티 플레이트(20)를 이동시키는 것에 의해 달성되고, 제 2 갭은 제 1 갭보다 작다. 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 캐비티 플레이트(20)의 움직임은 몰딩 캐비티(16)로 넣어진 몰딩 화합물을 압축하고, 몰딩 캐비티(16) 내 몰딩 화합물을 성형하여 캡슐화된 반도체 디바이스를 생성한다. 캡슐화 후, 캡슐화된 반도체 디바이스는 몰딩 캐비티(16)로부터 분리된다.
몰딩 화합물은 하부 몰드 체이스(36)에 위치된 제 1 몰드 공급 포트(26) 및 제 2 공급 포트(28)에 고체 펠릿들의 형태로 제공된다. 몰드 공급 포트들(26, 28)은 고체 펠릿들을 수신하고 몰딩 캐비티(16)를 채우기 위해 몰딩 화합물을 공급한다. 제 1 몰드 공급 포트(26)에 위치된 제 1 플런저(22) 및 제 2 몰드 공급 포트(28)에 위치된 제 2 플런저(23)는 고체 펠릿들을 분쇄하고 액화시키도록 동작 가능하고, 플런저들(22, 23) 위에 위치된 액화된 몰딩 화합물(40)이 각각의 몰드 공급 포트들(26, 28)로부터 러너들(27)을 통해 몰딩 캐비티(16)로 흘러나와서 방출되게 한다. 각각의 몰딩 캐비티(16)는 각각의 몰드 공급 포트(26, 28)를 몰딩 캐비티(16)에 연결하는 러너(27)에 의해 복수의 몰드 공급 포트들(26, 28)에 연결된다.
러너들(27)은 몰드 공급 포트들(26, 28)을 몰딩 캐비티(16)에 유동적으로 연결한다. 제 1 몰드 공급 포트(26)는 몰딩 캐비티(16)의 제 1 측상에 위치되고, 제 2 몰드 공급 포트는 몰딩 캐비티(16)의 대향하는 제 2 측상에 위치된다. 두 개의 몰드 공급 포트들(26, 28) 사이에 위치된 몰딩 캐비티(16)를 갖는 하나의 이점은 몰딩 캐비티(16)를 채우기 위해 몰드 공급 포트들(26, 28)의 각각으로부터 몰딩 화합물이 단지 몰딩 캐비티(16)의 폭의 약 절반의 흐름이 필요하다는 것이다. 다른 이점은 몰딩 캐비티(16)로의 몰딩 화합물의 흐름이 더 균일할 것이라는 것이다. 따라서, 본 발명의 몰딩 시스템은 몰딩 화합물이 몰딩 캐비티(16)를 채우기 위해 웨이퍼의 전체면과 같은 큰 표면 영역을 덮기 위해 필요한 큰 포맷 패키징 프로세스들에서 사용될 때 특히 유용하다.
몰딩 화합물로 몰딩 캐비티(16)를 채울 때, 이동 가능한 캐비티 플레이트(20)는 제 1 갭으로부터 제 2 갭으로 갭을 감소시키기 위해 몰딩 화합물을 아래쪽으로 푸시하고 압축할 수 있다. 몰딩 화합물을 압축함으로써, 캐비티 플레이트(20)는 몰딩 캐비티(16) 밖으로 몰딩 화합물의 일부를 몰드 공급 포트들(26, 28)로 다시 푸시할 수 있다. 결과로서, 제 2 갭에 대응하는 두께의 몰딩 화합물의 얇은 층은 종래의 몰딩 화합물의 고체 펠릿들을 사용하여 트랜스퍼 몰딩에 의해 기판(12)의 상부면상에 효과적으로 형성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 캡슐화 동안 액화된 몰딩 화합물의 흐름의 진행을 보여주는 복수의 몰드 공급 포트들(25) 및 몰딩 캐비티(16)의 개략적인 평면도들이다. 도 2a는 여섯 개의 몰드 공급 포트들(25)에 관하여 원형 몰딩 캐비티(16)의 정렬을 도시한다. 몰딩 캐비티(16)가 설명의 편의를 위해 원형이지만, 몰딩 캐비티(16)는 개념적으로 몰딩 시스템의 전방측, 후방측, 좌측, 및 우측에 대응하는 네 개의 측들을 포함한다는 것이 가정된다. 여섯 개의 몰드 공급 포트들(25)이 몰딩 캐비티(16)의 임의의 두 개의 대향하는 측들상에 위치되고, 세 개의 몰드 공급 포트들(25)이 몰딩 캐비티(16)의 일 측상의 행으로 일렬로 배열되고, 다른 세 개의 몰드 공급 포트들(25)은 몰딩 캐비티(16)의 대향하는 측상에 위치된 다른 행으로 일렬로 배열된다. 몰딩 캐비티(16)는 몰드 공급 포트들(25)의 두 개의 행들 사이에 위치된다. 러너들(27)은 몰딩 캐비티(16)의 둘레를 따라 몰딩 캐비티(16)의 대향하는 측들상에 대칭으로 분포된다.
도 2b는 액화된 몰딩 화합물(40)이 캡슐화 동안 복수의 몰드 공급 포트들(25)로부터 몰딩 캐비티(16)로 흐르는 방법이 도시된다. 액화된 몰딩 화합물(40)은 복수의 몰드 공급 포트들(25)의 각각로부터 유사한 레이트로 흐르고, 따라서 액화된 몰딩 화합물(40)은 몰드 공급 포트들(25)의 각각으로부터 유사한 거리로 이동된 것으로 도시된다. 도 2c에서, 액화된 몰딩 화합물(40)은 전체 몰딩 캐비티(16)를 덮는다. 본 발명의 몰딩 시스템은, 몰딩 캐비티(16)의 일측상에 위치된 단일 몰드 공급 포트를 포함하는 종래의 몰딩 시스템과 비교될 때, 액화된 몰딩 화합물(40)에 의해 이동된 거리를 효과적으로 반감시킨다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 몰딩 시스템의 액화된 몰딩 화합물(40)의 더 짧은 흐름 경로는 액화된 몰딩 화합물(40)이 몰딩 캐비티(16)를 더 효과적으로 및 효율적으로 채우게 하여, 기판(12)에 대해 더 양호한 품질의 캡슐화를 초래한다. 따라서, 본 발명의 몰딩 시스템은 화장용 블레미쉬, 유흔들(flow marks), 및 충전재 레이어링(filler layering)과 같은 균일하지 않은 몰딩 화합물 흐름에 관련된 일반적인 문제들을 처리할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 몰딩 캐비티(16) 및 복수의 몰드 공급 포트들(25)의 상이한 가능한 정렬들의 개략적인 평면도들이고, 복수의 몰드 공급 포트들(25)의 각각은 각각의 러너(27)가 실질적으로 동일한 길이를 갖도록 몰딩 캐비티(16)로부터 동일한 거리로 이격된다. 도 3a는 몰드 공급 포트들(25)의 두 개의 행들 사이에 위치된 사각형을 갖는 몰딩 캐비티(16)를 도시하고, 각각의 행은 몰딩 캐비티(16)의 대향하는 측상에 있다. 유사하게, 도 3b는 사각형 몰딩 캐비티(16)를 도시하지만, 이러한 정렬에서, 몰딩 캐비티(16)를 둘러싸는 몰드 공급 포트들(25)의 네 개의 행들이 대신 존재한다. 몰드 공급 포트들(25)의 각각의 행은 사각형 몰딩 캐비티(16)의 각각의 변으로부터 동일한 거리로 이격된다. 도 3c에서, 복수의 몰드 공급 포트들(25)은 원형 몰딩 캐비티(16)를 둘러싸고, 각각의 몰드 공급 포트(25)는 몰딩 캐비티(16)로부터 동일한 거리로 이격된다.
도 4a 및 도 4b는 상부 몰드 체이스(35)와 하부 몰드 체이스(36) 사이에 상대적인 정렬을 조정하기 위한 센서들(44) 및 액추에이터들(46)을 더 포함하는 몰딩 시스템을 도시한다. 도 4a는 측면도이고 도 4b는 센서들(44) 및 액추에이터들(46)을 포함하는 몰딩 시스템의 평면도이다. 이러한 경우에, 기판(12)은 전자 디바이스들이 아래쪽을 향하는 다이-다운 구성(die-down configuration)으로 상부 몰드 체이스(35)에 대해 유지하도록 도시되지만, 몰딩 시스템은 또한 전자 디바이스들이 위쪽을 향하는 다이-업 구성(die-up configuration)으로 하부 몰드 체이스(36)상에 기판(12)을 유지하도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
하부 몰드 체이스(36)는 클램핑 플레이트(clamping plate; 50)상에 장착된다. 클램핑 링(54)과 같은 클램핑 부재는 상부 몰드 체이스 표면의 상부에 인접하여 복원력 있게 장착되고, 클램핑 링(54)은 스프링들(52)과 같은 복원성 부재들에 의해 지지된다. 따라서, 클램핑 링(54)은 하부 몰드 체이스(36)에 인접하고 그를 둘러싸는 클램핑 플레이트(50)의 둘레 가장자리들에 복원력있게 장착될 수 있다. 링이라고 불리지만, 클램핑 링(54)은 원 형상으로 제한되지 않고, 사각형과 같은 다른 형상들일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 사실상, 클램핑 링(54)은 바람직하게는 캡슐화될 기판(12) 및/또는 몰딩 캐비티(16)와 동일한 형상이 되도록 설계된다. 이러한 경우, 몰딩 캐비티(16)는 사각형이고, 그래서 클램핑 링(54)은 또한 사각형이다. 하부 몰드 체이스(36)는 클램핑 링(54)이 기판(12)상에 적어도 부분적으로 클램핑하고 몰딩 캐비티(16)가 형성될 때까지 상부 몰드 체이스(35)를 향해 이동한다. 클램핑 링(54)은 또한 상부 및 하부 몰드 체이스 표면들에 대해 기판(12)과 접촉하면 강제로 이동 가능하도록 적응된다.
각각의 센서(44)는 기판(12)과 상이한 위치들에서 기판(12)과 마주하는 몰드 체이스(35, 36) 사이의 상대 거리를 결정하기 위해 상이한 위치에 위치된다. 구체적으로, 기판(12)상의 위치에 대응하는 클램핑 링(54)상의 각각의 위치는 각각의 센서(44)에 의해 검출된다.
도 4b에서, 하부 몰드 체이스(36) 및 하부 몰드 체이스(36)의 클램핑 플레이트(50)는 둘 모두 사각형이다. 센서들(44)은 하부 몰드 체이스 표면의 대응하는 코너들에 인접한 클램핑 플레이트(50)의 네 개의 코너들에 장착된다. 센서들(44)은 하부 몰드 체이스(36)의 클램핑 플레이트(50)에 관한 클램핑 링(54)의 거리를 검출하도록 동작 가능하다. 따라서, 클램핑 링(54)이 기판(12)상에 클램핑할 때, 스프링들(52)은 압축될 것이고, 클램핑 플레이트(50)가 몰딩 캐비티(16)를 압축하기 위해 기판(12)을 향해 또한 이동할 때 클램핑 링(54)이 클램핑 플레이트(50)로 더 가까이 이동할 것이다. 각각의 센서(44)는 클램핑 링(54)과 클램핑 링(54)상에 장착된 센서(44) 사이의 이러한 상대 거리를 검출한다. 액추에이터들(46)은 클램핑 플레이트(50)에 결합되고 각각의 센서들(44)의 위치들에 인접하여 위치된다. 그들은 또한 클램핑 플레이트(50)의 네 개의 모서리들에 가깝다. 각각의 액추에이터(46)는, 기판(12)상에 균일한 클램핑 압력을 가하기 위해, 센서들(44)과 센서들(44)의 각각의 위치에서 클램핑 링(54) 사이의 상대 거리를 조정하기 위해, 클램핑 플레이트(50)의 각각의 모서리와 같이 하부 몰드 체이스(36)의 일 부분을 상부 몰드 체이스(35)의 대응하는 부분을 향해 또는 그로부터 멀리 위 또는 아래로 이동하도록 동작 가능하다. 특히, 클램핑 압력은 상대 거리들이 실질적으로 동일하도록 적응될 때 더 균일할 것이다.
도 5a 및 도 5b는 몰딩 시스템이 균일하지 않은 두께를 갖는 기판(12)상에 클램핑하기 전 및 후의 몰딩 시스템의 측면도들이다. 예시 목적들을 위해, 기판(12)에서 불균일성이 과장되었다. 도 5a에서, 균일하지 않은 두께를 갖는 기판(12)은 상부 몰드 체이스(35)상에 유지된다. 캡슐화 동안, 클램핑 플레이트(50) 및 하부 몰드 체이스(36)는 클램핑 링(54)이 기판(12)상에 클램핑될 때까지 상부 몰드 체이스(35)에 대해 이동한다. 기판(12)이 그의 왼쪽 단부(12a)에서보다 오른쪽 단부(12b)에서 더 두껍기 때문에, 클램핑 링(54)의 오른쪽 단부(54b)를 지지하는 스프링(52b)은 클램핑 링(54)의 왼쪽 단부(54a)를 지지하는 스프링(52a)보다 더 압축될 것이다. 스프링들(52a, 52b)의 각각의 압축량은 각각의 센서(44a, 44b)에 의해 검출된다.
몰딩 시스템은 센서들(44a, 44b)로부터 피드백을 수신하고 몰딩될 기판(12)의 표면이 기판(12)의 표면에 대향하는 몰딩 캐비티(16)의 표면에 실질적으로 평행하도록 몰드 체이스들(35, 36)의 상대적인 정렬을 조정하기 위해 왼쪽 액추에이터(46a) 및 오른쪽 액추에이터(46b)를 작동시킨다. 따라서, 각각의 액추에이터(46)는 상대 거리들이 실질적으로 동일하고 기판(12)의 표면이 그와 마주하는 몰드 체이스 표면에 평행하도록 기판(12)에 대해 상부 또는 하부 몰드 체이스 표면을 기울이기 위해 각각의 상대 거리를 조정한다. 이는 기판(12)의 표면과 기판의 표면상에 클래핑하는 몰딩 캐비티(16)의 표면 사이의 갭이 미리 결정된 범위 내에 있는 것을 보장하는 것을 돕는다. 도 5b에 예시된 시나리오에서, 왼쪽 액추에이터(46a)는 클램핑 플레이트(50)의 왼쪽 단부(50a)를 위쪽으로 푸시하고, 반면에 오른쪽 액추에이터(46b)는 클램핑 플레이트(50)의 오른쪽 단부(50b)를 아랫쪽으로 대응하여 당길 수 있다. 액추에이터들(46a, 46b)은 도 5b에 도시된 실질적으로 동일한 거리로 압축될 때까지 클램핑 플레이트(50)의 정렬을 조정한다. 따라서, 몰딩 시스템은 기판(12)의 전체를 통해 균일한 클램핑 힘에 기여하기 위해 기판(12)의 표면상에 임의의 불균일성 및/또는 전체 기판(12)을 걸쳐 두께에서 임의의 차이들을 보상할 수 있다.
이후, 몰딩 화합물은 도 1에 관하여 상기에 기술되는 몰딩 캐비티(16)로 넣어진다. 몰딩 화합물이 몰딩 캐비티(16)를 채우기 때문에, 몰딩 캐비티(16)로 흐르는 몰딩 화합물은 몰드 체이스들(35, 36)상에 압력을 가한다. 몰딩 화합물에 의해 가해진 압력은 하부 몰드 체이스(36)의 상부면과 기판(12)의 표면 사이의 갭이 넓어지게 할 수 있고 및/또는 몰드 체이스들(35, 36)의 상대적인 정렬이 변하게 할 수 있다. 갭의 크기 및/또는 몰드 체이스들(35, 36)의 상대적인 정렬에서의 임의의 변경들은 센서들(44)에 의해 검출되고 클램핑 플레이트(60)의 정렬을 조정하는 액추에이터들(46)에 의해 그에 따라서 보상된다. 캡슐화 프로세스가 몰딩 화합물이 응고되고 경화될 때까지 수행되기 때문에, 센서들(44) 및 액추에이터들(46)은 모니터링 및 보상을 계속하여 수행한다. 이후, 캡슐화된 반도체 디바이스는 몰딩 캐비티(16)로부터 분리된다.
도 6은 센서들(44)의 대안적인 정렬의 측면도를 도시하고, 센서들은 상부 몰드 체이스(36)에 장착된다. 클램핑 플레이트(50)는 또한 상부 몰드 체이스(35)에 결합된다. 센서들(44)은 클램핑 플레이트(50)상에 장착되고, 클램핑 링(54)은 스프링들(52)을 통해 클램핑 플레이트(50)에 복원성 있게 장착된다. 기판(12)은 다이-업 구성에서 하부 몰드 체이스(36)상에 유지된다. 이러한 구성에서, 액추에이터들(46)은 하부 몰드 체이스(36)에 결합된다.
본 발명이 특정한 실시예들을 참조하여 상당히 상세히 기술되었지만, 다른 실시예들이 가능하다.
예를 들면, 네 개의 센서들(44) 및 액추에이터들(46) 대신에, 몰딩 시스템은 상이한 정도의 제어를 달성하기 위해 임의의 다른 수의 센서들(44) 및 액추에이터들(46)을 포함할 수 있다. 센서들(44)은 또한 광 빔 센서 또는 근접 센서와 같은 갭을 결정하기 위한 임의의 적절한 형태의 센서일 수 있다.
센서들(44) 및 액추에이터들(46)은 임의의 다른 구성에 장착될 수 있고, 예를 들면, 액추에이터들(46)은 센서들(44)이 하부 몰드 체이스(36)에 결합된 클램핑 플레이트(50)상에 위치될 때조차 상부 몰드 체이스(35)상에 장착될 수 있다.
또한, 원형이거나 네 개의 변들을 포함하는 몰딩 캐비티(16) 대신에, 몰딩 캐비티(16)는 임의의 다른 형상들일 수 있거나 임의의 다른 수의 변들을 포함할 수 있다.
또한, 고체 펠릿들 대신에, 본 발명의 몰딩 시스템은 또한 액체 몰딩 화합물을 받아들이도록 구성될 수 있다.
따라서, 첨부된 청구항들의 정신 및 범위는 여기에 포함된 실시예들의 설명으로 제한되지 않아야 한다.

Claims (16)

  1. 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 몰딩 시스템에 있어서,
    제 1 몰드 체이스 표면(mold chase surface)을 갖는 제 1 몰드 체이스 및 상기 제 1 몰드 체이스 표면에 대향하는 제 2 몰드 체이스 표면을 갖는 제 2 몰드 체이스로서, 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스 표면들은 상기 기판상에 클램핑하고 상기 기판에 클램핑 압력을 가하도록 동작 가능한, 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스들;
    제 1 위치에 위치되고, 상기 기판과 상기 제 1 위치에서 상기 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 제 1 상대 거리를 결정하기 위한 제 1 센서;
    제 2 위치에 위치되고, 상기 기판과 상기 제 2 위치에서 상기 기판과 마주하는 상기 몰드 체이스 사이의 제 2 상대 거리를 결정하기 위한 제 2 센서; 및
    상기 제 1 위치에 인접하여 위치되어 있는 상기 기판을 클램핑하는 몰드 체이스 표면에 결합된 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 위치에 인접하여 위치되어 있는 상기 기판을 클램핑하는 상기 몰드 체이스 표면에 결합된 제 2 액추에이터로서, 상기 기판을 클램핑하는 상기 몰드 체이스 표면이 상기 기판상에 균일한 클램핑 압력을 가하도록 상기 제 2 상대 거리에 대해 상기 제 1 상대 거리를 변경하여 상기 제 2 몰드 체이스에 대해 상기 제 1 몰드 체이스의 평탄도(planarity)를 조정하도록 동작 가능한, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터들을 포함하는, 몰딩 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 몰드 체이스 표면에 인접하여 복원력 있게(resiliently) 장착되는 클램핑 부재를 더 포함하고, 상기 클램핑 부재는, 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스 표면들이 상기 기판상에 클램핑할 때 상기 기판상에 적어도 부분적으로 클램핑하도록 배치 및 구성되고, 상기 클램핑 부재는 상기 기판과 접촉할 때 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스 표면들에 대해 강제적으로 이동 가능하도록 구성된, 몰딩 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서들의 각각은 상기 클램핑 부재상의 각각의 위치와 상기 센서 사이의 거리를 검출하도록 동작 가능한, 몰딩 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스들은 형상이 사각형이고, 상기 몰딩 시스템은 총 네 개의 센서들을 포함하고, 각각의 센서는 몰드 체이스 표면의 모서리에 인접하여 위치되는, 몰딩 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 몰딩 시스템은 또한 총 네 개의 액추에이터들을 포함하고, 각각의 액추에이터는 각각의 센서에 인접하여 위치되는, 몰딩 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 센서들은 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스 표면들이 상기 기판상에 클램핑할 때 몰딩 캐비티를 압축하기 위해 상기 기판 쪽으로 이동 가능하도록 구성되는 클램핑 플레이트(clamping plate)상에 복원력 있게 장착되는, 몰딩 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 액추에이터들은 상기 클램핑 플레이트에 결합되는, 몰딩 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 클램핑 플레이트는 상기 제 1 몰드 체이스에 결합되고, 상기 제 1 및 제 2 액추에이터들은 상기 제 2 몰드 체이스에 결합되는, 몰딩 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    각각의 액추에이터는 다른 몰드 체이스의 대응하는 부분 가까이로 또는 상기 다른 몰드 체이스의 대응하는 부분으로부터 멀리 하나의 몰드 체이스의 일부분을 이동시키도록 동작가능한, 몰딩 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    각각의 액추에이터는 상기 제 1 및 제 2 상대 거리들이 동일하도록 상기 기판에 대해 상기 제 1 또는 제 2 몰드 체이스 표면을 기울이기 위해 상기 제 1 또는 제 2 상대 거리를 조정하도록 동작 가능하고, 상기 기판의 표면은 상기 기판과 마주하는 몰드 체이스 표면과 평행한, 몰딩 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 몰드 체이스 또는 상기 제 2 몰드 체이스, 또는 상기 제 1 및 제 2 몰드 체이스들 내의 하나 이상의 몰딩 캐비티들, 및 상기 몰딩 캐비티 또는 각각의 몰딩 캐비티를 복수의 몰드 공급 포트들(mold supply pots)에 연결하는 복수의 러너들(runners)을 더 포함하는, 몰딩 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    각각의 몰딩 캐비티는 적어도 두 개의 몰드 공급 포트들 사이에 위치되고 개개의 러너가 각각의 몰드 공급 포트를 상기 몰딩 캐비티에 연결하는, 몰딩 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    복수의 러너들의 각각은 실질적으로 동일한 길이를 갖는, 몰딩 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 몰딩 캐비티 또는 각각의 몰딩 캐비티는 모양이 원형이고 상기 복수의 러너들은 상기 몰딩 캐비티의 둘레를 따라 상기 몰딩 캐비티의 반대측들상에 대칭으로 분포되는, 몰딩 시스템.
  15. 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 몰드 체이스의 제 1 몰드 체이스 표면 및 상기 제 1 몰드 체이스 표면에 대향하는 제 2 몰드 체이스의 제 2 몰드 체이스 표면을 갖는 상기 기판상에 클램핑하고 클램핑 압력을 가하는 단계;
    상기 기판 및 상기 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 제 1 상대 거리를 제 1 위치에 위치된 제 1 센서로 결정하는 단계;
    상기 기판 및 상기 기판과 마주하는 상기 몰드 체이스 사이의 제 2 상대 거리를 제 2 위치에 위치된 제 2 센서로 결정하는 단계;
    상기 제 1 위치에 인접하여 위치된 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 위치에 인접하여 위치된 제 2 액추에이터로 상기 제 2 상대 거리에 대해 상기 제 1 상대 거리를 조정하는 단계; 및 이후,
    상기 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위해 상기 기판상에 액화된 몰딩 화합물을 넣는 단계를 포함하는, 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판상에 액화된 몰딩 화합물을 넣은 후,
    상기 기판 및 상기 기판과 마주하는 몰드 체이스 사이의 상기 제 1 상대 거리를 상기 제 1 센서로 결정하는 단계;
    상기 기판 및 상기 기판과 마주하는 상기 몰드 체이스 사이의 상기 제 2 상대 거리를 상기 제 2 센서로 결정하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 액추에이터들로 상기 제 2 상대 거리에 대해 상기 제 1 상대 거리를 조정하는 단계; 및
    상기 액화된 몰딩 화합물을 경화시키는 단계를 더 포함하는, 기판상에 장착된 전자 디바이스들을 캡슐화하기 위한 방법.
KR1020170091043A 2016-07-19 2017-07-18 기판상에 균일한 클램핑 압력을 가하기 위한 몰딩 시스템 KR101964034B1 (ko)

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