KR102161520B1 - 다이 이젝팅 장치 - Google Patents

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KR102161520B1
KR102161520B1 KR1020140063092A KR20140063092A KR102161520B1 KR 102161520 B1 KR102161520 B1 KR 102161520B1 KR 1020140063092 A KR1020140063092 A KR 1020140063092A KR 20140063092 A KR20140063092 A KR 20140063092A KR 102161520 B1 KR102161520 B1 KR 102161520B1
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이희철
김응석
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세메스 주식회사
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    • 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

Abstract

다이 이젝팅 장치에 있어서, 상기 장치는 반도체 다이를 이젝팅하기 위한 이젝트 핀과, 상기 이젝트 핀을 고정시키기 위한 복수의 조(jaws)가 형성된 조 클램프 및 상기 조 클램프에 결합되는 조 너트를 포함하는 핀 홀더와, 상기 이젝트 핀이 통과하는 관통홀이 형성된 상부 및 상기 이젝트 핀과 상기 핀 홀더가 삽입되는 내부 공간을 정의하는 측벽을 포함하며 하부가 개방된 후드와, 상기 후드의 개방된 하부를 통해 상기 핀 홀더와 결합되며 상기 이젝트 핀이 상기 후드의 관통홀을 통해 수직 방향으로 이동되도록 상기 핀 홀더를 수직 방향으로 이동시키는 구동부와, 상기 핀 홀더가 상기 후드로부터 이탈되지 않도록 상기 후드의 개방된 하부 내측에 구비되는 스토퍼를 포함한다.

Description

다이 이젝팅 장치{Apparatus for ejecting a die}
본 발명의 실시예들은 다이 이젝팅 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 기판 상에 반도체 소자가 형성된 다이들을 본딩하기 위하여 웨이퍼로부터 상기 다이들을 분리하는 다이 이젝팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있으며, 상기와 같이 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정을 통해 분할될 수 있으며 본딩 공정을 통해 기판 상에 본딩될 수 있다.
상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 반도체 소자가 형성된 다이들로 분할된 웨이퍼로부터 상기 다이들을 픽업하여 분리시키기 위한 픽업 모듈과 픽업된 반도체 소자를 기판 상에 부착시키기 위한 본딩 모듈을 포함할 수 있다. 상기 픽업 모듈은 상기 웨이퍼가 부착된 웨이퍼 링을 지지하는 스테이지 유닛과 상기 스테이지 유닛에 지지된 웨이퍼로부터 선택적으로 반도체 소자를 분리시키기 위하여 수직 방향으로 이동 가능하게 설치된 이젝팅 장치와 상기 웨이퍼로부터 상기 반도체 소자를 픽업하여 기판 상에 부착시키기 위한 픽업 유닛을 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 다이 이젝팅 장치는 상기 반도체 소자를 다이싱 테이프로부터 분리시키기 위하여 상기 반도체 소자를 수직 방향으로 밀어올리는 이젝팅 유닛과 상기 이젝팅 유닛을 수용하는 후드와 상기 이젝팅 유닛을 수직 방향으로 이동시키는 구동부 및 상기 구동부를 수용하는 하우징 등을 포함할 수 있다. 상기와 같은 다이 이젝팅 장치에 관한 예들은 대한민국 등록특허 제10-0975500호 및 대한민국 공개특허 제10-2009-0108447호 등에 개시되어 있다.
그러나, 최근 웨이퍼 상에 형성되는 다이의 크기가 매우 다양해지고, 또한 두께가 점차 얇아짐에 따라 이에 대응하기 위하여 새로운 형태의 다이 이젝팅 방법 및 장치가 요구되고 있다.
일 예로서, 가로 또는 세로 길이가 3 mm 이하인 소형 다이의 경우 상기 소형 다이를 이젝팅하기 위한 이젝트 핀이 사용될 수 있으나, 상기 이젝트 핀의 중심 정렬이 용이하지 않으며, 또한 이젝트 핀의 높이를 정밀하게 조절하기가 어려운 문제점이 있다. 특히, 이젝트 핀의 중심 정렬과 높이 조절이 정밀하게 이루어지지 않는 경우 상기 소형 다이의 이젝팅 단계가 정상적으로 이루어지지 않거나 상기 소형 다이가 상기 이젝트 핀에 의해 손상되는 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 상기 이젝트 핀이 상기 후드에 형성된 관통홀과 중심 정렬이 이루어지지 않은 경우 또는 상기 구동부에 의한 상기 이젝트 핀의 상승 방향이 후드의 중심축과 어긋나는 경우 상기 이젝트 핀이 상기 구동부에 의해 상승되는 동안 손상될 수 있으며, 이에 의해 상기 반도체 다이의 이젝트 동작이 정상적으로 수행되지 않을 수 있다.
추가적으로, 다양한 종류의 반도체 다이들에 대응하기 위하여 상기 이젝트 핀의 교체가 요구될 수 있으나, 상기 이젝트 핀의 중심 정렬 및 높이 정렬에 상당한 시간이 소요되므로 상기 다이 이젝팅 공정에 소요되는 시간이 크게 증가될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 이젝트 핀의 교체가 용이하며 또한 이젝트 핀의 중심 정렬 및 높이 조절이 용이한 다이 이젝팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 다이 이젝팅 장치는, 반도체 다이를 이젝팅하기 위한 이젝트 핀과, 상기 이젝트 핀을 고정시키기 위한 복수의 조(jaws)가 형성된 조 클램프 및 상기 조 클램프에 결합되는 조 너트를 포함하는 핀 홀더와, 상기 이젝트 핀이 통과하는 관통홀이 형성된 상부 및 상기 이젝트 핀과 상기 핀 홀더가 삽입되는 내부 공간을 정의하는 측벽을 포함하며 하부가 개방된 후드와, 상기 후드의 개방된 하부를 통해 상기 핀 홀더와 결합되며 상기 이젝트 핀이 상기 후드의 관통홀을 통해 수직 방향으로 이동되도록 상기 핀 홀더를 수직 방향으로 이동시키는 구동부와, 상기 핀 홀더가 상기 후드로부터 이탈되지 않도록 상기 후드의 개방된 하부 내측에 구비되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 조 클램프는 실린더 형태의 클램프 바디를 포함할 수 있다. 이때, 상기 클램프 바디에는 상기 이젝트 핀의 하단부가 삽입되는 수직 방향의 삽입공 및 상기 삽입공과 교차하도록 수평 방향으로 형성된 적어도 하나의 기준공이 구비될 수 있으며, 상기 기준공에는 상기 이젝트 핀의 하단부를 지지하며 상기 이젝트 핀의 높이를 결정하기 위한 기준핀이 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 클램프 바디에는 서로 다른 내경을 각각 갖는 복수의 기준공들이 구비될 수 있으며, 상기 기준핀은 상기 복수의 기준공들에 각각 대응하는 복수의 기준핀들 중에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 핀 홀더는 원반 형태의 베이스 부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 조 클램프는 상기 베이스 부재의 중앙 부위 상에 배치되고, 상기 베이스 부재는 상기 스토퍼 상부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동부는, 상기 핀 홀더를 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 전달하는 구동축과, 상기 구동축의 상부에 배치되어 상기 핀 홀더의 베이스 부재와 결합되는 헤드를 포함할 수 있다. 이때, 상기 베이스 부재 및 상기 헤드 중 어느 하나에는 상기 핀 홀더와 상기 헤드를 서로 결합하기 위하여 적어도 하나의 영구자석이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 부재의 하부면에는 위치 정렬을 위한 돌기가 구비될 수 있으며, 상기 헤드에는 상기 돌기가 삽입되는 위치 정렬공이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후드의 측벽은, 상기 조 너트가 삽입되는 상측 내부 공간을 정의하는 상부 측벽과, 상기 베이스 부재가 삽입되는 하측 내부 공간을 정의하는 하부 측벽을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후드의 개방된 하부에는 상기 후드의 내부 공간에 진공을 제공하기 위하여 진공 소스와 연결되는 하우징이 결합될 수 있으며, 상기 베이스 부재에는 상기 하우징과 상기 후드의 하측 내부 공간을 연결하는 관통홀이 수직 방향으로 형성되고, 상기 조 너트의 외측면에는 상기 하측 내부 공간과 상측 내부 공간을 연결하는 트렌치가 수직 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 측벽의 내측면에 의해 상기 핀 홀더의 수직 방향 이동이 안내될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 베이스 부재의 가장자리 부위들과 상기 상부 측벽의 하단부 사이에는 탄성 부재들이 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 다이 이젝팅을 위하여 사용되는 이젝트 핀을 조 클램프 및 조 너트를 포함하는 핀 홀더를 이용하여 고정하므로 상기 이젝트 핀의 중심 정렬이 매우 간단하고 정확하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 이젝트 핀의 하부에 높이 조절을 위한 기준핀을 배치함으로써 상기 이젝트 핀의 높이 조절이 간단하고 정확하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 이젝트 핀의 교체가 필요한 경우 후드 내부의 스토퍼에 의해 상기 후드와 함께 상기 이젝트 핀 및 핀 홀더가 하우징 및 구동부로부터 함께 분리될 수 있으므로, 상기 이젝트 핀의 교체가 용이하게 수행될 수 있다.
특히, 다양한 종류의 반도체 다이들에 대응하는 이젝팅 유닛들을 각각 후드들에 삽입하여 상기 반도체 다이들에 대응하는 교체용 세트들을 미리 마련하고, 필요시 상기 교체용 세트들을 선택적으로 사용함으로써 상기 이젝트 핀의 교체에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
결과적으로, 상기 이젝트 핀의 중심 정렬 및 높이 조절 그리고 상기 이젝팅 유닛의 교체에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있으며, 또한 상기 이젝트 핀을 이용하는 다이 이젝팅 단계에서의 오류 및 다이 손상 등이 크게 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치가 사용되는 다이 본딩 설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 다이 이젝팅 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 4는 도 3에 도시된 핀 홀더를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 핀 홀더를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 조 너트를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 조 너트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 후드와 하우징을 설명하기 위한 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치가 사용되는 다이 본딩 설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 다이 이젝팅 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치(100)는 반도체 소자가 형성된 다이들(20)로 이루어진 웨이퍼(10)로부터 상기 다이들(20)을 분리하여 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 공정에서 바람직하게 사용될 수 있다. 특히, 상기 웨이퍼(10)는 다이싱 테이프(32)에 부착된 상태로 제공될 수 있으며 상기 다이싱 테이프(32)는 상기 웨이퍼(10)보다 큰 직경을 갖는 웨이퍼 링(30)에 장착될 수 있다.
상기 웨이퍼 링(30)은 스테이지(40) 상에 배치된 클램프 링(42)에 의해 파지될 수 있으며 상기 다이싱 테이프(32)의 가장자리 부위는 상기 스테이지(40) 상에 배치된 확장 링(44)에 의해 지지될 수 있다. 상기 클램프 링(42)은 상기 다이싱 테이프(32)를 확장시키기 위하여 수직 하방으로 상기 웨이퍼 링(30)을 이동시킬 수 있으며 이에 의해 상기 다이싱 테이프(32)는 상기 확장 링(44)에 의해 확장될 수 있다. 결과적으로 상기 다이싱 테이프(32)에 부착된 다이들(20) 사이의 간격이 확장될 수 있다.
상기 스테이지(40)의 하부에는 상기 다이들(20)을 상기 다이싱 테이프(32)로부터 분리시키기 위하여 상기 다이들(20)을 선택적으로 상승시키기 위한 다이 이젝팅 장치(100)가 구비될 수 있으며, 상기 스테이지(40)의 상부에는 상기 다이 이젝팅 장치(100)에 의해 상승된 다이(20)를 픽업하기 위한 픽업 장치(50)가 구비될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 다이 이젝팅 장치(100)는 상기 다이싱 테이프(32)로부터 상기 다이들(20)을 이젝팅하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 이젝팅 장치(100)는 상기 다이들(20)을 상방으로 밀어올리기 위한 이젝팅 유닛(110)과, 상기 이젝팅 유닛(110)을 수용하는 후드(130)와, 상기 이젝팅 유닛(110)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동부(150), 및 상기 후드(130)와 결합되는 포함하는 이젝팅 바디(140)를 포함할 수 있다.
상기 이젝팅 유닛(110)은 상기 다이들(20) 중 하나를 선택적으로 이젝팅하기 위하여 상기 선택된 다이(20)를 밀어올릴 수 있다. 구체적으로, 상기 이젝팅 유닛(110)은 상기 다이(20)를 밀어올리기 위한 이젝트 핀(112)과, 상기 이젝트 핀(112)을 고정시키기 위한 핀 홀더(114)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(150)는 상기 이젝팅 유닛(110)과 결합되는 헤드(152)와 구동력을 전달하기 위한 구동축(154)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 구동축(154)은 상기 구동력을 제공하기 위한 동력 제공부(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 동력 제공부는 모터, 실린더, 동력 전달 요소들, 등을 이용하여 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 일 예로서, 상기 동력 제공부는 회전축이 수평 방향으로 배치되는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결된 캠 플레이트 및 상기 캠 플레이트의 상부에 배치된 캠 팔로워를 포함할 수 있으며, 상기 캠 팔로워는 상기 구동축(154)의 하부에 장착될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 핀 홀더를 설명하기 위한 확대 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 핀 홀더를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 그리고, 도 6은 도 3에 도시된 조 너트를 설명하기 위한 확대 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 조 너트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이젝팅 유닛(110)은 주로 소형 다이(20)를 이젝팅하기 위하여 사용될 수 있으며, 상기 다이(20)를 상승시켜 상기 다이싱 테이프로부터 분리시키기 위한 이젝트 핀(112)과 상기 이젝트 핀(112)을 고정시키기 위한 핀 홀더(114)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치(100)는 하나의 이젝트 핀(112)을 이용하여 주로 소형 다이(20)를 이젝팅하기 위하여 사용될 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 핀 홀더(114)는 상기 이젝트 핀을 고정시키기 위한 복수의 조(jaws)가 형성된 조 클램프(116)와, 상기 조 클램프(116)에 결합되는 조 너트(128)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 조 클램프(116)는 실린더 형태를 갖는 클램프 바디(118)와 상기 클램프 바디(118)의 상부에 구비되며 상기 이젝트 핀(112)을 클램핑하기 위한 복수의 조(120; jaws)를 포함할 수 있으며, 상기 조 너트(128)는 상기 클램프 바디(118)에 결합될 수 있다. 이때, 상기 클램프 바디(118)의 외측면에는 수나사가 형성될 수 있으며, 상기 조 너트(128)의 내측면에는 상기 수나사에 대응하는 암나사가 형성될 수 있다. 특히, 상기 조 너트(128)는 상부가 닫히고 하부가 개방된 실린더 형태를 가지며 상기 닫힌 상부에는 상기 이젝트 핀(112)이 통과하는 관통홀이 구비될 수 있다.
특히, 상기 복수의 조(120)는 상방으로 뾰족하게 형성된 원뿔 형태를 가질 수 있으며, 상기 조 너트(128)는 상기 복수의 조(120)에 대응하는 내측면을 가질 수 있다. 결과적으로, 상기 조 너트(128)가 상기 조 클램프(116)에 결합되는 경우 상기 조 너트(128)에 의해 상기 복수의 조(120)가 내측으로 조여질 수 있으며, 이에 의해 상기 이젝트 핀(112)이 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 클램프 바디(118)에는 상기 이젝트 핀(112)의 하단부가 삽입되는 수직 방향의 삽입공(118A)과 상기 삽입공(118A)과 교차하는 수평 방향의 기준공(118B)이 적어도 하나 구비될 수 있으며, 상기 기준공(118B)에는 상기 삽입공(118A)을 통해 삽입된 이젝트 핀(112)의 하단부를 지지하는 기준핀(122)이 삽입될 수 있다. 특히, 상기 기준공(118B)은 상기 이젝트 핀(112)의 높이를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 클램프 바디(118)에는 직경 방향으로 서로 다른 내경을 각각 갖는 복수의 기준공들(118B)이 구비될 수 있으며, 상기 기준공들(118B) 중 하나에 상기 기준핀(122)이 삽입될 수 있다. 이때, 상기 기준공들(118B)의 내경에 각각 대응하는 복수의 기준핀들(122)을 미리 마련하고, 상기 기준핀들(122) 중 하나를 선택하여 상기 기준공들(118B) 중 하나에 삽입할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 이젝트 핀(112)을 조 클램프(116)와 조 너트(128)를 이용하여 고정시킴으로써 상기 이젝트 핀(112)의 중심 정렬이 정확하고 간단하게 이루어질 수 있으며, 또한 서로 다른 직경을 갖는 기준핀들(122) 중 하나를 상기 기준공들(118B) 중 하나에 삽입하여 상기 이젝트 핀(112)을 지지함으로써 상기 이젝트 핀(112)의 높이를 매우 간단하고 정확하게 조절할 수 있다. 따라서, 상기 이젝트 핀(112)을 이용하는 다이 이젝팅 단계에서 이젝팅 오류가 크게 감소될 수 있으며, 또한 상기 다이 이젝팅 단계를 수행하는 동안 상기 다이(20)가 손상되는 것을 충분히 감소시킬 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 구동부(150)의 헤드(152)는 상기 구동축(154)의 상부에 결합될 수 있으며, 상기 헤드(152)에 상기 이젝팅 유닛(110)이 결합될 수 있다. 일 예로서, 상기 핀 홀더(114)는 원반 형태를 갖는 베이스 부재(124; 도 4 참조)를 포함할 수 있으며 상기 베이스 부재(124)가 상기 헤드(152)의 상부면에 결합될 수 있다. 상기 조 클램프(116)는 상기 베이스 부재(124)의 상부 중앙 부위에 구비될 수 있으며, 상기 조 클램프(116)와 상기 베이스 부재(124)는 공통의 중심축을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 부재(124)와 상기 헤드(152)는 자기력을 이용하여 결합될 수 있으며, 이를 위하여 상기 베이스 부재(124)와 상기 헤드(152) 중 어느 하나에는 적어도 하나의 영구자석이 구비될 수 있다.
일 예로서, 도시된 바와 같이 상기 헤드(152)에는 복수의 영구자석들(156)이 내장될 수 있으며, 이 경우 상기 베이스 부재(124)는 자성체로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이젝팅 유닛(110)의 중심 정렬을 위하여 상기 베이스 부재(124)의 하부면에는 위치 결정용 돌기(126)가 구비되고, 상기 헤드(152)의 상부면에는 상기 베이스 부재(124)의 위치 결정용 돌기(126)가 삽입되는 위치 정렬공(158)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 이젝팅 바디(140)는 상기 구동부(150)가 내장되며 상부가 개방된 원통 형태를 갖는 하우징(142)을 구비할 수 있으며 상기 후드(130)는 상기 하우징(142)의 상부에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 후드(130)는 상기 이젝트 핀(112)이 통과하는 관통홀(136)이 형성된 상부 및 상기 이젝트 핀(112)과 상기 핀 홀더(114)가 삽입되는 내부 공간을 정의하는 측벽을 포함할 수 있다. 특히, 상기 후드(130)의 하부는 개방될 수 있으며, 상기 하우징(142)의 상부가 상기 후드(130)의 개방된 하부에 삽입될 수 있다.
일 예로서, 상기 하우징(142)의 상부에는 상기 후드(130)의 개방된 하부에 삽입되는 단차부(144; 도 3 참조)가 구비될 수 있으며 상기 단차부(144)의 바닥면(146; 도 8 참조)은 상기 하우징(142)이 상기 후드(130)에 삽입되는 정도를 제한하기 위한 걸림턱으로서 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 후드(130)와 상기 하우징(142)은 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다.
도 8은 도 2에 도시된 후드와 하우징을 설명하기 위한 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(142)의 단차부(144) 아래에는 상기 후드(130)와의 결합을 위한 적어도 하나, 일 예로서, 3 내지 6개 정도의 영구자석(148)이 구비될 수 있다. 상기 하우징(142)의 영구자석들(148)은 상기 단차부(144)의 바닥면(146)을 통해 노출될 수도 있으며, 이와 다르게 상기 단차부(144) 아래에 내장될 수도 있다. 이때, 상기 후드(130)는 자기력에 의한 결합을 위하여 자성체로 이루어지는 것이 바람직하며, 또한 상기 하우징(142)의 상부는 비자성체로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 후드(130)에도 상기 하우징(142)의 영구자석들(148)에 대응하는 영구자석들이 설치될 수 있으며, 이 경우 상기 후드(130)와 상기 하우징(142) 모두 비자성체로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기와 다르게 상기 후드(130)에 영구자석들이 구비되고 상기 하우징(142)을 자성체로 구성할 수도 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 단차부(144)의 바닥면(146)에는 상기 후드(130)의 결합 위치를 정렬하기 위한 정렬핀(149)이 구비될 수 있으며, 이와 대응하도록 상기 후드(130)의 하부에는 상기 정렬핀(149)에 대응하는 정렬홈(139)이 구비될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 후드(130)의 측벽은 상부 측벽(132)과 하부 측벽(134)으로 이루어질 수 있으며 전체적으로 원형 튜브 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 상부 측벽(132)에 의해 상기 이젝트 핀(112)과 조 클램프(116) 및 조 너트(128)가 삽입되는 상측 내부 공간이 정의될 수 있으며, 상기 하부 측벽(134)에 의해 상기 베이스 부재(124)가 삽입되는 하측 내부 공간이 정의될 수 있다. 이때, 상기 후드(130)의 상측 내부 공간의 직경은 하측 내부 공간의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조 너트(128)의 외측면은 상기 상부 측벽(132)의 내측면 상에서 슬라이드될 수 있으며, 이에 의해 상기 이젝팅 유닛(110)이 수직 방향으로 안내될 수 있다. 결과적으로, 상기 이젝트 핀(112)이 상기 후드(130)의 관통홀(136)에 정확히 정렬될 수 있으며, 이에 의해 상기 다이 이젝팅 공정이 충분히 안정적으로 수행될 수 있다.
한편, 상기 베이스 부재(124)의 가장자리 부위들 상에는 상기 이젝팅 유닛(110)이 상승되는 경우 완충 작용을 위한 탄성 부재들(129)이 배치될 수 있다. 특히, 상기 탄성 부재들(129)은 상기 이젝트 핀(112)과 상기 핀 홀더(114)를 상기 후드(130) 내에 삽입하는 경우 상기 이젝트 핀(112)이 상기 후드(130)의 상부에 부딪힘으로써 발생될 수 있는 손상을 방지하기 위하여 사용될 수 있다. 일 예로서, 코일 스프링들이 상기 베이스 부재(124)와 상기 상부 측벽(132)의 하단부 사이에 배치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 조 너트(128)의 상부에는 별도의 영구자석들(미도시)이 장착될 수도 있다. 상기 조 너트(128) 상부의 영구 자석들은 상기 후드(130) 내에서 상기 이젝팅 유닛(110)의 위치를 일정하게 유지시키기 위하여 사용될 수 있다. 즉, 상기 조 너트(128) 상부의 영구 자석들에 의해 상기 이젝팅 유닛(110)에 상방으로 인가되는 자기력과 상기 탄성 부재들(129)에 의해 인가되는 탄성 복원력이 서로 평형을 이루는 위치에 상기 이젝팅 유닛(110)이 일정하게 위치될 수 있다.
또 한편으로, 상기 후드(130)의 내부 공간에는 상기 다이싱 테이프(32)의 하부면을 진공 흡착하기 위한 진공압이 제공될 수 있다. 상기 진공압은 상기 후드(130)의 상부면이 상기 다이싱 테이프(32)에 밀착된 후 상기 후드(130)의 내부 공간으로 제공될 수 있다.
상기 다이 이젝팅 장치(100)는 상기 이젝팅 바디(140)와 상기 후드(130)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부(미도시)를 구비할 수 있으며, 일 예로서, 상기 제2 구동부는 대략 직교 좌표 로봇 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 제2 구동부는 상기 다이들(20) 중 하나를 선택하기 위하여 상기 이젝팅 바디(140)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 후드(130)를 상기 다이싱 테이프(32)의 하부면에 밀착시키기 위하여 상기 이젝팅 바디(140)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기와 같이 후드(130)의 상부면이 상기 다이싱 테이프(32)의 하부면에 밀착되는 경우 상기 후드(130)의 내부 공간은 밀폐될 수 있으며, 상기 내부 공간은 상기 다이싱 테이프(32)를 흡착하기 위한 진공 챔버로서 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이젝트 핀(112)이 통과하는 관통홀(136) 주위에는 상기 다이싱 테이프(32)의 하부면을 진공 흡착하기 위한 진공홀들(138)이 구비될 수 있으며, 상기 후드(130)의 내부 공간은 상기 이젝팅 바디(140)의 하우징(142)을 통해 진공 소스(미도시)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 이젝팅 바디(140)의 하우징(142)은 진공 펌프, 압력 제어 밸브 등을 포함하는 진공 소스와 연결될 수 있으며, 상기 진공 소스는 상기 후드(130)가 상기 다이싱 테이프(32)의 하부면에 밀착된 후 상기 하우징(142)을 통해 상기 후드(130)의 내부 공간에 진공압을 제공할 수 있다.
특히, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 부재(124)에는 상기 하우징(142)의 내부 공간과 상기 후드(130)의 하측 내부 공간을 연결하는 수직 방향의 관통홀들(124A)이 구비될 수 있으며, 상기 조 너트(128)의 외측면에는 상기 후드(130)의 하측 내부 공간과 상측 내부 공간을 연결하는 수직 방향의 트렌치들(128A)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 하우징(142)의 단차부(144) 외측면과 상기 하부 측벽(134)의 내측면 사이에는 도시된 바와 같이 밀봉 부재(162), 예를 들면, 오링이 개재될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 후드(130)의 개방된 하부 내측에는 상기 이젝트 핀(112)과 상기 핀 홀더(114)가 상기 후드(130)로부터 이탈되지 않도록 하는 스토퍼(160)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 스토퍼(160)로는 스냅 링이 사용될 수 있으며, 상기 베이스 부재(124)가 상기 스냅 링의 상부에 배치될 수 있다.
결과적으로, 상기 이젝트 핀(112)과 상기 핀 홀더(114)는 상기 후드(130) 내에 삽입된 상태가 안정적으로 유지될 수 있으며, 상기 이젝트 핀(112)의 교체가 필요한 경우 상기 스토퍼(160)에 의해 상기 후드(130)와 함께 상기 이젝트 핀(112) 및 핀 홀더(114)가 함께 상기 하우징(142) 및 구동부(150)로부터 분리될 수 있으므로, 상기 이젝트 핀(112)의 교체가 용이하게 수행될 수 있다.
특히, 다양한 종류의 반도체 다이들(20)에 대응하는 이젝팅 유닛들(110)을 각각 후드들(130)에 삽입하여 상기 반도체 다이들(10)에 대응하는 교체용 세트들을 미리 마련하고, 필요시 상기 교체용 세트들을 선택적으로 사용함으로써 상기 이젝트 핀(112)의 교체에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 다이 이젝팅을 위하여 사용되는 이젝트 핀(112)을 조 클램프(116) 및 조 너트(128)를 포함하는 핀 홀더(114)를 이용하여 고정하므로 상기 이젝트 핀(112)의 중심 정렬이 매우 간단하고 정확하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 이젝트 핀(112)의 하부에 높이 조절을 위한 기준핀(122)을 배치함으로써 상기 이젝트 핀(112)의 높이 조절이 간단하고 정확하게 이루어질 수 있다.
또한, 다양한 반도체 다이들(10)에 대응하는 교체용 세트들을 미리 마련하고, 상기 교체용 세트들을 선택적으로 사용함으로써 상기 이젝트 핀(112)의 교체에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
결과적으로, 상기 이젝트 핀(112)의 중심 정렬 및 높이 조절 그리고 상기 이젝팅 유닛(110)의 교체에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있으며, 또한 상기 이젝트 핀(112)을 이용하는 다이 이젝팅 단계에서의 오류 및 다이 손상 등이 크게 감소될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 웨이퍼 20 : 다이
30 : 웨이퍼 링 32 : 다이싱 테이프
100 : 다이 이젝팅 장치 110 : 이젝팅 유닛
112 : 이젝트 핀 114 : 핀 홀더
116 : 조 클램프 118 : 클램프 바디
120 : 조(jaws) 122 : 기준핀
124 : 베이스 부재 126 : 위치 결정용 돌기
128 : 조 너트 129 : 탄성 부재
130 : 후드 132 : 상부 측벽
134 : 하부 측벽 140 : 이젝팅 바디
142 : 하우징 150 : 구동부
152 : 헤드 154 : 구동축
160 : 스토퍼 162 : 밀봉 부재

Claims (10)

  1. 반도체 다이를 이젝팅하기 위한 이젝트 핀;
    상기 이젝트 핀을 고정시키기 위한 복수의 조(jaws)가 형성된 조 클램프 및 상기 조 클램프에 결합되는 조 너트를 포함하는 핀 홀더;
    상기 이젝트 핀이 통과하는 관통홀이 형성된 상부 및 상기 이젝트 핀과 상기 핀 홀더가 삽입되는 내부 공간을 정의하는 측벽을 포함하며 하부가 개방된 후드;
    상기 후드의 개방된 하부를 통해 상기 핀 홀더와 결합되며 상기 이젝트 핀이 상기 후드의 관통홀을 통해 수직 방향으로 이동되도록 상기 핀 홀더를 수직 방향으로 이동시키는 구동부; 및
    상기 핀 홀더가 상기 후드로부터 이탈되지 않도록 상기 후드의 개방된 하부 내측에 구비되는 스토퍼를 포함하고,
    상기 조 클램프는 실린더 형태의 클램프 바디를 포함하며, 상기 클램프 바디에는 상기 이젝트 핀의 하단부가 삽입되는 수직 방향의 삽입공 및 상기 삽입공과 교차하도록 수평 방향으로 형성된 적어도 하나의 기준공이 구비되며, 상기 기준공에는 상기 이젝트 핀의 하단부를 지지하며 상기 이젝트 핀의 높이를 결정하기 위한 기준핀이 삽입되는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 클램프 바디에는 서로 다른 내경을 각각 갖는 복수의 기준공들이 구비되며, 상기 기준핀은 상기 복수의 기준공들에 각각 대응하는 복수의 기준핀들 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 핀 홀더는 원반 형태의 베이스 부재를 더 포함하며,
    상기 조 클램프는 상기 베이스 부재의 중앙 부위 상에 배치되고, 상기 베이스 부재는 상기 스토퍼 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 핀 홀더를 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 전달하는 구동축; 및
    상기 구동축의 상부에 배치되어 상기 핀 홀더의 베이스 부재와 결합되는 헤드를 포함하되,
    상기 베이스 부재 및 상기 헤드 중 어느 하나에는 적어도 하나의 영구자석이 구비되는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 베이스 부재의 하부면에는 위치 정렬을 위한 돌기가 구비되고, 상기 헤드에는 상기 돌기가 삽입되는 위치 정렬공이 구비되는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 후드의 측벽은,
    상기 조 너트가 삽입되는 상측 내부 공간을 정의하는 상부 측벽; 및
    상기 베이스 부재가 삽입되는 하측 내부 공간을 정의하는 하부 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 후드의 개방된 하부에 결합되며 상기 후드의 내부 공간에 진공을 제공하기 위한 진공 소스와 연결되는 하우징을 더 포함하며,
    상기 베이스 부재에는 상기 하우징과 상기 후드의 하측 내부 공간을 연결하는 관통홀이 수직 방향으로 형성되고,
    상기 조 너트의 외측면에는 상기 하측 내부 공간과 상측 내부 공간을 연결하는 트렌치가 수직 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 상부 측벽의 내측면에 의해 상기 핀 홀더의 수직 방향 이동이 안내되는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 베이스 부재의 가장자리 부위들과 상기 상부 측벽의 하단부 사이에 배치되는 탄성 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이젝팅 장치.
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