KR102202068B1 - 반도체 패키지 고정용 흡착 패드 - Google Patents

반도체 패키지 고정용 흡착 패드 Download PDF

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Abstract

반도체 패키지용 흡착 패드는 베이스부, 체결부 및 강도 보강부를 포함한다. 상기 베이스부는 하부면에 일정한 패턴으로 다수의 볼 단자들이 형성된 반도체 패키지의 하부에서 상기 하부면을 지지하며, 중앙 부위에 외부로부터 진공압이 제공되도록 형성된 제1 진공홀을 갖는다. 상기 체결부는 상기 베이스부의 하부에서 그 중앙 부위로부터 연장되어 외부의 수납 테이블의 고정홀에 체결되며, 상기 제1 진공홀과 연통된 제2 진공홀을 갖는다. 상기 강도 보강부는 상기 체결부의 형태 변형을 방지하기 위하여 상기 제2 진공홀의 안쪽에 결합된다.

Description

반도체 패키지 고정용 흡착 패드{SUCTION PAD FOR HOLDING A SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은 반도체 패키지 고정용 흡착 패드에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 그 하부면에 다수의 볼 단자들이 형성된 반도체 패키지를 개별적으로 흡착 고정할 수 있는 흡착 패드에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 칩이 기판 상에 연결된 구조를 갖는 전자 부품 중의 하나이다. 상기 반도체 패키지는 일 예로, 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등과 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다.
상기 반도체 패키지는 실리콘 재질의 얇은 단결정 기판으로 이루어진 웨이퍼(wafer)를 기초로 하여 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 패키지는 상기 웨이퍼 상에 회로 패턴이 패터닝된 다수의 칩들을 형성하는 팹 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 칩들 각각을 기판들 각각에 전기적으로 연결시키는 본딩 공정 등을 수행하여 제조된다. 이때, 상기 본딩 공정에서는 외부 전기 장치와의 연결을 보다 용이하게 하기 위하여 그 하부면에 볼 단자들이 형성된 BGA(ball grid array) 타입으로 진행될 수 있다.
이렇게 제조된 반도체 패키지들은 소잉 및 소터 공정을 통해 개별화되고 양품 또는 불량품 판정에 따라 분류될 수 있다. 이때, 상기 소잉 및 소터 공정에서는 개별적으로 분리된 반도체 소자를 별도의 수납 테이블에 수납한 상태로 보관하거나 이송하면서 수행될 수 있다. 여기서, 상기 반도체 패키지를 상기 수납 테이블에 수납할 때 상기 반도체 패키지를 안정하게 고정하기 위해, 상기 수납 테이블의 상기 반도체 패키지가 수납되는 부분에는 상기 반도체 패키지의 볼 단자들이 형성된 하부면을 진공 흡착하여 지지하는 별도의 흡착 패드가 체결된다.
이에, 상기 흡착 패드는 상기 반도체 패키지의 하부면을 지지하는 베이스부 및 상기 베이스부의 중앙 부위로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 수납 테이블의 고정홀에 후크 형태로 체결되는 체결부를 포함하고 있으며, 또한 상기 베이스부와 상기 체결부의 중앙 부위에는 상기 반도체 패키지를 흡착하기 위한 진공압이 제공되는 진공홀이 상하 방향으로 관통하여 형성되어 있다.
그러나, 상기 흡착 패드는 상기 진공압에 의한 진공 형성을 위해서, 또한 상기 체결부가 상기 고정홀에 용이하게 결합되도록 하기 위해서, 저경도의 고무와 같은 플렉서블한 재질로 이루어져 있기 때문에, 상기 진공압이 제공되는 도중 상기 체결부에서 형태 변형에 따른 리크(leak)가 발생하여 상기 반도체 패키지를 안정하게 흡착 고정할 수 있는 진공이 파괴되는 심각한 문제점이 발생될 수 있다.
대한민국 특허공개 제10-2008-0109604호 (공개일; 2008.12.17, 반도체 패키지용 흡착 패드) 대한민국 특허공개 제10-2008-0095189호 (공개일; 2008.10.28, 반도체 패키지용 흡착 패드)
본 발명의 목적은 외부로부터 제공되는 진공압에 의해서 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 반도체 패키지용 흡착 패드는 베이스부, 체결부 및 강도 보강부를 포함한다.
상기 베이스부는 하부면에 일정한 패턴으로 다수의 볼 단자들이 형성된 반도체 패키지의 하부에서 상기 하부면을 지지하며, 중앙 부위에 외부로부터 진공압이 제공되도록 형성된 제1 진공홀을 갖는다. 상기 체결부는 상기 베이스부의 하부에서 그 중앙 부위로부터 연장되어 외부의 수납 테이블의 고정홀에 체결되며, 상기 제1 진공홀과 연통된 제2 진공홀을 갖는다. 상기 강도 보강부는 상기 체결부의 형태 변형을 방지하기 위하여 상기 제2 진공홀의 안쪽에 결합된다.
일 실시예에 따른 상기 강도 보강부는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 강도 보강부는 상기 제2 진공홀의 안쪽에서 후크 결합될 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 강도 보강부는 상기 제1 진공홀의 안쪽으로 연장된 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 베이스부는 상부면에 상기 볼 단자들을 수용하기 위한 수용홈을 가질 수 있으며, 상기 강도 보강부는 상기 수용홈의 바닥면으로 연장된 구조를 가질 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 강도 보강부는 상기 제1 진공홀의 안쪽에서 후크 결합되는 구조를 가질 수 있다.
이러한 반도체 패키지용 흡착 패드에 따르면, 하부면에 일정한 패턴으로 다수의 볼 단자들이 형성된 반도체 패키지의 하부면을 지지하면서 흡착 고정하기 위하여 상기 하부면을 실질적으로 지지하는 베이스부와 상기 베이스부의 하부에서 수납 테이블의 고정홀에 체결되는 체결부 각각에 외부로부터 진공압이 제공되도록 서로 연통된 제1 및 제2 진공홀들 중 상기 제2 진공홀의 안쪽에 강도 보강부를 결합시킴으로써, 상기 진공압이 제공되는 도중 상기 체결부가 이로 인해 그 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 체결부의 형태 변형에 의해서 리크(leak)가 발생되는 것을 상기 강도 보강부를 통해 안정적으로 방지함으로써, 어떠한 상황에서도 상기 진공압을 통해 상기 반도체 패키지를 안정하게 흡착 고정할 수 있다. 이로써, 상기 반도체 패키지가 안정하게 흡착 고정되지 않을 경우 발생되는 불량을 완전히 제거하여 전체적인 생산성 향상을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 흡착 고정하는 흡착 패드가 체결되는 수납 테이블을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 일부분을 확대한 도면이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절단하여 흡착 패드를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 흡착 패드의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 고정용 흡착 패드에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 흡착 고정하는 흡착 패드가 체결되는 수납 테이블을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 일부분을 확대한 도면이며, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절단하여 흡착 패드를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 패드(100)는 다수가 수납 테이블(10)에 일정한 간격으로 삽입되어 체결된다.
여기서, 상기 수납 테이블(10)은 소잉 및 소터 공정이 진행된 다수의 반도체 패키지(20)들을 상기 흡착 패드(100)들을 통해서 수납한다. 또한, 상기 수납 테이블(10)은 상기 반도체 패키지(20)들을 다른 공정을 수행하기 위한 장소, 예컨대 상기 반도체 패키지(20)들을 일괄적으로 핸들링하는 트레이에 이송하고자 할 경우, 별도의 이송 장치를 통해 직접 홀딩 또는 레일을 통해 이를 수행할 수 있다. 이러한 수납 테이블(10)에는 상기 흡착 패드(100)들이 체결된 위치를 가이드하기 위한 다수의 가이드 블록(12)들이 상기 흡착 패드(100)들 사이사이에 설치될 수 있다.
이에, 상기 흡착 패드(100)는 기본적으로 상기 반도체 패키지(20)의 일정한 패턴으로 다수의 볼 단자(22)들이 형성된 하부면을 직접 접촉하여 지지하는 베이스부(200) 및 상기 베이스부(200)의 중앙 부위로부터 하부 방향으로 연장되어 상기 수납 테이블(10)의 고정홀(14)에 삽입 체결되는 체결부(300)를 갖는다.
이때, 상기 흡착 패드(100)는 상기 베이스부(200)에 의해 지지되는 반도체 패키지(20)를 진공 흡착 방식을 통해 안정하게 고정하기 위하여, 상기 베이스부(200) 및 상기 체결부(300) 각각의 중앙 부위에 외부로부터 진공압이 제공되도록 서로 연통된 제1 및 제2 진공홀(210, 310)들이 형성된다.
또한, 상기 체결부(300)는 상기 수납 테이블(10)의 고정홀(14)에 직접 삽입 체결되는 고정부(320)를 포함한다. 상기 고정부(320)는 일 예로, 상기 고정홀(14)의 안쪽에 원터치 방식에 따라 후크 형태로 고정되는 구조를 가질 수 있다.
이러한 베이스부(200) 및 체결부(300)로 이루어진 흡착 패드(100)는 상기 진공압을 통하여 상기 반도체 패키지(20)를 안정적으로 고정하면서 상기 수납 테이블(10)의 고정홀(14)에 쉽게 삽입 체결되도록 플렉서블한 재질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 흡착 패드(100)는 고무(rubber) 또는 실리콘(silicon) 재질로 이루어질 수 있다.
이에, 상기 흡착 패드(100)는 외부로부터 상기 제1 및 제2 진공홀(210, 310)들을 통해 진공압이 제공되는 도중 플렉서블한 재질적 특성으로 인해 형태가 변형되어 상기 진공압을 파괴시킬 수 있는 리크(leak)가 발생될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 상기 제1 및 제2 진공홀(210, 310)들의 안쪽에는 강도 보강부(400)가 삽입 결합된다.
물론, 상기 흡착 패드(100) 자체를 상기의 고무(rubber) 또는 실리콘(silicon)과 달리 고경도의 재질로 제작할 경우에는 상기에서와 같은 형태 변형이 원천적으로 발생되지 않도록 할 수는 있으나, 이 경우 상기 베이스부(200)에 지지되는 반도체 패키지(20)를 흡착 고정시키는 과정에서 그 고경도의 재질로 인해 상기 반도체 패키지(20)의 볼 단자(22)들이 파손될 가능성이 다분하므로, 상기 흡착 패드(100)는 실질적으로 상당히 플렉서블한 재질로 이루어져야 함은 당연한 현실이다.
이에, 상기 강도 보강부(400)는 강도가 우수하면서 가공이 쉬운 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 강도 보강부(400)는 강도 뿐만 아니라, 내부식성이 뛰어난 스테인레스강(stainless steel) 또는 알루미늄(aluminum)으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 강도 보강부(400)는 상기 제1 및 제2 진공홀(210, 310)들의 안쪽 형상에 따라 가공이 가능하다면 상기 금속 재질과 다른 세라믹 또는 고강도의 수지 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 베이스부(200)는 그 상부에 상기 반도체 패키지(20)의 볼 단자(22)들을 안전하게 수용하는 수용홈(220)을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 베이스부(200)는 그 상부에 상기 반도체 패키지(20)의 볼 단자(22)들이 형성되지 않는 최외곽 부위를 상기 볼 단자(22)들의 높이 이상으로 돌출되어 지지하는 지지부(230)를 포함할 수 있다.
이에, 상기 강도 보강부(400)는 상기 제1 및 제2 진공홀(210, 310)들의 안쪽에 삽입 결합된 상태에서 외부로 빠지지 않도록 그 상단 부위에 상기 수용홈(220)의 바닥면으로 연장된 연장부(410)를 가질 수 있다. 이때, 상기 수용홈(220)의 바닥면에는 상기 강도 보강부(400)에 의해서 상기 반도체 패키지(20)의 볼 단자(22)들이 파손되지 않도록 상기 강도 보강부(400)의 두께 이상으로 함몰된 단차부(240)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 반도체 패키지(20)의 하부면을 지지하면서 흡착 고정하기 위하여 상기 반도체 패키지(20)의 하부면을 실질적으로 지지하는 상기 베이스부(200)와 상기 베이스부(200)의 하부에서 상기 수납 테이블(10)의 고정홀(14)에 삽입 체결되는 상기 체결부(300) 각각에 외부로부터 진공압이 제공되도록 서로 연통된 상기 제1 및 제2 진공홀(210, 310)들의 안쪽에 상기 강도 보강부(400)를 삽입 결합시킴으로써, 상기 진공압이 제공되는 도중 상기 베이스부(200) 및 상기 체결부(300)가 이로 인해 그 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 체결부(300)의 형태 변형에 의해서 리크(leak)가 발생되는 것을 상기 강도 보강부(400)를 통해 안정적으로 방지함으로써, 어떠한 상황에서도 상기 진공압을 통해 상기 반도체 패키지(20)를 안정하게 흡착 고정할 수 있다. 이로써, 상기 반도체 패키지(20)가 안정하게 흡착 고정되지 않을 경우 발생되는 불량을 완전히 제거하여 전체적인 생산성 향상을 기대할 수 있다.
이하, 상기 흡착 패드(100)의 다른 실시예에 대하여 도 4를 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 도 3에 도시된 흡착 패드의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에서는 강도 보강부가 삽입 결합되는 구조를 제외하고는 도 3에 도시된 구조와 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하며 이에 따른 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡착 패드(500)의 강도 보강부(800)는 베이스부(600)의 제1 진공홀(610) 안쪽을 제외한 체결부(700)의 제2 진공홀(710) 안쪽에만 삽입 결합된다.
이는, 상기 베이스부(600)는 반도체 패키지(20)의 하부면을 지지하면서 진공 흡착하므로 상기 반도체 패키지(20)의 면적만큼의 비교적 넓은 단면적을 가질 수밖에 없어 외부로부터 상기 제1 및 제2 진공홀(610, 710)들로 제공되는 진공압에 의해서 형태 변형이 발생될 가능성이 실질적으로 없는데 반하여, 상기 체결부(700)는 상기 베이스부(600)보다는 상대적으로 작은 단면적, 예컨대 상기 제2 진공홀(710)을 형성할 수 있는 정도의 매우 작은 단면적을 가지고 있어 상기 외부로부터 제공되는 진공압에 매우 취약하여 쉽게 형태 변형이 발생할 수 있기 때문이다. 이에, 본 실시예의 강도 보강부(800)는 본 발명의 목적을 달성하는 범위에서 최소한의 부피로 제작되므로, 이에 따른 제작 비용 절감 효과를 추가로 제공할 수 있다.
또한, 상기 강도 보강부(800)는 상기 제2 진공홀(710)의 안쪽으로 삽입 결합된 상태에서 외부로 빠지지 않도록 상기 제2 진공홀(710)의 안쪽으로 돌출된 후크부(810)를 포함하고, 상기 체결부(700)는 상기 제2 진공홀(710)의 안쪽에 상기 후크부(810)와 결합되도록 형성된 후크홈(720)을 포함할 수 있다.
반면, 본 실시예에서는 상기 제2 진공홀(710)의 안쪽에만 삽입 결합된 것으로 설명하였지만, 상기 외부로부터 제공되는 진공압에 의해서 보다 안정적으로 상기 흡착 패드(500)의 형태 변형을 방지하기 위하여 상기 제1 진공홀(610)의 안쪽으로 연장된 구조를 가질 수도 있으며, 이 경우 상기 후크부(810) 및 상기 후크홈(720)은 상기 제1 진공홀(610)의 안쪽에서 상기 강도 보강부(800) 및 상기 베이스부(600) 각각에 형성될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 수납 테이블 12 : 가이드 블록
14 : 고정홀 20 : 반도체 패키지
22 : 볼 단자 100, 500 : 흡착 패드
200, 600 : 베이스부 210, 610 : 제1 진공홀
220 : 수용홈 230 : 지지부
240 : 단차부 300, 700 : 체결부
310, 710 : 제2 진공홀 320 : 고정부
400, 800 : 강도 보강부 410 : 연장부
720 : 후크홈 810 : 후크부

Claims (6)

  1. 하부면에 일정한 패턴으로 다수의 볼 단자들이 형성된 반도체 패키지의 하부에서 상기 하부면을 지지하며, 중앙 부위에 외부로부터 진공압이 제공되도록 형성된 제1 진공홀을 갖는 베이스부;
    상기 베이스부의 하부에서 그 중앙 부위로부터 연장되어 외부의 수납 테이블의 고정홀에 체결되며, 상기 제1 진공홀과 연통된 제2 진공홀을 갖는 체결부; 및
    상기 체결부의 형태 변형을 방지하기 위하여 상기 제2 진공홀의 안쪽에 결합되는 강도 보강부를 포함하되,
    상기 베이스부와 상기 체결부는 연성을 갖는 물질을 이용하여 일체형으로 이루어지며 상기 강도 보강부는 상기 베이스부와 상기 체결부보다 높은 강성을 갖는 물질로 이루어지는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강도 보강부는 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 강도 보강부는 상기 제2 진공홀의 안쪽에서 후크 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강도 보강부는 상기 제1 진공홀의 안쪽으로 연장된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 베이스부는 상부면에 상기 볼 단자들을 수용하기 위한 수용홈을 가지며,
    상기 강도 보강부는 상기 수용홈의 바닥면으로 연장된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드.
  6. 제4항에 있어서, 상기 강도 보강부는 상기 제1 진공홀의 안쪽에서 후크 결합되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 고정용 흡착 패드.
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