KR102620181B1 - 반도체 칩 트레이 제조 장치 - Google Patents

반도체 칩 트레이 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 칩 안착용 수납홈이 행과 열로 배치되어 있는 2개의 사각 트레이를 제조하기 위해, 베이스; 상기 베이스 상부에 배치되며 내부에 상방 개구(開口)형 바텀공간부를 갖는 바텀지지체; 상기 바텀지지체의 바텀공간부에 나란히 배치되며 내부에 상방 개구형 바텀수용부를 갖는 한 쌍의 바텀몰드; 상기 각 바텀몰드의 바텀수용부에 배치되며 상기 2개의 트레이를 상하로 분반(分半)하였을 때에 하부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 한 쌍의 바텀코어; 상기 바텀지지체 상부에 배치되며 내부에 하방 개구형 탑공간부를 갖는 탑지지체; 상기 탑지지체의 탑공간부에 나란히 배치되며 내부에 하방 개구형 탑수용부를 갖는 한 쌍의 탑몰드; 상기 각 탑몰드의 탑수용부에 배치되며 상기 2개의 트레이를 상하로 분반하였을 때에 상부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 한 쌍의 탑코어; 상기 각 바텀코어와 상기 각 탑코어 사이에 형성되는 한 쌍의 사각 캐비티; 및 상기 각 캐비티 내로 용융수지를 주입하기 위한 주입수단;을 포함하도록 구현함으로써, 반도체 칩 트레이에 대한 사출 성형 시 금형 내의 캐비티로 용융수지를 균일하게 주입할 수 있도록 주입 구조를 개선하여 변형을 방지할 수 있음은 물론, 내구성을 향상시킬 수 있는 반도체 칩 트레이 제조 장치에 관한 것이다.

Description

반도체 칩 트레이 제조 장치{MANUFACTURING EQUIPMENT FOR SEMICONDUCTOR CHIP TRAYS}
본 발명은 반도체 칩 트레이 사출 성형 시 성형품 전체로 용융수지를 균일하게 주입할 수 있도록 하여 냉각을 거쳐 완성된 성형품의 잔류응력을 제거할 수 있도록 한 반도체 칩 트레이 제조 장치에 관한 기술이다.
반도체 칩 트레이는 반도체 패키지를 반송 또는 출하 등을 할 때에 이용되는 반도체 칩 수납용으로써 판형으로 구성된다.
이러한 트레이에 반도체 칩을 수납하여 반송하거나 출하 시 트레이가 뒤틀리거나 휘는 등의 변형이 발생할 수 있는데, 이를 개선하고자 한 기술로는,
대한민국 특허등록 제10-1445601호 (2014.09.23.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『반도체 칩 트레이 제조장치 및 그 제조방법』이 제시되어 있는 바,
문헌 1은 상호 맞닿아 내부에 용융수지가 주입되는 캐비티(cavity)가 형성되며, 어느 하나에 상기 용융수지가 주입되는 게이트가 형성된 제1금형유닛과 제2금형유닛; 상기 제1금형유닛과 상기 제2금형유닛에 각각 설치되어 상기 용융수지를 냉각되도록 하는 제1냉각라인과 제2냉각라인;을 포함하고, 상기 제1냉각라인과 상기 제2냉각라인 중 적어도 어느 하나는, 내부로 냉각유체가 인입 및 인출되는 연결 냉각라인과, 상기 연결 냉각라인과 연결되며 상기 연결 냉각라인보다 상기 캐비티 방향으로 더 인접하게 형성된 메인 냉각라인을 포함하며, 상기 캐비티를 통해 성형되는 상기 반도체 칩 트레이의 중앙영역과 가장자리 영역의 냉각 속도가 균일해지도록 상기 연결 냉각라인은 상기 캐비티 가장자리 영역에 위치하고, 상기 메인 냉각라인은 상기 캐비티 중앙영역에 위치하도록 설치됨으로써, 반도체 칩 트레이 제조 시 성형품의 전체 냉각 속도가 균일해져 반도체 칩 트레이의 잔류응력을 제거하여 휘거나 뒤틀림을 방지할 수 있는 반도체 칩 트레이 제조장치 및 그 제조방법에 관한 기술이다.
다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1897613호 (2018.09.05.등록, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『반도체 트레이 금형 장치』가 제시되어 있는 바,
문헌 2는 다수개의 반도체 칩이 개별 수납되는 수납부들을 구비한 반도체 트레이를 사출 성형할 수 있는 반도체 트레이 금형 장치에 있어서, 상기 수납부를 형성하는 제1 캐비티와 상기 제1 캐비티의 바닥면을 관통하여 수지가 사출되는 2개 이상의 짝수개의 게이트를 구비한 제1 메인코어, 상기 제1 메인코어의 외측면에 결합되는 제1 코어편들로 이루어진 상금형; 및 상기 제1 캐비티에 대응하여 상기 수납부를 형성하는 제2 캐비티와 상기 제2 캐비티의 바닥면에서 승하강되는 복수개의 밀핀을 구비한 제2 메인코어, 상기 제2 메인코어의 외측면에 결합되는 제2 코어편들로 이루어진 하금형;을 포함하되, 상기 상금형은 제1 게이트와 제2 게이트의 직경이 서로 다른 것을 특징으로 함으로써, 다수개의 반도체 칩을 보관할 수 있는 반도체 트레이의 사출 성형 시 전체 면적에 균등하면서 적정 압력을 사출압을 주어 내구성을 향상시킴은 물론 게이트 부위에 발생하는 수축 등의 불량 발생을 방지하여, 종래에 비해 더 많은 수의 반도체 칩의 보관이 가능한 반도체 트레이 금형 장치에 관한 기술이다.
문헌 1. 대한민국 특허등록 제10-1445601호 (2014.09.23.등록) 문헌 2. 대한민국 특허등록 제10-1897613호 (2018.09.05.등록)
본 발명은 반도체 칩 트레이 사출 성형 시 용융수지의 주입 구조를 개선하여 성형품의 내부 잔류응력을 제거할 수 있도록 함으로써, 휘거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지할 수 있도록 한 반도체 칩 트레이 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 칩 트레이 제조 장치는,
반도체 칩 안착용 수납홈이 행과 열로 배치되어 있는 2개의 사각 트레이를 제조하기 위해,
베이스;
상기 베이스 상부에 배치되며 내부에 상방 개구(開口)형 바텀공간부를 갖는 바텀지지체;
상기 바텀지지체의 바텀공간부에 나란히 배치되며 내부에 상방 개구형 바텀수용부를 갖는 한 쌍의 바텀몰드;
상기 각 바텀몰드의 바텀수용부에 배치되며 상기 2개의 트레이를 상하로 분반(分半)하였을 때에 하부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 한 쌍의 바텀코어;
상기 바텀지지체 상부에 배치되며 내부에 하방 개구형 탑공간부를 갖는 탑지지체;
상기 탑지지체의 탑공간부에 나란히 배치되며 내부에 하방 개구형 탑수용부를 갖는 한 쌍의 탑몰드;
상기 각 탑몰드의 탑수용부에 배치되며 상기 2개의 트레이를 상하로 분반하였을 때에 상부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 한 쌍의 탑코어;
상기 각 바텀코어와 상기 각 탑코어 사이에 형성되는 한 쌍의 사각 캐비티; 및
상기 각 캐비티 내로 용융수지를 주입하기 위한 주입수단;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 칩 트레이 제조 장치는,
반도체 칩 트레이에 대한 사출 성형 시 금형 내의 캐비티로 용융수지를 균일하게 주입할 수 있도록 주입 구조를 개선하여 변형을 방지할 수 있음은 물론, 내구성을 향상시킬 수 있는 가장 큰 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제조 장치에 의해 제조되는 반도체 칩 트레이를 나타는 평면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 칩 트레이 제조 장치에서 바텀지지체, 바텀몰드 및 바텀코어를 나타낸 평면 구성도,
도 3은 도 2의 결합 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 칩 트레이 제조 장치에서 탑지지체, 탑몰드 및 탑코어를 나타낸 저면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 칩 트레이 제조 장치를 나타낸 단면 구성도.
이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2를 기준으로 바텀지지체 측을 전부(前部) 또는 전방, 바텀코어 측을 후부(後部) 또는 후방이라고 방향을 특정하고, 또 도 2를 기준으로 각 바텀코어 중 왼쪽에 위치한 바텀코어 측을 좌부 또는 좌방, 오른쪽에 위치한 바텀코어 측을 우부 또는 우방이라고 방향을 특정하기로 한다.
아울러 도 1에서와 같이, 본 발명의 제조 장치에 의해 제조된 반도체 칩 트레이(1)는 반도체 칩이 안착되는 수납홈(1a)이 행과 열로 배치되어 있는 사각의 판형 구조로 이루어진다. 이러한 사각의 판형 구조인 트레이(1)는 본 발명의 제조 장치에 의해서 한 번에 한 쌍씩, 즉 동시에 2개가 제조된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 칩 트레이 제조 장치는,
크게 베이스(10), 바텀지지체(20), 바텀몰드(30), 바텀코어(40), 탑지지체(50), 탑몰드(60), 탑코어(70), 캐비티(80), 주입수단(90)으로 이루어진다.
각 구성에 대해 살펴보면,
상기 베이스(10)는
도 5에 도시된 바와 같이,
상기 바텀지지체(20)를 지지하기 위한 사각의 블록 구조로 이루어진다.
이때 상기 베이스(10)와 상기 바텀지지체(20)는 다수의 볼트에 의해서 상호 조립 및 분해된다.
상기 바텀지지체(20)는
도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 베이스(10) 상부에 배치되며 내부에 상방 개구(開口)형 바텀공간부(21)를 갖는 사각의 블록 구조로 이루어진다.
이때 상기 바텀지지체(20)에는 내부로 냉각수가 흐르는 다수의 바텀냉각라인(22)이 더 형성됨으로써, 상기 캐비티(80) 내로 주입된 용융수지를 냉각시켜 고품질의 성형품을 성형할 수 있도록 하는 데에 도움을 준다.
상기 바텀몰드(30)는
도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 바텀지지체(20)의 바텀공간부(21)에 나란히 배치되며 내부에 상방 개구형 바텀수용부(31)를 갖는 사각의 블록 구조로 이루어져, 한 쌍이 구비된다.
이때 한 쌍의 바텀몰드(30)에는 용융수지 주입 시 내부 공기압 해소 및 가스 배출을 위한 배기라인이 더 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 바텀지지체(20)와 상기 바텀몰드(30)는 다수의 볼트에 의해서 상호 조립 및 분해된다.
상기 바텀코어(40)는
도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 각 바텀몰드(30)의 바텀수용부(31)에 배치되며 상기 2개의 트레이(1)를 상하로 분반(分半)하였을 때에 하부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 사각의 블록 구조로 이루어져, 한 쌍이 구비된다.
결국 상기 바텀코어(40)는 상기 트레이(10)의 하부면 구조를 성형하기 위한 코어이다.
상기 탑지지체(50)는
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 바텀지지체(20) 상부에 배치되며 내부에 하방 개구형 탑공간부(51)를 갖는 사각의 블록 구조로 이루어진다.
이때 상기 탑지지체(50)에는 내부로 냉각수가 흐르는 다수의 탑냉각라인(52)이 더 형성됨으로써, 상기 캐비티(80) 내로 주입된 용융수지를 냉각시켜 고품질의 성형품을 성형할 수 있도록 하는 데에 도움을 준다.
그리고 상기 바텀지지체(20)와 상기 탑지지체(50)는 다수의 볼트에 의해서 상호 조립 및 분해된다.
상기 탑몰드(60)는
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 탑지지체(50)의 탑공간부(51)에 나란히 배치되며 내부에 하방 개구형 탑수용부(61)를 갖는 사각의 블록 구조로 이루어져, 한 쌍이 구비된다.
이때 한 쌍의 탑몰드(60)에는 용융수지 주입 시 내부 공기압 해소 및 가스 배출을 위한 배기라인이 더 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 탑지지체(50)와 상기 탑몰드(60)는 다수의 볼트에 의해서 상호 조립 및 분해된다.
상기 탑코어(70)는
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 각 탑몰드(60)의 탑수용부(61)에 배치되며 상기 2개의 트레이(1)를 상하로 분반하였을 때에 상부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 사각의 블록 구조로 이루어져, 한 쌍이 구비된다.
결국 상기 탑코어(70)는 상기 트레이(10)의 상부면 구조를 성형하기 위한 코어이다.
상기 캐비티(80)는
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 각 바텀코어(40)와 상기 각 탑코어(70) 사이에 형성되는 공간 구조로 이루어져, 한 쌍이 구비된다.
결국 상기 각 캐비티(80) 내로 주입된 용융수지가 경화된 성형품을 최종적으로 후가공하여 상기 트레이(1)로 완성된다.
상기 주입수단(90)은
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 각 캐비티(80) 내로 용융수지를 주입하기 위한 것으로,
상기 각 탑코어(70)에서 서로 마주하는 단부에 형성되어 원형을 이루는 주입구(91), 그리고
상기 주입구(91)와 상기 각 캐비티(80)를 상호 연결하는 주입로(92)
를 포함하여 이루어진다.
이때 도 3에서와 같이, 상기 주입로(92)는 상기 각 바텀코어(40)에서 서로 마주하는 단부에 형성되며 상기 주입구(91)를 세로지르는 형태로 배치되는 제1바텀라인(921)과, 상기 각 바텀코어(40)에서 좌측 바텀코어(40)에 요입되게 형성되며 상기 제1바텀라인(921)과 상기 각 캐비티(80) 중 좌측 캐비티(80)를 상호 연결하는 제2바텀라인(922)과, 상기 각 바텀코어(40)에서 우측 바텀코어(40)에 요입되게 형성되며 상기 제1바텀라인(921)과 상기 각 캐비티(80) 중 우측 캐비티(80)를 상호 연결하는 제3바텀라인(923)과, 상기 각 탑코어(70)에서 서로 마주하는 단부에 형성되며 상기 제1바텀라인(921)과 상호 대응되어 단면이 원형을 이루도록 하는 제1탑라인(924)과, 상기 각 탑코어(70)에서 좌측 탑코어(70)에 요입되게 형성되며 상기 제2바텀라인(922)과 상호 대응되어 단면이 원형을 이루도록 하는 제2탑라인(925)과, 상기 각 탑코어(70)에서 우측 탑코어(70)에 요입되게 형성되며 상기 제3바텀라인(923)과 상호 대응되어 단면이 원형을 이루도록 하는 제3탑라인(926)으로 이루어진다.
결국 상기 각 바텀라인(921, 922, 923)과 상기 탑라인(924, 925, 926)이 한 데 결합되어 하나의 원형 관체 구조를 이루는 것이다.
이때 본 발명의 가장 큰 특징으로써, 상기 제2바텀라인(922)과 상기 제2탑라인(925)이 이루는 경로는 상기 각 캐비티(80) 중 좌측 캐비티(80)의 네 모서리 영역 중 전방 우측 모서리 영역에 수직방향으로 연결되며, 상기 제3바텀라인(923)과 상기 제3탑라인(926)이 이루는 경로는 상기 각 캐비티(80) 중 우측 캐비티(80)의 네 모서리 영역 중 후방 좌측 모서리 영역에 수직방향으로 연결된다.
따라서 주입된 용융수지가 캐비티(80)의 모서리 영역으로 최초 주입되어 전체적으로 퍼져 나가면서 균일하게 채워질 수 있는 것이다.
다시 말해, 캐비티(80)의 네 변(邊) 중 하나의 변으로 용융수지가 주입될 시 전체적으로 퍼져 나간 후 주입되는 변의 인접한 사각지대 영역에 채워짐에 따라 용융수지의 온도는 물론, 냉각 온도 차가 발생하여 고품질의 성형품을 제조하는 데에 어려움이 있을 수 있다.
이를 해결하고자, 본 발명에서는 캐비티(80)의 네 모서리 영역 중 하나의 모서리 영역으로 주입함으로써, 모서리의 양 변(邊), 즉 90°를 이루는 양 선분을 따라 자연스럽게 안내되어 채워지면서 균일하게 퍼져 나갈 수 있도록 구현한 것이다.
한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2바텀라인(922)과 상기 제2탑라인(925)이 이루는 경로와 상기 제3바텀라인(923)과 상기 제3탑라인(926)이 이루는 경로 각각에는 둘 이상으로 분기(分岐)되며 상기 주입구(91)로 주입된 용융수지가 채워지는 서브라인(927)이 더 형성된다.
이러한 구조의 상기 서브라인(927)은 상기 주입구(91)로 주입된 용융수지가 캐비티 내로 주입되기 전에 먼저 채워지는 영역으로써, 용융수지가 상기 서브라인(927)에 채워진 후 상기 캐비티(80) 내로 주입되기에 용융수지를 일정하게 주입할 수 있도록 하는 데에 도움을 준다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "반도체 칩 트레이 제조 장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 트레이
1a : 수납홈
10 : 베이스
20 : 바텀지지체
21 : 바텀공간부
22 : 바텀냉각라인
30 : 바텀몰드
31 : 바텀수용부
40 : 바텀코어
50 : 탑지지체
51 : 탑공간부
52 : 탑냉각라인
60 : 탑몰드
61 : 탑수용부
70 : 탑코어
80 : 캐비티
90 : 주입수단
91 : 주입구
92 : 주입로
921 : 제1바텀라인
922 : 제2바텀라인
923 : 제3바텀라인
924 : 제1탑라인
925 : 제2탑라인
926 : 제3탑라인
927 : 서브라인

Claims (5)

  1. 반도체 칩 안착용 수납홈(1a)이 행과 열로 배치되어 있는 2개의 사각 트레이(1)를 제조하기 위해,
    베이스(10);
    상기 베이스(10) 상부에 배치되며 내부에 상방 개구(開口)형 바텀공간부(21)를 갖는 바텀지지체(20);
    상기 바텀지지체(20)의 바텀공간부(21)에 나란히 배치되며 내부에 상방 개구형 바텀수용부(31)를 갖는 한 쌍의 바텀몰드(30);
    상기 각 바텀몰드(30)의 바텀수용부(31)에 배치되며 상기 2개의 트레이(1)를 상하로 분반(分半)하였을 때에 하부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 한 쌍의 바텀코어(40);
    상기 바텀지지체(20) 상부에 배치되며 내부에 하방 개구형 탑공간부(51)를 갖는 탑지지체(50);
    상기 탑지지체(50)의 탑공간부(51)에 나란히 배치되며 내부에 하방 개구형 탑수용부(61)를 갖는 한 쌍의 탑몰드(60);
    상기 각 탑몰드(60)의 탑수용부(61)에 배치되며 상기 2개의 트레이(1)를 상하로 분반하였을 때에 상부 측 2개의 분체를 성형하기 위한 한 쌍의 탑코어(70);
    상기 각 바텀코어(40)와 상기 각 탑코어(70) 사이에 형성되는 한 쌍의 사각 캐비티(80); 및
    상기 각 캐비티(80) 내로 용융수지를 주입하기 위한 주입수단(90);을 포함하되,
    상기 주입수단(90)은
    상기 각 탑코어(70)에서 서로 마주하는 단부에 형성되어 원형을 이루는 주입구(91)와,
    상기 주입구(91)와 상기 각 캐비티(80)를 상호 연결하는 주입로(92)로 이루어지고,
    상기 주입로(92)는
    상기 각 바텀코어(40)에서 서로 마주하는 단부에 형성되며 상기 주입구(91)를 세로지르는 형태로 배치되는 제1바텀라인(921)과,
    상기 각 바텀코어(40)에서 좌측 바텀코어(40)에 요입되게 형성되며 상기 제1바텀라인(921)과 상기 각 캐비티(80) 중 좌측 캐비티(80)를 상호 연결하는 제2바텀라인(922)과,
    상기 각 바텀코어(40)에서 우측 바텀코어(40)에 요입되게 형성되며 상기 제1바텀라인(921)과 상기 각 캐비티(80) 중 우측 캐비티(80)를 상호 연결하는 제3바텀라인(923)과,
    상기 각 탑코어(70)에서 서로 마주하는 단부에 형성되며 상기 제1바텀라인(921)과 상호 대응되어 단면이 원형을 이루도록 하는 제1탑라인(924)과,
    상기 각 탑코어(70)에서 좌측 탑코어(70)에 요입되게 형성되며 상기 제2바텀라인(922)과 상호 대응되어 단면이 원형을 이루도록 하는 제2탑라인(925)과,
    상기 각 탑코어(70)에서 우측 탑코어(70)에 요입되게 형성되며 상기 제3바텀라인(923)과 상호 대응되어 단면이 원형을 이루도록 하는 제3탑라인(926)으로 이루어지고,
    상기 제2바텀라인(922)과 상기 제2탑라인(925)이 이루는 경로는 상기 각 캐비티(80) 중 좌측 캐비티(80)의 네 모서리 영역 중 전방 우측 모서리 영역에 수직방향으로 연결되며,
    상기 제3바텀라인(923)과 상기 제3탑라인(926)이 이루는 경로는 상기 각 캐비티(80) 중 우측 캐비티(80)의 네 모서리 영역 중 후방 좌측 모서리 영역에 수직방향으로 연결되고,
    상기 제2바텀라인(922)과 상기 제2탑라인(925)이 이루는 경로와 상기 제3바텀라인(923)과 상기 제3탑라인(926)이 이루는 경로 각각에는 둘 이상으로 분기(分岐)되며 상기 주입구(91)로 주입된 용융수지가 캐비티 내로 주입되기 전에 먼저 채워지는 서브라인(927)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 트레이 제조 장치.
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