KR19980018509A - 접착제 시트 인가 장치 - Google Patents

접착제 시트 인가 장치 Download PDF

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Abstract

접착제 시트는 기부 재료와 폴리이미드계 수지 접착제 및 박리막 등의 3개 층 구조를 취하며 시트 배출 제어부로부터 공급된다. 반도체 웨이퍼로 이루어진 판형 재료는 접착 테이블 상에 위치하고, 웨이퍼는 가열기 유닛에 의해 가열된다. 접착 테이블이 상부 위치로 이동한 후에 프레스 롤러가 이동되어 접착제 시트를 가열된 웨이퍼 상에 가압하여 이를 웨이퍼에 접착하게 된다. 이때에, 또 다른 프레스 롤러는 접착제 시트를 가압한다. 그 다음에, 절단 유닛이 하강하여 웨이퍼의 외주연으로부터 과도한 접착제 시트 재료를 모두 절단한다. 그 후에, 상기 과도한 접착제 시트 재료가 시트 권취부에 권취된다. 다음 단계에서, 웨이퍼의 후방 표면이 다이싱 테이프에 고착된 후에 각각의 칩이 절단된다. 이러한 작동이 수행된 후에 각각의 칩이 다이싱 테이프로부터 취출되어 접착제 시트를 거쳐 리드 프레임에 다이 접착된다.

Description

접착제 시트 인가 장치
본 발명은 기판 및 반도체 웨이퍼 등의 평판형 재료에 접착제 시트를 인가하는 장치에 관한 것이다.
종래 기술에 따라 반도체 장치를 제조할 때에는 반도체 웨이퍼가 개별 IC 칩으로 절단되고(다이싱), 그 후에 취출되어 리드 프레임에 접착된다(다이 접착). 이러한 다이 접착을 수행할 때 접착제가 각각의 IC 칩에 인가되고 열압축 접착이 수행되어 반도체 장치를 형성하도록 칩을 리드 프레임에 접착하게 된다.
근래에, 반도체 웨이퍼의 회로 표면 및 하부 표면 상에 수지막을 형성함으로써 반도체 장치의 열 및 기계적 특성이 개선하고 있다. 여러 가지의 수지막이 사용되고 있는 데, 그 예로는 밀봉 수지와 칩의 하부 표면 사이의 밀봉을 개선하기 위한 밀봉 개선막, 패시베이션막, 층 절연막, α선 차단막, 패턴 형성막, 다이 패드 접착제 막 등이 있다.
또한, 수지막은 반도체 장치 이외의 다른 평판형 재료 또는 기판 상에 형성되기도 하는데, 그 예로는 액정 방위막, 인쇄회로기판 보호막, X선 차광막 등이 있다.
이들 수지막은 스핀 코팅 등에 의해 수지를 인가함으로써 정상 액체 상태로부터 건조막으로 변형된다.
그러나, 스핀 코팅기로 수지막을 인가하는 방법은 재료를 과다하게 소모하여 생산성을 떨어뜨린다. 또한, 재료를 희석하기 위한 유기 용제가 세척실에서 증발하기 때문에 세척실의 작업 환경을 악화시킨다. 또한, 균질의 수지막을 형성하는 데에는 숙련된 기술이 필요하다.
본 발명자는 종래 기술의 칩 접착 방법을 개선하기 위해 연구하였다. 그 결과, 본 발명자는 폴리이미드 접착제를 포함하는 접착제 시트를 반도체 웨이퍼에 먼저 접착시킨 다음에 다이싱을 수행하고 각각의 칩을 취출하여 미리 인가되어 있는 접착제 시트에 의해 리드 프레임에 직접 접착하는 방법을 개발하게 되었다.
또한, 상기 방법을 대량 생산 시스템에 이용하기 위해서는 접착제 시트를 반도체 장치에 인가하는 장치를 개발할 필요가 있다.
따라서, 상기에 설명한 문제점을 해결하는 것과 관련하여 본 발명의 목적은 접착제 시트를 반도체 웨이퍼 등의 평판형 재료에 인가하는 장치를 마련하는 것이다.
본 발명에서, 열가소성 수지를 포함하는 평판형 재료 또는 접착제 시트는 반도체 웨이퍼 등의 평판형 재료에 접착될 때 가열된다.
따라서, 평판형 재료 또는 접착제 시트를 가열함으로써 접착제 시트를 평판형 재료에 신뢰성 있게 접착할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 접착제 인가 장치의 기본 구성을 도시한 개략도.
도2는 본 발명의 장치의 사시도.
도3은 본 발명의 장치의 정면도.
도4는 본 발명의 장치의 측면도.
도5는 본 발명의 장치의 평면도.
도6은 본 발명의 장치의 확대 단면도.
도7은 가열기 유닛의 설명도.
도8은 방위 평면부 커터의 상세도.
도9는 프레스 롤러 및 척의 상세도.
도10은 외주연 절단 유닛의 측면도.
도11은 외주연 절단 유닛의 상세도.
도12 및 도13은 본 발명에 따른 접착제 인가 장치의 작동을 개략적으로 설명하는 흐름도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
100: 시트 배출 제어부
101: 발출 롤러
102, 109, 303: 가이드 롤러
103: 배출 제어 롤러
104: 기부 재료
105: 열가소성 수지 접착제
106: 박리막
108, 302: 인장 롤러
111a: 돌기부
200: 시트 인가부
201: 접착 테이블
203, 205: 프레스 롤러
204: 절단 유닛
273: 가열기
300: 권취부
S: 접착제 시트
W: 웨이퍼
도면을 참조하여 본 발명에 따른 접착제 시트 인가 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도1에는 본 발명에 따른 접착제 시트 인가 장치가 도시되어 있는데, 이 장치는 시트 배출 제어부(100), 시트 인가부(200) 및 시트 권취부(300)로 구성되어 있다. 시트 배출 제어부(100)에서, 접착제 시트(S) 롤은 발출 롤러(101)에 의해 지지되고, 배출 제어 롤러(103)에 의해 가이드 롤러(102)를 거쳐 배출된다. 접착제 시트(S)는 기부 재료(104)와 열가소성 수지 접착제(105) 및 박리막(106) 등의 3개 층 구조를 취한다. 박리막(106)은 롤러(107; 박리판으로 대체할 수도 있음)에 의해 박리되어 인장 롤러(108) 및 가이드 롤러(109)를 거쳐 권취 롤러(110)에 권취된다.
시트 인가부(200)에서, 평판형 재료는 하방을 향하는 전방 표면(즉, 패턴 표면)이 웨이퍼 장착 수단으로서 작용하는 접착 테이블(201) 상에 위치하여 도1에 점선으로 도시된 것처럼 위치하는 반도체 웨이퍼(W; 이후에는 간단하게 웨이퍼라 함)로 이루어져 있다. 그러나, 이러한 작업을 수행하기 전에 웨이퍼(W)는 가열 수단으로서 작용하는 가열기 유닛(202)에 의해 가열된다. 접착 테이블(201)이 상승된 위치에 있으면 프레스 롤러(203; 인가 수단으로서 작용함)가 접착제 시트(S)를 가열된 웨이퍼(W) 상에 가압하여 접착제 시트(S)를 웨이퍼(W)에 접착하도록 이동된다. 이때에, 프레스 롤러(205)가 접착제 시트(S)를 프레스 롤러(205)와 접착 테이블(201) 사이에 샌드위치식으로 삽입하도록 접착제 시트(S)를 가압한다. 그 다음에, 절단 유닛(204)이 웨이퍼의 외주연으로부터 과도한 접착제 시트 재료를 모두 절단하도록 하강한다.
그 다음에, 과도한 접착제 시트 재료는 시트 권취부(300)에 권취된다. 즉, 접착제 시트(S)는 가이드 롤러(301)와 인장 롤러(302) 및 가이드 롤러(303)를 거처 시트 권취 롤러(304)에 의해 권취된다.
다음 단계에서, 접착제 시트(S)가 부착되는 웨이퍼(W)의 후방 표면은 다이싱 테이프에 고착되고 각각의 칩이 절단된다. 그 후에, 각각의 칩은 다이싱 테이프로부터 취출되어 각 칩의 후방 표면에 접착된 접착제 시트(105)를 거쳐 리드 프레임에 다이 접착된다. 이 경우에, 접착제 시트(S)의 기부 재료(104)는 다이싱 테이프 상에 잔류한다.
열에 대하여 저항성을 갖는 것이 바람직한 열가소성 수지가 접착제(105)에 사용되었다. 이러한 수지의 예로는 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 플루오르계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리비닐 알콜계 수지, 폴리비닐 부틸계 수지, 비닐 아세테이트계 수지, 비닐 클로라이드계 수지, 메타크릴릭계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 셀룰로스계 수지 및 비닐 에테르계 수지 등이 있다.
특히, 플루오르계 수지 및 폴리이미드계 수지는 높은 열저항 특성을 갖기 때문에 접착제(105)용으로 선호되고 있다.
열가소성 수지를 사용함으로써, 본 발명은 종래 기술에 사용된 열경화성 수지에서는 필요했던 후경화 처리(즉, 경화 처리)를 없앨 수 있으며, 이는 접착제(105)를 가열된 리드 프레임에 소정의 힘으로 인가함으로써 간단하게 다이 접착을 완료할 수 있게 해주어서 높은 부착력을 갖는 효과적인 접착을 이룰 수 있게 해준다.
기부 재료(104)로 사용할 수 있는 재료의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 공업용 플라스틱이 있다. 또한, 기부 재료(104)와 접착제(105) 사이에 박리 처리를 수행할 수도 있다.
다음에는, 접착제 인가 장치의 여러 부재에 대하여 상세하게 설명한다.
이와 관련하여 도2에 도시된 접착제 인가 장치의 전체 사시도에서 프레임 판(2)은 기부(1) 상에 직립하여 있고, 시트 배출 제어부(100)와 시트 인가부(200) 및 시트 권취부(300)는 프레임 판(2) 상에 장착되어 있다. 프레임 판(2)의 후방부는 여러 구동 시스템을 수납하는 박스(3)를 형성한다.
시트 배출 제어부(100)에서, 돌기부(111a)를 접착제 시트(S)의 롤 코어에 대하여 가압하여 고정시키도록 작동하는 공기 실린더(111)가 발출 롤러(101) 내측에 마련되어 있다. 프레임 판(2)에는 이 프레임 판(2)과 함께 각각의 롤러를 지지하는 롤러 지지판(112)이 고정되어 있다. 프레임 판(2)의 후방 표면(즉, 박스(3)측 면) 상에는 모터(113)가 장착되어 있으며, 모터(113)의 회전력은 풀리(114, 115)와 벨트(116) 및 기어 트레인(117)을 거쳐 배출 제어 롤러(103)에 전달된다. 배출 제어 롤러(103)는 접착제 시트(S)를 배출 제어 롤러(103)와 롤러(107) 사이에 샌드위치식으로 삽입하여 이 접착제 시트(S)를 시트 인가부(200)에 이송하도록 접착제 시트(S)를 가압한다.
한편, 롤러(107)에 의해 접착제 시트로부터 분리되는 박리막(106)은 인장 롤러(108) 및 가이드 롤러(109)를 거쳐 권취 롤러(110)에 의해 권취된다. 또한, 롤러(120)는 인장 롤러(108)가 모터(121)에 의해 구동되는 상태에서 인장 롤러(108)에 압축식으로 접촉하여 있다. 또한, 모터(121)는 벨트(122)를 거쳐 권취 롤러(110)를 구동한다. 이와 관련하여 박리막(106)은 접착제 층(105)을 보호하는 데 사용되므로 필수 요소는 아니다. 다시 말해서, 본 발명의 접착제 인가 장치는 박리막을 갖지 않는 접착제 시트를 인가하는 데에도 사용할 수 있다.
접착 테이블(201)은 실린더(212)의 작동에 의해 가이드(211, 211; 도4)를 따라 상하로 이동가능하도록 가동 플랫포옴(210) 상에 마련되어 있다. 가동 플랫포옴(210) 아래에는 가동 플랫포옴(210)의 연결부(210a)에 연결된 상태에서 모터(213)와 풀리(214) 사이에서 신장되는 벨트(215)가 마련되어 있다. 따라서, 접착 테이블(201)은 모터(213)에 의해 전후 방향(즉, 도4의 좌우측 방향)으로 이동할 수 있다. 이와 관련하여 모터(213) 대신에 (실린더 등의) 작동기를 사용해도 된다는 것을 알 수 있다.
도6의 접착 테이블(201)의 확대 단면도에 도시된 것처럼 접착 테이블(201)은 도면에 도시된 배열로 적층되어 있는 상부판(220), 하부판(21) 및 기부판(222)으로 구성되어 있다. 상부판(220)에는 환형 부재(224)가 접착되어 있는데, 이 부재의 내측은 오목부(225)를 형성하고 그 상부는 전방면(즉, 패턴면)이 상기 오목부(225) 쪽으로 하방(도6 참조)으로 향하도록 위치한 웨이퍼를 지지한다. 환형 부재(224)의 상연부 전체 주연에는 홈(224a)이 형성되어 있으며, 이 홈(224a) 내측에는 복수개의 공기 구멍(224b)이 소정 간격으로 형성되어 있다. 또한, 공기 구멍(224b)과의 연통을 위하여 상부판(220) 및 하부판(221)에 공기 구멍(220a, 221a)이 각각 형성되어 있어서 웨이퍼(W)의 외주연이 진공 펌프(228)에서 발생된 음압에 의해 생성된 흡착력에 의해서 제위치에 유지될 수 있다. 또한, 공기의 누설을 방지하기 위하여 하부판(221)은 O링(226)을 갖추고 있다.
이와 관련하여, 오목부(225)는 웨이퍼(W)의 전방 표면이 손상되는 것을 방지할 목적으로 마련된 것임을 알 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 전방 표면에 접촉해도 좋은 경우에는 상기에 설명한 오목부(225)를 마련할 필요가 없다.
그러나, 이러한 오목부(225)가 마련되어 있는 경우에는 웨이퍼의 중심부가 오목 형상으로 말릴 수 있으며, 접착제 시트가 인가될 때 상기 현상이 일어나면 웨이퍼와 접착제 시트 사이에 공기가 침입할 가능성이 있다. 본 발명은 웨이퍼(W) 상에 압력을 인가하도록 급기 펌프(229)로부터의 더운 공기(압축 공기)를 공급하는 노즐(227)을 수용하는 액슬(223)을 통해서 공기 통로를 형성함으로써 상기 문제를 해결한다.
이 방식에서는 웨이퍼(W)의 중심부에 압력을 인가함으로써 웨이퍼(W)가 말리는 것이 방지되고, 이로써 접착제 시트와 웨이퍼 사이에 공기가 침입하는 것이 방지되어 접착제 시트의 확실한 인가를 보장하게 된다. 또한, 더운 공기를 공급함으로써 가열된 웨이퍼(W)의 온도가 더 낮은 온도로 떨어지는 것이 방지된다.
또한, 접착 테이블(201)의 전방 연부에는 웨이퍼(W)를 장착할 때 사용되는 지그 판(271)이 마련되어 있으며, 이를 위하여 웨이퍼(W)의 외주연 형상과 동일한 형상을 취하는 개구(271a)가 지그 판(271)에 형성되어 있고 지그 판(271)은 액슬(272) 상에 회전식으로 장착되어 있다. 이러한 구성을 취함으로써, 작업자는 지그 판(271)을 접착 테이블(201)의 상부에 위치시키도록 도6에 도시된 화살표 방향으로 지그 판(271)을 먼저 회전시킨 후에 웨이퍼(W)를 개구(271a) 안에 위치시킴으로써 웨이퍼(W)의 정확한 위치결정 작업을 수행할 수 있다.
또한, 하부판(211)과 기부판(222) 사이에는 가열기(273)가 배열되어 있다. 또한, 상부판(220)과 하부판(221) 및 환형 부재(224)는 가열기(273)에 의해 가열되는 알루미늄 등의 금속으로 제조되어 웨이퍼(W)가 가열된 상태로 유지되게 해준다.
다음에, 도7은 가열기 유닛(202)의 구조를 도시한다. 가열기 유닛(202)은 예를 들어 약 10 mm의 직경을 갖는 가열기(234)가 삽입되는 복수개의 구멍(233a)을 갖는 알루미늄 판(233)으로부터 제조된다. 또한, 알루미늄 판(233)의 중심부에는 흡착 구멍(230)이 형성되어 있고, 알루미늄 판(233)의 전방 표면에는 흡착 개구(231)가 형성되어 있어서 웨이퍼(W)가 흡착관(232)을 통해서 도입되는 음압에 의한 흡착력에 의해 유지된다. 이 방식에서, 웨이퍼(W)가 흡착력에 의해 알루미늄 판(233)에 유지된 후에, 웨이퍼(W)의 전체 후방 표면을 소정 온도까지 가열시키도록 기류가 가열기(234)를 통해서 유동한다.
가열기(234)에 의해 웨이퍼(W)가 가열되는 상기 소정 온도는 약 100 내지 250 ℃, 바람직하게는 120 내지 160 ℃이다.
상기에 설명한 것처럼 웨이퍼(W)를 가열함으로써 접착제(105)가 가열되어 더욱 효과적인 부착 상태를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)가 흡착력에 의해 유지되는 동안에 가열이 수행되기 때문에 알루미늄 판(233)과 웨이퍼(W) 사이에 매우 양호한 접촉이 이루어지며, 이는 최적 열전달 통로를 생성하게 되어 짧은 시간 동안에 웨이퍼(W)를 균일하게 가열할 수 있게 된다.
도4에 도시된 것처럼 가열기 유닛(202)은 실린더(241)를 거쳐 활주판(240)에 장착되어 있으며, 상기 활주판은 가열기 유닛(202)을 상하 방향으로 이동시키는 데 실린더(241)를 사용하면서 전후 방향(즉, 도4의 좌우측 방향)으로 이동할 수 있도록 가동 플랫포옴(210)의 상부에 마련되어 있다. 또한, 활주판(240) 및 가열기 유닛(202)을 전후 방향(즉, 도4의 좌우측 방향)으로 구동시키도록 실린더(242)가 가동 플랫포옴(210) 상에 마련되어 있다.
가열기 유닛(202) 위에는 전후 방향(즉, 도5의 상하 방향)으로 연장되는 프레스 롤러(203)가 마련되어 있다. 프레스 롤러(203)는 (35 °의 경도를 갖는) 실리콘 고무 등의 열저항 재료로 제조되고, 좌우측 방향(도3 및 도5)으로 이동할 수 있도록 레일(251) 상에 장착된 브래킷(250)에 장착되어 있다. 레일(251)은 프레임 판(2)에 고정되어 있다. 프레임 판(2)의 후방 표면(즉, 박스(3)측 면) 상에는 브래킷(250)에 연결된 피스톤(255a)을 포함하는 실린더(255; 도5)가 장착되어 있다. 따라서, 실린더(255)를 구동시킴으로써 프레스 롤러(203)를 좌우측 방향으로 소정 스트로크로 이동시킬 수 있다. 또한, 프레스 롤러(203)와 브래킷(250)은 프레임 판(2)에 형성된 개구(2a)를 통해서 프레임 판(2)의 전방으로 연장된다.
프레스 롤러(203)는 스프링(252)을 거쳐 브래킷(250)에 장착된 홀더(250a)에 장착된다. 즉, 프레스 롤러(203)가 스프링(252)에 의해 하방으로 편향되어서 접착제 시트(S)가 소정 압축 상태로 유지된다. 준비시에, 프레스 롤러(203)는 수납 위치(도3에 도시된 위치(H))에 유지되며, 이 위치에서 프레스 롤러는 접착제 시트(S)를 소정 압축 상태로 유지하면서 웨이퍼(W)에 인가하도록 상류(도3의 좌측에서 우측)로 이동하게 된다.
프레스 롤러(203)에 의해 작용된 압축력은 스프링(252)에 의해 조정할 수 있다. 압축력 값의 가능한 범위는 2 내지 4 kgf, 바람직하게는 약 3 kgf이다.
또한, 브래킷(250)의 전방 연부에는 방위 평면부 커터(255)가 장착되어 있다. 이 방식에서, 방위 평면부가 전방으로 배열되도록 프레스 롤러(203)가 웨이퍼(W)와 함께 좌우측 방향으로 이동하면 방위 평면부 커터(253)도 이동하게 되어 웨이퍼(W)의 방위 평면부의 접착제 시트가 절단된다.
이와 관련하여, 도8의 (A)는 방위 평면부 커터(253)의 상세도이고, (B)는 (A)에 도시된 선 VIII을 따라 취한 단면도이다. 커터(253)의 블레이드(253a)는 나사(274a)에 의해 헤드(274)에 고정되고, 헤드(274)는 나사(275a)에 의해 본체(275)에 고정되어 있다. 헤드(274)는 본체(275)에 대한 블레이드(253a)의 각도를 조정할 수 있도록 본체(275)에 대하여 회전가능하다. 본체(275)는 슬라이더(276)를 거쳐 홀더(277)에 장착되고, 홀더(277)는 본체(275) 및 블레이드(253a)를 경사 방향으로(즉, 도8 (A)의 상부 좌측으로부터 하부 우측으로) 활주시키도록 구동되는 실린더(278)에 연결되어 있다. 이러한 작동의 타이밍은 커터(253)가 웨이퍼(W)의 방위 평면부를 절단할 때 실린더(278)가 구동되도록 수행되며, 이때에 블레이드(253a)는 하방 이동하며 방위 평면부의 막이 절단된 후에 실린더(278)가 블레이드(253a)를 상방으로 이동시킨다.
또한, 홀더(250a)는 레일(279)을 갖추고 있으며, 이 레일에는 가동 부재(281)가 슬라이더(280)를 거쳐 활주식으로 장착된다. 홀더(277)에는 슬롯(277a)이 형성되어 있으며, 홀더(277)를 가동 부재(281)에 장착하기 위해 나사(282)가 상기 슬롯을 통과한다. 이 방식에서, 나사(282)를 조정함으로써 홀더(277)의 높이 및 경사각을 변화시킬 수 있다. 수직 방향에 대한 경사각의 범위는 0 내지 60 °로 될 수 있다.
레일(279)에는 나사(284)에 의해 레일(279)에 고정된 위치결정 부재(283)가 활주식으로 장착되어 있다. 위치결정 부재(283)는 축(285)을 갖추고 있으며, 위치결정 부재(283)와 가동 부재(281)는 가동 부재(281)를 축(285)의 단부에 근접시킴으로써 일정한 간격으로 유지되면서 인장 스프링(286)에 의해 당겨진다.
이와 관련하여, 위치결정 부재(283)의 위치를 변화시킴으로써 커터(253)의 위치를 웨이퍼(W)의 크기에 따라 접착제 시트(S)의 폭방향(즉, 도8 (A)의 좌우측 방향)으로 조정할 수 있다. 이때에, 블레이드(253a)를 방위 평면부 연부의 내측으로 약간 이동시켜 위치시킴으로써 블레이드(253a)가 접촉할 때 블레이드(253a)로부터 방위 평면부로 힘을 인가하는 데 스프링(286)의 인장 강도를 사용할 수 있다.
이 방식에서, 블레이드(253a)가 도8 (A)에 도시된 것처럼 경사져서 상기에 설명한 것처럼 방위 평면부에 대하여 가압되면, 이 부분에서 접착제 시트를 깨끗하게 절단할 수 있게 된다.
다음에, 도9의 (A)는 프레스 롤러(205)를 도시하고, (B)는 그 측면도이다. 프레스 롤러(205)는 스프링(207)을 거쳐 브래킷(208)에 장착된 홀더(206)에 장착되며, 상기 브래킷(208)은 프레임 판(2; 도5)에 고정되어 있다. 홀더(206)의 양 연부 부분에는 접착제 시트(S)의 연부 부분을 고정 유지하는 척(209)이 마련되어 있다. 이 척(209)은 상부 조오 부재(287), 이 조오 부재에 장착된 실린더(288) 및 이 실린더의 피스톤 팁부에 장착된 하부 조오 부재(289)를 갖추고 있으며, 실린더(288)의 이동에 의해 개폐된다.
장착 브래킷(290)은 장착 나사(291)에 의해 홀더(206)에 장착되고, 실린더(292)는 장착 브래킷(290)에 장착되며, 이로써 실린더(292)가 상부 조오 부재(287)를 접착제 시트(S)의 폭방향으로 이동시키게 된다. 이와 관련하여, 접착제 시트(S)의 폭방향으로의 척(209)의 위치는 장착 나사(291)에 의해 조정될 수 있다.
접착 테이블(201)이 상승되어 프레스 롤러(205)를 상방으로 밀어 올리면 스프링(207)의 편향력이 접착제 시트(S)를 접착 테이블(201)과 프레스 롤러(205) 사이에 고정시키게 된다. 그러면, 접착 테이블(201)이 상승되기 전에 척(209)이 접착제 시트(S)의 양 연부를 파지하여 이 접착제 시트를 그 폭방향으로 신장시키게 된다. 이 방식에서, 프레스 롤러(205)의 작동은 프레스 롤러(203)가 이동하더라도 접착제 시트(S)가 프레스 롤러(203)로부터 미끄러지는 것을 방지한다. 이와 관련하여, 본 발명은 프레스 롤러를 사용하는 것에만 제한되지 않고 평판 부재 등의 다른 접착제 시트 가압 수단을 사용할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 접착제 시트(S)가 웨이퍼(W)에 인가되면, 절단된 접착제 시트(S)가 척(209)에 의해 폭방향으로 신장되기 때문에 일방향(즉, 가공 방향)으로만 장력을 인가함으로써 주름이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도9 (A)에 도시된 것처럼 척(209)은 접착 테이블(201)에 형성된 절단부(201a) 내측에 배열되어 척(209)이 접착제 시트(S)를 용이하게 파지할 수 있게 해준다.
프레스 롤러(203) 위에는 외주연 절단 유닛(204)이 배열되어 있다. 도10에 도시된 것처럼 외주연 절단 유닛(204)은 하부판(260), 상부판(261) 및 상부판을 하부판에 연결하는 연결판(262)을 갖추고 있으며, 상기 상부판(261)은 프레임 판(2)에 형성된 개구(2a)를 통과하여 프레임 판(2)의 후방측에 도달하며 여기서 상부판(261)은 실린더(270) 및 축(263)에 연결된다. 실린더(270)는 박스(3)의 천정에 고정되고 축(263)은 부시(264)에 의해 안내된다. 이와 관련하여, 축(263) 및 부시(264) 대신에 가이드 레일 등을 사용할 수도 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 원형 개구(265)는 하부판(260; 도5)에 형성되고, 3개의 풀리(266)는 개구(265) 주위에 마련되고, 회전 링(267)은 풀리(267)의 홈에 회전식으로 장착되어 있다. 회전 링(267)에는 커터 플랫포옴(20)이 장착되고, 커터 플랫포옴(20)에는 핸들(268) 및 커터(269)가 장착되어 있어서(도3 및 도5) 핸들(268)이 회전 링(267)을 회전시키는 데 사용될 때 커터(269)가 웨이퍼(W)의 외주연으로부터 접착제 시트의 원형편을 절단하게 된다. 도10에 점선으로 도시된 것처럼 외주연 절단 유닛(204)은 실린더(270)에 의해 승강된다.
이와 관련하여, 도11 (A)는 외주연 절단 유닛(204)의 상세 평면도이고, (B)는 (A)의 선 XI을 따라 취한 단면도이다. 이들 도면에 도시된 것처럼 커터(269)는 커터 플랫포옴(20)의 중심부에 형성된 개구(20a)에 장착되어 있다.
또한, 절단 블레이드(269a)는 나사(21a)에 의해 헤드(21)에 고정되고, 헤드(21)는 나사(22a)에 의해 본체(22)에 고정되어 있다. 헤드(21)는 본체(22)에 대하여 회전가능하고, 이로써 본체(22)에 대한 블레이드(269a)의 각도를 조정할 수 있다. 본체(22)는 나사(24)에 의해 홀더(23)에 장착되고, 홀더(23)의 연부 부분은 직립 판(23b)을 형성하며, 이로써 본체(22)를 직립 판(23b)을 따라 상하 방향으로 경사식으로 활주시킴으로써 커터 블레이드(269a)의 높이를 조정할 수 있게 된다.
또한, 커터 플랫포옴(20)은 레일(25)을 갖추고 있으며, 이 레일에는 가동 부재(26)가 활주식으로 장착되어 있다. 홀더(23)는 액슬(27)에 의해 가동 부재(26) 상에 지지되고, 나사(28)는 홀더(23)를 가동 부재(26)에 고정하도록 홀더(23)에 형성된 호형 슬롯(23a)을 통과하며, 이로써 액슬(27)을 중심으로 홀더(23)를 회전시킴으로써 커터 블레이드(269a)의 경사각을 (예를 들어, 0 내지 60 °범위로) 변화시킬 수 있다.
레일(25)에는 나사(30)에 의해 레일(25)에 고정되는 위치결정 부재(29)가 활주식으로 장착되어 있다. 위치결정 부재(29)는 축(29a)을 갖추고 있고, 위치결정 부재(29) 및 가동 부재(26)는 이들 사이의 간격이 가동 부재(26)와 축(29a)의 단부가 근접되어 유지된 상태에서 인장 스프링(31)에 의해 당겨진다.
이 방식에서, 위치결정 부재(29)의 위치를 변화시킴으로써 커터(269)의 위치를 웨이퍼(W)의 크기에 따라 웨이퍼(W)의 반경방향으로 조정할 수 있다. 이때에, 블레이드(269a)는 웨이퍼(W) 주연 연부의 내측으로(웨이퍼(W)의 중심 쪽으로) 약간 이동하여 위치하며, 이로써 스프링(31)으로부터의 편향력이 블레이드(267a)를 웨이퍼(W)의 주연 연부에 대하여 가압하는 데 사용된다.
이 방식에서, 블레이드(269a)가 도11 (A)에 도시된 것처럼 경사져서 상기에 설명한 것처럼 스프링(31)에 의해 웨이퍼(W)의 주연 연부에 대하여 가압되면, 이 부분에서 접착제 시트를 깨끗하게 절단할 수 있게 된다.
도11 (A)에 도시된 것처럼 래칫 걸쇠(33)는 스프링(32)에 의해 하부판(260) 상의 액슬(34)에 장착되고, 핀(36)은 커터 플랫포옴(20) 상의 장착판(35)에 장착된다. 이 방식에서, 핀(36)은 래칫 걸쇠(33)를 지나 밀려났을 때 래칫 걸쇠(33)에 의해 반대 방향으로의 회전이 방지되도록 이동하여 회전 링(267)과 함께 회전한다. 즉, 커터(269)가 일회전을 완료한 후에는 반대 방향(도11 (A)에서 반시계 방향)으로의 회전이 방지되며, 이로써 작업자가 외주연 절단 작동이 완료된 것을 인지하게 되어 외주연 절단 작업의 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
도3 및 도4를 참조하여 시트 권취부(300)에 대하여 상세하게 설명한다. 즉, 롤러 지지판(310)은 여러 롤러(301, 302, 303)들이 롤러 지지판(310) 및 프레임 판(2)에 의해 지지된 상태에서 프레임 판(2)에 고정된다. 또한, 인장 롤러(302)를 구동시키기 위한 모터(311)는 이의 회전력이 풀리 및 벨트(314)에 의해 권취 롤러(304)에 전달되는 상태에서 프레임 판(2)의 후방부(박스(3) 내부)에 마련되어 있다. 이러한 구조에서, 실린더(316)는 롤러(315)를 인장 롤러(302; 도4)에 대하여 가압한다. 또한, 편향 기구(317; 축, 축지지 부시, 축장착식 스프링 등)는 롤러(315)를 인장 롤러(302)에 대하여 고정 유지하도록 실린더(316)의 양측면에 마련되어 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 접착제 시트 인가 장치의 작동에 대하여 도12 및 도13의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 접착 테이블(201)이 전방으로 이동하고, 웨이퍼(W)가 그 후방 표면이 상방을 면하는 상태로 접착 테이블(201) 상에 위치한다(스텝 901). 이와 관련하여, 웨이퍼(W)의 변위는 작업자가 지그 판(271; 도6)을 사용하여 수동으로 수행할 수도 있고 로보트 등에 의해 자동으로 수행할 수도 있다. 웨이퍼(W)가 제위치에 설정된 후에, 접착 테이블(201)이 접착제 시트 인가 장치 내부로 후방 이동한다(스텝 902). 그 다음에, 가열기 유닛(202)이 도4에 점선으로 도시된 것처럼 이의 대기 위치로부터 전방으로 이동하고(스텝 903), 접착 테이블(201)의 한 위치로 하방 이동한다(스텝 904). 그 다음에, 웨이퍼(W)가 흡착력에 의해 가열기 유닛(202)에 고정 유지되고(스텝 905), 가열기 유닛(202)이 상방 이동한다(스텝 906). 이때에, 척(209)이 접착제 시트(S)의 양 연부 부분을 파지하여 이를 폭방향으로 신장시킨다(스텝 907).
그 다음에, 가열기 유닛이 상승 상태로 유지되는 동안에 기류가 웨이퍼(W)를 소정 온도로 가열하도록 가열기(234)를 통해서 유동한다(스텝 908). 이 방식에서, 웨이퍼(W)를 접착 테이블(201)로부터 이격된 상태에서 가열함으로써 접착 테이블(201)이 고온으로 가열되는 것을 방지할 수 있으며, 이는 작업자가 웨이퍼(W)를 접착 테이블(201) 상에 용이하게 위치시킬 수 있게 해준다(즉, 접착 테이블(201)이 작업자에게 해를 입히거나 작업을 방해하는 것을 방지할 수 있다).
웨이퍼(W)가 가열된 후에, 가열기 유닛(202)이 하강되고(스텝 909), 흡착력이 해제되고 가열된 웨이퍼(W)가 접착 테이블(201)로 복귀한다(스텝 910). 이때에, 접착 테이블(201)의 가열기(273)는 웨이퍼(W)를 소정 온도로 유지하는 작용을 한다. 그 다음에, 웨이퍼(W)가 흡착력에 의해서 접착 테이블(201)에 유지되고(스텝 911), 가열기 유닛(202)이 박스(3)의 내부로 복귀하고(스텝 912), 접착 테이블(201)이 상승된다(스텝 913). 이러한 작동이 수행될 때, 접착 테이블(201)이 상승되면 프레스 롤러(205)가 접착제 시트(S)를 가압하며(스텝 914), 더운 공기가 압력 하에서 접착 테이블(201)의 오목부에 공급된다(스텝 915). 그러면, 프레스 롤러(203)가 접착제 시트(S)를 웨이퍼(W)에 인가하도록 수납 위치(H)로부터 이동한다. 이때에, 커터 블레이드(253a)가 웨이퍼(W)의 방위 평면부 위치에 도달한 후에, 실린더(278)는 절단 헤드(274)를 경사 방향으로 하방 이동시키도록 구동되고, 이로써 웨이퍼(W)의 방위 평면부의 접착제 시트가 커터 블레이드(253a)에 의해 절단된다(스텝 916). 절단 블레이드가 방위부를 통과한 후에 절단 헤드(274)가 상승된다.
그 다음에, 외주연 절단 유닛(204)이 하강하고(스텝 917), 웨이퍼(W)의 외주연 접착제 시트가 절단된다(스텝 918). 이러한 절단 작동은 수동 또는 자동으로 수행할 수 있다. 그 다음에, 외주연 절단 유닛(204)이 상승되고(스텝 919), 척(209)이 상승되고(스텝 920), 접착 테이블(201)이 하강하고(스텝 921), 프레스 롤러(203)가 수납 위치(H)로 복귀한다(스텝 922). 그 다음에, 새로운 접착제 시트(S)가 시트의 불필요한 부분이 권취된 상태에서 배출되고(스텝 923), 접착 테이블(201)이 전방 이동하고(스텝 924), 웨이퍼(W) 상의 흡착력이 해제되고(스텝 925), 웨이퍼(W)가 발출된다(스텝 926). 이와 관련하여, 웨이퍼(W)의 발출은 수동 또는 자동으로 수행할 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명은 웨이퍼 가열 수단으로서 가열기 유닛(202)을 사용하는 것에만 제한되지 않고 다른 웨이퍼 가열 수단을 사용할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 오목부를 갖지 않는 접착 테이블을 사용하는 경우에는 웨이퍼를 가열하도록 가열기를 접착 테이블 내부에 마련할 수 있다. 이러한 경우에는 상기 실시예에서 설명한 가열기 유닛(202)이 불필요하다. 또한, 고온 공기 또는 적외선 방사부 등을 사용하는 가열 수단 등의 여러 가지의 다른 가열 수단도 사용할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)를 가열하는 대신에 접착제 시트를 직접 가열할 수도 있다. 이 경우에, 접착제 시트(S)는 박리막(106)을 갖추고 있는 것이 바람직하다. 이 작업은 접착제가 기부 재료(104)의 측면 또는 박리막(106)의 측면으로부터 가열되는 상태에서 예를 들어 발출 롤러(101; 도3)와 롤러(107) 사이에 가열기 유닛을 마련함으로써 수행할 수 있다. 이 경우에는 접착제 시트가 접착 테이블에 이송될 때 일어나게 되는 온도 하강을 고려하여 접착제 시트가 충분히 높은 온도로 가열되는 상태에서 웨이퍼(W)의 크기에 일치하는 접착제 시트의 길이에 걸쳐 가열 작업을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 접착제 인가 장치는 접착제 시트를 반도체 웨이퍼에 인가하는 데에만 제한되지 않고 다양한 용도로 사용할 수도 있다. 예를 들어, 반도체 장치용으로서 본 발명에 따른 장치는 밀봉 수지와 칩의 하부 표면 사이의 밀봉을 개선하기 위한 밀봉 개선막, 패시베이션막, 층 절연막, α선 차단막, 패턴 형성막, 다이 패드 접착제 막 등을 인가하는 데 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 반도체 장치 이외의 다른 평판형 재료 또는 기판 상에 예를 들어 액정 방위막, 인쇄회로기판 보호막, X선 차광막 등의 막을 인가하는 데에도 사용할 수 있다.
마지막으로, 청구범위에 한정된 본 발명의 범위 및 기술사상 내에서 상기 실시예를 다양하게 변경 및 수정할 수도 있다.
이 방식에서는 판형 재료 또는 접착제 시트를 가열함으로써 본 발명의 장치 및 방법은 접착제 시트를 판형 재료에 신뢰성 있게 접착할 수 있게 해준다.

Claims (13)

  1. 열가소성 수지를 포함하는 접착제 시트를 판형 재료에 인가하는 장치에 있어서,
    판형 재료 장착 수단과,
    가열 수단과,
    접착제 시트를 판형 재료에 인가하는 접착제 시트 인가 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 판형 재료가 반도체 장치이고, 판형 재료 장착 수단이 반도체 웨이퍼 장착 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 가열 수단이 반도체 웨이퍼를 가열하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 가열 수단이 반도체 장치를 고정 유지하는 흡착 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항에 있어서, 가열 수단이 접착제 시트를 가열하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항에 있어서, 접착제 시트가 열저항 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 열저항 수지가 플루오르계 수지 또는 폴리이미드계 수지인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제2항에 있어서, 반도체 웨이퍼 장착 수단이 흡착에 의해 반도체 웨이퍼를 고정 유지하기 위한 외주연 흡착부를 갖는 접착 테이블과, 압축 공기가 공급될 수 있도록 된 중심 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제2항에 있어서, 가열 수단이 반도체 웨이퍼 장착 수단 내측에 마련된 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제2항에 있어서, 접착제 시트를 압력 하에서 반도체 웨이퍼에 인가하는 압축 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 압축 수단이 하나 이상의 프레스 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 열가소성 수지를 포함하는 접착제 시트를 판형 재료에 인가하는 방법에 있어서,
    판형 재료를 장착하는 단계와,
    판형 재료를 가열하는 단계와,
    접착제 시트를 압력 하에서 판형 재료에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 열가소성 수지를 포함하는 접착제 시트를 판형 재료에 인가하는 방법에 있어서,
    판형 재료를 장착하는 단계와,
    접착제 시트를 가열하는 단계와,
    접착제 시트를 압력 하에서 판형 재료에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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