KR19980025882A - 노운 굿 다이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노운 굿 다이의 제조 방법에 관한 것으로, ⒜ 다이 패드부, 그 다이 패드의 적어도 마주 보는 2면으로부터 이격된 복수 개의 리드들, 상기 다이 패드부 및 상기 리드들의 상부 면에 접착된 테이프를 갖는 인쇄회로기판이 베이스의 상부 면에 탑재되어 준비되는 단계; ⒝ 상기 다이 패드부에 베어 다이가 접착되고, 그 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 상기 리드들이 전기적 연결되는 단계; ⒞ 상기 리드들에 각기 대응된 복수 개의 포고 핀을 갖는 검사 기판이 상기 베어 다이의 상부 면에 정렬되고, 그 포고 핀들과 각기 대응된 리드들이 기계적├전기적 연결되는 단계; ⒟ 상기 검사 기판이 분리되고, 상기 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 리드들을 전기적 연결하는 수단이 제거되는 단계; 및 ⒠ 상기 검사가 완료된 베어 다이를 상기 다이 패드부로부터 분리하여 양품으로 인정된 베어 다이가 노운 굿 다이로 제조되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이의 제조 방법을 제공함으로써, 포고 핀을 갖는 검사 기판이 과도한 외력에 의하여 안내 핀에 삽입되더라도 포고 핀의 스프링에 의한 탄성에 의하여 리드 손상이 방지되는 한편, 상기 검사 기판의 자중(自重)에 의하여 검사가 진행되기 때문에, 상기 검사 기판을 안내 핀에 고정하는 별도의 장치가 요구되지 않고, 그로 인하여 제조 공정의 단순화를 이룰 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

노운 굿 다이의 제조 방법

본 발명은 노운 굿 다이(known good die)의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어 다이와 전기적 연결된 인쇄회로기판의 리드들과 각기 기계적 접촉에 의하여 전기적 연결된 포고 핀을 이용하여 노운 굿 다이의 검사가 진행되는 노운 굿 다이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 칩은 제조된 후에 제품의 신뢰성을 확인하기 위하여 각종 테스트를 실시한다. 상기 테스트는 반도체 칩의 모든 입출력 단자를 테스트 신호 발생 회로와 연결하여 정상적인 동작 및 단선 여부를 테스트하는 전기적 테스트와, 상기 반도체 칩의 전원 입력 단자등 몇몇 입출력 단자들을 테스트 신호 발생 회로와 연결하여 정상 동작 조건보다 높은 온도, 전압 및 전류 등으로 스트레스를 인가하여 반도체 칩의 수명 및 결함 발생 여부를 체크하는 번인 테스트가 있다. 예를 들어 디램(DRAM, Dynamic Random Access Memory)의 경우는 통산 번인 테스트로 결함이 있는 기억 회로, 기억 셀 및 배선 등을 체크한다.

결과적으로, 반도체 칩은 번인 테스트시 정상 상태에서 사용될 때 어떤 장애를 일으킬 우려가 있는 결함, 예를 들어 게이트 산화막의 절연 파괴 등이 반드이 발생된다. 따라서 번인 테스트는 출하 전(前)에 미리 결함을 검출·제거함으로써 제품의 신뢰성을 보장하기 위한 것이다.

통상 전기적 및 번인 테스트는 반도체 칩이 몰딩 부재, 예를 들어 성형 수지로 패키징된 상태에서 실시하게 되고, 웨이퍼에서 분리된 베어 칩 상태로는 테스트 신호 회로와의 전기적 연결이 어려워 전기적 및 번인 테스트가 거의 불가능하다. 여기에서, 상기 반도체 패키지의 기본형은 다이 패드 상에 테스트를 거치지 않은 반도체 칩이 실장되어 있으며, 상기 칩의 본딩 패드들과 리드들의 일측이 와이어로 연결되어 있고, 상기 침 및 와이어를 감싸 보호하는 반도체 패키지의 몸체가 형성되어 있다. 상기 반도체 패키지 몸체 외부로 상기 리드들의 타측인 외부 리드들이 돌출되어 있으며, 상기 외부 리드들이 삽입될 수 있는 소켓 구멍을 구비한 테스트 소켓에 상기 반도체 패키지의 외부 리드들을 삽입한 후, 상기 테스트 소켓을 다시 번인 테스트 기판에 장착하여 번인 테스트를 실시한다. 그러나 상기와 같은 반도체 패키지는 고밀도 실장에 한계가 있어 최근에는 패키지를 이용하지 않고 다수 개의 베어 칩(Bear chip)을 절연 세라믹 기판 상에 직접 실장하는 플립 칩(Flip Chip)본딩을 이용한 멀티 칩 제조 기술이 개발되어, 고속, 대용량 및 소형이면서 고 집적도를 구현할 수 있는 반도체 조립 방법이 제안되어 있다. 이들 중 대표적인 방법이 멀티 칩 모듈이다. 그러나, 상기 멀티 칩 모듈의 활성화는 다음과 같은 기술적, 경제적 제약으로 한계를 맞고 있다. 즉, 종래의 단일 반도체 칩 패키징 기술에 비하여 다수 개의 칩이 내장되는 멀티 칩 모듈은 집적 규모는 커졌지만, 신뢰성이 검증되지 않은 칩을 다수 개 실장하므로 생산 수율은 현저히 낮아 생산비용이 매우 증대되는 문제점이 있다. 노운 굿 다이를 사용함으로써 이와 같은 문제를 해결 할 수 있지만 현시점에서 노운 굿 다이의 가격이 매우 높아 멀티 칩 모듈의 활성화에 결정적 장애 요인으로 작용하고 있다. 이하, 모든 테스트를 마친 무결함의 베어 칩을 노운 굿 다이라 정의한다.

여기에서 베어 칩이라 함은 플립 칩 또 와이어 칩등 웨어퍼에서 단일 칩으로 분리된 패키지 되지 않은 보통의 집적 회로를 말한다. 이와 같이 멀티 칩 모듈에 적용되는 노운 굿 다이의 중요성에 대한 인식이 높아가고 있음에도 불구하고, 저가의 노운 굿 다이를 대량 생산하는 데는 상당한 난점이 있다. 즉, 웨이퍼에서 분리된 단일 베어 칩은 외부 리드가 없으므로 상기 반도체 패키지 테스트에 적용되는 테스트 소켓을 이용할 수 없어, 베어 칩 상태에서 인쇄회로기판 상에 설치되기 이전에 전기적 및 번인 테스트를 할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 핫 척 프로브(Hot Chuck Probe)방법, 탭(TAB; Tape Automated bonding)방법, 플립칩 테스트 소켓 어댑터(Flip Chip Test Socket Adaptor)를 사용하는 방법, 웨이퍼 레벨 테스트 방법 및 테스트 하우징에 의한 제조 방법등 다양한 방법이 개발되고 있다. 이들 방법들은 나름대로의 장점이 있으나 노운 굿 다이의 대량 생산을 위한 단가의 절감 측면에서 문제점을 갖고 있다. 상기의 방법중 탭 및 테스트 어댑터를 사용하는 방법은 이미 보편화되어 있는 탭 기술을 사용할 수 있으며, 봉지 이전의 베어 칩 상태에서 테스트를 가능하게 하는 장점이 있다. 그러나 단일 반도체 칩의 본딩 패드 상에 범프를 형성하는 공정은 고집적화에 따른 본딩 패드간의 미세 피치화로 높은 정밀도를 요하는 고가의 장비가 필요하게 되며, 테스트시 개별 반도체 칩을 다루어야 하기 때문에 칩 핸들링이 어렵고, 소량의 칩이 테스트되므로 통상의 반도체 패키지에 비하여 단가가 매우 높은 문제점이 있다. 또한 탭 방법에 따른 테이프 캐리어는 한번 사용 후 재사용이 불가하며, 상기 테스트 소켓 어댑터를 사용하는 방법은 테스트 소켓의 구조가 복잡하여 제조가 매우 어려운 문제점이 있다. 웨이퍼 레벨 테스트는 웨이퍼 상의 모든 칩에 접촉 단자를 연결시킨 후, 일괄적으로 테스트를 실시하는 가장 이상적인 방법이지만, 모든 칩의 본딩 패드들과 대응되는 접촉 단자의 제작이 현실적으로 불가능하며, 동일 기판에 따른 노이즈 발생 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 간단한 제조 공정에 의하여 대량의 노운 굿 다이를 제조할 수 있는 노운 굿 다이의 제조 방법을 제공하는데 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 방법에 따라 노운 굿 다이 제조 단계를 나타내는 도면으로서,

도 1은 베이스의 상부 면에 노운 굿 다이 검사용 인쇄회로기판이 탑재된 상태를 나타내는 단면도.

도 2는 도 1의 인쇄회로기판을 나타내는 평면도.

도 3은 인쇄회로기판과 복수 개의 베어 다이(bare die)가 전기적 연결된 상태를 나타내는 단면도.

도 4는 도 3의 반도체 칩이 전기적 검사되는 상태를 나타내는 단면도.

도 5는 도 4의 포고 핀을 확대하여 나타내는 단면도.

도 6은 베어 다이의 전기적 검사가 완료된 상태를 나타내는 단면도.

도 7은 노운 굿 다이가 제조된 상태를 나타내는 단면도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 설명※

10 : 베이스15 : 안내 핀

20 : 인쇄회로기판22 : 다이 패드부

23, 26 : 접착제24 : 리드

30 : 베어 다이30a : 노운 굿 다이

50 : 검사 기판(testing board)60 : 테이터 케이블

70 : 포고 핀(pogo pin)72 : 포고 핀 몸체부

74 : 핀76 : 스프링

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ⒜ 다이 패드부, 그 다이 패드의 적어도 마주 보는 2면으로부터 이격된 복수 개의 리드들, 상기 다이 패드부 및 상기 리드들의 상부 면에 접착된 테이프를 갖는 인쇄회로기판이 베이스의 상부 면에 탑재되어 준비되는 단계; ⒝ 상기 다이 패드부에 베어 다이가 접착되고, 그 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 상기 리드들이 전기적 연결되는 단계; ⒞ 상기 리드들에 각기 대응된 복수 개의 포고 핀을 갖는 검사 기판이 상기 베어 다이의 상부 면에 정렬되고, 그 포고 핀들과 각기 대응된 리드들이 기계적├전기적 연결되는 단계; ⒟ 상기 검사 기판이 분리되고, 상기 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 리드들을 전기적 연결하는 수단이 제거되는 단계; 및 ⒠ 상기 검사가 완료된 베어 다이를 상기 다이 패드부로부터 분리하여 양품으로 인정된 베어 다이가 노운 굿 다이로 제조되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이의 제조 방법을 제공한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 방법에 따라 노운 굿 다이 제조 단계를 나타내는 도면들이다.

도 1은 베이스의 상부 면에 노운 굿 다이 검사용 인쇄회로기판이 탑재된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2는 도 1의 인쇄회로기판을 나타내는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 우선, 좌우 양단에 안내 홈(12)이 형성된 베이스(10)가 준비되고, 그 베이스(10)의 안내 홈(12)에 각기 대응되는 안내 핀(15)이 삽입된다. 그런 다음, 상기 베이스(10)의 상부 면에 인쇄회로기판(20)이 탑재된다.

상기 인쇄회로기판(20)에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 인쇄회로기판(20)은 베어 다이가 탑재되는 다이 패드부(22)를 중심으로 각 사방으로 각기 이격된 복수 개의 리드들(24)이 형성되어 있으며, 상기 다이 패드부(22) 및 상기 리드들(24)의 상부 면에 테이프(23;26)가 접착된 구조를 갖는다.

도 3은 인쇄회로기판과 복수 개의 베어 다이(bare die)가 전기적 연결된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 3의 반도체 칩이 전기적 검사되는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 5는 도 4의 포고 핀을 확대하여 나타내는 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 복수 개의 본딩 패드들(32)을 갖는 베어 다이(30)가 도 1 및 도 2에서 전술된 다이 패드부(22)의 상부 면에 접착된다. 이후, 그 베어 다이(30)는 그(30)의 본딩 패드들(32)에 각기 대응된 상기 인쇄회로기판(20)의 각 리드들(24)과 본딩 와이어(40)와 같은 수단에 의해 각기 전기적 연결된다.

그런 다음, 상기 리드들(24)에 각기 대응되는 복수 개의 포고 핀(70)을 갖는 검사 기판(50)이 상기 베어 다이(30)의 상부 면에 정렬되고, 그 포고 핀(70)이 상기 리드들(24)의 전기적 연결되지 않은 부분과 기계적으로 접촉됨으로써, 전기적 연결된다. 이 때, 상기 검사 기판(50)은 그의 양단에 형성된 안내 홈(52)이 도 1 및 도 2에서 전술된 안내 핀(15)에 삽입됨으로써, 포고 핀(70)과 리드들(24)이 기계적├전기적 연결된 것이다. 여기서, 상기 포고 핀(70)은 그의 상부 면에 데이터 케이블(60)과 전기적 연결되어 있으며, 그 케이블(60)의 다른 일단은 베어 다이를 검사하는 검사 장치(도시 안됨)에 전기적 연결되어 있다. 따라서, 상기 검사 장치는 상기 데이터 케이블을 통해서 포고 핀(70)과 전기적 연결되어 있으며, 결국 베어 다이(30)의 본딩 패드들(32)과 전기적 연결되기 때문에 베어 다이에 대한 전기적 연결 검사 등을 수행할 수 있는 것이다.

상기 포고 핀(70)의 구조에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 포고 핀(70)은 내부가 빈 상태인 포고 핀 몸체부(72), 십자형으로 형성된 두부(頭部)에 스프링(76)의 일단이 삽입된 핀(74)을 포함하는 구조이다. 그리고, 상기 포고 핀 몸체부(72)는 비 전기 전도성이며, 상기 핀(74) 및 스프링(76)은 전기 전도성이다.

도 6은 베어 다이의 전기적 검사가 완료된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 7은 노운 굿 다이가 제조된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 전기적 검사가 완료된 베어 다이들(30)은 양품 또는 불량품인 다이가 되며, 양품인 경우의 베어 다이를 노운 굿 다이(30a)라 한다. 여기서, 노운 굿 다이(30a)가 인쇄회로기판(20)으로부터 분리되기 위해서는 우선, 포고 핀(70)을 갖는 검사 기판(50)이 제거된다. 이후, 상기 노운 굿 다이(30a)의 본딩 패드들(32)과 각기 대응된 리드들(24)을 전기적 연결한 본딩 와이어(40)가 절단날(도시 안됨)에 의해 제거되고, 상기 다이 패드부(22)로부터 노운 굿 다이(30a) 및 불량품 다이가 제거됨으로써, 모든 공정은 완료된다.

본 발명은 인쇄회로기판의 리드들이 다이 패드부를 중심으로 사방에 형성된 경우 및 특정한 포고 핀의 형상 등에 한(限)하여 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상적인 지식을 갖은 자(者)로서는 원하는 목적에 따라 다양한 변형├실시를 할 수 있음은 자명하다.

본 발명에 의하면, 노운 굿 다이 제조 단계에 있어서, 포고 핀을 갖는 검사 기판이 과도한 외력에 의하여 안내 핀에 삽입되더라도 포고 핀의 스프링에 의한 탄성에 의하여 리드 손상이 방지되는 한편, 상기 검사 기판의 자중(自重)에 의하여 검사가 진행됨으로써, 상기 검사 기판을 안내 핀에 고정하는 별도의 장치가 요구되지 않기 때문에 제조 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 상기 검사 기판의 탈착이 용이하기 때문에 노운 굿 다이의 대량 생산 및 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. ⒜ 다이 패드부, 그 다이 패드의 적어도 마주 보는 2면으로부터 이격된 복수 개의 리드들, 상기 다이 패드부 및 상기 리드들의 상부 면에 접착된 테이프를 갖는 인쇄회로기판이 베이스의 상부 면에 탑재되어 준비되는 단계;

   ⒝ 상기 다이 패드부에 베어 다이가 접착되고, 그 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 상기 리드들이 전기적 연결되는 단계;

   ⒞ 상기 리드들에 각기 대응된 복수 개의 포고 핀을 갖는 검사 기판이 상기 베어 다이의 상부 면에 정렬되고, 그 포고 핀들과 각기 대응된 리드들이 기계적├전기적 연결되는 단계;

   ⒟ 상기 검사 기판이 분리되고, 상기 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 리드들을 전기적 연결하는 수단이 제거되는 단계; 및

   ⒠ 상기 검사가 완료된 베어 다이를 상기 다이 패드부로부터 분리하여 양품으로 인정된 베어 다이가 노운 굿 다이로 제조되는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 ⒝단계가 다음:

   ⒝―1 다이 패드부의 상부 면에 베어 다이가 정렬되고, 접착되는 단계; 및

   ⒝―2 그 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 상기 리드들이 각기 본딩 와이어에 의해 전기적 연결되는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 ⒞단계가 다음:

   ⒞―1 복수 개의 포고 핀을 갖으며, 그 각 포고 핀의 일단에 전기적 연결된 데이터 케이블을 갖는 검사 기판이 준비되는 단계;

   ⒞―2 상기 검사 기판의 각 포고 핀들이 상기 인쇄회로기판의 리드들과 각기 대응되어 기계적├전기적 연결되는 단계; 및

   ⒞―3 상기 데이터 케이블을 통해서 검사 장치에 의해 상기 베어 다이가 검사되는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이의 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 ⒟단계가 다음:

   ⒟―1 상기 검사 기판이 제거되는 단계; 및

   ⒟―2 상기 베어 다이의 본딩 패드들과 각기 대응된 리드들을 전기적 연결하는 수단이 절단기에 의해 제거되는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이의 제조 방법.