KR19990079169A - 다이 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이 본딩장치에 관한 것으로, 도선이 일체인 리드 프레임에 기억소자의 반도체 칩인 웨이퍼를 다이 본딩할 때 LOC 다이 본딩의 공정과 노말 다이 본딩의 공정을 간단한 제어의 기능만 조절한 후 선택적으로 수행할 수 있도록 하여 장비의 사용효율은 물론, 장비의 원가절감에 크게 기여하도록 한 것이다.

Description

다이 본딩장치
본 발명은 다이 본딩장치에 관한 것으로, 특히 도선이 일체인 리드 프레임에 기억소자의 반도체 칩인 웨이퍼를 다이 본딩할 때 LOC 다이 본딩의 공정과 노말 다이 본딩의 공정을 간단한 제어의 기능만 조절한 후 선택적으로 수행할 수 있도록 하여 장비의 사용효율은 물론, 장비의 원가절감에 크게 기여하도록 한 다이 본딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 리드 프레임(Lead Frame)은 웨이퍼(Wafer)와 함께 반도체 패키지를 이루는 핵심 구성 요소의 하나로서, 반도체 패키지의 내부와 외부 즉, 회로기판을 연결해주기 위한 도선(Lead)의 역할과 반도체 칩을 지지해 주기 위한 지지체(Frame)의 역할을 한다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다.
그리고 상기의 반도체 리드 프레임은 소정의 폭을 갖는 박판 소재를 순차적으로 이송되는 프레스 금형장치를 이용하여 소정 형상으로 성형하거나 화학 약품을 이용한 식각공정을 통하여 소정 형상으로 성형한다.
이와 같이 제작된 반도체 리드 프레임은 기억소자인 칩 등 다른 부품과의 조립 과정을 수행되는 바, 예컨대 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding) 등을 거쳐 반도체 패키지를 이루게 된다.
상기의 하나의 박판 소재에는 다수의 단위 리드 프레임을 가로 세로로 배열한 상태로 성형하면서 이의 저면에 칩을 탑재시키기 위한 접착용 테이프를 융착하여 단위 리드 프레임 부재를 형성한다.
그리고 상기의 접착용 테이프가 융착된 단위 리드 프레임 부재를 진공 흡착의 방법으로 레일에 정열시킨 후 다이 본딩의 공정을 수행하도록 한다.
다이 본딩 공정에서는 단일 소자인 다이가 다수 형성되어 있는 실리콘 웨이퍼에서 예컨대, 노즐 등으로 다이를 흡착하여 소정의 위치로 이송하여 안착시킨 후 이 안착부위를 정렬된 리드 프레임의 아래로 이송하여 탑재시킨 후 열압착기구 등을 이용하여 본딩하게 된다.
이와 같이 본딩된 리드 프레임은 인접된 와이어 본딩 공정으로 이송되며, 와이어 본딩 과정에서 도전성이 우수한 금 또는 은과 같은 금속 와이어에 의해 하나 하나의 리드가 다이의 회로와 접속된다.
즉, 종래에는 도 1에 도시한 것과 같이 하나의 박판 소재에 형성된 다수의 단위 리드 프레임(1)에 칩을 탑재시키기 위한 접착용 테이프(2)를 융착하여 단위 리드 프레임 부재를 형성하는 테이핑 공정을 수행하고,
상기의 테이핑이 완료된 리드 프레임을 상기 접착용 테이프(2)가 아래를 향하도록 이동시키면서 기억소자의 칩과 같은 다이(3)를 아래 쪽에서 부터 부착하도록 한 후 다음의 와이어 본딩 공정에서 리드 프렘임과 다이의 노드를 와이어(4)로 본딩하는 도 2의 (가)와 같은 본딩 LOC(Lead On Chip) 다이 본딩이 통용화되었다.
그리고 리드 프레임(5)의 상면에 접착성 도료인 Ag 에폭시(6)를 도포한 후 이를 이용하여 직접 다이(7)를 위쪽으로 부터 부착한 후 다이(7)의 노드와 리드 프레임(5)을 와이어(8)로 본딩하는 도 2의 (나)와 같은 노말(normal) 다이 본딩의 방법도 작업성으로 인해 많이 이용하고 있는 실정이다.
즉, 다이의 사이즈가 큰 초기의 개발 단계에서는 전체 팩키지를 작게할 수 있는 LOC 다이 본딩을 주로 사용하다가, 다이의 사이즈가 작아져 그 이상 전체 팩키지의 크기를 줄일 필요가 없을 경우에는 LOC 보다 노말 다이 본딩으로 주로 생상하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래의 다이 본딩장치에 의하여서는 LOC 다이 본딩의 공정을 수행하기 위한 장치와 노말 다이 본딩의 공정을 수행하기 위한 작업이 서로 달랐기 때문에 각각 다른 장치를 이용하여야 하므로 생산설비를 추가로 설치해야 하였고, LOC 다이 본딩이나 노말의 공정을 수행하는 장치에서 다른 공정에 의한 방법으로 생산할 수 없으므로 설비를 그냥 방치시켜야 하는 단점이 있었다.
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 도선이 일체인 리드 프레임에 기억소자의 반도체 칩인 웨이퍼를 다이 본딩할 때 LOC 다이 본딩의 공정과 노말 다이 본딩의 공정을 간단한 제어의 기능만 조절한 후 선택적으로 수행할 수 있도록 하여 장비의 사용효율은 물론, 장비의 원가절감에 크게 기여하도록 한 다이 본딩장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다이 본딩장치는 다수의 리드 프레임을 수용할 수 있도록 형성한 리드 프레임 공급부와,
상기 리드 프레임 공급부에 적층된 리드 프레임을 하나씩 Ag 에폭시 도포 테이블로 이송한 후 다시 이동 레일로 옮기는 프레임 이송부와,
상기 프레임 이송부에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임을 진공 펌프로 Ag 에폭시 도포 테이블에 흡착하여 고정시키면서 모터에 의해 전후로 이동하는 프레임 고정부와,
상기의 프레임 고정부에 고정된 리드 프레임의 다이와 접하게 되는 도포 부위에 일정량씩의 접착성 도료인 Ag 에폭시를 도포하는 Ag 에폭시 공급부와,
상기의 Ag 에폭시 공급부에 의해 Ag 에폭시가 도포된 상태에서 상기의 프레임 이송부에 의해 옮겨진 리드 프레임을 밀편을 이용하여 이동 레일 상에서 전방의 예열부로 이동시키는 이동부와,
외부로 부터 인위적으로 공급되는 반도체 웨이퍼를 순차적으로 이송 공급하는 웨이퍼 공급부와,
상기의 웨이퍼 공급부를 통하여 순차적으로 공급되는 상기의 웨이퍼를 축을 중심으로 회전하는 중에 일정한 위치까지 이송되도록 하는 웨이퍼 장착부와,
상기의 웨이퍼 장착부의 일정한 위치에 이송된 반도체 웨이퍼(칩)를 하나씩 파지하여 다이 본딩의 작업 위치까지 이송공급하는 다이 이송부와,
상기의 예열부로 부터 하나씩의 리드 프레임을 이송 로울러를 통하여 전달받으면서 상기의 다이 이송부에 의해 하나씩 이송되는 다이를 리드 프레임의 접착용 테이프가 저면에 융착된 위치에 정확하게 압착하면서 부착하는 다이 본딩부와,
상기의 다이 본딩부에서 반도체 소자의 다이가 부착된 리드 프레임이 이송되면 내부의 매가진을 상하로 이동시키면서 적재하는 스토카들에 의해 다이 본딩의 공정이 수행되도록 함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 의한 리드 프레임 공급부는 다수의 리드 프레임을 수용할 수 있도록 적재함으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 프레임 이송부는 리드 프레임 공급부에 적층된 리드 프레임을 하나씩 파지하기 위한 진공흡착기와, 상기의 진공흡착기를 상하로 이동시키면서 리드 프레임을 들어 올리거나 내리는 상하이동기와, 상기의 진공흡착기와 상하이동기를 좌우로 이동시키면서 Ag 에폭시 도포 테이블로 이송하거나 다시 이동 레일로 옮기는 좌우이동기들로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 프레임 고정부는 프레임 이송부에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임을 Ag 에폭시 도포 테이블의 정확한 위치의 하면에서 흡착하여 고정시키는 진공 펌프와, 상기의 리드 프레임을 전후로 이동시키는 모터로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 Ag 에폭시 공급부는 Ag 에폭시 도포 테이블에 고정된 리드 프레임의 다이와 접하게 되는 도포 부위에 일정량씩의 Ag 에폭시를 리드 프레임의 상면에 토출시키면서 도포하는 노즐과, 상기 노즐의 상부에 연결되어 일정량씩의 Ag 에폭시를 적당한 압력으로 밀어주는 주입기와, 상기 주입기의 상단에 위치하면서 노즐이 정확한 부위에 Ag 에폭시를 토출시키도록 감시하는 카메라와, 상기의 노즐과 주입기 및 카메라를 상하로 이동시키면서 리드 프레임의 이동이 용이하며 Ag 에폭시의 도포가 가능하도록 하는 Z축구동기와, 상기의 Z축구동기를 좌우로 이동시키면서 횡으로 배열된 리드 프레임의 부위에 Ag 에폭시의 도포가 가능하도록 하는 X축구동기들로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 이동부는 상기 Ag 에폭시 공급부에 의해 Ag 에폭시가 도포되고 상기의 프레임 이송부에 의해 이동 레일의 정확한 위치에 옮겨진 리드 프레임을 전방으로 이동시키는 밀편으로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 예열부는 이동 레일의 밀편에 의해 전방으로 옮겨지는 리드 프레임을 다수의 적층 요홈이 상하로 형성된 내부에 수집하는 매가진과, 상기의 매가진을 상하로 이동시키면서 내부의 적층 요홈들에 리드 프레임을 차례로 여러 층으로 공급받거나 토출시키도록 하는 승하강기와, 상기 매가진에 적층된 리드 프레임을 하나씩 토출시키는 토출기와, 상기 매가진이 위치하는 케이스는 히터에 의해 내부가 적정 온도를 유지하도록 하면서 리드 프레임에 부착된 접착용 테이프는 예열시키고 Ag 에폭시를 도포한 리드 프레임은 그냥 이송시키도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 웨이퍼 장착부는 웨이퍼 공급부의 공급경로를 통하여 공급되는 웨이퍼들이 일정한 범위에 존재하도록 하는 원형 링과, 상기 링의 저면에 설치되어 다이들이 웨이퍼상에서 개별로 분리가 용이하도록 밀어주는 업,다운 핀구동기들로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 다이 이송부는 상기 웨이퍼 장착부의 원형 링의 일정한 위치로 계속 이송되는 반도체 소자의 다이를 하나씩 파지하여 리드 프레임의 일정한 위치에 부착하기 위한 진공 패드와, 상기 진공 패드를 일정한 궤도에서 왕복이동시키면서 다이 본딩의 작업 위치까지 이송시키는 구동기들로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 다이 본딩부는 상기의 예열부에서 코팅이 완료된 하나씩의 리드 프레임을 전달받는 이송 레일과, 상기의 진공 패드에 의해 전달되는 반도체 소자의 다이를 리드 프레임의 하단에서 받쳐주는 다이 부착기와, 상기의 다이 부착기에 의해 받쳐진 다이를 히터에서 발생되는 열을 전달받으면서 상부에서 가압하여 압착하는는 헤드들로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 스토카는 상기의 본딩부로 부터 반도체 소자의 다이가 부착된 리드 프레임을 하나씩 전달받아 인출기를 통해 적층하면서 저장하기위해 적층 요홈이 상하로 형성된 다수의 스토카 매가진과, 상기의 매가진을 이송유니트에 옮기기 위해 밀어주는 공급기와, 상기의 스토카 매가진이 옮겨지면 전후나 상하로 이동하면서 스토카 매가진을 이동이 용이한 적층판에 차곡차곡 정리하는 이송유니트들로 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 상기의 이송유니트는 수직구동기에 의해 상하로 이송되는 중에 수평구동기에 의해 전후로 이송되도록 하여 적층판에서 매가진 인출기에 의해 정리되면서 모아진 후 매가진 배출기에 의해 외부로 옮길 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1은 리드 프레임의 하면에 테이프를 융착한 상태를 나타낸 개략도.
도 2의 (가)(나)는 LOC와 노말 다이 본딩의 상태를 각각 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 평면도.
도 5는 본 발명의 Ag 에폭시를 도포하는 상태를 나타낸 측면도.
도 6의 (가)(나)는 본 발명의 LOC와 노말 다이 본딩을 각각 수행하는
다이 본딩부의 구성을 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명의 예열부의 매가진의 구성을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 스토카의 구성을 나타낸 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
10 : 리드 프레임 공급부 20 : 프레임 이송부
30 : 프레임 고정부 40 : 이동부
50 : Ag 에폭시 공급부 60 : 예열부
70 : 웨이퍼 공급부 80 : 웨이퍼 장착부
90 : 다이 이송부 100 : 다이 본딩부
이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 구성을 도시한 것으로서,
다수의 리드 프레임(12)을 적층하여 수용할 수 있도록 적제함(11)의 형태로 형성한 리드 프레임 공급부(10)와,
상기 리드 프레임 공급부(10)에 적층된 리드 프레임(12)을 진공흡착기(21)로 하나씩 파지하여 Ag 에폭시 도포 테이블(31)로 이송한 후 다시 이동 레일(41)로 옮기는 프레임 이송부(20)와,
상기 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임(12)을 진공 펌프(32)로 흡착하여 Ag 에폭시 도포 테이블(31)에 고정시키거나 모터(33)의 구동에 의해 전후로 이동시키는 프레임 고정부(30)와,
상기 프레임 고정부(30)의 Ag 에폭시 도포 테이블(31)에 고정된 리드 프레임(12)의 다이와 접하게 되는 도포 부위에 일정량씩의 Ag 에폭시를 노즐을 통하여 상면에 토출시키는 Ag 에폭시 공급부(50)와,
상기의 Ag 에폭시 공급부(50)에 의해 Ag 에폭시가 상면에 도포된 상태에서 상기의 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)에 의해 옮겨진 리드 프레임(12)을 이동 레일(41) 상에서 밀편(42)을 이용하여 전방으로 이동시키는 이동부(40)와,
상기의 이동부(40)의 이동 레일(41)에서 전방으로 옮겨지는 리드 프레임(12)을 직접 다이 본딩부로 이송하거나 예열기(61)의 매가진(62)을 상하로 이동시키면서 여러 층으로 공급받아 예열시킨 후 이송하는 예열부(60)와,
외부로 부터 인위적으로 공급되는 반도체 소자의 웨이퍼를 순차적으로 이송 공급하는 웨이퍼 공급부(70)와,
상기의 웨이퍼 공급부(70)를 통하여 순차적으로 공급되는 상기의 웨이퍼를 회전하는 중에 일정한 위치까지 이송되도록 하는 웨이퍼 장착부(80)와,
상기 웨이퍼 장착부(80)의 일정한 위치에 이송된 반도체 소자의 다이를 하나씩 파지하여 다이 본딩의 작업 위치까지 이송공급하는 다이 이송부(90)와,
상기의 예열부(60)로부터 이송되는 하나씩의 리드 프레임을 이송 로울러(81)를 통하여 전달받으면서 리드 프레임이 LOC 또는 노말의 여부에 따라 상기의 다이 이송부(90)에 의해 하나씩 이송되는 다이를 리드 프레임의 테이프가 접착된 위치 또는 Ag 에폭시의 도포 부위에 정확하게 압착하여 부착하는 다이 본딩부(100)와,
상기의 다이 본딩부(100)에서 반도체 소자의 다이가 안정되게 부착된 리드 프레임(12)이 이송되면 내부의 매가진(111)을 상하로 이동시키면서 적재하는 스토카(110)들로 구성한 것이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 상세한 구성을 나타낸 것으로,
상기 본 발명의 프레임 이송부(20)는 리드 프레임 공급부(10)의 적층함(13)에 적층된 리드 프레임(12)을 하나씩 파지하기 위한 진공흡착기(21)와,
상기의 진공흡착기(21)를 브래킷(24)에 설치된 상태에서 공압실린더(23)를 통해 상하로 이동시키면서 리드 프레임(12)을 들어 올리거나 내리는 상하이동기(22)와,
상기의 진공흡착기(21) 및 상하이동기(22)를 브래킷(24)에 설치된 상태에서 벨트(26)를 통해 좌우로 이동시키면서 프레임 고정부(30)의 Ag 에폭시 도포 테이블(31)로 이송하거나 다시 이동부(40)의 이동 레일(41)로 옮기는 좌우이동기(25)들로 구성한다.
상기 본 발명의 프레임 고정부(30)는 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임(12)을 Ag 에폭시 도포 테이블(31)의 정확한 위치에 옮겨지도록 한 후 하면에서 진공펌프(32)로 흡착하여 일시적으로 고정시는 동시에 도포의 상태에 따라 모터(33)의 구동에 의해 리드 프레임(12)을 전후로 이동시키도록 구성한다.
상기 본 발명의 Ag 에폭시 공급부(50)는 Ag 에폭시 도포 테이블(31)에 고정된 리드 프레임(12)의 다이와 접하게 되는 도포 부위에 일정량씩의 Ag 에폭시를 토출시키면서 도포하는 노즐(51)과,
상기 노즐(51)의 상부에 연결되어 도포 부위에 도달한 후 일정 시간동안 적당한 압력으로 일정량씩의 Ag 에폭시를 밀어주어 토출시키는 주입기(52)와,
상기 주입기(52)의 상단에 위치하면서 노즐(51)이 리드 프레임(12)의 정확한 도포 부위에 Ag 에폭시를 토출시키도록 감시하는 카메라(53)와,
상기의 노즐(51)과 주입기(52) 및 카메라(53)가 설치된 브래킷(54)을 상하로 이동시키면서 리드 프레임(12)의 이동이 가능하도록 하거나 리드 프레임(12)의 바로 위에서 Ag 에폭시(14)를 도포할 수 있도록 Z축구동기(55)와,
상기의 Z축구동기(55)를 포함하는 브래킷(56)을 좌우로 이동시키면서 횡으로 배열된 리드 프레임(12)의 접착부위에 Ag 에폭시(14)의 도포가 가능하도록 하는 X축구동기(57)들로 구성한다.
상기 본 발명의 이동부(40)은 상기 Ag 에폭시 공급부(50)에 의해 Ag 에폭시가 정확히 도포된 리드 프레임(12)이 상기 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)에 파지되어 이동 레일(41)의 정확한 위치에 리드 프레임(12)이 옮겨지면 예열부(60)의 매가진(61)에 공급가능한 적절한 시간에 밀편(42)을 작동시켜 전방으로 이동하도록 하는 동시에 모터(43)를 구동시켜 전달기어(44)를 통하여 상기의 이송 레일(41)이 회전하면서 리드 프레임(12)의 이동이 원활해지도록 구성한다.
상기 본 발명의 예열부(60)는 이동부(40)의 밀편(42)에 의해 전방으로 옮겨지는 리드 프레임(12)을 다수의 적층 요홈(62)이 상하로 형성된 내부에 수집하는 매가진(61)과,
상기의 매가진(61)을 한 단계씩 상,하로 이동시키면서 내부의 적층 요홈(62)들에 리드 프레임(12)을 차례로 공급받거나 토출시키도록 하는 승하강기(63)와,
상기 매가진(61)에 적층된 리드 프레임(12)을 하나씩 파지하여 외부로 토출시키는 토출기(64)와,
상기 매가진(61)이 위치하는 케이스(65)의 내부 온도가 적정 온도를 유지하도록 하여 리드 프레임(12)에 부착된 접착용 테이프를 예열시키는 히터(66)들로 구성하여 접착용 테이프가 부착된 리드 프레임(12)은 예열시켜 토출시키면서 Ag 에폭시가 도포된 리드 프레임(12)은 그냥 이송시키도록 한다.
상기 본 발명의 웨이퍼 공급부(70)는 외부로 부터 반도체 웨이퍼를 인위적으로 공급받는 상면이 개구된 박스 형태의 공급함(71)과,
상기 공급함(71)의 저면에 설치되어 모터(73)의 구동에 따라 상하로 이동하며 내부의 웨이퍼를 웨이퍼 공급경로(74)에 유지시키는 웨이퍼 로딩/언로딩기(72)들로 구성한다.
상기 본 발명의 웨이퍼 장착부(80)는 상기 웨이퍼 공급부(70)의 공급경로(74)를 통하여 공급되는 웨이퍼들이 일정한 범위에 존재하도록 하는 상면이 개구된 원통 형상의 원형 링(81)와,
상기 원형 링(81)의 저면에 설치되어 축(83)을 중심으로 저속으로 회전시켜 내부에 공급된 웨이퍼상에서 다이들이 개별로 분리되도록 밀어주는 업,다운 핀구동기(82)들로 구성한다.
상기 본 발명에 의한 다이 이송부(90)는 상기 웨이퍼 장착부(80)의 원형 링(81)에서 일정한 위치로 계속 이송하며 반도체 소자의 다이를 하나씩 작동편(92)으로 파지하여 리드 프레임(12)의 정한 위치에 부착하도록 옮겨주는 진공 패드(91)와,
상기 진공 패드(91)를 일정한 궤도(94)에서 왕복이동시키면서 다이 본딩의 작업 위치인 리드 프레임(12)의 하면까지 이송시키도록 하는 구동기(93)들로 구성한다.
상기 본 발명의 다이 본딩부(100)는 상기의 예열부(60)에서 에열된 하나씩의 리드 프레임(12)을 전달받아 이동시키는 이송 레일(101)과,
상기의 이송 레일(101)을 따라 전달되는 리드 프레임(12)의 하면에서 다이를 받쳐주는 다이 부착기(102)와,
상기 히터(103) 및 다이 부착기(102)를 상하로 이동시키는 제 1 상하 이동기(104)와,
내부의 히터(103)에서 생성되는 열을 공급받는 상태에서 상기 다이 부착기(102)에 의해 받쳐지는 다이를 이송 레일(101)의 상부에서 제 2 상하 이동기(106)에 의해 승하강하면서 압착하는 헤드(105)와,
상기의 진공 패드(91)로 부터 공급되는 다이를 흡착한 상태에서 리드 프레임(12)의 상면에서 부착하는 흡착헤드(107)들로 구성한다.
상기의 다이 본딩부(100)는 상기의 이송 레일(101)을 따라 전달되는 리드 프레임(12)이 LOC 다이 본딩용 또는 노말 다이 본딩용인 가에 따라 상기의 진공 패드(91)에 의해 전달되는 반도체 소자의 다이를 아래쪽의 다이 부착기(102)나 위쪽의 흡착헤드(107)로 공급받아 리드 프레임(12)의 아래쪽이나 위쪽에서 부착한다.
상기 본 발명의 스토카(110)는 상기의 다이 본딩부(100)로 부터 반도체 소자의 다이가 부착된 리드 프레임(12)을 하나씩 전달받아 적층하면서 저장하기위해 적층 요홈(112)이 상하로 형성된 다수의 스토카 매가진(111)과,
상기의 리드 프레임(12)을 스토카 매가진(111)의 적층 요홈(112)에 차례로 밀어넣는 인출기(113)와,
상기의 스토카 매가진(111)을 이송유니트(115)에 옮기기 위해 밀어주는 공급기(114)와,
상기의 스토카 매가진(111)이 옮겨지면 전후나 상하로 이동하면서 스토카 매가진(111)을 이동이 용이한 적층판(116)에 차곡차곡 정리하는 이송유니트(115)들로 구성한다.
상기의 이송유니트(115)는 수직구동기(117)에 의해 상하로 이송되는 중에 수평구동기(118)에 의해 전후로 이송되도록 하여 적층판(116)에서 매가진 인출기에 의해 정리되면서 모아진 후 매가진 배출기에 의해 외부로 옮길 수 있도록 한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다이 본딩장치는 리드 프레임 공급부(10)의 적층함(12)에 인위적으로 Ag 에폭시 가공용 리드 프레임(12)을 적층시킨 후 Ag 에폭시의 도포를 위한 제어를 설정하면, 이를 인식한 콘트롤러에서 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)로 하나씩 파지하여 브래킷(24)에 설치된 상태에서 상하이동기(22)에 의한 동력을 전달하는 공압실린더(23)에 따라 위쪽으로 이동한 후 좌우이동기(25)의 동력을 전달받는 벨트(26)에 의해 프레임 고정부(30)의 Ag 에폭시 도포 테이블(31)의 위쪽으로 이동하고 다시 상하이동기(22)의 동력을 전달하는 공압실린더(23)에 의해 아래쪽으로 이동하여 Ag 에폭시 도포 테이블(31)에 안착되도록 한다.
상기 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임(12)은 Ag 에폭시 도포 테이블(31)의 정확한 위치에 옮겨진 후 하면에 설치된 진공펌프(32)의 흡착력에 의해 일시적으로 고정된다.
리드 프레임(12)이 고정되면 Ag 에폭시 공급부(50)에서 카메라(53)를 이용하여 정확한 도포 부위에 AG 에폭시의 도포가 행하여지도록 한다.
그리고 상기의 프레임 고정부(30)의 모터(33)를 구동하면서 진공펌프(32)에 흡착된 리드 프레임(12)을 전후로 이동시켜 모든 부위에 도포가 행하여지도록 한다.
이 때에는 Z축구동기(55)를 작동시키면서 노즐(51)과 주입기(52) 및 카메라(53)가 설치된 브래킷(54)을 상하로 이동시키면서 리드 프레임(12)의 바로 위에서 다이와 노즐(51)이 접하는 상태가 되도록 한다.
그리고 리드 프레임에 다이의 부착 부위가 2개 이상 형성된 경우에는 Ag 에폭시 공급부(50)에서 X축구동기(57)를 작동시키면서 Z축구동기(55)를 포함하는 브래킷(56)을 좌우로 이동시키면서 횡으로 배열된 리드 프레임(12)의 접착부위에 Ag 에폭시에 의한 Ag 에폭시의 도포가 가능하도록 한다.
그 다음에 노즐(51)의 상부에 연결된 주입기(52)에 적절한 압력을 동일한 시간동안 가하여 일정량씩의 Ag 에폭시가 리드 프레임(12)의 접합 부위에 토출되어 도포되도록 한다.
그리고 리드 프레임(12)에 도포가 완료되면 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)로 파지하여 브래킷(24)에 설치된 상태에서 상하이동기(22)에 의한 동력을 전달하는 공압실린더(23)에 따라 위쪽으로 이동한 후 좌우이동기(25)의 동력을 전달받는 벨트(26)에 의해 이동부(40)의 이동 레일(41)의 위쪽으로 이동하고 다시 상하이동기(22)의 동력을 전달하는 공압실린더(23)에 의해 아래쪽으로 이동하여 이동 레일(41)에 안착되도록 한다.
그러므로 Ag 에폭시가 도포된 리드 프레임(12)이 이동 레일(41)에 리드 프레임(12)이 옮겨지면 예열부(60)의 매가진(62)에 공급가능한 적절한 시간에 밀편(42)을 작동시켜 전방으로 이동하도록 한다.
상기의 예열부(60)는 밀편(42)에 의해 전방으로 옮겨지는 Ag 에폭시가 도포된 리드 프레임(12)을 예열하지 않고 직접 토출기(64)에 의해 토출되도록 한다.
사용자가 반도체 소자의 다이를 웨이퍼 공급부(70)의 상면이 개구된 박스 형태의 공급함(71)으로 인위적으로 공급하면, 웨이퍼 로딩/언로딩기(72)에 의해 웨이퍼를 웨이퍼 공급경로(74)에 유지시킨다.
상기 웨이퍼 공급부(70)의 공급경로(74)를 통하여 공급되는 웨이퍼들은 웨이퍼 장착부(80)의 상면이 개구된 원통 형상의 원형 링(81)으로 이송되고, 저면에 설치된 회전 구동기(82)에 의해 축(83)을 중심으로 저속으로 회전하는 회전 링(81)은 내부에 공급된 상기의 웨이퍼들을 안착시킨다.
상기 웨이퍼 장착부(80)의 원형 링(81)에 안착된 반도체 소자의 다이는 다이 이송부(90)의 진공 패드(91)에 의해 작동하는 작동편(92)에 하나씩 파지되어 리드 프레임(12)의 정한 위치에 부착하도록 옮겨진다.
여기서 상기의 진공 패드(91)는 구동기(93)에 의해 궤도(94)를 왕복이동하면서 다이를 다이 본딩의 작업 위치인 다이 본딩부(100)의 흡착헤드(107)에 전달한다.
그리고 이 때 다이 본딩부(100)는 도 6의 (나)에 도시한 것과 같이 흡착헤드(107)가 이송 레일(101)의 상면에 위치하도록 하여 리드 프레임(12)에 노말 다이본딩에 의하여 다이를 부착할 수 있도록 한다.
상기 예열부(60)에서 토출기(64)에 의해 공급되는 하나씩의 리드 프레임(12)은 이송 레일(101)의 상면에 얹혀진 채 이동하도록 하는 동시에, 상기 다이 이송부(90)의 진공 패드(91)에 의해 전달되는 반도체 소자의 다이를 리드 프레임(12)의 하면에서 다이 부착기(102)에 의해 받쳐지도록 하면서 상단의 헤드(105)를 통해 부착한다.
상기의 다이 본딩부(100)로 부터 반도체 소자의 다이가 부착된 리드 프레임(12)을 이송 레일(101)를 통해 하나씩 전달되면 인출기(113)에서 이를 파지하여 스토카 매가진(111)의 상하로 형성된 다수의 적층 요홈(112)에 적층하면서 저장한다.
상기의 이송유니트(115)에 일정한 양의 스토카 매가진(111)들이 옮겨지면 수직구동기(117)에 의해 상하로 이송되는 중에 수평구동기(118)에 의해 전후로 이송되면서 스토카 매가진(111)들을 이동이 용이한 적층판(116)에 차곡차곡 정리하여 후 매가진 배출기에 의해 외부로 옮길 수 있도록 한다.
한편, 리드 프레임의 저면에 접착용 테이프를 접착한 LOC 다이 본딩용 리드 프레임을 공급하면서 노말 다이 본딩을 수행할 경우에는, 이를 인식한 콘트롤러에서 프레임 이송부(20)의 진공흡착기(21)로 하나씩 파지하여 브래킷(24)에 설치된 상태에서 상하이동기(22)에 의한 동력을 전달하는 공압실린더(23)에 따라 위쪽으로 이동한 후 좌우이동기(25)의 동력을 전달받는 벨트(26)에 의해 이동부(40)의 이동 레일(41)의 위쪽으로 이동하고 다시 상하이동기(22)의 동력을 전달하는 공압실린더(23)에 의해 아래쪽으로 이동하여 이동 레일(41)에 안착되도록 한다.
그러므로 접착용 테이프가 저면에 접착된 리드 프레임(12)이 이동 레일(41)에 옮겨지면 예열부(40)의 매가진(42)에 공급가능한 적절한 시간에 밀편(42)을 작동시켜 전방으로 이동하도록 한다.
예열부(40)에서는 밀편(32)에 의해 전방으로 옮겨지는 리드 프레임(12)을 매가진(41)에 다수 형성된 적층 요홈(42)에 수집하되, 승하강기(43)를 통해 상기의 매가진(41)을 한 단계씩 상 또는 하로 이동시키면서 내부의 적층 요홈(42)들에 리드 프레임(12)을 차례로 공급받는다.
상기의 매가진(41)이 위치하는 케이스(45)의 내부에서 히터(46)가 적정 온도를 유지하도록 발열시켜 리드 프레임(12)에 접착된 테이프를 얼마간 예열시킨 후 토출기(44)에 의해 하나씩 토출되도록 한다.
그러므로 상기 다이 이송부(90)의 진공 패드(91)가 구동기(93)에 의해 궤도(94)를 왕복이동하면서 다이를 다이 본딩의 작업 위치인 다이 부착기(82)에 하나씩 전달한다.
상기 예열부(60)의 토출기(64)로 부터 리드 프레임(12)을 하나씩 전달받는 다이 본딩부(100)에서는 도 6의 (가)에 도시한 것과 같이 이송 레일(101)의 상면에 얹혀진 채 이동하는 리드 프레임(12)의 아래쪽에서 상기 다이 이송부(70)의 진공 패드(71)에 의해 전달되는 반도체 소자의 다이를 다이 부착기(82)로 받쳐주면서 내부의 히터(83)에서 생성되는 열로 짧은 시간동안 상단의 헤드(105)로 압착하면서 융착되도록 하여 부착한다.
따라서 본 발명의 다이 본딩장치에 의하여서는 도선이 일체인 리드 프레임에 기억소자의 반도체 칩인 웨이퍼를 다이 본딩할 때 LOC 다이 본딩의 공정과 노말 다이 본딩의 공정을 간단한 제어의 기능만 조절한 후 선택적으로 수행할 수 있도록 하여 장비의 사용효율은 물론, 장비의 원가절감에 크게 기여하도록 한

Claims (3)

  1. 다수의 리드 프레임을 적층하여 수용할 수 있도록 적제함의 형태로 형성한 리드 프레임 공급부와,
    상기 리드 프레임 공급부에 적층된 리드 프레임을 진공흡착기로 파지하여 Ag 에폭시 도포 테이블이나 이동 레일로 옮기는 프레임 이송부와,
    상기 프레임 이송부에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임을 진공 펌프로 흡착하여 Ag 에폭시 도포 테이블에 고정시키거나 모터의 구동에 의해 전후로 이동시키는 프레임 고정부와,
    상기 프레임 고정부의 Ag 에폭시 도포 테이블에 고정된 리드 프레임의 다이와 접하게 되는 도포 부위에 일정량씩의 Ag 에폭시를 노즐을 통하여 상면에 토출시키는 Ag 에폭시 공급부와,
    상기의 Ag 에폭시 공급부에 의해 Ag 에폭시가 상면에 도포된 상태에서 상기의 프레임 이송부에 의해 옮겨진 리드 프레임을 이동 레일 상에서 전방으로 이동시키는 이동부와,
    상기의 이동부의 이동 레일에서 전방으로 옮겨지는 리드 프레임을 예열기의 매가진으로 공급받아 예열하면서 코팅을 완료시키는 예열부와,
    웨이퍼 공급부를 통하여 순차적으로 공급되는 상기의 웨이퍼를 회전하는 중에 일정한 위치까지 이송되도록 하는 웨이퍼 장착부와,
    상기 웨이퍼 장착부의 일정한 위치에 이송된 반도체 소자의 다이를 하나씩 파지하여 다이 본딩의 작업 위치까지 이송공급하는 다이 이송부와,
    상기의 예열부에서 코팅이 완료된 하나씩의 리드 프레임을 이송 로울러를 통하여 전달받으면서 리드 프레임이 LOC 또는 노말의 여부에 따라 상기의 다이 이송부(90)에 의해 하나씩 이송되는 다이를 리드 프레임의 테이프가 접착된 위치 또는 Ag 에폭시의 도포 부위에 정확하게 압착하여 부착하는 다이 본딩부와,
    상기의 다이 본딩부에서 반도체 소자의 다이가 안정되게 부착된 리드 프레임이 이송되면 내부의 매가진에 적재하는 스토카들로 들로 구성됨을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기의 프레임 고정부는 프레임 이송부에 의해 하나씩 옮겨진 리드 프레임을 진공 펌프로 흡착하여 Ag 에폭시 도포 테이블에 고정시키면서 모터의 구동에 의해 전후로 이동시키도록 한 다이 본딩장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기의 다이 본딩부는 상기의 예열부에서 에열된 하나씩의 리드 프레임을 전달받아 이동시키는 이송 레일과,
    상기의 이송 레일을 따라 전달되는 리드 프레임의 하면에서 다이를 받쳐주는 다이 부착기와,
    상기 히터 및 다이 부착기를 상하로 이동시키는 제 1 상하 이동기와,
    내부의 히터에서 생성되는 열을 공급받는 상태에서 상기 다이 부착기에 의해 받쳐지는 다이를 이송 레일의 상부에서 제 2 상하 이동기에 의해 승하강하면서 압착하는 헤드와,
    상기의 진공 패드로 부터 공급되는 다이를 흡착한 상태에서 리드 프레임의 상면에서 부착하는 흡착헤드들로 구성하여 리드 프레임이 LOC 또는 노말의 여부에 따라 상기의 다이 이송부에 의해 하나씩 이송되는 다이를 리드 프레임의 테이프가 접착된 아래쪽 또는 Ag 에폭시가 도포된 위쪽에 정확하게 압착하여 부착하도록 한 다이 본딩장치.
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