KR20000031494A - Device for producing semiconductor package - Google Patents

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KR20000031494A
KR20000031494A KR1019980047553A KR19980047553A KR20000031494A KR 20000031494 A KR20000031494 A KR 20000031494A KR 1019980047553 A KR1019980047553 A KR 1019980047553A KR 19980047553 A KR19980047553 A KR 19980047553A KR 20000031494 A KR20000031494 A KR 20000031494A
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Abstract

PURPOSE: A device for producing a semiconductor package is provided to smoothly operate a punch by preventing impurities from attaching to the punch or to a punch hole, to improve operating efficiency and to reduce defect rate by protecting the punch from being damaged. CONSTITUTION: An operating hole(22) and a punch hole(32) are produced in a long rectangle the same with the section of a punch(21). Herein, the guide grooves(23,33) are formed in the operating hole and the punch hole to lengthwise to prepare a space between the holes and the punch for the punch to operate smoothly. Therefore, an impurity generated while processing is prevented from being attached to the operating hole or to the punch hole, and the punch is operated fully. Herein, the guide groves are formed in the punch hole with a certain interval.

Description

반도체 패키지 제조장비Semiconductor Package Manufacturing Equipment

본 발명은 반도체 패키지 제조장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판을 이용한 볼 그리드 어레이 반도체 패키지의 제조공정 중 싱귤레이션 공정에서 반도체 패키지를 낱개로 분리하면서 생긴 파편이나 부스러기가 눌러붙지 않도록 탑 펀치 툴과 바텀 다이 툴에 형성된 펀치 홀에 여유 공간을 가질 수 있게 함으로써, 펀치가 펀치 홀에 끼여 오작동을 일으키는 것을 막고 오작동으로 인하여 발생되는 자재의 불량율을 줄일 수 있는 반도체 제조장비에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package manufacturing equipment, and more particularly, a top punch so that debris or debris formed by separating the semiconductor package in a singulation process during the manufacturing process of a ball grid array semiconductor package using a printed circuit board does not stick to each other. By providing a free space in the punch hole formed in the tool and the bottom die tool, the present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus that can prevent the punch from being caught in the punch hole and reduce the defective rate of materials caused by the malfunction.

일반적으로 반도체 칩의 급속한 고집적화 및 소형화 추세에 따라 전자기기나 가전제품도 점차 소형화되고 있으며, 이러한 추세로 인해 반도체 패키지에 있어서도 다핀화가 요구되면서 대용량의 입출력핀수를 갖는 인쇄회로기판을 이용한 볼 그리드 어레이 반도체 패키지(BGA/PBGA)가 최근 많이 이용되고 있다.In general, electronic devices and home appliances are becoming smaller due to the rapid integration and miniaturization of semiconductor chips.Because of this trend, ballast array semiconductors using printed circuit boards having a large input / output pin count are required due to the multi-pinning of semiconductor packages. Packages (BGA / PBGA) have recently been used a lot.

상기 볼 그리드 어레이 반도체 패키지는 인쇄회로기판을 이용함으로써 전체적인 전기회로의 길이를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 파워나 그라운드 본딩영역을 용이하게 도입할 수 있음으로써 탁월한 전기적 성능을 발현시킬 수 있고, 또한 입출력핀수를 설계시에 QFP(Quad Flat Package)와 같은 제약없이 보다 여유있는 간격으로 보다 많은 입출력핀수를 제공할 수 있는 장점이 있음으로써 차세대 반도체 패키지로 부각되고 있다.The ball grid array semiconductor package not only shortens the length of the entire electric circuit by using a printed circuit board, but also can easily introduce power or ground bonding areas, thereby exhibiting excellent electrical performance, and also providing an input / output pin count. It is emerging as a next-generation semiconductor package because it has the advantage of providing more input / output pins at more relaxed intervals without restrictions such as QFP (Quad Flat Package).

이러한 인쇄회로기판은 금속제의 캐리어 프레임 상에 가요성 수지필름과 이 필름 상에 형성된 회로패턴과 본드핑거로 이루어진 가요성회로기판으로, 이 회로패턴상에 다이패드를 부착하여 열전도성 접착수단으로 반도체 칩을 실장하여 회로패턴과 반도체 칩의 본딩패드를 와이어로 본딩한 다음 몰딩 컴파운드 수지로 몰딩하여 얻게 된다.The printed circuit board is a flexible circuit board made of a flexible resin film on a metal carrier frame, a circuit pattern formed on the film, and a bond finger, and a die pad is attached to the circuit pattern to form a semiconductor as a thermally conductive adhesive means. It is obtained by mounting a chip, bonding a circuit pattern and a bonding pad of a semiconductor chip with a wire, and then molding it with a molding compound resin.

상기 인쇄회로기판은 몰딩 컴파운드 수지로 몰딩한 다음 솔더볼을 부착하는 공정을 끝낸 후 각 반도체 패키지를 낱개로 절단하기 위해 싱귤레이션 공정을 거치게 된다.The printed circuit board is molded with a molding compound resin and then subjected to a singulation process in order to cut each semiconductor package individually after finishing the process of attaching solder balls.

여기에 사용되는 싱귤레이션 장치는, 첨부도면 1에서 도시한 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(11)이 길이방향으로 움직일 수 있도록 안내하는 플로팅 레일(10)과, 이 플로팅 레일의 상부와 하부에서 반도체 패키지를 절단하여 인쇄회로기판(11)으로부터 분리시켜주는 탑 펀치 툴(20) 및 바텀 다이 툴(30)로 구성되어 있다.The singulation device used herein includes a floating rail 10 for guiding the printed circuit board 11 to move in the longitudinal direction, as shown in the accompanying drawings, and a semiconductor at the upper and lower portions of the floating rail. It consists of a top punch tool 20 and a bottom die tool 30 for cutting a package and separating it from the printed circuit board 11.

특히, 상기 탑 펀치 툴(20)에는 인쇄회로기판(11)을 직접 가압하여 절단시켜주기 위해 펀치 홀(22)에 삽입되어 슬라이드 되는 펀치(21)가 구비되어 있으며, 상기 바텀 다이 툴(30)에는 이 펀치(21)와 맞닿는 부분인 스트립퍼(31) 상에 펀치(21)에 대응하는 펀치 홀(32)이 형성되어 있다.In particular, the top punch tool 20 is provided with a punch 21 inserted into the punch hole 22 to slide the printed circuit board 11 by pressing directly and cut the bottom die tool 30. The punch hole 32 corresponding to the punch 21 is formed in the stripper 31 which is the part which abuts this punch 21 in the inside.

이와 같이 이루어진 싱귤레이션 장치를 이용하여 싱귤레이션 공정이 이루어지는 과정을 살펴보면, 첨부도면 도 2에 도시한 바와 같이, 솔더볼 부착공정을 마친 인쇄회로기판(11)이 플로팅 레일(10)의 안내를 받으면서 탑 펀치 툴(20)과 바텀 다이 툴(30) 사이로 이송된다.Looking at the process of the singulation process using the singulation device made in this way, as shown in the accompanying drawings, as shown in Figure 2, the printed circuit board 11, the solder ball attaching process is completed while receiving the guide of the floating rail 10 It is transferred between the punch tool 20 and the bottom die tool 30.

이때, 상기 탑 펀치 툴(20)은 인쇄회로기판(11)의 수직 상부에 위치하게 되고, 상기 바텀 다이 툴(30)은 플로팅 레일(10)과 동일선상에 설치되어 있다.At this time, the top punch tool 20 is located on the vertical upper portion of the printed circuit board 11, the bottom die tool 30 is installed on the same line as the floating rail (10).

이 상태에서, 인쇄회로기판(11)이 작업 영역까지 이송되면 상기 탑 펀치 툴(20)이 작동으로 첫 번째 스텝에서 양측의 2면에 대하여 절단작업이 이루어지고, 두 번째 스텝을 쉰 다음 세 번째 스텝에서 나머지 2면에 대한 절단작업이 이루어져서 싱귤레이션 공정을 마치게 된다.In this state, when the printed circuit board 11 is transferred to the work area, the top punch tool 20 is operated to cut the two sides on both sides in the first step. In the step, the remaining two sides are cut and the singulation process is completed.

여기서, 상기 탑 펀치 툴(20)의 작동이 이루어지는 첫 번째와 세 번째 스텝에서 이 탑 펀치 툴(20)에 조합된 펀치(21)가 직접 인쇄회로기판(11)을 가압하여 반도체 패키지 형태로 절단하게 되는데, 이때 상기 펀치(21)의 절단면은 펀치 홀(32) 안쪽으로 수직 상하운동하면서 전단력으로 인쇄회로기판(11)을 절단하게 된다.Here, in the first and third steps in which the top punch tool 20 is operated, the punch 21 combined with the top punch tool 20 directly presses the printed circuit board 11 and cuts it into a semiconductor package. In this case, the cutting surface of the punch 21 is to cut the printed circuit board 11 by the shear force while vertically moving up and down into the punch hole (32).

이렇게 인쇄회로기판(11)으로부터 분리된 각 반도체 패키지는 플로팅 레일(10)의 하부로 떨어져서 별도로 설치된 안내레일을 따라 포장공정으로 이송이 된다.Thus, each semiconductor package separated from the printed circuit board 11 is transported to the packaging process along the guide rail separately installed apart from the lower portion of the floating rail (10).

그러나, 종래의 싱귤레이션 장치에서는 탑 펀치 툴과 바텀 다이 툴의 펀치 홀 형상이 펀치의 단면과 마찬가지로 길이가 긴 직사각형 형태로 형성되어 있기 때문에, 절단작업이 반복하여 이루어지는 동안에 발생된 찌꺼기나 이물질이 펀치와 펀치 홀에 눌러 붙는 경우가 종종 발생하게 되었고, 이로 인하여 펀치가 제대로 작동하지 않을 뿐 아니라 펀치가 손상되어 싱귤레이션 공정이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있었다.However, in the conventional singulation device, since the punch hole shapes of the top punch tool and the bottom die tool are formed in a rectangular shape with a long length like the cross section of the punch, debris or foreign matter generated during repeated cutting operations is punched. And often press the punch hole and this caused a problem that the punch does not work properly, the punch is damaged and the singulation process is not performed properly.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 펀치가 장착되는 탑 펀치 툴의 작동구멍과 이 펀치의 하단부가 끼워지는 바텀 다이 툴의 펀치 홀의 형상을 변경하여, 싱귤레이션 공정이 진행되는 동안 발생되는 찌거기나 이물질이 여유공간을 통해 쉽게 툴 외부로 빠져나갈 수 있게 함으로써, 상기 펀치나 펀치 홀에 이물질이 눌러 붙는 것을 막아 펀치의 상하 작동을 원활하게 작동시킬 수 있고, 또한 펀치의 파손을 없애 작업효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 불량율을 줄일 수 있는 반도체 패키지 제조장비를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been devised in view of the above, and changes the shape of the punch hole of the top punch tool to which the punch is mounted and the punch hole of the bottom die tool to which the lower end of the punch is fitted, which is generated during the singulation process. By allowing debris and foreign matter to easily escape the outside of the tool through the free space, it can prevent the foreign matter from sticking to the punch or punch hole, so that the up and down operation of the punch can be operated smoothly, and also the work efficiency is eliminated by eliminating the punch breakage. The purpose of the present invention is to provide a semiconductor package manufacturing equipment that can increase the rate of failure and reduce the defect rate.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 인쇄회로기판을 일정방향으로 이송시켜주는 플로팅 레일과, 작동구멍에 펀치를 구비하여 상기 플로팅 레일의 상부에 설치되어 펀치로 인쇄회로기판을 절단해 주는 탑 펀치 툴과, 상기 인쇄회로기판의 하부에서 탑 펀치 툴의 작동을 지지해주는 스트립퍼를 포함하는 바텀 다이 툴로 이루어진 싱귤레이션 장치에 있어서, 상기 작동구멍과 스트립퍼 상의 펀치 홀에는 내측면에 길이방향을 따라 각각 가이드홈이 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a floating rail for transferring a printed circuit board in a predetermined direction, and a top punch tool having a punch in an operation hole and installed on the floating rail to cut the printed circuit board with a punch. And a bottom die tool comprising a stripper for supporting an operation of a top punch tool at a lower portion of the printed circuit board, wherein the operation hole and the punch hole on the stripper are guide grooves along a lengthwise side of the inner side of the punch hole. It is characterized by being formed at equal intervals.

도 1은 종래의 싱귤레이션 장치를 개략적으로 나타내는 정면도 및 단면도,1 is a front view and a cross-sectional view schematically showing a conventional singulation device,

도 2는 일반적으로 싱귤레이션 공정을 나타내는 개략도,2 is a schematic diagram generally illustrating a singulation process;

도 3은 본 발명에 따른 싱귤레이션 장치를 나타내는 정면도 및 단면도.3 is a front view and a cross-sectional view showing a singulation device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 플로팅 레일 11 : 인쇄회로기판10: floating rail 11: printed circuit board

20 : 탑 펀치 툴 21 : 펀치20: Top Punch Tool 21: Punch

22 : 작동구멍 23, 33 : 가이드홈22: operating hole 23, 33: guide groove

30 : 바텀 다이 툴 31 : 스트립퍼30 bottom die tool 31 stripper

32 : 펀치 홀32: Punch Hole

이하, 본 발명에 따른 싱귤레이션 장치를 나타내는 첨부도면 3을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate a singulation device according to the present invention.

본 발명은 통상 플로팅 레일(10)을 따라 이송된 인쇄회로기판(11)을 하부에서 바텀 다이 툴(30)이 지지하는 상태로 상부에서 탑 펀치 툴(20)을 사용하여 낱개의 반도체 패키지로 절단시켜주는 싱귤레이션 장치에 관한 것으로, 특히 상기 펀치(21)가 슬라이드 되도록 탑 펀치 툴(20)에 형성된 작동구멍(22)과 이 펀치(21) 하부가 선택적으로 수납되도록 스트립퍼(31) 상에 형성된 펀치 홀(32)의 형상을 변경함으로써, 상기 작동구멍(22)과 펀치 홀(32)에 이물질이 끼이는 것을 막아 펀치(21)가 원활하게 작동할 수 있게 한 것이다.In the present invention, the printed circuit board 11 transferred along the floating rail 10 is cut into a single semiconductor package by using the top punch tool 20 at the top with the bottom die tool 30 supported at the bottom. In particular, the singulation device is provided, the operating hole 22 formed in the top punch tool 20 so that the punch 21 slides, and formed on the stripper 31 so that the lower portion of the punch 21 is selectively received. By changing the shape of the punch hole 32, foreign matters are trapped in the operation hole 22 and the punch hole 32 so that the punch 21 can operate smoothly.

즉, 상기 작동구멍(22)과 펀치 홀(32)은 통상 펀치(21)의 단면과 동일한 길이가 긴 사각 형태로 제작하여 사용하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 작동구멍(22)과 펀치 홀(32)의 내면에 길이방향으로 가이드홈(23,33)을 형성하여 이것들(22,32)과 펀치(21) 사이에 여유공간을 가질 수 있게 제작함으로써, 보통 세단계로 진행되는 싱귤레이션 공정에서 공정이 진행도중에 발생된 찌꺼기나 이물질이 작동구멍(22)이나 펀치 홀(32)에 눌러 붙는 것을 막아 펀치(21)가 제대로 작동되도록 한 것이다.That is, the operation hole 22 and the punch hole 32 are usually manufactured by using a rectangular shape having a length equal to that of the cross section of the punch 21. In the present invention, the operation hole 22 and the punch hole 32 are used. By forming guide grooves 23 and 33 in the longitudinal direction on the inner surface of the c), the guide grooves 23 and 33 are formed to have a free space between the 22 and 32 and the punch 21, and thus, the process is usually performed in a singulation process that is performed in three steps. The punch 21 is prevented from being stuck to the operation hole 22 or the punch hole 32 by the debris or foreign matter generated during this process.

특히, 상기 가이드홈(23,33)은 펀치 홀(32)의 내면에 등간격으로 형성하게 되는데, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 상기 가이드홈(23,33)이 내면 바깥쪽에 형성된 것을 보여주고 있다.In particular, the guide grooves 23 and 33 are formed at equal intervals on the inner surface of the punch hole 32. In the preferred embodiment of the present invention, the guide grooves 23 and 33 are formed on the inner surface of the outer surface. .

여기서, 상기 각각의 가이드홈(23,33)은 작동구멍(22)과 펀치 홀(32)의 내면 바깥쪽 뿐만 아니라 안쪽에 형성하여 사용할 수도 있으며, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 작동구멍(22)과 펀치 홀(32)의 내면 양쪽에 형성하여 사용할 수도 있다.Here, each of the guide grooves 23 and 33 may be formed inside and outside the inner surface of the operation hole 22 and the punch hole 32, and may be used inside the operation hole 22, although not shown in the drawings. It is also possible to form and use both sides of the inner surface of the punch hole 32.

이렇게 형성된 가이드홈(23)은 작동구멍(22)에서 펀치(21)가 원활하게 움직일 수 있는 여유공간을 제공하게 되고, 또한 가이드홈(33)은 상기 펀치(21)가 펀치 홀(32)에 끼워지더라도 이 펀치(21)면과 가이드홈(33)의 안쪽면 사이에 일정한 간격을 가지게 되며, 이 간격을 통해 본 발명에 따른 싱귤레이션 공정이 진행되는 동안 발생하게 되는 찌꺼기나 이물질이 펀치(21)나 펀치 홀(32)에 눌러 붙지 않고 펀치 홀(32)의 하부로 자유낙하하게 된다.The guide groove 23 formed as described above provides a free space for the punch 21 to move smoothly in the operation hole 22, and the guide groove 33 provides the punch 21 with the punch hole 32. Even if inserted into the punch (21) and the inner surface of the guide groove 33 has a predetermined interval, through this gap debris or foreign matter that occurs during the singulation process according to the present invention punch ( 21 is freely dropped to the lower portion of the punch hole 32 without being pressed against the punch hole 32.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 작동구멍(23)과 펀치 홀(32)의 하부에는 미도시된 진공장치를 설치하여 사용하게 되며, 이 진공장치는 상기 작동구멍(23)과 펀치 홀(32)에 유입된 찌꺼기나 이물질을 바로 탑 펀치 툴(20)과 바텀 다이 툴(30)의 외부로 배출시켜 이물질로 인하여 발생되는 펀치(21)의 오작동이나 파손, 눌러 붙는 것을 방지하게 된다.In a preferred embodiment of the present invention, a lower portion of the operating hole 23 and the punch hole 32 is used to install a vacuum device, which is not shown, and the vacuum device is the operating hole 23 and the punch hole 32. ) To discharge the debris or foreign matter introduced to the outside of the top punch tool 20 and the bottom die tool 30 immediately to prevent the malfunction or breakage of the punch 21 caused by the foreign matter, or to be stuck.

상기 진공장치는 통상 진공펌프를 이용하여 진공관을 직접 작동구멍(22)과 펀치 홀(32)에 연결하여 사용하게 된다.The vacuum device is used by connecting a vacuum tube directly to the operation hole 22 and the punch hole 32 using a vacuum pump.

따라서, 상기 펀치(21)는 본 발명에 따른 싱귤레이션 공정이 진행되면 여유공간을 갖는 작동구멍(22)에서 작동하게 되며, 이때 그 하단부는 가이드홈(33)이 형성된 펀치 홀(32)을 따라 상하로 작동하게 되고, 이때 상기 펀치 홀(32)로 유입된 찌꺼기나 이물질은 작동구멍(22) 및 펀치 홀(32)의 내면과 펀치(21) 사이를 통해 아래로 떨어지게 되며, 이렇게 낙하되는 찌꺼기나 이물질은 진공장치에 의해 바로 바텀 다이 툴(30) 외부로 배출되는 것이다.Therefore, the punch 21 is operated in the operation hole 22 having a clearance when the singulation process according to the present invention is progressed, the lower end of the punch 21 along the punch hole 32 formed with the guide groove 33 It is operated up and down, at this time the debris or foreign matter introduced into the punch hole 32 falls down between the operating hole 22 and the inner surface of the punch hole 32 and the punch 21, the falling dregs Foreign matter is discharged to the outside of the bottom die tool 30 directly by the vacuum device.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 탑 펀치 툴에 구비된 펀치가 장착되는 작동구멍과 상하 작동으로 그 하단부가 삽입되는 펀치 홀의 형상을 변경하여, 상기 작동구멍과 펀치 홀의 내면 사이에 여유공간을 가질 수 있게 함으로써, 싱귤레이션 공정이 진행되는 동안에 발생된 찌꺼기나 이물질이 눌러 붙지 않고 가이드홈을 따라 바텀 다이 툴 외부로 배출되어, 펀치가 오작동을 일으키거나 파손되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 발생되는 불량율을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention changes the shape of the punching hole into which the punch provided in the top punch tool is mounted and the lower end of the punching hole is inserted into the upper and lower operations, thereby allowing a clearance between the operating hole and the inner surface of the punching hole. By doing so, debris or foreign matter generated during the singulation process is discharged to the outside of the bottom die tool along the guide groove without being pressed, thereby preventing the punch from malfunctioning or breaking, and thereby causing a defective rate. There is an effect that can be significantly reduced.

Claims (3)

인쇄회로기판(11)을 일정방향으로 이송시켜주는 플로팅 레일(10)과, 작동구멍(22)에 펀치(21)를 구비하여 상기 플로팅 레일의 상부에 설치되어 인쇄회로기판(11)을 절단해 주는 탑 펀치 툴(20)과, 상기 인쇄회로기판(11)의 하부에서 탑 펀치 툴(20)의 작동을 지지해주는 스트립퍼(31)를 포함하는 바텀 다이 툴(30)로 이루어진 싱귤레이션 장치에 있어서,A floating rail 10 for transferring the printed circuit board 11 in a predetermined direction and a punch 21 in the operation hole 22 are installed on the floating rail to cut the printed circuit board 11. In the singulation device consisting of a bottom die tool (30) comprising a top punch tool (20) and a stripper (31) for supporting the operation of the top punch tool (20) at the bottom of the printed circuit board (11). , 상기 펀치(21)가 장착되는 작동구멍(22)과 이 펀치(21)의 하부가 선택적으로 수납되도록 스트립퍼(31)에 형성된 펀치 홀(32)에는 내측면에 각각 길이방향으로 가이드홈(23,33)이 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조장비.In the punch hole 32 formed in the stripper 31 to selectively receive the operation hole 22 on which the punch 21 is mounted and the lower portion of the punch 21, guide grooves 23, 33) is a semiconductor package manufacturing equipment, characterized in that formed at equal intervals. 제 1 항에 있어서, 상기 작동구멍(22)과 펀치홀(32)에는 내부의 공기를 흡입할 수 있도록 진공장치가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조장비.The semiconductor package manufacturing equipment according to claim 1, wherein a vacuum device is connected to the operation hole (22) and the punch hole (32) to suck air therein. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가이드홈(23,33)은 그 내면의 양쪽 또는 어느 한쪽에만 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조장비.3. The semiconductor package manufacturing equipment according to claim 1 or 2, wherein the guide grooves (23, 33) are formed only on either or both of the inner surfaces thereof.
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