KR20010026350A - ＂ｌ＂형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법 - Google Patents

＂ｌ＂형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펀치(Punch)를 이용하여 칩 스케일 패키지(CSP)를 분리하는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 칩 스케일 패키지의 종류와 형태가 다양하게 생산됨에 따라 이를 분리하기 위하여 각 칩 스케일 패키지의 형태에 대응하는 다수의 펀치를 구비하고 칩 스케일 패키지의 형태가 바뀔 때마다 펀치를 교체하는 등의 불편을 해소할 수 있는 칩 스케일 패키지 분리 방법에 관한 것이며, 이를 위하여 프레임을 정렬하는 단계와; "L"형 펀치를 이용하여 칩 스케일 패키지의 경계면 특정부위를 절단하는 단계; 및 역방향 "L"형 펀치를 이용하여 잔여부위를 절단하는 단계;를 포함하는 "L"형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법을 개시하고 있으며, 이러한 방법을 통하여 다양한 형태의 칩 스케일 패키지에 대하여 펀치를 교체함이 없이 펀치가 고정된 금형만을 정렬함으로써 각 칩 스케일 패키지를 분리할 수 있다.

Description

＂Ｌ＂형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법 { Method for singulating chip scale package using ＂Ｌ＂ type punch }
본 발명은 펀치(Punch)를 이용하여 칩 스케일 패키지(CSP ; Chip Scale Package ; 이하 "CSP"라 한다)를 분리하는 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 CSP의 종류와 형태가 다양하게 생산됨에 따라 이를 분리하기 위하여 각 CSP의 형태에 대응하는 다수의 펀치를 구비하고 CSP의 형태가 바뀔 때마다 펀치를 교체하는 등의 불편을 해소할 수 있는 CSP 분리 방법에 관한 것이다.
기존의 리드 프레임(Lead frame)을 사용한 반도체 패키지들(Semiconductor package)이 리드 절단(Trimming) 공정과 리드 절곡(Forming) 공정을 통하여 개개의 패키지로 분리되는 것에 반하여, CSP는 솔더 볼(Solder ball)과 같은 접속 단자를 이용하기 때문에 펀치 또는 블레이드(Blade) 등을 이용함으로써 개개의 패키지로 분리될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 기존의 CSP가 배열된 프레임(30)의 예들을 각각 도시한 평면도이며, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 CSP가 배열된 상태를 설명하면 다음과 같다.
폴리이미드 필름(Polyimide film)과 같은 재질의 테이프(20)를 이용하여 칩 스케일 패키지들(10)이 일정한 피치(Pitch)로 배열되어 있으며, 테이프(20)는 금속 재질의 틀을 형성하는 캐리어(32)에 의해 고정되어 핸들링되고, 이와 같이 한 개의 캐리어(32)에 의해 고정된 상태를 프레임(30)으로 정의한다.
일반적으로 프레임의 규격은 통일되어 있으며, 다양한 형태를 갖는 CSP들이 통일된 규격의 프레임 안에서 일정한 피치(Pitch)로 형성되어 있다.
도 2는 종래의 1단 펀치에 의한 절단부위(40)를 도시한 평면도이며, 도 3은 종래의 2단 펀치에 의한 절단부위(50, 52)를 도시한 평면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 종래의 펀치를 이용한 CSP 분리 방법을 설명하면 다음과 같다.
종래의 CSP 분리 방법에는 CSP(10)를 기준으로 X/Y-축의 네 변에 대응하는 절단부위(40)로 1단 펀치를 사용하여 1회에 절단하는 방법과, X-축의 양변에 대응하는 절단부위(50)를 먼저 절단한 후 Y-축의 양변에 대응하는 절단부위(52)를 절단하는 2단 펀치를 사용하여 2회에 절단하는 방법이 있다.
펀치에 의해 절단되는 테이프(20)의 각 절단부위는 CSP(10)가 형성된 경계면을 따라 몰딩수지(Encapsulant ; 도시되지 않음)로 봉지된 부분이며, 1단 펀치의 경우에는 사각형의 경계를 따라 형성된 단면을 갖는 펀치가 사용될 수 있고, 2단 펀치의 경우에는 서로 평행하게 형성된 직선단면을 갖는 펀치가 2개 사용된다.
좀 더 상세히 설명한다면, CSP가 배열된 각 프레임은 위와 같은 펀치들이 고정된 금형(Die)을 포함하는 장비(Singulation apparatus)에 공급되며, 장비 내의 피드 바(Feed bar)와 같은 프레임 정렬 수단에 의해 금형의 아래로 운반되고, 금형이 상하로 구동됨에 따라 금형에 고정된 펀치의 형상을 따라 CSP를 둘러싼 부위의 몰딩수지가 절단되어 개개의 CSP로 분리될 수 있다.
위와 같은 형태의 펀치를 이용한 CSP 분리 방법은 펀치가 각 CSP의 형태에 맞게 고정된 형태이기 때문에 각 CSP의 형태에 맞는 펀치를 구비하여야 한다.
종래에는 CSP의 형태가 다양하지 않았으나 최근 CSP의 크기가 경박단소화되고 형태가 다변화됨과 함께 종류가 크게 늘어나게 되었다. 이에 따라 제조된 CSP를 분리하기 위하여 펀치를 이용하는 경우에는 각 CSP의 형태에 맞는 펀치들을 구비한 상태에서 CSP의 형태가 바뀔 때마다 그에 대응하는 펀치로 교체한 후 분리 공정을 수행하여야 한다.
즉, 각 펀치가 CSP의 형태에 일대일 대응되도록 형상화 되어 있기 때문에 각 CSP의 형태에 따라 반드시 교체되어 사용되어야 한다.
이때, 펀치를 교체하는 방법은 펀치가 고정된 금형의 교체를 통하여 수행되며, 금형의 교체량이 많아질수록 그에 따른 작업자의 작업량이 증가될 수 있다.
본 발명의 목적은 각 CSP의 형태에 관계 없이 적용될 수 있는 "L"형 펀치를 이용한 CSP 분리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 "L"형 펀치가 고정된 금형을 X/Y-축을 따라 각각 구동하여 정렬함으로써 각 CSP의 형태에 대응되도록 "L"형 펀치가 정렬되는 것을 특징으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 칩 스케일 패키지가 배열된 프레임의 예를 도시한 평면도,
도 2는 종래의 1단 펀치에 의한 절단부위를 도시한 평면도,
도 3은 종래의 2단 펀치에 의한 절단부위를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 "L"형 편치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도 5는 도 4의 방법에 따라 절단되는 부위를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 스케일 패키지의 절단 부위를 도시한 평면도이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 설명＞
10, 10', 110, 110' : 칩 스케일 패키지(CSP)
20, 120 : 테이프 30 : 프레임
32 : 캐리어 40 : 절단부위
50, 150 : 1차 절단부위
52, 152 : 2차 절단부위
A, A' : 패키지 사이의 피치
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법에 있어서, (a) 칩 스케일 패키지들이 배열된 테이프를 포함하는 프레임의 정렬 단계와; (b) 소정 크기의 "L"형 펀치를 이용하여 칩 스케일 패키지의 경계면 특정부위를 절단하는 1차 절단 단계; 및 (c) "L"형 펀치를 역방향으로 정렬한 후, 칩 스케일 패키지의 경계면의 잔여부위를 절단하는 2차 절단 단계;를 포함하며, 특정부위와 잔여부위는 각각 칩 스케일 패키지의 임의의 대각선을 기준으로 나누어지는 "L"형인 것을 특징으로 하는 "L"형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법을 제공한다.
또한 본 발명에 따른 칩 스케일 패키지 분리 방법은 위의 (c) 단계에서 "L"형 펀치를 소정 크기 내에서 프레임의 평면을 기준으로 X/Y-축을 따라 각각 정렬함으로써 소정 크기보다 작거나 같은 형태의 칩 스케일 패키지를 분리하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 "L"형 편치를 이용한 CSP 분리 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다. 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 CSP 분리 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 CSP 분리 방법은 CSP들이 배열된 프레임(Ffame)을 피드 바(Feed bar)와 같은 프레임 정렬 수단을 이용하여 정렬하는 단계와(160), "L"형 펀치를 이용하여 CSP의 특정부위를 1차로 절단하는 단계와(162) 및 역방향으로 정렬된 "L"형 펀치를 이용하여 CSP의 잔여부위를 2차로 절단하는 단계(164)로 설명될 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, CSP의 임의의 대각선을 기준으로 구분되는 "L"형태의 절단부위들(특정부위, 잔여부위) 를 각각 절단함으로써 2차에 걸쳐 CSP를 분리하는 것이다.
이와 같은 "L"형 펀치를 이용하는 경우는 종래와는 달리 다양한 형태의 CSP에 모두 적용될 수 있는 특징을 갖는다. 즉, 펀치의 교체 없이 펀치를 고정시키는 금형의 위치를 X/Y-축을 따라 각각 정렬함으로써 분리하고자 하는 CSP의 형태에 맞게 적용할 수 있는 것이다.
도 5는 도 4의 방법에 따른 절단부위(150, 152)를 도시한 일 예의 평면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절단부위(150', 152')를 도시한 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 "L"형 펀치의 교체 없이 다양한 형태의 CSP(110, 110')에 맞도록 펀치가 사용되는 예를 설명한다.
도 5와 도 6을 비교하면, 동일한 "L"형 펀치를 사용하여 서로 다른 형태(크기)의 CSP를 분리할 수 있음을 알 수 있다.
"L"형 펀치의 특징은 CSP의 경계면을 형상화하기 위하여 정해진 크기를 갖지 않는다는 점이다. 테이프(120)에 배열된 CSP들(110, 110')가 서로 다른 형태로 형성되어 있더라도, 1차 절단하는 과정에서 "L"형 펀치를 이용하여 특정부위(150)를 먼저 절단한 후, 2차 절단하는 과정에서 역방향의 "L"형 펀치를 각 CSP에 맞게 정렬함으로서 CSP 경계면의 잔여부위(152)를 절단한다.
또한, 각 CSP는 비록 그 형태가 다르긴 하지만 통일된 규격의 프레임 내에서 일정한 피치(A, A')로 배열되어 있기 때문에 프레임의 정렬이 용이하며, 이에 따라 1차 절단에 필요한 금형은 고정된 채 2차 절단에 필요한 금형만을 정렬함으로써 각 CSP를 분리할 수 있다.
금형을 정렬하는 방법은 금형을 프레임의 평면을 기준으로 X/Y-축을 따라 각각 구동시키는 서브모터(Sub motor)를 이용하며, 2차 금형이 구동되는 범위는 "L"형 펀치의 크기 내에서 제한되어야 한다.
서브모터는 금형에 대하여 서로 독립적으로 구동될 수 있도록 연결되는 것이 바람직하며, 이를 통해 금형이 X/Y-축에 대하여 서로 독립적으로 정렬될 수 있다.
이와 같이 금형이 구동되는 범위가 "L"형 펀치의 소정 크기 내로 제한되기 때문에, 결국 "L"형 펀치를 이용할 수 있는 CSP의 크기는 펀치의 소정 크기보다 크지 않은 범위 내로 제한됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 펀치가 각 CSP의 규격에 일대일 대응되어 사용되던 것과는 달리 본 발명에 따른 "L"형 펀치는 다양한 형태의 CSP에 범용적으로 적용될 수 있는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 CSP의 형태가 바뀌는 경우에도 펀치를 교체할 필요 없이 펀치가 고정된 금형만을 X/Y-축을 따라 정렬함으로써 각 CSP를 분리할 수 있다.
본 발명에 따른 CSP 분리 방법은 CSP가 배열된 프레임을 정렬한 후, "L"형 펀치를 이용하여 각 CSP의 특정부위(1차 절단부위)를 절단하고, 역방향의 "L"형 펀치를 이용하여 각 CSP의 잔여부위(2차 절단부위)를 절단하는 것을 특징으로 하는 CSP 분리 방법을 특징으로 하고, 이에 더하여 각 CSP의 형태에 맞추어 펀치가 고정된 금형을 X/Y-축을 따라 정렬하는 방법을 특징으로 하며, 이러한 방법을 통하여 CSP의 형태가 바뀌는 경우에도 펀치를 교체함이 없이 펀치가 고정된 금형만을 정렬함으로써 다양한 형태의 CSP를 분리할 수 있다.

Claims (3)

  1. 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법에 있어서,
    (a) 칩 스케일 패키지들이 배열된 테이프를 포함하는 프레임의 정렬 단계;
    (b) 소정 크기의 "L"형 펀치를 이용하여 상기 칩 스케일 패키지의 경계면 특정부위를 절단하는 1차 절단 단계; 및
    (c) 상기 "L"형 펀치를 역방향으로 정렬한 후, 상기 칩 스케일 패키지의 경계면의 잔여부위를 절단하는 2차 절단 단계;
    를 포함하며, 상기 특정부위와 잔여부위는 각각 상기 칩 스케일 패키지의 임의의 대각선을 기준으로 나누어지는 "L"형인 것을 특징으로 하는 "L"형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 "L"형 펀치를 상기 소정 크기 내에서 정렬함으로써 상기 소정 크기보다 작거나 같은 칩 스케일 패키지를 분리하는 것을 특징으로 하는 "L"형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 "L"형 펀치의 정렬은 상기 프레임의 평면을 기준으로 X/Y-축을 따라 각각 정렬되는 것을 특징으로 하는 "L"형 펀치를 이용한 칩 스케일 패키지 분리 방법.
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KR20030077781A (ko) * 2002-03-27 2003-10-04 주식회사 칩팩코리아 테이프 볼 그리드 어레이 패키지 제조용 슬로트 펀칭기
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