KR20010026864A - 자외선 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선 광을 몰딩금형에 조사하여 몰딩금형에 부착된 유기성 잔유물을 제거하는 것으로, 몰딩금형 세정장치는 상부면으로부터 하부면까지 관통된 하우징과, 하우징의 내부에 복수개 설치되고 상부면으로부터 하부면까지 관통된 프레임과 프레임 내부에 고정되어 캐비티들 내부에 부착된 유기성 잔유물들을 분해하는 자외선 램프를 구비하는 자외선 발생부 및 자외선 발생부에 연통되어 자외선 광이 조사될 때 발생되는 오존을 흡수하는 오존 흡수부로 구성된다.

이와 같이 자외선 광을 이용하여 몰딩금형에 부착된 유기성 잔유물들을 제거하면 더미 리드프레임이 거의 사용되지 않고 작업자의 작업량도 저하될 뿐만 아니라 설비의 가동률이 향상되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

자외선 세정 장치{Equipment for cleaning ultraviolet rays}

본 발명은 자외선 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부 금형과 하부금형 사이에 자외선 세정장치를 설치하고 자외선 광을 조사하여 캐비티 내에 부착된 유기성 잔유물의 공유결합을 분해함으로써, 몰딩 금형의 세정을 빠른 시간 내에 쉽게 실시하도록 한 자외선 세정장치에 관한 것이다.

반도체 칩 패키지 조립공정 중에는 반도체 칩을 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 에폭시계 성형 수지를 사용하여 봉지하는 몰딩공정이 있는데, 몰딩공정은 상부 금형과 하부 금형의 소정부분에 형성된 캐비티들의 내부로 에폭시계 성형 수지를 용융시켜 주입하고 에폭시계 성형 수지를 경화시켜 반도체 칩의 외부에 캐비티와 동일한 형상의 몰딩물을 형성하는 것이다.

이러한, 몰딩공정을 장시간 동안 사용할 경우, 에폭시 수지 및 에폭시 수지 내에 함유되어 있는 경화제와 이형제 등의 유기성 물질들이 캐비티의 표면에 계속적으로 부착되며, 이와 같이 캐비티의 표면에 부착된 유기성 물질들은 다음의 몰딩공정에서 몰딩물에 부착되어 반도체 칩 패키지의 불량을 발생시킨다.

이러한 이유로 인해 일정기간동안 몰딩 금형을 사용하면 점도가 높고 접착력이 뛰어난 세정수지, 즉 멜라민 수지를 이용하여 캐비티 내부에 부착된 유기성 잔유물들을 제거한다.

멜라민 수지를 이용하여 몰딩 금형을 세정하는 방법은, 몰딩 금형을 구성하는 부재들 중 하부 금형에 반도체 칩이 실장되지 않은 더미 리드 프레임을 올려놓고 하부 금형과 상부 금형을 정합시킨다.

이어, 상부 금형의 소정부분에 형성된 포트로 고형의 멜라민 수지를 밀어 넣는다. 이때, 상부 금형과 하부 금형은 소정 온도로 예열된 상태이므로 멜라민 수지가 압력에 의해 포트로 밀려들어오면 소정의 온도에 의해서 액체 상태로 전환되고, 액체 상태로 용융된 멜라민 수지는 런너를 통해 런너와 연결된 각 캐비티 내부로 유입되어 캐비티를 충진시키게 된다.

이와 같이, 캐비티 내부에 멜라민 수지가 충진되면 멜라민 수지를 경화시키고 상부 금형과 하부금형을 분리시켜 멜라민 수지가 덮여진 더미 리드프레임을 몰딩 금형으로부터 제거한다.

그러면, 멜라민 수지의 접착력에 의해 몰딩 금형의 캐비티 내부에 잔존하는 잔유물들이 멜라민 수지에 부착된 상태로 제거된다.

그러나, 멜라민 수지를 이용한 세정공정은 몰딩공정 진행시간과 비슷한 시간이 소요되고, 캐비티 내부에 부착된 유기성 잔유물들은 한번의 세정공정으로는 완전히 제거되지 않기 때문에 상술한 공정을 여러번 반복한 후 다음 몰딩공정을 진행된다.

그러므로, 장시간에 걸쳐 몰딩 설비의 가동이 정지되기 때문에 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 현재 반도체 칩 패키지의 몰딩공정에서 사용되는 에폭시계통의 수지는 반도체 칩 패키지의 고신뢰성을 보증하기 위하여 접착력이 매우 향상되었기 때문에 세정에 소요되는 시간이 더욱 더 길어지고 있는 실정이다.

또한, 멜라민 수지의 가격이 높고, 세정공정이 더미 리드 프레임이 추가적으로 필요하며, 한번 사용된 더미 리드프레임은 다시 사용될 수 없기 때문에 반도체 칩 패키지의 제조 원가가 상승되는 문제점이 있다.

한편, 멜라민 수지가 경화된 후 몰eld금형에 놓여진 더미 리드 프레임들을 작업자가 일일이 걷어야 하고, 멜라민 수지로 막힌 에어 벤트를 처리해야 하기 때문에 작업량이 증가된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 더미 리드 프레임과 멜라민 수지를 사용하지 않고 몰딩 금형을 세정하므로 반도체 칩 패키지의 제조비용을 절감하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 세정공정을 진행하는데 소요되는 시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시키고 작업자의 작업량을 절감시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 세정장치가 몰딩금형에 설치된 상태를 나타낸 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 세정장치를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 자외선 발생부를 나타낸 사시도,

도 4는 도 1을 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부면으로부터 하부면까지 관통된 하우징과, 하우징의 내부에 복수개 설치되며 상부면에서부터 하부면까지 관통된 프레임과 프레임 내부에 고정되어 캐비티들 내부에 부착된 유기성 잔유물들을 분해하는 자외선 램프로 구성된 자외선 발생부 및 자외선 발생부에 연통되어 자외선 광이 조사될 때 발생되는 오존을 흡수하는 오존 흡수부를 포함하는 세정장치를 하부 금형과 상부 금형 사이에 설치한다.

이하, 몰딩 금형과 본 발명에 의한 세정 장치를 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 반도체 제조 공정 가운데 몰딩공정이 진행되는 몰딩 금형(1)의 구조에 대해 도 1 또는 도 4를 참조하여 설명하면, 몰딩 금형(1)은 하부 금형(10)과 하부 금형(10)에 마주보도록 설치되고 하부 금형(10)과 정합되어 에폭시 계통의 수지를 소정 형상으로 가공하는 상부 금형(20)으로 이루어진다.

상부 금형(20)의 소정부분에는 고체 상태의 에폭시 수지가 투입되는 포트(도시 안됨)가 소정직경을 가지고 형성되고, 하부 금형(10)과 마주보는 일면에는 복수개의 캐비티들(22; 도 4 참조)이 형성되는데, 보통 리드 프레임(도시 안됨)이 스트립단위로 몰딩 금형(1)에 투입되기 때문에 캐비티들(22)도 이에 부합되도록 상부 금형(20)의 소정방향을 따라 복수개 형성된다.

그리고, 하부 금형(10)의 상부면 중 캐비티들(22)과 대응되는 부분에도 캐비티(12)가 형성되어 있어 상부 금형(20)의 캐비티(22)와 하부 금형(10)의 캐비티(12)가 결합되면 반도체 칩 패키지에 소정형상의 외관이 형성된다.

또한, 하부 금형(10) 중 캐비티들(12) 사이에는 포트를 통해 유입되어 용융된 액체 상태의 에폭시 수지가 유동할 수 있도록 런너(runner; 도시 안됨)가 형성된다.

한편, 본 발명에 따르면 하부 금형(10)에서 서로 대향되는 양단부에는 자외선 세정장치(100)를 가이드하기 위한 가이드 레일(30)이 형성되고, 가이드 레일(30)의 길이방향 일단부에는 세정공정이 진행되는 동안 자외선 세정장치(100)의 유동에 의하여 자외선 세정장치(100)가 가이드 레일(30)에 끼워진 방향으로 계속 진행하여 가이드 레일(30)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼가 형성된다.

여기서, 스토퍼는 가이드 레일(30)의 일단부를 폐쇄하여 형성한다.

다음으로, 하부금형(10)과 상부 금형(20)에 부착된 유기성 잔유물들을 제거하기 위한 자외선 세정장치(100)의 구조에 대해 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

자외선 세정장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 크게 하우징(110)과, 하우징(110) 내부에 설치되어 자외선 광을 발생시키는 자외선 발생부(140) 및 자외선 광이 조사될 때 발생되는 오존을 흡수하기 위한 오존 흡수부(160)로 구성된다.

하우징(110)은 하부 및 상부 금형(10,20)과 대응되는 사각형상으로, 캐비티(12,22)가 형성된 하부 금형(10)과 상부 금형(20)의 소정부분(15)(25)이 하우징(110)의 내부로 유입될 수 있도록 하우징(110)은 상부면에서부터 하부면까지 관통되고, 하우징(110)의 측면들 중 가이드 레일(30)과 대응되는 측면의 하단에는 가이드 돌출부(130)가 길이로 돌출 형성되어 가이드 레일(30)에 끼워진다.

또한, 가이드 돌출부(130)가 형성된 측면의 소정부분에는 자외선 발생부(140)를 원하는 위치로 이동시키기 위한 가이드 슬롯(120)이 소정 길이로 연장 형성되어 여러 종류의 몰딩 금형들에 범용적으로 자외선 세정장치(100)를 사용할 수 있도록 한다.

한편, 자외선 발생부(140)는 캐비티(12,22)와 동일한 형성을 가지며 상부면으로부터 하부면까지 관통된 프레임(142)과, 프레임(142)의 내측면에 복수개 설치되는 홀더들(144)과, 홀더들(144)에 끼워져 프레임(142)에 고정되며 자외선 광을 발산시켜 캐비티(12,22)의 내측면에 부착된 유기성 잔유물들을 분해하는 자외선 램프(150) 및 자외선 램프(150)의 양단에 형성된 전극들(도시 안됨)과 연결되어 자외선 램프(150)에 전원을 공급하는 와이어들(155)로 구성된다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 홀더들(144)은 자외선 램프(150)와 마주보는 단부가 반구형으로 절곡된 부재를 상,하로 서로 대응하게 한쌍씩 설치한 것이고, 자외선 램프(150)는 캐비티(12,22)의 내부에 자외선 광이 고르게 조사될 수 있도록 막대형상의 자외선 램프들을 프레임(142)에 복수개 설치하거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 "Ｗ"자 형상으로 절곡된 자외선 램프(150)를 설치한다.

그리고, 프레임(142) 중 가이드 슬릿(120)과 마주보는 외측면에는 작업자가 캐비티(12,22)와 대응되는 위치로 자외선 발생부(140)를 이동시킬 수 있도록 이송노브(125)가 형성되고, 이송노브(125)와 대향되는 측면에는 자외선 광이 조사될 경우 발생되는 오존을 흡입하기 위한 오존 흡입관(160)이 형성된다.

여기서, 오존 흡입관(160)은 자외선 발생부(140)를 캐비티(12,22)와 대응되는 부분으로 이동시킬 때 무리한 스트레스가 가해지지 않도록 수축과 이완이 자유로운 주름관을 사용한다.

이와 같이 구성된 세정장치를 몰딩 금형에 장착하여 몰딩 금형을 세정하는 과정에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

일정시간동안 몰딩 금형(1)을 사용할 경우 몰딩 금형에는 에폭시 계통의 몰딩수지와 몰딩 수지에 포함된 이형제 및 경화제등의 각종 유기물질들이 부착된다.

따라서, 일정기간 동안 몰딩 금형(1)을 사용하면, 제품의 신뢰성을 향상시키기 위해 몰딩 금형(1)을 세정하여 유기성 잔유물들을 제거해야 되는데, 먼저, 하부 금형(10)에 형성된 가이드 레일(30)과 하우징(110)에 형성된 가이드 돌출부(130)를 얼라인시킨 후 가이드 돌출부(130)를 가이드 레일(30)에 끼워 자외선 세정장치(100)를 스토퍼가 형성된 방향으로 밀어 넣는다.

이때, 가이드 돌출부(130)가 스토퍼가 형성된 부분까지 도달하면 스토퍼에 의해서 더 이상 이동되지 않는다.

이와 같이 하부 금형(10)에 자외선 세정장치(100)가 설치되면 작업자는 이동 노브(125)를 이용하여 하부 금형(10)에 형성된 각 캐비티들(12,22)과 하우징에 설치된 자외선 발생부들(140)을 정확히 일치시킨 후에 도 4에 도시된 바와 같이 상부 금형(20)을 하강시켜 하부 금형(10)과 정합시킨다. 이때 캐비티(12,22)가 형성된 상부 금형(20)의 소정부분(25)은 하우징(110)의 내부로 유입되며 자외선 발생부(140)의 프레임(142)을 사이에 두고 하부 금형(10)과 접철된다.

상부 금형(20)과 하부 금형(10)이 정합되면, 자외선 램프(150)에 전원을 인가하여 자외선 램프(150)를 점등시킨다.

자외선 램프(150)를 점등시키면 유기성 잔유물을 분해할 수 있을 정도의 파장대를 갖는 자외선 광이 자외선 램프(150)로부터 발산되어 캐비티(12,22)의 내부를 고르게 조사하는데, 자외선 광은 유기성 잔유물의 활성화 에너지를 증가시켜 유기성 잔유물들의 원자간의 결합력을 감소시킴으로써, 유기성 잔유물들을 분해한다.

여기서, 자외선 광을 이용하여 유기성 잔유물들을 분해할 경우 자외선 광으로 인해 오존이 발생되는데, 캐비티(12,22)의 내부에 존재하는 오존은 오존 흡입관(160)을 통해 소정 장소로 흡입된다.

상술한 방법에 의해 캐비티(12,22)의 내측면에 부착된 유기성 잔유물들이 자외선 광에 의해 완전히 분해되면 멜라민 수지를 이용하여 종래와 동일한 방법으로 분해된 유기성 잔유물들을 캐비티(12,22)로부터 제거하는데, 이 경우 멜라민 수지를 이용한 세정공정을 한번만 진행하여도 캐비티에 남아있는 유기성 잔유물들이 멜라민 수지에 의해 전부 부착되기 완전히 제거된다.

따라서, 멜라민 수지를 이용한 세정공정을 한번만 진행하면 되기 때문에 세정에 이용되는 더미 리드프레임의 사용량이 감소되며, 작업자들이 한번만 더미 리드프레임을 걷어내면 되기 때문에 종래에 비해 작업량도 절감된다.

또한, 자외선 세정공정을 진행한 후 캐비티 내에 남아있는 분해물질들을 제거하기 위한 멜라민 세정공정이 한번만 수행되기 때문에 종래에 비해 몰딩 금형의 다운시간도 크게 감소되었다.

자외선 광에 의해 분해된 유기성 잔유물을 제거하기 위해 멜라민 수지를 사용하지 않고 작업자가 소정의 설비, 예를 들어 브로쉬를 이용하여 분해된 유기성 잔유물들을 캐비티로부터 긁어내어 제거할 수 도 있다.

그러면, 멜라민 수지를 이용하여 세정공정을 진행하는 것 보다 빠른 시간 내에 용이하게 유기성 잔유물을 제거할 수 있고, 더미 리드프레임이 전혀 사용되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 자외선 광을 이용하여 금형 설비에 부착된 유기성 잔유물들을 제거하면 더미 리드프레임이 거의 사용되지 않고 작업자의 작업량도 저하될 뿐만 아니라 설비의 가동률이 향상되어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소정부분에 복수개의 캐비티들이 형성된 하부 금형 및 상부 금형을 포함하는 몰딩 금형을 세정하는 장치에 있어서,

   상기 하부 금형과 상기 상부 금형 중 상기 캐비티들이 형성된 소정부분이 유입될 수 있도록 상부면으로부터 하부면까지 관통된 하우징;

   상기 하우징의 내부에 복수개 설치되며, 상기 캐비티를 노출시키기 위해 상부면으로부터 하부면까지 관통된 프레임과 상기 프레임의 관통부분에 고정되어 상기 캐비티들 내부에 부착된 유기성 잔유물들을 분해하는 자외선 램프를 구비하는 자외선 발생부; 및

   상기 자외선 발생부에 연통되어 상기 자외선 광이 조사될 때 발생되는 오존을 흡수하는 오존 흡수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 세정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 금형의 서로 대향되는 양단에는 상기 하우징을 가이드하여 고정시키는 가이드 레일이 형성되고, 상기 가이드 레일과 대향되는 상기 하우징의 하단부에는 가이드 돌출부가 형성되어 상기 가이드 레일에 끼워지는 것을 특징으로 하는 자외선 세정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임의 일측면에는 상기 자외선 발생부의 위치를 상기 캐비티와 대응되는 부분으로 이송하기 위한 이송노브가 형성되고, 상기 이송노부와 대향되는 측면에는 상기 이송노브가 이동될 수 있도록 하는 가이드 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 세정장치.