KR20010028962A

KR20010028962A - 칩 스케일 패키지용 트레이

Info

Publication number: KR20010028962A
Application number: KR1019990041518A
Authority: KR
Inventors: 국중길; 이재일; 채효근; 방정호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-06

Abstract

본 발명은 칩 스케일 패키지(CSP)용 트레이에 관한 것으로, 트레이의 포켓에 수납되는 칩 스케일 패키지가 트레이를 취급하는 과정에서 발생되는 흔들림에 의한 포켓 내측벽과의 충돌에 의해 칩 스케일 패키지가 손상되는 것을 방지하기 위해서, 칩 스케일 패키지가 수납되는 포켓 부분을 충격을 흡수할 수 있는 연질의 완충제로 제조하고, 연질로 제조된 포켓 부분이 결합되어 포켓 부분을 지지·고정할 수 있는 경질의 베이스 트레이로 구성된 칩 스케일 패키지용 트레이를 제공한다. 즉, 본 발명은 CSP가 각각 수납될 수 있는 포켓들이 형성된 CSP용 트레이로서, 평판 형상의 베이스 트레이와; 상기 베이스 트레이의 일면에 결합되어 고정되고, 상기 CSP가 수납될 수 있도록 일면에 대하여 안쪽으로 움푹 파여져 형성된 복수개의 포켓을 갖는 포켓부로서, 상기 포켓에 수납된 CSP의 흔들림에 따른 충격을 흡수할 수 있는 완충제로 제조된 포켓부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CSP용 트레이를 제공한다. 특히, 연질의 포켓부는 경질의 베이스 트레이에 결합·고정된 상태로 취급되기 때문에, 연질의 포켓부를 사용할 때 발생되는 휨 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 베이스 트레이가 기존의 트레이의 외형 구조와 동일한 구조를 갖기 때문에, 기존의 트레이 취급 장비를 그대로 이용할 수 있는 장점도 있다.

Description

칩 스케일 패키지용 트레이{Tray for chip scale package(CSP)}

본 발명은 칩 스케일 패키지용 트레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트레이의 포켓에 수납되는 칩 스케일 패키지가 트레이를 취급하는 과정에서 발생되는 흔들림에 의한 포켓 내측벽과의 충돌에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 칩 스케일 패키지용 트레이에 관한 것이다.

반도체 패키지 제조 공정에 의해 제조되는 반도체 패키지는 다양한 형태의 용기에 담겨 공정간 이동 또는 포장후 사용자에게 전달된다. 현재 널리 사용되고 있는 용기로는 튜브(tube)와 트레이(tray)가 있다. 튜브는 주로 면삽입 타입과 제이-리드 타입(J-lead type)의 반도체 패키지에 사용되고, 트레이는 걸 윙 타입(gull wing type)의 반도체 패키지, 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array; BGA) 패키지 및 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP) 등에 사용되고 있다. 그리고, 반도체 패키지가 경박단소화되면서 튜브의 사용은 점차 감소하고 있는 반면에 트레이의 수요는 증가하고 있는 추세이다.

특히, 최근 개발이 가속화되고 있는 CSP와 웨이퍼 레벨 CSP(Wafer Level CSP; WL CSP)의 경우는 종래의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound; EMC)와 같은 성형수지를 이용한 봉합 공정 없이 웨이퍼 상태 그대로 제조된다. 따라서, CSP 및 WL CSP(이하, CSP라 하면 WL CSP를 포함한다)의 경우 실리콘 재질의 반도체 소자의 일부분이 외부에 노출되기 때문에, CSP는 외부 충격에 매우 취약한 약점을 가지고 있다. 즉, 실리콘 재질은 외부의 약한 충격에도 쉽게 파손되는 취성(脆性; brittleness)을 갖고 있기 때문이다.

종래 기술에 따른 CSP용 트레이(10)가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 트레이(10)는 플라스틱 재질의 사출 성형물로서, CSP(30)가 수납될 수 있는 포켓(12; pocket)들이 격자 배열된 CSP 포장용 용기이다. 포켓(12)은 CSP(30) 한 개가 수납되는 곳으로서 사각형 모양으로 움푹 들어간 홈을 말하며, 포켓(12)과 포켓(12)은 포켓벽(14; pocket wall)으로서 구분된다. 본 트레이(10)에 수납되는 CSP(30)는 바닥면에 복수개의 볼 형태의 외부접속단자(32)가 형성되어 있다.

포켓(12)은 포켓벽(14)의 상부면에서 안쪽으로 형성된 홈으로서, CSP의 외부접속단자(32)가 형성된 면이 안착될 수 있는 안착면(18)이 형성되어 있고, 안착면(18)에 안착된 CSP(30)를 지지할 수 있도록 CSP(30)의 모서리가 위치하는 안착면(18) 주위에 가이드 블록(16; guide block)이 각각 형성되어 있다. 가이드 블록(16)은 안착면(18)으로 CSP(30)가 안정적으로 삽입될 수 있도록 안착면(18)쪽으로 경사진 경사면(13)이 형성되어 있다. 안착면(18)의 중심 부분에 CSP의 외부접속단자(32)가 위치할 수 있도록 소정의 깊이로 홈이 형성되어 있다. 그리고, 포켓(12) 하부의 아래로 돌출된 고정판(15)은, 트레이를 적층할 때 아래의 트레이의 포켓에 수납된 CSP가 밖으로 튀어나오는 것을 방지한다.

종래의 트레이(10)는 플라스틱 재질의 사출 성형물로서 높은 경도를 갖는다. 트레이(10)를 높은 경도를 갖도록 제조한 이유는, JEDEC 기준에서 요구하는 휨 발생의 범위(약 0.76mm)내에서 트레이(10)의 형상을 유지하고, 트레이(10)의 취급 상의 용이성 등을 확보하기 위해서이다.

높은 경도를 갖는 종래의 트레이를 통상적인 반도체 패키지―반도체 소자가 성형수지로 봉합된 패키지 몸체와, 패키지 몸체 밖으로 돌출된 외부접속단자인 외부리드를 갖는 반도체 패키지― 수납용으로 사용될 때는 반도체 소자가 성형수지로 봉합된 패키지 몸체에 의해 보호되기 때문에, 반도체 패키지의 패키지 몸체가 포켓의 내측벽에 부딪히더라도 반도체 소자가 손상될 우려는 거의 없다. 하지만, 트레이(10)가 반도체 소자의 일부분이 외부에 노출되는 CSP(30) 수납용으로 사용될 때는 다음과 같은 문제가 발생될 수 있다.

즉, CSP(30)가 수납된 트레이(10)를 이송하는 과정에서 발생되는 흔들림과 같은 외부 충격은 그대로 CSP(30)에 전달되기 때문에, 포켓의 가이드 블록(16)과 접촉하는 CSP(30)의 모서리 부분이 손상될 수 있다. 특히, WL CSP의 경우 반도체 소자가 더 많이 외부에 노출되기 때문에, 손상될 확률은 더욱 높아진다. 즉, 경질의 가이드 블록(16)의 내측벽에 CSP(30)의 모서리 부분, 특히 모서리 부분에 노출된 반도체 소자 부분이 부딪히게 되면 CSP(30)의 반도체 소자에 충격이 그대로 전달되기 때문에, 취성이 있는 반도체 소자의 모서리 부분이 깨지거나 갈라지는 등의 외부 손상을 포함한 내부적인 파손 등이 발생될 수 있다. 도 2의 "B"는 CSP(30)와 가이드 블록(16)의 충격 발생 부위를 가리킨다.

따라서, CSP보다는 연질이고 완충성이 있는 재질로 제조된 트레이를 사용하면 될 것으로 판단되지만, 연질의 트레이는 온도의 변화에 따라서 휨이 심하게 발생된다. 그리고, 연질의 트레이는 트레이 형상 유지를 위한 일정한 강도를 유지하지 못해 반도체 패키지 제조 설비에서 사용하기에 적합하지 못한 문제점을 안고 있다.

따라서, 통상적으로 연질의 트레이는 사용되지 않고 전술된 바와 같은 문제점은 있지만 현재는 사출 성형된 플라스틱 재질의 트레이를 일반적으로 사용하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 트레이의 포켓에 수납된 CSP가 포켓의 내측벽에 부딪히더라도 손상되지 않도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 연질로 트레이의 포켓 부분을 제조하더라도, 트레이의 휨 발생을 억제하고 형상 유지를 위한 일정한 강도를 유지하도록 하는 데 있다.

도 1은 종래기술에 따른 칩 스케일 패키지용 트레이를 나타내는 사시도,

도 2는 도 1의 2-2선 단면도,

도 3은 도 1의 "A"부분의 확대도로서, 포켓을 확대하여 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 칩 스케일 패키지용 트레이를 나타내는 결합 사시도,

도 5는 도 4의 5-5선 단면도,

도 6은 도 4의 포켓부를 나타내는 사시도,

도 7은 도 6의 "C" 부분의 확대도로서, 포켓과 끼움구멍을 확대하여 나타내는 사시도,

도 8은 도 4의 베이스 트레이를 나타내는 사시도,

도 9는 도 8의 "D" 부분의 확대도로서, 베이스 트레이에 형성된 고정턱, 끼움돌기 및 삽입구멍을 확대하여 나타내는 사시도,

도 10은 도 4의 칩 스케일 패키지용 트레이가 2단으로 적층된 상태를 보여주는 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

10, 50 : 트레이 12, 22 : 포켓

13, 23 : 경사면 14, 24 : 포켓벽

15, 25 : 고정판 16, 26 : 가이드 블록

18, 28 : 안착면 20 : 포켓부

27 : 끼움구멍 30 : 칩 스케일 패키지

32 : 외부접속단자 40 : 베이스 트레이

42 : 삽입홈 44 : 삽입구멍

46 : 끼움돌기 48 : 고정턱

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CSP가 수납되는 포켓 부분을 충격을 흡수할 수 있는 연질의 완충제로 제조하고, 연질의 완충제로 제조된 포켓 부분이 결합되어 포켓 부분을 지지·고정할 수 있는 경질의 베이스 트레이로 구성된 CSP용 트레이를 제공한다.

즉, 본 발명은 CSP가 각각 수납될 수 있는 포켓들이 형성된 CSP용 트레이로서, 평판 형상의 베이스 트레이와; 상기 베이스 트레이의 일면에 결합되어 고정되고, 상기 CSP가 수납될 수 있도록 일면에 대하여 안쪽으로 움푹 파여져 형성된 복수개의 포켓을 갖는 포켓부로서, 상기 포켓에 수납된 CSP의 흔들림에 따른 충격을 흡수할 수 있는 완충제로 제조된 포켓부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CSP용 트레이를 제공한다.

본 발명에 따른 베이스 트레이는 일면에 포켓부가 삽입되어 고정될 수 있도록 삽입홈이 형성되어 있다. 그리고, 포켓의 하단부는 포켓부의 하부면에 대하여 아래로 돌출되어 있으며, 베이스 트레이의 삽입홈의 바닥면에는 포켓의 하단부가 삽입될 수 있도록 포켓에 대응되게 삽입구멍이 형성되어 있다.

포켓부의 포켓들 사이의 영역에 복수개의 끼움구멍이 형성되어 있고, 끼움구멍에 대응되게 삽입홈의 바닥면에 복수개의 끼움돌기가 형성되어 있다. 따라서, 베이스 트레이에 포켓부가 결합될 때, 끼움돌기에 끼움구멍이 삽입되어 베이스 트레이에 포켓부가 고정된다. 특히, 끼움 구멍은 포켓과 포켓 사이의 교차하는 영역에 형성되고, 그에 대응되게 끼움돌기는 삽입구멍 사이의 영역에 형성된다. 그리고, 베이스 트레이에 결합된 포켓부의 상부면의 가장자리 부분을 고정할 수 있도록, 베이스 트레이의 삽입홈의 상부면에 불연속적으로 고정턱이 형성되어 있다.

포켓부는 종이, 종이 펄프, 실리콘 고무 그리고 정전기 방지 스폰지 그룹에서 채택된 재질중의 하나로 제조하는 것이 바람직하다. 그리고, 베이스 트레이는 경질의 플라스틱 사출 성형물이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CSP용 트레이(50)를 나타내는 결합 사시도이다. 도 5는 도 4의 5-5선 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, CSP용 트레이(50)는 복수개의 포켓(22)이 형성된 연질의 완충제로 제조된 포켓부(20)와, 포켓부(20)가 결합되어 고정되는 경질의 베이스 트레이(40; base tray)의 이중 구조를 갖는다. 트레이(50)를 이중 구조로 구현한 이유는, 종래기술에서 언급한 바와 같이 사출 성형된 트레이를 사용할 경우에 발생될 수 있는 CSP의 파손을 방지하고, 더불어 연질의 완충제로만 트레이를 제조할 경우 휨 발생, 형상 유지의 어려움과 같은 문제점이 발생되기 때문이다. 따라서, 실질적으로 CSP(30)와 접촉하는 포켓 부분―포켓부(20)―을 연질의 완충제로 제조하고, 연질의 완충제로 제조된 포켓 부분을 지지하고 고정할 수 있도록 트레이의 외곽 부분―베이스 트레이(40)―을 경질로 제조한 것이다.

포켓부(20)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, CSP(30)보다는 연질의 완충제로 제조된 평판 형태로, CSP(30)가 수납될 수 있도록 일면에 대하여 안쪽으로 움푹 파여져 형성된 복수개의 포켓(22)을 포함하며, 포켓(22)은 포켓부(20)의 일면에 격자 배열되게 형성하는 것이 바람직하다. 포켓벽(24)에 의해 포켓(22)과 포켓(22)은 구분된다. 그리고, 포켓벽(24)에는 소정의 간격을 두고 복수개의 끼움구멍(27)이 형성되어 있으며, 끼움구멍(27)은 포켓벽(24)이 교차하는 지점에 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 끼움구멍(27)이 소정의 간격을 두고 2행 4렬로 형성되어 있다.

특히, 포켓부(20)는 CSP(30)가 안착되어 수납되는 곳으로서, CSP(30)가 포켓(22)에 부딪혀 손상되는 것을 방지하기 위해서, CSP(30)의 충돌에 따른 충격을 흡수할 수 있도록 CSP(30)보다는 강도가 낮고 완충성을 갖는 연질의 완충제로 제조된다. 예를 들면, 종이(paper), 종이 펄프(paper pulp), 실리콘 고무(silicon rubber) 또는 정전기 방지 스폰지(anti-static sponge)와 같은 연질의 완충제로 제조되며, 그 외 이와 균등한 연질의 완충제를 채택할 수도 있다.

한편, 포켓(22) 형상은 통상적인 CSP용 트레이의 포켓 형상과 동일한 형상을 갖는다. 즉, 포켓(22)은 포켓벽(24)의 상부면에서 안쪽으로 형성된 홈으로서, CSP(30)의 외부접속단자(32)가 형성된 면이 안착될 수 있는 안착면(28)이 형성되어 있고, 안착면(28)에 안착된 CSP(30)를 지지할 수 있도록 CSP(30)의 모서리가 위치하는 안착면(28) 주위에 가이드 블록(26)이 각각 형성되어 있다. 가이드 블록(26)은 안착면(28)으로 CSP(30)가 안정적으로 삽입될 수 있도록 안착면(28)쪽으로 경사진 경사면(23)이 형성되어 있다. 안착면(28)의 중심 부분에 CSP의 외부접속단자(32)가 위치할 수 있도록 소정의 깊이로 홈이 형성되어 있다. 그리고, 포켓(22) 하부의 아래로 돌출된 고정판(25)은, 트레이를 적층할 때 아래의 트레이의 포켓에 수납된 CSP가 밖으로 튀어나오는 것을 방지한다.

베이스 트레이(40)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 연질의 완충제로 제조된 포켓부(20)에서 발생되는 휨 발생을 억제하고, CSP 제조 공정에서의 이동 및 공정간 이동에 있어서 취급을 용이하게 위해서 통상적인 CSP용 트레이의 외곽 구조와 동일한 구조를 갖는다. 예를 들면, 베이스 트레이(40)는 국제 규격인 JEDEC 기준에서 요구하는 외곽 형상을 만족하도록 제조된다.

베이스 트레이(40)는 플라스틱 재질의 사출 성형물로서, 포켓부(20)가 삽입·결합되어 고정될 수 있도록 포켓부(20)에 대응되게 일면에 대하여 안쪽으로 움푹 파여져 형성된 삽입홈(42)을 갖는다. 포켓부의 끼움구멍(27)에 대응되게 삽입홈(42)의 바닥면(41)에는 끼움돌기(46)가 소정의 높이로 돌출되어 있어 베이스 트레이(40)에 삽입·결합되는 포켓부(20)를 고정하게 된다. 베이스 트레이(40)에 삽입·결합되는 포켓부(20)를 더욱 안정적으로 고정할 수 있도록, 베이스 트레이의 삽입홈(42)의 상부면(43)에 불연속적으로 고정턱(48)이 형성되어 있다. 고정턱(48)은 삽입홈의 상부면(43)에서 삽입홈의 바닥면(41)에 평행한 방향으로 소정의 길이로 돌출되게 형성된다. 그리고, 베이스 트레이의 바닥면(41)에는 포켓부(20)의 하부면 아래로 돌출된 포켓(22)의 하단부가 삽입될 수 있도록 포켓(22)에 대응되게 삽입구멍(44)이 형성되어 있다. 그리고, 포켓(22) 하단부의 고정판(25)은 삽입구멍(44) 아래로 돌출된다.

본 발명의 실시예에 따른 고정턱(48)은 삽입홈(42)의 각 모서리 지점에 1개씩, 삽입홈(42)의 양단변의 중심 부분에 1개씩 그리고 삽입홈(42)의 양장변에 동일한 간격을 두고 4개씩 형성되어 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 고정턱(48)을 불연속적으로 형성하였지만, 연속적으로 형성할 수도 있다. 하지만, 고정턱을 연속적으로 형성한 경우, 베이스 트레이에 포켓부를 결합·고정하는 데는 문제가 없지만, 베이스 트레이에서 포켓부를 분리할 때는 베이스 트레이와 포켓부 사이에 틈이 없어 분리가 쉽지 않을 수 있기 때문에, 고정턱(42)은 불연속적으로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 트레이(50)는 통상적인 트레이와 같이 적층 가능한 구조를 갖는다. 즉, 도 10에는 두 개의 트레이(50a, 50b)가 적층된 상태를 도시하고 있다. 특히, 하부 트레이(50a)의 포켓(22a)에 수납된 CSP(30)의 상부에 상부 트레이(50b)의 포켓(22b)의 고정판(25b)이 위치하여 하부 트레이(50a)의 포켓(22a)에 수납된 CSP(30)가 포켓(22a) 밖으로 튀어나오는 것을 방지한다.

본 발명에 있어서, 그밖에 여러 가지 변형예가 가능한 것은 말할 것도 없다. 예를 들면, 본 발명에 따른 실시예에서는 베이스 트레이(40)에 삽입홈(42)을 형성하고, 그 삽입홈(42)에 포켓부(20)가 삽입 결합되어 고정된 형상으로 트레이(40)를 구현하였지만, 끼움돌기가 형성된 평판 형태의 베이스 트레이에 포켓부를 결합 고정한 형상으로 트레이를 구현할 수도 있다. 또는, 본 발명의 실시예에 따른 트레이는 베이스 트레이의 삽입홈의 바닥면에 삽입구멍과 끼움돌기가 형성된 구성을 채택하고 있지만, 끼움돌기를 형성할 부분에 만 지지대가 형성된 베이스 트레이를 제공하여 트레이를 구현할 수도 있다. 즉, 트레이가 연질의 완충제로 제조된 포켓부와, 포켓부를 지지·고정할 수 있는 베이스 트레이의 이중적인 구조를 갖는다면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 연질의 완충제로 제조된 포켓부에 CSP가 수납되기 때문에, 트레이를 이송하는 과정에 발생되는 흔들림에 의해 CSP가 포켓에 부딪히더라도 포켓부가 충격을 흡수하여 CSP가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 연질의 포켓부는 경질의 베이스 트레이에 결합·고정된 상태로 취급되기 때문에, 연질의 포켓부를 사용할 때 발생되는 휨 현상을 방지하고, 기존의 트레이 취급 장비를 그대로 이용할 수 있는 장점도 있다.

Claims

칩 스케일 패키지(CSP)가 각각 수납될 수 있는 포켓들이 형성된 칩 스케일 패키지용 트레이로서,

평판 형상의 베이스 트레이와;

상기 베이스 트레이의 일면에 결합되어 고정되고, 상기 칩 스케일 패키지가 수납될 수 있도록 일면에 대하여 안쪽으로 움푹 파여져 형성된 복수개의 포켓을 갖는 포켓부로서, 상기 포켓에 수납된 칩 스케일 패키지의 흔들림에 따른 충격을 흡수할 수 있는 완충제로 제조된 포켓부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지용 트레이.
제 1항에 있어서, 상기 베이스 트레이는 일면에 상기 포켓부가 삽입되어 고정될 수 있는 삽입홈이 형성되어 있고, 상기 포켓의 하단부는 상기 포켓부의 하부면에 대하여 아래로 돌출되어 있으며, 상기 베이스 트레이의 삽입홈의 바닥면에는 상기 포켓의 하단부가 삽입될 수 있도록 상기 포켓에 대응되게 삽입구멍이 형성된것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지용 트레이.
제 1항에 있어서, 상기 포켓부는 종이, 종이 펄프, 실리콘 고무 그리고 정전기 방지 스폰지 그룹에서 채택된 재질중의 하나로 제조된 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지용 트레이.