KR20030016082A - 다중 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 칩 패키지(semiconductor chip package) 제조 장치 중 반도체 칩을 리드프레임(lead frame) 또는 불량의 PCB 등에 부착하기 위해 사용되는 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치에 관한 것으로서, 리드프레임 또는 PCB 등에 다수의 반도체 칩을 부착시킬 때 소요되는 시간적 손실과 불량의 리드프레임 또는 PCB등에 양호한 반도체 칩을 부착시킴으로써 발생하는 생산성 저하의 문제 등을 방지하기 위하여, 노즐 헤드(nozzle head)를 복수개의 노즐 헤드가 집합된 형태로 형성된 다중 노즐 헤드로서 구성하여 다수의 반도체 칩의 부착 위치에 일괄적으로 접착제를 도포할 수 있는 다중 접착제 도포 장치 및 복수개의 트랜스퍼 헤드(transfer head)를 구성하여 불량 리드프레임 또는 불량 PCB 등에는 불량의 반도체 칩을 선별하여 부착시킬 수 있는 반도체 칩 부착 장치를 제공한다.

Description

다중 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치{Multi adhesive dispensing unit and semiconductor chip bonding unit}

본 발명은 반도체 칩 패키지 제조 장치 중 반도체 칩을 리드프레임 또는 PCB등에 부착하기 위해 사용되는 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 노즐 헤드가 형성된 다중 접착제 도포 장치 및 복수개의 트랜스퍼 헤드가 구성된 반도체 칩 부착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 칩 패키지의 제조 과정에는 집적회로가 형성된 웨이퍼로부터 단위 반도체 칩을 분리하여 리드프레임 또는 PCB 등에 부착하는 반도체 칩 부착 공정이 포함되는데, 종래에는 이 반도체 칩 부착 공정에 하나의 반도체 칩을 부착하는데 적합한 단일 노즐 헤드가 형성된 접착제 도포 장치와 단일 트랜스퍼 헤드가 구성된 반도체 칩 부착 장치가 사용되었다. 종래의 반도체 칩 부착 장치는 리드 프레임 또는 PCB 등에 단위 반도체 칩이 하나 씩만 부착되는 경우에는 그 사용이 적절했다.

그러나, 최근에 많이 사용되는 예컨대, FBGA(Fine pitch Ball Grid Array) 패키지와 같이 스트립(strip) 상태의 리드프레임 또는 PCB 등에 다수의 반도체 칩들이 부착되는 경우 반도체 칩들이 배치될 위치에 접착제를 도포하기 위해서는 접착제 도포 장치가 각각의 반도체 칩 위치마다 일일이 도포를 해야 했다. 또한, 하나로 구성된 트랜스퍼 헤드는 양호한 반도체 칩을 부착하도록 설정되어 있기 때문에 반도체 칩 부착이 시작되면 불량 리드프레임 또는 불량 PCB 등에도 양호한 반도체 칩을 그대로 부착하는 등의 문제를 가지고 있었다.

이하 도면을 참조하여 종래의 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치에 대해 계속 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 접착제 도포 장치를 나타내는 측단면도이고, 도 2는 스트립 상태의 PCB에 다수의 반도체 칩들이 부착된 모습을 보여주는 평면도이며, 도 3은 종래의 반도체 칩 부착 장치를 보여주는 측단면도이다.

도 1에 나타낸 것처럼 종래의 접착제 도포 장치는 접착제를 채울 수 있는 내부 공간을 갖는 튜브 몸체(2)와 그 튜브 몸체(2)의 일측에 형성되고 튜브 몸체(2)보다 작은 내경을 갖는 배출구로서 내측면에 나사산이 형성된 접착제 공급구(4) 및 튜브 몸체(2)의 다른 일측에 결합되는 튜브 덮개(6)를 포함하는 접착제 공급용 튜브(100)를 포함한다.

접착제 공급용 튜브(100)에는 하부로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되어 있고 그 내부공간에 연결되어 형성되며 외주면에 나사산이 형성되어 접착제 공급구(4)와 나사 결합에 의해 체결되는 접착제 유입구(8)가 형성된 베이스 블럭(10)이 결합되어 있다. 베이스 블럭(10)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있다. 접착제는 접착제 공급구(4)로부터 접착제 유입구(8)로 공급될 수 있다.

베이스 블럭(10)에는 그 내부 공간과 더불어 접착제를 담을 수 있도록 상부면으로부터 내부를 향하여 소정 깊이로 내부 공간이 형성되어 있으며 그 내부 공간으로부터 하부면을 관통하여 복수개의 노즐들(14)이 형성된 노즐 헤드(12)가 결합되어있다. 노즐 헤드(12)의 내주면에 나사산이 형성되어 베이스 블럭(10)에 나사결합으로 연결될 수 있다.

이와 같은 종래의 접착제 도포 장치는 하나의 노즐 헤드(12)를 구비하고 있어 한 번에 반도체 칩 하나에 적용될 만큼의 접착제를 도포할 수 있었기 때문에, 도 2에 나타낸 것처럼 하나의 PCB(80) 등에 다수의 반도체 칩(90)들을 부착시킬 때에는 접착제 도포 장치가 각각의 반도체 칩(90)이 부착될 위치에 순차적으로 일일이 접착제를 도포해야 했으며 그로 인해 많은 시간적 손실이 발생하는 등의 문제를 가지고 있었다.

한편, 종래의 반도체 칩 부착 장치는 도 3에 나타난 것처럼, 내경이 동일한 관 모양으로서 일측을 통해 공급된 진공을 다른 일측을 통하여 공급하는 진공 공급구(52)와, 하부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 진공 공급구(52)보다는 큰 내경의 내부 공간이 형성되며 상부에서 그 내부 공간에 진공이 공급될 수 있도록 진공 공급구(52)가 연결되고 하부에 노즐이 형성된 완충형 소재(54)가 결합되어 진공을 이용한 반도체 칩의 이송과 함께 반도체 칩을 PCB 등에 부착할 수 있도록 가압하는 콜렛(50)을 포함한다.

그리고, 콜렛(50)이 소정의 유동폭을 갖고 움직일 수 있도록 구성되는 트랜스퍼 헤드(56)와, 콜렛(50)과 트랜스퍼 헤드(56) 사이에 구성되어 콜렛(50)의 완충 작용을 하는 완충장치(58)와, 트랜스퍼 헤드(56)와 일체형으로 형성되는 트랜스퍼 헤드 블럭(60)과, 트랜스퍼 헤드 블럭(60)이 장착되며 트랜스퍼 헤드 블럭(60)을 수직으로 움직일 수 있도록 해주는 수직 엘엠가이드(62), 및 수직 엘엠가이드(62)가 장착되며 수직 엘엠가이드(62)를 수평으로 움직임으로써 트랜스퍼 헤드 블럭(60)을 수평으로 움직일 수 있도록 해주는 수평 엘엠가이드(64)를 포함한다.

이 종래의 반도체 칩 부착 장치에서 트랜스퍼 헤드(56)는 양호한 반도체 칩을 순차적으로 이송하도록 되어 있기 때문에 리드프레임 또는 PCB등이 불량인 경우에도 양호한 반도체 칩을 부착시켰고, 그로 인해 생산성이 저하되는 문제가 발생될 수 있었다.

따라서, 본 발명은 리드프레임 또는 PCB 등에 다수의 반도체 칩을 부착시켜야 하는 경우, 소요 시간의 손실을 감소시키고 그로 인한 생산성 저하의 문제를 방지하며, 리드프레임 또는 PCB 상의 불량 패드에 양호한 반도체 칩을 사용함으로써 발생하는 생산성 저하를 방지하기 위한 다중 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 접착제 도포 장치를 나타내는 측단면도.

도 2는 스트립 상태의 PCB에 다수의 반도체 칩들이 부착된 모습을 보여주는 평면도.

도 3은 종래의 반도체 칩 부착 장치를 보여주는 측단면도.

도 4는 본 발명에 따른 다중 접착제 도포 장치를 보여주는 측단면도.

도 5는 본 발명에 따른 다중 접착제 도포 장치의 저면도.

도 6은 본 발명에 따른 반도체 칩 부착 장치를 보여주는 측단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 튜브 몸체(tube body) 4 : 접착제 공급구

6 : 튜브 덮개 8, 18 : 접착제 유입구

10, 110 : 베이스 블럭(base block) 12 : 노즐 헤드(nozzle head)

14, 114 : 노즐 112 : 다중 노즐 헤드

116 : 접착제 분배용 돌기 100 : 접착제 도포 장치

200 : 다중 접착제 도포 장치 50, 250, 350 : 콜렛(collet)

80 : PCB 90 : 반도체 칩

58, 258, 358 : 완충 장치 52 : 진공 공급구

54, 254, 354 : 노즐이 형성된 완충형 소재

56, 256, 356 : 트랜스퍼 헤드(transfer head)

60, 360 : 트랜스퍼 헤드 블럭(transfer head block)

62, 262 : 수직 엘엠가이드(vertical LM guide)

64, 264 : 수평 엘엠가이드(horizontal LM guide)

260 : 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치

이러한 목적을 이루기 위해서, 본 발명은 접착제를 채울 수 있는 내부 공간을 갖는 튜브 몸체와 그 튜브 몸체의 일측에 형성되고 배출구의 내측면에는 나사산이 형성된 접착제 공급구 및 튜브 몸체의 다른 일측에 결합되는 튜브 덮개를 포함하는 접착제 공급용 튜브와, 접착제 공급구와 결합되며 접착제 공급구로부터 공급되는 접착제가 통과하게 되는 접착제 유입구와, 하부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되고, 상부에는 접착제 유입구가 내부 공간에 연결되도록 일체화되어 있으며 외측면에는 나사산이 형성되는 베이스 블럭, 및 베이스 블럭의 내부 공간과 더불어 접착제를 담을 수 있는 공간을 만들 수 있도록 상부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되고 그 내부 공간의 내측에는 베이스 블럭의 하부로부터 베이스 블럭에 나사결합으로 연결될 수 있도록 나사산이 형성되며 접착제 유입구를 통하여 내부 공간에 공급된 접착제를 도포하기 위하여 내부 공간으로부터 하부면을 관통하여 복수개의 노즐들이 형성된 노즐 헤드를 포함하는 접착제 도포 장치에 있어서, 노즐 헤드는 부착하고자 하는 반도체 칩들의 수와 배치에 일치되도록 노즐들을 배치 구성한 다중 노즐 헤드로서 구성하고, 베이스 블럭은 다중 노즐 헤드가 결합될 수 있는 크기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 접착제 도포 장치를 제공한다.

여기에 더하여, 베이스 블럭과 다중 노즐 헤드에 의해 형성되는 내부 공간에 접착제가 각 노즐 헤드에 고르게 공급될 수 있도록 각 노즐 헤드의 위치에 따라 그 크기를 달리하는 접착제 분배용 돌기가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 내경이 동일한 관 모양으로서 일측을 통해 공급된 진공을 다른 일측을 통하여 공급하는 진공 공급구와, 하부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되며 상부면에는 내부 공간에 진공이 공급될 수 있도록 진공 공급구가 연결되고 내부 공간은 진공 공급구보다 큰 내경을 가지며 하부에는 노즐이 형성된 완충형 소재가 결합되어 진공을 이용한 반도체 칩의 이송과 함께 반도체 칩을 패드에 부착할 수 있도록 가압하는 콜렛과, 콜렛이 소정의 유동폭을 갖고 움직일 수 있도록 구성되는 트랜스퍼 헤드와, 콜렛과 트랜스퍼 헤드 사이에 구성되어 콜렛의 완충 작용을 하는 완충장치와, 트랜스퍼 헤드와 일체형으로 형성되는 트랜스퍼 헤드 블럭과, 트랜스퍼 헤드 블럭이 장착되며 트랜스퍼 헤드 블럭을 수직으로 움직일 수 있도록 해주는 수직 엘엠가이드, 및 그 수직 엘엠가이드가 장착되며 수직 엘엠가이드를 수평으로 움직임으로써 트랜스퍼 헤드 블럭을 수평으로 움직일 수 있도록 해주는 수평 엘엠가이드를 포함하는 반도체 칩 부착 장치에 있어서, 트랜스퍼 헤드 블럭에는 소정의 각을 이루는 적어도 두 개의 트랜스퍼 헤드가 구성되며, 또한 트랜스퍼 헤드들의 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치가 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착 장치를 제공한다

이하 도면을 참조하여 다중 접착제 도포 장치 및 반도체 칩 부착 장치에 대해 계속 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 다중 접착제 도포 장치를 보여주는 측단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 다중 접착제 도포 장치의 저면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 반도체 칩 부착 장치를 보여주는 측단면도이다.

도 4에 나타낸 것처럼, 본 발명에 따른 다중 접착제 도포 장치는 부착하고자 하는 반도체 칩들의 수와 배치에 일치되도록 노즐들을 배치 구성한 다중 노즐헤드(112)로서 구성하고, 베이스 블럭(110)은 다중 노즐 헤드(112)가 결합될 수 있는 크기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하며, 도 5에서는 그러한 다중 접착제 도포 장치의 노즐들(114)의 평면상의 배치를 보여주고 있다. 다중 노즐 헤드(112)의 내부 공간에는 내부 공간으로 공급된 접착제가 각 노즐로 고르게 분배될 수 있도록 하기 위해 접착제 분배용 돌기(116)를 각 노즐의 위치에 따라 그 크기를 다르게 하여 구성할 수 있다.

도 6에 나타낸 것처럼, 본 발명에 따른 반도체 칩 부착 장치는 트랜스퍼 헤드 블럭(360)에 소정의 각을 이루는 적어도 두 개의 트랜스퍼 헤드(256, 356)가 구성되며, 또한 그 두 개의 트랜스퍼 헤드(256, 356)를 필요시 선택하여 위치를 교환시켜주는 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치(260)가 구성되는 것을 특징으로 한다. 두 개의 트랜스퍼 헤드들(256, 356)은 각각 양호한 반도체 칩을 양호한 리드프레임 또는 양호한 PCB 등에 부착시키는 역할과 불량 리드프레임 또는 불량 PCB 등에 불량 반도체 칩을 부착시키는 역할을 하게 되며, 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치(260)의 작동에 의해서 각 상황에 적당한 트랜스퍼 헤드(256 또는 356)가 선택되어 그 위치를 교대하게 된다. 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치(260)는 예를 들어, 스테핑 모터(stepping motor)나 서보 모터(servo motor) 등을 이용하여 구성할 수 있다. 반도체 칩의 이송 및 부착 과정은 트랜스퍼 헤드 블럭(360)을 포함한 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치(360)가 수직 및 수평 엘엠가이드(262, 264)를 따라 움직임으로써 이루어지는데, 그 과정에서 반도체 칩에 스트레스가 가해질 수 있으므로 콜렛(250, 350)과 트랜스퍼 헤드(256, 356) 사이에 예를 들어,스프링(spring)과 같은 완충 장치(258, 358)를 구성하여 반도체 칩에 가해지는 스트레스를 감소시킬 수 있다.

이렇게 본 발명에 따른 다중 접착제 도포 장치와 반도체 칩 부착 장치의 구조에 의하면, 리드프레임 또는 PCB 등에 다수의 반도체 칩들을 부착해야 하는 경우 각 반도체 칩들의 부착 위치에 접착제의 도포를 일괄적으로 수행할 수 있으므로 그에 따른 시간적 손실을 감소할 수 있고, 불량의 리드프레임 또는 불량의 PCB 등에는 양호한 반도체 칩을 부착시키지 않게 되어 그로 인한 생산성 저하의 방지를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 접착제가 채워지는 내부 공간을 갖는 튜브 몸체(tube body)와, 상기 튜브 몸체의 일측에 형성되어 있고 상기 튜브 몸체보다 작은 내경을 가지며 내주면에 나사산이 형성된 접착제 공급구를 포함하는 접착제 공급용 튜브와;

   상기 접착제 공급구의 나사산과 대응되는 나사산이 외주면에 형성되어 있고 상기 접착제 공급구로부터 공급되는 접착제가 통과하게 되는 접착제 유입구와, 하부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되어 있고, 상부에 상기 접착제 유입구가 내부 공간에 연결되도록 일체화 되어 있으며, 외주면에 나사산이 형성되어 있는 베이스 블럭(base block); 및

   상기 베이스 블럭의 내부 공간과 더불어 접착제를 담을 수 있는 공간을 만들 수 있도록 상부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되어 있고, 그 내부 공간의 내측에 상기 베이스 블럭의 하부로부터 상기 베이스 블럭에 나사결합으로 연결될 수 있도록 나사산이 형성되어 있으며, 상기 접착제 유입구를 통하여 상기 내부 공간에 공급된 접착제를 도포하기 위하여 상기 내부 공간으로부터 하부면을 관통하여 복수개의 노즐들(nozzles)이 형성된 노즐 헤드(nozzle head)를 포함하는 접착제 도포 장치에 있어서,

   상기 노즐 헤드는 부착하고자 하는 반도체 칩들의 수와 상기 반도체 칩들의 배치에 일치되도록 노즐들을 배치 구성한 다중 노즐 헤드이고, 상기 베이스 블럭은 상기 다중 노즐 헤드가 결합될 수 있는 크기를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는다중 접착제 도포 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 베이스 블럭과 상기 다중 노즐 헤드에 의해 형성되는 내부 공간에, 접착제가 각 노즐 헤드에 고르게 공급될 수 있도록 각 노즐 헤드의 위치에 따라 그 크기를 달리하는 접착제 분배용 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 다중 접착제 도포 장치.
3. 내경이 동일한 관 모양으로서 일측을 통해 공급된 진공을 다른 일측을 통하여 공급하는 진공 공급구와,

   하부면으로부터 내부를 향하여 소정의 깊이로 내부 공간이 형성되며, 상부면에는 상기 내부 공간에 진공이 공급될 수 있도록 상기 진공 공급구가 연결되고, 상기 내부 공간은 상기 진공 공급구보다는 큰 내경을 가지며, 하부에는 노즐이 형성된 완충형 소재가 결합되어 진공을 이용한 반도체 칩의 이송과 함께 상기 반도체 칩을 부착시킬 수 있도록 가압하는 콜렛(collet)과,

   상기 콜렛이 소정의 유동폭을 갖고 움직일 수 있도록 구성되는 트랜스퍼 헤드(transfer head)와,

   상기 콜렛과 상기 트랜스퍼 헤드 사이에 구성되어 상기 콜렛의 완충 작용을 하는 완충장치와,

   상기 트랜스퍼 헤드와 일체형으로 형성되는 트랜스퍼 헤드 블럭(transfer head block)과,

   상기 트랜스퍼 헤드 블럭이 장착되며 상기 트랜스퍼 헤드 블럭을 수직으로 움직일 수 있도록 해주는 수직 엘엠가이드(vertical LM guide) 및

   상기 수직 엘엠가이드가 장착되며 상기 수직 엘엠가이드를 수평으로 움직임으로써 상기 트랜스퍼 헤드 블럭을 수평으로 움직일 수 있도록 해주는 수평 엘엠가이드(horizontal LM guide)를 포함하는 반도체 칩 부착 장치에 있어서,

   상기 트랜스퍼 헤드 블럭에는 소정의 각을 이루는 적어도 두 개의 트랜스퍼 헤드가 구성되며, 또한 상기의 트랜스퍼 헤드들의 트랜스퍼 헤드 선택 제어용 구동 장치가 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착 장치.