KR20030021896A - Die adhesion tool and method to prevent leadframe strain and improve adhesive power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다이 접착 장치와 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리드 프레임과 칩의 접착시 요구되는 공정 온도를 제어하여 리드프레임의 열변형을 줄이는 다이 접착 장치와 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a die bonding apparatus and method, and more particularly, to a die bonding apparatus and method for reducing the thermal deformation of the lead frame by controlling the process temperature required for bonding the lead frame and the chip.
반도체 제조 공정 중 칩(chip)과 리드프레임(leadframe)을 접착하는 다이 접착 방법에는 에폭시 수지(epoxy resin)를 사용하여 접착하는 방법과 폴리이미드 테이프(polyimide tape)를 사용하여 접착하는 방법이 있다. 폴리이미드 테이프를 이용한 다이 접착 방법은 폴리이미드 테이프가 상온에서는 접착력이 없으나, 고온에서 접착력을 가지는 특성을 이용하여 고온의 열로서 압착하여 접착한다.Die bonding methods for bonding chips and leadframes in a semiconductor manufacturing process include bonding using an epoxy resin and bonding using a polyimide tape. In the die attaching method using a polyimide tape, the polyimide tape has no adhesive force at room temperature, but is pressed and adhered as a high temperature heat by using the property of having an adhesive force at a high temperature.
도 1및 도 2는 종래 기술의 폴리이미드 테이프를 이용한 다이 접착 전과 후의 형태를 나타낸다. 도 1및 도 2를 참조하면, 고온의 다이 접착 스테이지(stage;20) 위에 칩(30)을 올려 놓고 리드프레임(40)을 로딩(loading) 한 뒤 다이 접착 스테이지(20)는 상승시키는 동시에 고온의 마운트 헤드(mount head; 10)는 하강시켜 칩(30)과 리드프레임(40) 사이의 폴리이미드 테이프(50)를 압착하여 접착한다.1 and 2 show the form before and after die bonding using the polyimide tape of the prior art. 1 and 2, after placing the chip 30 on the hot die attach stage 20 and loading the leadframe 40, the die attach stage 20 is raised at the same time. The mount head 10 of the mount head is lowered to compress the polyimide tape 50 between the chip 30 and the lead frame 40 so as to be pressed.
상기와 같은 종래 기술에서는 다이 접착 스테이지(20) 및 마운트 헤드(10)의 온도가 약 200도 정도의 고온에서 다이 접착 공정이 이루어진다. 따라서 도 3과 같이, 리드 프레임(41)의 두께가 얇을 경우 및 리드 프레임(41) 재질이 열변형이 쉬운 구리(Cu) 재질일 경우 다이 접착 후 리드프레임(41)이 심하게 변형되는 코일셋(coil set) 불량이 발생된다. 이는 다이 접착 이후 공정인 금선 연결 공정 및 몰드(mold) 공정의 작업성 불량 및 로딩(loading), 언로딩(unloading)시에 리드프레임(41)이 구겨지는 불량이 발생한다. 도 4는 리드프레임내의 리드(60)와 폴리이미드 테이프(52)에 의해 접착된 칩(32)의 평면도이고, 도 5는 도 4의 A - A 단면도이다. 도 4및 도 5에서, 상기와 같이 고온에서 다이 접착 공정이 이루어지면 열에 의한 리드프레임내의 리드(60)의 내부응력이 증가되어 칩(32)과 리드(60)를 접착하는 폴리이미드 테이프(52)의 접착력이 떨어져서 도 5의 B에 도시된 리드(lead) 들뜸 불량이 발생한다.In the prior art as described above, the die bonding process is performed at a high temperature of about 200 degrees of the die bonding stage 20 and the mount head 10. Therefore, as shown in FIG. 3, when the thickness of the lead frame 41 is thin and the material of the lead frame 41 is made of copper (Cu), which is easy to thermally deform, the coil set in which the lead frame 41 is severely deformed after die bonding ( coil set) failure. This results in a poor workability of the gold wire connection process and the mold process, which are processes after die bonding, and a defect in which the lead frame 41 is wrinkled during loading and unloading. FIG. 4 is a plan view of the chip 32 bonded by the lead 60 and the polyimide tape 52 in the lead frame, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 4 and 5, when the die attaching process is performed at a high temperature as described above, the internal stress of the lead 60 in the lead frame due to heat increases to bond the chip 32 and the lead 60 to the polyimide tape 52. ), The adhesion force of) decreases, and the lead lifting failure shown in FIG. 5B occurs.
본 발명의 목적은 폴리이미드 테이프(polyimide tape)를 이용한 다이 접착 공정에서 에어블로우(air blow) 장치를 이용하여 다이 접착시에 에어(air)를 불어줌으로서 리드프레임의 열변형을 최소화하고, 또한, 이로인한 리드프레임 내부의 열응력을 최소화하여 칩과 리드프레임의 접착력을 향상시켜 리드프레임의리드(lead)가 칩에서 떨어지는 리드 들뜸 불량을 방지하는데 있다.An object of the present invention is to minimize the thermal deformation of the lead frame by blowing air during die bonding using an air blow device in the die bonding process using a polyimide tape, In this way, the thermal stress inside the lead frame is minimized to improve the adhesion between the chip and the lead frame, thereby preventing the lead lifting failure of the lead frame falling from the chip.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 의한 다이 접착 전 리드프레임과 칩의 접착 방법을 나타낸 다이 접착 장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a die bonding apparatus showing a method of bonding a lead frame and a chip before die bonding according to an embodiment of the prior art,
도 2는 도 1의 다이 접착 후 다이 접착 장치의 단면도,2 is a cross-sectional view of the die bonding apparatus after die bonding of FIG.
도 3은 종래 기술에 의해 접착된 리드프레임의 코일셋 불량을 간략하게 도시한 리드프레임과 칩의 접착 단면도,Figure 3 is a cross-sectional view of the bonding of the lead frame and the chip briefly showing the defect of the coil set of the lead frame bonded by the prior art,
도 4는 종래 기술에 의해 접착된 리드프레임의 접착력이 떨어져 리드가 들뜬 것을 도시한 칩과 리드 프레임의 접착 평면도,4 is a plan view of the bonding between the chip and the lead frame showing that the lead is excited by the adhesion of the lead frame bonded by the prior art,
도 5는 도 4의 A - A 단면도,5 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
도 6은 본 발명의 다이 접착 장치에 적용된 에어블로우 장치의 간략도,6 is a simplified view of an air blow apparatus applied to the die attaching apparatus of the present invention,
도 7은 본 발명에 적용된 에어블로우 장치의 동작 상태를 나타낸 다이 접착 장치의 단면도,7 is a cross-sectional view of the die bonding apparatus showing an operating state of the air blow apparatus applied to the present invention,
도 8은 본 발명에 적용된 에어블로우 장치의 차단 상태를 나타낸 다이 접착 장치의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the die bonding apparatus showing a blocking state of the air blow apparatus applied to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
10, 15: 마운트 헤드(mount head)20, 25: 스테이지(stage)10, 15: mount head 20, 25: stage
30, 31, 32, 35: 칩(chip)40, 41, 45: 리드프레임(leadframe)30, 31, 32, 35: chip 40, 41, 45: leadframe
50, 51, 52, 55: 폴리이미드 테이프(polyimide tape)50, 51, 52, 55: polyimide tape
60: 리드(lead)70: 광센서(photo sensor)60: lead 70: photo sensor
80: 노즐90: 솔레노이드 밸브(solenoid valve)80: nozzle 90: solenoid valve
110: 에어(air)110: air
120: 에어 플로우 미터(air flow meter)120: air flow meter
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리드프레임 변형 방지와 접착력 개선을 위한 다이 접착 장치는 칩이 장착되어 있고, 그 상부에 로딩된 리드프레임과 칩의 접착을 위해 위로 상승하고, 칩과 리드프레임 사이의 폴리이미드 테이프를 열적 접착할 수 있는 온도로 유지되는 다이 접착 스테이지와; 상기 다이 접착 스테이지 상부에서 리드 프레임과 칩의 접착을 위해 아래로 하강하고, 칩과 리드프레임 사이의 폴리이미드 테이프를 열적 접착할 수 있는 온도로 유지되는 마운트 헤드와; 상기 마운트 헤드의 움직임을 감지하여 칩과 리드프레임을 접착하는 순간에는 에어를 차단하고, 리드프레임의 로딩 및 언로딩시, 스테이지와 마운트 헤드가 움직이기 전에는 항상 에어를 리드프레임에 불어 주는 에어블로우 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a die bonding apparatus for preventing deformation of a leadframe and improving adhesion according to the present invention is equipped with a chip, and is raised upward for adhesion of a leadframe and a chip loaded thereon, and a chip and a lead. A die attach stage maintained at a temperature capable of thermally bonding the polyimide tape between the frames; A mount head which is lowered to adhere the lead frame and the chip on the die attaching stage and maintained at a temperature capable of thermally bonding the polyimide tape between the chip and the lead frame; Air blow device that detects the movement of the mount head and cuts off the air at the moment of bonding the chip and the lead frame, and always blows air to the lead frame before the stage and the mount head move when loading and unloading the lead frame. It characterized by including.
또한, 상기 다이 접착 장치를 이용한 다이 접착 방법으로, 상기 스테이지 상에 상기 칩을 장착하고, 고온으로 유지시킨 마운트 헤드와 스테이지 사이에 칩에 대응되도록 폴리이미드 테이프가 부착된 리드프레임을 로딩하는 단계와; 정지하고 있는 마운트 헤드의 움직임을 감지하여 광센서가 꺼져 상기 리드프레임상에 에어를 블로우하는 단계와; 상기 스테이지가 위로, 상기 마운트 헤드가 아래로 이동되어 상기 리드프레임과 칩 사이의 폴리이미드 테이프를 압착하여 열적 접착하고, 동시에 상기 마운트 헤드의 움직임을 감지한 광센서가 켜져 상기 에어블로우가 중단되는 단계와; 상기 리드프레임과 상기 칩을 접착한 후 상기 스테이지가 아래로, 상기마운트 헤드가 위로 이동되고, 동시에 상기 마운트 헤드의 움직임을 감지한 상기 광센서가 켜져 상기 리드프레임상에 에어가 블로우되는 단계와; 정지한 상기 마운트 헤드의 움직임을 감지한 상기 광센서가 켜져 상기 리드프레임상에 에어가 블로우되며, 상기 칩이 접착된 상기 리드프레임이 언로딩되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the die bonding method using the die bonding apparatus, the step of mounting the chip on the stage, and loading a lead frame attached with polyimide tape so as to correspond to the chip between the mounting head and the stage maintained at a high temperature; ; Sensing the movement of the stationary mount head to turn off the light sensor to blow air onto the lead frame; The stage is moved upward and the mount head is moved downward to compress and thermally bond the polyimide tape between the lead frame and the chip, and at the same time, the air blower is stopped by turning on an optical sensor that senses the movement of the mount head. Wow; Bonding the lead frame and the chip to the stage, the stage head down, the mount head moved upward, and at the same time the optical sensor sensing the movement of the mount head is turned on to blow air onto the lead frame; And turning on the optical sensor that senses the movement of the stationary mount head to blow air onto the lead frame, and unloading the lead frame to which the chip is bonded.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리드프레임 변형 방지와 접착력 개선을 위한 다이 접착 장치 및 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a die attaching apparatus and method for preventing leadframe deformation and improving adhesion will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 다이 접착 장치에 적용된 에어블로우 장치(200)의 간략도이다. 에어 블로우 장치(200)는 에어 플로우 미터(air flow meter; 120), 광센서(photo sensor; 70), 솔레노이드 밸브(solenoid valve; 90) 및 노즐(nozzle; 80)로 구성 되어 있다. 에어 플로우 미터(120)는 에어 공급 장치로부터 공급되는 에어의 유량을 조절하고, 광센서(70)는 레이저를 발광하는 부분과 레이저를 반사하는 어떤 물체가 있을시 반사되어진 레이저를 집광하는 수광부가 있고, 감지된 광을 일정 전류로 바꾸어 주는 디텍터(detector)와 반사광의 유무에따라 다른 신호를 발생시켜 보내는 신호기로 이루어져 물체의 움직임을 감지하여 신호로 보내고, 솔레노이드 밸브(90)는 광센서(70)에서 반사광의 유무에따라 보내지는 신호에 의해 에어플로우 미터(120)로부터 공급되는 에어를 공급하거나 차단하고, 노즐(80)은 솔레노이드 밸브(90)로부터 공급된 에어를 위치에따라 균등한 압력으로 블로우시켜주는 역할을 한다. 에어블로우 장치(200)의 작동 원리는 광센서(70)가 꺼졌을 경우 솔레노이드 밸브(90)가 켜져 에어(110)가 플로우(flow)되어 노즐(nozzle; 80)로부터 에어(110)가 분사되고, 광센서(70)가 켜지는 경우 솔레노이드 밸브(90)가 꺼져 에어(110)가 차단되어 노즐(80)로부터 에어(110)는 나오지 않게 된다.6 is a simplified diagram of an air blow apparatus 200 applied to the die attaching apparatus of the present invention. The air blow device 200 includes an air flow meter 120, a photo sensor 70, a solenoid valve 90, and a nozzle 80. The air flow meter 120 adjusts the flow rate of the air supplied from the air supply device, the light sensor 70 has a light emitting portion for condensing the reflected laser when there is a part that emits the laser and any object reflecting the laser The detector consists of a detector that converts the detected light into a constant current and a signal that generates another signal depending on the presence or absence of the reflected light to detect and send an object's movement as a signal, and the solenoid valve 90 receives the light sensor 70. The air supplied from the air flow meter 120 is supplied or blocked by a signal transmitted with or without reflected light, and the nozzle 80 blows the air supplied from the solenoid valve 90 at an equal pressure according to the position. It plays a role. The operating principle of the air blower device 200 is that when the light sensor 70 is turned off, the solenoid valve 90 is turned on, so that the air 110 flows and the air 110 is injected from the nozzle 80. When the light sensor 70 is turned on, the solenoid valve 90 is turned off so that the air 110 is blocked so that the air 110 does not come out of the nozzle 80.
도 7및 도 8은 상기 에어블로우 장치의 동작 상태와 차단 상태를 나타낸 다이 접착 장치의 단면도이다. 도 6 및 도 7에서 다이 접착 장치의 작동은 칩(35)이 장착된 스테이지(25)와 마운트 헤드(15)가 폴리이미드 테이프(55)가 접착성을 나타내는 온도인 200도 정도의 고온으로 유지되며 정지되어 있을 때에는 마운트 헤드(15)의 측면에서 반사된 광을 감지한 에어블로우 장치(200)의 광센서(70)가 꺼져 솔레노이드 밸브(90)가 켜지고 노즐(80)로부터 에어(110)가 로딩된 리드프레임(45) 위에 분사되어 다이 접착 전 마운트 헤드(15)와 스테이지(25)의 고온에의한 리드프레임(45)의 조기 열변형을 방지하게 한다. 도 6 및 도 8에서 다이 접착 작업을 위해 고온의 스테이지(25)와 마운트 헤드(15)가 움직인 경우에는 마운트 헤드(15)의 측면에서 광의 반사가 일어나지 않아 광을 감지하지 못한 에어블로우 장치(200)의 광센서(70)가 켜져 솔레노이드 밸브(90)가 차단되어 노즐(80)로부터 에어(110)가 나오지 않는 상태에서 칩(35)과 리드프레임(45) 사이의 폴리이미드 테이프(55)가 고온의 마운트 헤드(15)와 스테이지(25)의 압력에의해 칩(35)과 리드프레임(45)을 접착하게 한다. 칩(35)과 리드프레임(45)의 접착 후 고온의 마운트 헤드(15)와 스테이지(25)가 도 7의 상태로 상하로 이동되고 이와 동시에 다시 상승된 마운트 헤드(15)의 측면으로부터 반사된 광을 감지한 에어블로우 장치(200)의 광센서(70)가 꺼져 솔레노이드 밸브(90)가 켜지고 노즐(80)로부터 에어(110)가 폴리이미드 테이프(55)로 하부에 칩(35)이 열적 접착된 리드프레임(45) 위에 분사되어 다이 접착 후 마운트 헤드(15)와 스테이지(25)의 고온과 열적 접착 공정으로 발생된 리드프레임(45)의 내부응력을 제거하여 칩(35)이 부착된 리드프레임(45)의 열변형과 리드 들뜸을 방지하게 한다. 도 7 및 도 8의 C와 D 영역은 마운트 헤드(15)의 측면에 위치하여 마운트 헤드(15)의 측면에 일정 파장의 광을 입사하고 반사된 광을 감지하여, 마운트 헤드(15)의 움직임을 솔레노이드 밸브에 신호로 보내주는 광센서(70)가 꺼져 있을 때 마운트 헤드(15)와 광센서(70)의 위치(C영역)와 광센서(70)가 켜져 있을 때 마운트 헤드(15)와 광센서(70)의 위치(D영역)를 각각 나타낸다.7 and 8 are cross-sectional views of the die attaching device showing an operating state and a blocking state of the air blow device. 6 and 7, the operation of the die attaching device is maintained at a high temperature of about 200 degrees at which the stage 25 on which the chip 35 is mounted and the mount head 15 are at a temperature at which the polyimide tape 55 exhibits adhesiveness. When the light is stopped, the light sensor 70 of the air blower device 200 that detects the light reflected from the side of the mount head 15 is turned off so that the solenoid valve 90 is turned on and air 110 is discharged from the nozzle 80. It is sprayed onto the loaded leadframe 45 to prevent premature thermal deformation of the leadframe 45 due to the high temperature of the mount head 15 and the stage 25 before die bonding. 6 and 8, when the hot stage 25 and the mount head 15 are moved for the die attaching operation, the air blower apparatus does not detect the light due to no reflection of light on the side of the mount head 15 ( The polyimide tape 55 between the chip 35 and the lead frame 45 in a state in which the light sensor 70 of the 200 is turned on and the solenoid valve 90 is blocked to prevent the air 110 from coming out of the nozzle 80. The high pressure of the mount head 15 and the stage 25 causes the chip 35 to adhere to the lead frame 45. After bonding the chip 35 and the lead frame 45, the hot mount head 15 and the stage 25 are moved up and down in the state of FIG. 7 and at the same time reflected from the side of the mount head 15 which is raised again. The light sensor 70 of the air blower device 200 that senses light is turned off so that the solenoid valve 90 is turned on, and the air 110 from the nozzle 80 is thermally chipped with the polyimide tape 55. The chip 35 is attached by removing the internal stress of the lead frame 45 generated by the high temperature and thermal bonding process of the mount head 15 and the stage 25 after die bonding by spraying on the bonded lead frame 45. It is to prevent the thermal deformation of the lead frame 45 and the lead lifting. Areas C and D of FIGS. 7 and 8 are located at the side of the mount head 15 to allow light of a predetermined wavelength to enter the side of the mount head 15, and detect the reflected light to move the mount head 15. When the light sensor 70 which signals the solenoid valve is turned off, the position of the mount head 15 and the light sensor 70 (C region) and when the light sensor 70 is turned on, Each position (D area) of the optical sensor 70 is shown.
따라서, 상기 에어블로우 장치를 장착한 다이 접착 장치는 칩(35)과 리드프레임(45)을 접착하는 순간에만 에어(110)를 차단하고, 그 외의 경우, 리드프레임(45)의 로딩 및 언로딩시, 그리고, 스테이지(25)와 마운트 헤드(15)가 움직이기 전에는 항상 에어(110)를 리드프레임(45)에 불어줌으로서 다이 접착 전과 후의 리드프레임(45)의 온도를 낮은 상태로 유지할 수 있으며, 다이 접착 후 리드프레임(45)내의 내부응력 제거와 폴리이미드 테이프(55)의 접착력을 향상시킨다.Therefore, the die attaching apparatus equipped with the air blow device blocks the air 110 only at the time of adhering the chip 35 and the lead frame 45, and in other cases, loading and unloading of the lead frame 45. When the stage 25 and the mount head 15 move, the air 110 is blown into the lead frame 45 at all times to keep the temperature of the lead frame 45 before and after die bonding low. After the die is attached, the internal stress in the lead frame 45 is removed and the adhesion of the polyimide tape 55 is improved.
따라서 본 발명에 의한 리드프레임 변형 방지와 접착력 개선을 위한 다이 접착 장치 및 방법에 따르면, 종래 기술에서 다이 접착 공정시 리드프레임의 온도 상승에 따른 열변형 문제를 최소화할 수 있어서 리드프레임이 휘어지는 코일셋 불량뿐만 아니라, 리드프레임 내부 응력에 의한 리드 들뜸 불량을 개선할 수 있다.Therefore, according to the die bonding apparatus and method for preventing lead frame deformation and improving the adhesive force according to the present invention, in the prior art, it is possible to minimize the thermal deformation problem caused by the temperature rise of the lead frame during the die bonding process, the coil set bend the lead frame is bent Not only the defect, but also the lead lifting failure due to the lead frame internal stress can be improved.
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KR1020010055455A KR20030021896A (en) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | Die adhesion tool and method to prevent leadframe strain and improve adhesive power |
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JPS57126143A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-05 | Shinkawa Ltd | Bonding method |
JPH06216186A (en) * | 1993-01-20 | 1994-08-05 | Hitachi Ltd | Wire bonding apparatus |
JPH08264593A (en) * | 1995-03-22 | 1996-10-11 | Shinkawa Ltd | Tape bonding device |
KR970013142A (en) * | 1995-08-30 | 1997-03-29 | 김광호 | Bonding device for preventing interfacial peeling of tab tape. |
-
2001
- 2001-09-10 KR KR1020010055455A patent/KR20030021896A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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