KR20030094650A - 반도체 싱귤레이션 설비의 칩 피커 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱귤레이션 설비에서 BGA 패키지를 흡착하는 칩 픽커 패드(Chip picker pad)에 관한 것으로, 본 발명에 의한 칩 피커 패드는 탄성이 있으며 반도체 칩의 흡착 또는 탈착시 공기가 통과할 수 있는 다수의 미세한 구멍들을 구비한 패드와, 패드와 노즐사이에 위치하고 상기 패드를 진공노즐에 결합하기 위한 팁을 포함하여 구성되어서, 반도체 칩의 표면을 보호하고, 비젼 검사시에 반도체 칩이 비전트랜스퍼 위에 정확히 안착될 수 있도록 하여 보다 정확한 비젼검사가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

반도체 싱귤레이션 설비의 칩 피커 패드{Chip picker pad of semiconductor singulation apparatus}

본 발명은 반도체 조립 피니쉬(Finish)공정의 싱귤레이션(Singulation)설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PCB(Printed Circuit Board)상에 수 개 내지 수십 개 단위로 배열되어 구성된 후 PCB절단으로 분할되어 독립된 BGA(Ball Grid Array)를 분리 이송하면서 검사등의 공정을 행하는 싱귤레이션 설비에서 BGA 패키지를 흡착하는 칩 픽커 패드(Chip picker pad)에 관한 것이다.

컵 타입 진공 패드의 진공에 의해 픽업된 칩은 비젼(Vision) 검사를 위해 비젼 트랜스퍼 포켓(Vision transfer pocket)안에 기울어짐이 없이 안착되어야 한다. 비젼 검사는 패키지의 외곽 사이즈 또는 결함등을 조사하는 과정이다. 종래의 컵 타입 진공 패드는 비교적 무거운 패키지를 대상으로 만들어진 것이어서, CSP(ChipSize Package)의 경우에는 도 1a와 도 1b에서 보이는 것과 같은 문제가 발생하게 된다.

도 1a는 종래 컵 타입 방식의 칩 픽커 패드 홀더를 사용한 싱귤레이션 설비에서 칩을 비젼 트랜스퍼 포켓에 이동시키는 경우 발생하는 공기부양 현상으로 칩이 다시 패드에 달라붙는 현상을 도시한 것이다. 마이크로 BGA(104)는 컵 타입 진공 패드(102)에 의해 흡착되어 비젼 트랜스퍼(103)로 이동된다. 통상의 컵 타입 진공 패드는 고무의 재질로 재작되어 진공 노즐(101)의 노즐단(106)에 결합된다. 진공 노즐(101)의 홀(105)는 마이크로 이젝트(도시안됨)라는 일종의 펌프에 의해서 컵 타입 진공 패드(102)에 공기 주입시와 공기 흡입시에 공기가 이동하는 통로이다.

마이크로 이젝트가 공기를 흡입하면 컵 타입 진공 패드(102)와 마이크로 BGA사이의 공간에 진공이 형성되어 마이크로 BGA가 컵 타입 진공 패드(102)에 흡착되게 된다. 그런데 마이크로 이젝트가 공기를 흡입하여 마이크로 BGA를 흡착한 경우 마이크로 이젝트는 계속해서 공기를 흡입한다. 따라서 컵 타입 진공 패드(102)가 지나치게 마이크로 BGA를 흡착하게 되어 마이크로 BGA의 컵 타입 진공 패드(102)접촉면이 손상될 수 있다.

또한 컵 타입 진공 패드(102)로 부터 마이크로 BGA가 분리되는 경우에는 마이크로 이젝트(도시안됨)는 컵 타입 진공 패드(102)로 공기를 주입하게 된다. 그런데 이때 공기는 도 1a의 A에서 보이는 바와 같이 흐르게 되어 질량이 매우 작은마이크로 BGA(104)를 들어올리는 현상이 발생하므로 비젼 트랜스퍼(103)의 포켓에 온전히 장착 되어지지 아니한다.

한편, 도 1b는 종래 컵 타입 방식의 칩 픽커 패드를 사용한 싱귤레이션 설비에서 픽커패드를 통해 배기되는 공기의 양에 따라 칩이 기울어지는 현상을 도시한다. 마이크로 이젝트(도시안됨)가 컵타입의 진공패드(102)에 공기를 주입하여 마이크로 BGA(104)를 비젼 트랜스퍼(103)의 포켓에 올려놓고자 할때 진공패드(106)을 통하여 공기가 고르게 분산되지 아니하고, 또한 강하게 접촉되어 있던 고무재질의 컵 타입 진공패드의 표면과 마이크로 BGA표면이 동시에 분리되지 않아서, 마이크로 BGA(104)가 기울게 되어 비젼 검사 시 오류가 발생는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 마이크로 BGA와 같은 작은 질량을 갖는 반도체 칩을 보호하고 비젼 트랜스퍼 포켓에 장착될 때, 공기의 부양현상으로 반도체 칩이 들어올려지는 현상을 줄이고, 또한 공기를 고르게 분산시켜 반도체 칩이 좌우 기울어짐이 없이 트랜스퍼 포켓에 안착될 수 있도록 하여 보다 정확한 비젼검사를 가능하게 하는 칩 피커 패드를 제공함에 목적이 있다.

도 1a는 종래 컵 타입 방식의 칩 픽커 패드 홀더를 사용한 싱귤레이션 설비에서 발생하는 공기부양 현상으로 칩이 다시 패드에 달라붙는 현상을 도시한 것이고,

도 1b는 종래 컵 타입 방식의 칩 픽커 패드 홀더를 사용한 싱귤레이션 설비에서 픽커 패드를 통해 배기되는 공기의 양에 따라 칩이 기울어지는 현상을 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 따른 칩 피커 패드의 사시도이고,

도 3a는 본 발명에 의한 칩 피커 패드가 칩 사이즈 패키지를 흡입하였을 경우를 도시하고,

도 3b는 본 발명에 의한 칩 피커 패드가 칩 사이즈 패키지를 배출하는 경우를 도시한 것이다.

※ 도면 부호의 간단한 설명 ※

101 : 진공노즐 102 : 컵 타입 진공 패드

103 : 비젼 트랜스퍼 104 : 마이크로 BGA

105 : 홀 106 : 노즐 단

201 : 노즐 결합부 202 : 패드 결합부

301 : 팁 302 : 패드

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탄성이 있으며, 반도체 칩의 흡착 또는 탈착시 공기가 통과할 수 있는 다수의 미세한 구멍들을 구비한 패드와, 패드와 노즐사이에 위치하여 패드를 진공노즐에 결합하기 위한 팁을 포함한 칩 피커 패드를 제공한다.

양호하게는, 패드가 스펀지인 것을 특징으로 하는 칩 피커 패드를 제공한다.

또한 양호하게는 팁이 고무재질로 만들어진 것을 특징으로 하는 칩 피커패드를 제공한다.

보다 양호하게는 팁이 노즐에 결합되어지는 노즐 결합부와 상기 패드를 결합하기 위한 패드결합부로 형성된 것을 특징으로 하는 칩 피커패드를 제공한다.

보다 더 양호하게는 패드결합부의 길이는 상기 패드의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 칩 피커패드를 제공한다.

또한 본 발명은 이러한 칩 피커패드를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 싱귤레이션 설비를 제공한다.

최근의 반도체 산업의 경향은 반도체의 경량화, 소형화, 고속화, 고성능화를 지양하며 이러한 제품을 보다 저비용으로 제조하는 방향으로 진행되어지고 있다. 이러한 필요에 의해 등장한 것이 BGA패키지이다.

BGA 패키지에는 통상의 패키지와는 달리 리드 프레임(lead frame) 대신 인쇄회로 기판(PCB)이 사용된다. 인쇄회로 기판은 반도체 칩이 접착되는 면의 반대측 면을 솔더볼 배치영역으로 할 수 있으므로 실장밀도 면에서 유리하다. 그렇지만칩의 축소에는 문제가 있다. 왜냐하면 인쇄회로 기판을 축소하는 데에는 근본적인 한계가 있기 때문이다. 왜냐하면 반도체 칩을 실장하기 위해서는 회로 배선이 형성되지 않은 영역을 필요로 하기 때문에, 인쇄회로 기판의 크기는 여전히 반도체 칩의 크기보다는 커야하기 때문이다. 이에 대한 해결책으로 제시된것이 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP)이다. 대표적인 칩 스케일 패키지중의 하나가 마이크로 BGA 패키지(μ- BGA)이다. 이렇게 제작된 마이크로 BGA패키지는 종래의 것에 비해 작은 질량을 갖고 있으며, 그 때문에 앞에서 설명한 것과 같은 문제들이 발생한다. 따라서 이러한 문제점을 개선하기 위한 본 발명에 의한 칩 피커 패드를 도면을 중심으로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칩 피커 패드의 사시도이다. 본 발명에 의한 칩 피커 패드는 노즐 결합부(201)와 패드 결합부(202)로 형성된 팁과 공기가 통과할 수 있는 다수의 미세한 구멍이 있는 패드(302)로 구성된다. 노즐 결합부(201)는 진공 노즐(101)의 노즐단(106)에 결합된다. 팁의 노즐 결합부(201)의 길이는 노즐단(106)의 길이보다 길게 제작되어 결합시에 노즐단은 패드결합부까지 연장되지는 않는다. 그리고 노즐 결합부(201)의 홈은 노즐단(106)의 요철과 반대로 제작되어 홈의 입구는 좁고 내부는 입구보다 넓게 제작된다. 따라서 팁과 진공노즐(101)이 용이하게 결합될 수 있고, 또한 단단히 밀착되기 위해서 팁을 고무재질로 제작하는 것이 좋다. 그리고 진공노즐(101)의 홀(105)의 길이가 팁의 하단에 까지 연결되어 질 수 있도록 노즐단(106)과 밀착되어지는 노즐결합부(201)의 홈에서 부터 패드 결합부의 하단에 이르도록 홀이 연장된다.

패드(302)는 팁의 패드 결합부(202)에 연결되어 질수 있도록 패드의 상부에는 홈을 구비하고 있다. 패드(302)의 표면에는 다수의 미세한 구멍들이 있어서, 공기가 통과할 수 있다. 따라서 마이크로 이젝트가 공기를 흡입하거나 주입하고자 할때 전 패드의 표면을 통하여 공기가 유입 또는 유출되어진다. 또한 패드의 길이 (d2)는 패드 결합부(202)의 길이 (d1)보다 길게 제작되고, 패드의 재질은 탄성을 갖도록 하는것이 용이하다. 그 이유는 다음의 도3a와 도3b에 대한 설명에서 기술된다.

도 3a는 본 발명에 의한 칩 피커 패드가 칩 사이즈 패키지를 흡입하였을 경우를 도시한다. 마이크로 이젝트(도시안됨)가 진공노즐(101)을 통해 공기를 흡입하는 경우 패드(302)의 전 표면을 통해서 공기를 흡입하여 마이크로 BGA(104)를 들어올리게 된다. 따라서, 마이크로 BGA의 상부면과 패드(302)의 하부면이 밀착되어 있는 경우에도 패드(302)의 표면으로 공기가 계속적으로 주입되므로, 계속적인 마이크로 이젝트의 흡입에도 마이크로 BGA는 손상되지 아니한다. 또한 패드(302)는 탄성을 가지고 있어서, 마이크로 이젝트의 흡입강도가 커지는 경우에 패드(302)의 길이(d2')가 본래 패드(302)의 길이보다 줄어들게 된다. 따라서 앞에서 설명한 바와 같이 패드의 길이 (d2)는 패드 결합부(202)의 길이 (d1)보다 길게 제작하는 것이 팁(301)의 하단부에 있는 패드결합부에 의한 손상을 방지할 수 있다.

도 3b는 본 발명에 의한 칩 피커 패드가 칩 사이즈 패키지를 배출하는 경우를 도시한다. 마이크로 이젝트(도시안됨)가 공기를 주입하여 칩 피커 패드로 부터 마이크로 BGA(104)를 비젼 트랜스퍼(103)에 장착하고자 하는 경우, 수축되어 있던 패드(302)가 자체 탄성에 의해서, 마이크로 BGA를 비젼 트랜스퍼(103)방향으로 밀어주게 되고, 결과적으로 적은 마이크로 이젝트의 주입으로도 쉽게 피젼 트랜스퍼(103)에 안착되게 된다. 또한 패드(302)의 전 면을 통하여 공기가 고르게 유출되고 또한 패드(302)를 거치는 동안 마이크로 이젝트에서 주입되어지는 공기의 유속이 상당량 감소하게 되어 도 1a에서와 같은 공기 부양현상을 감소시킬 수 있게된다.

그리고 종래 컵 타입 진공패드에서는 공기가 컵의 아래에 가해지는 힘이 일정하지 아니하고 컵 타입 진공패드에 강하게 밀착되어 있다가 이탈되는 경우 고무 재질의 컵 타입 진공패드의 표면과 마이크로 BGA의 표면이 이탈하는 속도가 일정하지 않아서 도 1b에서 도시된 바와 좌우 불균형으로 비젼 트랜스퍼(103)에 장착되던 마이크로 BGA(104)가 스펀지 재질의 패드(302)를 사용하여 마이크로 BGA표면과 달라붙지 못하게 하였으며 다수의 미세 공기구멍을 통해서 배출되는 공기의 양을 고르게 마이크로 BGA의 표면에 전달하여 좌우 균형있게 비젼 트랜스퍼(103)의 포켓에 안착될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 예시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니다.여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변화예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명은 반도체 칩의 표면을 보호하고, 비젼검사시에 반도체 칩이 비전트랜스퍼 위에 정확히 안착될 수 있도록 하여 보다 정확한 비젼검사가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체 싱귤레이션 설비의 칩 피커 패드로서,

   탄성이 있으며, 반도체 칩의 흡착 또는 탈착시 공기가 통과할 수 있는 다수의 미세한 구멍들을 구비한 패드와,

   상기 패드와 노즐사이에 위치하고, 상기 패드를 진공노즐에 결합하기 위한 팁을 포함한 칩 피커 패드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 패드는 스펀지인 것을 특징으로 하는 칩 피커 패드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 팁은 고무재질인 것을 특징으로 하는 칩 피커 패드.
4. 제 1항에 있어서, 상기 팁은 상기 노즐에 결합되어지는 노즐 결합부와 상기 패드를 결합하기 위한 패드 결합부로 형성된 것을 특징으로 하는 칩 피커 패드.
5. 제 4항에 있어서, 상기 패드 결합부의 길이는 상기 패드의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 칩 피커 패드.
6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항의 칩 피커 패드를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 싱귤레이션 설비.