KR200305640Y1 - 반도체패키지제조장비 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 패키지 제조장비에 관한 것으로, 솔더볼 범핑용 툴 하부에 상하로 미세 높이조절 가능한 필름장치를 설치하여 솔더볼을 흡착한 다음, 이 범핑용 툴이 필름장치의 윗쪽으로 지나가게 함으로써, 각 흡착구멍에 삽입되어서 니플에 제대로 흡착되지 않고 그 주변에 붙어 있는 솔더볼을 제거할 수 있는 반도체 패키지 제조장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조장비는 서로 마주보는 형태로 가이드 레일이 수직으로 형성된 베이스와, 윗면에 필름을 수직으로 세워 탈부착할 수 있도록 구성된 승하강판으로 이루어지되, 상기 승하강판의 양측에는 베이스에 장착되어 상하 미세 높이를 조절할 수 있도록 설치된 미세조절수단이 가이드 레일에 조합되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 패키지 제조장비

본 고안은 반도체 패키지 제조장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지 제조공정중 진공흡착방식으로 진행되는 솔더볼 범핑공정에서 솔더볼을 범핑하는 범핑 툴이 그 하부에 상하 미세 높이를 조절할 수 있도록 설치된 필름상을 지나가게 하여, 범핑 툴의 서스판에 부착된 더블볼을 용이하게 제거할 수 있는 반도체 패키지 제조장비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지는 전자기기의 소형화와 함께 사용자의 편의성을 최대한 살릴 수 있는 추세로 나가 크기가 소형화되고, 여러 가지 회로를 직결하여 많은 구성 부분을 하나의 단위로 회로 기기를 만드는 고집적화 그리고 하나의 기기로 여러 가지 기능을 가지도록 다기능화되어 가고 있다.

이에따라, 반도체 패키지는 박형으로 크기를 최소화하면서 다핀 형태로 여러 기능을 연결하여 사용하고자 새로운 형태로 개발되고 있으며, 일례로 반도체 칩과 동일한 크기로 패키지를 제조하는 추세로 나가고 있다.

상기 반도체 패키지는 다수의 반도체 칩이 부착된 웨이퍼 상에서 모든 공정을 진행하여 패키지를 제조하게 되는데, 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 제조공정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 통상의 방법으로 본딩패드가 형성된 다수의 반도체 칩이 일정 간격으로 부착된 웨이퍼를 제조하고, 이 웨이퍼 상에 각 반도체 칩과 대응하는 유니트를 갖는 비전도성 회로필름을 부착수단(예를 들면, 일레스토마 테이프)으로 부착하는 동시에 가압수단을 사용하여 압착하는 단계가 진행된다.

이때, 상기 회로필름의 유니트에는 상면 중앙이 일정한 크기로 절개되어 있으며, 그 양측에는 회로필름 상에 형성된 회로패턴과 접속되는 본드핑거가 형성되어 있고, 또한 상기 회로필름의 상면에는 회로패턴의 끝단이 외부로 노출되도록 솔더볼랜드가 형성되어 있다.

그 다음, 상기 반도체 칩의 본딩패드와 회로필름의 본딩 핑거를 와이어로 연결한 다음, 이 회로필름의 개방부에 산화와 부식을 방지하기 위하여 액상봉지재로 인캡슐레이션(Encapsulation) 공정을 거치게 된다.

이어, 이 액상봉지재를 경화시킨 후, 상기 회로필름의 솔더볼랜드에 플럭스를 도포하고 그 위치에 범핑장치를 사용하여 솔더볼을 솔더볼랜드에 융착시킨 다음, 상기 회로필름이 부착된 웨이퍼의 후면에 보조테이프를 부착하여 웨이퍼의 스트리트 라인을 따라 낱개로 절단하여 완성된 반도체 패키지를 얻게 된다.

한편, 이와 같이 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지를 제조하는데 따라 이렇게 제조되는 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 개발로 솔더볼 범핑장치가 절실하게 요구되었다.

솔더볼 범핑장치는 웨이퍼를 이용한 반도체 패키지의 제조 공정 중에서 웨이퍼 상의 칩 상면에 부착되는 비전도성 회로 필름 상의 솔더볼 랜드에 솔더볼을 범핑하여 회로패턴과 융착시키는 공정에서 사용되는 일종의 범핑용 툴이다.

상기 솔더볼 범핑용 툴은 하면에 각 솔더볼랜드에 상응하는 진공흡착구가 형성되어 있으며 통상의 로딩장치에 장착된 범핑 툴로 이루어져 있으며, 이 진공흡착구의 내부에는 수직방향으로 이송할 수 있도록 니플이 설치되어 범핑 툴 외부에 설치된 진공장치에 연결되어 있다.

또한, 상기 범핑 툴의 하면에는 각 진공흡착구와 대응되는 위치에 흡착구멍이 형성된 서스판이 구비되어 있으며, 이 서스판은 솔더볼의 직경과 유사한 두께로 형성되어 범핑 툴이 하강시 각 흡착구멍이 솔더볼랜드에 상응하는 웨이퍼 상에 있게 되고, 이 상태에서 상기 각 솔더볼랜드에는 각 진공흡착구에 흡착된 솔더볼이 놓여져서 융착된다.

이와 같이 이루어진 솔더볼 범핑장치의 작동상태를 살펴보면, 먼저 로딩장치를 가동하여 범핑 툴을 솔더볼 박스상에 위치시킨 다음, 진공장치를 구동시키게 되고, 이에따라 각 니플로 외부 공기가 빨려 들어가면서 주변에 있는 솔더볼이 각 니플 하단에 하나씩 흡착이 되며, 이때 상기 각 솔더볼은 서스판의 흡착구멍 상에 삽입된 상태로 흡착된다.

이어, 상기 니플을 서스판보다 아랫쪽으로 하강시켜 솔더볼에 플럭스를 묻혀서 융착준비를 한 다음, 상기 로딩장치를 사용하여 범핑 툴을 웨이퍼 상부에서 하강하도록 이송시켜 각 솔더볼이 솔더볼랜드에 삽입되어 일체로 융착시킴으로써, 솔더볼 범핑공정을 끝마치게 된다.

그러나, 이와 같이 진공흡착방식을 채택하여 솔더볼을 니플에 흡착시키는 경우 진공압에 의해 서스판의 각 흡착구멍에 하나 이상의 솔더볼이 부착되는 현상(더블볼)이 발생하여 솔더볼이 솔더볼랜드상에 제대로 융착되지 않는 경우가 발생하여 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 솔더볼 범핑용 툴 하부에 상하로 미세높이조절 가능한 필름장치를 설치하여 솔더볼을 흡착한 다음, 이 범핑용 툴이 필름장치의 윗쪽으로 지나가게 함으로써, 각 흡착구멍에 삽입되어서 니플에 제대로 흡착되지 않고 그 주변에 붙어 있는 솔더볼을 제거할 수 있는 반도체 패키지 제조장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조장비는 서로 마주보는 형태로 가이드 레일이 수직으로 형성된 베이스와, 윗면에 필름을 수직으로 세워 탈부착할 수 있도록 구성된 승하강판으로 이루어지되, 상기 승하강판의 양측에는 베이스에 장착되어 상하 미세 높이를 조절할 수 있도록 설치된 미세높이조절수단이 가이드 레일에 조합되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 반도체 패키지 제조장비를 개략적으로 나타내는 정면도,

도 2는 본 고안에 따른 반도체 패키지 제조장비를 이용하여 더블볼을 제거하는 과정을 나타내는 개략도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 베이스 11 : 가이드 레일

20 : 승하강판 21 : 필름

22 :미세높이조절수단23 : 가이드

24 : 고정구 25 : 절개면

26 : 높이조절기 27 : 수평지지판

30 :범핑 툴31 :니플

32 : 진공흡착구 33 : 솔더볼

34 : 솔더볼 수납용기 35 : 서스판

36 : 흡착구멍 37 : 더블볼

이하, 본 고안에 따른 더블볼 제거용 필름장치를 개략적으로 나타내는 도 1을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 진공흡착방식을 채택한 솔더볼 범핑용 툴에 적용하여 더블볼이 발생하는 것을 막기 위한 것으로, 상기 솔더볼 범핑용 툴이 범핑 툴 하면에 솔더볼을 흡착한 상태에서 그 하부에 일정한 간격을 두고 설치된 필름장치를 지나가게 함으로써, 상기 범핑 툴의 서스판에 형성된 흡착구멍에 삽입되어 제대로 흡착되지 않고 아래로 돌출된 더블볼을 제거할 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 필름장치는 솔더볼 범핑공정에 사용되는 레일상에 안착되는 베이스(10)와, 이 베이스 상부에 수평상태에서 상하로 미세 높이를 조절할 수 있도록설치된 승하강판(20)으로 구성되어 있다.

상기 베이스(10)는 소정의 크기를 갖는 판 부재로 승하강판(20)이 수평상태에서 상하로 움직일 수 있도록 지지해주게 되며, 그 상면에는 상기 승하강판(20)과 결합되는 가이드 레일(11)이 마주보는 형태로 한 쌍이 위쪽으로 돌출 형성되어 있다.

상기 승하강판(20)은 베이스(10)와 같은 판 부재로 형성되어 있으며, 그 윗면에는 필름(21)을 설치할 수 있도록 고정수단을 갖는 한 쌍의 고정구(24)가 마주보는 형태로 형성되어 있다.

여기서, 상기 고정수단은 나사를 고정구(24)에 체결함에 따라 압착판이 필름(21)을 누르면서 고정되도록 구성하여 사용할 수도 있으며, 나사를 직접 체결하여 필름을 고정시켜 사용할 수도 있다.

또한, 상기 승하강판(20)에는 고정구(24) 사이에 솔더볼 범핑용 툴의 범핑 툴으로부터 분리된 더블볼을 모아 둘 수 있도록 절개면(25)이 형성되어 있다.

이와 같이 이루어진 승하강판(20)은 상기 베이스(10) 상부에 상하 높이 조절이 가능하도록 설치하게 되는데, 이를 실현하기 위해 상기 승하강판(20)의 양측에는미세높이조절수단(22)이구비되어 있다.

상기미세높이조절수단(22)은베이스(10)의 윗면에 형성된 가이드 레일(11)을 따라 상하로 움직일 수 있도록 조합된 가이드(23)와, 이 가이드(23)의 하단에 수평으로 돌출된 수평지지판(27)에 고정된 높이조절기(26)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 높이조절기(26)는 통상의 기술로 제작된 마이크로미터를 사용하게 되며, 이 마이크로미터는 상기 베이스(10) 상에 선단이 제자리 회전가능하도록 고정되고 몸체부위가 상기 수평지지판(27)에 일체로 고정되어 높이조절기를 회전시킴에 따라 상하로 움직이게 된다.

따라서, 상기 마이크로미터가 회전하게 되면 이에 비례하여 그 높이만큼 승하강판(20)이 상하로 움직이게 되며, 이때 가이드(23)가 가이드레일(11)을 따라 움직이면서 승하강판(20)의 상하 움직임을 유도하게 된다.

이하, 본 고안에 따른 필름장치를 이용하여 더블볼을 제거하는 과정을 나타내는 첨부도면 2를 참조하여 설명하면, 솔더볼 범핑장치의 더블볼 제거용 필름장치는 상술한 바와 같이범핑 툴(30)에 형성된 진공흡착구(32)의 안쪽으로 니플(31)이 삽입되어 솔더볼(33)이 진공흡착된 상태에서 작업진행이 이루어지게 된다.

이때, 상기범핑 툴(30)은 솔더볼 수납용기(34)의 윗쪽에서 하강하면서 각 니플(31)로부터 진공압을 발생하게 되고, 이에 따라 상기범핑 툴(30)의 하부에 설치된 서스판(35)의 흡착구멍(36)에 각각 하나씩의 솔더볼(33)이 흡착고정된 상태로 있게 된다.

이 상태에서, 상기범핑 툴(30)을 상승시켜 본 발명의 솔더볼 제거용 필름장치를 지나게 되며, 이때 이 범핑 툴은 상기 필름(21)의 선단으로부터 솔더볼(33)의 직경보다 작은 높이 차리로 지나가도록 마이크로미터를 이용하여 이미 높이조절이 되어 있다.

따라서, 진공흡착으로 발생된 진공압이나 인접한 솔더볼(33)에서 나오는 정전기에 의해 각 흡착구멍(36)에 삽입된 솔더볼(33)과 맞붙어 있던 더블볼(37)은 상기범핑 툴(30)이 필름장치를 통과하는 동안에 필름(21)과의 간섭으로 범핑 툴로부터 분리되어 아래로 떨어지게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안은 진공흡착방식으로 범핑 툴의 하부에 솔더볼을 부착하여 웨이퍼 상에 형성된 솔더볼랜드로 범핑시켜주는 솔더볼 범핑용 툴 하부에 상하 미세 높이를 조절할 수 있는 더블볼 제거용 필름장치를 구비함으로써, 상기 솔더볼 범핑용 툴이 이 필름장치의 상부를 지나가게 하여 진공 흡착력이나 정전기등으로 각 솔더볼 랜드에 하나 이상의 솔더볼이 붙어 발생하는 더블볼을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 서로 마주보는 형태로 가이드 레일(11)이 수직으로 형성된 베이스(10);

   상기 가이드 레일(11)에 슬라이드 이동 가능하게 조합되는 가이드(23)와, 상기 가이드(23)의 하단끝에 일체로 형성된 수평지지판(27)과, 상기 수평지지판(27)에 회전 가능하게 고정되는 높이조절기(26)를 포함하는 미세높이조절수단(22);

   상기 가이드(23)의 상단끝에 일체로 형성되어 필름(21)을 수직으로 세워 탈부착할 수 있도록 한 승하강판(20)으로 구성된 것을 특징으로 하는 솔더볼 범핑장치의 더블볼 제거용 필름장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 승하강판(20)의 윗면에는 필름(21)을 고정시키기 위한 고정구(24) 사이에 더블볼을 담을 수 있도록 절개면(25)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 솔더볼 범핑장치의 더블볼 제거용 필름장치.