KR20040004728A - 도금 장치의 잼 검출 시스템 - Google Patents

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나병도
김기출
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조용 도금 장치의 잼 검출 시스템에 관한 것으로, 벨트에 장착된 리드 프레임이 도금 공정을 진행하기 위해서 이송도중에 발생되는 잼이나 빠짐을 발생시점에서 검출하기 위해서, 벨트에 리드 프레임이 장착되어 다수개의 셀로 차례로 이송되면서 도금 공정을 진행하는 반도체 패키지 제조용 도금 장치에서 벨트에 장착된 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 검출하는 시스템으로, 각각의 상기 셀의 입력단과 출력단에서 상기 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 검출하는 센서부와; 상기 센서부에서 검출한 신호를 입력받아 상기 도금 장치를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 연결되어 상기 센서부의 검출 여부를 각 셀별로 표시하는 표시부;를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 셀의 입력단에 설치되어 상기 벨트에 장착된 리드 프레임의 잼 여부를 검출하는 입력단 근접센서와; 상기 셀의 출력단에 설치되어 상기 벨트에 장착된 리드 프레임의 빠짐 여부를 검출하는 출력단 근접센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치의 잼 검출 시스템을 제공한다.

Description

도금 장치의 잼 검출 시스템{Jam detect system of plating devices}
본 발명은 반도체 패키지 제조용 도금 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는리드 프레임이 벨트에 장착되어 이송되는 도중에 발생될 수 있는 잼이나 빠짐을 감지할 수 있는 도금 장치의 잼 검출 시스템에 관한 것이다.
반도체 패키지의 조립 공정은 웨이퍼(Wafer) 상에서 분리된 개별 칩을 리드 프레임에 실장하는 칩 접착(Chip Attach) 공정과, 칩과 리드 프레임의 내부 리드 사이에 전기적으로 연결하는 와이어 본딩(Wire Bonding) 공정 및 반도체 칩, 본딩 와이어 및 내부 리드를 외부의 환경으로부터 보호하기 위하여 액상의 성형 수지로 봉지하는 성형(Molding) 공정 순서로 진행된다. 그리고, 성형 공정이 완료된 이후에 리드 프레임 표면을 솔더(Solder; Pb/Sn)나 틴(TiN)으로 도금하는 도금 공정이 진행되는데 도금 공정은 크게 디프레쉬(Deflash) 공정(전처리 공정이라고도 함)과, 도금 공정 및 후처리 공정으로 이루어지며 상기의 공정은 하나의 도금 장치에서 이루어진다. 디프레쉬 공정은 성형 공정이 완료된 리드 프레임 표면에는 성형 수지의 찌꺼기(Flash) 및 먼지와 같은 불순물이 묻어 있어 도금 공정이 진행되기 전에 이를 제거하는 세정 공정이며, 도금 공정은 디프레쉬 공정이후에 리드 프레임의 패키지 몸체의 외측에 돌출된 리드(이하, "외부 리드"라 한다)에 도금을 하는 공정이며, 후처리 공정은 도금 공정을 거치면서 리드 프레임에 묻은 화학 물질을 세정하며 물기를 건조시켜 주는 공정이다. 통상적으로 리드 프레임은 복수의 반도체 칩을 차례로 실장할 수 있는 스트립(Strip) 구조를 갖기 때문에, 리드 프레임이라면 스트립 형태의 리드 프레임도 포함한다.
한편, 리드 프레임의 외측에 돌출된 외부 리드를 도금하는 이유는 리드 프레임 재질이 철-니켈(Fe-Ni) 합금 또는 구리(Cu)계 합금 등이 사용되는데, 반도체 칩패키지 조립 공정 중에 작용하는 열 또는 외부 환경의 공기에 의해서 리드 프레임의 표면이 산화되므로 도금 공정 없이 반도체 칩 패키지의 조립을 완료하여 외부 전자 장치에 납땜(Soldering)하는 것은 곤란하다. 따라서, 일반적으로 제조된 반도체 칩 패키지의 외부 리드는 납땜 접속에 필요한 납접속 신뢰성(Solderbility)을 확보하기 위해 솔더를 이용한 전해 도금 방법으로 표면처리를 하게 된다.
리드 프레임을 세정하는 디플레쉬 공정, 도금 공정 및 후처리 공정은 리드 프레임 이송용 벨트에 리드 프레임이 장착된 상태에서 벨트가 체결된 터닝 휠(Turning Wheel)의 회전에 의해 상기의 공정이 순서대로 진행되는 도금 장치가 주로 사용된다.
벨트에 리드 프레임을 장착하거나 분리하는 수단으로서, 그리퍼(Gripper)를 사용하게 되는데, 그리퍼는 리드 프레임 상의 패키지 몸체를 진공의 힘으로 흡착하여 벨트로 이송시켜 벨트에 장착시키거나, 벨트에 장착된 리드 프레임 상의 패키지 몸체를 진공의 힘으로 흡착하여 벨트에서 분리시킨다.
그런데 종래의 도금 장치는 벨트에 리드 프레임이 장착된 상태에서 벨트를 따라서 리드 프레임이 이동하면서 도금 공정이 진행되기 때문에, 벨트에 장착된 리드 프레임의 일부분이 이탈하여 잼(jam)이 발생하거나 벨트에서 리드 프레임이 빠지는 불량이 발생될 수 있는데, 이와 같은 불량을 검출할 수 있는 별도의 장치가 없으며, 단지 리드 프레임의 잼에 의해 벨트 구동 모터에 걸리는 부하로 불량 상태를 검출한다.
따라서 리드 프레임의 잼에 의해 벨트 구동 모터에 부하가 걸려 불량 상태가검출될 정도면, 잼이 발생된 리드 프레임은 폐기시켜야 한다. 그리고 벨트에서 리드 프레임이 빠지는 불량은 전혀 검출할 수가 없는 문제점은 여전히 안고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 벨트에 장착된 리드 프레임이 도금 공정을 진행하기 위해서 이송도중에 발생되는 잼이나 빠짐을 검출할 수 있는 도금 장치의 잼 검출 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 성형 공정이 완료된 리드 프레임을 도금하는 도금 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 도금 장치에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 잼 검출 시스템을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 셀의 입력단과 출력단에 설치된 센서부를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 벨트 20 : 잼 검출 시스템
21 : 센서부 22 : 입력단 근접센서
23 : 제어부 24 : 출력단 근접센서
25 : 표시부 32, 34, 36, 38 : 터닝 휠
60 : 공급 수단 70 : 분리 수단
100 : 도금 장치
상기 목적을 달성하기 위하여, 벨트에 리드 프레임이 장착되어 다수개의 셀로 차례로 이송되면서 도금 공정을 진행하는 반도체 패키지 제조용 도금 장치에서 벨트에 장착된 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 검출하는 시스템으로, 각각의 상기 셀의 입력단과 출력단에서 상기 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 검출하는 센서부와; 상기 센서부에서 검출한 신호를 입력받아 상기 도금 장치를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 연결되어 상기 센서부의 검출 여부를 각 셀별로 표시하는 표시부;를 포함하며,
상기 센서부는, 상기 셀의 입력단에 설치되어 상기 벨트에 장착된 리드 프레임의 잼 여부를 검출하는 입력단 근접센서와; 상기 셀의 출력단에 설치되어 상기 벨트에 장착된 리드 프레임의 빠짐 여부를 검출하는 출력단 근접센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치의 잼 검출 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 입력단 근접센서는 오프(off)되어 있다가 리드 프레임의 잼이 발생되면 온(on)되어 리드 프레임의 잼 여부를 검출하는 접점방식의 근접센서이고, 출력 단 근접센서는 온(on)되어 있다가 리드 프레임이 벨트에서 빠지면 오프(off)되어 리드 프레임의 빠짐 여부를 검출하는 접점방식의 근접센서이다.
그리고 본 발명에 따른 출력단 센서는 셀의 길이에 대응되는 거리값을 가지며, 제어부는 거리값 내에 상기 출력단 센서가 온(on)되어 있지 않으면 상기 도금 장치를 정지시킨다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 성형 공정이 완료된 리드 프레임을 도금하는 도금 장치를 나타내는 개략도이다. 도 1을 참조하면, 도금 장치(100)는 크게 폐곡선을 이루는 벨트(10)와, 벨트(10)가 감겨져 있는 복수개의 터닝 휠(32, 34, 36, 38)과, 터닝 휠(32, 34, 36, 38)을 회전시키기 위한 구동 수단(50)과, 리드 프레임을 벨트(10)에 공급하는 공급 수단(70)과, 리드 프레임을 벨트(10)에서 분리하는 분리 수단(60)을 갖는다. 터닝 휠(32, 34, 36, 38) 사이에 차례로 디프레쉬 영역(B), 도금 영역과 후처리 영역(C) 및 벨트 스트리핑(Stripping) 영역(E)을 형성한다. 그리고 A 영역의 벨트(10)에 리드 프레임을 공급하는 공급 수단(70) 및 D 영역의 벨트(10)에서 리드 프레임을 분리하는 분리 수단(60)으로는 리드 프레임의 패키지 몸체를 진공 흡착할 수 있는 그리퍼가 사용된다. 즉, 그리퍼에 의해 리드 프레임을 벨트(10)에 공급 및 분리하게 된다.
여기서, 터닝 휠은 도면상에서 왼쪽에 큰 터닝 휠(34; 제 2 터닝 휠)이 설치되어 있으며, 오른쪽에 2개의 터닝 휠(32; 제 1 터닝 휠, 36; 제 3 터닝 휠)이 설치되어 있고 양쪽의 제 1, 2, 3 터닝 휠(32, 34, 36)의 중심 부분에 오른쪽의 제 1 및 제 3 터닝 휠(32, 36)과 연결된 하나의 터닝 휠(38; 제 4 터닝 휠)이 설치되어 있다. 그리고, 제 4 터닝 휠(38)을 제외한 나머지 터닝 휠(32, 334, 36)은 벨트(10)의 안쪽에 위치한다.
벨트(10)에는 리드 프레임을 고정하기 위한 핑거(finger)가 끼움 결합되어 있다. 상기한 4개의 터닝 휠(32, 34, 36, 38)에 벨트(10)가 감겨진 상태에서 구동 수단(50)에 의한 터닝 휠(32, 34, 36, 38)의 회전에 의해 벨트(10)가 움직이게 된다.
한편 벨트(10)를 따라서 설치된 A 영역 내지 E 영역은 각각의 공정을 진행하는 적어도 하나 이상의 셀로 구성된다. 이 셀은 리드 프레임이 투입되는 입력단과, 입력단으로 투입된 리드 프레임에 대한 공정을 진행후 리드 프레임을 셀 밖으로 반출되는 출력단을 가지며, 리드 프레임의 잼은 주로 입력단과 출력단에서 일어난다. 물론 리드 프레임의 셀로의 입력과 출력은 벨트에 의해 이루어진다.
도 2는 도 1의 도금 장치에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 잼 검출 시스템을 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2의 셀의 입력단과 출력단에 설치된 센서부를 보여주는 도면이다. 한편 도 2에서는 A 영역 내지 D 영역을 구성하는 셀을 일렬로 표시하였다. 그리고 E 영역을 제외한 이유는, E 영역은 도금 공정에서 벨트에 도금된 도금층을 제거하는 영역으로서 리드 프레임의 이송이 이루어지지 않기 때문이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잼 검출 시스템(20)은각각의 셀(27)의 입력단(26)과 출력단(28)에서 리드 프레임(40)의 잼이나 떨어짐을 감지하는 센서부(21)와, 센서부(21)에서 감지한 신호를 입력받아 도금 장치(100)를 제어하는 제어부(23) 및 제어부(23)에 연결되어 센서부(21)의 감지 여부를 각 셀(27)별로 표시하는 표시부(25)를 포함한다.
따라서 벨트(10)에 리드 프레임(40)이 장착되어 각 공정을 거치면서 도금 공정을 진행하는 어느 하나의 셀(27)에서 잼이나 빠짐이 발생할 경우 잼이나 빠짐이 발생된 셀에 설치된 센서부(21)가 이를 검출하고, 검출된 정보는 제어부(23)로 전송되어 도금 장치(100)를 제어한다. 그리고 표시부(25)는 어느 셀에서 불량이 발생되었지의 여부를 작업자가 알아볼 수 있도록 표시한다.
본 발명의 실시예에 따른 잼 검출 시스템(20)을 좀더 상세히 살펴보면, 센서부(21)는 셀의 입력단(26)에 설치되어 벨트(10)에 장착된 리드 프레임(40)의 잼 여부를 검출하는 입력단 근접센서(22)와, 셀의 출력단(28)에 설치되어 벨트(10)에 장착된 리드 프레임(40)의 빠짐 여부를 검출하는 출력단 근접센서(24)로 구성된다.
입력단 근접센서(22)는 리드 프레임(40)이 셀(27)로 투입될 때 도금 장치(100)의 불안요소로 인해 발생되는 잼을 검출하는 센서로서, 평상시 오프(off)되어 있다가 리드 프레임의 잼이 발생되면 온(on)되어 리드 프레임의 잼 여부를 검출하는 접점방식의 근접센서이다. 예컨대, 벨트(10)에 장착된 리드 프레임(40)과 입력단 근접센서(22)는 약 20mm 간격(s)을 유지하고 있다가, 잼이 발생된 경우 입력단 근접센서(22)와 리드 프레임(40)의 간격이 좁아지게 되면 온(on)되어 리드 프레임(40)의 잼을 검출한다.
출력단 근접센서(24)는 셀의 출력단(28)에 설치되어 벨트(10)에서 리드 프레임(40)이 빠졌는지의 여부를 검출하는 센서로서, 평상시 온(on)되어 있다가 리드 프레임의 빠짐이 발생되면 오프(off)되어 리드 프레임의 빠짐을 검출하는 접점방식의 근접센서이다. 예컨대, 출력단 근접센서(24)는 벨트(10)에 장착된 리드 프레임(40)과 약 20mm 간격을 유지하고 있는 것을 검출하면 온(on)되어 있다가, 벨트(10)에서 리드 프레임(40)이 빠지게 되면 오프(off)되어 리드 프레임(40)의 빠짐을 검출한다.
또한 출력단 근접센서(24)는 셀(27)의 길이에 대응되는 거리값(count value)을 가지며, 제어부(23)는 거리값 내에 출력단 근접센서(24)가 온(on)되어 있지 않으면 도금 장치(100)를 정지시킨다.
제어부(23)는 센서부(21)의 신호를 입력받아 PLC(programmable logic controller)의 프로그램에 의한 각각의 조건이 맞지 않을 경우 도금 장치(100)가 정지하도록 제어한다. PLC 프로그램 안에 출력단 근접센서(24)가 갖는 거리값이 설정되어 있으며, 거리값의 입력은 공급수단(도 1의 70)의 인코드(encode)가 이 역할을 한다. PLC 프로그램에 의한 각각의 조건에 대한 상세한 설명은 후술하겠지만, 기본적인 동작은 전술된 센서부(21)의 상세한 설명 부분에 개시하였다.
그리고 표시부(25)는 각 셀(27)에 위치한 센서부(21)의 동작 유무 및 검출 상태를 표시하는 표시수단으로서, 정상적인 도금 공정이 진행되는 경우에는 각 셀(27)에 설치된 센서부(21)는 점등되어 표시되고, 특정 셀에서 리드 프레임의 잼이나 빠짐이 발생된 경우에는 그 특정 셀에 설치된 센서부가 점멸하여 불량을 표시한다. 따라서 표시부(25)를 통해서 도금 장치의 벨트(10)에 장착된 리드 프레임(40)의 흐름 상태를 쉽게 확인할 수 있다.
PLC 프로그램에 의한 각각의 조건은, 리드 프레임(40)을 로딩하는 조건, 리드 프레임(40)을 이송하는 조건, 리드 프레임(40)의 로딩을 완료하는 조건 및 입력단 근접센서(22) 조건으로 구성된다.
먼저 리드 프레임(40)을 로딩하는 조건은, 공급수단(도 1의 70)에 의해 리드 프레임(40)이 벨트(10)에 장착되어 각 셀의 출력단 근접센서(24)까지 이송되는 동안 그 출력단 근접센서(24)의 거리값 내에 출력단 근접센서(24)가 검출되지 않으면 불량으로 처리한다. 물론 온(on)된 출력단 근접센서(24)가 오프(off)되어도 리드 프레임(40)이 빠짐으로 간주하여 불량으로 처리한다.
다음으로 리드 프레임(40)을 이송하는 조건은, 각 셀(27) 중에서 적어도 어느 하나의 출력단 근접센서(24)가 오프(off)되면 불량으로 처리한다.
다음으로 리드 프레임(40)의 로딩을 완료하는 조건은, 도금 장치(100)로 공급된 리드 프레임(40)에 대한 도금 공정을 종료하는 경우로 공급수단에 의해 마지막 리드 프레임(40)이 벨트(10)에 장착되어 출발하면 각 셀의 출력단 근접센서(24)를 지나가게 되는데, 각 출력단 근접센서(24)의 정해진 거리값이 되기전에 리드 프레임(40)의 빠짐이 발생될 경우 불량으로 처리한다.
마지막으로 입력단 근접센서(22) 조건은, 셀의 입력단(26)에서 잼이 발생하는 경우로서 위의 3가지 조건과는 달리 거리값을 갖지 않으며 온(on)시 불량으로 처리하여 도금 장치(100)를 정지시킨다. 이유는 셀의 입력단(26)에서의 리드 프레임(40) 잼은 발생 즉시 불량 처리를 하여야 후속되는 리드 프레임의 손실을 막을 수 있기 때문이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 도금 장치를 구성하는 각 셀의 입력단과 출력단에 센서부를 설치하여 리드 프레임이 벨트에 장착되어 이송되는 도중에 발생될 수 있는 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 바로 검출함으로써, 리드 프레임의 잼이나 빠짐에 의한 도금 불량과 같은 손실을 최소화할 수 있다.
그리고 표시부를 각각의 셀별로 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 표시하기 때문에, 잼이나 빠짐이 발생된 셀 확인 및 후속 조치를 신속하게 진행할 수 있는 장점도 갖고 있다.

Claims (3)

  1. 벨트에 리드 프레임이 장착되어 다수개의 셀로 차례로 이송되면서 도금 공정을 진행하는 반도체 패키지 제조용 도금 장치에서 벨트에 장착된 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 검출하는 시스템으로,
    각각의 상기 셀의 입력단과 출력단에서 상기 리드 프레임의 잼이나 빠짐을 검출하는 센서부와;
    상기 센서부에서 검출한 신호를 입력받아 상기 도금 장치를 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부에 연결되어 상기 센서부의 검출 여부를 각 셀별로 표시하는 표시부;를 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 셀의 입력단에 설치되어 상기 벨트에 장착된 리드 프레임의 잼 여부를 검출하는 입력단 근접센서와;
    상기 셀의 출력단에 설치되어 상기 벨트에 장착된 리드 프레임의 빠짐 여부를 검출하는 출력단 근접센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치의 잼 검출 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 상기 입력단 근접센서는 오프(off)되어 있다가 리드 프레임의 잼이 발생되면 온(on)되어 리드 프레임의 잼 여부를 검출하는 접점방식의 근접센서이고, 상기 출력 단 근접센서는 온(on)되어 있다가 리드 프레임이 벨트에서 빠지면 오프(off)되어 리드 프레임의 빠짐 여부를 검출하는 접점방식의 근접센서인 것을 특징으로 하는 도금 장치의 잼 검출 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 출력단 센서는 셀의 길이에 대응되는 거리값을 가지며, 상기 제어부는 거리값 내에 상기 출력단 센서가 온(on)되어 있지 않으면 상기 도금 장치를 정지시키는 것을 특징으로 하는 도금 장치의 잼 검출 시스템.
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JPH10132754A (ja) * 1996-11-01 1998-05-22 Dainippon Printing Co Ltd リードフレームの外観検査装置
KR20010099035A (ko) * 2001-08-14 2001-11-09 - 리드프레임의 도금 및 외관검사방법
KR20020022474A (ko) * 2000-09-20 2002-03-27 정몽훈 리드프레임 은도금 장치의 뒤집힘 감지 구조

Patent Citations (4)

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