KR20040056687A - Cure apparatus having magazine - Google Patents

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권영한
홍성복
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Abstract

PURPOSE: A cure apparatus with a magazine is provided to shorten an interval of process time by making a plurality of die attach apparatuses in-line with a hardening apparatus such that the plurality of die attach apparatuses are individually installed in a die attach process and a hardening process. CONSTITUTION: The inner space of a chamber(11) is isolated from the outside. An inlet/outlet for a chip mounting frame is formed in the chamber. A heater assembly(31) increases a temperature, installed inside the chamber. A fan circulates air, installed inside the chamber. A fan driving unit(51) drives the fan. A plurality of slots(23) into which the chip mounting frame is inserted are vertically disposed in the magazine(21). A magazine elevating unit(41) vertically transfers the position of the magazine.

Description

매거진을 갖는 경화 장치{Cure apparatus having magazine}Curing apparatus having magazine

본 발명은 반도체 패키지 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩 실장 완료된 리드프레임 또는 서브스트레이트에 대한 경화 공정을 수행하는 매거진을 갖는 경화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package manufacturing apparatus, and more particularly, to a curing apparatus having a magazine for performing a curing process for a chip-mounted leadframe or substrate.

반도체 조립(assembly) 공정은 웨이퍼를 단위 반도체 칩으로 절단하는 웨이퍼 소잉(wafer sawing) 공정, 절단된 반도체 칩을 칩 실장 프레임(리드프레임 또는 서브스트레이트)에 부착하는 다이 어태치(die attach) 공정, 칩 실장 프레임을 전기적으로 연결하는 와이어본딩(wire bonding) 공정, 반도체 칩들과 본딩와이어를 봉지하는 몰딩(molding) 공정 등을 포함한다. 칩 실장 프레임으로 리드프레임을 사용하는 경우 리드 성형 공정이 더 포함되며, 서브스트레이트를 사용하는 경우 외부접속단자를 부착시키는 볼 어태치(ball attach) 공정 등이 더 포함된다. 멀티 칩 패키지 제조의 경우 다이 어태치와 와이어 본딩이 반복적으로 진행된다.The semiconductor assembly process includes a wafer sawing process of cutting a wafer into unit semiconductor chips, a die attach process of attaching the cut semiconductor chip to a chip mounting frame (lead frame or substrate), A wire bonding process of electrically connecting the chip mounting frame, a molding process of encapsulating the semiconductor chips and the bonding wire, and the like. When the lead frame is used as the chip mounting frame, a lead forming process is further included. When using the substrate, a ball attach process for attaching an external connection terminal is further included. In die fabrication, die attach and wire bonding are repeated.

한편, 다이 어태치 공정에서는 반도체 칩을 부착시키기 위한 접착수단으로서 접착 테이프 또는 에폭시 수지 접착제 등이 다양하게 사용되고 있다. 그리고, 다이 어태치 공정 후에는 사용된 접착수단을 경화시키는 경화(cure) 공정을 두고 있으며, 이와 같은 경화 공정은 패키지의 신뢰성 향상을 위하여 필수적으로 요구된다. 이는 복수의 반도체 칩을 포함하는 멀티 칩 패키지 제조에서도 마찬가지로 각 반도체 칩을 부착한 후마다 진행된다.On the other hand, in the die attach process, an adhesive tape, an epoxy resin adhesive, etc. are variously used as an adhesive means for attaching a semiconductor chip. In addition, after the die attach process, a curing process for curing the adhesive means used is provided, and such a curing process is essential for improving the reliability of the package. This also proceeds after attaching each semiconductor chip in the manufacture of a multi-chip package including a plurality of semiconductor chips.

종래의 경화 장치는 다이 어태치 장치와 같이 독립적으로 설치되어 있고, 다이 어태치가 완료된 대량의 자재를 수납하여 한꺼번에 낮은 온도에서 장시간 경화가 진행되도록 하는 구성을 가지고 있다. 그런데, 이와 같은 종래의 경화 장치는경화에 많은 시간이 소요되고, 다이 어태치 작업이 매거진 단위로 작업이 진행되기 때문에 하나의 작업 단위에 대한 작업이 모두 완료될 때까지 또는 작업이 이루어지기 시작할 때까지 단위 장치 내에서의 대기에 많은 시간이 소요됨으로 인하여 다이 어태치 즉시 경화가 이루어지지 못하고 각 자재에 대하여 경화가 이루어지는 시점이 달라져 신뢰성을 저하시키는 요인으로 작용한다.The conventional curing apparatus is installed independently like a die attach apparatus, and has a structure in which a large amount of material for which die attach is completed is stored so that curing can proceed for a long time at a low temperature at one time. By the way, such a conventional curing device takes a long time to cure, and since the die attach work is carried out in the magazine unit until the work for one work unit is completed or when the work starts to be made Due to the large amount of time spent in the atmosphere in the unit, the die attach cannot be hardened immediately, and the time point of hardening for each material is changed, thereby reducing the reliability.

한편, 공정 소요 시간 단축을 위한 방안으로서 수평으로 배열되어 있으며 독립적인 온도조건을 인가하는 복수의 히팅 존을 갖도록 하여 첫 번째 히팅 존으로부터 마지막 히팅 존으로 순차적으로 이동되면서 반도체 칩의 부착에 사용된 에폭시 수지 접착제가 경화가 이루어지도록 하는 경화 장치를 다이 어태치 장치와 인라인 설치하는 기술을 생각해 볼 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우, 다이 어태치 장치의 언로딩 시간이 경화 장치의 언로딩 시간에 비하여 상대적으로 짧다. 즉, 프레임 공급 존에 칩 실장 프레임이 공급되는 시간보다 프레임 배출 존에서 언로딩되는 시간이 길다. 따라서, 칩 실장 프레임이 다이 어태치 장치에서 대기하는 시간이 길어질 수 있다.On the other hand, the epoxy used for the attachment of the semiconductor chip is arranged horizontally and has a plurality of heating zones to apply independent temperature conditions to sequentially move from the first heating zone to the last heating zone to reduce the process time required It is conceivable to consider a technique of installing the curing apparatus in-line with the die attach apparatus so that the resin adhesive is cured. In this case, however, the unloading time of the die attach apparatus is relatively short compared to the unloading time of the curing apparatus. That is, the unloading time in the frame discharge zone is longer than the time in which the chip mounting frame is supplied to the frame supply zone. Therefore, the time for the chip mounting frame to wait in the die attach apparatus can be long.

따라서 본 발명의 목적은 다이 어태치 공정 및 경화 공정에서 독립적으로 설치된 복수의 다이 어태치 장치와 경화 장치를 인라인화하여 소요되는 공정 가공 시간을 단축할 수 있는 매거진을 갖는 경화 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a curing apparatus having a magazine capable of shortening the process processing time required by inlining a plurality of die attach apparatuses and the curing apparatus independently installed in the die attach process and the curing process. .

도 1은 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치를 나타낸 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view showing a curing device having a magazine according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치가 인라인 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a curing apparatus having a magazine according to the present invention is installed in-line.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10; 경화 장치 11; 쳄버10; Curing device 11; Chamber

13; 쳄버 본체 15; 덮개13; Chamber body 15; cover

17; 입구 18; 출구17; Inlet 18; exit

19; 손잡이 21; 매거진19; Handle 21; magazine

23; 슬롯 31; 히터 어셈블리23; Slot 31; Heater assembly

33; 히터블록 35; 히터33; Heater block 35; heater

41; 매거진 승강 모터 51; 팬 구동모터41; Magazine elevating motor 51; Fan drive motor

53; 팬 71; 메인 프레임53; Fan 71; Main frame

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치는, 내부 공간을 외부와 격리되며 칩 실장 프레임의 출입을 위한 출입구가 마련된 쳄버와, 상기 쳄버의 내부에 설치되어 온도를 상승시키는 히터 어셈블리와, 상기 쳄버의 내부에 설치되어 공기를 순환시키는 팬과, 상기 팬을 구동시키는 팬 구동수단과, 칩 실장 프레임이 삽입되어 수납되는 복수의 슬롯이 수직 방향으로 배치되어 있는 매거진과, 상기 매거진을 수직으로 위치 이동시키는 매거진 승강 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The curing device having a magazine according to the present invention for achieving the above object, the chamber is separated from the outside and the entrance is provided for the entry and exit of the chip mounting frame, the heater is installed inside the chamber to increase the temperature An assembly, a fan installed inside the chamber for circulating air, a fan drive means for driving the fan, a magazine in which a plurality of slots into which a chip mounting frame is inserted and received are arranged in a vertical direction, and the magazine It characterized in that it comprises a magazine lifting means for moving the position vertically.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a curing apparatus having a magazine according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치를 나타낸 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치가 인라인 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a curing apparatus having a magazine according to the present invention, Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the curing apparatus having a magazine according to the invention is installed in-line.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 경화 장치(10)는, 내부 공간을 외부와 격리시키는 쳄버(11)와, 그 쳄버 내부에서 승강 가능하도록 설치된 매거진(21)과, 히터블록(33)과 히터(35)를 포함하여 쳄버 내부의 온도를 상승시키는 히터 어셈블리(31)를 갖는다.1 and 2, the curing apparatus 10 according to the present invention includes a chamber 11 that isolates an internal space from the outside, a magazine 21 installed so as to be movable up and down inside the chamber, and a heater block ( 33) and a heater 35 having a heater assembly 31 for raising the temperature inside the chamber.

쳄버(11)는 쳄버 본체(13)와 쳄버 덮개(15)로 구성되며, 쳄버(11)의 일측에는 칩 실장 프레임(5)의 출입을 위하여 입구(17)와 출구(17,18)가 형성되어 있다. 쳄버 덮개(15)는 힌지 축(14)에 의해 쳄버 본체(13)와 결합되어 내부 공간의 개폐가 가능하도록 구성되어 있다. 쳄버 덮개(15)에는 개폐시의 편리를 위하여 손잡이(19)가 형성되어 있다.The chamber 11 is composed of a chamber body 13 and a chamber cover 15, and one side of the chamber 11 is formed with an inlet 17 and an outlet 17, 18 for entering and exiting the chip mounting frame 5. It is. The chamber cover 15 is coupled to the chamber body 13 by the hinge shaft 14 and configured to open and close the internal space. The chamber cover 15 is provided with a handle 19 for convenience in opening and closing.

매거진(21)은 칩 실장 프레임(5)이 삽입되어 수납될 수 있도록 복수의 슬롯(23)이 수직 방향으로 배열되어 형성되어 있고, 그 매거진(21)의 하부에는 그 매거진(21)을 수직으로 구동시키기 위한 매거진 승강 모터(41)가 결합되어 있다. 매거진(21)의 슬롯 수는 다이 어태치로부터 칩 실장 프레임이 공급되는 시간과 경화 조건 등을 고려하여 결정되며, 바람직하게는 최소 20개의 슬롯(23)을 형성하여 다이 어태치 장치(110)의 대기 시간이 없도록 하여 설비 성능을 최대한 향상시키도록 한다.The magazine 21 is formed by arranging a plurality of slots 23 in the vertical direction so that the chip mounting frame 5 can be inserted therein, and the magazine 21 is vertically disposed below the magazine 21. Magazine lift motor 41 for driving is coupled. The number of slots of the magazine 21 is determined in consideration of the time when the chip mounting frame is supplied from the die attach, curing conditions, and the like. Preferably, at least 20 slots 23 are formed to form the die attach device 110. There is no waiting time to maximize the performance of the facility.

쳄버(11) 내에서 매거진(21)과 이웃하여 열전도성 재질의 히터 블록(33)이 설치되어 있고, 히터 블록(33)의 내부를 복수의 히터(35)가 관통하도록 결합되어 있다. 히터(35)에 의해 인가되는 열이 히터블록(33)에 전달되어 쳄버(11)의 내부 공간이 경화에 요구되는 특정 온도를 갖게 된다. 히터블록(33)의 주변에는 쳄버(21) 내부의 뜨거운 공기를 순환시킬 수 있도록 모터(51)에 의해 구동되는 팬(53)이 설치되어 있다. 경화 온도와 경화 시간은 반도체 장치의 종류 및 규격에 따라 달라질 수 있으나, 통상적으로 150±10℃ 정도가 적당하다. 참조번호 71은 경화 장치(10)가 설치되는 메인 프레임이다.In the chamber 11, a heater block 33 made of a thermally conductive material is provided adjacent to the magazine 21, and a plurality of heaters 35 are coupled through the inside of the heater block 33. Heat applied by the heater 35 is transferred to the heater block 33 so that the internal space of the chamber 11 has a specific temperature required for curing. A fan 53 driven by the motor 51 is installed around the heater block 33 to circulate the hot air inside the chamber 21. The curing temperature and curing time may vary depending on the type and specification of the semiconductor device, but typically about 150 ± 10 ° C. is appropriate. Reference numeral 71 denotes a main frame on which the curing device 10 is installed.

동작을 설명하면, 다이 어태치 장치(110)의 인덱스 레일(115)로부터 리드프레임 또는 서브스트레이트와 같은 칩 실장 프레임(5)이 출입구를 통하여 공급된다. 다이 어태치 장치(110)측의 언로딩 수단(도시 안됨)에 의해 쳄버 내부에 위치한 매거진(21)의 슬롯(23)에 수납되며, 매거진 승강 모터(41)의 구동에 의해 슬롯(23)들 중 아래쪽부터 순차적으로 위쪽으로 칩 실장 프레임(5)이 수납된다.In operation, the chip mounting frame 5, such as a lead frame or substrate, is supplied from the index rail 115 of the die attach device 110 through the doorway. The slots 23 are stored in the slot 23 of the magazine 21 located inside the chamber by the unloading means (not shown) on the side of the die attach apparatus 110, and the slots 23 are driven by the magazine lifting motor 41. The chip mounting frame 5 is stored sequentially from the bottom to the top.

한편, 쳄버(11)의 내부는 히터 어셈블리(31)에 의해 뜨거워진 쳄버 내부의 공기가 팬(53)에 의해 순환되면서 경화에 요구되는 일정 온도, 예컨대 150±10℃로 유지되며 칩 실장 프레임(5)에 열이 전달된다. 이에 의해 에폭시 수지 접착제, 예컨대 은-에폭시(Ag epoxy)가 경화된다.On the other hand, the inside of the chamber 11 is maintained at a constant temperature required for curing, for example, 150 ± 10 ° C. while the air inside the chamber heated by the heater assembly 31 is circulated by the fan 53, and the chip mounting frame ( Heat is transferred to 5). This cures an epoxy resin adhesive such as silver epoxy.

일정 시간 동안의 경화 과정을 거쳐 경화가 완료된 특정 칩 실장 프레임(5)은 매거진 승강 모터(41)에 의해 매거진(21)이 수직으로 구동되면서 쳄버(11)의 출구(18) 높이에 위치되며, 이때 다른 다이 어태치 장치 측의 로딩 수단에 의해 출구(18)를 통하여 인덱스 레일(125)로 배출된다.The specific chip mounting frame 5, which has been cured through a curing process for a predetermined time, is positioned at the height of the outlet 18 of the chamber 11 while the magazine 21 is vertically driven by the magazine lifting motor 41. At this time, it is discharged to the index rail 125 through the outlet 18 by the loading means on the other die attach apparatus side.

본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치는 다이 어태치 장치에 인라인 설치되어 다이 어태치 즉시 경화가 이루어지도록 하여 공정에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다. 또한, 칩 실장 프레임이 수납되는 복수의 슬롯을 가지고 있고 선입선출 방식으로 경화가 이루어져 다이 어태치 장치에서의 대기 시간이 필요 없이 공급 즉시 경화가 이루어진다. 칩 실장 프레임의 공급 시간이 빠를 경우 보다 많은 수의 슬롯을 갖는 매거진을 사용하면 된다.The curing apparatus having a magazine according to the present invention can be installed inline in the die attach apparatus so that the die attach can be cured immediately, thereby greatly reducing the time required for the process. In addition, the chip mounting frame has a plurality of slots to be housed, and the curing is carried out in a first-in first-out manner so that the curing is performed immediately upon supply without the waiting time in the die attach apparatus. If the supply time of the chip mounting frame is fast, a magazine with a larger number of slots may be used.

이상과 같은 본 발명에 따른 매거진을 갖는 경화 장치에 따르면, 다이 어태치 공정 및 경화 공정에서의 자재의 이동시간과 대기시간이 요구되지 않거나 크게 줄어들고 경화 공정을 짧게 할 수 있어 가공 시간이 짧아질 수 있다. 더욱이, 다이 어태치 장치의 대기 시간이 없어지거나 크게 감소될 수 있다.According to the curing apparatus having a magazine according to the present invention as described above, the movement time and waiting time of the material in the die attach process and curing process is not required or greatly reduced, the curing process can be shortened and the processing time can be shortened. have. Moreover, the wait time of the die attach device may be lost or greatly reduced.

Claims (3)

내부 공간을 외부와 격리되며 칩 실장 프레임의 출입을 위한 출입구가 마련된 쳄버와, 상기 쳄버의 내부에 설치되어 온도를 상승시키는 히터 어셈블리와, 상기 쳄버의 내부에 설치되어 공기를 순환시키는 팬과, 상기 팬을 구동시키는 팬 구동수단과, 칩 실장 프레임이 삽입되어 수납되는 복수의 슬롯이 수직 방향으로 배치되어 있는 매거진과, 상기 매거진을 수직으로 위치 이동시키는 매거진 승강 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진을 갖는 경화 장치.A chamber in which the inner space is isolated from the outside and provided with a doorway for entry and exit of the chip mounting frame, a heater assembly installed inside the chamber to increase the temperature, a fan installed inside the chamber to circulate air, and A magazine comprising a fan driving means for driving a fan, a magazine in which a plurality of slots into which the chip mounting frame is inserted and arranged are arranged in a vertical direction, and a magazine lifting means for vertically moving the magazine; Having curing device. 제 1항에 있어서, 상기 매거진은 20개의 슬롯을 갖는 것을 특징으로 하는 매거진을 갖는 경화 장치.The apparatus of claim 1, wherein the magazine has twenty slots. 제 1항에 있어서, 상기 쳄버는 각 칩 실장 프레임에 대하여 150±10℃의 경화 온도로 5±2분 동안 인가하는 것을 특징으로 하는 매거진을 갖는 경화 장치.The hardening apparatus according to claim 1, wherein the chamber is applied for 5 ± 2 minutes at a curing temperature of 150 ± 10 ° C. for each chip mounting frame.
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