KR200447995Y1 - 가압 유닛 - Google Patents

Abstract

다이 본딩 헤드의 가압 유닛은 하우징, 핀, 코일 스프링 및 로드셀을 포함한다. 하우징은 상하 이동하며, 하부가 개방된 중공 형태를 갖는다. 핀은 하우징의 관통하여 중공을 따라 상하로 이동하고, 상단 및 하단에 각각 걸림턱을 가지며 다이 흡착 유닛과 접촉한다. 코일 스프링은 하우징의 중공에 핀을 감싸도록 구비되며, 하우징이 하강함에 따라 압축되어 다이 흡착 유닛을 가압하기 위한 하중을 핀에 제공한다. 로드셀은 핀의 하단에 구비되어 하중을 측정한다.

Description

가압 유닛{Ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ}

본 고안은 가압 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상물을 가압하는 가압 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지 공정은 웨이퍼를 절단하여 반도체 칩인 다이로 개별화하는 소잉(Sawing)공정, 개별화된 다이들을 기판에 부착하는 다이 본딩 공정, 상기 다이와 상기 기판의 접속 패드들을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공정, 상기 다이와 상기 다이의 주변부를 몰딩하는 몰딩공정 및 상기 기판의 볼 패드에 외부 접속 단자를 형성하는 공정을 포함한다.

상기 다이 본딩 공정은 접착제가 도포된 인쇄회로기판, 리드 프레임 등의 기판에 상기 다이를 접촉한 후, 상기 다이를 가압하여 이루어진다. 상기 소잉된 다이의 픽업 및 가압은 다이 본딩 헤드에 의해 수행된다. 상기 다이 본딩 헤드는 상기 다이를 진공으로 흡착하는 다이 흡착 유닛과 상기 다이 흡착 유닛을 가압하는 가압 유닛을 포함한다.

도 1은 종래 기술에 따른 가압 유닛(1)을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 가압 유닛(1)은 몸체(10), 상기 몸체(10)를 따라 상 하로 슬라이딩하는 슬라이드(20), 상기 몸체(10)를 관통하며 하단이 상기 슬라이드(20)의 상면 일측에 고정되는 핀(30), 상기 핀(30)의 상단에 구비되며, 상기 핀(30)이 하방으로 이탈되는 것을 방지하는 고정턱(40) 및 상기 핀(30)을 감싸도록 구비되는 코일 스프링(50)을 포함한다.

도 2는 도 1에 도시된 가압 유닛(1)의 가압 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상가 가압 유닛(1)은 상기 몸체(10)가 하방으로 이동하면서 다이 흡착 유닛(미도시)과 접촉하는 상기 슬라이드(20)가 상기 몸체(10)를 따라 상방으로 슬라이딩된다. 상기 슬라이드(20)의 슬라이딩에 따라 상기 코일 스프링(50)이 압축된다. 상기 코일 스프링(50)의 변형량이 상기 다이 흡착 유닛에 가해지는 하중으로 변환된다.

상기 다이 흡착 유닛에 가해지는 상기 하중에는 상기 슬라이드(20)와 상기 핀(30)의 무게로 인한 하중도 포함된다. 그러므로, 상기 가압 유닛(1)은 상기 슬라이드(20)의 무게로 인한 하중보다 낮은 하중으로 상기 다이 흡착 유닛을 가압할 수 없다. 또한, 상기 가압 유닛(1)이 높은 하중으로 상기 다이 흡착 유닛을 가압하는 경우, 'L'자 형태를 가지는 상기 슬라이드(20)가 파손될 수 있다.

본 고안은 낮은 하중이 요구되는 다이 본딩 공정 및 높은 하중이 요구되는 다이 본딩 공정에 모두 사용할 수 있는 가압 유닛을 제공한다.

본 고안은 상기 가압 유닛을 갖는 다이 본딩 헤드를 제공한다.

본 고안에 따른 가압 유닛은 상하 이동하며, 하부가 개방된 중공의 하우징, 상기 하우징의 관통하여 상기 중공을 따라 상하로 이동하고, 상단 및 하단에 각각 걸림턱을 가지며, 상기 하단이 대상물과 접촉하는 핀 및 상기 하우징의 중공에 상기 핀을 감싸도록 구비되며, 상기 하우징이 하강함에 따라 하단에서 상단으로 압축되어 상기 대상물을 가압하기 위한 하중을 상기 핀에 제공하는 코일 스프링을 포함한다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 핀의 상단에 구비된 걸림턱은 상기 핀과 분리될 수 있다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 상기 가압 유닛은 상기 핀의 하단에 구비되며, 상기 하중을 측정하기 위한 로드셀(load cell)을 더 포함할 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가압 유닛은 상기 하우징을 상하로 이동시키는 리니어 모터를 더 포함할 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가압 유닛은 상기 하우징과 상기 핀 사이에 구비되며, 상기 하우징과 상기 핀의 마찰을 감소시키기 위한 베어링을 더 포함할 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 하중은 0.1kgf/㎡ 내지 10kgf/㎡ 일 수 있다.

본 고안에 따른 다이 본딩 헤드는 다이를 진공으로 흡착하기 위한 다이 흡착 유닛 및 상하 이동하며, 하부가 개방된 중공의 하우징, 상기 하우징의 관통하여 상기 중공을 따라 상하로 이동하고 상단 및 하단에 각각 걸림턱을 가지며, 상기 하단이 상기 다이 흡착 유닛과 접촉하는 핀 및 상기 하우징의 중공에 상기 핀을 감싸도록 구비되며, 상기 하우징이 하강함에 따라 하단에서 상단으로 압축되어 상기 다이 흡착 유닛을 가압하기 위한 하중을 상기 핀에 제공하는 코일 스프링을 포함하는 가압 유닛을 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 흡착 유닛은 상기 가압 유닛의 하부에 구비될 수 있다.

상기 하우징의 하강폭을 조절하여 다이 흡착 유닛에 가해지는 하중을 조절할 수 있다. 그러므로, 다이 본딩 공정의 종류에 따라 다이 본딩 헤드의 가압 유닛은 작은 하중에서 큰 하중까지 다양하게 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 가압 유닛에 대해 상세히 설명한다. 본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 고안의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 가압 유닛(100)을 갖는 다이 본딩 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 다이 본딩 헤드(100)는 다이를 진공으로 흡착하기 위한 다이 흡착 유닛(110) 및 상기 다이를 기판에 부착하기 위해 상기 다이 흡착 유닛(110)을 가압하는 가압 유닛(120)을 포함한다.

상기 다이 흡착 유닛(110)은 몸체(112) 및 펌프(114)를 포함한다.

상기 몸체(112)는 다이(D)를 흡착하기 위해 내부에 진공 라인(112a)을 갖는다. 상기 펌프(114)는 상기 진공 라인(112)과 연결되며, 상기 몸체(112)가 상기 다이(D)를 흡착하도록 진공력을 제공한다.

상기 다이 흡착 유닛(110)은 다이(D)를 진공으로 흡착하여 접착 물질이 도포된 기판(미도시)으로 이송한다.

상기 가압 유닛(120)은 하우징(121), 핀(122), 로드셀(123), 코일 스프링(124), 베어링(125) 및 리니어 모터(126)를 포함한다.

상기 하우징(121)은 하방이 개방된 중공 형태를 갖는다. 상기 하우징(121)은 높은 강성을 갖는 물질로 이루어진다. 상기 물질의 예로는 서스 등을 들 수 있다.

상기 핀(122)은 상기 하우징(121)의 중공을 지나도록 상기 하우징(121)을 관통한다. 상기 핀(122)과 상기 하우징(121)은 중심축(X)이 일치한다. 상기 핀(122) 은 상기 하우징(121)에 의해 가이드되면서 상기 중심축을 따라 상하로 이동될 수 있다.

상기 핀(122)은 제1 걸림턱(122a)과 제2 걸림턱(122b)을 갖는다. 상기 제1 걸림턱(122a)은 상기 핀(122)의 상단에 구비된다. 상기 제1 걸림턱(122a)은 상기 하우징(121)의 상부면과 접촉하여 상기 핀(122)이 상기 하우징(121)의 하방으로 이탈되는 것을 방지한다. 상기 제2 걸림턱(122b)은 상기 핀(122)의 하단에 구비된다. 상기 제2 걸림턱(122b)은 후술하는 코일 스프링(124)이 상기 핀(122)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.

한편, 상기 제1 걸림턱(122a)은 분리가 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 걸림턱(122a)은 상기 핀(122)의 상단에 나사로 체결될 수 있다. 상기 제1 걸림턱(122a)이 상기 핀(122)으로부터 분리되는 경우, 상기 코일 스프링(124)을 용이하게 교체할 수 있다.

상기 로드셀(123)은 상기 제2 걸림턱(122b)의 하면에 구비된다. 상기 로드셀(123)은 상기 다이 흡착 유닛(110)의 상부면과 접촉하여 상기 다이 흡착 유닛(110)에 가해지는 하중을 측정한다.

한편, 상기 로드셀(123)은 상기 제2 걸림턱(122b)이 없는 핀(122)의 하단면에 구비될 수 있으며, 이때, 상기 로드셀(123)은 상기 코일 스프링(124)이 상기 핀(122)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

상기 코일 스프링(124)은 상기 핀(122)은 감싸도록 상기 하우징(121)의 중공에 구비된다. 상기 코일 스프링(124)은 상기 제2 걸림턱(122b)에 의해 지지되므로 상기 핀(122)으로부터 이탈하지 않는다. 상기 하우징(121)의 이동에 따라 상기 코일 스프링(124)은 변형되며, 상기 변형된 코일 스프링(124)의 복원력이 상기 핀(122)이 상기 다이 흡착 유닛(110)을 가압하는 하중으로 변환된다.

도 4는 도 3에 도시된 가압 유닛의 가압 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 로드셀(123)이 상기 다이 흡착 유닛(110)의 상부면에 접촉한 상태에서 상기 하우징(121)이 하강하면, 상기 핀(122)이 상기 베어링(125)에 의해 가이드되면서 상승한다. 상기 핀(122)이 상승함에 따라 상기 코일 스프링(124)이 압축된다. 그러므로, 상기 코일 스프링(124)은 하단에서 상단으로 압축된다. 상기 압축된 코일 스프링(124)이 상기 제2 걸림턱(122b)을 가압하므로, 상기 핀(122)이 상기 다이 흡착 유닛(110)을 가압한다.

상기 하우징(121)의 하강폭이 큰 경우, 상기 코일 스프링(124)이 많이 압축되므로, 상기 다이 흡착 유닛(110)에 가해지는 하중이 크다. 상기 하우징(121)의 하강폭이 작은 경우, 상기 코일 스프링(124)이 적게 압축되므로, 상기 다이 흡착 유닛(110)에 가해지는 하중이 작다. 따라서, 상기 하우징(121)의 하강폭을 조절함으로써 상기 다이 흡착 유닛(110)에 가해지는 하중을 조절할 수 있다. 또한, 상기 핀(122)의 무게가 상대적으로 작으므로, 상기 가압 유닛(100)은 상대적으로 낮은 하중을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 하우징(121)과 상기 핀(122)이 동일한 중심축(X)을 가지므로, 상기 하우징(121)의 하강폭과 상기 핀(122)의 이동 거리가 선형적으로 비례하므로, 상기 가압 유닛(120)의 가압력을 정밀하게 조절할 수 있다. 따라서, 상기 가압 유 닛(120)은 상대적으로 낮은 하중이 요구되는 다이 본딩 공정에 사용할 수 있다.

상기 가압 유닛(120)이 제공할 수 있는 하중의 범위는 약 0.1kgf/㎡ 내지 10kgf/㎡ 이다. 상기 다이 본딩 헤드(100)가 상기 기판의 상부면에 상기 다이(D)를 본딩하는 경우, 상가 가압 유닛(120)은 상대적으로 낮은 하중을 제공한다. 예를 들면, 상기 가압 유닛(120)은 약 0.1kgf/㎡ 내지 약 1kgf/㎡ 사이의 하중을 제공한다. 상기 다이 본딩 헤드(100)가 상기 기판의 하부면에 상기 다이(D)를 본딩하는 경우, 상가 가압 유닛(120)은 상대적으로 높은 하중을 제공한다. 예를 들면, 상기 가압 유닛(120)은 약 1kgf/㎡ 내지 약 10kgf/㎡ 사이의 하중을 제공한다.

상기 베어링(125)은 상기 하우징(121)과 상기 핀(122) 사이에 구비된다. 상기 베어링(125)은 상기 하우징(121)과 상기 핀(122) 사이의 마찰력을 감소시키므로 상기 핀(122)이 부드럽게 상하로 이동할 수 있다. 또한, 상기 베어링(125)은 상기 핀(122)을 감싸도록 구비되어 상기 핀(122)을 지지하므로, 상기 핀(122)이 상하로 이동할 때 상기 핀(122)이 좌우로 요동하는 것을 방지할 수 있다.

상기 리니어 모터(126)는 상기 하우징(121)과 연결되며, 상기 하우징(121)을 상하로 이동시키기 위한 구동력을 제공한다. 또한, 상기 리니어 모터(126)에 의해 제공되는 구동력을 조절하므로써 상기 다이 흡착 유닛(110)에 가해지는 하중을 조절할 수 있다. 상기 리니어 모터(126) 대신에 상기 하우징(121)을 직선 왕복이동시키는 다른 구동 수단이 채용될 수 있다. 상기 구동 수단의 예로는 유압 실린더, 공압 실린더, 볼 스크류 등을 들 수 있다.

이하에서는 상기 다이 본딩 헤드(100)의 동작에 대해 설명한다.

우선, 상기 다이 본딩 헤드(100)가 다수의 다이(D)들이 부착된 시트로 이동한다. 상기 펌프(114)가 상기 진공 라인(112a)에 진공력을 제공하고, 상기 몸체(112)는 상기 진공력으로 상기 다이(D)를 흡착한다. 따라서, 상기 다이 흡착 유닛(110)이 상기 다이(D)를 진공으로 흡착한다.

상기 다이(D)를 흡착한 다이 본딩 헤드(100)가 접착 물질이 도포된 기판으로 이동하여 상기 다이(D)를 상기 기판에 접촉시킨다.

상기 리니어 모터(126)를 구동하여 상기 하우징(121)을 하강시킨다. 상기 하우징(121)이 하강함에 따라 상기 로드셀(123)이 상기 다이 흡착 유닛(110)의 상부면과 접촉하고, 상기 핀(122)은 상대적으로 상승한다. 상기 핀(122)이 상승함에 따라 상기 코일 스프링(124)이 압축되고, 압축된 코일 스프링(124)이 상기 핀(122)을 가압함으로써 상기 다이 흡착 유닛(110)에 하중이 가해진다. 따라서, 가압 유닛(110)이 상기 다이 흡착 유닛(110)을 일정한 하중으로 가압하여 상기 다이(D)를 상기 기판에 완전히 부착시킨다.

이후, 상기 리니어 모터(126)를 구동하여 상기 하우징(121)을 상승시켜, 상기 가압 유닛(120)이 상기 다이 흡착 유닛(110)에 가하는 하중을 제거한다. 또한, 상기 펌프(114)의 작동을 중단하고 상기 진공 라인(112a)의 진공력을 제거함으로써 상기 다이 흡착 유닛(110)을 상기 기판에 부착된 다이(D)로부터 분리한다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 실시예들에 따른 가압 유닛은 상기 하우징의 하강폭을 조절하여 다이 흡착 유닛에 가해지는 하중을 조절할 수 있다. 그러므로, 상기 가압 유닛과 다이 흡착 유닛을 포함하는 다이 본딩 헤드는 다이 본딩 공정의 종류에 따라 작은 하중에서 큰 하중까지 다양하게 제공하여 기판에 다이를 본딩할 수 있다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안 청구 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 가압 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 가압 유닛의 가압 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 가압 유닛을 갖는 다이 본딩 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 가압 유닛의 가압 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 다이 본딩 헤드 110 : 다이 흡착 유닛

112 : 몸체 112a : 진공 라인

114 : 펌프 120 : 가압 유닛

121 : 하우징 122 : 핀

123 : 로드셀 124 : 코일 스프링

125 : 베어링 126 : 리니어 모터

D : 다이

Claims (6)

1. 상하 이동하며, 하부가 개방된 중공의 하우징;

   상기 하우징을 관통하여 상기 중공을 따라 상하로 이동하고, 상단 및 하단에 각각 걸림턱을 가지며, 상기 하단이 대상물과 접촉하는 핀;

   상기 하우징의 중공에 상기 핀을 감싸도록 구비되며, 상기 하우징이 하강함에 따라 하단에서 상단으로 압축되어 상기 대상물을 가압하기 위한 하중을 상기 핀에 제공하는 코일 스프링; 및

   상기 핀의 하단에 구비되며, 상기 하중을 측정하기 위한 로드셀(load cell)을 포함하고,

   상기 핀의 상단에 구비된 걸림턱은 상기 핀과 분리되는 것을 특징으로 하는 가압 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 하우징을 상하로 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유닛.
5. 제1항에 있어서, 상기 하우징과 상기 핀 사이에 구비되며, 상기 하우징과 상기 핀의 마찰을 감소시키기 위한 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유닛.
6. 제1항에 있어서, 상기 하중은 0.1kgf/㎡ 내지 10kgf/㎡ 인 것을 특징으로 하는 가압 유닛.

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