KR200461351Y1 - 반도체소자 몰딩용 금형장치 - Google Patents

반도체소자 몰딩용 금형장치 Download PDF

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KR200461351Y1 KR20080008476U KR20080008476U KR200461351Y1 KR 200461351 Y1 KR200461351 Y1 KR 200461351Y1 KR 20080008476 U KR20080008476 U KR 20080008476U KR 20080008476 U KR20080008476 U KR 20080008476U KR 200461351 Y1 KR200461351 Y1 KR 200461351Y1
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Abstract

본 고안은 반도체소자 몰딩용 금형장치에 관한 것으로서, 하우징 블록, 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고 상기 반도체소자가 몰딩되는 몰딩홈이 형성되는 캐비티 블록, 및 상기 캐비티 블록의 측면에 밀착된 상태로 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고 봉지재가 용융되어 이동하는 통로를 이루는 유로홈이 형성되는 컬 블록을 포함하는 상부 금형; 및 상기 상부 금형의 하측에 위치되어 몰딩 공정이 수행될 때에 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록의 하면에 가압 밀착되는 하부 금형;을 포함하되, 상기 컬 블록은, 가열되면 부피가 팽창하여 상기 컬 블록을 상기 하우징 블록에 대하여 하측으로 위치 이동시키는 복수의 열팽창 부재에 의해 상기 하우징 블록과 연결된다.
본 고안의 반도체소자 몰딩용 금형장치를 이용하면, 몰딩 공정이 수행될 때 플래쉬가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 제작 비용이 저렴하며, 구조가 간단하여 유지보수 시에 용이하게 분해 및 조립될 수 있다.
반도체소자, 몰딩, 금형장치, 컬 블록, 열팽창 부재

Description

반도체소자 몰딩용 금형장치 {Mold apparatus for molding semiconductor device}
본 고안은 반도체소자 몰딩용 금형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 몰딩 공정이 수행될 때 플래쉬가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 저렴하게 제작될 수 있으며, 구조가 간단하여 유지보수를 위해 용이하게 분해 및 조립될 수 있는 반도체소자 몰딩용 금형장치에 관한 것이다.
일반적인 반도체칩 제조 후공정에 있어서, 웨이퍼(Wafer)에서 절단되고 낱개로 분리된 복수의 반도체칩을 리드프레임이나 인쇄회로기판과 같은 기판자재에 부착한 반도체소자는, 그 내부회로 등을 보호하기 위해 봉지재(EMC; Epoxy molding compound)로 외부를 감싸는 몰딩(Molding) 공정을 거치게 된다.
이후, 몰딩된 반도체소자는, 댐바(Dambar) 부분을 커팅하는 트리밍(Trimming) 공정과 기판자재의 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍(Forming) 공정, 및 상기 공정을 거쳐 완성된 반도체소자 패키지의 양부를 검사하는 테스트 공정을 거친다.
여기서 상술한, 몰딩 공정은 반도체소자 몰딩용 금형장치를 포함하는 반도체 소자 몰딩시스템에 의해 이루어진다. 반도체소자 몰딩시스템에 있어서, 반도체소자 몰딩용 금형장치는 반도체소자와 봉지재를 금형 내에 위치시키고, 가열 및 가압하여 반도체소자를 봉지재로 몰딩한다.
이를 위해, 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 크게 상부 금형(10), 하부 금형(20) 및 구동부(미도시)로 구성된다. 여기서, 상부 금형(10)은 하우징 블록(11), 한 쌍의 캐비티 블록(12) 및 컬 블록(13)을 포함하고, 상기 구동부에 의해 승강할 수 있도록 구비된다.
상기 하우징 블록(11)은 그 하면에 한 쌍의 캐비티 블록(12)이 설치되는데, 캐비티 블록(12)의 하면에는 반도체소자가 몰딩되는 공간을 형성하는 몰딩홈(12-1)이 형성된다. 상기 컬 블록(13)은 한 쌍의 캐비티 블록(12)의 사이에 설치되고, 그 하면에 용융된 봉지재가 이동하는 통로를 이루는 유로홈(13-1)이 형성된다.
상기 하부 금형(20)은 상부 금형(10)의 하측에 위치되고, 길이방향으로 봉지재가 각각 위치되는 복수의 포트(Port; 21)가 형성된다. 그리고, 몰딩 공정이 수행될 때, 하부 금형(20)의 상면에는 몰딩 대상 반도체소자가 안착된다.
상기 하부 금형(20)은 상부 금형(10)이 하강하여 몰딩 공정이 수행될 때에 캐비티 블록(12) 및 컬 블록(13)의 하면에 가압 밀착된다. 그러면 상기 몰딩홈(12-1)은 하측이 하부 금형(20)에 의해 밀폐되어 반도체소자가 몰딩되는 공간인 몰딩 영역을 형성하고, 상기 유로홈(13-1)은 하측이 하부 금형(20)에 의해 밀폐되어 용융된 봉지재가 이동하는 통로인 런너 영역을 형성한다.
상기 상ㆍ하부 금형(10, 20)이 가압 밀착된 후에는, 포트(21) 내부에 위치된 봉지재가 가열되어 용융된 상태로 플런저(Plunger)에 의해 가압되면, 런너 영역을 통과하여 몰딩 영역을 채움으로써 몰딩 영역 내부에 위치되는 반도체소자에 대한 몰딩 공정이 수행된다.
여기서, 상ㆍ하부 금형(10, 20)이 가압 밀착될 때에 하부 금형(20)의 상면에 반도체소자가 위치되므로, 캐비티 블록(12)의 하면과 하부 금형(20)의 상면 사이에 반도체소자의 댐바 부분이 게재된다.
한편, 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치에 있어서, 캐비티 블록(12) 및 컬 블록(13)은 하우징 블록(11)의 하면에 고정 설치되어 일체로 구비되는데, 이로 인해, 캐비티 블록(12)은, 상ㆍ하부 금형(10, 20)이 가압 밀착될 때 반도체소자의 댐바 부분 두께에 따라 하부 금형(20)과의 밀착성의 세기가 달라진다.
즉, 캐비티 블록(12)과 하부 금형(20) 사이에 게재되는 반도체소자의 댐바 부분 두께가 두꺼우면 캐비티 블록(12)과 하부 금형(20) 간의 밀착성은 강해지지만, 컬 블록(13)과 하부 금형(20) 간의 밀착성은 약해진다. 반대로, 캐비티 블록(12)과 하부 금형(20) 사이에 게재되는 반도체소자의 댐바 부분 두께가 얇으면 캐비티 블록(12)과 하부 금형(20) 간의 밀착성은 약해지지만, 컬 블록(13)과 하부 금형(20) 간의 밀착성은 강해진다.
이렇게 반도체소자의 댐바 부분 두께에 따라 하부 금형(20)과의 밀착성의 세기가 달라지는 것은 기판자재가 리드 프레임으로 구비되는 경우인데, 기판자재가 인쇄회로기판으로 구비되는 경우에도 동일한 원리로서 인쇄회로기판의 두께에 따라 하부 금형(20)과의 밀착성의 세기가 달라진다.
상술한 바와 같이, 캐비티 블록(12) 또는 컬 블록(13)이 하부 금형(20)과의 밀착성이 약해지면, 런너 영역 또는 몰딩 영역의 밀폐성이 저하되어 용융된 봉지재가 반도체소자의 댐바 또는 인쇄회로기판과 캐비티 블록(12) 사이 또는 컬 블록(13)과 하부 금형(20) 사이로 새어 나와 굳어져 버리는 문제점이 발생된다.
이렇게 반도체소자의 댐바 또는 인쇄회로기판과 캐비티 블록(12) 사이 또는 컬 블록(13)과 하부 금형(20) 사이로 봉지재가 새어나와 굳은 것을 플래쉬(Flash)라고 하는데, 도 2a 내지 도 2c는 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치를 사용한 경우, 플래쉬가 심하게 발생한 반도체소자 몰딩체, 하부 금형(20) 및 상부 금형(10)의 일부분을 보여주는 사진이다.
이와 같은 플래쉬가 반도체소자의 댐바에 발생하면, 이후 댐바를 제거하는 트리밍 공정에서 몰딩된 반도체소자가 손상될 수 있고, 트리밍 펀치의 오동작이 발생될 수 있다. 뿐만 아니라, 이후 테스트 공정 중 이러한 플래쉬에 의해 소켓과의 접촉불량으로 에러가 발생될 수도 있다.
또한, 플래쉬에 의해 발생된 미세 플래쉬 조각들이 기판자재 또는 반도체칩 등에 점착되면, 후속 공정에서 장비의 손상 또는 반도체소자의 손상을 야기할 수 있다.
뿐만 아니라, 이러한 플래쉬가 하부 금형(20) 및 컬 블록(13)에 발생하여 집적되면, 컬 블록(30)과 하부 금형(20)의 밀착성을 더욱 약하게 하여 플래쉬의 발생이 심화되는 문제점이 발생되고, 이에 따라 반도체소자에 대한 몰딩 불량이 빈번하게 발생된다.
따라서, 최근에는 이러한 플래쉬의 발생을 방지하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치의 상부 금형(10)에 디스크 스프링(30)을 적용하여 캐비티 블럭(12)과 하부 금형(20)의 밀착성을 향상시키거나, 스프링 핀을 적용하여 캐비티 블럭(12)과 하부 금형(20)의 밀착성을 향상시키는 등의 다양한 노력이 이루어지고 있다.
그러나, 디스크 스프링(30) 또는 스프링 핀 등을 적용한 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치는 그 구조가 복잡한 단점이 있고, 디스크 스프링(30) 또는 스프링 핀 등의 수명이 제한적이므로 일정 주기로 교체해 주어야 하는 번거로움이 있다.
뿐만 아니라, 이러한 교체 등을 위한 장비의 분해 및 재조립이 복잡하여, 교체 등에 많은 시간과 노동력이 소요되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 고안은, 몰딩 공정이 수행될 때 플래쉬가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 제작 비용이 저렴하며, 구조가 간단하여 유지보수를 위해 용이하게 분해 및 조립될 수 있는 반도체소자 몰딩용 금형장치를 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 고안에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치는, 하우징 블록, 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고 상기 반도체소자가 몰딩되는 몰딩홈이 형성되는 캐비티 블록, 및 상기 캐비티 블록의 측면에 밀착된 상태로 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고 봉지재가 용융되어 이동하는 통로를 이루는 유로홈이 형성되는 컬 블록을 포함하는 상부 금형; 및 상기 상부 금형의 하측에 위치되어 몰딩 공정이 수행될 때에 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록의 하면에 가압 밀착되는 하부 금형;을 포함하되, 상기 컬 블록은, 가열되면 부피가 팽창하여 상기 컬 블록을 상기 하우징 블록에 대하여 하측으로 위치 이동시키는 복수의 열팽창 부재에 의해 상기 하우징 블록과 연결된다.
상기 열팽창 부재는, 열팽창계수가 50×10-6/℃ 이상으로 구비될 수 있다.
상기 열팽창 부재는, 폴리테트라 플로로에틸렌(PTFE)으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 열팽창 부재는, 상기 컬 블록의 상면에 형성된 복수의 수용홈 내부에 각각 삽입된 형태로 상기 컬 블록에 설치될 수 있다.
상기 열팽창 부재는, 원기둥 형상으로 구비되어 하측부가 상기 컬 블록에 설치되고, 하측부가 상기 하우징 블록에 설치될 수 있다.
상기 열팽창 부재는, 다공성 구조를 갖도록 구비될 수 있다.
본 고안에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치는, 하우징 블록, 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고 상기 반도체소자가 몰딩되는 몰딩홈이 형성되는 캐비티 블록, 및 상기 캐비티 블록의 측면에 밀착된 상태로 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고 봉지재가 용융되어 이동하는 통로를 이루는 유로홈이 형성되는 컬 블록을 포함하는 상부 금형; 및 상기 상부 금형의 하측에 위치되어 몰딩 공정이 수행될 때에 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록의 하면에 가압 밀착되는 하부 금형;을 포함하되, 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록은, 가열되면 부피가 팽창하여 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록을 상기 하우징 블록에 대하여 하측으로 위치 이동시키는 복수의 열팽창 부재에 의해 상기 하우징 블록과 연결된다.
이러한 본 고안의 반도체소자 몰딩용 금형장치에 의하면, 열팽창 계수가 높은 다공성 물질로 이루어진 열팽창 부재로 컬 블록과 하우징 블록 또는 캐비티 블록과 하우징 블록을 연결함으로써, 컬 블록과 하부 금형 또는 캐비티 블록과 하부 금형 간의 밀착성을 향상시켜, 용융된 봉지재가 새어 나옴으로 형성되는 플래쉬의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
그러므로, 플래쉬 발생에 기인하는 트리밍 공정에서의 기판자재의 손상 및 트리밍 펀치의 오동작 발생을 방지할 수 있고, 이후 테스트 공정 중에 플래쉬로 인한 소켓과의 접촉불량 에러의 발생도 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 플래쉬로부터 발생된 미세 플래쉬 조각들이 기판자재 또는 반도체칩 등에 점착되어 후속 공정에서 장비의 손상 또는 반도체소자의 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 몰딩 공정이 수행될 때, 열팽창 계수가 높은 다공성의 열팽창 부재가 가열됨에 따라 부피가 크게 증가하는 성질, 및 다공성에 따른 탄성을 이용하므로 제작 비용이 저렴하고 구조가 간단할 뿐만 아니라, 반복적인 사용에도 열팽창 부재의 내구성은 거의 감소되지 않으므로 열팽창 부재의 수명이 길어 주기적으로 교체할 필요가 없다.
따라서, 잦은 유지보수가 필요하지 않으므로 유지보수에 필요한 시간 및 노동력을 절감할 수 있고, 설사 유지보수가 필요한 경우에도 구조가 간단하여 용이하게 분해 및 재조립할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 고안의 반도체소자 몰딩용 금형장치는 반도체소자 패키지 제조 공정 중 몰딩 공정을 수행하는 반도체소자 몰딩시스템에 구비되어 리드프레임이나 인쇄회로기판과 같은 기판자재에 부착된 반도체칩을 봉지재로 감싸는 몰딩 작업을 수행하는 장치이다. 이하에서는 이러한 반도체칩이 부착된 기판자재를 '반도체소자'라 하기로 한다.
이하, 첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치는 상부 금형(100), 상부 금형(100)의 하측에 위치되는 하부 금형(200), 상부 금형(100)을 승강시키는 구동부(미도시), 및 상ㆍ하부 금형(100, 200)을 가열하는 가열부(미도시)를 포함한다. 여기서, 상기 상부 금형(100)은 하우징 블록(110), 한 쌍의 캐비티 블록(120), 컬 블록(130) 및 복수의 열팽창 부재(300)를 포함한다.
상기 하우징 블록(110)은 캐비티 블록(120) 및 컬 블록(130)이 설치되는 곳이다. 한 쌍의 캐비티 블록(120)은 하우징 블록(110)의 하면에 컬 블록(130)의 너비만큼 이격된 상태로 설치되고, 그 하면에는 상ㆍ하부 금형(100, 200)이 밀착되었을 때, 반도체소자가 몰딩되는 공간인 몰딩 영역을 형성하는 몰딩홈(121)이 형성된다.
상기 컬 블록(130)은 그 양측면이 한 쌍의 캐비티 블록(120)의 일측면에 각각 밀착된 상태로, 한 쌍의 캐비티 블록(120) 사이의 하우징 블록(110) 하면 중심부에 설치된다. 상기 컬 블록(130)의 하면에는 상ㆍ하부 금형(100, 200)이 밀착되었을 때, 용융된 봉지재가 이동되는 통로인 런너 영역을 형성하는 유로홈(131)이 형성된다.
여기서, 상기 컬 블록(130)은 복수의 열팽창 부재(300)에 의해 하우징 블 록(110)의 하면에 설치된다. 복수의 열팽창 부재(300)는 원기둥 형상으로 구비되고, 하우징 블록(110)과 컬 블록(130)을 연결한다. 그리고, 상기 열팽창 부재(300)는 몰딩 공정이 수행될 때 가열부에 의해 가열되면 급격히 팽창하여 컬 블록(130)을 하우징 블록(110)에 대하여 하측으로 위치 이동시킨다.
이를 위해, 복수의 열팽창 부재(300)는 컬 블록(130)의 상면에 형성된 복수의 수용홈(132)의 내부에 각각 삽입된 상태로 하우징 블록(110)의 하면과 컬 블록(130)의 상면을 연결한다.
이때, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 열팽창 부재(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상온에서는 하우징 블록(110)의 하면과 컬 블록(130)의 상면이 접촉된 상태로 설치된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 상기 열팽창 부재(300)는 상온의 상태에서도 하우징 블록(110)의 하면과 컬 블록(130)의 상면이 약간 이격된 상태로 설치될 수도 있다.
여기서, 열팽창 부재(300)가 가열되면 그 부피가 급격히 팽창되고, 수용홈(132) 외부, 즉 컬 블록(130)의 하측으로 신장된다. 그러면, 열팽창 부재(300)가 하우징 블록(110)의 하면을 상측 방향으로 미는 형태가 되고, 그 반작용의 힘으로서 컬 블록(130)이 하우징 블록(110)에 대해 하측으로 위치 이동된다.
그러므로, 이후 상부 금형(100)이 구동부에 의해 하강되어 하부 금형(200)에 가압 밀착될 때, 복수의 열팽창 부재(300)가 컬 블록(130)을 하측의 하부 금형(200) 방향으로 가압하는 형태가 되어 컬 블록(130)과 하부 금형(200)이 강하게 밀착된다.
이에 따라, 상측은 컬 블록(130)의 하면에 형성된 유로홈(131), 하측은 하부 금형(200)의 상면으로 이루어지는 런너 영역의 밀폐성이 향상되어, 용융된 봉지재가 런너 영역을 통과할 때 컬 블록(130)과 하부 금형(200) 사이로 새는 것이 방지된다. 컬 블록(130)과 하부 금형(200) 사이로 새어나온 봉지재가 굳어 플래쉬가 발생되는 것인데, 복수의 열팽창 부재(300)는 상술한 바와 같이 컬 블록(130)과 하부 금형(200) 간의 밀착성을 향상시킴으로써 런너 영역의 밀폐성을 향상시켜 플래쉬의 발생을 효과적으로 방지하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 있어서 복수의 열팽창 부재(300)는 원기둥 형상으로 복수의 유로홈(131) 사이마다 3개씩 설치되어 있으나, 그 형상은 이에 한정되지 않고 직육면체 형상 등의 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수의 열팽창 부재(300)는 하우징 블록(110)과 컬 블록(130)을 서로 연결하도록 설치되면 되고, 그 설치 위치 또는 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 일반적으로 온도가 증가하면 대부분의 고체들은 부피가 증가하게 되는데, 11.0×10-6/℃ 내지 12.5×10-6/℃의 열팽창계수를 갖는 하우징 블록(110), 캐비티 블록(120), 및 컬 블록(130)과 비교하여, 상기 열팽창 부재(300)는 50×10-6/℃ 이상의 열팽창계수를 갖는 물질로 이루어진다. 그러한 물질 중 하나로서, 상기 열팽창 부재(300)는 바람직하게는 약 100×10-6/℃의 열팽창계수를 갖는 다공성 폴리테트라 플로로에틸렌(PTFE)으로 구비될 수 있다.
그리고, 다공성 폴리테트라 플로로에틸렌(PTFE)의 예와 같이, 상기 열팽창 부재(300)가 다공성 물질로 이루어질 경우, 스펀지가 가압에 의해 쉽게 변형되는 것과 같은 원리로서, 열팽창 부재(300)가 가압됨에 따른 수축성이 향상되어 과도한 압력이 상부 금형(100)이나 하부 금형(200)에 작용하는 것을 방지하고, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 다소 평행하게 접촉되지 못하는 경우에도 열팽창 부재(300)의 다공성으로 인해 컬 블록(130)이 하부 금형(200)에 대하여 평행하게 되도록 살짝 기울어질 수 있어 컬 블록(130)의 하부 금형(200)에 대한 밀착성이 향상될 수 있다.
본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 열팽창 부재(300)는 컬 블록(130)과 하부 금형(200)의 밀착성을 향상시키도록 하우징 블록(110)과 컬 블록(130)을 연결하는 부재로만 적용되었으나, 유사한 형태로서 캐비티 블록(120)과 하부 금형(200)의 밀착성을 향상시키도록 캐비티 블록(120)의 상면에 균일하게 분포되어 하우징 블록(110)과 캐비티 블록(120)을 연결하는 부재로도 사용될 수도 있다.
즉, 캐비티 블록(120)의 하면에는 몰딩 대상의 반도체소자(SD)가 안착되고, 상부 금형(100)이 하강하여 캐비티 블록(120)이 반도체소자(SD)의 댐바(D) 부분과 접촉되면서 상측은 캐비티 블록(120)의 하면에 형성된 몰딩홈(121), 하측은 반도체소자(SD)에 의해 몰딩 영역이 형성되는데, 하우징 블록(110)과 캐비티 블록(120)을 열팽창 부재로 연결하면, 캐비티 블록(120)이 하부 금형(200)의 상면에 안착된 반도체소자(SD)를 하측 방향으로 가압하여 상기 몰딩 영역의 밀폐성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 이 경우 캐비티 블록(120)과 반도체소자(SD)의 댐바(D) 부분 사이로 용융된 봉지재가 새는 것을 효과적으로 차단할 수 있어, 반도체소자(SD)의 댐바(D) 부분에 형성되는 플래쉬의 발생을 방지할 수 있다.
상기 하부 금형(200)은 상술한 바와 같이, 그 길이 방향으로 봉지재가 위치되는 복수의 포트(210)가 형성되고, 상부 금형(100)의 하측에 위치되어 상부 금형(100)의 승강에 따라 상부 금형(100)에 밀착 또는 분리된다.
그리고, 상기 구동부는 상부 금형(100)을 승강시켜 하부 금형(200)에 밀착 또는 분리시키는 역할을 하는데, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 구동부가 상부 금형(100)을 승강시키는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 구동부는 하부 금형(200)을 승강시켜 상부 금형(100)과 밀착 또는 분리되도록 구비될 수 있고, 상ㆍ하부 금형(100, 200)을 함께 승강시키는 형태로 구비될 수도 있다.
상기 가열부는, 몰딩 공정이 수행될 때, 상ㆍ하부 금형(100, 200)이 서로 밀착되면 상ㆍ하부 금형(100, 200)을 가열하여 복수의 포트(210) 내에 위치된 봉지재를 용융시킨다. 이렇게 용융된 봉지재는 포트(210) 내부에서 승강하도록 구비된 플런저(미도시)에 의해 가압되어 가열된 상ㆍ하부 금형(100, 200) 내부에 형성되는 런너 영역을 따라 몰딩 영역으로 흘러들어감으로써 반도체소자의 표면을 몰딩한다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 몰딩용 금형장치의 동작 및 사용상태를 구체적으로 설명한다.
먼저, 초기의 상온 상태에서는 도 5에서 보는 바와 같이 하우징 블록(110)의 하면과 컬 블록(130)의 상면이 접촉된 상태이다. 다음, 하부 금형(200)의 상면에 반도체소자(SD)가 공급 안착되고, 하부 금형(200)에 형성된 포트(210) 내부에 봉지재가 공급되면, 가열부가 상ㆍ하부 금형(100, 200)을 가열한다.
그러면, 열팽창 계수가 큰 열팽창 부재(300)의 부피가 급격히 증가하여 수용홈(132) 외부, 즉 컬 블록(130)의 상측으로 신장된다. 이에 따라, 하우징 블록(110)의 하면과 컬 블록(130)의 상면이 이격되어 컬 블록(130)이 하측으로 위치 이동된다.
이후, 구동부에 의해 상부 금형(200)이 하강되어 캐비티 블록(120) 및 컬 블록(130)이 하부 금형(100)에 의해 가압된다. 이때, 컬 블록(130)의 하면은 부피가 증가하여 신장된 열팽창 부재(300)에 의해 하부 금형(200)의 상면에 강하게 밀착된다. 따라서, 용융된 봉지재가 컬 블록(130)과 하부 금형(200) 사이로 새어 발생되는 플래쉬 생성이 효과적으로 방지된다.
이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1a는 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치에 구비되는 상부 금형의 저면 사시도,
도 1b는 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치에 구비되는 하부 금형의 사시도,
도 2a 내지 도 2c는 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치를 사용한 경우, 플래쉬가 심하게 발생한 반도체소자 몰딩체, 하부 금형 및 상부 금형의 일부분을 각각 보여주는 사진,
도 3은 종래의 반도체소자 몰딩용 금형장치 중에서 플래쉬의 발생을 저감하기 위해 디스크 스프링이 구비된 상부 금형을 보여주는 단면도,
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치에 구비되는 상부 금형의 평면도,
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치의 도 4에 도시한 A-A 단면을 하부 금형이 구비된 상태로 도시한 개략적인 단면도,
도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치에 있어서, 몰딩 공정이 수행될 때 열팽창 부재가 가열되어 부피가 팽창된 상태를 보여주는 개략적인 단면도,
도 7은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자 몰딩용 금형장치에 있어서, 열팽창 부재가 가열된 상태에서 상부 금형이 하강하여 캐비티 블록 및 컬 블록이 하부 금형에 의해 가압되는 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 상부 금형 110 : 하우징 블록
120 : 캐비티 블록 121 : 몰딩홈
130 : 컬 블록 131 : 유로홈
132 : 수용홈 200 : 하부 금형
210 : 포트 300 : 열팽창 부재
SD : 반도체소자 D : 댐바
F : 플래쉬

Claims (7)

  1. 반도체소자를 봉지재로 몰딩하는 금형장치에 있어서,
    하우징 블록,
    상기 하우징 블록의 하면에 설치되고, 상기 반도체소자가 몰딩되는 몰딩홈이 형성되는 캐비티 블록, 및
    상기 캐비티 블록의 측면에 밀착된 상태로 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고, 상기 봉지재가 용융되어 이동하는 통로를 이루는 유로홈이 형성되는 컬 블록을 포함하는 상부 금형; 및
    상기 상부 금형의 하측에 위치되어 몰딩 공정이 수행될 때에 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록의 하면에 가압 밀착되는 하부 금형;을 포함하되,
    상기 컬 블록은,
    가열되면 부피가 팽창하여 상기 컬 블록을 상기 하우징 블록에 대하여 하측으로 위치 이동시키는 복수의 열팽창 부재에 의해 상기 하우징 블록과 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 몰딩용 금형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창 부재는,
    열팽창계수가 50×10-6/℃ 이상인 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 몰딩 용 금형장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창 부재는,
    폴리테트라 플로로에틸렌(PTFE)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 몰딩용 금형장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 열팽창 부재는,
    상기 컬 블록의 상면에 형성된 복수의 수용홈 내부에 각각 삽입된 형태로 상기 컬 블록에 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 몰딩용 금형장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창 부재는,
    원기둥 형상으로 구비되어 하측부가 상기 컬 블록에 설치되고, 상측부가 상기 하우징 블록에 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 몰딩용 금형장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창 부재는,
    다공성 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 몰딩용 금형장치.
  7. 반도체소자를 봉지재로 몰딩하는 금형장치에 있어서,
    하우징 블록,
    상기 하우징 블록의 하면에 설치되고, 상기 반도체소자가 몰딩되는 몰딩홈이 형성되는 캐비티 블록, 및
    상기 캐비티 블록의 측면에 밀착된 상태로 상기 하우징 블록의 하면에 설치되고, 상기 봉지재가 용융되어 이동하는 통로를 이루는 유로홈이 형성되는 컬 블록을 포함하는 상부 금형; 및
    상기 상부 금형의 하측에 위치되어 몰딩 공정이 수행될 때에 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록의 하면에 가압 밀착되는 하부 금형;을 포함하되,
    상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록은,
    가열되면 부피가 팽창하여 상기 캐비티 블록 및 상기 컬 블록을 상기 하우징 블록에 대하여 하측으로 위치 이동시키는 복수의 열팽창 부재에 의해 상기 하우징 블록과 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 몰딩용 금형장치.
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