KR200479309Y1 - 기판 몰딩 장치 - Google Patents

Abstract

기판 몰딩 장치는 하부 캐비티 블록, 상부 캐비티 블록 및 삽입 블록을 포함한다. 하부 캐비티 블록은 반도체 칩들이 부착된 기판을 수용하는 하부 캐비티와 하부 캐비티의 저면 중앙에 하부 캐비티보다 작은 크기의 삽입 캐비티를 갖는다. 상부 캐비티 블록은 기판을 몰딩하는 몰딩 부재가 형성될 영역을 한정하는 상부 캐비티를 가지며, 하부 캐비티 블록 상에 상하 이동가능하도록 배치된다. 삽입 블록은 삽입 캐비티에 삽입되며, 상부 캐비티 블록과 반도체 칩들의 접촉시 상부 캐비티 블록의 압력에 의해 기판의 처짐이 발생할 수 있도록 삽입 캐비티의 깊이보다 작은 두께를 갖는다.

Description

기판 몰딩 장치{Apparatus for molding a substrate}

본 고안은 기판 몰딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자들이 부착된 기판을 몰딩 수지로 감싸기 위한 기판 몰딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 플립 칩 기판은 반도체 칩과 기판이 범프를 통해 전기적으로 연결된다. 상기 플립 칩 기판을 몰딩하기 위해 별도의 언더필을 사용하지 않고 몰딩 수지로 상기 반도체 칩의 상면이 노출되도록 몰딩하면서 상기 반도체 칩과 기판 사이의 공간까지 채우는 이머프(eMUF, expose Mold Under Fill) 공정을 이용하여 상기 기판을 몰딩한다.

상기 이머프 공정시 금형과 접촉하는 반도체 칩을 완충하고, 상기 금형과 몰딩된 기판의 분리를 위해 상기 금형과 상기 반도체 칩 사이에 필름이 배치된다. 그러나, 상기 필름은 소모성 재료이므로, 상기 필름으로 인해 상기 기판 몰딩 공정에 소요되는 비용이 크게 증가하게 된다.

본 고안은 필름을 사용하지 않고 반도체 칩이 노출되도록 플립 칩 기판을 몰딩하는 기판 몰딩 장치를 제공한다.

본 고안에 따른 기판 몰딩 장치는 반도체 칩들이 부착된 기판을 수용하는 하부 캐비티와 상기 하부 캐비티의 저면 중앙에 상기 하부 캐비티보다 작은 크기의 삽입 캐비티를 갖는 하부 캐비티 블록과, 상기 기판을 몰딩하는 몰딩 부재가 형성될 영역을 한정하는 상부 캐비티를 가지며, 상기 하부 캐비티 블록 상에 상하 이동가능하도록 배치되는 상부 캐비티 블록 및 상기 삽입 캐비티에 삽입되며, 상기 상부 캐비티 블록과 상기 반도체 칩들의 접촉시 상기 상부 캐비티 블록의 압력에 의해 상기 기판의 처짐이 발생할 수 있도록 상기 삽입 캐비티의 깊이보다 작은 두께를 갖는 삽입 블록을 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 몰딩 장치는 상기 하부 캐비티 블록과 상기 삽입 블록을 지지하도록 구비되며, 상기 기판의 두께에 따라 상기 하부 캐비티의 두께를 조절하기 위해 상기 하부 캐비티 블록과 상기 삽입 블록을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 몰딩 장치는 상기 승강 유닛을 지지하는 베이스 블록 및 상기 베이스 블록의 하부로부터 상기 베이스 블록과 상기 승강 유닛을 관통하여 상기 하부 캐비티 블록과 체결되는 체결 나사와, 상기 체결 나사 머리와 상기 베이스 블록 사이에서 상기 체결 나사를 감싸도록 구비되는 코일 스프링을 포함하며 상기 하부 캐비티 블록의 상승 범위를 한정하는 한정 부재를 더 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 몰딩 장치는 상기 삽입 블록을 지지하도록 구비되며, 상기 기판의 처짐을 조절하기 위해 상기 삽입 블록을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판의 처짐을 조절하기 위해 서로 다른 두께를 갖는 삽입 블록들이 교대로 상기 삽입 캐비티에 삽입될 수 있다.

본 고안의 일 실시예들에 따르면, 상기 삽입 캐비티 내부에 진공을 형성하기 위해 상기 삽입 블록은 측면에 다수의 홈들을 가질 수 있다.

본 고안의 일 실시예들에 따르면, 상기 상부 캐비티 블록은 상기 몰딩 부재를 형성하기 위한 몰딩 수지가 공급되는 상기 상부 캐비티의 일측과 반대되는 타측과 배치되어 상기 상부 캐비티와 연결되며, 상기 몰딩 부재가 형성될 영역을 연장하는 제1 더미 포켓 및 상기 상부 캐비티의 양측에 각각 배치되어 상기 상부 캐비티와 연결되며 상기 몰딩 부재가 형성될 영역을 연장하는 제2 더미 포켓을 더 포함할 수 있다.

본 고안에 따른 기판 몰딩 장치는 하부 캐비티의 저면에 배치된 삽입 캐비티에 상기 하부 캐비티에 놓여지는 기판와 이격되도록 삽입 블록을 구비한다. 따라서, 상부 금형과 상기 기판 상의 반도체 칩이 접촉할 때 상기 상부 금형의 압력으로 인해 상기 기판에 처짐이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 반도체 칩의 손상을 방지할 수 있다. 상기 삽입 캐비티에 서로 다른 두께의 삽입 블록들이 교체되어 삽입하거나, 상기 삽입 블록을 승강시킴으로써, 상기 기판의 처짐 정도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 하부 캐비티 블록을 승강시킬 수 있으므로, 상기 기판의 두께에 따라 상기 하부 캐비티의 두께를 조절할 수 있다.

그리고, 상기 기판 몰딩 장치는 상기 반도체 칩의 완충을 위해 필름을 사용하지 않으므로, 상기 기판 몰딩 장치를 이용한 기판 몰딩 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 기판 몰딩 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하부 캐비티 블록을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 하부 금형을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 하부 금형의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 상부 캐비티 블록을 설명하기 위한 저면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 기판 몰딩 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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 실시 예를 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 명세서 상에 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 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 기판 몰딩 장치(100)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 을 참조하면, 기판 몰딩 장치(100)는 기판(10)에 몰딩 수지를 이용하여 몰딩 부재를 형성하기 위한 것으로, 포트 블록(110), 플런저 블록(120), 하부 금형 및 상부 캐비티 블록(160)을 포함한다. 이때, 상기 기판(10) 상에 다수의 반도체 칩(12)들이 배치되며, 상기 반도체 칩(12)들은 범프(14)들을 통해 상기 기판(10)과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 기판(10)은 플립 칩 기판일 수 있다.

상기 포트 블록(110)은 일 방향으로 연장되며, 상기 연장 방향을 따라 일렬로 다수개의 투입구(112)를 갖는다. 상기 투입구(112)들은 고체 상태의 몰딩 수지가 삽입되는 통로이다. 상기 포트 블록(110)은 내부에 히터(미도시)를 갖는다. 상기 포트 블록(110)은 상기 몰딩 수지를 가열하여 용융한다. 예를 들면, 상기 포트 블록(110)에 고체 상태의 몰딩 수지가 삽입되면 상기 히터는 상기 고체 상태의 몰딩 수지가 액체 상태가 되도록 가열한다. 상기 몰딩 수지의 예로는 에폭시 몰딩 컴파운드를 들 수 있다.

상기 포트 블록(110)은 다수의 러너(114)들을 포함한다. 상기 러너(114)들은 서로 일정 간격 이격되며 상기 투입구(112)와 연결된다. 상기 러너(114)들을 통해 상기 포트 블록(110)의 몰딩 수지가 상기 상부 캐비티 블록(160)의 상부 캐비티(162)로 공급된다.

상기 플런저 블록(120)은 상기 포트 블록(110)의 하측에 위치된다. 상기 플런저 블록(120)은 서보모터 등을 구동원으로 하는 플런저를 포함한다. 상기 플런저의 개수는 상기 투입구(112)들의 개수와 동일하다. 상기 각 플런저는 고체 상태의 몰딩 수지를 상기 투입구(112)들을 통해 상기 포트 블록(110)으로 공급한다.

상기 하부 금형 및 상부 캐비티 블록(160)은 상기 포트 블록(110)과 상기 플런저 블록(120)의 양측에 각각 구비될 수 있다. 그러나, 이하에서는 상기 하부 금형 및 상부 캐비티 블록(160)이 상기 포트 블록(110)과 상기 플런저 블록(120)의 일측에 구비되는 것으로 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 하부 캐비티 블록을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 하부 금형을 설명하기 위한 단면도이다.

상기 하부 금형은 하부 캐비티 블록(130), 승강 유닛(140), 베이스 블록(150) 및 가이드 블록(152)을 포함한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 하부 캐비티 블록(130)은 상기 반도체 칩(12)들이 범프(14)들을 통해 부착된 기판(10)을 지지하기 위한 것으로, 상기 포트 블록(110)의 일측에 구비된다.

상기 하부 캐비티 블록(130)은 하부 캐비티(132), 삽입 캐비티(134) 및 삽입 블록(136)을 갖는다.

상기 하부 캐비티(132)는 상기 캐비티 블록(130)의 상부면, 상기 포트 블록(110)의 측면 및 상기 가이드 블록(152)의 측면에 의해 한정된다. 이때, 상기 가이드 블록(152)은 상기 하부 캐비티 블록(130)이 상기 포트 블록(110)과 접촉하는 면을 제외한 나머지 면들을 둘러싼다. 상기 가이드 블록(152)은 상기 베이스 블록(150) 상에 구비된다.

상기 하부 캐비티(132)의 깊이는 상기 기판(10)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 하부 캐비티(132)의 크기는 상기 기판(10)의 크기와 실질적으로 동일하다. 상기 하부 캐비티(132)에 상기 기판(10)이 안착된다.

상기 삽입 캐비티(134)는 상기 하부 캐비티(132)의 저면 중앙에 일정한 깊이로 구비된다. 상기 삽입 캐비티(134)의 크기는 상기 하부 캐비티(132)의 크기보다 작다. 즉, 상기 삽입 캐비티(134)의 크기는 상기 기판(10)의 크기보다 작다. 또한, 상기 삽입 캐비티(134)의 크기는 상기 기판(10)에서 상기 반도체 칩(12)들이 부착된 영역보다는 클 수 있다.

일 예로, 상기 삽입 캐비티(134)는 도 2와 같이 상기 포트 블록(110)의 연장 방향을 따라 다수개가 배열될 수 있다. 다른 예로, 상기 삽입 캐비티(134)는 하나가 구비되며 상기 포트 블록(110)의 연장 방향을 따라 연장할 수 있다.

상기 삽입 블록(136)은 상기 삽입 캐비티(134)에 삽입된다. 상기 삽입 블록(136)의 크기는 상기 삽입 캐비티(134)의 크기와 실질적으로 동일하다. 상기 삽입 블록(136)의 두께는 상기 삽입 캐비티(134)의 두께보다 얇다. 따라서, 상기 하부 캐비티(132)에 놓여진 상기 기판(10)과 상기 삽입 캐비티(134)에 삽입된 삽입 블록(136)이 서로 이격된 상태를 유지할 수 있다. 그러므로, 상기 상부 캐비티 블록(140)에 의해 상기 반도체 칩(12)들이 가압되는 경우, 상기 상부 캐비티 블록(140)의 압력에 의해 상기 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격만큼 상기 기판(10)이 하방으로 처질 수 있다. 따라서, 상기 반도체 칩(12)들이 상기 상부 캐비티 블록(140)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 삽입 블록(136)은 상기 삽입 캐비티(134)에 교체되어 삽입될 수 있다. 서로 다른 두께를 갖는 삽입 블록(136)들을 교체함으로써, 상기 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 상부 캐비티 블록(140)의 압력에 의해 상기 기판(10)이 처지는 정도를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 반도체 칩(12)들과 상기 상부 캐비티 블록(140)이 밀착된 상태를 유지시켜 상기 반도체 칩(12)들의 상부면으로 상기 몰딩 수지가 침투되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 상기 기판(10)의 처짐을 통해 상기 반도체 칩(12)들에 가해지는 압력을 완충할 수 있으므로, 상기 기판 몰딩 장치(100)는 상기 반도체 칩(12)의 완충을 위해 필름을 사용할 필요가 없다. 그러므로, 상기 기판 몰딩 장치(100)를 이용한 기판 몰딩 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

상기 삽입 블록(136)은 측면에 상하로 연장하는 다수의 홈(136a)들을 갖는다. 상기 홈(136a)들은 상기 삽입 블록(136)의 측면 둘레를 따라 서로 이격되어 배치된다. 상기 홈(136a)들을 통해 상기 삽입 캐비티(134) 내부에 진공을 형성할 수 있고, 상기 삽입 캐비티(134)의 진공력으로 상기 기판(10)을 고정할 수 있다.

다른 예로, 상기 홈(136a)은 상기 삽입 캐비티(134)가 형성된 하부 캐비티 블록(130)의 측면에 구비될 수도 있다. 또 다른 예로, 상기 삽입 블록(136)을 관통하여 진공홀이 형성될 수도 있다.

한편, 상기 하부 캐비티 블록(130)의 가장자리를 따라 상하를 관통하는 다수의 진공홀(미도시)들이 구비될 수도 있다. 상기 진공홀들을 통해 진공력이 제공되어 상기 하부 캐비티(132)에 안착된 상기 기판(10)이 진공 흡착될 수 있다.

상기 승강 유닛(140)은 베이스 블록(150) 상에 상기 하부 캐비티 블록(130)과 상기 삽입 블록(136)을 지지하도록 구비되며, 상기 하부 캐비티 블록(130)과 상기 삽입 블록(136)을 승강시킨다.

상기 승강 유닛(140)은 스페이서 블록(142), 푸시 블록(144) 및 스크류(146)를 포함한다.

상기 스페이서 블록(142)은 상기 하부 캐비티 블록(130)의 하부에 구비되며 상기 하부 캐비티 블록(130) 및 삽입 블록(136)을 지지한다. 상기 스페이스 블록(142)의 크기는 상기 하부 캐비티 블록(130)의 크기와 실질적으로 동일하다. 상기 스페이서 블록(142)은 상부면에 평탄하며, 진공 형성을 위한 관로가 구비된다. 상기 관로는 상기 홈(136a)과 연결될 수 있다. 상기 스페이서 블록(142)의 하부면은 일 방향으로 경사진 형태를 갖는다.

상기 푸시 블록(144)은 상기 스페이서 블록(142)의 하부에 구비되며, 상기 스페이서 블록(142)을 지지한다. 상기 푸시 블록(144)의 크기는 상기 스페이스 블록(142)의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 상기 푸시 블록(144)의 상부면은 일 방향으로 경사진 형태를 갖는다. 상기 푸시 블록(144)의 상부면의 경사 방향과 상기 스페이스 블록(142)의 하부면의 경사 방향은 동일하다. 상기 푸시 블록(144)의 하부면은 평탄하다.

상기 스크류(146)는 상기 가이드 블록(152)을 관통하여 상기 푸시 블록(144)과 체결된다. 상기 스크류(146)를 회전함에 따라 상기 푸시 블록(144)은 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 푸시 블록(144)의 수평 방향 이동에 따라 상기 스페이서 블록(142)이 승강한다. 상기 스페이서 블록(142)이 승강함에 따라 상기 하부 캐비티 블록(130)도 상하 이동할 수 있다. 상기 하부 캐비티 블록(130)이 상하 이동하면, 상기 하부 캐비티 블록(130)의 상부면, 상기 포트 블록(110)의 측면 및 상기 가이드 블록(152)의 측면에 의해 한정되는 하부 캐비티(132)의 두께가 달라진다. 즉, 상기 스크류(146)를 회전시켜 상기 하부 캐비티(132)의 두께를 조절할 수 있다.

그러므로, 상기 승강 유닛(140)은 상기 기판(10)의 두께에 따라 상기 스크류(146)를 회전시켜 상기 하부 캐비티(132)의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 상기 삽입 블록(136)과 상기 승강 유닛(140)의 스페이서 블록(142) 사이에는 상기 삽입 블록(136)을 승강시키기 위한 별도의 승강 유닛이 더 구비될 수 있다.

상기 별도의 승강 유닛은 상기 승강 유닛(140)과 유사한 구성을 갖는다. 구체적으로 상기 별도의 승강 유닛은 스페이서 블록, 푸시 블록 및 스크류를 포함한다.

상기 스페이서 블록은 상기 삽입 블록(136)을 지지하며, 상기 삽입 블록(136)과 동일한 크기를 갖는다. 상기 스페이서 블록은 하부면이 일 방향으로 경사진 형태를 갖는다. 상기 푸시 블록은 상기 스페이서 블록을 지지하며, 상기 스페이스 블록보다 크기가 크다. 상기 푸시 블록의 상부면은 상기 스페이서 블록의 하부면과 동일한 방향의 경사를 갖는다.

상기 스크류(146)는 상기 가이드 블록(152)을 관통하여 상기 푸시 블록(144)과 체결된다. 상기 스크류(146)를 회전함에 따라 상기 푸시 블록(144)은 수평 방향으로 이동할 수 있다.

상기 스크류는 상기 가이드 블록(152)을 관통하여 상기 푸시 블록과 체결된다. 상기 스크류를 회전함에 따라 상기 푸시 블록은 수평 방향으로 이동하고, 상기 푸시 블록의 수평 이동에 따라 상기 스페이서 블록 및 상기 삽입 블록(136)이 상하 이동할 수 있다. 따라서, 상기 승강 유닛은 상기 하부 캐비티(132)에 수용되는 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

상기 기판 몰딩 장치(100)는 한정 부재(154)를 더 포함할 수 있다.

상기 한정 부재(154)는 체결 나사(155) 및 코일 스프링(156)을 포함한다.

상기 체결 나사(154)는 상기 베이스 블록(150)의 하부로부터 상기 베이스 블록(150), 푸시 블록(144) 및 스페이서 블록(146)을 관통하여 상기 하부 캐비티 블록(130)과 체결된다. 상기 승강 유닛(140)에 의해 상기 하부 캐비티 블록(130)이 과도하게 상승하는 경우, 상기 체결 나사(154)의 머리가 상기 베이스 블록(150)의 하부면에 닿게 되므로 상기 하부 캐비티 블록(130)은 더 이상 상승하지 못한다. 따라서, 상기 체결 나사(154)는 상기 하부 캐비티 블록(130)이 상승하는 범위를 한정한다.

상기 코일 스프링(156)은 상기 체결 나사(155)의 머리와 상기 베이스 블록(150)의 사이에서 상기 체결 나사(155)를 감싸도록 구비된다. 상기 코일 스프링(156)은 상기 체결 나사(154)가 상기 하부 캐비티 블록(130)의 상승을 제한할 때 상기 하부 캐비티 블록(130)에 가해지는 힘을 완충하여 상기 하부 캐비티 블록(130)이 손상되는 것을 방지한다.

그러므로, 상기 한정 부재(154)는 상기 하부 캐비티 블록(130)의 상승을 안정적으로 제한할 수 있다.

상기 삽입 캐비티(134)가 상기 포트 블록(110)의 연장 방향을 따라 다수개가 배열되는 경우, 상기와 같이 한정 부재(154)의 체결 나사(155)를 상기 하부 캐비티 블록(130)에 체결할 수 있지만, 상기 삽입 캐비티(134)는 하나가 구비되는 경우, 상기 한정 부재(154)의 체결 나사(155)를 상기 하부 캐비티 블록(130)에 체결하기 어렵다. 따라서, 이하와 같은 하부 금형의 예가 도시된다.

도 4는 도 1에 도시된 하부 금형의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 승강 유닛(140)은 스페이서 블록(142), 푸시 블록(144) 및 스크류(146)를 포함한다.

상기 스페이서 블록(142)은 상기 삽입 블록(136)의 하부에 구비되며 상기 삽입 블록(136)을 지지한다. 상기 스페이스 블록(142)의 크기는 상기 삽입 블록(136)의 크기와 실질적으로 동일하다. 상기 스페이서 블록(142)은 상부면에 평탄하며, 진공 형성을 위한 관로가 구비된다. 상기 관로는 상기 홈(136a)과 연결될 수 있다. 상기 스페이서 블록(142)의 하부면은 일 방향으로 경사진 형태를 갖는다.

상기 푸시 블록(144)은 상기 스페이서 블록(142)의 하부에 구비되며, 상기 스페이서 블록(142)을 지지한다. 상기 푸시 블록(144)의 크기는 상기 스페이스 블록(142)의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 상기 푸시 블록(144)의 상부면은 일 방향으로 경사진 형태를 갖는다. 상기 푸시 블록(144)의 상부면의 경사 방향과 상기 스페이스 블록(142)의 하부면의 경사 방향은 동일하다. 상기 푸시 블록(144)의 하부면은 평탄하다.

상기 스크류(146)는 상기 가이드 블록(152)을 관통하여 상기 푸시 블록(144)과 체결된다. 상기 스크류(146)를 회전함에 따라 상기 푸시 블록(144)은 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 푸시 블록(144)의 수평 방향 이동에 따라 상기 스페이서 블록(142)이 승강한다. 상기 스페이서 블록(142)이 승강함에 따라 상기 삽입 블록(136)도 상하 이동할 수 있다. 상기 삽입 블록(136)이 상하 이동하면, 상기 하부 캐비티(132)에 지지된 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 상기 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격을 조절함으로써 상기 기판(10)의 처짐 정도를 조절할 수 있다.

상기 승강 유닛(140)은 상기 스크류(146)를 회전시켜 상기 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격을 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 상기 반도체 칩(12)들이 상기 상부 캐비티 블록(140)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 기판 몰딩 장치(100)는 한정 부재(154)를 더 포함할 수 있다.

상기 한정 부재(154)는 체결 나사(155) 및 코일 스프링(156)을 포함한다.

상기 체결 나사(154)는 상기 베이스 블록(150)의 하부로부터 상기 베이스 블록(150), 푸시 블록(144) 및 스페이서 블록(146)을 관통하여 상기 삽입 블록(136)과 체결된다. 상기 승강 유닛(140)에 의해 상기 삽입 블록(136)이 과도하게 상승하는 경우, 상기 체결 나사(154)의 머리가 상기 베이스 블록(150)의 하부면에 닿게 되므로 상기 삽입 블록(136)은 더 이상 상승하지 못한다. 따라서, 상기 체결 나사(154)는 상기 삽입 블록(136)이 상승하는 범위를 한정한다. 이때, 상기 삽입 블록(136)의 상승 범위는 상기 하부 캐비티 블록(130)의 상부면보다 낮은 것이 바람직하다.

상기 코일 스프링(156)은 상기 체결 나사(155)의 머리와 상기 베이스 블록(150)의 사이에서 상기 체결 나사(155)를 감싸도록 구비된다. 상기 코일 스프링(156)은 상기 체결 나사(154)가 상기 삽입 블록(136)의 상승을 제한할 때 상기 삽입 블록(136)에 가해지는 힘을 완충하여 상기 삽입 블록(136)이 손상되는 것을 방지한다.

그러므로, 상기 한정 부재(154)는 상기 삽입 블록(136)의 상승을 안정적으로 제한할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 상부 캐비티 블록을 설명하기 위한 저면도이다.

도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 상부 캐비티 블록(160)은 상기 기판(10) 상에 몰딩 부재가 형성될 영역을 한정하기 위한 것으로, 상기 포트 블록(110)의 양측에 각각 구비된다. 상기 상비 캐비티 블록(160)은 상기 하부 캐비티 블록(130)의 상방에 상하 이동 가능하도록 배치되며, 상기 하부 캐비티 블록(130)과 밀착하거나 상기 하부 캐비티 블록(130)으로부터 이격될 수 있다.

상기 상부 캐비티 블록(160)은 상부 캐비티(162), 제1 더미 포켓(164) 및 제2 더미 포켓(166)을 갖는다.

상기 상부 캐비티(162)는 상기 상부 캐비티 블록(160)의 하면에 일정한 깊이로 구비되며, 상기 기판(10)과 대응하는 형태를 갖는다. 일 예로, 상기 상부 캐비티(132)의 깊이는 상기 기판(10)의 상부면과 상기 반도체 칩(12)의 상부면 사이의 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 상기 상부 캐비티(132)의 깊이는 상기 반도체 칩(12)의 두께와 상기 범프(16)의 길이의 합과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 상기 상부 캐비티 블록(160)이 상기 하부 캐비티 블록(130)과 밀착할 때, 상기 상부 캐비티(162)의 저면은 상기 반도체 칩(12)들의 상부면과 접촉한다.

상기 기판(10) 상에 상기 몰딩 부재를 형성하기 위해 상기 상부 캐비티(162)의 크기는 상기 기판(10)의 크기와 실질적으로 동일하거나, 상기 기판(10) 상에 부착된 상기 반도체 칩만을 수용하기 위해 상기 상부 캐비티(162)의 크기는 상기 기판(10)의 크기보다 작을 수 있다. 상기 상부 캐비티(162)는 상기 몰딩 수지를 수용하며, 상기 상부 캐비티(162)의 크기에 따라 상기 몰딩 부재의 크기가 결정된다.

상기 상부 캐비티(162)는 상기 포트 블록(110)의 러너(114)들과 연결된다. 상기 러너(114)들을 통해 상기 포트 블록(110)의 몰딩 수지가 상기 상부 캐비티(162)로 공급된다.

상기 제1 더미 포켓(164)은 상기 러너(114)들이 연결되는 상기 상부 캐비티 블록(160)의 하면 일측과 반대되는 타측에 구비되며, 다수의 제1 더미 러너(164a)들을 통해 상기 상부 캐비티(162)와 연결된다. 즉, 상기 제1 더미 포켓(164)은 상기 몰딩 부재가 형성될 영역을 연장한다. 따라서, 상기 몰딩 수지가 상기 상부 캐비티(162)를 충분히 채운 후 상기 제1 더미 포켓(164)으로 오버플로우될 수 있다.

상기 제1 더미 포켓(164)은 일정 깊이를 가지며, 상기 포트 블록(110)의 연장 방향과 평행하도록 연장한다. 상기 제1 더미 러너(164a)들은 서로 일정 간격 이격되며, 상기 상부 캐비티(162)와 상기 제1 더미 포켓(164)을 연결한다. 일 예로, 상기 제1 더미 러너(164a)들은 상기 제1 더미 포켓(164)의 연장 방향과 수직할 수 있다. 상기 제1 더미 러너(164a)들은 일정한 깊이를 가지며, 상기 제1 더미 러너(164a)들의 깊이는 상기 상부 캐비티(162)의 깊이 또는 상기 제1 더미 포켓(164)의 깊이보다 얕을 수 있다.

상기 상부 캐비티(162) 및 상기 제1 더미 포켓(164)들에 상기 몰딩 수지가 충진되어 상기 몰딩 부재를 형성하는 경우, 상기 제1 더미 포켓(164)들에 형성된 몰딩 부재의 두께가 상대적으로 얇다. 따라서, 상기 기판(10)으로부터 상기 제1 더미 포켓(164)에 형성된 몰딩 부재를 용이하게 분리할 수 있다.

상기 제2 더미 포켓(166)은 상기 상부 캐비티 블록(160)의 하면에서 상기 상부 캐비티(162)의 양측에 각각 배치되며, 제2 더미 러너(166a)를 통해 상기 상부 캐비티(162)와 연결된다. 즉, 상기 제2 더미 포켓(166)도 상기 몰딩 부재가 형성될 영역을 연장한다. 이때, 상기 제2 더미 러너(166a)는 상기 상부 캐비티(162)의 측면 중에서 상기 제1 더미 포켓(164)이 배치된 상기 캐비티 블록의 타측과 인접한다. 따라서, 상기 몰딩 수지가 상기 상부 캐비티(162)와 상기 제1 더미 포켓(164)을 충분히 채운 후 상기 제2 더미 포켓(166)으로 오버플로우될 수 있다.

상기 제2 더미 포켓(166)은 일정 깊이를 가지며, 상기 포트 블록(110)의 연장 방향과 수직하도록 연장한다. 상기 제2 더미 러너(166a)는 상기 제2 더미 포켓(166)의 연장 방향과 수직하여 상기 상부 캐비티(162)와 상기 상부 캐비티 블록(160)을 연결한다. 상기 제2 더미 러너(166a)는 일정한 깊이를 가지며, 상기 제2 더미 러너(166a)의 깊이는 상기 상부 캐비티(162)의 깊이 또는 상기 제2 더미 포켓(166)의 깊이보다 얕을 수 있다.

상기 상부 캐비티(162) 및 상기 제2 더미 포켓(166)들에 상기 몰딩 수지가 충진되어 상기 몰딩 부재를 형성하는 경우, 상기 제2 더미 포켓(166)들에 형성된 몰딩 부재의 두께가 상대적으로 얇다. 따라서, 상기 제1 더미 포켓(164)과 마찬가지로 상기 기판(10)으로부터 상기 제2 더미 포켓(166)에 형성된 몰딩 부재를 용이하게 분리할 수 있다.

한편, 상기 상부 캐비티 블록(160)의 하부면에는 상기 제1 더미 포켓(164) 및 상기 제2 더미 포켓(166)과 연결되는 별도의 배기홈들(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 상부 캐비티(162) 내의 에어 및 상기 몰딩 수지로 인해 발생한 가스는 상기 배기홈들을 통해 상기 상부 캐비티(162)로부터 배기될 수 있다.

상기 기판 몰딩 장치(100)는 상기 하부 캐비티(132)에 놓여진 기판(10)과 상기 삽입 캐비티(134)에 삽입된 상기 삽입 블록(136)이 이격된다. 따라서, 상기 상부 캐비티 블록(160)이 상기 반도체 칩(12)들을 과도하게 가압하는 경우, 상기 상부 캐비티 블록(160)의 압력으로 인해 상기 반도체 칩(12)들이 부착된 기판(10)이 하방으로 처질 수 있다. 따라서, 상기 반도체 칩(12)들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 삽입 캐비티(134)에 서로 다른 두께의 삽입 블록(136)들을 교체하여 삽입할 수 있으므로, 상기 기판(10)의 처짐 정도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 상부 캐비티(162)의 저면과 상기 반도체 칩(12)들의 상부면의 밀착을 유지시킬 수 있으므로, 상기 반도체 칩(12)들의 상부면에 상기 몰딩 부재가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 상기 기판(10)의 처짐을 통해 상기 반도체 칩(12)들에 가해지는 압력을 완충할 수 있으므로, 상기 기판 몰딩 장치(100)는 상기 반도체 칩(12)의 완충을 위해 필름을 사용할 필요가 없다. 그러므로, 상기 기판 몰딩 장치(100)를 이용한 기판 몰딩 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

또한, 상기 승강 유닛(140)을 이용하여 상기 하부 캐비티(132)의 깊이를 조절하거나, 상기 기판(10)과 상기 삽입 블록(136) 사이의 간격을 용이하게 조절할 수 있다.

그리고, 상기 기판 몰딩 장치(100)는 상기 상부 캐비티(162)와 연결되는 제1 더미 포켓(164) 및 제2 더미 포켓(166)을 구비함으로써, 상기 상부 캐비티(162)에 형성되는 몰딩 부재에 보이드가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 기판(10)의 몰딩 품질을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 상기 기판 몰딩 장치(100)를 이용한 반도체 소자 몰딩 방법을 설명한다.

상부 캐비티 블록(160)을 상기 하부 캐비티 블록(130)으로부터 이격시킨 후, 상기 하부 캐비티 블록(130)의 삽입 캐비티(134)에 삽입 블록(136)을 삽입한다. 몰딩하고자 하는 기판(10)의 두께에 따라 승강 유닛(140)을 이용하여 하부 캐비티(132)의 깊이를 조절하거나, 상기 삽입 블록(136)의 높이를 조절한다.

반도체 칩(12)들과 범프(16)들이 부착된 기판(10)을 상기 하부 캐비티 블록(130)의 하부 캐비티(132)에 안착한다. 이때, 상기 기판(10)과 상기 삽입 블록(136)은 일정 간격 이격된다. 상기 기판(10)이 상기 하부 캐비티(132)에 안착되면, 상기 홈(136a)을 통해 진공력을 제공하여 상기 기판(10)을 진공 흡착하여 상기 하부 캐비티 블록(130)에 고정한다.

상기 기판(10)이 상기 하부 캐비티 블록(130)에 고정되면, 상기 상부 캐비티 블록(160)을 하방으로 이동시켜 상기 상부 캐비티 블록(160)과 상기 하부 캐비티 블록(130)을 밀착시킨다. 이때, 상기 상부 캐비티(162)의 저면과 상기 반도체 칩(12)들의 상부면은 밀착된다. 상기 상부 캐비티 블록(130)이 상기 반도체 칩(12)들을 가압하는 힘에 따라 상기 기판(10)의 처짐이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 상기 캐비티 블록(130)의 가압력에 의해 상기 반도체 칩(12)들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 상부 캐비티 블록(160)과 상기 하부 캐비티 블록(130)이 밀착되면, 플런저 블록(120)에서 투입구(112)들을 통해 고체 상태의 몰딩 수지를 포트 블록(110)으로 공급한다. 상기 고체 상태의 몰딩 수지는 상기 포트 블록(110)에서 가열되어 용융된다. 용융된 상기 몰딩 수지는 러너(162)들을 통해 상기 상부 캐비티(162)로 공급된다. 상기 몰딩 수지는 상부 캐비티(162)를 지나 상기 제1 더미 포켓(164)과 제2 더미 포켓(166)까지 공급된다. 이후, 상기 몰딩 수지를 냉각하여 몰딩 부재를 형성한다.

상기 몰딩 수지에 의해 발생하는 가스와 상기 상부 캐비티(162), 상기 제1 더미 포켓(164) 및 상기 제2 더미 포켓(166) 내부의 에어는 상기 별도의 배기홈들을 통해 배기될 수 있다. 상기 상부 캐비티(162)의 가스와 에어를 용이하게 배출할 수 있으므로, 상기 몰딩 부재에 보이드가 발생하는 것을 줄일 수 있다. 또한, 완전히 배출되지 못한 가스와 에어는 상기 제1 더미 포켓(164) 및 상기 제2 더미 포켓(166)에 잔류한다. 따라서, 상기 몰딩 부재에 보이드가 형성되더라도 상기 상부 캐비티(162)에 형성되는 몰딩 부재가 아닌 상기 제1 더미 포켓(164) 및 상기 제2 더미 포켓(166)에 형성되는 더미 몰딩 부재에 상기 보이드가 형성된다.

상기 몰딩 부재가 형성되면, 상부 캐비티 블록(160)을 상기 하부 캐비티 블록(130)으로부터 이격시킨 후 상기 홈(136a)들로 제공된 진공력을 제거한다. 이후, 상기 몰딩 부재가 형성된 기판(10)을 상기 하부 캐비티 블록(130)으로부터 분리한다.

다음으로, 상기 몰딩 부재가 형성된 기판(10)으로부터 상기 더미 몰딩 부재를 분리한다. 상기 제1 더미 포켓(164) 및 상기 제2 더미 포켓(166)에 형성된 더미 몰딩 부재의 연결 부위가 상대적으로 약하므로, 상기 기판(10)으로부터 상기 더미 몰딩 부재를 용이하게 분리할 수 있다.

상기 몰딩 부재가 형성된 기판(10)으로부터 상기 더미 몰딩 부재를 분리함으로써 상기 기판(10)의 몰딩 공정을 완료한다.

상술한 바와 같이, 상기 기판 몰딩 장치는 기판과 삽입 블록을 이격시켜, 상부 캐비티 블록의 가압력에 의해 상기 반도체 칩들이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 삽입 캐비티에 서로 다른 두께의 삽입 블록들이 교체되어 삽입하거나, 상기 삽입 블록을 승강시킴으로써, 상기 기판의 처짐 정도를 조절할 수 있다. 상기 하부 캐비티 블록을 승강시킬 수 있으므로, 상기 기판의 두께에 따라 상기 하부 캐비티의 두께를 조절할 수 있다.

또한, 상기 기판 몰딩 징치는 상기 반도체 칩들에 가해지는 압력을 완충하기 위해 별도의 필름을 사용할 필요가 없으므로, 상기 기판 몰딩 장치를 이용한 기판 몰딩 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

그리고, 상기 기판 몰딩 장치는 상부 캐비티와 연결되는 더미 포켓들을 구비하여 상기 상부 캐비티에 형성되는 몰딩 부재에 보이드가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 기판의 몰딩 품질을 향상시킬 수 있다.

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

100 : 기판 몰딩 장치 110 : 포트 블록
112 : 투입구 114 : 러너
120 : 플런저 블록 130 : 하부 캐비티 블록
132 : 하부 캐비티 134 : 삽입 캐비티
136 : 삽입 블록 140 : 승강 유닛
142 : 스페이서 블록 144 : 푸시 블록
146 : 스크류 150 : 베이스 블록
152 : 가이드 블록 154 : 지지나사
160 : 상부 캐비티 블록 162 : 상부 캐비티
164 : 제1 더미 포켓 166 : 제2 더미 포켓
10 : 기판 12 : 반도체 칩
14 : 범프

Claims (7)

1. 반도체 칩들이 부착된 기판을 수용하는 하부 캐비티와 상기 하부 캐비티의 저면 중앙에 상기 하부 캐비티보다 작은 크기의 삽입 캐비티를 갖는 하부 캐비티 블록;
   상기 기판을 몰딩하는 몰딩 부재가 형성될 영역을 한정하는 상부 캐비티를 가지며, 상기 하부 캐비티 블록 상에 상하 이동가능하도록 배치되는 상부 캐비티 블록; 및
   상기 삽입 캐비티에 삽입되며, 상기 상부 캐비티 블록과 상기 반도체 칩들의 접촉시 상기 상부 캐비티 블록의 압력에 의해 상기 기판의 처짐이 발생할 수 있도록 상기 삽입 캐비티의 깊이보다 작은 두께를 갖는 삽입 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하부 캐비티 블록을 지지하도록 구비되며, 상기 기판의 두께에 따라 상기 하부 캐비티의 두께를 조절하기 위해 상기 하부 캐비티 블록을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 승강 유닛을 지지하는 베이스 블록; 및
   상기 베이스 블록의 하부로부터 상기 베이스 블록과 상기 승강 유닛을 관통하여 상기 하부 캐비티 블록과 체결되는 체결 나사와, 상기 체결 나사 머리와 상기 베이스 블록 사이에서 상기 체결 나사를 감싸도록 구비되는 코일 스프링을 포함하며 상기 하부 캐비티 블록의 상승 범위를 한정하는 한정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 삽입 블록을 지지하도록 구비되며, 상기 기판의 처짐을 조절하기 위해 상기 삽입 블록을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 기판의 처짐을 조절하기 위해 서로 다른 두께를 갖는 삽입 블록들이 상기 삽입 캐비티에 교대로 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 삽입 캐비티 내부에 진공을 형성하기 위해 상기 삽입 블록은 측면에 다수의 홈들을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 상부 캐비티 블록은
   상기 몰딩 부재를 형성하기 위한 몰딩 수지가 공급되는 상기 상부 캐비티의 일측과 반대되는 타측과 배치되어 상기 상부 캐비티와 연결되며, 상기 몰딩 부재가 형성될 영역을 연장하는 제1 더미 포켓; 및
   상기 상부 캐비티의 일측과 타측을 제외한 상기 상부 캐비티의 양측에 각각 배치되어 상기 상부 캐비티와 연결되며 상기 몰딩 부재가 형성될 영역을 연장하는 제2 더미 포켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 몰딩 장치.

Images