KR20060022346A - 압력 검출 시스템을 포함하는 몰드된 반도체 패키지용디플래싱 장치 - Google Patents

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정옥선
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Abstract

본 발명은 압력 검출 시스템을 포함하는 반도체 도금 설비의 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치에 관한 것으로, 수압을 형성하는 고압 펌프;와 고압 펌프로부터 공급되는 물이 토출되는 고압 노즐을 구비하는 고압 분사기;를 포함하는 몰드된 반도체 패키지의 디플래싱 장치에 있어서, 고압 펌프로부터 노즐로 공급되는 물의 압력을 감지하여 아날로그 신호로 변환시키는 압력 센서; 압력 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환시킨 값으로부터, 그 값이 소정의 범위를 넘으면 신호를 출력하는 압력 센서 앰프부; 및 상기 압력 센서 앰프부로부터 상기 출력 신호를 받아 상기 디플래싱 장치의 이상 유무를 처리하여 이상 발생시 에러 신호를 발생시키는 PLC(programmable logic controller);를 포함하는 몰드된 반도체 패키지 디플래싱 장치를 제공한다. 이에 따르면, 실시간으로 디플래싱 장치의 압력을 검출함으로써 설정된 범위 이외의 압력이 형성되는 경우 설비를 정지시킬 수 있으므로, 압력 변화에 의한 제품 불량 요인을 제거함으로써 공정 불량을 감소시키고 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
디플래싱(deflashing), 수압, 검출, 센서, 센서 앰프, PLC

Description

압력 검출 시스템을 포함하는 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치 {Deflashing apparatus for molded semiconductor package comprising pressure detection system}
도 1은 종래 기술에 따른 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치의 일 실시예를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 시스템을 포함하는 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 시스템의 동작을 설명하기 위한 시간-압력 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
11, 21: 고압 펌프 12, 22: 고압 분사기
13, 23: 노즐 14: 몰드된 반도체 패키지
15: 외부 리드 16: 댐바(dambar)
17: 리드 프레임(lead frame) 280: 압력 센서
281: 압력 센서 앰프부 282: PLC(Programmable Logic Controller)
283: 메인 컴퓨터 284: 표시기
본 발명은 반도체 도금 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력 검출 시스템을 포함하는 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치에 관한 것이다.
통상적으로 반도체 칩은 리드 프레임에 반도체 칩을 어태치하는 다이 어태치 공정, 반도체 칩과 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩(wire bonding) 공정, 전기적으로 연결된 와이어를 보호하기 위한 몰딩 공정이 끝난 후, 트림 및 포밍 공정을 거치면서 패키징된다.
상기의 공정 중 몰딩 공정에서는 주로 EMC(Epoxy Molding Compound)등의 플라스틱 부재를 이용하여, 와이어 본딩 공정이 완료된 자재를 외부로부터 보호하고 제품의 외관을 만들기 위해 일정한 모양으로 봉함하게 된다. 이 공정에서 내부에 캐비티(cavity)가 형성된 상금형과 하금형을 접촉시킨 상태에서 캐비티내로 열경화성 수지를 주입하게 되는데, 이 때 상기 상금형과 하금형이 접촉되는 부분으로 열경화성 수지의 찌꺼기가 약간 흘러나와 경화되어 플래시(flash)가 발생된다.
따라서, 몰드된 패키지를 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)에 실장하기에 앞서 주석(Sn)이나 납(Pb)의 도금 또는 납땜 공정의 전단계로서 디플래싱 (deflashing)은 매우 중요하다. 왜냐하면, 디플래싱 공정에서 적절하게 제거되지 못한 EMC 등의 잔유물(flash)이 리드 표면에 남아 있게 되면 도금이나 납땜에서 불 량이 발생되기 때문이다.
한편, EMC를 몰딩 부재로 사용하기 시작한 이래, 디플래싱 작업은 크게 건식 방법(dry method)과 습식 방법(wet method)에 의해 행하여져 왔다.
건식 방법으로는 플라스틱 입자를 압축 공기의 노즐로 분사시켜 몰드된 자재의 디플래싱할 부분을 때려줌으로써 기계적 방법으로 용액 넘침을 제거하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 세척 공정이 뒤따르는 문제점이 있다.
습식 방법은 주로 화학적인 방법을 사용하는 것과 물을 분사하는 방법이 있다. 리드 프레임(lead frame)이 두꺼운 경우, 엠 파이롤(M-Pyrol)이라는 화학 약품을 가열하여 그 속에 몰드된 반도체 패키지를 담궈서 용액 넘침등으로 인하여 몰드 부재 표면에 잔류한 잉여물을 제거한다. 상기 습식 방법은 염산이나 화학적으로 처리하는 방법도 있으며 그 효과도 우수하다.
그러나, 이들 화학적 방법은 공해가 심하여 사용에 제한이 있고 리드 프레임이 얇은 경우에는 적용할 수 없다는 문제점이 있다. 그 외에 물을 분사하여 디플래싱하는 방법이 있는데, 건조 공정이 뒤따라야 하는 문제점이 있는 반면에 공해가 거의 없고 사후 처리가 용이하다는 점에서 최근에는 이 방법이 주로 이용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치의 일 실시예를 나타낸 정면도이다.
도 1을 참조하면, 상기한 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치는, 리드 프레임의 다이 패드상에 실장된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 본딩 패드와 내부 리 드를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어로 구성된 반도체 장치를 EMC로 몰딩한 후, 몰드된 반도체 패키지(14)의 상기 상부에서 상하/좌우로 운동하는 고압 분사기(12)의 노즐(13)을 통하여 물을 분사함으로써 상기 몰드된 반도체 패키지(14)의 외부 리드(15)와 인접한 리드 프레임(17)을 연결 지지하고 있는 댐바(16)의 표면에 달라붙은 몰딩 부재의 플래시(flash)가 제거된다.
그러나, 상기와 같은 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치는 고압으로 물을 분사시켜 플래시를 제거할 경우, 몰드된 패키지에 크랙(crack)이 발생될 수 있으며, 저압으로 물을 분사할 경우, 플래시가 효과적으로 제거되지 않는 문제점이 있다. 즉, 고압 펌프(11)의 수압 변화에 따라 리드 프레임(17)에 도금이 정상적으로 이루어지지 않게 되면, 리드 프레임(17) 도금 불량 발생으로 인해 완성된 제품의 도금이 벗겨지거나, 제품이 회로 기판에 장착될 경우 접촉 불량을 유발하여, 제작이 완료된 각 제품에 치명적인 동작 불량을 발생시키는 문제점이 있다.
이러한 디플래싱 장치의 수압 관리는 수압 게이지를 사람이 직접 육안으로 확인하여 조치하는 데 그치고 있으므로, 일시적인 압력 변화 또는 장기적인 압력 저하로 인해 제품에 발생되는 미세한 불량은, 제품이 완성된 이후에 검출되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 실시간으로 디플래싱 장치의 압력을 검출함으로써 설정된 범위 이외의 압력이 형성되는 경우 설비를 정지시킬 수 있는 압력 검출 시스템을 포함한 디 플래싱 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디플래싱 장치는, 수압을 형성하는 고압 펌프;와 상기 고압 펌프로부터 공급되는 물이 토출되는 고압 노즐을 구비하는 고압 분사기;를 포함하는 몰드된 반도체 패키지의 디플래싱 장치에 있어서, 상기 고압 펌프로부터 상기 노즐로 공급되는 물의 압력을 감지하여 아날로그 신호로 변환시키는 압력 센서; 상기 압력 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환시킨 값으로부터, 그 값이 소정의 범위를 넘으면 신호를 출력하는 압력 센서 앰프부; 및 상기 압력 센서 앰프부로부터 상기 출력 신호를 받아 상기 디플래싱 장치의 이상 유무를 처리하여 이상 발생시 에러 신호를 발생시키는 PLC(programmable logic controller);를 포함하는 압력 검출 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치에 설치된 압력 검출 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 3은 상기 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이며, 도 4는 상기 시스템의 동작을 설명하기 위한 압력 센서 앰프에서 디지털 값으로 변환된 압력-시간의 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 압력 검출 시스템은, 고압 펌프(21)로부터 노즐(23)이 포함된 고압 분사기(22)로 물이 공급되는 공급관에 설치되어, 측정된 물의 압력을 아날로그 신호의 형태로 변환하여 압력 센서 앰프부(281)로 송출하는 압력 센서(280); 수신된 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환시켜, 그 값이 설정된 압력 범위 이내이면 아무런 출력을 내보내지 않고, 설정된 압력 범위의 상한값 이상이거나 하한값 이하가 되면 PLC(282)로 출력 신호를 내보내는 압력 센서 앰프부(281); 압력 센서 앰프부(281)로부터 출력 신호를 수신하여 디플래싱 설비의 이상 유무를 처리한 후, 이상 발생시 도금 설비의 메인 컴퓨터(283)로 에러 신호를 출력하는 PLC(282);를 포함한다.
도 3의 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 압력 검출 시스템의 동작을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 디플래싱 장치가 작동되기 시작하면, 고압 펌프로부터 고압 분사기로 연결된 공급관에 설치된 압력 센서는 수압을 감지하여 이를 아날로그 신호로 변환시켜 압력 센서 앰프부로 전송한다(스텝 S1). 스텝 S1에서 전송된 아날로그 신호는 압력 센서 앰프부에 의해 디지털 값으로 변환된다(스텝 S2).
이러한 과정을 거친 후, 압력 센서 앰프부는, 측정된 압력을 변환시킨 디지털 값이 디플래싱 공정을 수행하기에 바람직한 설정 범위 이내인지를 판단한다(스텝 S3). 판단 결과, 측정된 압력이 설정 범위 이내이면 PLC는 작동되지 않고, 압력 센서는 초기 상태로 복귀하여 수압 감지를 계속하게 된다.
반면에, 측정된 압력이 설정 범위 이외의 경우이면(설정 상한값 이상 또는 설정 상한값 이하), 압력 센서 앰프로부터 PLC로 신호가 출력되어, PLC는 내장된 프로그램에 따라 5초 동안 압력 센서 앰프의 출력 검사를 중지하게 된다(스텝 S4). (이에 대해서는 도 4를 참조하여, 후술하기로 한다)
압력 센서 앰프로부터 PLC로 신호가 출력된 이후 5초가 경과하면, PLC는 다시 압력 센서 앰프로부터 출력을 검사하여 디지털 값이 설정된 범위 이내인지의 여부를 판단한다(스텝 S5). 판단 결과, 측정된 압력이 설정 범위 이내이면, 압력 센서는 초기 상태로 복귀하여 수압 감지를 계속하게 되고, 측정된 압력이 설정 범위 이외의 경우이면(설정 상한값 이상 또는 설정 상한값 이하), PLC는 도금 설비의 메인 컴퓨터로 에러 신호를 출력하게 된다.
메인 컴퓨터는 PLC로부터 에러 신호를 수신하면, 설비 동작을 중단시키는 동시에 표시기에 에러 신호를 출력함으로써 설비를 운영하는 사람이 이에 따른 조치를 신속하게 수행할 수 있도록 한다.
한편, 도 4를 참조하면, 디플래싱 장치를 실시하는데 바람직한 수압의 범위가 점선(설정 하한값 내지 설정 상한값)으로 표시되어 있고, x축을 시간축, y축을 압력축으로 하여 압력 센서(280)로부터 수신된 아날로그 신호를 압력 센서 앰프부(281)에서 디지털 값으로 변환시킨 일예를 그래프로 도시하고 있다. 예를 들어, 고압 펌프가 작동되기 시작한 이후에, 압력 센서 앰프부에서 검출된 디지털 값이 점선(A)으로 표시된 구간에서와 같이 설정 하한값 이하인 경우, PLC 프로그램에 의해 5초동안은 압력 센서 앰프부의 출력을 검사하지 않는다. 5초가 경과된 이후에도, 압력 센서 앰프부에서 검출된 디지털 값이 점선(B 또는 C)으로 표시된 구간에서와 같이 설정 상한값 이상 또는 설정 하한값 이하가 되는 경우에, PLC는 비로소 도금 설비의 메인 컴퓨터에 에러 신호를 출력하게 된다. 순간적으로 디지털 값의 유동이 있을 수 있는 점을 고려하여 불필요한 설비 중단을 방지하기 위한 것이다.
이상과 같이, 디플래싱 장치에 압력 검출 시스템을 설치하여 실시간으로 압력을 검출할 수 있으므로, 설정 범위 이외의 압력이 형성된 경우에는 설비 작동을 신속하게 중단시킬 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 압력 검출 시스템을 포함하는 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치에 따르면, 고압 펌프로부터 고압 분사기로 연결된 공급관의 압력을 실시간으로 측정하여 설정 범위 이외의 압력이 형성된 경우에는 설비 동작을 신속하게 중단시킬 수 있으므로, 댐바(dambar) 부위의 버(burr)나 리드의 도포 불량과 같은 압력 변화에 의한 제품 불량 요인을 제거할 수 있으며, 제품의 품질이 향상된다.

Claims (1)

  1. 수압을 형성하는 고압 펌프(high pressure pump);와 상기 고압 펌프로부터 공급되는 물이 토출(吐出)되는 고압 노즐(high pressure nozzle)을 구비하는 고압 분사기;를 포함하는 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치에 있어서,
    상기 고압 펌프로부터 상기 노즐로 공급되는 물의 압력을 감지하여 아날로그 신호로 변환시키는 압력 센서;
    상기 압력 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환시킨 값으로 부터, 그 값이 소정의 범위를 넘으면 신호를 출력하는 압력 센서 앰프부; 및
    상기 압력 센서 앰프부로부터 상기 출력 신호를 받아 상기 디플래싱 장치의 이상 유무를 처리하여 이상 발생시 에러 신호를 발생시키는 PLC(programmable logic controller);를 갖는 압력 검출 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드된 반도체 패키지용 디플래싱 장치.
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