KR20070013479A - 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치 - Google Patents

본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레임의 표면에서부터 반도체 칩 상면까지의 두께인 본드 레벨 두께(BLT; Bond Level Thickness)를 반도체 칩 부착 후에 곧바로 모니터링 할 수 있도록 하기 위하여, 다이 부착부와 배출부 사이에 설치되어 본드 레벨 두께를 측정하는 본드 레벨 두께 측정부와 그 본드 레벨 두께 측정부의 측정 결과에 따라 다이 본딩 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 다이 본딩 장치를 제공한다. 이에 따르면, 반도체 칩 부착 후에 곧바로 본드 레벨 두께에 대한 모니터링이 진행되기 때문에 본드 레벨 두께의 이상 발생 즉시 조치가 가능하다. 따라서 불필요하게 본드 레벨 두께 이상의 반도체 반제품 발생이나 다이 본딩 장치의 동작 정지 등이 방지되어 자재 손실이 감소되고 작업성이 향상될 수 있다.
다이 본더, 다이 어태치, 본드 레벨 두께, 칩 부착, 모니터링, 검사

Description

본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치{DIE BONDING APPARATUS HAVING BOND LEVEL THICKNESS MEASURING PART}
도 1은 일반적인 반도체 패키지 제조 과정에서 다이 본딩 후의 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치 구조를 개략적으로 보여주는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 본드 레벨 두께 측정을 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 반도체 칩 15; 웨이퍼
20; 프레임 30; 접착제
50,51; 매거진 100; 다이 본딩 장치
110; 프레임 공급부 120; 이송부
130; 다이 부착부 140; 본드 레벨 두께 측정부
150; 배출부 160; 칩 공급부
170; 화면표시부 180; 경고부
190; 제어부
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 또는 리드프레임에 부착된 반도체 칩에 대한 본드 레벨 두께 관리가 개선된 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 반도체 패키지 제조 과정에서 다이 본딩 후의 상태를 나타낸 단면도이다.
일반적으로 반도체 패키지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 또는 리드프레임과 같은 프레임(20)의 일 면에 접착제(30)를 이용하여 반도체 칩(10)이 부착된 구조를 갖는다. 여기서, 프레임(20)의 표면에서부터 반도체 칩(10) 상면까지의 두께를 본드 레벨 두께(BLT; Bond Level Thickness)라 한다. 이 본드 레벨 두께는 패키지 품질을 결정하는 중요한 요소 중의 하나이다. 예를 들어, 본드 레벨 두께에 따라 수지 성형의 품질이 영향을 받을 수 있으며, 와이어 본딩(wire bonding)에도 영향을 준다.
종래에는 다이 본딩 장치로부터 배출되는 반도체 반제품을 가지고 3차원 스코프(scope)를 이용하여 본드 레벨 두께를 측정하여 원하는 수준이 유지될 수 있도록 관리하였다. 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치는 본드 레벨 두께 측정 기능이 없었기 때문이다. 따라서 측정 결과가 본드 레벨 두께의 허용 오차를 벗어나는 경우 이미 반도체 칩이 부착이 완료된 상태의 반도체 반제품들은 불량으로 처리되는 문제점이 발생된다. 불량 반도체 반제품의 발생을 방지하기 위하여 동작 정지 후에 모니터링을 하는 경우 작업성이 저하되는 문제가 발생된다. 이와 같은 문제점들은 복수 개의 반도체 칩을 포함하는 멀티 칩 패키지의 제조에 있어서 더욱 큰 문제가 아닐 수 없다.
따라서 본 발명의 목적은 반도체 칩 부착 후에 곧바로 본드 레벨 두께에 대한 모니터링을 진행함으로써 작업성을 향상시킬 수 있는 다이 본딩 장치를 제공하는 데에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프레임 상에 접착제를 도포하는 접착제 도포기와 반도체 칩을 접착제가 도포된 프레임 상에 부착시키는 다이 부착기를 가지는 다이 부착부, 반도체 칩의 부착이 완료된 반도체 반제품을 매거진에 수납하는 배출부, 다이 부착부와 배출부 사이에 설치되어 본드 레벨 두께를 측정하는 본드 레벨 두께 측정부 및 그 본드 레벨 두께 측정부의 측정 결과에 따라 다이 본딩 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치의 실시 양태에 있어서, 본드 레벨 두께 측정부는 프레임과 반도체 칩 각각의 소정 높이에 설치 되어 반도체 칩과 프레임 각각의 거리를 측정하는 거리 측정기와, 프레임과의 거리와 반도체 칩과의 거리 차이에 의해 본드 레벨 두께를 산출하는 산출부를 포함한다. 여기서, 거리 측정기는 레이저 거리 측정기이거나 자동 줌 포커싱(automatic zoom focusing) 기능의 카메라일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치의 실시 양태에 있어서, 거리 측정기의 측정 위치 하부에 프레임을 고정하는 진공 블록을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 경고등이나 경보기를 포함할 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치 구조를 개략적으로 보여주는 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 본드 레벨 두께 측정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 다이 본딩 장치(100)는 프레임(20)에 하나의 반도체 칩(10)을 부착하는 장치로서, 프레임 공급부(110), 이송부(120), 칩 공급부(160), 다이 부착부(130), 본드 레벨 두께 측정부(140), 배출부(150), 화면표시부(170), 경고부(180) 및 제어부(190)를 포함하여 구성된다.
프레임 공급부(110)는 프레임(20)이 수납된 매거진(50)이 탑재되며 수직 운동되는 로더(111)와 그 매거진(50) 내의 프레임(20)을 밀어 매거진(50)으로부터 프 레임(20)을 배출시키는 푸셔(pusher; 113)를 갖는다. 여기서, 프레임(20)으로서는 리드프레임이 적용될 수 있으며, 인쇄회로기판이나 테이프 배선 기판 등과 같은 기판의 적용이 가능하다.
이송부(120)는 푸셔(113)에 의해 배출되는 프레임(20)이 탑재 및 이동을 안내하는 인덱스 레일(index rail; 121)과 그 인덱스 레일(121)에서 프레임(20)을 이동시키는 이송 수단(123)을 갖는다.
칩 공급부(160)는 웨이퍼(15)가 탑재되는 웨이퍼 테이블(161)을 포함하며, 카메라 등에 의하여 양호한 상태로 판정된 반도체 칩(10)만을 선별하여 제공하도록 구성된다.
다이 부착부(130)는 접착제(30)를 프레임(20)의 칩 부착 위치에 도포하는 접착제 도포기(131)와 웨이퍼(15)에서 반도체 칩(10)을 집어 올려 접착제(30)가 도포된 프레임(20)의 칩 부착 위치에 부착하는 다이 부착기(133)를 갖는다. 여기서, 프레임 공급부(110)는 접착 테이프 접착제 도포기(131)가 접착 테이프를 부착하는 접착 테이프 부착기로 대체될 수 있다.
배출부(150)는 인덱스 레일(121)의 한 쪽 끝 부분에 인접하여 설치되며, 빈 매거진(51)이 탑재되며 수직 운동하는 언로더(151)를 갖는다. 언로더(151)의 수직 운동에 의해 빈 매거진(151)에 반도체 칩(10)의 부착이 완료된 반도체 반제품(25)이 인덱스 레일(121)로부터 순차적으로 수납된다.
거리 측정부(140)는 다이 부착기(133)와 언로더(151) 사이의 인덱스 레일(121) 상부에 설치되는 거리 측정기(141)와 그 거리 측정기(141)와 연결되어 수집 된 측정 거리의 차이값에 의해 본드 레벨 두께를 산출하는 본드 레벨 두께 산출부(143) 및 프레임(20)을 진공에 의해 흡착 고정하는 진공 블록(145)을 가진다.
거리 측정기(141)로서는 레이저 거리 측정기나, 자동 줌 포커싱 기능을 갖는 카메라가 사용될 수 있다. 거리 측정기(141)는 예를 들어 레이저를 조사하고 반사되어 수신되는 광에 의해 거리를 측정하는 구조로서, 반도체 칩(10)이 부착되지 않은 프레임(20) 부분과 반도체 칩(10)의 상면 각각에 대한 거리를 측정한다. 본드 레벨 두께 산출부(143)는 기판 형태나 프로그램 형태로 제공될 수 있다. 본드 레벨 두께 산출부(143)는 설정 허용 범위와 비교하는 기능 또는 회로 구성을 가질 수 있다.
화면 표시부(170)는 화면표시장치(171)를 포함하여 본드 레벨 두께 측정 결과나 에러 발생 유무 등 반도체 칩(10)의 부착에 관한 정보를 작업자가 쉽게 파악할 수 있는 화면으로 제공한다.
경고부(180)는 경고등(181)과 경보기(183)를 가지며, 후술되는 제어부(190)의 제어 신호에 따라 경고음을 발생시키고 경고등을 점멸 또는 점등한다.
제어부(190)는 다이 본딩 장치(100)를 구성하는 각각의 구성 요소와 연결 설치되어 장치 동작 전반에 걸친 제어를 수행한다. 여기서, 제어부(190)는 본드 레벨 두께 산출부(143)가 갖는 설정 허용 범위와 비교하는 기능을 수행하도록 구성되어 본드 레벨 두께의 이상 유무를 검사하고 그에 따른 동작 정지나 경고등(181)과 경보기(183)의 동작을 제어한다.
동작을 설명하면, 프레임(10)이 매거진(50)으로부터 인덱스 레일(121)로 하 나씩 순차적으로 공급된다. 프레임(10)은 이송 수단(123)에 의해 인덱스 레일(121) 상에서 이동되어 접착제 도포기(131)의 작업 위치로 이송된다. 그리고 접착제 도포기(131)에 의해 프레임(10)에 접착제(30)가 도포되고, 다이 부착기(133)에 의해 접착제(30)가 도포된 프레임(20)에 반도체 칩(10)이 부착된다. 그리고 반도체 칩의(10) 부착이 완료된 반도체 반제품(25)이 빈 매거진(51)에 수납된다.
다이 부착기(133)에 의해 반도체 칩(10) 부착이 완료된 반도체 반제품(25)이 빈 매거진(51)에 수납되기 전에 진공 블록(145)에 진공이 인가되어 반도체 반제품(25)의 평탄도가 유지되고, 특정 패턴 인식에 의해 위치 정렬이 이루어진다.
이 상태에서 거리 측정기(141)에 의해 프레임(20)과 반도체 칩(10) 각각의 거리가 측정된다. 그리고 본드 레벨 두께 산출부(143)에 의해 프레임(20)과의 거리와 반도체 칩(10)과의 거리 차이에 의해 본드 레벨 두께가 산출된다.
제어부(190)에 의해 본드 레벨 두께가 설정 허용 범위 내인지 검사되어 설정 허용 범위를 벗어난 경우, 다이 본딩 장치(100)의 동작이 정지되고 화면표시장치(171)에 에러 메시지가 표시되며, 경고등(181)과 경보기(183)를 동작되어 경고등이 점등 또는 점멸되고 경고음이 발생된다.
이상과 같은 본 발명에 의한 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치에 따르면, 반도체 칩 부착 후에 곧바로 본드 레벨 두께에 대한 모니터링이 진행되기 때문에 본드 레벨 두께의 이상 발생 즉시 조치가 가능하다. 따라서 불필요하게 본드 레벨 두께 이상의 반도체 반제품 발생이나 모니터링을 위한 다이 본딩 장치의 동작 정지가 방지되어 자재 손실이 감소되고 작업성이 향상될 수 있다.

Claims (5)

  1. 프레임 상에 접착제를 도포하는 접착제 도포기와 반도체 칩을 접착제가 도포된 프레임 상에 부착시키는 다이 부착기를 가지는 다이 부착부;
    반도체 칩의 부착이 완료된 반도체 반제품을 매거진에 수납하는 배출부;
    상기 다이 부착부와 상기 배출부 사이에 설치되어 본드 레벨 두께를 측정하는 본드 레벨 두께 측정부; 및
    상기 본드 레벨 두께 측정부의 측정 결과에 따라 다이 본딩 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 본드 레벨 두께 측정부가 프레임과 반도체 칩 각각의 소정 높이에 설치되어 반도체 칩과 프레임 각각의 거리를 측정하는 거리 측정기와, 상기 프레임과의 거리와 반도체 칩과의 거리 차이에 의해 본드 레벨 두께를 산출하는 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 거리 측정기는 레이저 거리 측정기인 것을 특징으로 하는 본드 레벨 두 께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 거리 측정기는 자동 줌 포커싱 기능의 카메라인 것을 특징으로 하는 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 거리 측정기의 측정 위치 하부에 프레임을 고정하는 진공 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 본드 레벨 두께 측정부를 갖는 다이 본딩 장치.
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