KR20070030895A - 반도체 컴포넌트 어셈블링 방법 및 장치 - Google Patents

반도체 컴포넌트 어셈블링 방법 및 장치 Download PDF

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KR20070030895A
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오델 에이. 산체즈
택 케이. 김
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프리스케일 세미컨덕터, 인크.
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Abstract

반도체 컴포넌트를 어셈블링하는 방법은, 받침대(61)를 제공하는 단계, 받침대 상에 반도체 다이(54)를 포함하는 제1 피스(piece)(52)를 배치하는 단계, 제1 피스 상에 제2 피스(56, 58)를 배치하는 단계, 및 제1 피스와 제2 피스 사이에 접착제(60)를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 제1 피스와 제2 피스를 스냅(snap)하기 위해 제1 피스와 제2 피스로 제1 판으로 압력을 가하는 단계와, 접착제를 리플로우(reflow)하기 위해 제2 판으로의 가열 단계를 더 포함하고, 가열 단계는 압력을 가하는 단계와 동시에 수행된다.
받침대, 반도체 다이, 접착제, 노, 형태도, 플랜지, 정렬 헤더, 윈도우 프레임, 정렬 특징부, 열 소산

Description

반도체 컴포넌트 어셈블링 방법 및 장치{METHOD OF ASSEMBLING A SEMICONDUCTOR COMPONENT AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 일반적으로 반도체 컴포넌트를 형성하는 것에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 반도체 컴포넌트의 부분들을 함께 어셈블링하는 것에 관한 것이다.
반도체 다이(die)를 패키징하기 위해, 반도체 다이는 헤더(header)에 결합된다. 헤더들은 적어도 다음의 것들을 어셈블링하여 형성된다: 1) 리드(leads)를 갖는 윈도우 프레임, 및 2) 반도체 다이들을 지지하기 위한 플랜지(flange). 땜납은 윈도우 프레임과 플랜지를 접속한다. 헤더를 형성하기 위해, 운용자(operator)는 수동으로 부품들(parts)을 모두 배열하고나서, 그것들을 노(furnace)를 통해 평평한 컨베이어 벨트 상에 놓으며, 이것은 보통 약 50분이 소요된다. 노는 땜납을 가열하여 윈도우 프레임이 플랜지에 접착되도록 한다. 또한, 접착이 가능하도록 압력이 인가될 수 있다.
노 공정을 사용하여, 바람직하지 못하게 평평한 결과적인 헤더는 저급한 열 소산(heat dissipation)의 결과를 가져온다. 노 공정 동안에 인가되는 압력으로부터의 패키지 상의 기계적 압력 때문에 때때로 윈도우 프레임이 갈라질 수 있다. 그런 갈라짐은 후속적으로 형성되는 패키지 상에서 불완전한 밀봉을 하도록 할 수 있다. 또한, 그 공정은 시간 소모적이다. 그러므로, 사이클 시간을 감소시키고, 향상된 열 소산을 갖는 헤더가 되며, 또한 윈도우 프레임의 갈라짐을 감소시키는 헤더를 형성하는 공정에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 예를 통해 설명되고, 유사 참조 부호가 유사 소자를 나타내는, 첨부 도면들에 의해 제한되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 반도체 컴포넌트의 피스들(pieces)을 어셈블링하기 위해 사용되는 툴(tool)을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 반도체 컴포넌트의 상면도를 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 어셈블리를 위해 부분들이 배치되는 받침대 위에, 어셈블리 전의 도 2의 반도체 컴포넌트의 정렬된 부분들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 다른 반도체 컴포넌트의 상면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 도 1의 툴과 사용될 수 있는 정렬 시스템의 하면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 받침대를 선택하는 흐름도를 나타낸다.
당업자라면, 도면의 소자들이 단순성과 명료성을 위해 도시되었고, 치수변경을 위해 그려지지는 않았슴을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면들의 일부 소자들의 치수는 다른 소자들에 비해 과장되어 본 발명의 실시예들의 이해를 도울 것이다.
툴(10)은 반도체 부품이나 컴포넌트의 피스들을 어셈블링하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 피스들은 윈도우 프레임과 플랜지와 같은 절연 재료를 포함한다. 윈도우 프레임은 리드들 또는 리드들을 갖는 추가 피스들을 포함할 수 있다. 도 2-4에 도시된 것처럼, 플랜지(52)는, 일 실시예에서, 반도체 다이(54)와, 리드(58)를 갖는 윈도우 프레임(56)을 지지하고, 땜납(60)을 통해 플랜지로 결합된다. (0, 1, 2 등과 같이, 반도체 다이의 임의의 번호가 플랜지(52) 상에 존재할 수 있다, 2개의 반도체 다이(54)가 설명 목적으로 도면들에 도시된다) 일 실시예에서, 추후 공정 동안 리드(58)는 와이어본딩(wirebonding)에 의해 반도체 다이(54)에 전기적으로 결합된다. 각 반도체 다이(54)는 2개의 리드(58)(서로 윈도우 프레임(56)의 반대측 상에 존재하는 리드들의 세트)와 결합된다. 플랜지(52), 윈도우 프레임(56), 및 리드(58)의 조합은, 후속 공정에서 반도체 다이(54)를 패키징하기 위해 베이스 또는 장착판으로서 사용되는, 헤더를 형성한다. 도 2와 도 3에서 도시된 것처럼, 플랜지(52)는, 후속 공정 동안에 플랜지와 후속적으로 형성되는 헤더를 패널 또는 메이팅 커넥터(mating connector)에 결합시키기 위해 바람직할 수 있는 노치(53)과 같은 특징을 포함할 수 있다. 또한, 플랜지(52)는 후속 공정 동안에 열을 소산시킨다. 유사하게, 윈도우 프레임(56)은 또한 후속 공정 동안에 헤더를 패널 또는 커넥터에 결합할 수 있다. 툴(10)과 툴(10)과 연결되어 사용될 수 있는 반도체 컴포넌트에 대한 이해는 도면들을 참조한 후에 더 잘 이해될 것 이다.
도 1의 툴(10)은 윈도우 프레임(56), 땜납(60), 플랜지(52), 및 리드(58)를, 만약 그것들이 윈도우 프레임(56)으로부터 분리되는 피스의 일부이면, 어셈블링하여 헤더를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 툴(10)은 압력을 가하여 피스들을 함께 스냅(snap)하고, 열을 가해서 땜납(60)을 녹인다. 그러므로, 툴(10)은 동시에 스냅하고 땜납을 리플로우(reflow)하여 반도체 다이(54)를 갖는 헤더를 형성한다. 일 실시예에서, 윈도우 프레임(56)을 맨 위에 갖는 스택의 위쪽에 압력이 가해지고, 플랜지(52)를 맨 아래에 갖는 스택의 아래에 열이 가해진다.
금속이나 플라스틱과 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있는 받침대(12)는, 전체 툴(10)을 지지하고, 프레임(18)을 정렬 시스템(31)과 툴(10)의 다른 부분들에 결합시킨다. 일 실시예에서, 받침대는 바닥 위에 놓인다.
도 1에 도시된 바와 같은 툴이 2개의 반도체 컴포넌트를 어셈블링하기 위해 설정되지만, 단지 1개 또는 2개 이상의 반도체 컴포넌트를 어셈블링하기 위해 툴(10)이 수정될 수 있다. 받침대 위에 반도체 부품이 놓여서, 다양한 피스들을 어셈블링하기 위해 툴(10)을 사용하여 헤더가 된다. 도 1에서, 소자(26)는 반도체 다이를 갖는 제1 부품과 제1 받침대(제1 부품과 받침대)를 포함하고, 소자(28)는 반도체 다이를 갖는 제2 부품과 제2 받침대(제2 부품과 받침대)를 포함한다. 부품과 받침대(26, 28)는, 열 판(20) 내에 형성되는 캐비티(cavity;22, 24) 내에 있다. 제1 부품과 받침대(26)는 제1 캐비티(22) 내에 있고, 제2 부품과 받침대(28)는 캐비티(24) 내에 있다. 일 실시예에서, 부품과 받침대의 윗면은 캐비티와 열 판(20) 의 윗면과 같은 평면 상에 있다. 열 판(20)은, 금속(예를 들어, 알루미늄)과 같은, 임의의 도전형 재료일 수 있거나, 세라믹 가열기 소자일 수 있다. 열 판(20)은 프레임(18) 내에 놓여서 지지를 제공한다. 열 판(20)의 아래에(도 1에 도시 생략) 어셈블리 동안에 사용되는 가열기가 있다.
어셈블리 동안에 가스가 프레임(18)으로 흘러들어 툴(10)로 가스를 제공한다. 입구 가스관(14)과 출구 가스관(15)은 프레임(18)을 통해 가스원(16)과 툴(10)에 결합된다. 그러나, 당업자라면, 다른 방식으로 가스가 툴(10)에 제공되거나 툴(10)로부터 제거될 수 있슴을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 제공된 가스는, N2H2 또는 Ar과 같은 비활성 기체나 형성 가스이다. 가스는 부품 주위에 비활성 상태를 생성하기 위해 사용되고, 땜납 산화를 발생시킬 수 있는 모든 산소성분을 제거한다.
정렬 시스템(31)은 정렬 특징부(34, 36, 38, 40)를 갖는 정렬 헤더 또는 판(32)을 포함한다. 정렬 특징부(34, 36)는 도 2에서 플랜지(52)와 위치(70)와 접촉한다. 도 4에서와 같이 플랜지가 장착 특징부를 갖지 않으면, 정렬 특징부(38)는 위치(72)에서 플랜지(52)와 접촉한다. 플랜지가 장착 특징부(51)를 가지면, 정렬 특징부(40)는, 도 2에 도시된 것처럼, 장착 특징부들(51) 사이의 노치(53)와 접촉할 것이다. 반도체 부품이 장착 특징부(51)를 가지면, 정렬 특징부(38)의 존재가 어셈블리에 영향을 미치지는 않으므로, 정렬 특징부(38)는 제거될 필요가 없다. 그러나, 부품이 장착 특징부(51)를 갖지 않으면, 정렬 특징부(40)는 제거되어 이것 들이 바람직하게 못하게 그 부품을 교차하지 않도록 한다. 정렬 특징부(40)는 수동적으로 또는 기계에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 이것들은 손으로 판(32)에서 나사가 풀릴 수 있다.
정렬 특징부(34, 36)는 정렬 특징부(38)보다 크게 도시되고, 정렬 특징부(38)는 정렬 특징부(40)보다 크게 도시되었다. 그러나, 반드시 이런 것은 아니다. 임의의 크기가 몇 가지 제한사항과 함께 사용될 수 있다. 첫 번째로, 정렬 특징부(40)는 노치(53)의 치수보다 작은 치수를 가져서 이것들을 노치(53) 내에 맞도록 하여 장착 특징부(51)를 손상시키지 말아야 한다. 두 번째로, 정렬 특징부(34, 36)는 리드(58)를 손상시킬 수 있는 치수를 갖지 말아야 한다. 세 번째로, 모든 정렬 특징부들의 크기는, 다른 정렬 특징부들과 함께 판(32) 상의 이것들의 바람직한 위치에 형성될 수 있도록 해야 한다. 환언하면, 존재하는 다른 정렬 특징부들의 공간을 점유하지 않도록 치수가 되어야 한다.
정렬 판(32)은 특징부들을 정렬하기 위해서 사용될 뿐만이 아니라, 또한 압력을 가해서 헤더들을 형성하도록 한다. 상술된 바와 같이, 정렬 특징부들 모두는 헤더들의 주변 부분에 접촉한다. 부품들이 캐비티 내에 놓이므로, 정렬 판(32)은 이것이 부품들과 접촉할 때까지 아래로 이동하고, 정렬 특징부들은 캐비티로 돌출될 수 있다. 클램핑 판(46)에 결합된 클램핑 메커니즘(44)을 통해 정렬 판(32)에 힘이 가해진다. 받침대(12)와, 로드(rod) 외부에 와이어(wire) 또는 스프링을 갖는 금속 로드들일 수 있는, 클램핑 메커니즘(44) 내의 모터(도시 생략)를 통해 정렬 판(32)으로 클램핑 판(46)이 아래로 이동할 것이다. 정렬 판(32)을 통해 부품 들로 클램핑 판(46)으로부터의 힘이 분배된다. 다이얼 지시기, 스트레인 게이지, 압력 센서, 또는 컴퓨터와 같은, 압력 측정기(50)는 인가되는 힘의 크기를 결정하여, 바람직하게는, 툴(10)의 사용자에게 그것을 디스플레이한다.
도 2에, 도 1의 툴(10)을 사용하여 어셈블링될 수 있는 부품(28)의 일 실시예가 도시된다. 부품(28)은, 장착 특징부(51)를 갖는 플랜지(52), 플랜지(52) 상에 형성되는 리드(58)를 갖는 윈도우 프레임(56), 및 플랜지(52) 상의 반도체 다이(54)를 포함한다. 일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 플랜지(52)의 본체 부분 상에(즉, 장착 특징부(51) 외의 플랜지의 임의의 부분) 2개의 반도체 다이(54)가 형성된다. 반도체 다이(54)는 클린룸(clean room) 환경에서 웨이퍼의 일부로서 전단-후단(front-end) 공정을 거쳐서 트랜지스터, 다른 소자, 상호접속(interconnects) 등을 형성하였다. 반도체 다이는 웨이퍼로부터 단독화되어 다이를 형성하였다. 임의의 공정이 사용될 수 있으므로, 반도체 다이(54)를 형성하기 위해 사용되는 공정들에 대해서는 중요하지 않다. 반도체 다이(54)는, 예를 들어, 땜납, 에폭시, 또는 테이프를 사용하여 플랜지(52)로 본딩되었다.
플랜지(52)는, 구리 또는 구리 합금과 같은, 임의의 적절한 재료일 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 플랜지(52)는 플랜지(52)의 단측(shorter sides)에 위치되는 장착 특징부(51)를 갖는다. 장착 특징부(51)는, 도 2에 도시된 원 부분과 같이, 임의의 형태일 수 있는 노치(53)에 의해 서로로부터 분리된다. 윈도우 프레임(56)은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 Al2O3와 같은, 임의의 절연 재료이 고, 리드(58)를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 리드(58)는, 구리 또는 구리 합금과 같은, 도전형 재료로 이루어질 수 있다. 윈도우 프레임(56)이 리드(58)를 포함하지 않으면, 리드를 포함하는 다른 피스가 존재할 것이다. 윈도우 프레임(56)과, 리드를 갖는 분리된 피스를 구매하는 것이, 리드(58)를 갖는 제조된 윈도우 프레임(56)을 구매하는 것보다 더 비용 절감될 것이므로, 바람직할 것이다. 어셈블링될 때, 리드(58)는 플랜지(51)의 장측(long sides)을 지나서 확장한다. 윈도우 프레임(56)의 단측은 노치(53)와 오버랩하지 않고, 그 대신, 리드(58)의 대부분을 제외한, 전체 윈도우 프레임이 플랜지(51) 위에 직접 놓여진다. 또한, 윈도우 프레임(56)은 그것의 중심에 구멍이 있어서 반도체 다이(54)와 플랜지(52)의 부분들을 노출시킨다. 또한, 윈도우 프레임(56)이 존재할 때, 플랜지(52)의 장착 특징부(51)가 노출된다.
도 3에, 독자의 이해를 돕기 위해, 부품(28)의 분리된 피스들이 서로 놓이게 되면 어떻게 될지에 대해 정렬된 뷰(view)를 나타낸다. 환언하면, 설명을 위해서 피스들은 서로 분리되어 있다. 이미 부착된 반도체 다이(54)를 갖는 플랜지(52)는 받침대 위에 놓여있다. 일 실시예에서, 받침대(61)가 만곡되어(curved) 있다. 원하는 받침대(61)의 곡률은 형성되는 부품(28)에 따를 것이다. 일 실시예에서, 약 10 mils 오목(concave) 내지 약 10 mils 볼록(convex)의 곡률의 범위를 갖는 받침대가 사용된다. 도 3에 도시된 것처럼, 만곡된 부분이 오목이고 플랜지(52)와 접촉하는 만곡된 받침대가 바람직하다. 오목하게 만곡된 받침대를 가짐으로써, 형성되는 부품의 곡률이 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 헤더는 약 10 mils 오목 내 지 약 10 mils 볼록의 곡률의 범위를 가진다. 완전히 평평하지 않고 곡면을 가짐으로써, 헤더는, 더 많은 열을 소산하고, 패키지 상의 기계적 스트레스를 감소시키고, 패키지에 형성되는 밀봉에 결함을 생기게 할 수 있는 윈도우 프레임의 갈라짐을 제거할 수 있을 것이다.
원하는 받침대(61)의 곡률은 형성되는 반도체 컴포넌트에 따를 것이다. 도 6에, 일 실시예에서 사용할 적절한 받침대를 결정하는 흐름도(80)를 나타낸다. 첫 번째로, 흐름(80)이 참조부호 81에서 시작되고, 곡률을 갖는 받침대가 선택된다(82). 곡률이 0이어서 받침대가 전혀 만곡되지 않을 수도 있다. 다음, 상기 받침대를 사용하여 헤더가 형성된다(84). 헤더의 형태도(topography)가 측정되어(86), 사전결정된 형태도와 비교된다(88). 사전결정된 형태도는 열 소산 평가, 유한 모델링(finite modeling), 또는 고객 사양(customer specifications)에 의해 결정될 수 있다. 형태도가 매치되면(사전결정된 허용율(tolerance) 내에서), 흐름이 종료한다(89). 그러나, 헤더의 형태도가 사전결정된 형태도에 충분히 근접하지 않으면, 새 받침대가 선택되어, 새 헤더가 형성되고, 측정되어 사전결정된 형태도와 비교된다. 환언하면, 헤더의 형태도가 원하는대로가 아니면, 공정(82, 84, 86, 88)이 반복된다.
플랜지(52)의 위에 땜납(60)이 배치된다. 일 실시예에서, 땜납(60)은, 섭씨 약 280도 내지 약 350도와 같은, 낮은 온도에서 사용되는 수행 땜납이다. 다른 실시예에서, 땜납(60)은 섭씨 약 850도까지의 높은 온도에서 사용되는 땜납이다. 땜납(60)은, 주석-납 조합 또는 무납(lead-free) 재료(예를 들어, 주석-은 조합)와 같은, 임의의 적절한 재료일 수 있다. 땜납(60) 위에 절연 재료(56)가 놓인다. 일 실시예에서, 절연 재료(56)는 위와 아래 표면 상에 금속화된 세라믹 또는 유기 재료이다. 금속화는, Ni와 같은, 임의의 납땜가능한 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 절연 재료(56)는 윈도우 프레임으로서 지칭된다. 도 3에 도시된 윈도우 프레임은 납(58)을 갖는다. 후속 와이어본드 공정 동안에, 리드(58)는 와이어본드를 통해 반도체 다이(54)와 전기적으로 결합된다. 윈도우 프레임이 리드(58)를 포함하지 않으면, 추가 피스가 리드(58)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 리드를 갖는 피스는 윈도우 프레임과 사이에 땜납을 갖도록 윈도우 프레임 상에 배치될 것이다. 일 실시예에서, 도 1의 툴(10)을 사용하여 윈도우 프레임과 플랜지(52)를 결합하는 것과 동시에, 리드를 갖는 피스가 윈도우 프레임에 결합될 것이다.
도 4는 다른 반도체 컴포넌트(26)를 나타낸다. 반도체 컴포넌트(26)는 도 2의 반도체 컴포넌트(28)와 같은 장착 특징부(51)를 포함하지는 않는다. 장착 특징부(51)의 부재로 인해, 정렬 특징부(40)에 반대인 도 5의 정렬 특징부(38)가 사용된다. 도 5에 도시된 것처럼, 일 실시예에서, 반도체 컴포넌트(26)의 길이가 도 5의 반도체 컴포넌트(28)의 노치들(53) 사이의 거리보다 더 길므로, 정렬 특징부(38)는 정렬 특징부(40)보다 서로로부터 더 떨어져 있다. 그러나, 반도체 컴포넌트(26)의 길이는 임의의 치수가 될 수 있고, 도 5의 반도체 컴포넌트(28)의 노치들(53) 사이의 거리보다 더 짧을 수도 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 정렬 노치(38)는 반도체 컴포넌트(26)의 주변을 따라서 위치(72)와 접촉한다. 도 4에서, 정렬 노치(38)는 플랜지(51)의 단측에 접촉한다. 도 2와 도 4에 도시된 것 이외의 반도체 컴포넌트의 임의의 다른 구성이 사용될 수도 있다.
도 5는 정렬 판(32) 상의 정렬 특징부(34, 36, 38, 40)의 한 가지 구성을 나타낸다. 다른 구성들이 사용될 수도 있다. 전술된 것처럼, 특정 정렬 특징부들은 부품들의 특정 부분과 정렬된다. 단지 정렬 특징부(34, 38)가 존재하므로, 도 5에서 좌측으로의 구성(100)이 도 4에 도시된 부품(26)에 가장 적절하다. 도 5에서 우측으로의 구성(110)은, 상기 구성이 부품(28)의 노치(53)와 정렬될 수 있는 정렬 특징부(40)를 가지므로, 도 2의 부품(28)을 위해 가장 적절하다. 그러므로, 정렬 판(32) 상의 우측으로의 구성(110)이 도 2의 부품(28)과 함께 사용되면, 정렬 특징부(38)는 사용되지 않을 것이고, 단지 정렬 특징부(40, 36)만이 사용될 것이다. 정렬 특징부들의 디자인은 필요한 압력을 얻기 위해 부품들 상의 선택된 지점들에의 압력 인가와 정렬을 하도록 한다.
지금쯤, 땜납의 가열을 통해, 피스들을 기계적 결합과 화학적 결합을 하여 헤더를 형성하여 반도체 다이의 후속 패키징 공정을 하도록 하는 툴이 제공되었슴을 이해할 것이다. 이것은 종래 노를 사용하여 형성되는 것들보다 더 신뢰성이 있는 부품들을 만드는 결과를 가져온다. 또한 사이클 시간이 향상된다. 흑연 부착물을 갖는 종래 노 공정 대신에 툴(10)을 사용할 때, 사이클 시간이 약 50분에서 약 2분으로 감소될 수 있슴이 보여졌다. 더욱이, 툴(10)의 사용은 공정을 수행하기 위해 필요한 운용자의 수를 감소시키고(툴(10)을 위해 단지 1개가 필요한 한편, 노를 실행하기 위해 4개가 사용될 수 있슴); 헤더를 형성하기 위한 장치를 위해 필요한 면적을 감소시키고(약 400 제곱 피트의 크기일 수 있는 노에 비해, 도 1에 도 시된 것과 같이, 툴(10)은 2개의 피스들을 형성하기 위해 설비되면 크기에서 약 100 제곱 피트일 수 있슴); 필요한 가스량을 감소시키고(노에서 사용되는 약 620 SCFH 가스와 비교하여 약 10 SCFH 가스가 사용됨);필요한 전력량을 감소시킨다(툴(10)에서는 약 0.5KW, 노에서는 약 15KW). 이들 감소로 제조 비용이 감소되는 결과를 가져온다.
향상된 사이클 시간은, 툴(10)을 사용하는 것보다, 노를 사용할 때, 땜납을 위해 피크(peak)와 리플로우 온도에 도달하는 시간이 더 걸린다는 사실에 적어도 부분적으로 기인할 수 있다. 일 실시예에서, 노가 리플로우 존(reflow zone)에 도달하기까지 약 30분이 걸릴 수 있고, 피크 온도가 섭씨 약 330도일 때, 리플로우 온도는 섭씨 약 280이고, 클램프 압력은 약 9 파운드이다.
전술된 명세서에서, 본 발명은 특정 실시예들을 참조로 기재되었다. 그러나, 당업자라면, 다음의 청구범위에 기재된 것처럼 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정과 변경이 만들어질 수 있슴을 이해할 것이다. 논의된 방법과 장치는 임의의 유형의 패키지를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 방법과 장치는 에어 캐비티 패키지(air cavity package;ACP)를 형성하기 위해 사용될 수 있고, 여기서, 다이가 열 싱크(heat sink)에 부착되고나서 상기 열 싱크에 세라믹 링과 리드를 부착하기 위해 고온 납땜이 수행된다. 따라서, 명세서와 도면은 제한적 관점이기보다는 설명적 관점에서 고려되어야 하고, 모든 그런 수정은 본 발명의 범위 내에 포함시키려고 의도된다. 툴(10)이 자동적으로 핸들링하는 재료의 제거를 수행할 수 있도록 툴(10)을 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 설명과 청구범위에서 "앞(front)", "뒤(back)", "맨 위(top)", "맨 아래(bottom)", "위(over)", "아래(under)" 등의 용어들은, 만약 존재하면, 설명적 목적으로 사용되고 반드시 영구적 상대 위치들을 기술하기 위해 사용되는 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어들이 적절한 상황 하에서 상호변경가능하여, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예들이 본 명세서에서 설명되거나 또는 기재되는 것들과는 다른 배향(orientation)에서 동작이 가능하도록 함을 이해할 것이다.
특정 실시예들에 대해서 이득, 다른 이점, 및 문제점들에 대한 해결책이 전술되었다. 그러나, 임의의 이득, 이점, 또는 해결책이 발생하거나 또는 더 공고되도록 할 수 있는 이득, 이점, 문제점들의 해결책이, 임의의 또는 모든 청구항들의 중요하거나, 필수적이거나, 또는 기본적인 특징이나 요소로서 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)"이라는 용어들, 또는 그것들의 임의의 다른 변형은 비배타적 포괄성(non-exclusive inclusion)을 위해 의도되어, 소자들의 리스트를 포함하는 공정, 방법, 제품, 또는 장치는 단지 그 소자들만을 포함할 뿐만이 아니라, 명백히 리스트되지 않거나 또는 그런 공정, 방법, 제품, 또는 장치에 고유하지 않은 다른 소자들을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 것처럼, "하나의(a)" 또는 "한(an)"이라는 용어는 1 또는 1 이상으로서 정의된다. 본 명세서에 사용되는 것처럼, "복수(pluraity)"라는 용어는 2 또는 2 이상인 것으로서 정의된다. 본 명세서 에 사용되는 것처럼, "다른(another)"이라는 용어는 적어도 2번째 이상으로서 정의된다. 본 명세서에 사용되는 것처럼, "결합된(coupled)"이라는 용어는, 직접적일 필요가 없고 기계적일 필요도 없지만, 접속되는 것으로서 정의된다.

Claims (19)

  1. 반도체 컴포넌트를 어셈블링하는 방법으로서,
    받침대를 제공하는 단계;
    반도체 다이(die)를 포함하는 제1 피스(piece)를 상기 받침대 위에 배치하는 단계;
    상기 제1 피스 상에 제2 피스를 배치하는 단계;
    상기 제1 피스와 상기 제2 피스 사이에 접착제를 제공하는 단계;
    상기 제1 피스와 상기 제2 피스를 스냅(snap)하기 위해 상기 제1 피스와 상기 제2 피스에 제1 판으로 압력을 가하는 단계; 및
    상기 접착제를 리플로우(reflow)하기 위해 제2 판으로의 가열 단계 - 가열 단계는 압력을 가하는 단계와 동시에 수행됨 -
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판의 일부분인 정렬 특징부들(alignment features)로 상기 제2 피스에 상기 제1 피스를 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 피스의 일부분인 정렬 특징부들로 상기 제2 피스에 상기 제1 피스를 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 받침대를 제공하는 단계는 만곡된(curved) 받침대를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 만곡된 받침대를 제공하는 단계는,
    제1 만곡된 받침대를 제공하는 단계;
    제1 반도체 다이를 포함하는 상기 제1 피스를 상기 만곡된 받침대 상에 배치하는 단계;
    상기 제1 피스 위에 상기 제2 피스를 배치하는 단계;
    상기 제1 피스와 상기 제2 피스 사이에 접착제를 제공하는 단계;
    상기 제1 피스와 상기 제2 피스를 스냅하기 위해 상기 제1 피스와 제2 피스에 제1 판으로 압력을 가하는 단계;
    상기 접착제를 리플로우하여 테스트 반도체 컴포넌트를 형성하기 위해 제2 판으로의 가열 단계 - 가열 단계는 압력을 가하는 단계와 동시에 수행됨 -;
    상기 테스트 반도체 컴포넌트의 형태도(topography)를 측정하는 단계;
    사전결정된 형태도와 상기 테스트 반도체 컴포넌트의 형태도를 비교하는 단계;
    상기 제1 만곡된 받침대와는 다른 곡률을 갖는 제2 만곡된 받침대를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 만곡된 받침대를 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 만곡된 받침대 상에 상기 제1 피스를 배치하는 단계는 플랜지(flange)를 더 포함하는 제1 피스를 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 피스 상에 제2 피스를 배치하는 단계는 절연체를 포함하는 제2 피스를 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 접착제를 제공하는 단계는 땜납 수행을 더 포함하는 접착제를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 피스 상에 제2 피스를 배치하는 단계는 리드(leads)를 더 포함하는 제2 피스를 배치하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 판으로 압력을 가하는 단계는 상기 제2 피스의 위로부터 압력을 가하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 판으로의 가열 단계는 상기 제1 피스의 아래로부터의 가열 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 피스 상에 리드를 포함하는 제3 피스를 배치하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 반도체 컴포넌트를 형성하는 방법으로서,
    캐비티(cavity)를 갖는 열 판을 제공하는 단계;
    상기 캐비티에 만곡된 받침대를 배치하는 단계;
    상기 만곡된 받침대 상에 반도체 다이를 포함하는 플랜지를 배치하는 단계;
    상기 플랜지 상에 땜납을 배치하는 단계;
    상기 땜납 상에 윈도우 프레임을 배치하는 단계;
    정렬 헤더(header)를 아래로 이동하여 상기 윈도우 프레임과 상기 플랜지가 접촉하도록 하는 단계 - 상기 정렬 헤더는 상기 윈도우 프레임으로의 상기 플랜지의 정렬을 보장하는 정렬 특징부들을 포함함 -;
    상기 제1 윈도우 프레임과 상기 플랜지에 상기 정렬 헤더로 압력을 가하는 단계; 및
    상기 땜납을 리플로우하기 위해 상기 열 판으로 열을 가하여 상기 플랜지, 땜납, 및 윈도우 프레임을 결합시키는 가열 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 땜납 상에 상기 윈도우 프레임을 배치하는 단계는 리드들을 포함하는 상기 윈도우 프레임을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 압력을 가하는 단계는 상기 윈도우 프레임의 위로부터 압력을 가하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가열 단계는 상기 플랜지의 아래로부터의 가열 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 만곡된 받침대를 제공하는 단계는,
    제1 만곡된 받침대를 제공하는 단계;
    상기 만곡된 받침대 상에 제1 반도체 다이를 포함하는 제1 피스를 배치하는 단계;
    상기 제1 피스 상에 제2 피스를 배치하는 단계;
    상기 제1 피스와 상기 제2 피스 사이에 접착제를 제공하는 단계;
    상기 제1 피스와 상기 제2 피스를 스냅하기 위해 상기 제1 피스와 상기 제2 피스에 제1 판으로 압력을 가하는 단계;
    상기 접착제를 리플로우시켜서 테스트 반도체 컴포넌트를 형성하기 위해 제2 판으로의 가열 단계 - 가열 단계는 압력을 가하는 단계와 동시에 수행됨 -;
    상기 테스트 반도체 컴포넌트의 형태도를 측정하는 단계;
    사전결정된 형태도와 상기 테스트 반도체 컴포넌트의 형태도를 비교하는 단계;
    상기 제1 만곡된 받침대와는 상이한 곡률을 갖는 제2 만곡된 받침대를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 만곡된 받침대를 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 반도체 컴포넌트를 어셈블링하는 장치로서,
    가열 수단;
    상기 가열 수단과 결합된 받침대;
    상기 가열 수단 위의 판;
    상기 판을 수직 이동시키는 이동 수단 - 상기 이동 수단은 상기 판과 결합됨 -; 및
    상기 이동 수단과 결합된 압력을 측정하는 수단
    을 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 이동 수단은 공기역학 실린더 및 모터로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 장치를 포함하는 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 가열 수단은 열 판과 가열기를 포함하는 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 압력을 측정하는 수단은 다이얼 지시기와 컴퓨터로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 장치를 포함하는 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 받침대는 만곡된 받침대를 포함하는 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 판은 정렬 수단을 포함하는 장치.
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