KR20070092541A - 반도체 패키지 제조장비의 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조장비에서 에어 나이프를 이용하여 패키지 표면에 묻어 있는 물기를 제거하는 건조장치에 관한 것이다.

본 발명은 반도체 패키지 제조 공정 중 건조공정에서 패키지 표면에 묻어 있는 물기를 제거할 때, 수평 방향으로 고속의 에어를 분사할 수 있는 에어 나이프를 이용하여 패키지의 표면을 따라 강력한 에어 스트림(Air stream)을 조성하고, 이때의 에어 스트림 주변에 형성되는 흡인력을 이용하여 물기를 빨아들이는 형태로 제거하는 방식을 채택함으로써, 패키지 표면에 묻어 있는 물기를 빠르고 완전하게 제거할 수 있는 반도체 패키지 제조장비의 건조장치를 제공한다.

반도체 패키지, 쏘잉 앤 플레이스먼트, 건조장치, 에어 나이프

Description

반도체 패키지 제조장비의 건조장치{Air knife system for semiconductor production}

도 1은 일반적인 반도체 패키지 제조장비의 쏘잉 앤 플레이스먼트 장비에 대한 레이아웃을 나타내는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 건조장치를 나타내는 사시도

도 3은 본 발명에 따른 건조장치의 설치상태를 나타내는 측면도

도 4는 도 3의 "A" 부 확대도

도 5는 본 발명에 따른 건조장치의 사용상태를 나타내는 확대도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 에어 나이프 11 : 에어 유입구

12 : 에어 토출구 13 : 에어 나이프 바디

14 : 에어 분사구 15 : 에어 나이프 커버

16 : 유도부 17 : 보조 유도부

18 : 스페이서 19 : 브라켓

20 : 커넥터

본 발명은 반도체 패키지 제조장비의 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속의 에어를 수평방향으로 분사할 수 있고 에어 스트림을 이용한 흡인력을 발휘할 수 있는 에어 나이프 형식의 건조수단을 채택함으로써, 패키지 표면에 묻은 물기를 신속하고 깨끗하게 제거할 수 있으며, 따라서 건조공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 반도체 패키지 제조장비의 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지는 실리콘으로 된 반도체 기판상에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적회로가 형성된 반도체칩을 제조한 후, 이를 리드프레임이나 인쇄회로기판 등과 같은 스트립 자재에 부착하고, 상기 반도체칩과 스트립 자재가 서로 통전되도록 와이어 등으로 전기적으로 연결한 다음, 반도체칩을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 에폭시 수지로 몰딩하는 과정으로 제조된다.

한편, 이와 같이 제조되는 반도체 패키지는 스트립 자재에 매트릭스 타입으로 배열되는 형태로 패키징되며, 스트립 자재 내에서 서로 연결된 패키지들을 절단하여 개별적으로 분리하는 동시에 낱개로 분리된 패키지들을 미리 설정된 품질 기준에 따라 트레이에 적재하는 쏘잉 앤 플레이스먼트 장비를 거친 후, 다음 공정을 위해 이동된다.

반도체 패키지 제조장비의 쏘잉 앤 플레이스먼트 장비(sawing ＆ placement equipment)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스트립 자재를 공급하는 온로더(100), 2 축로봇을 따라 이동하면서 스트립 자재를 척테이블에 로딩하거나 척테이블로부터 각각의 패키지를 언로딩하는 스트립 픽커(110) 및 턴테이블 픽커(120), 픽커에 의해 스트립 자재가 로딩된 상태에서 스트립 자재를 흡착하여 수평방향으로 이동시키거나 회전시키는 척테이블(130), 척테이블(130)에 의해 이송된 스트립 자재를 각각의 패키지로 절단하는 쏘잉장치(140), 절단시 발생하는 이물질을 제거하는 클리닝장치(150), 세척을 마친 각각의 패키지를 건조하는 건조장치(160), 낱개의 패키지를 비젼검사 등을 통해 미리 설정된 품질 기준에 따라 트레이에 적재하는 핸들러(170) 등을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 건조장치는 세척을 마친 각 패키지의 표면에 묻어 있는 물기를 제거하는 장치로서, 패키지의 표면에 에어를 분사하여 물기를 제거하는 에어 블로워 형식으로 되어 있다.

예를 들면, 쏘잉장치에서 절단된 낱개의 패키지가 세척장치에서 세척을 마친 후, 테이블 픽커에 의해 건조장치의 드라이 블럭상에 놓여지면, 이때부터 에어 블로워에서 에어를 분사하여 패키지 표면에 묻은 물기를 제거하게 되고, 계속해서 건조가 완료된 패키지는 핸들러측으로 이송된다.

이러한 기존의 건조장치는 단순한 노즐구조의 에어 블로워를 이용하여 패키지 표면의 물기를 제거하는 방식으로 되어 있기 때문에 물기를 완벽하게 제거하기 어려운 단점이 있으며, 이러한 건조 불량으로 인해 후속으로 이어지는 공정에도 악영향을 끼치는 등의 문제가 있다.

예를 들면, 단순한 노즐구조의 에어 블로워로 에어를 수직 방향 또는 경사진 방향으로 패키지 표면에 분사하는 방식으로 되어 있는 관계로 수막이 형성되거나 에어가 물방울에 부딪히면서 와류를 일으키게 되고, 결국 이러한 수막 및 와류 현상으로 인해 패키지 표면에 있는 물기는 물론 패키지 간의 홈 속에 있는 물기가 말끔히 제거되지 못하면서 건조 불량을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 반도체 패키지 제조장비, 특히 쏘잉 앤 플레이스먼트 장비의 건조공정에서 패키지 표면에 묻어 있는 물기를 제거할 때, 수평 방향으로 고속의 에어를 분사할 수 있는 에어 나이프를 이용하여 패키지의 표면을 따라 강력한 에어 스트림(Air stream)을 조성하고, 이때의 에어 스트림 주변에 형성되는 흡인력을 이용하여 물기를 빨아들이는 형태로 제거하는 방식을 채택함으로써, 패키지 표면에 묻어 있는 물기를 빠르고 완전하게 제거할 수 있는 반도체 패키지 제조장비의 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 패키지 제조장비의 건조장치에 있어서, 에어 나이프에 의해 형성된 에어 스트림을 건조 대상인 패키지에 대해 대략 수평 방향으로, 바람직하게는 0∼30°범위의 각도로 분사하여 패키지에 묻은 물기나 이물질 등을 흡인과 동시에 블로잉할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어 나이프는 턴테이블 픽커의 일측에 설치되어 픽커 이동 중에 에어를 분사할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 건조장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 건조장치는 기본적으로 콤프레서에서 제공되는 압축된 에어를 고속으로 분사하는 방식이며, 특히 에어 나이프를 사용하고 이때의 에어 나이프가 발휘하는 코안다 효과(Coanda effect), 예를 들면 패키지 표면을 따라 강한 에어 스트림을 조성하여 많은 양의 주변 공기를 강력히 흡인함으로써 물기를 부상시키는 효과를 응용하여 패키지 표면에 묻은 물기를 효과적으로 제거할 수 있도록 한 것이다.

예를 들면, 본 발명의 특징은 에어 나이프를 사용함에 있어, 에어 나이프에 의해서 형성되는 기류(에어 스트림)를 건조 물체에 직접 분사하지 않고 수평으로 분사하여, 공기의 흡인과 블로잉을 동시에 달성하는데 그 특징이 있다.

이는 기존에 에어 블로워가 갖는 문제점을 극복할 뿐만 아니라, 물기를 진공만으로 제거하는 것에 비해서 그 효과가 있다 할 수 있다.

다시 말해, 본 발명은 진공의 형성이 건조 물체 전대상에 대해서 일어나고 있으므로 그 진공흡인 효과가 탁월하지만, 종전과 같이 진공에 의해 물기를 제거하는 경우 그 제거가 국부적으로 일어나므로 효과면에서 불리하다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 건조장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 건조장치의 설치상태를 나타내는 측면도이고, 도 4는 도 3의 "A" 부 확대도이다.

도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 건조장치는 크게 에어를 제공받는 에어 나이프 바디(13), 이 에어 나이프 바디(13)와 조합되어 함께 에어 분사구(14)를 형성하게 되는 에어 나이프 커버(15)로 이루어져 있다.

상기 에어 나이프 바디(13)는 길다란 바 형태의 몸체를 가지고 있으며, 몸체의 한쪽 측면에는 컴프레서측에서 연장되는 배관의 커넥터(20)가 연결되는 에어 유입구(11)가 형성되어 있고, 몸체의 전면 하단부에는 길이방향을 따라 나란하게 연속 절개된 형태로 이루어진 에어 토출구(12)가 형성되어 있다.

이때의 에어 분사구(14)는 몸체 내부의 공간부를 통해 에어 유입구(11)측과 통해 있어 컴프레서측에서 공급되는 압축 에어는 에어 유입구(11)→몸체 내부 공간부→에어 토출구(12)의 경로로 진행될 수 있다.

이러한 에어 나이프 바디(13)는 클리닝장치(150)측과 건조장치(160)측 간에 패키지를 이송하는 턴테이블 픽커(120)의 일측에 브라켓(19) 등을 매개로 지지될 수 있다.

상기 에어 나이프 커버(15) 또한 길다란 바 형태의 몸체를 가지고 있으며, 상기 에어 나이프 바디(13)의 전면에 나란하게 배치되면서 볼트 등과 같은 체결수단에 의해 일체식으로 조립된다.

이렇게 에어 나이프 바디(13)와 에어 나이프 커버(15)가 일체식으로 조합됨에 따라 그 아래쪽으로는 미세한 갭 형태의 에어 분사구(14)가 형성되고, 이곳을 통해 압축 에어가 최종적으로 분사될 수 있게 된다.

여기서, 상기 에어 분사구(14)는 에어 나이프 바디(13)와 에어 나이프 커버(15) 간의 하단부 접하는 부위를 따라가면서 일정깊이의 단차를 주는 형태 등으로 조성할 수 있으며, 보다 바람직하기로는 에어 나이프 바디(13)와 에어 나이프 커버(15) 사이에 하단 일부가 잘려진 얇은 시트 형태의 스페이서(18)를 개재하여 에어 나이프 바디(13)와 에어 나이프 커버(15) 간에 갭이 만들어지게 하는 형태로 조성하는 것이 좋다.

이때, 스페이서(18)의 두께를 달리하는 방법으로 에어가 분사되는 갭의 간격을 조절할 수도 있다.

본 발명에서는 에어 나이프 바디(13)와 에어 나이프 커버(15)가 조성하는 에어 분사구(14)를 통해서 분사되는 에어의 흐름을 수평 방향으로 유도할 수 있는 수단을 제공한다.

이를 위하여, 상기 에어 나이프 바디(13)의 전면과 저면 간의 경계를 이루는 모서리 구간, 예를 들면 에어 분사구(14)가 있는 위치에서부터 전면 아래쪽을 거쳐 저면 앞쪽까지 이어지는 구간은 곡면 형태의 유도부(16)로 형성된다.

이에 따라, 에어 분사구(14)를 강하게 빠져나온 에어는 유도부(16)의 곡면을 타고 흐르면서 자연스럽게 수평 방향으로 그 흐름이 유도될 수 있게 된다.

이렇게 에어가 곡면을 타고 그 흐름이 수평 방향으로 유도되면서 패키지의 표면을 따라 강력하게 흘러가게 되므로서, 주변의 많은 양의 에어가 대량으로 흡인되면서 강력한 에어 스트림을 형성하게 되고, 결국 이러한 에어 스트림이 많은 양의 주변 에어와 함께 물기까지도 강력히 흡인할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 에어 나이프 커버(15)에는 하단부 전면에서 후면쪽으로 하향 경사진 형태의 보조 유도부(17)가 구비되어 있으며, 이러한 보조 유도부(17)는 위의 에어 스트림에 의해 주변 공기가 흡인될 때의 간섭을 최대한 배제시켜주는 역할을 하게 된다.

이와 같은 에어 나이프 바디(13) 및 에어 나이프 커버(15)를 포함하는 에어 나이프(10)는 턴테이블 픽커의 일측에 설치되어 픽커 이동 중에 에어를 분사할 수 있다.

즉, 턴테이블 픽커(120)의 일측에는 브라켓(19)이 연장 설치되고, 이때의 브라켓(19)의 끝에 에어 나이프 바디(13)가 설치되므로서, 에어 나이프는 전체적으로 볼 때 브라켓(19)상에 매달려 있는 형태로 지지될 수 있게 된다.

이에 따라, 에어 나이프(10)는 패키지 이송을 위한 턴테이블 픽커(120)의 동작시, 예를 들면 세척공정을 마친 패키지를 드라이 블럭(180)상에 로딩한 후 재차 복귀하는 동작시 패키지에 대해 에어를 분사하는 작동을 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 에어 나이프는 패키지로부터 0.5∼1mm 범위 내에 위치되도록 하는 것이 바람직하고, 에어 나이프의 각도는 수평에서 상방향(또는 하방향)으로 0∼30°범위의 각도를 갖도록 하는 것이 좋다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 건조장치에 대한 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시한 바와 같이, 클리닝장치에서 세척이 완료된 패키지는 척테이블 픽커(120)에 의해 건조장치의 드라이 블럭(180) 위에 로딩된다.

이렇게 패키지의 로딩을 완료한 다음 척테이블 픽커(120)가 복귀되는 시점부터 에어 나이프에 의해 에어 분사가 이루어지면서 패키지 표면에 묻은 물기를 제거 하는 건조작업이 개시된다.

즉, 통상의 컴프레서(미도시)에서 공급되는 압축 에어는 에어 나이프 바디(13)의 내부를 거쳐 에어 분사구(14)를 통해 고속으로 분사되고, 이렇게 분사된 에어는 에어 나이프 바디(13)의 유도부(16)가 갖는 곡면을 타고 흐르면서 그 방향이 수평 방향으로 유도되어 패키지 표면을 따라 흐르게 된다.

이때, 에어가 곡면을 흐를 때 그 표면에 밀착하여 흐르는 성질(코안다 효과)에 의해 유도부(16)를 타고 흐르는 에어는 패키지 상부에 근접하여 수평 방향으로 고속으로 분사된다.

이에 따라, 패키지 표면을 흐르는 에어에 의해 형성된 에어 스트림 주변에서는 흡인력이 생겨 패키지 표면의 물기가 부상하면서 에어와 함께 제거된다.

즉, 고속의 에어가 패키지 상부에 흐르게 되고, 이때의 에어 스트림에 의해 주변 공기가 다량으로 고속 이동하게 되며, 이에 따른 기압차에 의해 패키지 표면의 물기가 흡인력에 의해 부상하면서 에어와 함께 제거된다.

이와 같이, 곡면 구조를 통한 코안다 효과를 응용하여 패키지 상부에 강력한 에어 스트림을 조성하고, 이러한 에어 스트림을 통해 주변의 에어 뿐만 아니라 패키지에 묻은 물기를 흡인하는 방식으로 물기를 제거함으로써, 종전의 단순한 노즐구조의 에어블로워를 통한 에어 분사에 비해 그 효과가 월등히 높일 수 있다.

한편, 본 발명에서는 에어 나이프의 적용 대상을 쏘잉 앤 플레이스먼트 장비로 한정하여 설명하였지만, 반도체 건조공정이 필요한 모든 장비에 적용이 가능함은 물론이다.

또한, 본 발명에서는 에어 나이프가 턴테이블 픽커에 설치되어 하부에 있는 패키지 표면의 상부 표면에 묻은 물기를 제거하는 구현예를 설명하였지만, 본 발명의 적절한 변경, 예를 들면 에어 나이프의 위치 변경 등을 통해서 패키지의 하부면에 묻은 물기를 제거하는 구현예를 비롯하여 패키지를 기준으로 좌우측에 에어 나이프를 배치하는 구현예로도 다양하게 설계 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명은 에어 나이프에 의해 수평 방향으로 분사되는 고속의 에어를 이용하여 패키지의 표면을 따라 강력한 에어 스트림을 조성하고, 이때의 에어 스트림 주변에 형성되는 흡인력을 이용하여 물기를 제거함으로써, 패키지 표면에 묻어 있는 물기를 빠르고 완전하게 제거할 수 있는 장점이 있으며, 따라서 건조공정에서의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 반도체 패키지 제조장비의 건조장치에 있어서,

   에어 나이프에 의해 형성된 에어 스트림을 패키지에 대해 수평 방향으로 분사하여 패키지에 묻은 물기를 흡인과 동시에 블로잉할 수 있도록 한 것을 반도체 패키지 제조장비의 건조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 에어 나이프는 턴테이블 픽커의 일측에 설치되어 픽커 이동 중에 에어를 분사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조장비의 건조장치.

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