KR20080004227A - 마운트 스테이지 유니트를 갖는 다이 본딩 장치 - Google Patents

마운트 스테이지 유니트를 갖는 다이 본딩 장치 Download PDF

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KR20080004227A
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박현상
하용대
이수길
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Abstract

본 발명의 다이 본딩 장치는 마운트 스테이지 몸체와, 상기 마운트 스테이지 몸체 상부에 부착되고, 그 표면에 다이(칩)가 안착되어 본딩 헤드로 상기 다이와 배선 기판을 본딩할 수 있는 마운트 스테이지와, 상기 마운트 스테이지 몸체에 연결되어 상기 마운트 스테이지를 이동시킬 수 있는 이동부를 포함한다. 상기 마운트 스테이지는 표면 면적을 둘러싸도록(커버하도록) 상기 다이가 안착되어 다이 본딩시 안착된 다이의 모서리부와 상기 마운트 스테이지의 접촉면이 없어 다이 손상을 방지한다. 상기 마운트 스테이지의 표면판은 다이아몬드 물질로 구성되어 마운트 스테이지의 오염을 줄여 다이 손상을 방지한다.

Description

마운트 스테이지 유니트를 갖는 다이 본딩 장치{die bonding apparatus having mount stage unit}
도 1은 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 2는 도 1의 다이 본딩 장치의 정면도이고,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지 유니트를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 다이 본딩 과정을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 5는 도 4의 다이 본딩 과정에서 마운트 스테이지 및 다이의 오버랩 상태를 도시한 평면도이고,
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지의 사시도, 평면도 및 단면도이고,
도 9 및 도 10은 도 4 및 도 5의 비교예로써 도시한 것이고, 도 11은 도 9 및 도 10에 이용된 마운트 스테이지의 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
14: 본딩 헤드, 20: 레일, 22: 배선 기판, 30: 마운트 스테이지 몸체, 32: 마운트 스테이지, 38: 이동부, 40: 마운트 스테이지 유니트,
본 발명은 반도체 패키지 제조장치에 관한 것으로, 특히 칩(chip, 다이(die))을 배선 기판에 본딩할 때 이용되는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
반도체 패키지를 제조하기 위하여, 다이(칩)를 배선 기판, 예컨대 리드 프레임이나 PCB 보드에 접착하는 다이(die) 본딩 공정이 있다. 다이 본딩 공정은 접착 테이프 상에서 웨이퍼의 절단에 의해 개별적으로 분리된 다이를 접착 물질, 예컨대 에폭시가 형성된 리드 프레임의 다이 패드에 접착하는 것을 말한다. 상기 본딩 공정을 수행하는 장치는 다이 본딩 장치이다.
다이 본딩 장치는 다이가 안착되는 마운트 스테이지(stage) 유니트와 다이에 압력을 가하는 본딩 헤드를 포함한다. 상기 다이가 안착된 마운트 스테이지 유니트는 접착 물질이 형성된 배선 기판, 예컨대 리드 프레임이나 PCB 보드의 아래에 배치된다. 상기 본딩 헤드는 배선 기판 및 다이를 압력으로 눌러서 다이를 배선 기판에 접착시킨다. 상기 과정은 각각의 다이별로 연속적으로 진행된다.
그런데, 종래의 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지 유니트, 특히 직접적으로 다이가 안착되는 마운트 스테이지의 표면이 금속면으로 구성되어 파티클이 혼입되 기 쉬워 마운트 스테이지의 오염이 발생하고, 변형과 파손이 잦게 된다.
이렇게 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지 유니트가 표면 오염이나 변형과 파손이 될 경우 교체 주기가 짧아 생산성이 낮고, 다이 본딩시 불균일한 압력(편중된 압력)을 받아 다이에 큰 손상을 입힌다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 파티클이 잘 혼입되지 않고 변형과 파손이 거의 없어 다이 본딩시 다이 손상을 방지할 수 있는 마운트 스테이지 유니트를 갖는 다이 본딩 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다이 본딩시 불균일한 압력으로 인한 다이 손상을 방지할 수 있는 마운트 스테이지 유니트를 갖는 다이 본딩 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 다이 본딩 장치는 마운트 스테이지 몸체와, 상기 마운트 스테이지 몸체 상부에 부착되고, 그 표면에 다이(칩)가 안착되어 본딩 헤드로 상기 다이와 배선 기판을 본딩할 수 있는 마운트 스테이지와, 상기 마운트 스테이지 몸체에 연결되어 상기 마운트 스테이지를 이동시킬 수 있는 이동부를 포함한다.
상기 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지는 표면 면적을 둘러싸도록(커버하도록) 상기 다이가 안착되어 다이 본딩시 안착된 다이의 모서리부와 상기 마운트 스테이지의 접촉면이 없어 다이 손상을 방지한다. 상기 마운트 스테이지의 표면의 가 로 및 세로 길이가 각각 상기 안착된 다이의 가로 및 세로 길이보다 작게 구성될 수 있다.
상기 마운트 스테이지는 중앙부가 양측부에 비하여 돌출된 지지판과, 상기 지지판의 중앙부에 위치하고 그 표면에 다이가 안착되는 표면판으로 구성될 수 있다. 상기 마운트 스테이지의 표면판은 다이아몬드 물질로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는 마운트 스테이지 몸체와, 상기 마운트 스테이지 몸체 상부에 부착되고, 그 표면에 다이(칩)가 안착되어 본딩 헤드로 상기 다이와 배선 기판을 본딩할 수 있는 마운트 스테이지와, 상기 마운트 스테이지 몸체에 연결되어 상기 마운트 스테이지를 이동시킬 수 있는 이동부를 포함한다. 본 발명의 다이 본딩 장치의 상기 마운트 스테이지의 표면판은 다이아몬드로 구성되어 다이 본딩시 오염을 방지하고, 상기 마운트 스테이지의 표면 면적을 둘러싸도록(커버하도록) 상기 다이가 안착됨으로써 다이 본딩시 다이 손상을 방지한다.
이상과 같이, 본 발명의 다이 본딩 장치는 마운트 스테이지의 표면판을 다이아몬드로 구성하여 다이 본딩시 변형이나 오염에 의한 다이 손상을 방지한다. 그리고, 본 발명의 다이 본딩 장치는 마운트 스테이지의 표면 면적을 둘러싸도록(커버하도록) 상기 다이를 안착하여 다이 본딩시 상기 다이의 모서리부에 집중되는 압력을 방지하여 다이의 손상을 방지한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있 으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
이하에서, 실시예 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 다음에 설명되는 다이 본딩 장치의 다이 본딩 방법은 다양한 칩 형태에 따라 다르게 구성할 수 있기 때문에, 다이 본딩 방법이 다르더라도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
본 발명의 다이 본딩 장치에 있어서, 파티클이 잘 혼입되지 않고 변형과 파손이 거의 없어 다이 본딩시 다이 손상을 방지할 수 있고, 다이 본딩시 편중된 압력을 갖지 않아 다이 손상을 방지할 수 있는 마운트 스테이지 유니트를 제공한다. 이를 위하여, 본 발명은 마운트 스테이지 유니트의 표면 재질을 변경하고, 마운트 스테이지 유니트를 구성하는 마운트 스테이지의 형태나 모양을 다이에 대하여 변경한다. 먼저, 본 발명의 마운트 스테이지 유니트를 적용될 수 있는 다이 본딩 장치의 일 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 다이 본딩 장치의 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 의한 다이 본딩 장치는 본딩 헤드(14), 레일(20) 및 마운트 스테이지 유니트(40)를 포함한다. 상기 본딩 헤드(14)는 본딩 몸체(10)와 연결된 본딩 암(12)에 의해 상하로 움직일 수 있다. 본딩 헤드(14)는 배선 기판(22), 예컨대 리드 프레임을 향하여 압력을 가하기 위한 것이다. 필요한 경우, 본딩 헤드(14)는 압력과 함께 열도 가할 수 있다. 본딩 헤드(14)의 밑면은 마운트 스테이지(32)에 안착된 다이(미도시)의 상부면에 균일한 압력을 가할 수 있도록 편평한 형태를 가지는 것이 바람직하다. 상기 레일(20)은 배선 기판(22)을 간헐적으로 공급하기 위한 것으로, 한쪽 방향으로 이동하도록 구동된다.
상기 마운트 스테이지 유니트(40)는 마운트 스테이지 몸체(30)와, 상기 마운트 스테이지 몸체(30) 상에 고정되고 그 표면에 다이가 진공 등에 의하여 안착되는 마운트 스테이지(32)를 포함한다. 상기 마운트 스테이지 유니트(40)는 상기 마운트 스테이지 몸체(30)에 연결되어 상기 마운트 스테이지(32)를 X축, Y축, 회전 및 상측(또는 상하측)으로 이동시킬 수 있는 이동부(도 3의 38)를 구비한다. 도 1 및 도 2에서는, 상기 마운트 스테이지 유니트(40)를 배선 기판, 예컨대 리드프레임을 이송하기 위한 레일(20)의 외측에 배치하였으나, 상기 레일(20)의 안쪽에도 배치할 수 있다.
이상과 같기 구성되는 다이 본딩 장치는 다이(미도시)를 마운트 스테이지(32)에 안착시킨 후, 상기 안착된 마운트 스테이지(32)는 이동부(도 3의 38)를 이용하여 접착 물질이 형성된 배선 기판(22), 예컨대 리드 프레임 아래로 배치되도록 이동시킨다. 이어서, 상기 본딩 헤드(14)는 다이 및 배선 기판(22)을 압력으로 눌러서 배선 기판(22)에 다이를 접착시켜 본딩한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지 유니트를 도시한 사시도이다.
구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 마운트 스테이지 유니트(40)는 마운트 스테이지 몸체(30)와, 상기 마운트 스테이지 몸체(30) 상에 고정되고 그 표면에 다이가 진공 등에 의하여 안착되는 마운트 스테이지(32)를 포함한다. 상기 마운트 스테이지 몸체(30)는 상기 마운트 스테이지(32)를 고정하거나, 탈착할 때 이용한다. 상기 마운트 스테이지(32) 및 마운트 스테이지 몸체(30)에 대하여는 후에 보다 자세하게 설명한다.
더하여, 상기 마운트 스테이지 유니트(40)는 상기 마운트 스테이지 몸체(30)에 연결되어 상기 마운트 스테이지(32)를 X축, Y축, 회전 및 상측(또는 상하측)으로 이동시킬 수 있는 이동부(38)를 구비한다. 상기 이동부(38)는 상기 마운트 스테이지(32)를 상승(또는 하강) 시킬 수 있는 캠(34)과, 상기 마운트 스테이지 캠(34)을 구동시키는 모터(36)로 구성된다.
도 4는 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 다이 본딩 과정을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 다이 본딩 과정에서 마운트 스테이지 및 다이의 오버랩 상태를 도시한 평면도이다.
구체적으로, 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 다이 본딩 과정은 마운트 스테이지(30)의 표면에 다이(16)가 안치되어 있고, 상측에 본딩 암(12)에 연결된 본딩 헤드(14)가 위치한다. 상기 다이(16)는 마운트 스테이지(32)에 형성된 진공홀(58)을 통하여 안치된다. 이에 따라, 상기 본딩 헤드(14)가 거리(18)만큼 이동함으로써 상기 다이(16)에 압력을 가하여 배선 기판(미도시)과 다이(16)를 접착한다.
특히, 상기 마운트 스테이지(32)는 표면 면적 외측으로 거리(24) 만큼 둘러 싸도록(커버하도록) 상기 다이(16)가 안착되게 구성됨으로써 다이 본딩시 안착된 다이(16)의 모서리부와 상기 마운트 스테이지(32)의 접촉면이 없게 구성한다. 즉, 상기 마운트 스테이지(32)의 표면의 가로 및 세로 길이 X1 및 Y1이 각각 상기 다이(16)의 가로 및 세로 길이 X2 및 Y2 보다 작아 다이 본딩시 상기 다이(16)의 모서리부와 상기 마운트 스테이지(32)의 접촉면이 없게 한다.
이렇게 할 경우, 다이 본딩시 상기 다이(16)의 모서리부에 집중되는 압력을 방지할 수 있어 다이(16)의 손상을 방지할 수 있게 된다. 상기 마운트 스테이지(32)의 표면의 가로 및 세로 길이 X1 및 Y1은 상기 다이(16)의 가로 및 세로 길이 X2 및 Y2에 따라 유동적으로 조절할 수 있다.
상기 다이(16)의 모서리부의 손상 방지에 대하여는 후의 비교예에서 보다 상세하게 설명한다. 그리고, 도 4 및 도 5에서, 참조번호 50 및 52는 마운트 스테이지(32)의 표면판 및 지지판을 나타내며, 참조번호 54, 56은 연결홀들이고, 참조번호 58은 진공홀이다. 이에 대해서도 후에 설명한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지의 사시도, 평면도 및 단면도이다.
구체적으로, 본 발명에 의한 마운트 스테이지(32)는 중앙부가 양측부에 비하여 돌출된 지지판(52)과, 상기 지지판(52)의 중앙부에 위치하고 그 표면에 다이가 안착되는 표면판(50)을 구비한다. 상기 지지판(52)은 마운트 스테이지 몸체(30)와 연결되는 연결홀들(54, 56)이 형성되어 있고, 상기 표면판(50)에는 다이를 안착할 수 있게 진공홀(58)이 형성되어 있다. 상기 지지판(52)은 텅스텐 탄소 합 금(tungsten carbide alloy)으로 구성한다.
특히, 본 발명에 의한 마운트 스테이지(32)의 표면판(50)을 다이아몬드로 구성한다. 상기 다이아몬드는 현존하는 물질중 경도가 가장 높아 마운트 스테이지(32)의 표면판(50)은 내마모성이 매우 좋게 된다. 상기 마운트 스테이지(32)의 표면판(50)을 다이아몬드로 구성할 경우, 상기 표면판(50) 내로 파티클이 혼입되지 않아 마운트 스테이지의 오염 발생을 줄일 수 있어 다이 본딩시 다이 손상을 방지하고, 세정 작업도 용이하게 할 수 있다.
상기 마운트 스테이지(32)의 표면판(50)을 다이아몬드로 구성할 경우, 상기 마운트 스테이지(32)의 변형이 거의 없게 되어 다이 본딩시 다이 손상을 방지한다. 그리고, 상기 마운트 스테이지(32)의 표면판(50)을 다이아몬드로 구성할 경우, 마운트 스테이지(32)의 교체 주기가 길어지고, 정교한 다이 본딩 공정이 가능하다.
도 9 및 도 10은 상기 도 4 및 도 5의 비교예로써 도시한 것이고, 도 11은 도 9 및 도 10에 이용된 마운트 스테이지의 사시도이다.
구체적으로, 도 9는 도 4의 비교예로써 다이 본딩 장치의 다이 본딩 과정을 개략적으로 도시한 것이고, 도 10은 도 5의 비교예로써, 다이 본딩 과정에서 마운트 스테이지 및 다이의 오버랩 상태를 도시한 것이다. 도 11은 도 6의 비교예로써 도시한 것이다. 도 9 내지 도 11에서, 도 4 내지 도 6과 동일한 설명은 편의상 생략하고, 참조번호 52a는 마운트 스테이지(32)의 지지판을 나타내며, 참조번호 56a는 연결홀들이고, 참조번호 58a는 진공홀이다.
다이 본딩 장치의 다이 본딩 과정은 앞서 설명한 바와 같이 본딩 헤드(14)가 거리(18) 만큼 이동함으로써 마운트 스테이지(32)에 안착된 다이(16)에 압력을 가하여 배선 기판(미도시)과 다이(16)를 접착한다. 그런데, 표면판(50a)은 본원 발명과 같이 다이아몬드로 구성하지 않을 경우 파티클이나 오염원이 혼입되어 도 9에 도시한 바와 같이 다이(16)가 마운트 스테이지(32)의 표면판에 안정적으로 안착되지 못하여 들뜨게 된다. 이렇게 들뜬 상태에서 본딩 공정을 진행하면 다이가 손상을 받게 된다. 특히, 다이 본딩시 다이(16)의 모서리가 크게 손상을 받게 된다.
더하여, 마운트 스테이지(32)의 표면의 가로 길이(X2) 및 세로 길이(Y2)가 각각 상기 다이(16)의 가로 길이(X1) 및 세로 길이(Y1)보다 클 경우 다이 본딩시 상기 다이(16)의 모서리부와 마운트 스테이지(32)가 접촉하게 되어 다이(16)의 모서리부에 본딩 헤드(14)의 압력이 집중되어 다이가 손상을 받게 된다. 다시 말해, 마운트 스테이지(32)의 내부로 거리(24a) 만큼 안쪽으로 다이(16)가 안착될 경우 다이 본딩시 상기 다이(16)의 모서리부에 압력이 집중되어 다이(16)가 손상을 받게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지는 표면 면적 외측으로 상기 다이를 둘러싸도록(커버하도록) 구성되어 다이 본딩시 안착된 다이의 모서리부와 상기 마운트 스테이지의 접촉면이 없게 구성한다. 이에 따라, 다이 본딩시 상기 다이의 모서리부에 집중되는 압력을 방지하여 다이의 손상을 방지한다.
본 발명은 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지의 표면판을 다이아몬드로 구성하여 마운트 스테이지의 마모를 방지하고, 파티클의 혼입을 방지하고 클리닝을 용이하게 하여 다이 본딩시 변형이나 오염에 의한 다이 손상을 방지한다.
더하여, 본 발명은 다이 본딩 장치의 마운트 스테이지의 표면판을 다이아몬드로 구성하여 마운트 스테이지의 교체 주기를 증가시키고 정교한 본딩 작업을 가능하게 한다.

Claims (8)

  1. 마운트 스테이지 몸체;
    상기 마운트 스테이지 몸체 상부에 부착되고, 그 표면에 다이(칩)가 안착되어 본딩 헤드로 상기 다이와 배선 기판을 본딩할 수 있는 마운트 스테이지; 및
    상기 마운트 스테이지 몸체에 연결되어 상기 마운트 스테이지를 이동시킬 수 있는 이동부를 포함하고,
    상기 마운트 스테이지는 표면 면적을 둘러싸도록 상기 다이가 안착되어 다이 본딩시 안착된 다이의 모서리부와 상기 마운트 스테이지의 접촉면이 없어 다이 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마운트 스테이지의 표면의 가로 및 세로 길이가 각각 상기 안착된 다이의 가로 및 세로 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마운트 스테이지는 중앙부가 양측부에 비하여 돌출된 지지판과, 상기 지지판의 중앙부에 위치하고 그 표면에 다이가 안착되는 표면판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 마운트 스테이지의 표면판은 다이아몬드 물질로 구 성되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 지지판은 상기 마운트 스테이지 몸체와 연결되는 연결홀들이 형성되어 있고, 상기 표면판에는 상기 다이를 안착할 수 있게 진공홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  6. 마운트 스테이지 몸체;
    상기 마운트 스테이지 몸체 상부에 부착되고, 그 표면에 다이(칩)가 안착되어 본딩 헤드로 상기 다이와 배선 기판을 본딩할 수 있는 마운트 스테이지; 및
    상기 마운트 스테이지 몸체에 연결되어 상기 마운트 스테이지를 이동시킬 수 있는 이동부를 포함하고,
    상기 마운트 스테이지의 표면판은 다이아몬드로 구성되어 다이 본딩시 오염을 방지하고, 상기 마운트 스테이지의 표면 면적을 둘러싸도록 상기 다이가 안착됨으로써 다이 본딩시 다이 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 마운트 스테이지는 중앙부가 양측부에 비하여 돌출된 지지판을 구비하고, 상기 지지판의 중앙부에 상기 다이가 안착되는 상기 표면판이 위치하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 지지판은 상기 마운트 스테이지 몸체와 연결되는 연결 홀들이 형성되어 있고, 상기 표면판에는 상기 다이를 안착할 수 있게 진공홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100969532B1 (ko) * 2010-01-25 2010-07-12 (주)에이에스티 칩 정렬 보정장치 및 이를 적용한 다이 본딩 장치
CN117810147A (zh) * 2024-03-01 2024-04-02 精技电子（南通）有限公司 一种引线键合机用芯片定位装置

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