KR20090035301A - 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치 - Google Patents

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김종구
기영식
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리하여 개별화(singulation)시키는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 본 발명의 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치는, 반도체 패키지의 적어도 일측면부에 형성된 삽입홈에 삽입되어 반도체 패키지를 고정되게 지지하는 타이바가 형성된 리드프레임에서 상기 반도체 패키지를 분리하여 개별화시키는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 있어서, 상기 타이바가 형성된 리드프레임 일부분의 하면을 지지하는 다이와; 상기 타이바가 형성된 리드프레임 일부분을 상기 다이에 대해 가압하여 소정 각도로 절곡시키는 절곡용 펀치와; 상기 절곡용 펀치에 의해 타이바가 형성된 리드프레임의 일부분이 소정 각도로 절곡된 상태에서 반도체 패키지를 가압하여 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시키는 패키지 분리용 펀치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 타이바가 형성되어 있는 리드프레임의 일부분, 즉 리드프레임의 각 통공 사이의 패키지 지지부의 외측부가 하측으로 일정 각도로 절곡되어 타이바가 하측으로 기울어지게 되고, 이 상태에서 반도체 패키지가 패키지 분리용 펀치에 의해 가압되므로, 반도체 패키지의 삽입홈에서 타이바가 빠져나올때 저항이 대폭 줄어들게 된다. 따라서, 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리할 때 손상이 거의 발생하지 않게 된다.
반도체 패키지, 싱귤레이션, 타이바

Description

반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치{Singulation Apparatus for Manufacturing Semiconductor Packages}
본 발명은 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리하여 개별화(singulation)시키는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지를 제조하는 공정은, 리드프레임의 패드 위에 다이를 부착하는 다이 본딩(die bonding) 공정과, 소자의 외부 연결단자인 패드와 패키지의 리드프레임을 와이어로 연결하는 와이어 본딩(wire bonding) 공정과, 와이어 본딩이 완료된 칩을 보호하기 위해 수지로 밀폐하거나 밀봉 또는 용접하는 몰딩(molding) 공정과, 몰딩이 끝난 패키지에 연결되어 있는 리드프레임의 리드와 리드 사이의 댐바를 절단하는 트림(trim) 공정과, 트림 공정이 끝난 패키지의 리드를 일정한 모양을 갖추도록 하는 포밍(forming) 공정과, 반도체 패키지들을 리드프레임에서 분리하여 개별화시키는 싱귤레이션(singulation) 공정과, 반도체 패키지의 표면에 상호, 상표, 제품명, 제작 장소, 제작 시기 등을 문자나 숫자 또는 기호로서 표시하는 마킹(marking) 공정 등으로 이루어진다.
이러한 반도체 패키지 제조 공정 중 리드프레임에서 반도체 패키지를 분리하여 개별화시키는 싱귤레이션 공정은 싱귤레이션 장치에 의해 이루어진다.
첨부된 도면의 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래의 싱귤레이션 장치에 의해 반도체 패키지가 리드프레임에서 분리되는 공정에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1은 리드프레임(LF)에 반도체 패키지(PKG)가 고정되어 있는 상태의 일례를 나타낸 것으로, 리드프레임(LF)에는 반도체 패키지(PKG)들이 개별적으로 수용되어 지지되는 복수개의 통공(H)들이 형성된다.
상기 반도체 패키지(PKG)들의 리드(L)들은 트림 공정 및 포밍 공정을 거쳐 리드프레임(LF)에서 분리된 후 원하는 형태를 갖게 된다. 그리고, 상기 반도체 패키지(PKG)들은 리드프레임(LF)의 각 통공(H)의 양측 변부에 돌출 형성된 고정편인 타이바(TB)(tie bar)가 그의 양측면부에 형성된 삽입홈(R)에 삽입됨(이는 몰딩공정에서 이루어짐)으로써 리드프레임(LF)에 고정된 상태를 유지하게 된다.
한편, 도 2와 도 3은 도 1에 도시된 것과 같은 리드프레임(LF)에서 반도체 패키지(PKG)를 분리하는 종래의 싱귤레이션 장치의 구조를 나타낸 것으로, 이 싱귤레이션 장치는 리드프레임(LF)의 통공(H)과 통공(H) 사이 부분(이하 이 부분을 '패키지 지지부'라 함)이 안착되어 지지되는 다이(1)와, 상기 다이(1)의 상측에 상하로 승강 운동하면서 상기 패키지 지지부(SP)를 다이(1)에 대해 가압하여 고정시키는 스트립퍼(2)와, 상기 스트립퍼(2)의 일측에 상하로 승강 운동하면서 반도체 패키지(PKG)의 상면을 하측으로 가압하여 반도체 패키지(PKG)를 분리시키는 패키지 분리용 펀치(3)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 싱귤레이션 장치는 다음과 같이 작동한다.
트림 공정과 포밍 공정을 거친 리드프레임(LF)-반도체 패키지(PKG) 결합체가 싱귤레이션 장치로 공급되면, 상기 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)가 상기 다이(1)의 상면에 안착된다.
이 상태에서 도 3에 도시된 것과 같이 상기 스트립퍼(2)가 하강하여 상기 패키지 지지부(SP)를 다이(1)에 대해 가압하여 지지한다. 이어서, 상기 패키지 분리용 펀치(3)가 하강하여 반도체 패키지(PKG)의 상면을 하측으로 가압하고, 이에 따라 리드프레임(LF)의 타이바(TB)들이 반도체 패키지(PKG)의 삽입홈(R)에서 이탈되면서 반도체 패키지(PKG)들이 리드프레임(LF)에서 분리된다.
그런데, 상기와 같이 종래의 싱귤레이션 장치는 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)가 수평한 상태에서 강제로 반도체 패키지(PKG)를 하측으로 가압하여 반도체 패키지(PKG)를 타이바(TB)와 분리시키므로, 분리 과정에서 도 3에 도시된 것처럼 타이바(TB)가 반도체 패키지(PKG)의 삽입홈(R)의 일부분을 파손시키거나 스크래치(scratch)를 발생시켜 반도체 패키지를 손상시키는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시킬 때 반도체 패키지의 손상이 발생하지 않도록 한 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 패키지의 적어도 일측면부에 형성된 삽입홈에 삽입되어 반도체 패키지를 고정되게 지지하는 타이바가 형성된 리드프레임에서 상기 반도체 패키지를 분리하여 개별화시키는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 있어서, 상기 타이바가 형성된 리드프레임 일부분의 하면을 지지하는 다이와; 상기 타이바가 형성된 리드프레임 일부분을 상기 다이에 대해 가압하여 소정 각도로 절곡시키는 절곡용 펀치와; 상기 절곡용 펀치에 의해 타이바가 형성된 리드프레임의 일부분이 소정 각도로 절곡된 상태에서 반도체 패키지를 가압하여 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시키는 패키지 분리용 펀치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치를 제공한다.
이러한 본 발명에 따르면, 타이바가 형성되어 있는 리드프레임의 일부분, 즉 리드프레임의 각 통공 사이의 패키지 지지부의 외측부가 하측으로 일정 각도로 절곡되어 타이바가 하측으로 기울어지게 되고, 이 상태에서 반도체 패키지가 패키지 분리용 펀치에 의해 가압되므로, 반도체 패키지의 삽입홈에서 타이바가 빠져나올때 저항이 대폭 줄어들게 되고, 이에 따라 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리할 때 손상이 거의 발생하지 않게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치는, 리드프레임(LF)의 이동경로 하측에 고정되게 설치되는 다이(10)와, 상기 다이(10)의 상측에 상하로 승강 운동하도록 구성되어 리드프레임(LF)의 일부분을 절곡시키는 절곡용 펀치(20)와, 상기 절곡용 펀치(20)의 일측에 상하로 승강 운동하도록 구성되어 반도체 패키지(PKG)를 가압하여 리드프레임(LF)에서 분리시키는 패키지 분리용 펀치(30)를 포함하여 구성된다.
상기 절곡용 펀치(20)와 패키지 분리용 펀치(30)는 도면에 도시되지 않은 별도의 구동수단에 의해 상하로 일정 거리(stroke) 승강 운동한다.
또한, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 다이(10)의 일측에는 리드프레임(LF)에서 분리된 반도체 패키지(PKG)를 받는 패드와 상기 패드(미도시) 상의 반도체 패키지를 반송하는 반송유닛이 구성된다.
상기 다이(10)는 리드프레임(LF)의 통공(H) 사이 부분, 즉 패키지 지지부(SP)와 대체로 동일한 폭을 갖는다. 그리고, 상기 다이(10)의 양측 상단 모서리부에는 상기 패키지 지지부(SP)의 각 변부와 대응하는 위치에 소정 각도로 가이드 홈(11)들이 경사지게 형성된다. 상기 가이드홈(11)들은 반도체 패키지(PKG)의 폭보다 큰 길이를 갖도록 형성됨이 바람직하다.
상기 절곡용 펀치(20)는 상기 다이(10)의 가이드홈(11) 내측으로 진입할 수 있도록 가이드홈(11)의 길이보다는 미세하게 작은 폭을 갖는 직육면체 형태를 가지며, 그의 양측 단부에 상기 가이드홈(11)의 양측단부와 협응하여 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)의 가장자리를 절취하면서 절곡시키는 복수개의 컷팅돌기(21)가 돌출되게 형성된다.
상기 컷팅돌기(21)들은 반도체 패키지(PKG)와의 간섭을 피하기 위하여 반도체 패키지(PKG)의 폭보다 약간 큰 간격을 두고 형성된다. 그리고, 상기 컷팅돌기(21)는 상기 가이드홈(11)의 형태와 대응하는 직삼각형 형태의 쐐기형으로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 싱귤레이션 장치는 다음과 같이 작동한다.
도 5에 도시된 것과 같이, 트림 공정과 포밍 공정을 거친 리드프레임(LF)-반도체 패키지(PKG) 결합체가 별도의 반송장치에 의해 싱귤레이션 장치 내로 공급되면, 상기 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)가 상기 다이(10)의 상면에 안착되어 지지된다.
이어서, 도 6에 도시된 것과 같이 절곡용 펀치(20)가 하측으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 절곡용 펀치(20)의 각 컷팅돌기(21)들의 외측단부가 가이드홈(11)의 양측 단부의 모서리부분과 서로 엇갈리면서 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)의 에지(edge) 부분을 가압하게 되고, 이에 따라 도 6과 도 7에 도시된 것처 럼, 상기 패키지 지지부(SP)의 에지 부분이 절취되면서 아래쪽으로 절곡된다.
절곡된 패키지 지지부(SP)의 에지 부분은 가이드홈(11)의 경사면에 의해 절곡 각도가 제한된다. 그리고, 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)의 중간 부분은 절곡용 펀치(20)의 하부면에 의해 가압되어 지지된다.
상기와 같이 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)의 에지 부분이 절곡됨으로 인해 리드프레임(LF)에 대해 반도체 패키지(PKG)를 지지하고 있는 타이바(TB) 역시 상기 에지 부분과 함께 아래쪽으로 기울어지게 된다.
이 상태에서 상기 패키지 분리용 펀치(30)가 하강하여 반도체 패키지(PKG)를 아래쪽으로 가압하면, 반도체 패키지(PKG)의 삽입홈(R)에서 타이바(TB)가 큰 저항을 받지 않고 빠지게 되고, 이로써 반도체 패키지(PKG)가 리드프레임(LF)에서 분리되어 개별화된다.
개별화된 반도체 패키지(PKG)는 리드프레임(LF) 하측에 대기하고 있던 패드(미도시)에 안착된 후, 별도의 반송유닛(미도시)에 의해 후공정 위치로 반송된다.
이와 같이 본 발명의 싱귤레이션 장치는 반도체 패키지(PKG)가 연결되어 있는 리드프레임(LF)의 패키지 지지부(SP)의 에지 부분을 반도체 패키지(PKG)의 가압 방향과 동일한 방향으로 절곡시킴으로써 패키지 분리용 펀치(30)가 반도체 패키지(PKG)를 가압할 때 타이바(TB)와 반도체 패키지(PKG)의 삽입홈(R) 간의 간섭에 따른 저항을 최소화하고, 이로써 반도체 패키지(PKG)의 손상을 방지할 수 있는 이점을 제공한다.
도 1은 싱귤레이션 공정이 수행되기 직전의 리드프레임-반도체 패키지 결합체의 구조를 나타낸 평면도
도 2는 종래의 싱귤레이션 장치의 구성을 나타낸 요부 단면도
도 3은 종래의 싱귤레이션 장치에서 싱귤레이션 공정이 수행될 때 반도체 패키지가 손상된 상태를 나타낸 요부 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도
도 5와 도 6은 도 4의 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치의 요부 단면도
도 7은 도 4의 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션 장치에 의해 리드프레임의 패키지 지지부가 절곡된 상태와 반도체 패키지가 리드프레임에서 분리된 상태를 함께 나타낸 사시도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 다이 11 : 가이드홈
20 : 절곡용 펀치 21 : 컷팅돌기
30 : 패키지 분리용 펀치 LF : 리드프레임
H : 통공 SP : 패키지 지지부
TB : 타이바 PKG : 반도체 패키지
L : 리드 R : 삽입홈

Claims (4)

  1. 반도체 패키지의 적어도 일측면부에 형성된 삽입홈에 삽입되어 반도체 패키지를 고정되게 지지하는 타이바가 형성된 리드프레임에서 상기 반도체 패키지를 분리하여 개별화시키는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 있어서,
    상기 타이바가 형성된 리드프레임 일부분의 하면을 지지하는 다이와;
    상기 타이바가 형성된 리드프레임 일부분을 상기 다이에 대해 가압하여 소정 각도로 절곡시키는 절곡용 펀치와;
    상기 절곡용 펀치에 의해 타이바가 형성된 리드프레임의 일부분이 소정 각도로 절곡된 상태에서 반도체 패키지를 가압하여 반도체 패키지를 리드프레임에서 분리시키는 패키지 분리용 펀치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이의 상단 모서리부분에 상기 리드프레임의 일부분의 변형을 유도하기 위한 가이드홈이 경사지게 형성되고, 상기 절곡용 펀치의 하단부에 상기 가이드홈의 양측단부와 협응하여 리드프레임의 일부분을 절취하면서 절곡시키는 컷팅돌기가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컷팅돌기와 반도체 패키지와의 간섭을 방지하기 위하여 상기 컷팅돌기는 절곡용 펀치의 양측 단부에 반도체 패키지의 폭보다 큰 간격으로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 컷팅돌기의 하단부는 가이드홈과 대응하는 삼각형 형태의 쐐기형으로 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
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