KR20100003908A - 반도체 패키지 제조 장치 - Google Patents

반도체 패키지 제조 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 패키지 제조 장치를 제공한다. 본 발명은 기판을 일 방향으로 이송 가능한 인덱스 레일과, 인덱스 레일에 공급되는 기판에 반도체 칩을 부착하거나 반도체 칩과 기판을 와이어로 연결하는 패키지 제조부와, 인덱스 레일 내의 기판의 처짐을 억제하는 기판 기지부를 포함한다.

Description

반도체 패키지 제조 장치{Apparatus for manufacturing semiconductor package}
본 발명은 반도체 패키지 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 패키지를 제조하기 위하여 기판에 반도체 칩을 부착하거나, 기판과 반도체 칩을 와이어 본딩하기 위한 반도체 패키지 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 패키지 제조 장치는 반도체 칩을 기판 상에 부착하는 다이 본딩 장치(또는 다이 본더)와, 반도체 칩과 기판을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 장치(또는 와이어 본더)를 포함한다. 다이 본딩 장치는 반도체 칩을 기판, 예컨대 리드 프레임이나 PCB 기판(인쇄회로기판)의 일정 영역에 부착하는 장치이다. 와이어 본딩 장치는 반도체 칩의 본딩 패드(bonding pad)와 리드 프레임에 혹은 인쇄회로기판에 있는 인너 리드(inner lead) 혹은 본드 핑거(bond finger)를 와이어, 예컨대 금선(gold wire)으로 연결시키는 장치이다.
다이 본딩 장치나 와이어 본딩 장치를 포함하는 반도체 패키지 제조 장치는 스트립 형태의 기판을 인덱스 레일 상에 위치시킨 후, 이동시키면서 반도체 패키지 제조 공정을 수행한다. 그런데, 반도체 패키지의 크기가 작아지고 얇아짐에 따라 기판의 두께가 수백 마이크로 미터 이하로 얇아지고 있다. 또한, 반도체 패키지의 생산성을 향상시키기 위하여 기판의 넓이를 크게 하고 있다.
이러한 반도체 패키지의 추세에 따라, 반도체 패키지 제조 공정을 수행할 때 인덱스 레일 상에 위치하는 기판이 아래로 처지는 현상이 발생한다. 또한, 패키지 제조 공정시 인덱스 레일 상에서 기판이 이동할 때 기판의 바닥면에 긁힘이 발생한다. 이와 같이 패키지 제조 공정시 기판이 아래로 처지거나 기판의 바닥면에 긁힘이 발생할 경우 제품 완성 후 긁힘으로 인한 제품 외관 불량이 발생하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반도체 패키지 제조 공정을 수행할 때 인덱스 레일 상에 위치하는 기판이 아래로 처지거나 인덱스 레일 상에서 기판이 이동할 때 기판의 바닥면에 긁힘이 발생하는 것을 억제할 수 있는 반도체 패키지 제조 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치는 기판을 일 방향으로 이송 가능한 인덱스 레일과, 인덱스 레일에 공급되는 기판에 반도체 칩을 부착하거나 반도체 칩과 기판을 와이어로 연결하는 패키지 제조부와, 인덱스 레일 내의 기판의 처짐을 억제하는 기판 기지부를 포함한다.
기판은 PCB 기판 또는 리드 프레임일 수 있다. 기판 지지부는 기판의 하부에 위치하는 롤러로 구성되고, 롤러의 하부에는 롤러를 지지하는 지지 블록이 더 설치 되어 있을 수 있다. 롤러는 지지 블록의 표면 위로 돌출되어 기판을 지지할 수 있다. 롤러는 지지 블록 상에 기판의 이송 방향 및 인덱스 레일을 따라 설치되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치는 기판의 양단부를 지지하고 일 방향으로 이송 가능한 인덱스 레일과, 인덱스 레일 내의 일측에 설치되고, 인덱스 레일에 공급되는 기판 및 그 위에 부착된 반도체 칩을 예열하는 예열부와, 인덱스 레일 내에서 예열부와 인접하여 인덱스 레일에 공급되는 기판 및 반도체 칩을 와이어로 연결하는 와이어 본딩부와, 인덱스 레일 내에서 와이어 본딩부와 인접하여 와이어 본딩된 기판 및 반도체 칩을 후가열하는 후가열부와, 예열부, 와이어 본딩부 및 후가열부에 위치하는 기판의 처짐을 억제하는 기판 기지부를 포함한다.
기판 지지부는 기판의 하부에 위치하는 롤러로 구성되고, 롤러의 하부에는 롤러를 지지하는 지지 블록이 더 설치되어 있을 수 있다. 롤러는 지지 블록의 표면 위로 돌출되어 기판을 지지할 수 있다. 롤러는 지지 블록 상에 기판의 이송 방향 및 인덱스 레일을 따라 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치는 반도체 칩을 기판 상에 부착하는 다이 본딩 장치(또는 다이 본더)와 반도체 칩과 기판을 와이어를 이용하여 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 장치(또는 와이어 본더)에 모두 적용할 수 있다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치는 인덱스 레일 내의 기판의 처짐을 억제하는 기판 기지부, 예컨대 롤러를 포함한다. 이에 따라, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치는 패키지 제조 공정, 예컨대 다이 본딩이나 와이어 본딩 공정시 인덱스 레일 상을 이동하는 기판의 바닥면에 긁힘 현상이 발생하지 않아 제품 완성후 발생할 수 있는 긁힘으로 인한 제품 외관 불량 발생을 방지할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예들에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서, 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치는 반도체 칩을 기판 상에 부착하는 다이 본딩 장치(또는 다이 본더)와, 반도체 칩과 기판을 와이어를 이용하여 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 장치(또는 와이어 본더)에 모두 적용할 수 있다. 이하에서는 편의상 반도체 패키지 제조 장치의 일 예로 와이어 본딩 장치를 이용하여 설명한다. 또한, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치에서 기판으로 인쇄회로기판(PCB 기판)나 리드 프레임을 모두 사용할 있으나, 편의상 인쇄회로기판을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
구체적으로, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 로더부(110, loader portion), 인덱스 레일(14, index rail), 패키지 제조부(18, package manufacturing portion) 및 언로더부(120, unloader portion)를 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이 패키지 제조부(18)는 다이 본딩 장치 또는 와이어 본딩 장치이나, 본 실시예에서는 와이어 본딩 장치를 이용한다. 그리고, 기판(10)은 인쇄회로기판(PCB 기판)나 리드 프레임을 모두 사용할 있으나, 도 1 및 도 2에서는 인쇄회로기판(PCB 기판)을 이용한다.
로더부(110)로부터 공급된 기판(10)은 인덱스 레일(14)을 통하여 패키지 제조부(18)로 이송(공급)된다. 기판(10) 상에는 반도체 칩(12)이 부착되어 있을 수 있다. 패키지 제조부(18)에서 패키지 제조 공정, 예컨대 와이어 본딩 공정을 수행한다. 패키지 제조부(18)에서 패키지 제조 공정을 수행한 기판(10)은 언로부(120)로 배출된다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 인덱스 레일(14) 내의 기판(10)의 처짐을 억제하는 기판 기지부(30)를 포함된다. 기판 지지부(30)는 기판(10)의 하부에 위치하고 롤러(roller)로 구성할 수 있다. 기판 지지부(30)를 구성하는 롤러는 기판(10)의 이동에 따라 회전할 수 있는 회전체 역할을 한다. 기판 지지부(30)는 롤러 이외에도 회전체 및 기판(10)의 지지 역할을 수행할 수 있는 부재라면 어떤 것이라도 무방하다. 기판 지지부(30)는 도 1에 도시한 바와 같이 기판(10)의 이송 방향 및 인덱스 레일(14)을 따라 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 필요에 따라 패키지 제조부(18) 전에 예열부(16, pre-heating portion)가 설치될 수 있다. 예열부(16)는 인덱스 레 일(14) 내의 일측에 설치되고, 인덱스 레일(14)에 공급되는 기판(10) 및 그 위에 부착된 반도체 칩(12)을 예열하는 역할을 수행한다. 예열부(16)는 패키지 제조 공정 전에 기판(10) 및 반도체 칩(12)간의 패키지 제조 공정, 예컨대 와이어 본딩 공정의 신뢰성을 향상시키기 위하여 도입되는 부분이다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 필요에 따라 패키지 제조부(18) 후에 후가열부(20, post heating portion)가 설치될 수 있다. 후가열부(20)는 인덱스 레일(14) 내의 일측에 설치되고, 패키지 제조 공정, 즉 와이어 본딩 공정이 수행된 기판(10) 및 반도체 칩(12)을 후가열하는 역할을 수행한다. 후가열부(20)는 패키지 제조 공정 후에 기판(10) 및 반도체 칩(12)간의 패키지 제조 공정, 예컨대 와이어 본딩 공정의 신뢰성을 더욱더 향상시키기 위하여 도입되는 부분이다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 예열부(16), 패키지 제조부(18), 예컨대 와이어 본딩부와 후가열부(20) 전체에 기판(10)의 처짐을 억제하는 기판 기지부(30)를 설치할 수 있다. 물론, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 예열부(16), 패키지 제조부(18) 및 후가열부(20)중 어느 하나에만 기판 지지부(30)를 설치할 수도 있다.
이하에서, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)의 기판(10)의 이송을 포함한 패키지 제조 공정을 보다 상세하게 설명한다.
구체적으로, 로더부(110)는 복수개의 기판들이 담긴 매거진(미도시)으로부터 기판(10)을 공급받는다. 인덱스 레일(14)은 로더부(110)에 공급된 기판(10)을 예열부(16)를 거쳐 패키지 제조부(18)로 이송한다. 인덱스 레일(14)은 기판(10)을 일 방향으로 이송 가능하다. 기판(10)의 이송시 기판 지지부(30)로 인해 기판(10)의 처짐이 억제된다. 도 1에서는 인덱스 레일(14)을 이용하여 기판(10)을 우측으로 이송시키는 것으로 설명하고 있으나, 반대 방향, 즉 좌측으로 이송시킬 수도 있다. 기판(10) 상에는 반도체 칩(12)이 부착되어 있다.
패키지 제조부(18)에서는 패키지 제조 공정, 예컨대 와이어 본딩 공정을 수행한다. 와이어 본딩 공정은 패키지 제조부(18)의 인덱스 레일(14)로 공급된 기판(10)에 부착된 반도체 칩(12)과 기판(10)을 도전성 와이어, 예컨대 골드 와이어로 와이어 본딩하여 전기적으로 연결시키는 공정이다. 패키지 제조부(18)는 인덱스 레일(14) 내에서 예열부(16)와 인접하여 인덱스 레일(14)에 공급되는 기판(10) 및 반도체 칩(12)을 본딩 와이어로 연결하는 와이어 본딩부일 수 있다.
패키지 제조부(18)에서 패키지 제조 공정을 수행한 기판(10)은 후가열부(20)를 거쳐 언로부(120)로 배출된다. 후가열부(20)는 인덱스 레일(14) 내에서 패키지 제조부(18), 즉 와이어 본딩부와 인접하여 와이어 본딩된 기판(10) 및 반도체 칩(12)을 후가열한다. 후가열부(20)를 거쳐 언로더부(120)로 배출된 기판(10)은 매거진(미도시)에 담겨져 다음 공정, 예컨대 몰딩 공정을 준비하게 된다.
도 3은 도 1 및 도 2의 반도체 패키지 제조 장치의 패키지 제조부를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 패키지 제조부(18)의 일 예인 와이어 본딩부는 본딩 헤드(132) 및 이송 모듈(134)을 포함한다. 본딩 헤드(132)는 본딩 트랜스듀서(132a) 및 헤드 블록(132b)을 포함할 수 있다. 본딩 트랜스 듀서(132a)는 헤드 블록(132b)에 연결 되어 상하 동작을 하며, 와이어 본딩에 필요한 에너지, 예를 들면 초음파를 이용한 에너지를 전달하게 된다. 본딩 트랜스 듀서(132)의 끝 부분에는 본딩 프로브(136)가 연결될 수 있다.
본딩 프로브(136)는 도전성 와이어(138), 예를 들면 골드 와이어를 사용하여 반도체 칩(12)과 기판(10)을 전기적으로 연결하는 와이어 본드(50, 본딩 와이어)를 형성할 수 있다. 이송 모듈(134)은 이송 축(134a)과 이송 구동장치(134b)를 포함하며, 본딩 헤드(132)를 기판(10) 상에서 이동시킬 수 있다. 도 3에서도 앞서 설명한 바와 같이 기판(10) 하부에 기판 지지부(30)가 위치한다. 기판 지지부(30)는 지지 블록(40) 상에 설치된다. 이에 대해서는 후에 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 도 1 및 도 2의 반도체 패키지 제조 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 인덱스 레일(14) 내에 반도체 칩(12)이 부착된 기판(10)이 위치한다. 인덱스 레일(14) 내의 기판(10)의 하부에는 기판의 처짐을 억제하는 기판 지지부(30)가 설치되어 있다. 기판 지지부(30)는 앞서 설명한 바와 같이 롤러로 구성될 수 있다. 기판 지지부(30), 예컨대 롤러의 하부에는 기판 지지부(30)를 지지하는 지지 블록(40)이 설치되어 있다. 지지 블록(40)은 패키지 제조 공정시 지지하는 블록이면서 가열이나 후가열시에는 히팅 블록일 수 있다. 기판 지지부(30), 즉 롤러는 지지 블록(40)의 표면 위로 돌출되어 기판(10)을 지지한다. 즉 지지 블록(40)의 표면과 기판(10)의 바닥면은 접촉하지 않게 하여 롤러가 설치되어 있다.
본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 기판 지지부(30)로 인하여 기판(10)이 패키지 제조 공정을 위하여 인덱스 레일(14) 상에서 이동할 때 기판(10)의 처짐을 억제할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 반도체 패키지 제조 장치(100)는 패키지 제조 공정시 기판(10)의 바닥면에 긁힘이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이렇게 패키지 제조 공정시 기판(10)이 아래로 처지거나 기판(10)의 바닥면에 긁힘 발생을 억제하여 제품 완성후 발생할 수 있는 긁힘으로 인한 제품 외관 불량 발생을 방지할 수 있다.
도 5는 도 4와의 비교를 위한 비교예를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 5에서 도 4와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 5의 비교에는 도 4와 비교할 때 기판 지지부(30)가 설치되어 있지 않다. 도 5의 기판(10a)은 패키지 제조 공정시 기판이 휘어지게 된다. 기판(10a)이 휘어지게 될 경우 참조번호 42로 표시한 바와 같이 패키지 공정시 기판(10a)의 바닥면과 지지 블록(40)간에 접촉이 발생하여 기판(10a)의 바닥면에 긁힘이 발생한다. 이에 따라, 도 5의 기판(10a)을 이용하여 패키지 제조 공정, 예컨대 다이 어태치 또는 와이어 본딩 공정을 진행하면 기판의 긁힘으로 인한 제품 외관 불량이 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 장치의 평면도이고,
도 2는 본 발명에 의한 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 블록도이고,
도 3은 도 1 및 도 2의 반도체 패키지 제조 장치의 패키지 제조부를 설명하기 위한 단면도이고,
도 4는 도 1 및 도 2의 반도체 패키지 제조 장치를 설명하기 위한 단면도이고,
도 5는 도 4와의 비교를 위한 비교예를 도시한 단면도이다.

Claims (9)

  1. 기판을 일 방향으로 이송 가능한 인덱스 레일;
    상기 인덱스 레일에 공급되는 상기 기판에 반도체 칩을 부착하거나 상기 반도체 칩과 상기 기판을 와이어로 연결하는 패키지 제조부; 및
    상기 인덱스 레일 내의 상기 기판의 처짐을 억제하는 기판 기지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 PCB 기판 또는 리드 프레임인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지부는 상기 기판의 하부에 위치하는 롤러로 구성되고, 상기 롤러의 하부에는 상기 롤러를 지지하는 지지 블록이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 롤러는 상기 지지 블록의 표면 위로 돌출되어 상기 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 롤러는 상기 지지 블록 상에 상기 기판의 이송 방향 및 상기 인덱스 레일을 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제 조 장치.
  6. 기판의 양단부를 지지하고 일 방향으로 이송 가능한 인덱스 레일;
    상기 인덱스 레일 내의 일측에 설치되고, 상기 인덱스 레일에 공급되는 상기 기판 및 그 위에 부착된 반도체 칩을 예열하는 예열부;
    상기 인덱스 레일 내에서 상기 예열부와 인접하여 상기 인덱스 레일에 공급되는 상기 기판 및 반도체 칩을 와이어로 연결하는 와이어 본딩부;
    상기 인덱스 레일 내에서 상기 와이어 본딩부와 인접하여 상기 와이어 본딩된 상기 기판 및 반도체 칩을 후가열하는 후가열부; 및
    상기 예열부, 와이어 본딩부 및 후가열부에 위치하는 상기 기판의 처짐을 억제하는 기판 기지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판 지지부는 상기 기판의 하부에 위치하는 롤러로 구성되고, 상기 롤러의 하부에는 상기 롤러를 지지하는 지지 블록이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 롤러는 상기 지지 블록의 표면 위로 돌출되어 상기 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 롤러는 상기 지지 블록 상에 상기 기판의 이송 방향 및 상기 인덱스 레일을 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 장치.
KR1020080063964A 2008-07-02 2008-07-02 반도체 패키지 제조 장치 KR20100003908A (ko)

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WO2016167526A1 (ko) * 2015-04-14 2016-10-20 제엠제코(주) 반도체 기판의 초음파 웰딩 접합 장치
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