KR20110085791A - 반도체소자용 몰딩장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

반도체소자용 몰딩장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 몰딩시 리드프레임의 자유단을 지지할 수 있도록 유압실린더에 의해 작동되는 고정핀을 구비하여 캐비티 내로 콤파운드 주입시 발생되는 압력에 의해 반도체 칩이 뒤틀리는 것을 방지할 수 있는 반도체소자용 몰딩장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 양측에 메인 유압실린더가 구비되는 베이스; 서로 나란하게 마주보도록 배치되는 한 쌍의 형판; 상기 형판의 내측에 각각 마주보도록 배치되고, 게이트를 통해 콤파운드가 유입되는 캐비티를 형성하는 한 쌍의 금형; 상기 한 쌍의 형판 외측에 각각 구비되어 보조 유압실린더에 의해 상,하 방향으로 작동되는 한 쌍의 보조승강블록; 하부에 구비되는 상기 보조승강블록의 하부에 배치되고 상기 메인 유압실린더의 작동에 의해 상,하 방향으로 승하강되는 승강블록; 및 상기 한 쌍의 보조승강블록의 승,하강 작동에 의해 일단부가 상기 캐비티로 출몰되어 상기 캐비티 내에서 리드프레임이 수평을 유지할 수 있도록 상기 리드프레임의 상, 하부에 접촉되는 한 쌍의 고정핀;을 포함한다.

Description

반도체소자용 몰딩장치 및 방법{Molding Apparatus And Method For Semiconductor Device}

반도체소자용 몰딩장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 몰딩시 리드프레임의 자유단을 지지할 수 있도록 유압실린더에 의해 작동되는 고정핀을 구비하여 캐비티 내로 콤파운드 주입시 발생되는 압력에 의해 반도체 칩이 뒤틀리는 것을 방지할 수 있는 반도체소자용 몰딩장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체소자는 다이본딩 및 와이어본딩을 통하여 리드프레임을 매입한 후 리드프레임에 콤파운드를 몰딩시켜 반도체 칩을 완성하게 된다. 이때 리드프레임에 콤파운드를 몰딩하기 위해서는 한 쌍의 금형을 결합시켜 런너와 게이트와 연통된 캐비티를 형성한 후 캐비티에 리드프레임을 로딩시키고 상기 런너와 게이트를 통해 캐비티에 콤파운드를 주입하여 성형하게 된다.

그러나 이러한 종래의 몰딩장치에서는 리드프레임의 일단이 자유단인 상태로 캐비티내에서 몰딩되기 때문에 캐비티내로 콤파운드 주입시 발생되는 압력 등에 의해 리드프레임이 뒤틀리게 된다.

이로 인해 리드프레임이 부착된 반도체 칩의 위치가 틀어지고, 리드프레임이 휘어지며 몰딩콤파운드가 노출되는 오픈현상이 발생하여 불량이 발생되고, 칩오픈 현상으로 쇼트가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초기 몰딩시 리드프레임의 자유단을 고정핀에 의해 지지함으로써 콤파운드의 충진 압력에 의해 반도체 칩이 뒤틀리는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자용 몰딩장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 별도의 콘트롤러를 구비하여 상,하부 고정핀이 개별적으로 작동되도록 함으로써 상부 및 하부의 몰딩 두께가 다른 반도체 칩을 균일하게 몰딩할 수 있는 반도체 소자용 몰딩장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 양측에 메인 유압실린더가 구비되는 베이스; 서로 나란하게 마주보도록 배치되는 한 쌍의 형판; 상기 형판의 내측에 각각 마주보도록 배치되고, 게이트를 통해 콤파운드가 유입되는 캐비티를 형성하는 한 쌍의 금형; 상기 한 쌍의 형판 외측에 각각 구비되어 보조 유압실린더에 의해 상,하 방향으로 작동되는 한 쌍의 보조승강블록; 하부에 구비되는 상기 보조승강블록의 하부에 배치되고 상기 메인 유압실린더의 작동에 의해 상,하 방향으로 승하강되는 승강블록; 및 상기 한 쌍의 보조승강블록의 승,하강 작동에 의해 일단부가 상기 캐비티로 출몰되어 상기 캐비티 내에서 리드프레임이 수평을 유지할 수 있도록 상기 리드프레임의 상, 하부에 접촉되는 한 쌍의 고정핀;을 포함한다.

바람직하게는, 상기 고정핀은 상기 보조유압실린더의 작동에 의해 상기 한 쌍의 보조승강블록이 승,하강됨으로써 이동될 수 있다.

바람직하게는, 상기 고정핀은 상기 캐비티로 콤파운드가 유입되는 초기단계에서는 리드프레임을 고정하고, 일정시간 후에 캐비티에 돌출되지 않도록 상기 보조 유압실린더에 의해 후퇴될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보조유압실린더는 케이블선을 매개로 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 한 쌍의 고정핀이 시간차를 두고 이동할 수 있도록 구비될 수 있다.

또한, 본 발명은 하부금형에 로딩된 리드프레임 주위에 캐비티를 형성하도록 한 쌍의 금형을 결합하는 단계; 상기 리드프레임이 캐비티 내에서 수평이 유지되도록 한 쌍의 고정핀을 작동시켜 리드프레임의 상,하부를 고정하는 단계; 상기 캐비티 내로 게이트를 통해 콤파운드를 주입하는 단계; 상기 한 쌍의 고정핀이 상기 캐비티 내에 돌출되지 않도록 후퇴되는 단계; 상기 캐비티 내로 콤파운드를 계속 주입시켜 몰딩을 완료하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 한 쌍의 고정핀은 상기 베이스에 구비되는 보조 유압실린더의 작동에 의해 한 쌍의 보조승강블록이 승,하강 되면서 상기 캐비티 내로 유,출입될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보조 유압실린더는 케이블선을 매개로 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 한 쌍의 고정핀이 시간차를 두고 이동할 수 있도록 구비될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 초기 몰딩시 리드프레임의 자유단을 고정핀에 의해 지지하여 콤파운드의 충진 압력에 의해 반도체 칩이 뒤틀리는 것을 방지함으로써 제품의 불량을 줄이고 생산성을 높여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 별도의 콘트롤러를 구비하여 상,하부 고정핀이 개별적으로 작동되도록 함으로써 상부 및 하부의 몰딩 두께가 다른 반도체 칩을 균일하게 몰딩하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체소자용 몰딩장치를 나타내는 정면 수직단면도와 측면 수직단면도.
도 2는 도 1에 도시된 반도체소자용 몰딩장치의 하부금형의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체소자의 몰딩공정을 나타내는 상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체소자용 몰딩장치를 나타내는 정면 수직단면도와 측면 수직단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반도체소자용 몰딩장치의 하부금형의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 반도체소자의 몰딩공정을 나타내는 상태도이다.

이하의 설명에서 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체소자용 몰딩장치(100)는 서로 맞물리면서 반도체 칩이 부착된 리드프레임을 몰딩하기 위한 장치에 관한 것으로, 베이스(110), 한 쌍의 형판(120a,120b), 한 쌍의 금형(130a,130b), 보조승강블록(140a,140b), 승강블록(150) 및 한 쌍의 고정핀(160a,160b)을 포함한다.

상기 베이스(110)는 대략 판형으로 구비되는 것으로, 네 모서리 측에는 가이드봉(112)이 구비되어 별도로 구비되는 구동수단(미도시)에서 구동력 전달시 상기 가이드봉(112)을 따라 상,하부로 승,하강되도록 한다.

그리고 그 좌,우 양측에는 상기 승강블록(150)을 작동시키기 위하여 구동력을 제공하는 메인 유압실린더(170)가 구비되며, 내측에는 다수개의 보조 유압실린더(180)가 고정 설치되어 작동바(182)를 매개로 상기 보조승강블록(140a,140b)과 각각 연결된다.

상기 형판(120a,120b)은 한 쌍으로 이루어져 상하로 나란하게 배치되는 것으로 상기 구동수단의 작동시 베이스(110)와 함께 하부형판(120b)이 승,하강됨으로써 서로 마주보는 방향으로 멀어지거나 가까워지게 된다.

그리고 상기 한 쌍의 형판(120a,120b) 내측면에는 한 쌍의 금형(130a,130b)이 각각 결합되어서, 상기 하부형판(120b)의 승강에 따라 한 쌍의 금형(130a,130b)이 서로 이격되거나 맞닿도록 되어 있다.

이와 같은 한 쌍의 금형(130a,130b)은 반도체 칩이 부착된 리드프레임이 수용되어 콤파운드(C)에 의해 몰딩될 수 있도록 캐비티(S)가 서로 맞닿는 면에 대향되도록 구비된다.

또한, 상기 캐비티(S)의 측면에는 상기 캐비티(S)내로 콤파운드가 유입될 수 있도록 런너 및 포트와 연통되도록 게이트(G)가 구비된다.

이러한 구성에 의해 반도체 칩이 부착된 리드프레임(R)이 상기 캐비티(S)내에 로딩된 후 콤파운드가 포트(105), 런너 및 게이트(G)를 순차적으로 경유하여 캐비티(S)내로 주입됨으로써 리드프레임(R)의 몰딩 작업이 이루어지게 된다.

상기 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)은 상기 한 쌍의 형판(120a,120b) 외측에 각각 구비되어 상기 형판(120a,120b)과는 별도로 일정높이 승,하강 될 수 있도록 구비되는 것으로, 각각의 보조승강블록(140a,140b)은 작동바(182)를 매개로 각각 보조 유압실린더(180)와 개별적으로 연결되어 상기 보조 유압실린더(180)의 작동에 의해 승,하강 될 수 있도록 한다.

이때, 상기 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 고정핀(160a,160b) 일단부가 각각 고정설치되어 상기 보조승강블록(140a,140b)의 승,하강 움직임시 보조승강블록(140a,140b)과 함께 이동되도록 한다.

상기 고정핀(160a,160b)은 상하 한 쌍으로 이루어져 그 일단부가 상기 보조승강블록(140a,140b)에 각각 고정되고 타단부가 상기 보조승강블록(140a,140b)과 형판(120a,120b)을 관통하여 금형(130a,130b)의 캐비티(S)에 삽입되도록 구성된다.

이러한 한 쌍의 고정핀(160a,160b)은 상기 보조승강블록(140a,140b)에 일단부가 고정됨으로써 보조승강블록(140a,140b)의 승강에 따라 금형(130a,130b)의 캐비티(S) 내에서 출몰되도록 구비된다.

이에 따라, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 보조 유압실린더(180)의 작동으로 구동력이 작동바(182)에 의해 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)측으로 전달되면, 상기 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)은 서로 마주보는 방향으로 이동하게 되고, 보조승강블록(140a,140b)에 결합된 고정핀(160a,160b)이 금형(130a,130b)의 캐비티(S) 내부로 전진하면서 상기 캐비티(S)에 삽입된 리드프레임(R)의 상,하부에 접촉하여 지지하게 된다.

이로 인해, 게이트(G)를 통하여 상기 캐비티(S) 내로 콤파운드의 초기 주입시 발생되는 압력 등에 의해 리드프레임(R)이 뒤틀리는 것을 방지하게 된다.

그리고 초기 주입단계가 끝나고 캐비티(S)내에 콤파운드가 어느정도 충진되면 상기 보조 유압실린더(180)를 작동시켜 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)이 서로 멀어지는 방향으로 작동시킨다.

주입 시작 후 6초~12초 동안 고정핀(160a,160b)으로 리드프레임(R)의 일단부를 지지한 후 상기 보조 유압실린더(180)를 작동시켜 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)이 서로 멀어지도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 주입 시작 후 9초동안 고정핀(160a,160b)으로 리드프레임(R)의 일단부를 고정하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)이 보조 유압실린더(180)의 작동으로 서로 멀어지는 방향으로 이동됨으로써 상기 보조승강블록(140a,140b)에 결합된 한 쌍의 고정핀(160a,160b)도 각각 멀어지는 방향으로 작동되어 고정핀(160a,160b)의 일단부가 캐비티(S)로부터 인출되므로 고정핀(160a,160b)이 차지하고 있던 영역도 자연스럽게 콤파운드에 의해 충진되면서 몰딩이 이루어지게 된다.

한편, 상기 보조승강블록(140a,140b)이 승,하강되도록 구동력을 제공하는 각각의 보조 유압실린더(180)는 별도로 구비되는 콘트롤러(미도시)와 전기적으로 연결되어 보조승강블록(140a,140b)의 이동속도를 개별적으로 제어하는 것이 바람직하다.

이는 콤파운드에 의해 몰딩되는 리드프레임(R)의 상,하부 두께가 다른 경우 상기 콘트롤러(미도시)를 통해 보조승강블록(140a,140b)의 이동속도를 조절함으로써 한 쌍의 고정핀(160a,160b)이 캐비티(S) 내에서 동시에 인출되도록 하기 위함이다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 반도체소자용 몰딩장치(100)에 의해 반도체 칩이 부착된 리드프레임(R)의 몰딩공정을 상세히 설명하기로 한다.

먼저 반도체 칩이 부착된 리드프레임(R)을 하부금형(130b)에 로딩시키고 하부금형(130b)을 구동수단에 의해 상승시켜 한 쌍의 금형(130a,130b)이 서로 맞닿도록 결합한다. 이때, 상기 보조승강블록(140a,140b)에 결합되어 있는 한 쌍의 고정핀(160a,160b)도 상기 캐비티(S)내에 삽입되어 리드프레임(R)의 상,하부면을 지지하도록 한다.(도 3a)

이후, 게이트(G)를 통해 캐비티(S)내로 콤파운드(C)를 주입하여 충진함으로써 리드프레임(R)이 서서히 몰딩되도록 한다. 콤파운드의 주입시작 후 6초~12초, 바람직하게는 9초동안 고정핀(160a,160b)이 상기 리드프레임(R)을 지지하도록 유지한 후(도 3b), 보조 유압실린더(180)를 작동시켜 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)이 서로 멀어지도록 작동시킨다.

보조 유압실린더(180)의 작동으로 한 쌍의 보조승강블록(140a,140b)이 서로 멀어짐으로써 한 쌍의 고정핀(160a,160b) 역시 캐비티(S)내에서 후퇴시켜 리드프레임의 지지를 해제시킨다.(도 3c)

이후, 콤파운드를 캐비티(S)내로 계속 주입하여 상기 캐비티(S)가 콤파운드에 의해 왼전히 충진되도록 한다. 이때, 최초 주입된 콤파운드가 경화되기 전에 신속하게 콤파운드를 주입하도록 한다.(도 3d)

다음으로, 상기 콤파운드가 완전히 경화되면, 하부금형(130b)을 구동수단에 의해 하강시켜 한 쌍의 금형(130a,130b)이 서로 분리되도록 한 후 몰딩된 리드프레임(R)을 하부금형(130b)으로부터 분리함으로써 몰딩공정이 완료된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 초기 몰딩시 리드프레임의 자유단을 고정핀에 의해 지지하여 콤파운드의 충진 압력에 의해 반도체 칩이 뒤틀리는 것을 방지함으로써 제품의 불량을 줄이고 생산성을 높여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 별도의 콘트롤러를 구비하여 상,하부 고정핀이 개별적으로 작동되도록 함으로써 상부 및 하부의 몰딩 두께가 다른 반도체 칩을 균일하게 몰딩하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 별명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그러나 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

100 : 반도체소자용 몰딩장치 105 : 포트
110 : 베이스 112 : 가이드봉
120a, 120b : 형판 130a, 130b : 금형
140a, 140b : 보조승강블록 150 : 승강블록
160a, 160b : 고정핀 170 : 메인 유압실린더
180 : 보조 유압실린더 182 : 작동바
S : 캐비티 G : 게이트
R : 리드프레임 C : 콤파운드

Claims (7)

1. 양측에 메인 유압실린더가 구비되는 베이스;
   서로 나란하게 마주보도록 배치되는 한 쌍의 형판;
   상기 형판의 내측에 각각 마주보도록 배치되고, 게이트를 통해 콤파운드가 유입되는 캐비티를 형성하는 한 쌍의 금형;
   상기 한 쌍의 형판 외측에 각각 구비되어 보조 유압실린더에 의해 상,하 방향으로 작동되는 한 쌍의 보조승강블록;
   하부에 구비되는 상기 보조승강블록의 하부에 배치되고 상기 메인 유압실린더의 작동에 의해 상,하 방향으로 승하강되는 승강블록; 및
   상기 한 쌍의 보조승강블록의 승,하강 작동에 의해 일단부가 상기 캐비티로 출몰되어 상기 캐비티 내에서 리드프레임이 수평을 유지할 수 있도록 상기 리드프레임의 상, 하부에 접촉되는 한 쌍의 고정핀;을 포함하는 반도체소자용 몰딩장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정핀은 상기 보조유압실린더의 작동에 의해 상기 한 쌍의 보조승강블록이 승,하강됨으로써 이동되는 것을 특징으로 하는 반도체소자용 몰딩장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 고정핀은 상기 캐비티로 콤파운드가 유입되는 초기단계에서는 리드프레임을 고정하고, 일정시간 후에 캐비티에 돌출되지 않도록 상기 보조 유압실린더에 의해 후퇴되는 것을 특징으로 하는 반도체소자용 몰딩장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 보조유압실린더는 케이블선을 매개로 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 한 쌍의 고정핀이 시간차를 두고 이동할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체소자용 몰딩장치.
5. 하부금형에 로딩된 리드프레임 주위에 캐비티를 형성하도록 한 쌍의 금형을 결합하는 단계;
   상기 리드프레임이 캐비티 내에서 수평이 유지되도록 한 쌍의 고정핀을 작동시켜 리드프레임의 상,하부를 고정하는 단계;
   상기 캐비티 내로 게이트를 통해 콤파운드를 주입하는 단계;
   상기 한 쌍의 고정핀이 상기 캐비티 내에 돌출되지 않도록 후퇴되는 단계;
   상기 캐비티 내로 콤파운드를 계속 주입시켜 몰딩을 완료하는 단계;를 포함하는 반도체소자 성형방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 한 쌍의 고정핀은 상기 베이스에 구비되는 보조 유압실린더의 작동에 의해 한 쌍의 보조승강블록이 승,하강 되면서 상기 캐비티 내로 유,출입되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 성형방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 보조 유압실린더는 케이블선을 매개로 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 한 쌍의 고정핀이 시간차를 두고 이동할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 성형방법.

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