KR20110090553A - 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치 - Google Patents

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KR20110090553A
KR20110090553A KR1020100010401A KR20100010401A KR20110090553A KR 20110090553 A KR20110090553 A KR 20110090553A KR 1020100010401 A KR1020100010401 A KR 1020100010401A KR 20100010401 A KR20100010401 A KR 20100010401A KR 20110090553 A KR20110090553 A KR 20110090553A
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황규석
서경석
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한미반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 웨이퍼에 있는 개개의 칩을 흡착한 후 기판에 장착하는 다이 본딩 장비에서 웨이퍼에 있는 칩이 이젝팅하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 이젝션 컵의 길이를 소직경 홀 가공용 드릴의 길이에 대응하도록 짧게 설계함으로써, 한 차례의 척킹만으로 2단 구조인 핀 홀의 가공이 가능하고, 즉 한 차례의 척킹만으로 소직경 홀과 대직경 홀을 일괄적으로 가공할 수 있고, 결국 두 홀들 간의 센터를 일치시킬 수 있는 한편, 이젝션 컵의 내부에 가이드 수단을 마련하고, 이젝션 핀을 유동가능한 분리형으로 구성하여, 이젝션 핀의 상하 운동시 안내를 받음과 더불어 스스로 센터를 잡을 수 있도록 함으로써, 이젝션 핀의 위치 정밀도를 개선하여 콜렛 흡착과정에서 발생하는 칩의 기울어짐으로 인한 탈락 및 회전 현상을 배제할 수 있으며, 또 이젝션 핀과 이젝션 컵을 장비 외부에서 조립할 수 있도록 분리형으로 구성함으로써, 조립 과정에서의 작업자에 의한 이젝션 핀의 손상을 최대한 방지함과 더불어, 이젝션 핀의 교체 작업을 한층 사용자 친화적으로 구현할 수 있는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치를 제공한다.

Description

다이 본딩 장비의 이젝팅 장치{Ejecting device for die bonder}
본 발명은 웨이퍼에 있는 개개의 칩을 흡착한 후 기판에 장착하는 다이 본딩 장비에서 웨이퍼에 있는 칩이 이젝팅하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지의 제조 공정은 웨이퍼를 절단하여 반도체 칩을 개별화하는 소잉(Sawing) 공정, 개별화된 반도체 칩을 기판(Substrate)에 부착하는 다이 본딩(Die bonding) 공정, 반도체 칩과 기판의 리드를 전기적으로 연결하는 와이어 본딩(Wire bonding) 공정, 반도체 칩의 내부회로와 그 외의 부품을 보호하기 위하여 반도체 칩의 주변을 감싸는 몰딩(Molding) 공정, 리드를 절단 및 절곡하는 트림(Trim)/폼(Form) 공정, 상기 공정들을 거쳐 완성된 패키지의 불량여부를 검사하는 테스트 공정 등으로 이루어진다.
상기 공정 중에서 다이 본딩 공정은 다이 본더에 의해 수행되며, 상기 다이 본더는 리드 프레임이나 인쇄회로기판 등과 같은 기판에 접착제를 도포하고, 이렇게 접착제가 도포된 부위에 다이를 접착시키는 방식으로 이루어진다.
예를 들면, 상기 다이 본더에서는 소잉 공정을 거친 웨이퍼에서 개개의 칩으로 분리된 다이를 접착제를 사용하여 기판에 붙이는 공정이 수행된다.
이러한 다이 본딩 장비는 칩이 안착될 부위에 액상의 접착제, 예를 들면 접착성의 에폭시를 기판에 도포하는 스탬핑 헤드, 에폭시 도포 상태 등을 확인하는 비전, 웨이퍼에서 개개의 칩으로 분리된 다이를 픽업한 후에 기판의 에폭시 도포 부위에 다이를 장착하는 본딩 헤드, 웨이퍼로부터 칩 흡착시 칩을 이젝팅시켜주는 이젝터 등을 포함한다.
따라서, 이러한 다이 본딩 장비에서는 기판 로딩 후, 스탬핑 헤드에 의해 기판상에 에폭시가 도포되는 과정, 에폭시 도포 부위에 대한 비전이 진행되는 과정, 웨이퍼로부터 개개의 칩을 이젝팅하는 과정, 본딩 헤드에 의해 웨이퍼로부터 개개의 칩이 흡착된 후에 기판의 에폭시 도포 부위에 칩을 내려놓는 과정이 연속적인 자동화 공정으로 수행된다.
최근에는 다이 본딩 장비의 경우에도 점차 고집적화, 고정밀화 되어가는 반도체 칩의 기술진화에 따라 그 크기가 작아지면서 미세해지는 반도체 칩의 경향에 대응하기 위하여, 다이 본딩 장비에서 이루어지는 전반적인 공정이나 다이 본딩 장치를 구성하는 각 장치들도 이에 맞게 전환되고 있는 추세이다.
보통 다이 본딩 장비에서는 본딩 헤드의 콜렛이 소잉 처리된 웨이퍼로부터 개개의 칩을 흡착한 후, 기판의 에폭시 도포 부위에 내려놓는 공정이 이루어지는데, 이때 원활한 흡착을 위하여 이젝터가 웨이퍼상의 칩을 이젝팅시키는 과정을 수행하게 된다.
종래의 이젝팅 장치는, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 장치 본체에 고정되는 가이드 블럭(100), 석션 홀(110)을 가지면서 가이드 블럭(100)의 내부에서 상승 및 하강하는 업다운 샤프트(120), 칩을 실질적으로 이젝팅시켜주는 수단으로서 상단의 이젝션 핀(130)을 가지면서 업다운 샤프트(120)의 상단부에 일체식으로 결합되는 이젝션 핀 홀더(140), 상기 이젝션 핀(130)을 포함하는 이젝션 핀 홀더(140) 전체를 감싸면서 가이드 블럭(100)에 결합되며 상단면에 핀 홀(150)과 흡착홀(160)을 갖는 이젝션 컵(170)을 포함하는 구조로 이루어진다.
이에 따라, 웨이퍼에 있는 각 칩 위치로의 이동이 가능한 이젝팅 장치가 웨이퍼의 하부 해당 칩 바로 밑에 위치된 상태에서 석션을 통해 웨이퍼의 테이프를 흡착한 다음, 계속해서 업다운 샤프트(120)를 상승시키면, 이에 일체 결합되어 있는 이젝션 핀 홀더(140)의 이젝션 핀(130)이 이젝션 컵(170)의 핀 홀(160)을 통해 돌출되어 칩을 들어 올려주게 되므로서, 본딩 헤드(미도시)의 콜렛(미도시)이 용이하게 칩을 흡착하여 기판의 에폭시 도포 부위에 내려놓게 되는 것이다.
여기서, 상기 이젝션 컵(170)에 있는 핀 홀(150)의 경우, 이젝션 핀(130)의 용이한 진입 및 관통을 위하여 소직경 홀과 대직경 홀의 2단 홀로 이루어지고, 이때의 소직경 홀의 경우에 LED 칩과 같이 매우 작은 칩, 예를 들면 100∼1000㎛ 정도의 크기를 갖는 칩에 대응하기 위하여 그 직경이 100∼1000㎛ 정도로 매우 작다.
이와 같은 종래의 이젝팅 장치의 경우에 다음과 같은 여러 가지 단점을 갖고 있다.
첫째, 이젝션 컵에 있는 핀 홀의 센터를 맞추는데 어려움이 있다.
예를 들면, 이젝션 컵의 핀 홀 가공시 컵이 갖는 깊이로 인해 대직경 홀과 소직경 홀의 가공을 한 방향에서 수행하는데 어려움이 있고, 즉 컵 깊이에 대응하는 길이 및 정밀도를 갖는 소직경 홀 가공용 드릴을 확보하는데 어려움이 있고, 이로 인해 대직경 홀을 가공한 후, 상기 가공 방향의 맞은편에서부터 소직경 홀을 가공하여, 이 두 홀들을 연통시키는 방법으로 핀 홀을 가공하고 있다.
이 경우 이젝션 컵을 2번 척킹(Chucking)해야 하므로, 이 두 홀들의 센터를 맞추기가 어려운 문제점이 있다.
둘째, 별개 가공되는 각 부품들의 가공 오차나 조립 공차 등으로 인해 장비측 업다운 샤프트에 결합되어 있는 이젝션 핀 홀더의 이젝션 핀과 이젝션 컵이 갖는 핀 홀 간의 센터를 맞추는데에도 어려움이 있다.
결국, 센터가 맞지 않는 조건에서 이젝팅할 경우에는 칩의 중심점에 대한 이젝션 핀의 위치에 따라 칩이 한쪽으로 기울어지거나 회전하므로, 콜렛으로의 흡착이 원활하지 않거나, 본딩시 기판에 대한 칩의 장착각도가 틀어지게 된다.
셋째, 이젝션 컵의 조립시 업다운 샤프트에 결합되어 있는 이젝션 핀 홀더의 이젝션 핀에 이젝션 컵의 핀 홀을 맞춰 조립하게 되는데, 이때 작업자의 시야 확보가 어려운 장비 내에서 손으로 이젝션 컵을 집어 넣어 조립을 해야 하므로, 이젝션 핀과 핀 홀이 정확히 맞지 않으면 핀이 부러지는 등 조립작업에 애를 먹는 경우가 많이 있다.
넷째, 본체 블럭과 업다운 샤프트를 하나의 구동부를 이용하여 순차적으로 승강시키기 위해서는 2개의 캠을 사용하여야 하며, 이 경우에도 본체 블럭의 승강 높이는 캠 프로파일에 의해 제한되어 조절 불가한 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 이젝션 컵의 길이를 소직경 홀 가공용 드릴의 길이에 대응하도록 설계함으로써, 한 차례의 척킹만으로 2단 구조인 핀 홀의 가공이 가능하고, 즉 한 차례의 척킹만으로 소직경 홀과 대직경 홀을 일괄적으로 가공할 수 있고, 결국 두 홀들 간의 센터를 일치시킬 수 있는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이젝션 컵의 내부에 가이드 수단을 마련하고, 이젝션 핀을 유동가능한 분리형으로 구성하여, 이젝션 핀의 상하 운동시 안내를 받음과 더불어 스스로 센터를 잡을 수 있도록 함으로써, 이젝션 핀의 위치 정밀도를 개선하여 콜렛 흡착과정에서 발생하는 칩의 기울어짐으로 인한 탈락 및 회전 현상을 배제할 수 있는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 이젝션 핀과 이젝션 컵을 장비 외부에서 조립할 수 있도록 분리형으로 구성함으로써, 조립 과정에서의 작업자에 의한 이젝션 핀의 손상을 최대한 방지함과 더불어, 이젝션 핀의 교체 작업을 한층 사용자 친화적으로 구현할 수 있는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치는 본체 블럭에 설치되는 가이드 블럭, 석션 홀을 가지면서 가이드 블럭의 내부에서 상승 및 하강하는 업다운 샤프트, 칩을 실질적으로 이젝팅시켜주는 이젝션 핀 및 이젝션 핀 홀더, 핀 홀 및 흡착홀을 가지는 이젝션 컵 등을 포함하는 한편, 특히 상기 이젝션 컵은 이젝션 핀 및 이젝션 핀 홀더를 수용하면서 가이드 블럭의 상단에 결합되는 이젝션 컵 홀더와, 핀 홀 및 흡착홀을 가지면서 이젝션 컵 홀더에 결합되는 이젝션 컵 본체를 조합한 형태로 구성하여, 핀 홀이 있는 이젝션 컵 본체 부분의 길이가 컵 전체 길이에 비해 상대적으로 짧게 이루어지도록 함으로써, 2단 구조인 이젝터 핀 홀의 가공을 이젝터 컵 본체의 한 차례 척킹만으로 가능하도록 하여 홀들 간의 센터를 일치시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이젝션 핀 및 이젝션 핀 홀더의 경우에도 이젝션 컵 본체의 내부에 장착되어 있는 이젝션 핀 가이드에 의한 안내를 받으면서 업다운 샤프트와의 접촉에 의해 자유롭게 상하 유동가능한 형태로 설치함으로써, 이젝션 핀의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있고, 칩 흡착과정에서 발생하는 칩의 기울어짐으로 인한 탈락 및 회전 현상을 크게 감소시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 이젝팅 장치에서는 이젝션 핀 및 이젝션 핀 홀더가 구속되지 않고 분리된 형태이고, 이젝션 컵의 이젝션 컵 본체가 분리 가능함에 따라, 이젝션 핀과 이젝터 컵을 장비 외부에서 조립한 후에 최종적으로 장비 내에 설치할 수 있는 특징이 있으며, 이에 따라 조립과정에서 작업자에 의한 이젝션 핀의 손상을 방지할 수 있고, 핀 교체 작업 또한 수월하게 완료할 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치는 다음과 같은 장점을 제공한다.
첫째, 이젝션 컵을 분리 조합 형태로 구성하고 핀 홀이 있는 부분의 길이를 짧게 설계하여 소직경 홀 가공용 드릴의 길이에 대응할 수 있도록 함으로써, 한 차례의 척킹만으로 2단 구조로 이루어진 핀 홀의 소직경 홀과 대직경 홀을 일괄 가공할 수 있고, 따라서 두 홀들 간의 센터를 일치시킬 수 있다.
둘째, 이젝션 컵의 내부에 장착되어 있는 이젝션 핀 가이드에 의해 안내를 받는 동시에 스스로 센터를 잡아가면서 자유롭게 유동가능한 이젝션 핀을 채용함으로써, 이젝션 핀의 위치 정밀도를 높일 수 있으며, 결국 흡착 과정에서 발생하는 칩의 기울어짐으로 인한 탈락 및 회전 현상을 배제할 수 있다.
셋째, 이젝션 핀과 이젝션 컵을 장비 외부에서 조립한 후에 최종적으로 장비 내에 설치할 수 있으므로, 조립 과정에서의 작업자에 의한 이젝션 핀의 손상을 최대한 방지할 수 있고, 이젝션 핀의 교체 작업을 한층 사용자 친화적으로 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 상대적으로 큰 반도체 칩을 분리하던 이젝터를 소형 LED 칩에 그대로 적용할 경우에 발생하는 문제점인 이젝터 핀의 위치가 사용 중에 계속적으로 변화하여 이젝팅 과정에서 칩이 기울어지거나, 그 각도가 틀어진 상태로 콜렛에 흡착되는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 작업자가 매우 불편하게 여기는 사항 중의 하나인 번거로운 핀 교체 작업을 수월하게 완료할 수 있으므로, 작업자 친화적인 방식으로 다이 본더 장비를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이젝팅 장치를 나타내는 분리 단면도
도 2는 종래의 이젝팅 장치를 나타내는 결합 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치를 나타내는 분리 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치를 나타내는 결합 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치의 설치 상태와 구동부를 나타내는 단면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치의 작동 전 상태를 나타내는 단면도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치의 작동 후 상태를 나타내는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치를 나타내는 사시도와 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 이젝팅 장치는 이젝션 컵에 형성되는 핀 홀의 센터를 보다 정확하게 맞춰 가공할 수 있는 이젝션 컵, 타 부품에 구속되지 않고 자유롭게 유동가능한 이젝션 핀 및 홀더의 동작 방식, 캠 구동방식으로 이젝팅을 수행하도록 하는 구동부 등과 같은 구조적인 특징을 포함한다.
이를 위하여, 외부로부터의 석션 라인이 연결되어 있는 본체 블럭(18)이 마련되고, 상기 본체 블럭(18)에는 윗쪽으로 가이드 블럭(10)이 설치되며, 상기 본체 블럭(18)과 가이드 블럭(10)이 조성하는 내측 공간부에는 상하 운동하는 업다운 샤프트(12)가 설치된다.
여기서, 상기 업다운 샤프트(12)는 후술하는 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)를 상하 운동시켜주는 수단으로서, 샤프트 스프링(32b)에 의한 탄력지지를 받으면서 설치되고, 샤프트 상단부는 이젝션 핀 홀더(14)와 접하게 되는 동시에 샤프트 하단부는 후술하는 구동부(27)측의 커플러(26)와 연결되어 동력을 제공받게 된다.
그리고, 상기 업다운 샤프트(12)에는 축선을 따라 연통되면서 상단 및 측단 부분에서 바깥쪽으로 통하는 석션 홀(11)이 구비되며, 이때의 석션 홀(11)을 통해 흡입력이 작용하게 되면 웨이퍼의 테이프가 흡착될 수 있고, 결국 이젝션 핀(13)으로 칩을 들어 올릴 때 테이프가 딸려 올라가는 것을 막을 수 있다.
특히, 본 발명에서는 분리 조합 형태의 이젝션 컵(17)을 제공하며, 이렇게 2개의 부품을 조합시킨 형태로 이루어진 이젝션 컵(17)을 제공함으로써, 실질적으로 이젝션 핀(13)이 관통되는 컵 부분의 길이를 짧게 만들 수 있고, 따라서 이젝션 컵(17)이 가지는 2단 구조의 핀 홀 가공시 센터를 맞추는데 유리한 점을 얻을 수 있다.
이를 위하여, 상기 이젝션 컵(17)은 서로 분해 및 조립이 가능한 2개의 부품, 즉 이젝션 컵 홀더(17a)와 이젝션 컵 본체(17b)로 이루어지고, 상기 이젝션 컵 홀더(17a)는 가이드 블럭(10)의 상단부에 체결구조로 설치되며, 상기 이젝션 컵 본체(17b)는 이젝션 컵 홀더(17a)의 상단부에 체결구조로 결합된다.
그리고, 상기 이젝션 컵 본체(17b)에는 중심부에 핀 홀(15)이 형성되고, 그 주변으로 다수의 흡착홀(16)이 형성된다.
이렇게 이젝션 컵 홀더(17a)와 이젝션 컵 본체(17b)의 조합 형태로 이루어진 이젝션 컵(17)에서 이젝션 컵 본체(17b)는 컵 전체의 길이에 비해 상대적으로 짧은 길이를 가지게 되고, 그리고 상기 이젝션 컵 본체(17b)의 길이는 이젝션 핀(13)의 길이에 비해 짧은 길이를 가지게 된다.
이에 따라, 이젝션 컵 본체(17b)에 있는 2단 구조의 핀 홀(15)을 가공하는 경우, 소직경 가공이 가능한 드릴의 길이에 대응할 수 있고, 즉 전체 길이가 짧은 소직경 가공용 드릴을 이용하여 충분히 가공을 할 수 있고, 결국 이젝션 컵 본체(17b)의 한 차례 척킹만으로 대직경 홀과 소직경 홀을 일괄적으로 가공할 수 있다.
따라서, 이젝션 컵 본체(17b)의 핀 홀(15)이 가지는 소직경 홀과 대직경 홀 간의 센터를 정확히 일치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 가이드 수단에 의한 안내를 받으면서 자유롭게 상하 유동이 가능한 형태로 동작하는 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)를 제공하며, 이렇게 다른 부품에 구속되지 않고(결합되지 않고) 자유롭게 움직이는 이젝션 핀의 동작 특성을 통해 핀의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
이를 위하여, 상기 이젝션 핀(13)과 이젝션 핀 홀더(14)는 이젝션 컵(17)의 내부에 조성되는 공간 내에 위치되고, 아래쪽으로는 업다운 샤프트(12)의 상단과 접하는 동시에 윗쪽으로는 이젝션 핀 가이드(19)에 의한 안내를 받는 구조로 설치된다.
여기서, 상기 이젝션 핀(13)과 이젝션 핀 홀더(14)는 물리적으로 체결될 수 있거나, 자석에 의해 서로 부착될 수도 있다.
상기 이젝션 핀 가이드(19)는 이젝션 컵 본체(17b)의 내측으로 끼워져 장착되는 부품으로서, 중심부에는 홀이 구비되어 있어 이곳으로 이젝션 핀(13)이 관통되어 안내를 받을 수 있게 되고, 외곽쪽으로는 둘레를 따라 가면서 다수의 석션 통로(28)가 구비되어 있어 이곳을 통해 그 윗쪽으로 석션이 작용할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)는 이젝션 핀 가이드(19)에 의한 안내를 받으면서 위아래로 움직일 수 있고, 결국 이러한 안내작용에 의해, 또 자유롭게 유동가능한 특성에 의해 이젝션 핀(13)은 자동으로 센터를 스스로 찾아 가면서 동작을 하게 되므로, 결국 이젝션 컵(17)의 핀 홀(15)을 향하는 핀의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
그리고, 상기 이젝션 핀(13)과 이젝션 핀 홀더(14) 전체는 스프링(20)에 의한 탄력 지지를 받으면서 움직이게 되며, 이에 따라 업다운 샤프트(12)의 하강시 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)는 스프링 힘에 의해 초기 하강 위치로 복귀될 수 있다.
이때, 상기 스프링(20)은 이젝션 컵(17)의 내부에서 이젝션 핀 홀더(14)의 상면과 이젝션 핀 가이드(19)의 하면 사이에 개재되어 양단 지지되는 형태로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 이젝션 핀(13)과 이젝션 컵(17)을 장비 외부에서 조립한 후에 조립한 전체를 장비 내에 장착할 수 있는 작업상의 이점을 제공한다.
즉, 상기 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)가 어디에도 구속되지 않는 단품 형태로 되어 있고, 또 이젝션 컵(17)의 이젝션 컵 본체(17b) 또한 분리형으로 이루어져 이젝션 컵 홀더(17a)에 체결하는 구조로 되어 있어서, 이젝터 핀 홀더(14)를 포함하는 이젝터 핀(13)과 이젝션 컵 본체(17b)를 장비 외부에서 따로 조립할 수 있고, 따라서 조립 과정에서 작업자에 의한 이젝션 핀의 손상을 최대한 줄일 수 있음은 물론, 핀 교체 작업시 작업자의 불편 사항을 개선할 수 있다.
예를 들면, 이젝션 핀(13)을 파지한 이젝션 핀 홀더(14)가 구속되지 않고 분리된 형태이고, 이젝션 컵 홀더(17a)가 가이드 블럭(10)으로부터 분리 가능함에 따라, 상기 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)가 내부에 수용되도록 이젝션 컵 홀더(17a)와 이젝션 컵 본체(17b)를 장비 외부에서 조립한 후 장비에 설치된 상기 가이드 블럭(10)에 체결할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치의 설치 상태와 구동부를 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 가이드 블럭(10), 업다운 샤프트(12), 이젝션 컵(17) 등을 포함하는 이젝션 어셈블리 전체가 속해 있는 본체 블럭(18)은 캠 구동에 의해 상하로 위치를 옮길 수 있는 구조로 이루어지며, 전체적으로 구동부(27)에 의해 지지되는 형태를 취하게 된다.
이러한 본체 블럭(18)은 1차 상승시 조절 스톱퍼(21)와 스톱퍼 스프링(22)에 의해 상승 한계가 단속되는데, 예를 들면 장비 본체에 고정되는 지지대(29)의 상단부에는 브라켓(30)이 설치되고, 이 브라켓(30)에는 수직 자세의 조절 스톱퍼(21)가 체결 구조로 설치되며, 이때의 조절 스톱퍼(21)의 일부는 본체 블럭(18)에 형성되어 있는 스톱퍼 홈(31) 내에 스톱퍼 스프링(22)과 함께 수용된다.
이에 따라, 본체 블럭(18)이 캠 구동에 의해 스톱퍼 스프링(22)의 힘을 이기고 상승하다가 조절 스톱퍼(21)의 하단이 스톱퍼 홈(31)의 바닥에 닿는 시점에서 상승이 제한되고, 결국 이 시점이 1차 상승 한계 위치가 된다.
이때, 상기 조절 스톱퍼(21)는 너트를 풀고 조임에 따라 그 높낮이를 조절할 수 있으므로, 다양한 웨이퍼의 사양에 대응하여 이젝션 높이를 임의로 조절할 수 있는 이점이 있다.
상기 본체 블럭(18) 뿐만 아니라 업다운 샤프트(12) 및 이젝션 핀(13)의 상하 운동이 캠 구동방식의 구동부(27)에 의해 수행된다.
이를 위하여, 상기 구동부(27)는 모터(23), 캠(24), 커플러(26) 등을 포함하며, 상기 모터(23)는 지지대(29)상에 설치되는 동시에 이 모터(23)의 축에는 캠(24)이 장착되고, 상기 업다운 샤프트(12)의 하단에는 베어링(25)을 가지는 커플러(26)가 설치된다.
그리고, 상기 캠(24)의 캠 선도와 상기 커플러(26)의 베어링(25)은 접동관계를 갖게 된다.
다시 말해, 상기 캠(24)의 회전시 베어링(25)은 캠(24)의 캠 선도, 즉 캠(24)의 외곽 둘레면을 상대적으로 타고 다닐 수 있게 된다.
특히, 상기 캠(24)의 경우 상기 스톱퍼 구성과 조합되어 2단계 승강운동을 구현한다.
즉, 본체 블럭(18) 전체를 조절 스톱퍼(21)의 하단이 스톱퍼 홈(31)의 바닥에 닿는 시점까지 1차 상승 시킨 후, 이 높이를 유지한 상태에서 모터(23)의 반복적인 정역 회전을 통해 업다운 샤프트(12)만을 2차 상승 및 하강시킬 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 이젝팅 장치의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝팅 장치의 작동 전/후 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 모터(23)의 작동에 의해 캠(24)이 회전하게 되면, 캠(24)과 베어링(25) 간의 접동에 의해 본체 블럭(18) 전체가 1차 상승하게 된다.
이렇게 상승한 본체 블럭(18)은 조절 스톱퍼(21)에 의해 단속되어 더 이상의 상승이 제한되면서 이때의 높이를 유지하게 된다.
물론, 이렇게 본체 블럭(18)이 상승하기 까지 샤프트 스프링(32b)의 스프링 계수가 스톱퍼 스프링(22)의 스프링 계수보다 강하기 때문에 업다운 샤프트(12)는 움직임이 없게 된다.
그리고, 이때부터 외부 석션 라인을 통해 업다운 실린더(12)의 석션 홀(11), 이젝션 컵(17)의 내부, 이젝션 컵 본체(17b)의 흡착홀(16)에 작용하게 되고, 결국 웨이퍼의 테이프(210)는 이젝션 컵(17)의 상단부, 즉 이젝션 컵 본체(17b)의 상단면에 흡착된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 위와 같은 1차 상승 상태에서 모터(23)가 계속 정방향으로 작동하게 되면, 이때부터는 업다운 샤프트(12)가 상승하게 되고, 이 업다운 샤프트(12)의 상승으로 그 위에 있는 이젝션 핀(13)과 이젝션 핀 홀더(14)가 이젝션 핀 가이드(19)의 안내를 받으면서 상승하게 된다.
그 결과, 이젝션 핀(13)은 이젝션 컵 본체(17b)에 있는 핀 홀(15)을 지나 위로 돌출되면서 웨이퍼의 테이프(210)를 상승시킴과 동시에 그 위치에 있는 칩(200)을 밀어 올리게 되고, 이렇게 칩(200)이 들어 올려진 상태에서 본딩 헤드의 콜렛이 칩을 흡착한 후, 칩을 기판에 장착하게 되는 것이다.
본딩 헤드의 콜렛이 칩을 가져간 후에는 모터(23)의 역방향 작동(상기 정방향 작동과 동일한 스트로크로)에 의해 업다운 샤프트(12)가 하강하게 되고, 이와 함께 이젝션 핀(13) 또한 초기 위치로 하강하여 복귀된다.
이러한 모터의 정역방향 회전과 이젝션 핀의 상승 및 하강 운동이 웨이퍼의 각 칩 위치마다 반복적으로 행해지면서 웨이퍼에 있는 전체 칩에 대한 이젝팅이 이루어지게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에서 제공하는 이젝팅 장치는 이젝션 컵의 형태 및 구조 개선을 통해 가공 및 조립상의 장점이 있을 뿐만 아니라, 이젝션 핀을 가이드하는 수단이 추가됨에 따라서 이젝션 핀의 위치 정밀도를 개선할 수 있으므로, 콜렛으로의 흡착 과정에서 발생하는 칩의 탈락 현상 및 틀어짐 현상을 방지할 수 있는 등 초소형 칩을 이젝팅하는 경우에 있어서 매우 효과적이다.
10 : 가이드 블럭 11 : 석션 홀
12 : 업다운 샤프트 13 : 이젝션 핀
14 : 이젝션 핀 홀더 15 : 핀 홀
16 : 흡착홀 17 : 이젝션 컵
17a : 이젝션 컵 홀더 17b : 이젝션 컵 본체
18 : 본체 블럭 19 : 이젝션 핀 가이드
20 : 스프링 21 : 조절 스톱퍼
22 : 스톱퍼 스프링 23 : 모터
24 : 캠 25 : 베어링
26 : 커플러 27 : 구동부
28 : 석션 통로 29 : 지지대
30 : 브라켓 31 : 스톱퍼 홈
32b : 샤프트 스프링

Claims (8)

  1. 본체 블럭(18)에 설치되는 가이드 블럭(10)과;
    상기 가이드 블럭(10)의 내부에서 상승 및 하강하는 업다운 샤프트(12)와;
    칩을 이젝팅하기 위한 이젝션 핀(13)과;
    상기 이젝션 핀(13)을 지지하기 위한 이젝션 핀 홀더(14)와;
    핀 홀(15) 및 흡착홀(16)이 형성된 이젝션 컵(17)을 포함하며,
    상기 이젝션 컵(17)은 상기 가이드 블럭(10)의 상단에 결합되는 이젝션 컵 홀더(17a)와, 상기 이젝션 컵 홀더(17a)에 결합되며 상기 핀 홀(15) 및 흡착홀(16)이 형성되는 이젝션 컵 본체(17b)를 구비한 형태로 이루어져, 상기 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)를 내부에 수용하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 이젝션 컵 본체(17b)의 길이는 상기 이젝션 핀(13)의 길이에 비해 짧은 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)는 이젝션 컵 본체(17b)의 내부에 장착되어 있는 이젝션 핀 가이드(19)에 의한 안내를 받으면서 업다운 샤프트(12)와의 접촉에 의해 자유롭게 상하 유동가능한 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 이젝션 컵 본체(17b)와 이젝션 핀 홀더(14) 사이에 스프링(20)이 설치되어, 상기 이젝션 핀 홀더(14)는 상하 운동시 상기 스프링에 의해 탄력 지지를 받을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 가이드 블럭(10) 및 업다운 샤프트(12)가 속한 본체 블럭(18)의 1차 상승 한계를 단속하는 조절 스톱퍼(21)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 이젝션 핀(13)을 파지한 이젝션 핀 홀더(14)가 구속되지 않고 분리된 형태이고, 이젝션 컵 홀더(17a)가 가이드 블럭(10)으로부터 분리 가능함에 따라, 상기 이젝션 핀(13) 및 이젝션 핀 홀더(14)가 내부에 수용되도록 이젝션 컵 홀더(17a)와 이젝션 컵 본체(17b)를 장비 외부에서 조립한 후 장비에 설치된 상기 가이드 블럭(10)에 체결하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 업다운 샤프트(12)를 상하로 운동시키기 위한 수단으로서, 모터(23)와, 상기 모터(23)의 축에 장착되는 캠(24)과, 하단의 베어링(25)을 이용하여 상기 캠(24)과 접동하면서 상기 업다운 샤프트(12)의 하단에 결합되는 커플러(26)를 구비하는 구동부(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 캠(24)은 조절 스톱퍼(21)를 이용하여 업다운 샤프트(12)이 속해 있는 본체 블럭(18) 전체를 1차 상승시킨 후, 이젝션 핀(13)의 상승 및 하강을 위한 업다운 샤프트(12)만을 2차 상승 및 하강시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장비의 이젝팅 장치.
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