KR20130086441A - Semiconductor package processing system and semiconductor package processing method - Google Patents

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KR20130086441A
KR20130086441A KR1020120007215A KR20120007215A KR20130086441A KR 20130086441 A KR20130086441 A KR 20130086441A KR 1020120007215 A KR1020120007215 A KR 1020120007215A KR 20120007215 A KR20120007215 A KR 20120007215A KR 20130086441 A KR20130086441 A KR 20130086441A
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KR1020120007215A
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이종진
심기본
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한미반도체 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An apparatus and method for processing a semiconductor package are provided to simplify a manufacturing facility by replacing a thermal chemical process with a laser machining process. CONSTITUTION: A first laser irradiating unit (1300) irradiates a laser for forming an opening groove. The laser from the first laser irradiating unit has a wavelength of an infrared range. A second laser irradiating unit (1400) irradiates a laser of a wavelength which is different from the wavelength of the laser from the first laser irradiating unit to the opening groove. The laser from the second laser irradiating unit has a wavelength of an ultraviolet range. A control unit controls the first laser irradiating unit and the second laser irradiating unit. [Reference numerals] (1100) On-loading unit; (1200) Transfer unit; (1300) First laser irradiating unit; (1400) Second laser irradiating unit; (1500) Reflow processing unit; (1600) Off-loading unit; (1700) Control unit; (1710) Memory; (1720) Processing device; (1800) Vision part; (1910) Thickness measuring device; (1960) Thickness inputting device

Description

반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법{Semiconductor Package Processing System and Semiconductor Package Processing Method}Semiconductor Package Processing System and Semiconductor Package Processing Method

본 발명은 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 패키지 온 패키지(POP: Package on Package) 타입의 적층형 반도체 패키지의 제조 과정에서 하부에 배치되는 회로기판 상면에 구비되는 솔더볼 등을 노출시켜, 상부에 적층되는 회로기판 하면에 구비되는 솔더볼 등과 접속시키는 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method. More specifically, the present invention exposes solder balls, etc., which are provided on the upper surface of the circuit board disposed below in the process of manufacturing a package on package (POP) type stacked semiconductor package, to be laminated on the lower surface of the circuit board. A semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method for connecting to a solder ball or the like provided.

전자 제품 또는 부품의 소형화 추세에 따라 반도체 패키지의 고집적화를 구현할 수 있는 멀티 칩 반도체 패키지(MCP: Multi Chip Package) 및 패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 기술 등 다양한 반도체 패키징 기술이 개발되고 있다.As semiconductor products or parts become smaller, various semiconductor packaging technologies such as multi chip package (MCP) and package on package (PoP) technologies, which can realize high integration of semiconductor packages, are being developed.

이 중 후자의 기술은 각각 반도체 칩 또는 회로를 내장한 회로기판 또는 반도체 패키지를 상하로 적층하는 기술로서, 하부에 배치되는 반도체 패키지의 상면에 그 상부에 적층되는 반도체 패키지와의 전기적 연결을 위한 복수 개의 솔더볼이 구비될 수 있다.The latter technique is a technique of stacking a semiconductor chip or a circuit board or semiconductor package having a circuit built thereon, respectively, and a plurality of layers for electrical connection with a semiconductor package stacked on the upper surface of a semiconductor package disposed below. Solder balls may be provided.

이 경우, 적층되는 반도체 패키지 중 하부에 배치되는 반도체 패키지의 상면과 상부에 배치되는 반도체 패키지의 하면에 구비되는 솔더볼을 접합시키는 접합과정이 수행될 수 있다.In this case, a bonding process for bonding the solder balls provided on the upper surface of the semiconductor package disposed below and the lower surface of the semiconductor package disposed above may be performed.

이러한 솔더볼 접합과정의 전제로서 하부에 배치되는 반도체 패키지는 각각의 솔더볼이 노출될 수 있도록 개구홈을 형성하고, 개구홈 내부에 잔류하는 이물질을 제거한 뒤 상부와 하부에 배치되는 반도체 패키지의 솔더볼을 접합시키는 공정을 수행하게 된다.As a premise of the solder ball bonding process, the semiconductor package disposed in the lower portion forms an opening groove to expose each solder ball, removes foreign substances remaining in the opening groove, and bonds the solder balls of the semiconductor package disposed in the upper and lower portions thereof. To perform the process.

하부에 배치되는 반도체 패키지는 실장된 회로 또는 반도체 등을 보호 또는 절연하기 위하여 몰딩재로 패키징된 상태일 수 있으므로, 접합과정의 전제로서 각각의 솔더볼이 노출되는 개구홈을 형성해야 한다.Since the semiconductor package disposed below may be packaged with a molding material to protect or insulate the mounted circuit or the semiconductor, an opening groove to expose each solder ball should be formed as a premise of the bonding process.

이 경우, 개구홈을 형성하는 과정에서 레이저광이 사용될 수 있으며, 레이저광에 의하여 몰딩재를 제거시킨 후 열화학적 방법에 의하여 개구홈 내부에 잔류하는 이물질을 제거해야 한다.In this case, a laser beam may be used in the process of forming the opening groove, and after removing the molding material by the laser beam, foreign matter remaining in the opening groove should be removed by a thermochemical method.

이물질을 제거하지 않고, 개구홈 측면 등에 개구홈 형성과정에서 완전히 제거되지 않은 몰딩재의 찌꺼기 등이 잔류하면 접합과정에서 솔더볼 사이에 이물질이 개재되어 반도체 패키지의 전기적 특성을 악화시키는 문제점이 유발될 수 있다.If foreign matters are not removed and residues of the molding material, which are not completely removed during the formation of the opening grooves on the side of the opening grooves, foreign materials are interposed between the solder balls during the bonding process, which may cause a problem of deteriorating the electrical characteristics of the semiconductor package. .

또한, 개구홈 내부에 잔류하는 이물질은 개구홈 측면 이외에도 노출된 솔더볼 표면에도 존재할 수 있다. 이는 조사되는 레이저광이 부족 또는 몰딩재의 두께 편차 등이 그 원인일 수 있다.In addition, foreign matter remaining in the opening groove may exist on the exposed solder ball surface in addition to the opening groove side. This may be due to lack of laser light to be irradiated or thickness variation of the molding material.

또한, 솔더볼 등에 조사되는 레지저광이 과한 경우에는 솔더볼 표면을 마모시킬 수 있으며, 이는 몰딩재 잔류물과 마찬가지로 접합 후의 반도체 패키지의 전기적 특성 저하의 문제를 발생시킬 수 있다.In addition, when there is an excessive amount of laser light irradiated onto the solder ball, the surface of the solder ball may be worn, which may cause a problem of deterioration of electrical characteristics of the semiconductor package after bonding, similar to the molding material residue.

또한, 몰딩재 잔류물을 제거하는 방법 또는 접합과정은 전술한 바와 같이 열화학적 과정을 통해서 수행될 수 있으나, 이러한 열화학적 방법은 설비가 복잡하고 각종 화학약품 등의 화학물질의 투입이 필요하여 비용 또는 작업 효율의 측면에서 불리하다.In addition, the method of removing the residue of the molding material or the bonding process may be carried out through a thermochemical process as described above, but such a thermochemical method is complicated because the equipment is complicated and requires the input of chemicals such as various chemicals Or disadvantages in terms of work efficiency.

본 발명은 패키지 온 패키지(POP: Package on Package) 타입의 적층형 반도체 패키지의 제조 과정에서, 제조 설비를 간소화하고 제조 효율을 증가시킬 수 있는 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to provide a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method that can simplify the manufacturing equipment and increase the manufacturing efficiency in the manufacturing process of a package on package (POP) type stacked semiconductor package. We assume problem to do.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 솔더볼을 구비하며, 몰딩재로 패키징된 반도체 패키지에 각각의 솔더볼이 노출되도록 레이저광에 의하여 가공하는 제1 레이저 가공과정 및, 상기 개구홈 내부로 상기 제1 레이저 가공과정에서 조사되는 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광에 의하여 가공하는 제2 레이저 가공과정을 포함하는 반도체 패키지 처리방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention includes a plurality of solder balls, the first laser processing process for processing by a laser beam to expose each solder ball to a semiconductor package packaged with a molding material, and into the opening groove Provided is a semiconductor package processing method comprising a second laser processing step of processing by a laser light having a wavelength different from the wavelength of the laser light irradiated in the first laser processing step.

이 경우, 상기 제1 레이저 가공과정은 상기 반도체 패키지의 솔더볼 상부의 몰딩재를 레이저광으로 조사하여, 각각의 상기 솔더볼이 노출되도록 개구홈을 형성하는 개구홈 형성단계를 포함할 수 있다.In this case, the first laser processing process may include an opening groove forming step of forming opening grooves to expose each of the solder balls by irradiating a molding material on the solder ball of the semiconductor package with a laser beam.

여기서, 상기 제2 레이저 가공과정은 제1 레이저 가공과정의 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광을 상기 개구홈 내부에 조사하여 상기 개구홈 내부에 잔류하는 이물질을 제거하는 이물질 제거단계를 포함할 수 있다.Here, the second laser processing process may include a foreign material removal step of removing foreign matter remaining in the opening groove by irradiating a laser light having a wavelength different from the wavelength of the laser light of the first laser processing inside the opening groove. Can be.

또한, 상기 이물질은 상기 솔더볼 상면에 잔류하는 잔류 몰딩재 또는 상기 개구홈 내부의 몰딩재 찌꺼기일 수 있다.In addition, the foreign material may be a residual molding material remaining on the upper surface of the solder ball or molding material residues in the opening groove.

그리고, 상기 제2 레이저 가공과정은 제1 레이저 가공과정의 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광을 상기 개구홈을 통해 노출된 솔더볼 표면에 조사하여 상기 솔더볼 표면을 연마하는 솔더볼 연마단계를 포함할 수 있다.The second laser machining process may include a solder ball polishing step of polishing the solder ball surface by irradiating a surface of the solder ball exposed through the opening groove with a laser light having a wavelength different from that of the laser light of the first laser processing process. Can be.

이 경우, 상기 제2 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광의 파장은 상기 제1 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광의 파장보다 짧을 수 있다.In this case, the wavelength of the laser light used in the second laser processing may be shorter than the wavelength of the laser light used in the first laser processing.

또한, 상기 제1 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광은 적외선 범위의 레이저광일 수 있다.In addition, the laser light used in the first laser processing may be a laser light in the infrared range.

그리고, 상기 제2 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광은 자외선 범위의 레이저광일 수 있다.In addition, the laser light used in the second laser processing may be laser light in an ultraviolet range.

이 경우, 상기 몰딩재의 두께를 결정하는 몰딩재 두께 결정단계를 포함할 수 있다.In this case, it may include a molding material thickness determining step of determining the thickness of the molding material.

여기서, 상기 몰딩재 두께 결정단계는 기입력된 몰딩재의 두께에 의하여 결정되거나, 몰딩재의 두께를 측정하는 방법으로 몰딩재의 두께를 결정할 수 있다.Here, the molding material thickness determining step may be determined by the input thickness of the molding material, or the thickness of the molding material may be determined by measuring the thickness of the molding material.

또한, 상기 몰딩재 두께 결정단계에서 결정된 두께에 따라 상기 제1 레이저 가공과정 및 제2 레이저 가공과정에서 조사되는 레이저광의 출력, 조사 시간, 조사 영역 및 초점 거리 중 적어도 하나가 조절될 수 있다.In addition, according to the thickness determined in the molding material thickness determining step, at least one of the output, the irradiation time, the irradiation area and the focal length of the laser light irradiated in the first laser processing and the second laser processing can be adjusted.

그리고, 상기 제2 레이저 가공과정 후 개구홈이 형성된 반도체 패키지 상부에 반도체 패키지를 적층시켜 접합하는 기판 접합과정을 더 포함할 수 있다.The method may further include a substrate bonding process of laminating and bonding the semiconductor package on the semiconductor package on which the opening groove is formed after the second laser processing.

이 경우, 상기 기판 접합과정은 하부에 배치된 하부 반도체 패키지 위에 상부 반도체 패키지를 적층시키고, 상기 상부 반도체 패키지 하면에 구비된 솔더볼이 상기 하부 반도체 패키지 상면에 구비되는 개구홈에 안착시키는 반도체 패키지 적층단계 및 상기 반도체 패키지 적층단계 후 상기 개구홈 내에서 상기 상부 반도체 패키지의 솔더볼과 하부 반도체 패키지의 솔더볼을 리플로우 공정으로 접합시키는 것을 전극 접합단계를 더 포함할 수 있다.In this case, in the substrate bonding process, the semiconductor package stacking step of stacking the upper semiconductor package on the lower semiconductor package disposed below, and seating the solder ball provided on the lower semiconductor package in the opening groove provided on the upper surface of the lower semiconductor package And an electrode bonding step of bonding the solder ball of the upper semiconductor package and the solder ball of the lower semiconductor package in a reflow process in the opening groove after the semiconductor package stacking step.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체 패키지의 몰딩재를 제거하여 솔더볼이 노출되는 개구홈을 형성하는 레이저광을 조사하기 위한 제1 레이저 조사부, 상기 제1 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광과 다른 파장을 갖는 레이저광을 상기 개구홈 내부로 조사하기 위한 제2 레이저 조사부 및, 상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 반도체 패키지 처리장치를 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention, the first laser irradiator for irradiating the laser light to form the opening groove to expose the solder ball by removing the molding material of the semiconductor package, the laser beam irradiated from the first laser irradiation unit A semiconductor package processing apparatus includes a second laser irradiator for irradiating a laser light having a wavelength different from that of the opening into the opening groove, and a controller for controlling the first laser irradiator and the second laser irradiator.

이 경우, 상기 제1 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광은 적외선 영역의 파장을 갖을 수 있다.In this case, the laser light irradiated from the first laser irradiator may have a wavelength in the infrared region.

여기서, 상기 제2 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광은 자외선 영역의 파장을 갖을 수 있다.Here, the laser light irradiated from the second laser irradiation unit may have a wavelength in the ultraviolet region.

또한, 상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광에 의하여 개구홈이 형성된 반도체 패키지 상부에 반도체 패키지를 적층시켜 상부에 적층된 반도체 패키지의 하면에 구비된 솔더볼과 상기 개구홈으로 노출된 솔더볼을 접합시키기 위한 리플로우 처리부를 더 포함할 수 있다.In addition, the semiconductor package is stacked on the semiconductor package in which the opening groove is formed by the laser beam irradiated from the first laser irradiation part and the second laser irradiation part, and is exposed to the solder ball and the opening groove provided on the lower surface of the semiconductor package stacked thereon. The apparatus may further include a reflow processing unit for bonding the solder balls.

그리고, 상기 반도체 패키지의 몰딩재의 두께를 결정하기 위한 두께 결정부를 더 구비할 수 있다.The apparatus may further include a thickness determiner for determining a thickness of the molding material of the semiconductor package.

이 경우, 상기 두께 결정부는 몰딩재의 두께를 측정하기 위한 두께 측정장치 및 몰딩재의 두께를 입력하기 위한 두께 입력장치 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.In this case, the thickness determining unit may include at least one of a thickness measuring device for measuring the thickness of the molding material and a thickness input device for inputting the thickness of the molding material.

또한, 상기 제어부는 상기 두께 결정부에서 결정된 몰딩재의 두께가 저장되는 메모리를 구비하고, 메모리에 저장된 몰딩재의 두께에 따라 상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부에 의하여 각각의 개구홈 측으로 조사되는 레이저광의 출력, 조사 시간, 조사 영역 및 초점 거리 중 적어도 하나를 결정하는 처리장치를 포함할 수 있다.The control unit may include a memory in which the thickness of the molding material determined by the thickness determining unit is stored, and the laser irradiated toward each opening groove by the first laser irradiation unit and the second laser irradiation unit according to the thickness of the molding material stored in the memory. And a processing device for determining at least one of light output, irradiation time, irradiation area, and focal length.

그리고, 상기 몰딩재의 상면을 촬영하기 위한 비전부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 비전부에서 촬영된 각각의 개구홈의 이미지와 상기 제어부에 구비된 메모리에 저장된 이미지를 비교하여, 상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부에 의하여 각각의 개구홈 측으로 조사되는 레이저광의 출력, 조사 시간, 조사 영역 및 초점 거리 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.The apparatus further includes a vision unit for photographing an upper surface of the molding material, wherein the controller compares an image of each opening groove photographed by the vision unit with an image stored in a memory provided in the controller, and the first laser irradiation unit And at least one of an output, an irradiation time, an irradiation area, and a focal length of the laser beam irradiated to each opening groove side by the second laser irradiation unit.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법에 의하면, 패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 타입의 반도체 패키지의 제조공정에서 요구되는 열화학적 공정을 최소화할 수 있다.According to the semiconductor package processing method according to the present invention, it is possible to minimize the thermochemical process required in the manufacturing process of a package on package (PoP) type semiconductor package.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의하면, 열화학적 공정을 레이저 가공과정으로 대체할 수 있으므로, 패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 타입의 반도체 패키지 제조를 위한 제조 설비의 간소화 또는 소형화가 가능하다.In addition, according to the semiconductor package processing apparatus and the semiconductor package processing method according to the present invention, since the thermochemical process can be replaced by a laser processing process, manufacturing equipment for manufacturing a package on package (PoP) type semiconductor package It is possible to simplify or downsize.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의하면, 솔더볼 접합과정 전까지의 공정을 레이저 공정에으로만 수행할 수 있으므로, 반도체 패키지의 처리시간을 단축시킬 수 있으므로 제조 효율 등을 증가시킬 수 있다.In addition, according to the semiconductor package processing apparatus and the semiconductor package processing method according to the present invention, since the process before the solder ball bonding process can be performed only in the laser process, the processing time of the semiconductor package can be shortened, thereby increasing the manufacturing efficiency and the like. You can.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의하면, 패키지 온 패키지 타입의 반도체 패키지의 접합된 솔더볼 내부에 잔류하는 이물질 또는 공극 등을 최소화하여 접합된 솔더볼을 통한 전기적 특성저하를 완화할 수 있다.In addition, according to the semiconductor package processing apparatus and the semiconductor package processing method according to the present invention, to reduce the deterioration of electrical characteristics through the solder ball bonded by minimizing foreign matter or voids remaining in the bonded solder ball of the package-on-package type semiconductor package. can do.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법 또는 처리장치는 물리적 가공성이 다른 레이저광을 사용하여, 대략적인 개구홈을 형성하는 과정과 몰딩재 찌꺼기 제거 또는 솔더볼 연마 등의 미세 가공과정을 구분하여 사용할 수 있으므로, 반도체 패키지의 처리과정의 소요시간을 단축, 에너지 효율 향상 및 비용 감소의 효과를 볼 수 있다.In addition, the semiconductor package processing method or processing apparatus according to the present invention can be used by using a laser beam having a different physical processability, to form a rough opening groove and the micro-processing process such as molding material removal or solder ball polishing. Therefore, it is possible to shorten the time required for processing a semiconductor package, to improve energy efficiency, and to reduce costs.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 블록선도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치의 구성도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 대상인 적층될 반도체 패키지의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의한 반도체 패키지의 처리방법 중 제1 레이저 가공과정을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의한 반도체 패키지의 처리방법 중 제2 레이저 가공과정을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의한 반도체 패키지의 접합과정을 도시한다.
1 shows a block diagram of a semiconductor package processing method according to the present invention.
2 is a block diagram of a semiconductor package processing apparatus according to the present invention.
3 shows a cross-sectional view of a semiconductor package to be stacked which is the subject of a semiconductor package processing method according to the invention.
4 illustrates a first laser processing process of a semiconductor package processing method using a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method according to the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating a second laser processing process of a semiconductor package processing method using a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method according to the present invention.
6 illustrates a process of bonding a semiconductor package by a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 블록선도를 도시한다. 구체적으로, 도 1(a)는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 개략적인 블록선도를 도시하며, 도 1(b)는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 특정 실시예의 구체화된 블록선도를 도시한다.1 shows a block diagram of a semiconductor package processing method according to the present invention. Specifically, FIG. 1 (a) shows a schematic block diagram of a semiconductor package processing method according to the present invention, and FIG. 1 (b) shows a detailed block diagram of a specific embodiment of the semiconductor package processing method according to the present invention. do.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법은 패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 타입의 반도체 패키지의 생산을 위한 것이다.The semiconductor package processing apparatus and the semiconductor package processing method according to the present invention are for the production of a package on package (PoP) type semiconductor package.

패키지 온 패키지 타입의 반도체 패키지를 구성하는 각각의 반도체 패키지는 회로기판의 상면과 하면에 복수 개의 솔더볼 형태의 전극이 구비되고, 이를 보호 또는 절연하기 위하여 몰딩재로 패키징될 수 있다.Each semiconductor package constituting the package-on-package type semiconductor package is provided with a plurality of solder ball-type electrodes on the upper and lower surfaces of the circuit board, and may be packaged with a molding material to protect or insulate it.

따라서, 반도체 패키지를 적층시켜 각각의 전극을 접합시키기 위한 전제로서 몰딩재로 패키징된 반도체 패키지의 솔더볼이 노출되는 개구홈을 형성해야 한다.Therefore, as a premise for laminating semiconductor packages and bonding each electrode, an opening groove for exposing solder balls of a semiconductor package packaged with a molding material is exposed.

일측 반도체 패키지에 솔더볼이 노출되는 개구홈이 형성되면, 타측 반도체 패키지의 솔더볼을 안착시킨 뒤 반도체 패키지를 접합시킬 수 있다.When the opening groove in which the solder balls are exposed is formed in one semiconductor package, the semiconductor package may be bonded after the solder balls of the other semiconductor package are seated.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법은 복수 개의 범프전극을 구비하며, 몰딩재로 패키징된 제1 회로기판에 각각의 범프전극이 노출되도록 레이저광에 의하여 가공하는 제1 레이저 가공과정(S200) 및, 상기 개구홈 내부로 상기 제1 레이저 가공과정(S200)에서 조사되는 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광에 의하여 가공하는 제2 레이저 가공과정(S300)을 포함할 수 있다.The semiconductor package processing method according to the present invention includes a first laser processing process (S200) including a plurality of bump electrodes, and processing by laser light to expose each bump electrode on a first circuit board packaged with a molding material, and The laser beam may include a second laser machining process S300 processed by a laser light having a wavelength different from a wavelength of the laser light irradiated in the first laser machining process S200 into the opening groove.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법은 반도체 패키지의 솔더볼이 노출되도록 개구홈을 형성시키기 위하여 레이저광을 사용한다.The semiconductor package processing method according to the present invention uses a laser beam to form the opening groove so that the solder ball of the semiconductor package is exposed.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법은 구체적으로 2단계의 레이저 가공과정을 포함할 수 있다.The semiconductor package processing method according to the present invention may specifically include a two-stage laser processing process.

도 1(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패키지 처리방법은 몰딩재로 패키징된 제1 회로기판에 각각의 범프전극이 노출되도록 레이저광에 의하여 가공하는 제1 레이저 가공과정(S200)과 상기 개구홈 내부로 상기 제1 레이저 가공과정(S200)에서 조사되는 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광에 의하여 가공하는 제2 레이저 가공과정(S300)을 포함할 수 있다.As shown in Figure 1 (a), the package processing method according to the present invention is a first laser processing process (S200) for processing by laser light so that each bump electrode is exposed to a first circuit board packaged with a molding material And a second laser machining process S300 which is processed by a laser light having a wavelength different from the wavelength of the laser light irradiated in the first laser machining process S200 into the opening groove.

각각의 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광의 파장이 다르다는 의미는 레이저광의 몰딩재의 성형, 분쇄 및 제거 능력의 차이가 있음을 의미하며, 구체적으로 레이저광은 파장에 반비례하는 피크 파워(Peak Power) 및 미세 가공성을 갖는다고 할 수 있다.The different wavelength of the laser light used in each laser processing means that there is a difference in the molding, grinding, and removing ability of the molding material of the laser light. Specifically, the laser light has a peak power and a fine inversely proportional to the wavelength. It can be said that it has workability.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법 또는 처리장치는 가공성이 다른 레이저광을 사용하여, 대략적인 개구홈을 형성하는 과정과 찌꺼기 제거 또는 솔더볼 연마 등의 미세 가공과정을 구분하여 사용할 수 있다.Therefore, the semiconductor package processing method or processing apparatus according to the present invention can be used by using a laser beam having a different machinability, and forming a rough opening groove and a fine processing process such as debris removal or solder ball polishing.

상대적으로 파장이 짧아 미세 가공성이 큰 레이저광만으로 대략적인 개구홈을 형성하는 과정과 찌꺼기 제거 또는 솔더볼 연마 등의 미세 가공과정을 모두 수행하는 경우, 가공 결과물에는 차이가 없을 수 있으나, 소요시간이 증가하거나 에너지 효율이 떨어지고, 결과적으로 비용이 증가될 수 있으므로 바람직하지 않다.When both the process of forming the roughly opening groove and the process of fine processing such as removing the residue or polishing the solder ball with only the laser light having a large workability due to the relatively short wavelength, there is no difference in the processing result, but the time required increases. It is not preferable because the energy efficiency may be lowered and the cost may be increased as a result.

상기 제1 레이저 가공과정(S200)은 솔더볼 상부를 패키징한 몰딩재에 레이저광을 조사하여 일정 깊이로 개구홈을 형성하여 그 하부에 구비되는 솔더볼이 노출되도록 하기 위한 공정이다.The first laser processing process (S200) is a process for exposing a solder ball provided at a lower portion by forming an opening groove to a predetermined depth by irradiating a laser beam onto a molding material having a solder ball packaged thereon.

그리고, 상기 제2 레이저 가공과정(S300)은 개구홈 내부에 잔류하는 몰딩재 이물질 등을 제거하거나 솔더볼 표면을 연마하여 후속 반도체 패키지 접합과정을 준비하는 과정이다.In addition, the second laser processing process S300 is a process of preparing a subsequent semiconductor package bonding process by removing foreign substances such as molding material remaining in the opening grooves or polishing the solder ball surface.

또한, 본 발명에 따른 패키지 처리방법은 레이저광을 사용하여 개구홈을 형성하므로, 반도체 패키지의 종류에 따라 몰딩재의 두께가 다를 수 있다. 또한, 동일한 반도체 패키지라도 몰딩재의 두께 편차가 존재할 수 있으므로, 연속된 2개의 레이저 가공과정에 선행하여 반도체 패키지의 몰딩재의 두께를 결정하는 몰딩재 두께 결정과정(S100)이 더 포함될 수 있다. 몰딩재 두께 결정과정(S100)은 두께를 측정하거나, 작업자가 두께를 입력하는 방법이 사용될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.In addition, since the package processing method according to the present invention forms an opening groove using a laser beam, the thickness of the molding material may vary according to the type of semiconductor package. In addition, since the thickness variation of the molding material may exist even in the same semiconductor package, a molding material thickness determining process S100 for determining the thickness of the molding material of the semiconductor package may be further included in advance of two consecutive laser processing processes. Molding material thickness determination process (S100) may be used to measure the thickness, or the operator inputs the thickness. This will be described later.

또한, 본 발명에 따른 패키지 처리방법은 연속된 2개의 레이저 가공과정에 반도체 패키지 접합과정(S400)을 더 포함할 수 있다.In addition, the package processing method according to the present invention may further include a semiconductor package bonding process (S400) in two consecutive laser processing process.

상기 반도체 패키지 접합과정(S400)은 각각의 솔더볼이 노출된 상태의 반도체 패키지 상부에 다른 반도체 패키지를 적층시켜 접합하는 공정이다. 상기 반도체 패키지 접합과정(S400)은 리플로우 공정을 포함할 수 있다.The semiconductor package bonding process (S400) is a process of stacking and bonding another semiconductor package on the semiconductor package in a state where each solder ball is exposed. The semiconductor package bonding process S400 may include a reflow process.

도 1(b)를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 특정 실시예를 설명하면 다음과 같다.A specific embodiment of the semiconductor package processing method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1B.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 몰딩재 두께 결정과정(S100)은 구체적으로 몰딩재 두께 측정단계(S110) 또는 몰딩재 두께 입력단계(S130)를 더 포함할 수 있다.Molding material thickness determination process (S100) of the semiconductor package processing method according to the present invention may specifically include a molding material thickness measuring step (S110) or molding material thickness input step (S130).

또는, 상기 몰딩재 두께 측정단계(S110)는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치에 구비된 두께 측정센서 등에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 몰딩재 두께 결정과정(S100)의 몰딩재 두께 입력단계(S130)는 후술하는 두께 입력장치 등을 통해 작업자에 의하여 몰딩재의 두께 등을 직접 입력하는 방법으로 몰딩재의 두께를 결정할 수 있다.Alternatively, the molding material thickness measuring step S110 may be performed by a thickness measuring sensor provided in the semiconductor package processing apparatus according to the present invention. In addition, the molding material thickness input step (S130) of the molding material thickness determination process (S100) of the semiconductor package processing method according to the present invention is a method of directly inputting the thickness of the molding material, etc. by the operator through a thickness input device to be described later. The thickness of the molding material can be determined.

상기 몰딩재 두께 결정과정(S100)은 몰딩재 두께 측정단계(S110) 및 몰딩재 두께 입력단계(130) 가 함께 또는 단독으로 수행될 수도 있다.The molding material thickness determining process S100 may be performed together with or separately from the molding material thickness measuring step S110 and the molding material thickness input step 130.

즉, 반도체 패키지 처리과정에서 작업자에 의하여 몰딩재의 두께가 미리 입력될 수 있고, 그에 따라 레이저 조사부에서의 조사되는 레이저광의 제어 파라미터(㎐, speed, delay, power 등), 조사 시간, 조사 영역(범위 등), 초점 거리 및 가공 형태(레이저광의 조사 궤적, 패턴, 형상) 등이 결정될 수 있으나, 몰딩재의 두께 편차가 존재할 수 있으므로, 이를 별도의 몰딩재 두께 측정단계(S110)가 수행되면서 몰딩재의 두께 편차를 계산하여 레이저 조사부에서의 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 등을 미세하게 보정할 수 있다.That is, the thickness of the molding material may be input in advance by the operator in the process of processing the semiconductor package, and accordingly, control parameters (such as speed, delay, power, etc.), irradiation time, and irradiation area (range) of the laser beam irradiated from the laser irradiation unit may be input. Etc.), a focal length and a processing form (radiation trajectory, pattern, shape, etc. of laser light) may be determined, but since there may exist a thickness variation of the molding material, the thickness of the molding material may be performed by performing a separate molding material thickness measuring step (S110). The deviation can be calculated to finely correct the control parameters, the irradiation time, the irradiation area, the focal length and the processing form of the laser beam irradiated from the laser irradiation unit.

이 경우, 계산된 두께의 편차 등은 레이저 조사부에서의 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 등을 결정하는 경우 반영될 수 있다.In this case, the calculated thickness deviation may be reflected when determining the control parameter, irradiation time, irradiation area, focal length, processing form, and the like of the laser beam irradiated from the laser irradiation unit.

상기 제1 레이저 가공과정(S200)은 개구홈 형성단계(S210)를 포함할 수 있다. 상기 제1 레이저 가공과정(S200)은 제1 레이저 조사부에 의하여 조사되는 레이저광을 사용하여 몰딩재의 표면에 개구홈을 형성하는 개구홈 형성단계(S210)를 포함할 수 있다.The first laser processing process S200 may include an opening groove forming step S210. The first laser processing process (S200) may include an opening groove forming step (S210) of forming an opening groove on a surface of the molding material by using a laser beam irradiated by the first laser irradiation unit.

그리고, 상기 개구홈 형성단계(S210)에서 사용되는 레이저광은 적외선 범위의 레이저광일 수 있다. 적외선 범위의 레이저광은 예를 들면 이산화탄소 레이저(10600 나노미터의 파장) 또는 YAG 레이저(1064 나노미터의 파장) 등일 수 있다.In addition, the laser light used in the opening groove forming step S210 may be laser light in an infrared range. The laser light in the infrared range may be, for example, a carbon dioxide laser (wavelength of 10600 nanometers) or a YAG laser (wavelength of 1064 nanometers) or the like.

이러한 이산화탄소 레이저 등의 적외선 레이저광은 상대적으로 높은 효율을 갖으므로, 가공 공정에서 많이 사용되고 있다.Infrared laser light, such as a carbon dioxide laser, has a relatively high efficiency, and thus is widely used in processing.

상기 개구홈 형성단계(S210)에서 사용되는 레이저광은 몰딩재의 상면으로부터 일정 깊이까지 개구홈을 형성하도록 몰딩재를 제거하여 일정 깊이의 홈을 형성하고 그 하부에 매립된 솔더볼을 노출되도록 할 수 있다.The laser beam used in the opening groove forming step (S210) may remove the molding material to form the opening groove from the upper surface of the molding material to a predetermined depth, thereby forming a groove having a predetermined depth and exposing the solder ball embedded in the lower portion thereof. .

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법은 제1 레이저 가공과정(S200)에 이어 제2 레이저 가공과정(S300)을 포함할 수 있다.In addition, the semiconductor package processing method according to the present invention may include a second laser processing (S300) following the first laser processing (S200).

상기 제1 레이저 가공과정(S200)에 의하여 형성된 개구홈 내부에는 개구홈 형성과정 후 노출되어야 하는 솔더볼의 상면이 충분히 노출되지 않은 상태로 유지되는 경우, 또는 개구홈 내부에 몰딩재 찌꺼기가 레이저광에 의하여 미처 제거되지 못하고 잔류하는 경우, 또는 몰딩재가 과도하게 제거되어 노출된 솔더볼의 표면이 레이저에 의하여 손상된 경우 등의 문제가 발생될 수 있다.When the upper surface of the solder ball to be exposed after the opening groove forming process is not sufficiently exposed in the opening groove formed by the first laser processing process (S200), or the molding material residue inside the opening groove is exposed to the laser beam. This may cause problems such as the case of remaining unremoved and / or excessive removal of the molding material and damage of the exposed solder ball by laser.

이와 같이, 충분히 몰딩재가 제거되지 못한 경우, 몰딩재 찌꺼기가 잔류하는 경우 및 솔더볼 표면이 손상된 경우 모두 기판을 적층한 상태에서 솔더볼 간의 접합이 수행된다고 하여도 솔더볼 간에 이물질이 개재되거나 공극의 발생을 유도할 수 있으므로 접합상태에서 충분한 전기적 특성의 저하를 유발하게 된다.As such, when the molding material is not sufficiently removed, the residue of the molding material and the surface of the solder ball are both damaged, even if the bonding between the solder balls is performed while the substrate is laminated, foreign matter is interposed between the solder balls or induces the generation of voids. As a result, sufficient electrical properties may be degraded in the bonded state.

종래에는 개구홈 내부의 이물질을 제거하거나 솔더볼 표면을 연마하는 등의 작업을 위하여 열화학적 공정 예를 들면 가열로를 사용하여 화학적 방법에 의하여 이물질을 제거하기 위한 리플로우 공정설비를 사용하는 열화학적 공정이 사용되었다.Conventionally, a thermochemical process using a reflow process for removing a foreign matter in an opening groove or polishing a solder ball surface, for example, by a chemical method using a heating furnace. This was used.

이러한 열화학적 공정설비는 공정을 위한 설비가 복잡하고 각종 화학약품 등의 화학물질의 투입이 필요하여 비용 또는 작업 효율의 측면에서 불리하다.The thermochemical process equipment is disadvantageous in terms of cost or work efficiency because the equipment for the process is complicated and requires the input of various chemicals such as chemicals.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법은 열화학적 공정에 의한 이물질 제거과정 및 솔더볼 표면 연마과정을 제2 레이저 가공과정(S300)으로 대체한다.The semiconductor package processing method according to the present invention replaces the foreign material removal process and the solder ball surface polishing process by the thermochemical process with the second laser processing process (S300).

상기 제2 레이저 가공과정(S300)에서 조사되는 레이저광은 제1 레이저 가공과정(S200)의 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖을 수 있다. 즉, 제2 레이저 가공과정(S300)에서 조사되는 레이저광은 제1 레이저 가공과정(S200)의 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖으므로, 미세 가공성이 다른 레이저광을 사용한다는 것을 의미한다.The laser light irradiated in the second laser machining process S300 may have a wavelength different from that of the laser light of the first laser machining process S200. That is, since the laser light irradiated in the second laser machining process S300 has a wavelength different from that of the laser light of the first laser machining process S200, it means that the laser light having different micromachinability is used.

예를 들어, 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광은 상기 제1 레이저 가공과정(S200)의 레이저광과 다른 종류의 레이저광일 수 있으며, 구체적으로 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광의 파장은 제1 레이저 가공과정(S200)에서의 사용되는 레이저광보다 짧을 수 있다.For example, the laser light used in the second laser processing process S300 may be a laser light of a different type from the laser light of the first laser processing process S200, and specifically, the second laser processing process S300. The wavelength of the laser light used in may be shorter than the laser light used in the first laser processing process (S200).

파장의 범위별로 레이저광을 분류하는 경우, 적외선 영역, 가시광선 영역 및 자외선 영역으로 분류가 가능하고, 제1 레이저 가공과정(S200)의 레이저광 및 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광은 각각 동일 주파수 영역의 레이저광일 수 있고, 다른 주파수 영역의 레이저광일 수도 있다. 그러나, 가공과정의 성격상 몰딩재의 미세 가공성을 고려하여, 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광의 파장은 제1 레이저 가공과정(S200)에서의 사용되는 레이저광보다 짧은 것이 바람직하다.When the laser light is classified by the wavelength range, the laser light may be classified into an infrared ray region, a visible ray region, and an ultraviolet ray region, and may be used in the laser beam and the second laser machining process S300 of the first laser processing S200. The laser light may be laser light in the same frequency domain, or may be laser light in different frequency domains, respectively. However, in consideration of the fine workability of the molding material due to the nature of the processing process, the wavelength of the laser light used in the second laser processing (S300) is preferably shorter than the laser light used in the first laser processing (S200). .

제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광은 제1 레이저 가공과정(S200)에서의 사용되는 레이저광보다 파장이 짧고, 피크 파워(Peak Power)가 크기 때문에 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광을 몰딩재에 조사하는 경우, 상대적으로 파장이 긴 제1 레이저 가공과정(S200)에서의 사용되는 레이저광보다 몰딩재를 미세하게 분쇄하여 제거하기 용이하다. 따라서, 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광은 잔류 몰딩재 또는 몰딩재 찌꺼기를 개구홈 내부에서 분쇄하여 제거하기 용이하다.Since the laser light used in the second laser machining process S300 has a shorter wavelength and a higher peak power than the laser light used in the first laser machining process S200, the second laser machining process S300. When irradiating the molding material with the laser light used in the), it is easier to finely crush and remove the molding material than the laser light used in the first laser processing process (S200) having a relatively long wavelength. Therefore, the laser light used in the second laser processing process S300 is easy to crush and remove the residual molding material or the molding material residue in the opening groove.

또한, 피크 파워(Peak Power)가 상대적으로 큰 제2 레이저 가공과정(S300)에서의 사용되는 레이저광은 제1 레이저 가공과정(S200)에서의 사용되는 레이저광에 의하여 손상된 솔더볼의 표면을 더 미세하게 가공할 수 있으므로, 솔더볼 표면의 요철(121b)은 미세하게 성형될 수 있고 결과적으로 표면 거칠기를 더 줄일 수 있다.In addition, the laser light used in the second laser machining process S300 having a relatively high peak power may further refine the surface of the solder ball damaged by the laser light used in the first laser machining process S200. Since the surface of the solder ball 121b may be finely formed, the surface roughness may be further reduced.

따라서, 제2 레이저 가공과정(S300)은 제1 레이저 가공과정(S200) 후 제1 레이저 가공과정(S200)에서 사용되는 레이저광보다 짧은 파장의 레이저광을 사용하여 이물질 등을 제거하고, 솔더볼 전극을 연마할 수 있다.Therefore, the second laser machining process S300 removes foreign substances, etc. using a laser light having a wavelength shorter than that of the laser beam used in the first laser machining process S200 after the first laser machining process S200, and the solder ball electrode. Can be polished.

구체적으로, 상기 제2 레이저 가공과정(S300)에서 사용되는 레이저광은 자외선 범위의 레이저광일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 레이저 가공과정(S300)에서 사용되는 레이저광은 엑시머 레이저, 아르곤 레이저, YAG 레이저(266 나노미터의 파장) 등일 수 있다.Specifically, the laser light used in the second laser processing process S300 may be laser light in the ultraviolet range. For example, the laser light used in the second laser processing process S300 may be an excimer laser, an argon laser, a YAG laser (wavelength of 266 nanometers), or the like.

정리하면, 상기 제2 레이저 가공과정(S300)은 형성된 개구홈 내부에는 노출되어야 하는 솔더볼의 상면이 충분히 노출되지 않은 상태로 유지되는 경우 또는 개구홈 내부에 몰딩재 찌꺼기가 레이저광에 의하여 미처 제거되지 못하고 잔류하는 경우 이를 각각 제거하기 위하여 솔더볼을 노출시키거나 잔류하는 몰딩재 찌꺼기를 제거하기 위한 이물질 제거단계(310)와 레이저광에 의하여 손상된 솔더볼 전극의 표면을 연마하는 솔더볼 연마단계(S330)를 더 포함할 수 있다.In summary, in the second laser machining process S300, when the upper surface of the solder ball to be exposed is not sufficiently exposed in the formed opening groove or the molding material residue is not removed by the laser light in the opening groove. If there is still remaining, to remove the solder ball to remove the residual or remaining residue of the molding material to remove each of the residue 310 and the solder ball polishing step (S330) for polishing the surface of the solder ball electrode damaged by the laser light It may include.

상기 이물질 제거단계(310) 및 솔더볼 연마단계(S330)는 선택적으로 수행될 수도 있고, 순차적으로 진행될 수도 있다.The foreign material removal step 310 and the solder ball polishing step (S330) may be selectively performed or may be performed sequentially.

이 경우, 상기 이물질 제거단계(310) 및 솔더볼 연마단계(S330)는 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태를 각각 다르게 할 수 있다.In this case, the foreign material removing step 310 and the solder ball polishing step (S330) may vary the control parameters, irradiation time, irradiation area, focal length and processing form of the laser light to be irradiated.

상기 이물질 제거단계(310)는 개구홈 내측 벽면에 잔류하는 이물질을 제거하는 것이 주된 목적인 경우, 조사되는 레이저광의 조사 영역은 개구홈 내측면일 수 있으며, 개구홈으로 노출되어야 하는 솔더볼 상면에 몰딩재를 제거하는 것이 주된 목적인 경우에는 조사되는 레이저광의 조사 영역은 완전히 노출되지 않은 솔더볼의 상면일 수 있다.In the foreign material removing step 310, when the main purpose is to remove foreign substances remaining on the inner wall of the opening groove, the irradiation area of the irradiated laser light may be the inner surface of the opening groove, and the molding material may be formed on the upper surface of the solder ball to be exposed to the opening groove. In the case where the main purpose is to remove N, the irradiated area of the irradiated laser light may be an upper surface of the solder ball not completely exposed.

그리고, 상기 솔더볼 연마단계(S330)에서 조사되는 레이저광의 조사 영역은 개구홈으로 노출된 솔더볼 상면으로 한정될 수 있다.In addition, the irradiation area of the laser light irradiated in the solder ball polishing step S330 may be limited to an upper surface of the solder ball exposed to the opening groove.

이와 같이, 제1 레이저 가공과정(S200)과 제2 레이저 가공과정(S300)을 거쳐 솔더볼이 각각 노출된 반도체 패키지는 반도체 패키지 접합과정(S400)을 통해 패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 타입의 반도체 패키지로 완성될 수 있다.As such, the semiconductor packages exposed to the solder balls through the first laser processing S200 and the second laser processing S300, respectively, are package-on-package type through the semiconductor package bonding process S400. Can be completed with a semiconductor package.

상기 반도체 패키지 접합과정(S400)은 반도체 패키지 적층단계(S410)와 솔더볼 접합단계(430)를 포함할 수 있다. 상기 솔더볼 접합단계(430)는 일반적인 패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 타입의 반도체 패키지의 솔더볼 등의 전극 접합을 위한 리플로우 공정에 의하여 수행될 수 있다.The semiconductor package bonding process S400 may include a semiconductor package stacking step S410 and a solder ball bonding step 430. The solder ball bonding step 430 may be performed by a reflow process for bonding electrodes such as solder balls of a semiconductor package of a general package on package (PoP) type.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치(1000)의 구성도를 도시한다.2 is a block diagram of a semiconductor package processing apparatus 1000 according to the present invention.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치(1000)는 도 1을 참조하여 설명한 반도체 패키지 처리방법을 수행하기 위한 장치를 의미한다.The semiconductor package processing apparatus 1000 according to the present invention refers to an apparatus for performing the semiconductor package processing method described with reference to FIG. 1.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치(1000)는 반도체 패키지의 몰딩재를 제거하여 솔더볼이 노출되는 개구홈을 형성하기 위하여 레이저광을 조사하기 위한 제1 레이저 조사부(1300), 상기 제1 레이저 조사부(1300)에서 조사되는 레이저광과 다른 파장을 레이저광을 상기 개구홈 내부로 조사하기 위한 제2 레이저 조사부(1400) 및, 상기 제1 레이저 조사부(1300) 및 제2 레이저 조사부(1400)를 제어하기 위한 제어부(1700)를 포함할 수 있다.The semiconductor package processing apparatus 1000 according to the present invention includes a first laser irradiator 1300 for irradiating a laser beam to form an opening groove through which a solder ball is exposed by removing a molding material of a semiconductor package, and the first laser irradiator ( Controlling the second laser irradiator 1400 and the first laser irradiator 1300 and the second laser irradiator 1400 for irradiating a laser beam into the opening groove with a wavelength different from that of the laser beam irradiated from 1300. It may include a control unit 1700 for.

상기 제1 레이저 조사부(1300) 및 제2 레이저 조사부(1400)는 상기 제어부(1700)에 의하여 제어되며, 제어변수로는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 등이 포함될 수 있다.The first laser irradiator 1300 and the second laser irradiator 1400 are controlled by the controller 1700, and control parameters include a control parameter, an irradiation time, an irradiation area, a focal length, and a processing form of a laser light. Can be.

상기 제어부(1700)의 제어변수 중 레이저광의 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태는 몰딩재의 두께에 따라 가변되는 변수일 수 있다.The control parameter, irradiation time, irradiation area, focal length, and processing form of the laser beam of the laser beam among the control variables of the controller 1700 may be variables that vary according to the thickness of the molding material.

상기 제어부(1700)는 후술하는 두께 결정부(1900)에서 결정된 몰딩재의 두께가 저장되는 메모리(1710)를 구비하고, 상기 메모리(1710)에 저장된 몰딩재의 두께에 따라 상기 제1 레이저 조사부(1300) 및 제2 레이저 조사부(1400)에 의하여 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 등을 결정하는 처리장치(1720)를 포함할 수 있다.The controller 1700 includes a memory 1710 in which the thickness of the molding material determined by the thickness determiner 1900, which will be described later, is stored, and the first laser irradiator 1300 according to the thickness of the molding material stored in the memory 1710. And a processing apparatus 1720 for determining a control parameter, an irradiation time, an irradiation area, a focal length, a processing form, and the like, of the laser beam irradiated by the second laser irradiation unit 1400.

따라서, 상기 제1 레이저 조사부(1300) 및 제2 레이저 조사부(1400)에서 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치에 구비된 두께 결정부(1900), 예를 들면 두께 측정장치(1910) 또는/및 두께 입력장치(1920)에 의하여 측정 또는 입력된 두께에 따라 결정될 수 있다.Therefore, the control parameter, irradiation time, irradiation area, focal length and processing form of the laser beam irradiated from the first laser irradiator 1300 and the second laser irradiator 1400 have a thickness provided in the semiconductor package processing apparatus according to the present invention. It may be determined according to the thickness measured or input by the determiner 1900, for example, the thickness measuring device 1910 or the thickness input device 1920.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 상기 제1 레이저 조사부(1300) 및 제2 레이저 조사부(1400)에서 조사되는 레이저광의 초점 영역 레이저 가공과정의 단계별로 몰딩재의 상면, 개구홈의 내측면 또는 솔더볼의 상면 등일 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법과 중복된 설명은 생략한다.In addition, as described above, the upper surface of the molding material, the inner surface of the opening groove or the upper surface of the solder ball in the step of laser processing the focus area of the laser beam irradiated from the first laser irradiation unit 1300 and the second laser irradiation unit 1400. And the like. Duplicate description with the semiconductor package processing method according to the present invention described with reference to FIG. 1 will be omitted.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치는 반도체 패키지의 몰딩재의 개구홈 형성과정 또는 형성결과를 확인하기 위한 비전부(1800)를 더 구비할 수 있다.In addition, the semiconductor package processing apparatus according to the present invention may further include a vision unit 1800 for confirming the opening groove forming process or the formation result of the molding material of the semiconductor package.

상기 비전부(1800)에 의한 촬영결과는 상기 제어부(1700)의 처리장치(1720)에 의하여 불량 여부 또는 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.The photographing result by the vision unit 1800 may be used as data for determining whether there is a defect or the presence of foreign substances by the processing unit 1720 of the controller 1700.

즉, 상기 비전부(1800)에 의하여 촬영된 촬영결과에 포함된 솔더볼의 촬영 이미지와 메모리(1710)에 저장된 저장 이미지를 비교하여 솔더볼의 노출여부, 솔더볼의 표면상태 및 이물질의 존재여부를 판단하여 각각의 레이저 가공과정을 조절하거나, 수정할 수 있다.That is, by comparing the photographed image of the solder ball included in the photographing result taken by the vision unit 1800 and the stored image stored in the memory 1710 to determine whether the solder ball is exposed, the surface state of the solder ball and the presence of foreign matter Each laser processing process can be adjusted or modified.

상기 비전부(1800)에 의한 촬영과정은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법 중 각각의 레이저 가공과정 또는 그 세부단계의 종료 후 수행될 수 있다.The photographing process by the vision unit 1800 may be performed after the end of each laser processing process or a detailed step of the semiconductor package processing method according to the present invention.

상기 비전부(1800)에서 촬영된 이미지는 상기 메모리(1710)에 저장된 이미지와 상기 처리장치에서 기저장된 비교 알고리즘에 의하여 비교되어 각각의 레이저 조사부의 제어변수로 사용될 수 있다.The image photographed by the vision unit 1800 may be compared with an image stored in the memory 1710 by a comparison algorithm previously stored in the processing apparatus, and used as a control variable of each laser irradiation unit.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치는 처리대상 반도체 패키지를 온로딩하기 위한 온로딩부(1100), 처리가 완료된 반도체 패키지를 오프로딩하기 위한 오프로딩부(1600) 및 반도체 패키지 처리장치 내에서 처리대상 반도체 패키지를 이송하는 이송부(1600)를 더 구비할 수 있다.In addition, the semiconductor package processing apparatus according to the present invention includes an onloading unit 1100 for onloading a semiconductor package to be processed, an offloading unit 1600 for offloading a processed semiconductor package, and a semiconductor package processing apparatus. A transfer unit 1600 for transferring the semiconductor package to be processed may be further provided.

상기 이송부(1600)은 처리대상 반도체 패키지를 제1 레이저 조사부(1300), 제2 레이저 조사부(1400) 및 후술하는 리플로우 처리부 등으로 순차적으로 이송시킬 수 있다.The transfer unit 1600 may sequentially transfer the processing target semiconductor package to the first laser irradiator 1300, the second laser irradiator 1400, and a reflow processor described later.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치(1000)는 기판을 적층시켜 솔더볼 전극을 접합시키기 위한 리플로우 처리부(1500)를 더 포함할 수 있다.In addition, the semiconductor package processing apparatus 1000 according to the present invention may further include a reflow processing unit 1500 for laminating substrates and bonding solder ball electrodes.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리방법의 대상인 적층될 반도체 패키지의 단면도를 도시한다.3 shows a cross-sectional view of a semiconductor package to be stacked which is the subject of a semiconductor package processing method according to the invention.

패키지 온 패키지(PoP: Package on Package) 타입의 반도체 패키지는 복수 개의 반도체 패키지가 적층되어 구비될 수 있다.A package on package (PoP) type semiconductor package may be provided by stacking a plurality of semiconductor packages.

설명의 편의를 위하여 상부에 적층되는 반도체 패키지를 상부 반도체 패키지(200)로 호칭하며, 하부에 배치되는 반도체 패키지를 하부 반도체 패키지(100)로 호칭한다.For convenience of description, a semiconductor package stacked on the upper portion is referred to as an upper semiconductor package 200, and a semiconductor package disposed below is referred to as a lower semiconductor package 100.

각각의 상부 반도체 패키지(200) 및 하부 반도체 패키지(100)는 각각의 기판(110, 210) 상면과 하면에 각각 솔더볼(또는 범프전극, 120a, 120b, 140a, 140b, 240a, 240b), 반도체 칩(미도시) 또는 반도체 회로(미도시) 등이 구비될 수 있다.Each of the upper semiconductor package 200 and the lower semiconductor package 100 has solder balls (or bump electrodes 120a, 120b, 140a, 140b, 240a, and 240b) on the top and bottom surfaces of the substrates 110 and 210, respectively, and semiconductor chips. (Not shown) or a semiconductor circuit (not shown) may be provided.

그리고, 상기 하부 반도체 패키지(100)는 기판(110) 상면에 구비된 솔더볼(120a, 120b) 또는 반도체 칩(미도시) 또는 반도체 회로(미도시)의 보호와 절연을 위하여 몰딩재(130)로 패키징된 상태일 수 있다.The lower semiconductor package 100 is formed of a molding material 130 to protect and insulate the solder balls 120a and 120b or the semiconductor chip (not shown) or the semiconductor circuit (not shown) provided on the upper surface of the substrate 110. It may be in a packaged state.

따라서, 상기 상부 반도체 패키지(200)를 상기 하부 반도체 패키지(100) 상면에 적층시켜 접합하기 위해서는 상기 하부 반도체 패키지(100) 상면의 솔더볼이 노출되도록 몰딩재에 개구홈이 형성되어야 한다.Therefore, in order to laminate and bond the upper semiconductor package 200 to the upper surface of the lower semiconductor package 100, an opening groove must be formed in the molding material so that the solder balls on the upper surface of the lower semiconductor package 100 are exposed.

도 4 이하를 참조하여 개구홈 형성과정을 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의한 반도체 패키지의 처리방법 중 제1 레이저 가공과정(S200, 도 1 참조)을 도시한다.Referring to Figure 4 below the opening groove forming process will be described. 4 illustrates a first laser processing process (S200, see FIG. 1) of a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method according to the present invention.

상기 하부 반도체 패키지(100)의 몰딩재를 제거하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 패키지는 제1 레이저 조사부(1300)를 구비할 수 있다. 도 4 또는 도 5에서 상기 레이저 조사부는 복수 개가 구비되는 것으로 도시되었으나, 하나의 레이저 조사부일 수 있다.In order to remove the molding material of the lower semiconductor package 100, the semiconductor package according to the present invention may include a first laser irradiator 1300. In FIG. 4 or FIG. 5, a plurality of laser irradiation units is illustrated, but may be one laser irradiation unit.

상기 제1 레이저 조사부(1300)는 전술한 바와 같이, 적외선 영역의 레이저광을 조사하는 장치일 수 있다.As described above, the first laser irradiator 1300 may be a device for irradiating laser light in an infrared region.

상기 제1 레이저 조사부(1300)는 상기 몰딩재의 상면 중 미리 결정된 영역에 개구홈을 형성하도록 레이저광을 조사한다.The first laser irradiator 1300 irradiates a laser beam to form an opening groove in a predetermined region of the upper surface of the molding material.

조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치의 제어부(1700)에 의하여 결정될 수 있으며, 상기 제어부(1700)는 두께 결정부 또는 비전부(1800) 등에서 제공된 정보에 따라 제1 레이저 조사부(1300)에 의한 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 등을 결정할 수 있다.The control parameter, irradiation time, irradiation area, focal length, and processing form of the irradiated laser light may be determined by the controller 1700 of the semiconductor package processing apparatus according to the present invention, and the controller 1700 may be a thickness determiner or a vision unit. The control parameter, irradiation time, irradiation area, focal length, processing form, etc. of the laser beam by the first laser irradiation unit 1300 may be determined according to the information provided in 1800.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저 조사부(1300)는 상기 하부 반도체 패키지(100)의 상면에 구비된 솔더볼을 패키징한 몰딩재의 상면에 레이저광을 조사하여 몰딩재를 분해 및 제거한다. 따라서, 레이저광이 조사된 영역은 개구홈(131a, 131b)이 형성되기 시작한다.As shown in FIG. 4A, the first laser irradiator 1300 decomposes the molding material by irradiating a laser beam on an upper surface of a molding material in which solder balls are provided on the upper surface of the lower semiconductor package 100. Remove Therefore, the openings 131a and 131b start to be formed in the region to which the laser light is irradiated.

레이저광의 가공 형태 등을 결정하는 레이저광의 조사 궤적 등은 나선형 등의 형태를 갖을 수 있으며, 이 경우 레이저광에 의하여 몰딩재에 형성되는 개구홈은 그 둘레부터 미리 결정된 깊이로 몰딩재가 제거되기 시작하여 점차적으로 개구홈의 중심부가 형성될 수 있다.The irradiation trajectory of the laser beam, which determines the processing form of the laser beam, etc., may have a spiral shape, and in this case, the opening groove formed in the molding material by the laser light starts to be removed from the circumference at a predetermined depth. Gradually, the center of the opening groove may be formed.

도 4(b)에 도시된 바와 같이, 미리 결정된 시간 동안 레이저광이 조사되면 개구홈의 깊이가 깊어지며 개구홈(131a, 131b)의 형상이 완성될 수 있다.As shown in FIG. 4B, when the laser beam is irradiated for a predetermined time, the depth of the opening groove is deepened, and the shape of the opening grooves 131a and 131b may be completed.

도 4(c)는 제1 레이저 조사부(1300)에 의하여 제1 레이저 가공과정(S200, 도 1 참조)이 종료된 상태를 도시한다. FIG. 4C illustrates a state in which the first laser processing process S200 (see FIG. 1) is completed by the first laser irradiation unit 1300.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치는 두께 결정부 등을 구비할 수 있으나 몰딩재의 미세한 두께 편차가 존재하는 경우, 개구홈(131a, 131b)이 형성된 솔더볼 중 좌측 솔더볼(120a)의 경우, 솔더볼 상면에 잔류 몰딩재(132a)가 충분히 제거되지 않을 수 있다. 또한, 개구홈 내측면 또는 잔류 몰딩재 상부에 몰딩재 찌꺼기(133a) 등이 남아 있을 수 있다. 이 경우, 솔더볼 전극이 완전히 노출되지 않거나 이물질이 개재된 상태이므로 반도체 패키지의 접합과정이 수행되어도 솔더볼 전극 간의 전기적 연결이 충분하지 못하거나 전기적 특성저하를 초래할 수 있다.The semiconductor package processing apparatus according to the present invention may include a thickness determining part, but when there is a slight thickness variation of the molding material, the left solder ball 120a among the solder balls having the opening grooves 131a and 131b is formed on the upper surface of the solder ball. The residual molding material 132a may not be sufficiently removed. In addition, the molding material dregs 133a may remain on the inner side of the opening groove or the upper portion of the residual molding material. In this case, since the solder ball electrode is not completely exposed or foreign matter is interposed, even though the bonding process of the semiconductor package is performed, the electrical connection between the solder ball electrodes may not be sufficient or the electrical characteristics may be degraded.

또한, 개구홈이 형성된 솔더볼 중 우측 솔더볼(120b)의 경우, 두께 편차 등에 의하여 몰딩재가 모두 제거된 상태에서 솔더볼에 레이저광이 조사되는 경우, 레이저광은 솔더볼(120b)의 상면을 손상시키게 될 수 있다.In addition, in the case of the right solder ball (120b) of the solder ball formed with an opening groove, when the laser light is irradiated to the solder ball in a state in which the molding material is all removed by the thickness variation, the laser light may damage the upper surface of the solder ball (120b). have.

솔더볼(120b)의 상면이 손상되는 경우, 솔더볼 간의 접합과정이 완료된 경우에도 그 사이에 공극 등이 형성되어 전극의 단면감소와 동일한 영향(예를 들면 저항의 증가)을 초래할 수 있다.When the upper surface of the solder ball 120b is damaged, even when the bonding process between the solder balls is completed, voids may be formed therebetween, resulting in the same effect as the cross-sectional reduction of the electrode (for example, an increase in resistance).

따라서, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 솔더볼 표면 또는 주변에 몰딩재 또는 그 찌꺼기 등이 잔류하거나 솔더볼 전극이 손상된 경우, 이를 완화 또는 해소하기 위하여 본 발명에 반도체 패키지 처리방법은 제2 레이저 가공과정(300, 도 1 참조)을 포함한다.Therefore, as shown in FIG. 4C, when the molding material or the residue thereof remains on or around the solder ball, or the solder ball electrode is damaged, the semiconductor package processing method according to the present invention provides a second laser according to the present invention. A machining process 300 (see FIG. 1).

도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의한 반도체 패키지의 처리방법 중 제2 레이저 가공과정(S300)을 도시한다.FIG. 5 illustrates a second laser processing process S300 in the semiconductor package processing apparatus and the semiconductor package processing method according to the present invention.

구체적으로 도 5(a)는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리과정 중 제2 레이저 가공과정(S300)을 도시하며, 도 5(b)는 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리과정 중 제2 레이저 가공과정(S300)이 완료된 상태를 도시한다.Specifically, FIG. 5 (a) illustrates a second laser processing process S300 among semiconductor package processing processes according to the present invention, and FIG. 5 (b) illustrates a second laser processing process during semiconductor package processing processes according to the present invention. S300) shows a complete state.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 제2 레이저 가공과정(S300)은 제2 레이저 조사부(1400)에서 제1 레이저 가공과정(S200)에서 조사된 레이저광보다 파장이 짧은 레이저광을 조사할 수 있다.As shown in FIG. 5 (a), the second laser machining process S300 may irradiate a laser light having a wavelength shorter than the laser light irradiated by the second laser irradiation unit 1400 in the first laser machining process S200. Can be.

따라서, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 개구홈이 형성된 솔더볼(120a, 120b) 중 좌측 솔더볼(120a) 상면에 잔류하는 잔류 몰딩재(132a)와 잔류 몰딩재의 상부 또는 개구홈 내측면에 잔류하는 몰딩재 찌꺼기(133a)는 파장이 짧고 피크 파워가 커진 레이저광에 의하여 미세하게 분쇄 및 제거될 수 있다. 피크 파워가 상대적으로 큰 레이저광에 의하여 미세한 성형 또는 이물질의 제거가 가능함은 이미 기술한 바와 같다.Accordingly, as shown in FIG. 5B, the remaining molding material 132a remaining on the upper surface of the left solder ball 120a among the solder balls 120a and 120b in which the opening grooves are formed, and the upper or opening groove inner surface of the remaining molding material. Molding material residue 133a remaining in the can be finely pulverized and removed by a laser light having a short wavelength and a large peak power. As described above, fine molding or removal of foreign matters is possible by laser light having a relatively high peak power.

또한, 개구홈이 형성된 솔더볼(120a, 120b) 중 우측 솔더볼(120b)의 거친 표면은 마찬가지로 짧고 피크 파워가 커진 레이저광에 의하여 미세 성형되어 표면의 요철을 미세하게 변경하여 결과적으로 표면 거칠기를 줄일 수 있다.In addition, the rough surface of the right solder ball (120b) of the solder ball (120a, 120b) with the opening groove is similarly finely formed by the laser light with a short peak power is increased to finely change the unevenness of the surface, and consequently to reduce the surface roughness have.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 제2 레이저 가공과정(S300)이 종료되면, 상기 좌측 개구홈(131a)으로 노출된 솔더볼 상부에 잔류하는 잔류 몰딩재 또는 개구홈 내부의 몰딩재 찌꺼기 등은 제거되고 상기 우측 개구홈(131b)으로 노출된 솔더볼의 상면은 표면 거칠기가 줄어들어 종전보다 매끈한 표면을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 5B, when the second laser processing process S300 is completed, the remaining molding material remaining in the upper portion of the solder ball exposed to the left opening groove 131a or the molding material residue inside the opening groove, etc. Is removed and the upper surface of the solder ball exposed to the right opening groove 131b has a reduced surface roughness, thereby obtaining a smoother surface than before.

도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치 및 반도체 패키지 처리방법에 의한 반도체 패키지의 접합과정을 도시한다.6 illustrates a process of bonding a semiconductor package by a semiconductor package processing apparatus and a semiconductor package processing method according to the present invention.

구체적으로 도 6(a)는 반도체 패키지의 접합과정 중 반도체 패키지 적층단계(S410, 도 1 참조)를 도시하며, 도 6(b)는 솔더볼 접합단계(S430, 도 1 참조)가 완료된 패키지 온 패키지 타입의 반도체 패키지(300)를 도시한다.In detail, FIG. 6A illustrates a semiconductor package stacking step S410 (see FIG. 1) during a bonding process of a semiconductor package, and FIG. 6B illustrates a package on package in which a solder ball bonding step S430 (see FIG. 1) is completed. Type semiconductor package 300 is shown.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 패키지 적층단계(S410)에서는 상부 반도체 패키지(200)의 하면에 구비된 솔더볼(240a, 240b)이 하부 반도체 패키지(100)의 개구홈(131a, 131b)에 안착됨과 동시에 상부 반도체 패키지(200)의 하면에 구비되는 솔더볼(240a, 240b)과 상기 하부 반도체 패키지(100)의 개구홈으로 노출된 솔더볼(120a, 120b)이 근접 또는 접촉될 수 있다.As shown in FIG. 6 (a), in the semiconductor package stacking step (S410), the solder balls 240a and 240b provided on the lower surface of the upper semiconductor package 200 may have the opening grooves 131a and the lower semiconductor package 100. At the same time, the solder balls 240a and 240b provided on the bottom surface of the upper semiconductor package 200 and the solder balls 120a and 120b exposed through the opening grooves of the lower semiconductor package 100 may be in close contact with each other. .

그리고, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 솔더볼 접합단계(430)를 통해 상부 반도체 패키지(200)의 하면에 구비되는 솔더볼(240a, 240b)과 상기 하부 반도체 패키지(100)의 개구홈으로 노출된 솔더볼(120a, 120b)이 일체화되어 접합될 수 있다. 6 (b), through the solder ball bonding step 430, the solder balls 240a and 240b provided on the lower surface of the upper semiconductor package 200 and the opening grooves of the lower semiconductor package 100. The exposed solder balls 120a and 120b may be integrally bonded to each other.

전술한 제2 레이저 가공과정(S300)을 통해 잔류 몰딩재 또는 몰딩재 찌꺼기 등의 이물질이 제거되고, 표면 거칠기가 개선되어 접합된 하나의 솔더볼(400a, 400b)은 그 접합부위(c)에서의 이물질 또는 공극이 줄어들어 전기적 특성이 개선될 수 있다. 접합과정에서도 각각의 개구홈 사이에 구비되는 몰딩재에 의하여 각각의 접합된 솔더볼(400a, 400b)은 절연될 수 있다.Through the above-described second laser processing process (S300), foreign matters such as residual molding material or molding material dregs are removed, and the surface roughness of the solder balls 400a and 400b are bonded to each other at the joint portion (c). Reduced foreign matter or voids can improve electrical properties. In the bonding process, each of the bonded solder balls 400a and 400b may be insulated by a molding material provided between the opening grooves.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.

100 : 하부 반도체 패키지
200 : 상부 반도체 패키지
300 : 패키지 온 패키지 타입의 반도체 패키지
1000 : 반도체 패키지 처리장치
1300 : 제1 레이저 조사부
1400 : 제2 레이저 조사부
100: lower semiconductor package
200: upper semiconductor package
300: semiconductor package of the package-on-package type
1000: semiconductor package processing apparatus
1300: first laser irradiation unit
1400: second laser irradiation unit

Claims (21)

복수 개의 솔더볼을 구비하며, 몰딩재로 패키징된 반도체 패키지의 각각의 솔더볼이 노출되도록 레이저광을 조사하여 가공하는 제1 레이저 가공과정; 및,
상기 개구홈 내부로 상기 제1 레이저 가공과정에서 조사되는 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광을 조사하여 가공하는 제2 레이저 가공과정;을 포함하는 반도체 패키지 처리방법.
A first laser processing process including a plurality of solder balls, and irradiating and processing laser light to expose each solder ball of the semiconductor package packaged with a molding material; And
And a second laser processing process of irradiating and processing a laser light having a wavelength different from that of the laser light irradiated in the first laser processing process into the opening groove.
제1항에 있어서,
상기 제1 레이저 가공과정은 상기 반도체 패키지의 솔더볼 상부의 몰딩재를 레이저광으로 조사하여, 각각의 상기 솔더볼이 노출되도록 개구홈을 형성하는 개구홈 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 1,
The first laser processing process comprises a step of forming an opening groove for irradiating a molding material on top of the solder ball of the semiconductor package with a laser beam to form opening grooves to expose each of the solder balls. Way.
제1항에 있어서,
상기 제2 레이저 가공과정은 제1 레이저 가공과정의 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광을 상기 개구홈 내부에 조사하여 상기 개구홈 내부에 잔류하는 이물질을 제거하는 이물질 제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 1,
The second laser machining process may include a foreign material removal step of removing a foreign substance remaining in the opening groove by irradiating a laser light having a wavelength different from that of the laser light of the first laser processing inside the opening groove. A semiconductor package processing method.
제3항에 있어서,
상기 이물질은 상기 솔더볼 상면에 잔류하는 잔류 몰딩재 또는 상기 개구홈 내부의 몰딩재 찌꺼기인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 3,
The foreign material is a semiconductor package processing method, characterized in that the remaining molding material remaining on the upper surface of the solder ball or molding material residues in the opening groove.
제1항에 있어서,
상기 제2 레이저 가공과정은 제1 레이저 가공과정의 레이저광의 파장과 다른 파장을 갖는 레이저광을 상기 개구홈을 통해 노출된 솔더볼 표면에 조사하여 상기 솔더볼 표면을 연마하는 솔더볼 연마단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 1,
The second laser machining process includes a solder ball polishing step of polishing the solder ball surface by irradiating a surface of the solder ball exposed through the opening grooves with a laser light having a wavelength different from that of the laser light of the first laser machining process. A semiconductor package processing method.
제3항 또는 제5항에 있어서,
상기 제2 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광의 파장은 상기 제1 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광의 파장보다 짧은 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method according to claim 3 or 5,
The wavelength of the laser light used in the second laser processing process is shorter than the wavelength of the laser light used in the first laser processing process.
제6항에 있어서,
상기 제1 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광은 적외선 범위의 레이저광인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method according to claim 6,
The laser package used in the first laser processing process is a semiconductor package processing method, characterized in that the laser light in the infrared range.
제6항에 있어서,
상기 제2 레이저 가공과정에서 사용되는 레이저광은 자외선 범위의 레이저광인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method according to claim 6,
The laser package used in the second laser processing process is a semiconductor package processing method, characterized in that the laser light in the ultraviolet range.
제1항에 있어서,
상기 몰딩재의 두께를 결정하는 몰딩재 두께 결정과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 1,
And a molding material thickness determining process for determining the thickness of the molding material.
제9항에 있어서,
상기 몰딩재 두께 결정과정은 몰딩재의 두께를 입력 또는 몰딩재의 두께를 측정하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
10. The method of claim 9,
The molding material thickness determining process is performed by inputting the thickness of the molding material or measuring the thickness of the molding material.
제10항에 있어서,
상기 몰딩재 두께 결정과정에서 결정된 두께에 따라 상기 제1 레이저 가공과정 및 제2 레이저 가공과정에서 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 중 적어도 하나가 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 10,
At least one of a control parameter, an irradiation time, an irradiation area, a focal length, and a processing form of the laser beam irradiated during the first laser processing and the second laser processing are adjusted according to the thickness determined in the molding material thickness determining process. A semiconductor package processing method.
제1항에 있어서,
상기 제2 레이저 가공과정 후 개구홈이 형성된 반도체 패키지 상부에 반도체 패키지를 적층시켜 양 반도체 패키지를 접합하는 반도체 패키지 접합과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 1,
And a semiconductor package bonding process of laminating a semiconductor package on the semiconductor package on which the opening groove is formed after the second laser processing to bond both semiconductor packages.
제12항에 있어서,
상기 반도체 패키지 접합과정은 하부에 배치된 하부 반도체 패키지 위에 상부 반도체 패키지를 적층시키고, 상기 상부 반도체 패키지 하면에 구비된 솔더볼이 상기 하부 반도체 패키지 상면에 구비되는 개구홈에 안착시키는 반도체 패키지 적층단계 및 상기 반도체 패키지 적층단계 후 상기 상부 반도체 패키지의 솔더볼과 상기 하부 반도체 패키지의 솔더볼을 리플로우 공정으로 접합시키는 전극 접합단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리방법.
The method of claim 12,
The semiconductor package bonding process may include stacking an upper semiconductor package on a lower semiconductor package disposed below and depositing a solder ball provided on a lower surface of the upper semiconductor package in an opening groove provided on an upper surface of the lower semiconductor package; And an electrode bonding step of bonding the solder balls of the upper semiconductor package and the solder balls of the lower semiconductor package by a reflow process after the semiconductor package stacking step.
반도체 패키지의 몰딩재를 제거하여 솔더볼이 노출되는 개구홈을 형성하는 레이저광을 조사하기 위한 제1 레이저 조사부;
상기 제1 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광과 다른 파장을 갖는 레이저광을 상기 개구홈 내부로 조사하기 위한 제2 레이저 조사부; 및,
상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 반도체 패키지 처리장치.
A first laser irradiator for removing a molding material of the semiconductor package and irradiating a laser beam to form opening grooves through which solder balls are exposed;
A second laser irradiator for irradiating a laser beam having a wavelength different from that of the laser beam irradiated from the first laser irradiator into the opening groove; And
And a control unit for controlling the first laser irradiation unit and the second laser irradiation unit.
제14항에 있어서,
상기 제1 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광은 적외선 영역의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치.
15. The method of claim 14,
The laser package irradiated from the first laser irradiation unit has a wavelength of the infrared region, the semiconductor package processing apparatus.
제14항에 있어서,
상기 제2 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광은 자외선 영역의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치.
15. The method of claim 14,
The laser package irradiated from the second laser irradiation unit has a wavelength of the ultraviolet region, characterized in that the semiconductor package processing apparatus.
제14항에 있어서,
상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부에서 조사되는 레이저광에 의하여 개구홈이 형성된 반도체 패키지 상부에 반도체 패키지를 적층시켜 상부에 적층된 상부 반도체 패키지의 하면에 구비된 솔더볼과 상기 하부 반도체 패키지의 개구홈으로 노출된 솔더볼을 접합시키기 위한 리플로우 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치
15. The method of claim 14,
Solder balls and openings of the lower semiconductor package provided on the bottom surface of the upper semiconductor package stacked on top of the semiconductor package having the opening grooves formed by the laser beam irradiated from the first laser irradiation part and the second laser irradiation part. The semiconductor package processing apparatus further comprises a reflow processing unit for bonding the exposed solder ball to the groove
제14항에 있어서,
상기 반도체 패키지의 몰딩재의 두께를 결정하기 위한 두께 결정부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치.
15. The method of claim 14,
And a thickness determiner for determining a thickness of the molding material of the semiconductor package.
제18항에 있어서,
상기 두께 결정부는 몰딩재의 두께를 측정하기 위한 두께 측정장치 및 몰딩재의 두께를 입력하기 위한 두께 입력장치 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치.
19. The method of claim 18,
The thickness determining unit comprises at least one of a thickness measuring device for measuring the thickness of the molding material and a thickness input device for inputting the thickness of the molding material.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 두께 결정부에서 결정된 몰딩재의 두께가 저장되는 메모리 및 상기 메모리에 저장된 몰딩재의 두께에 따라 상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부에 의하여 각각의 개구홈 측으로 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 중 적어도 하나를 결정하는 처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치.
15. The method of claim 14,
The controller is a control parameter of the laser beam irradiated to the opening groove side by the first laser irradiation section and the second laser irradiation section according to the memory in which the thickness of the molding material determined by the thickness determiner is stored and the molding material stored in the memory, And a processing device for determining at least one of irradiation time, irradiation area, focal length, and processing type.
제14항에 있어서,
상기 몰딩재의 상면을 촬영하기 위한 비전부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 비전부에서 촬영된 각각의 개구홈의 촬영 이미지와 상기 제어부에 구비된 메모리에 저장된 저장 이미지를 비교하여, 상기 제1 레이저 조사부 및 제2 레이저 조사부에 의하여 각각의 개구홈 측으로 조사되는 레이저광의 제어 파라미터, 조사 시간, 조사 영역, 초점 거리 및 가공 형태 중 적어도 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 처리장치.
15. The method of claim 14,
And a vision unit for photographing an upper surface of the molding material, wherein the controller compares a photographed image of each opening groove photographed by the vision unit with a stored image stored in a memory provided in the controller, and the first laser irradiation unit And determining at least one of a control parameter, an irradiation time, an irradiation area, a focal length, and a processing form of the laser beam irradiated to each opening groove side by the second laser irradiation unit.
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CN115958302A (en) * 2022-12-30 2023-04-14 深圳铭创智能装备有限公司 LED panel repair method and LED panel repair equipment

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