KR20140099582A - 패키지의 외부접속단자 형성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

패키지의 외부접속단자 형성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

패키지의 외부접속단자 형성 장치는 지그 및 고정 블럭을 포함한다. 지그는 패키지 기판을 고정한다. 고정 블럭은 상기 패키지 기판 상에 배치되어 상기 패키지 기판 상에 외부접속단자를 형성하기 위한 마스크의 가장자리를 고정한다. 고정 블럭은 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지하여 상기 패키지 기판의 가장자리가 상부로 돌출되는 것을 방지하는 지지부를 갖는다. 따라서, 지지부가 패키지 기판의 가장자리를 아래로 눌러 지지하게 됨으로써, 패키지 기판의 가장자리가 위로 돌출되는 현상이 방지된다.

Description

패키지의 외부접속단자 형성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF FORMING EXTERNAL TERMINALS OF A PACKAGE AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 패키지의 외부접속단자 형성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 패키지의 패키지 기판에 솔더 볼을 형성하는 방법, 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 기판에 여러 가지 반도체 공정들을 수행하여 복수개의 반도체 칩들을 형성한다. 그런 다음, 각 반도체 칩들을 인쇄회로기판에 실장하기 위해서, 반도체 칩에 대해서 패키징 공정을 수행하여 반도체 패키지를 형성한다.
반도체 패키지는 패키지 기판, 반도체 칩, 도전성 연결 부재, 몰딩 부재 및 외부접속단자를 포함한다. 반도체 칩은 패키지 기판의 상부면에 부착된다. 도전성 연결 부재는 반도체 칩과 패키지 기판을 전기적으로 연결시킨다. 몰딩 부재는 패키지 기판의 상부면에 형성되어 반도체 칩을 덮는다. 외부접속단자는 패키지 기판의 하부면에 실장된다.
외부접속단자를 형성하는 관련 기술에 따르면, 패키지 기판을 지그에 진공으로 흡착한다. 복수개의 개구부들을 갖는 마스크를 패키지 기판 상에 배치한다. 솔더 볼과 같은 외부접속단자를 마스크의 개구부들을 통해서 패키지 기판으로 제공한다.
지그는 패키지 기판의 중앙부만을 진공으로 흡착한다. 따라서, 패키지 기판의 가장자리는 고정되지 못한다. 이로 인하여, 패키지 기판의 가장자리가 위로 돌출되는 현상이 발생된다. 위로 휘어진 패키지 기판의 가장자리와 접촉하는 마스크 부분도 상향으로 돌출된다. 상향으로 돌출된 마스크 부분의 개구부를 통해 제공된 솔더 볼은 편평한 마스크 부분의 개구부를 통해 제공된 솔더 볼보다 두꺼운 두께를 갖게 된다. 결과적으로, 패키지 기판에 배열된 솔더 볼들이 균일한 두께를 가질 수가 없다.
본 발명은 패키지 기판에 균일한 두께를 갖는 외부접속단자들을 형성할 수 있는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 방법에 따르면, 패키지 기판을 고정한다. 상기 패키지 기판의 가장자리가 상부로 돌출되지 않도록 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지한다. 상기 패키지 기판 상에 복수개의 개구부들을 갖는 마스크를 배치한다. 상기 마스크의 개구부들을 통해서 외부접속단자들을 상기 패키지 기판으로 제공한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 패키지 기판을 고정하는 단계는 상기 패키지 기판으로 진공을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지하는 단계는 상기 패키지 기판의 가장자리를 하부로 누르는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 외부접속단자들을 상기 패키지 기판으로 제공하는 단계는 프린팅 공정을 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치는 지그 및 고정 블럭을 포함한다. 지그는 패키지 기판을 고정한다. 고정 블럭은 상기 패키지 기판 상에 배치되어 상기 패키지 기판 상에 외부접속단자를 형성하기 위한 마스크의 가장자리를 고정한다. 고정 블럭은 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지하여 상기 패키지 기판의 가장자리가 상부로 돌출되는 것을 방지하는 지지부를 갖는다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지부는 상기 지그를 향하는 상기 고정 블럭의 내측면으로부터 돌출되어 상기 패키지 기판의 가장자리를 아래로 누를 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지부는 상기 패키지 기판의 가장자리 상부면과 접촉하는 테이퍼진 하부면을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지부는 상기 패키지 기판의 가장자리 상부면과 접촉하는 라운딩된 하단을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 고정 블럭은 상기 지그의 양측에 배치된 한 쌍으로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지그는 상기 패키지 기판을 진공으로 흡착하기 위한 복수개의 흡착공들을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 장치는 상기 지그를 승강시키는 리프터를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 장치는 상기 지그와 상기 고정 블럭 사이에 배치되어 상기 패키지 기판을 이송시키는 레일을 더 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 지지부가 패키지 기판의 가장자리를 아래로 눌러 지지하게 됨으로써, 패키지 기판의 가장자리가 위로 돌출되는 현상이 방지된다. 따라서, 패키지 기판의 가장자리와 접촉하는 마스크 부분도 위로 돌출되지 않게 됨으로써, 균일한 두께를 갖는 외부접속단자들을 패키지 기판 상에 형성할 수가 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 장치를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치(100)는 지그(110), 한 쌍의 고정 블럭(120), 리프터(130) 및 레일(140)을 포함한다.
지그(110)는 패키지의 패키지 기판(S)을 고정한다. 본 실시예에서, 지그(110)는 복수개의 흡착공(112)들을 갖는다. 진공이 흡착공(112)들을 통해서 패키지 기판(S)으로 제공되어, 지그(110)는 패키지 기판(S)을 진공으로 고정한다. 지그(110)는 패키지 기판(S)의 하부면 중앙부를 고정한다. 따라서, 패키지 기판(S)의 가장자리는 고정되지 않는다.
레일(140)은 지그(110)의 양측에 배치된다. 레일(140)은 패키지 기판(S)을 지그(110) 상으로 이송시킨다. 본 실시예에서, 패키지 기판(S)을 이송하는 레일(140)이 지그(110)의 양측에 배치되어 있으므로, 지그(110)는 패키지 기판(S)의 가장자리를 고정하지 못한다.
리프터(130)는 지그(110)의 하부에 배치되어 지그(110)를 승강시킨다. 패키지 기판(S)이 레일(140)에 의해 지그(110) 상으로 이송되면, 리프터(130)는 지그(110)를 상승시킨다.
한 쌍의 고정 블럭(120)은 지그(110)의 양측에 배치된다. 즉, 레일(140)은 고정 블럭(120)과 지그(110) 사이에 배치된다. 따라서, 고정 블럭(120)은 지그(110)을 향하는 내측면, 및 지그(110)의 반대를 향하는 외측면을 갖는다. 고정 블럭(120)은 마스크(M)의 양측 가장자리를 고정한다. 본 실시예에서, 고정 블럭(120)은 마스크(M)의 하부면과 맞대어지는 편평한 상부면을 갖는다.
본 실시예에서, 마스크(M)는 솔더 볼과 같은 외부접속단자들을 통과시키는 복수개의 개구부들을 갖는다. 또한, 마스크(M)는 패키지 기판(S)에 형성되는 외부접속단자들에 균일한 두께를 부여하기 위한 간격 유지부를 갖는다. 간격 유지부는 패키지 기판(S)의 상부면에 맞대어져서, 마스크(M)와 패키지 기판(S) 사이의 간격을 균일하게 함으로써, 패키지 기판(S)에 형성된 외부접속단자들의 두께를 균일하게 한다.
고정 블럭(120)은 지지부(122)를 갖는다. 지지부(122)는 지그(110) 상에 안치된 패키지 기판(S)의 가장자리가 위로 휘어지는 것을 방지한다. 지지부(122)에 의해 패키지 기판(S)의 가장자리기 위로 돌출되지 않게 되어, 패키지 기판(S)의 가장자리와 접촉하는 마스크(M) 부분도 위로 돌출되지 않게 된다. 따라서, 마스크(M)가 전체적으로 돌출되는 부분없이 편평한 형상을 갖게 된다. 결과적으로, 마스크(M)와 패키지 기판(S) 사이의 간격이 균일하게 유지될 수가 있게 되어, 패키지 기판(S) 상에 형성된 외부접속단자들의 두께도 균일해질 수 있다.
본 실시예에서, 지지부(122)는 고정 블럭(120)의 내측면 상부로부터 수평하게 돌출된다. 지지부(122)는 수평한 하부면(123)을 갖는다. 또한, 지지부(122)는 각진 하단(124)을 갖는다. 각진 하단(124)은 패키지 기판(S)의 가장자리 상부면과 점접촉하게 된다. 각진 하단(124)이 패키지 기판(S)의 가장자리 상부면을 아래로 눌러서, 패키지 기판(S)의 가장자리가 위로 돌출되지 않게 한다. 지지부(122)에 의해 아래로 눌려진 패키지 기판(S)의 가장자리는 약간 아래로 경사진 형상을 가질 수 있다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 장치를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 마스크(M)는 고정 블럭(120) 상에 고정된 상태이다. 패키지 기판(S)이 레일(140)에 의해 지그(110) 상으로 이송된다.
흡착공(112)을 통해서 진공이 지그(110) 상에 안치된 패키지 기판(S)으로 제공되어, 패키지 기판(S)이 지그(110) 상에 고정된다. 이때, 진공은 패키지 기판(S)의 하부면 중앙부만으로 제공되므로, 매우 얇은 패키지 기판(S)의 가장자리가 위로 휘어지게 된다.
도 3을 참조하면, 리프터(130)가 지그(110)를 상승시킨다. 그러면, 패키지 기판(S)도 지그(110)와 함께 상승하여, 패키지 기판(S)은 마스크(M)의 하부면에 형성된 간격 유지부와 접촉하게 된다.
또한, 고정 블럭(120)에 형성된 지지부(122)가 위로 돌출된 패키지 기판(S)의 가장자리를 아래로 누르게 된다. 따라서, 패키지 기판(S)의 가장자리가 위로 돌출되는 현상이 방지된다.
도 4를 참조하면, 솔더 볼(B)들을 마스크(M)의 개구부들을 통해서 패키지 기판(S) 상으로 제공한다. 본 실시예에서, 패키지 기판(S)의 가장자리가 위로 돌출되는 것을 지지부(122)가 방지하고 있으므로, 마스크(M)와 패키지 기판(S) 간의 간격이 균일하게 유지될 수 있다. 따라서, 패키지 기판(S) 상에 형성된 솔더 볼(B)들은 균일한 두께를 갖게 된다. 결과적으로, 솔더 볼(B)들과 메인 보드 간의 전기적 접속 신뢰성이 대폭 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 장치(100a)는 지지부를 제외하고는 도 1의 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 지지부(122a)는 수평한 하부면(123a) 및 라운딩된 하단(124a)을 갖는다. 위로 휘어진 패키지 기판(S)의 상부면 가장자리가 라운딩된 하단(124a)과 접촉하게 되므로, 패키지 기판(S)의 상부면 가장자리가 지지부(122a)와의 접촉에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
본 실시예의 장치(100a)를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법은 도 2 내지 도 4를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일한 공정들을 포함한다. 따라서, 본 실시예의 장치(100a)를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 장치(100b)는 지지부를 제외하고는 도 1의 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 지지부(122b)는 테이퍼진 하부면(123b) 및 각진 하단(124b)을 갖는다. 테이퍼진 하부면(123b)은 위로 휘어진 패키지 기판(S)의 가장자리 상부면 전체와 접촉할 수 있다. 즉, 테이퍼진 하부면(123b)은 패키지 기판(S)의 가장자리 상부면과 면접촉하게 된다. 따라서, 패키지 기판(S)의 가장자리 상부면에 지지부(122b)에 의한 스크래치가 발생되는 것이 억제될 수 있다.
본 실시예의 장치(100b)를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법은 도 2 내지 도 4를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일한 공정들을 포함한다. 따라서, 본 실시예의 장치(100b)를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법에 대한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지의 외부접속단자 형성 장치를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 장치(100c)는 지지 부재를 제외하고는 도 1의 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 지지부(122c)는 테이퍼진 하부면(123c) 및 라운딩된 하단(124c)을 갖는다. 테이퍼진 하부면(123c)의 기능은 도 6의 테이퍼진 하부면(123b)의 기능과 실질적으로 동일하다. 라운딩된 하단(124c)도 도 5의 라운딩된 하단(123a)의 기능과 실질적으로 동일하다.
본 실시예의 장치(100c)를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법은 도 2 내지 도 4를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일한 공정들을 포함한다. 따라서, 본 실시예의 장치(100c)를 이용해서 외부접속단자를 형성하는 방법에 대한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 지지부가 패키지 기판의 가장자리를 아래로 눌러 지지하게 됨으로써, 패키지 기판의 가장자리가 위로 돌출되는 현상이 방지된다. 따라서, 패키지 기판의 가장자리와 접촉하는 마스크 부분도 위로 돌출되지 않게 됨으로써, 균일한 두께를 갖는 외부접속단자들을 패키지 기판 상에 형성할 수가 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 지그 112 ; 흡착공
120 ; 고정 블럭 122 ; 지지부
123 ; 하부면 124 ; 하단
130 ; 리프터 140 ; 레일

Claims (10)

  1. 패키지 기판을 고정하는 단계;
    상기 패키지 기판의 가장자리가 상부로 돌출되지 않도록 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지하는 단계;
    상기 패키지 기판 상에 복수개의 개구부들을 갖는 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 마스크의 개구부들을 통해서 외부접속단자들을 상기 패키지 기판으로 제공하는 단계를 포함하는 패키지의 외부접속단자 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패키지 기판을 고정하는 단계는 상기 패키지 기판으로 진공을 제공하는 단계를 포함하는 패키지의 외부접속단자 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지하는 단계는 상기 패키지 기판의 가장자리를 하부로 누르는 단계를 포함하는 패키지의 외부접속단자 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 외부접속단자들을 상기 패키지 기판으로 제공하는 단계는 프린팅 공정을 이용하는 패키지의 외부접속단자 형성 방법.
  5. 패키지 기판을 고정하는 지그; 및
    상기 패키지 기판 상에 배치되어 상기 패키지 기판 상에 외부접속단자를 형성하기 위한 마스크의 가장자리를 고정하고, 상기 패키지 기판의 가장자리를 지지하여 상기 패키지 기판의 가장자리가 상부로 돌출되는 것을 방지하는 지지부를 갖는 고정 블럭을 포함하는 패키지의 외부접속단자 형성 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 지그를 향하는 상기 고정 블럭의 내측면으로부터 돌출되어 상기 패키지 기판의 가장자리를 아래로 누르는 패키지의 외부접속단자 형성 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 패키지 기판의 가장자리 상부면과 접촉하는 테이퍼진 하부면을 갖는 패키지의 외부접속단자 형성 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 패키지 기판의 가장자리 상부면과 접촉하는 라운딩된 하단을 갖는 패키지의 외부접속단자 형성 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 고정 블럭은 상기 지그의 양측에 배치된 한 쌍으로 이루어진 패키지의 외부접속단자 형성 장치.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 지그는 상기 패키지 기판을 진공으로 흡착하기 위한 복수개의 흡착공들을 갖는 패키지의 외부접속단자 형성 장치.
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