KR20140126082A - 반도체 패키지 제조용 가압오븐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지를 제조하는데 사용하는 오븐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버의 내부를 가압시킨 상태에서 반도체 패키지에 도포된 접착제를 경화시킴으로써 경화과정에서 접착부위에 기포가 발생되지 않도록 한 반도체 패키지 제조용 오븐에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 가압오븐은
가열장치(140)를 구비한 오븐본체(110);
오븐본체의 내부에 장착되며, 상기 가열장치를 통해 열풍을 공급받아 내부에 장입되는 반도체 패키지 반제품들을 큐어링시키는 챔버(120);
상기 챔버를 개폐하기 위한 도어(130); 및
오븐본체의 내부에 장착되어 상기 챔버의 내부에 압력을 제공하는 압력발생장치를 포함하여 구성된다.

Description

반도체 패키지 제조용 가압오븐{Pressure oven for manufacturing semiconductor pakage}

본 발명은 반도체 패키지를 제조하는데 사용하는 오븐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내부를 가압시킨 상태에서 반도체 패키지에 도포된 접착제를 경화시킴으로써 경화과정에서 접착부위에 기포가 발생되지 않도록 한 반도체 패키지 제조용 오븐에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지의 제조공정은 웨이퍼를 각각의 반도체칩으로 절단하는 소잉공정(Sawing Process)과, 절단된 반도체칩을 리드프레임 또는 인쇄회로기판(PCB) 등에 접착하는 다이어태치 공정(Die Attach Process), 상기 반도체칩의 본딩패드와 리드프레임의 각 리드를 골드와이어로 회로적으로 연결해 주는 와이어 본딩공정(Wire Bonding Process) 및 상기 와이어 본딩된 반도체칩을 봉지재로 봉지하는 몰딩공정(Molding) 등으로 이루어진다.

상기 다이어태치 공정에서는 리드프레임 또는 인쇄회로기판에 에폭시 등의 접착제를 도포하고 그 위에 반도체칩을 부착한 다음, 오븐의 챔버에서 소정의 온도로 가열하여 접착제를 경화시키는 큐어링(Curing) 공정이 수행된다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 종래 반도체 패키지 제조용 오븐을 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 종래 반도체 패키지 제조용 오븐을 나타낸 정면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 반도체 패키지 제조용 오븐(1)은 챔버(10)를 구비하고 있으며, 상기 챔버(10)의 전방에는 챔버(10)를 개폐하기 위한 도어(20)가 설치된다.

그리고, 상기 챔버(10)의 내부에는 접착제에 의해 반도체칩이 부착된 리드프레임 또는 인쇄회로기판(이하, 반도체 패키지 반제품)이 탑재된 카트(매거진)가 장입된다.

그리고, 상기 오븐(1)의 내부에는 50℃~200℃의 온도로 발열하면서 챔버(10) 내에 장입된 반도체 패키지 반제품에 도포된 접착제(주로, 에폭시 수지)를 큐어링시키기 위한 가열장치(미도시)가 구비된다.

상기 가열장치는 히터와 송풍팬으로 구성되어 상기 가열장치에 의해 만들어지는 열풍을 챔버(10)의 내부로 순환시킨다. 이때, 상기 챔버(10)의 양측 벽면에는 상기 가열장치에 의해 열풍이 순환되기 위한 다수의 통공(11)이 형성된다.

또한, 상기 오븐(1) 내부에는 각 반도체 패키지 반제품의 가열이 종료된 후, 상기 챔버(10)의 내부를 서냉시켜 원래의 상온 상태로 되돌릴 수 있도록 냉각장치(미도시)가 더 구비된다.

따라서, 챔버(10)의 내부에 반도체 패키지 반제품가 탑재된 카트(또는 매거진)를 장입시키고 챔버(10)의 도어(20)를 닫은 후에 가열장치를 작동시키면, 챔버(10) 내부로 열풍이 제공되면서 상기 반도체 패키지 반제품이 큐어링된다.

일정시간이 경과되면 가열장치의 작동이 정지됨과 동시에 냉각장치가 가동되며 이때 도어(20)를 열어 놓으면 챔버(10)의 내부를 상온 상태로 서서히 냉각되면서 반도체 패키지의 다이어태치 공정 중 큐어링 작업이 종료된다. 작업자는 챔버(10)로부터 카트(또는 매거진)를 인출시켜 후속공정으로 이송시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 패키지 제조용 오븐은 접착제에 포함되어 있거나 반도체 패키지 반제품과 접착면 사이에 갇혀 있던 공기가 큐어링 과정에서 고온에 의해 팽창하면서 접착면에 미세기포들을 발생시키게 된다.

이와 같이 접착면에 미세기포들이 발생되면, 접착강도가 크게 저하될 뿐만 아니라, 접착면에 작은 외부충격이 가해지더라도 접착면이 쉽게 균열되므로 제품 품질이 크게 저하된다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 큐어링 과정에서 접착면에 미세기포들이 발생되지 않게 되는 반도체 패키지 제조용 가압오븐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 반도체 패키지 제조용 가압오븐은 가열장치를 구비한 오븐본체와, 오븐본체의 내부에 장착되며 상기 가열장치를 통해 열풍을 공급받아 내부에 장입되는 반도체 패키지 반제품들을 큐어링시키는 챔버와, 상기 챔버를 개폐하기 위한 도어와, 오븐본체의 내부에 장착되어 상기 챔버의 내부에 압력을 제공하는 압력발생장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력발생장치는 외부로부터 제공되는 에어를 저장하는 에어탱크와, 상기 에어탱크로부터 에어를 공급받아 압축시키는 적어도 하나 이상의 압축기와, 상기 압축기로부터 배출되는 압축공기가 저장되는 압축탱크와, 상기 압축탱크에 저장된 압축공기를 챔버 내부로 분할 공급해 주는 압축공기공급용 분배기와, 챔버 내부로 공급된 압축공기를 분할 배출시켜 주는 압축공기 배출용 분배기를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 압축기는 공압실린더이며, 상기 오븐본체의 내부에는 상기 압축기에 구비된 피스톤로드 동작용 에어홀을 통해 배출되는 에어의 소음을 제거해 주기 위한 소음기가 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 소음기는 상기 피스톤로드 동작용 에어홀과 연결된 에어유입관과, 상기 에어유입관 양단에 결합된 배기망과, 상기 에어유입관 및 배기망에 충진된 소음저감부재로 구성될 수 있다.

한편, 상기 챔버의 일측에는 챔버 내부의 압력을 감지하는 압력센서와, 상기 챔버 내부에 압력이 설정치 이상으로 상승할 경우 상기 압력센서로부터 동작신호를 전달받아 챔버 내부의 압축공기를 외부로 강제 배기시키는 압력조절용 배기라인을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 오븐본체의 일측에는 챔버 내부의 공기를 순환시켜 주는 송풍팬이 설치되고, 상기 송풍팬의 회전축에는 마그네트드라이브가 장착되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 마그넷드라이브의 외측면에는 과열방지를 위한 쿨러가 설치될 수 있다.

한편, 상기 도어는 오븐본체에 힌지결합된 도어 본체와, 상기 도어 본체의 가장자리를 따라 방사상으로 형성된 복수의 지지돌기로 구성되고, 상기 챔버 입구에는 챔버입구를 폐쇄한 상기 도어 본체의 가장자리 후면과 측면을 감싸면서 상기 도어 본체의 중앙을 중심으로 회전하는 록킹휠이 설치되며, 상기 록킹휠의 전면 가장자리에는 내측으로 돌출되어 상기 록킹휠이 특정 각도로 회전할 경우에 한하여 상기 지지돌기의 전면에 위치하는 복수의 록킹돌기가 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 챔버의 입구에는 전방에 위치하는 도어본체의 후면에 밀착되어 챔버의 내부를 차폐시키는 가스켓 링이 더 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가스켓 링은 증가하는 챔버 내부의 압력에 밀려 전방으로 이동 가능하도록 설치될 수 있다.

이 경우 챔버의 입구에는 전방이 개구된 가이드휠이 고정되고, 상기 가스켓 링은 상기 가이드휠의 개구에 전후방향으로 슬라이드 이동가능하게 끼워지며, 상기 가이드휠과 가스켓 링 사이에는 챔버 내부의 공기가 출입할 수 있는 틈새가 형성될 수 있다.

아울러, 상기 가이드휠에는 전방으로 이동한 가스켓 링에 후방이동력을 부여하는 진공흡입기가 연결되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 챔버의 내부를 고압으로 형성시킨 상태에서 큐어링을 수행하므로 접착제에 포함되어 있거나 반도체 패키지 반제품과 접착면 사이에 갇혀 있던 공기가 큐어링 과정에서 고온으로 상승됨에도 불구하고 팽창하지 않아 접착면에 미세기포들을 발생시키지 않게 되므로 접착강도가 우수한 반도체 패키지 반제품을 얻을 수 있는 효과가 있다.

아울러, 챔버의 입구에 설치된 가스켓 링이 전방으로 이동하면서 도어본체에 긴밀히 밀착되므로 챔버 내부의 압력이 크게 상승하여도 챔버의 차폐상태가 저하되지 않는 효과가 있다.

도 1은 종래의 반도체 패키지 제조용 오븐의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 가압오븐의 사시도로서, 도어가 개방된 상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.
도 5는 본 발명을 구성하는 압력발생장치의 구성을 도식화하여 나타낸 도면.
도 6은 본 발명을 구성하는 도어센서의 동작상태를 나타내기 위한 도어의 힌지결합부 평단면도.
도 7은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 가압오븐의 요부정면도로서, 도어가 록킹된 상태를 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 단면도.
도 9는 본 발명을 구성하는 가스켓 링의 동작과정을 나타내는 가스켓링 단면도.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 2 및 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 패키지 제조용 오븐은 오븐본체(110)와 상기 오븐본체(110)에 구비된 챔버(120)와, 상기 챔버(120)의 입구를 개폐하는 도어(130)를 기본적으로 구비한다.

그리고, 상기 오븐본체(110)의 내부에는 50℃~200℃의 온도로 발열하면서 챔버(120) 내부로 열풍을 불어넣어 챔버(120) 내에 장입된 반도체 패키지 반제품에 도포된 접착제(주로, 에폭시 수지)를 큐어링시키기 위한 가열장치(140)가 구비된다. 상기 가열장치(140)는 챔버(120)의 후방에 설치된 히터(141)와 송풍팬(142)으로 구성되어 챔버(120)의 내부로 열풍을 공급한다. 이 경우, 상기 챔버(120)의 후면에는 상기 가열장치(140)에 의해 열풍이 순환되기 위한 통공(121)이 형성된다.

아울러, 상기 챔버(120)의 내부에는 매거진(M)을 올려놓을 수 있도록 수평상태로 선반(150)이 설치된다. 상기 선반(150)은 상하로 다단으로 설치될 수 있으며, 챔버(120)의 내부로부터 인출이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 챔버(120) 내부의 좌우 양측에는 선반(150)의 좌우 양측 하부를 지지하는 롤러(151)가 설치되고, 선반(150)의 저면에는 전후방으로 선반(150)이 챔버(120) 내부에서 전후로 유동되는 것을 막고 선반(150)이 정확한 위치까지 챔버(120)의 내부로 인입될 수 있도록 스토퍼(152)가 부착된다. 상기 스토퍼(152)는 선반(150)이 챔버(120)의 내부에 완전히 인입된 상태에서 챔버(120)의 내부를 좌우방향으로 수평으로 가로지르도록 고정된 지지대에 설치된 고정편(153)에 결합된다. 따라서, 스토퍼(152)에 일정 이상의 외력이 가해지지 않는 한 상기 선반(150)은 후방으로 이동되거나 유동되지 않는다. 상기 스토퍼(152)와 고정편(153)은 도시하지는 않았으나 자석이나 클립과 같은 착탈가능한 결합수단을 이용하여 결합이 이루어지도록 구성될 수 있다.

또한, 챔버(120)의 내부에는 큐어링이 완료된 반도체 패키지 반제품 및 매거진(M)을 작업자가 인출할 수 있도록 냉각시켜 주는 냉각장치(160)도 구비될 수 있다. 이 경우 상기 냉각장치(160)는 냉각수가 유동하도록 챔버(120)의 외부공간을 감싸는 냉각파이프로 구성된다.

아울러, 오븐본체(110)의 일측에는 작업자가 각 챔버(120)에 대응하는 가열장치(140) 및 냉각수단의 작동을 제어할 수 있도록 콘트롤패널(170)이 배치된다.

그리고, 상기 챔버(120)의 내부에는 챔버(120) 내부의 여러 위치의 온도를 실시간으로 감지하도록 된 온도센서(미도시)가 설치된다. 상기 온도센서들은 오븐본체(110)의 내부에 설치되는 컴퓨터와 같은 정보처리장치에 전기적으로 연결되어 감지된 온도를 전달하는데, 상기 온도센서 중 어느 하나는 상기 가열장치(140)의 작동을 제어하는 제어장치(미도시)에 바로 연결되어 챔버(120) 내부의 온도가 소정 온도 이상으로 과열되면 가열수단의 작동을 중지시키도록 하는 과열방지용 안전센서로서 기능하게 할 수도 있다.

한편, 상기 정보처리장치는 오븐본체(110)의 전면에 설치되는 모니터(171)에 전기적으로 연결되어, 상기 각 온도센서들로부터 실시간으로 전달되는 온도 정보를 바탕으로 각 챔버(120)의 온도 프로파일(profile)을 생성하고, 이 생성된 온도 프로파일을 상기 모니터(171)를 통해 외부의 작업자에게 영상으로 출력하여 작업자가 챔버(120) 온도 분포를 모니터링 할 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면, 오븐본체(110)의 하부에는 상기 챔버(120)의 내부에 압력을 제공하는 압력발생장치가 구비된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압력발생장치는 외부로부터 제공되는 에어를 저장하는 에어탱크(181)와, 상기 에어탱크(181)로부터 에어를 공급받아 압축시키는 적어도 하나 이상의 압축기(182)와, 상기 압축기(182)로부터 배출되는 압축공기가 저장되는 압축탱크(183)와, 상기 압축탱크(183)에 저장된 압축공기를 챔버(120) 내부로 분할 공급해 주는 압축공기 공급용 분배기(184)와, 챔버(120) 내부로 공급된 압축공기를 분할 배출시켜 주는 압축공기 배출용 분배기(185)로 구성된다.

각 압축공기 공급용 분배기(184)와 압축공기 배출용 분배기(185)에는 조절밸브가 각각 구비되어 자동 또는 수동으로 압축공기의 공급 또는 배출량을 조절할 수 있도록 되어있다. 압축공기 공급용 분배기(184)와 압축공기 배출용 분배기(185)는 각각 챔버(120)의 내부와 연통되는 연결파이프(184a,185a)를 구비한다.

본 실시예에서는 4대의 압축기(182)가 설치된 것을 예를 들어 도시하였다.

한편, 상기 압축기(182)는 공압실린더가 적당하며, 상기 오븐본체(110)의 내부에는 상기 압축기(182)에 구비된 피스톤로드 동작용 에어홀을 통해 에어가 배출되는 과정에서 발생되는 에어배출 소음을 제거해 주기 위한 소음기(190)가 더 구비된다.

상기 소음기(190)는 각 압축기(182)에 구비된 상기 피스톤로드 동작용 에어홀이 연결된 에어유입관(191)과, 상기 에어유입관(191) 양단에 결합된 배기망(192)과, 상기 에어유입관(191) 및 배기망(192) 내부에 충진된 소음저감부재(미도시)로 구성된다.

상기 소음기(190)는 압축기(182)마다 개별적으로 구비될 수도 있고, 도시된 바와 같이, 에어유입관(191)에 각 압축기(182)에 구비된 피스톤로드 동작용 에어홀들이 모두 연결되도록 하여 단일로 구성될 수도 있다.

도시하지는 않았으나, 상기 챔버(120)의 일측에는 챔버(120) 내부의 압력을 감지하는 압력센서(미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 챔버(120)의 내부에는 압력이 설정치 이상으로 상승할 경우 상기 압력센서로부터 동작신호를 전달받아 챔버(120) 내부의 압축공기를 외부로 강제 배기시켜 챔버(120) 내부의 압력을 일정하게 유지시켜 주는 압력조절용 배기라인(미도시)을 더 구비할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오븐본체(110)의 일측에 설치된 송풍팬(142)의 회전축에는 마그네트드라이브(143)가 장착되는 것이 바람직하다. 상기 마그네트드라이브(143)는 송풍팬(142)의 회전축에 결합된 내측회전자석과 상기 내측회전자석의 외측에 이격되게 위치되며 전기에너지를 공급받아 상기 내측회전자석을 유도회전시키는 외측자석으로 구성된 것으로서, 내측회전자석이 외측자석과 비접촉 상태로 회전하기 때문에 챔버(120) 내부가 고압으로 상승하더라도 챔버(120) 내부에 압력을 변화시키지 않으면서 송풍팬(142)를 안정적으로 회전시켜 줄 수 있다.

이 경우, 상기 마그넷드라이브(143)의 외측면에는 과열방지를 위한 쿨러(144)가 더 설치될 수 있다. 상기 쿨러(144)는 냉각수가 유동하도록 외측자석의 외주면을 감싸는 냉각파이프로 구성되어 외측자석의 과열로 인하여 자력이 저하되면서 송풍팬(142)의 출력이 떨어지는 것을 막아준다.

도 2 내지 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 도어(130)는 전후 방향으로 회동하면서 챔버(120)의 입구를 개폐할 수 있도록 오븐본체(110)의 일측에 힌지결합된 도어 본체(131)와, 상기 도어 본체(131)의 가장자리를 따라 방사상으로 형성된 복수의 지지돌기(132)로 구성된다.

이와 함께, 상기 챔버(120) 입구에는 챔버(120)의 입구를 폐쇄한 상기 도어 본체(131)의 가장자리 후면을 감싸는 전면부(122a)와 도어 본체(131)의 가장자리 측면을 감싸도록 상기 전면부(122a)로부터 수직으로 연장된 측면부(122b)로 이루어져 상기 도어 본체(131)의 중앙을 중심으로 회전하는 록킹휠(122)이 설치된다. 상기 록킹휠(122)은 오븐본체(110)의 내부에 설치된 구동기어(123)를 통해 회전력을 전달받도록 설치된다. 이를 위하여 상기 록킹휠(122)의 외주면을 이루는 측면부(122b)에는 상기 구동기어(123)와 맞물려 회전하면서 종동기어(124)가 결합된다.

그리고, 상기 록킹휠(122)은 상기 록킹휠(122)이 특정 각도로 회전할 경우에 한하여 상기 지지돌기(132)의 전면에 위치하는 복수의 록킹돌기(122c)을 구비한다. 즉, 상기 록킹돌기(122c)는 록킹휠(122)의 측면부(122b)로부터 록킹휠(122)의 중심을 향해 돌출되게 형성되는 것이다. 이 경우, 록킹돌기(122c)는 록킹휠(122)의 중심을 향해 돌출된 길이가 도어(130)의 지지돌기(132)와 지지돌기(132) 사이의 이격공간의 깊이보다 작게 형성되고, 돌출된 폭(D)이 상기 이격공간의 폭보다 작도록 형성되어야만 한다. 이는 록킹휠(122)이 특정각도로 회전할 때 록킹돌기(122c)들이 모두 지지돌기(132)와 중첩되게 위치되거나 이격공간 내에만 위치되도록 하여 도어본체(131)의 록킹 상태가 선택적으로 이루어지거나 해제되도록 하기 위함이다.

또한, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 도어(130)의 힌지결합부에는 도어(130)의 개폐를 감지할 수 있는 도어센서(126)가 더 구비되어 있다. 상기 도어센서(126)는 도어(130)의 힌지축(125) 근처의 오븐본체(110) 전면에 설치된 센서본체(126a)와, 상기 도어(130)의 힌지축(125)에 접촉되도록 센서본체(126a)에 고정된 탄성접촉편(126b)과, 상기 도어(130)의 힌지축(125)의 일측에 구비되어 도어(130)가 완전히 챔버(120) 입구를 폐쇄하였을 때 탄성접촉편(126b)이 센서본체(126a)에 탄성접촉되도록 탄성접촉편(126b)을 센서본체(126a)측으로 밀어서 이동시켜 주는 접촉부(126c)로 구성된다. 상기 탄성접촉편(126b)의 단부 중 센서본체(126a)측을 향하는 면에는 접촉부(126c)가 탄성접촉편(126b)을 센서본체(126a)측으로 밀때 센서본체(126a)에 형성된 접속단자(A)와 접속되는 스위치단자(126d)가 부착된다. 도어센서(126)는 스위치단자(126d)가 접속단자와 접속되면 도어(130)가 닫혔음을 감지하게 된다.

한편, 상기 접촉부(126c)는 센서본체(126a)와 접촉되어 상기 접촉부(126c)는 힌지축(125)의 외측면에 형성된 돌출부로서 본 실시예에서는 상기 힌지축(125)을 원형단면이 아닌 편심 단면으로 구성하여 편심부위가 접촉부(126c)를 이루도록 하여 힌지축(125)의 회전각도에 따라 접촉부(126c)가 탄성접촉편(126b)으로의 접근거리를 달리하도록 하였다.

또한, 상기 접촉부(126c)와 접촉되는 탄성접촉편(126b)의 단부에는 롤러(126e)를 설치하여 탄성접촉편(126b)의 탄성변형이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(120)의 입구에는 전방에 위치하는 도어본체(131)의 후면에 밀착되어 챔버(120)의 내부를 차폐시키는 가스켓링(127)이 더 설치되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 가스켓링(127)은 증가하는 챔버(120) 내부의 압력에 밀려 전방으로 이동 가능하도록 설치될 수도 있다. 즉, 상기 챔버(120)의 입구에 전방이 개구된 가이드휠(128)이 고정되고, 상기 가스켓링(127)이 상기 가이드휠(128)의 개구에 전후방향으로 슬라이드 이동가능하게 끼워지며, 상기 가이드휠(128)과 가스켓링(127) 사이에 챔버(120) 내부의 공기가 출입할 수 있는 틈새(G)가 형성되도록 하는 것이다.

또한, 상기 가스켓링(127)이 전방으로 이동가능하게 설치되는 경우에 한하여, 상기 가이드휠(128)에는 전방으로 이동한 가스켓링(127)에 후방이동력을 부여하는 진공흡입기(129)가 연결된다. 상기 진공흡입기(129)는 큐어링 공정이 끝나고 챔버(120) 내부가 고압상태에서 완전히 해제되면 흡입동작을 개시하여 가이드휠(128)내부에서 전방으로 이동된 가스켓링(127)을 후방으로 복귀시킨다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 반도체 제조용 오븐은 다음과 같이 동작된다.

먼저, 도어(130)가 개방되고 챔버(120) 내부로부터 선반(150)이 인출된 상태에서 반도체 패키지 반제품이 수납된 매거진(M)들이 선반(150)위로 올려지면, 작업자는 선반(150)의 저면에 설치된 스토퍼(152)가 챔버(120)내부에 설치된 고정편(153)에 끼워질 때까지 챔버(120) 내부로 선반(150)을 인입시켜 상기 선반(150)이 전후방향으로의 유동없이 정상위치를 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.

선반(150)과 함께 반도체 패키지 반제품이 수납된 매거진(M)들이 챔버(120) 내부로 인입되면, 작업자는 도어(130)를 닫아 챔버(120)의 입구를 폐쇄한다.

도어(130)가 닫여지는 과정에서 도어본체(131)의 지지돌기(132)는 록킹휠(122)에 형성된 록킹돌기(122c)와 록킹돌기(122c) 사이를 통과하게 되고 도어(130)가 완전히 닫혀지면 도어 본체(131)의 가장자리가 롤킹휠(122)에 안착된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 도어(130)가 닫여지는 과정에서 도어센서(126)의 탄성접촉편(126b)은 도어(130)의 힌지축(125)의 접촉부(126c)에 밀려 센서본체(126a)측으로 이동하게 되고, 도어(130)가 완전히 닫혀지는 순간 센서본체(126a)와 접촉되면서 도어닫힘 신호를 제어장치로 보낸다.

도어 닫힘신호를 수신받은 제어장치는 구동모터를 일방향으로 구동시켜 록킹휠(122)을 타방향으로 일정각도 회전시킨다. 록킹휠(122)이 일정각도 타방향으로 회전하게 되면, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 록킹돌기(122c)가 지지돌기(132)의 전면에 위치되면서 도어(130)의 록킹이 매우 견고하게 이루어지게 된다.

도어(130)의 록킹이 완료된 상태에서 작업자가 콘트롤패널(170)을 조작하여 가열장치(140)와 압력발생장치를 동작시키면, 히터(141)와 송풍팬(142)이 동작하면서 챔버(120) 내부가 고온으로 가열됨과 동시에 고압으로 상승하게 된다. 즉, 압축기(182)가 에어탱크(181)로부터 에어를 공급받아 압축탱크(183)로 압축공기를 보내면, 압축탱크(183)에 저장되는 압축공기가 압축공기 공급용 분배기(184)를 통해 지속적으로 챔버(120) 내부로 유입되면서 챔버(120) 내부의 압력이 상승하게 되는 것이다. 이때, 피스톨로드 작동과정에서 발생되는 압축기(182)의 에어배출 소음은 피스톤로드 동작용 에어홀에 연결된 소음기(190)에 의해 대부분 제거된다.

그리고 이와 같은 챔버(120) 내부의 압력 및 온도상승 현황은 작업자가 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 오븐본체(110)의 전면에 설치된 모니터(171)를 통해 출력된다.

한편, 초기부터 압축기(182)를 작동시키지 않고 에어탱크(181)에 저장된 에어로만 챔버(120)의 내부압력을 상승시킨 다음 압축기(182)를 작동시켜 설정압력에 도달하도록 압축발생장치를 효율적으로 운영하는 것이 좋다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 챔버(120) 내부에 압축공기가 지속적으로 공급되어 챔버(120) 내부의 압력이 증가함에 따라 가이드휠(128)과 가스켓링(127) 사이의 틈새(G)를 통해 가이드휠(128) 내부로 압축공기가 유입되고, 유입되는 압축공기에 의하여 가이드휠(128)에 끼워진 가스켓링(127)은 전방으로 슬라이드 이동된다. 그 결과, 가스켓링(127)의 전면이 도어본체(131)의 후면에 긴밀히 밀착되면서 챔버(120) 내부의 차폐가 이루어지게 된다.

챔버(120) 내부의 압력과 온도가 설정치에 도달하게 되면 압력발생장치의 작동이 중지되고 일정시간 동안 큐어링 공정이 진행된다. 큐어링이 시작되면 챔버(120) 내부가 고온으로 가열되면서 챔버(120) 내부로 인입된 매거진(M)에 수납된 반도체 패키지 반제품에 도포된 접착제들이 고온의 열에 의해 큐어링된다. 이때, 상기 송풍팬(142)는 마그넷드라이브를 통해 고압의 챔버(120) 내부에서 안정적으로 회전하게 된다.

본 발명에 따르면, 매거진(M)에 탑재된 반도체 패키지 반제품들은 고압의 챔버(120) 내부에서 큐어링되므로 접착제에 포함되어 있거나 반도체 패키지 반제품과 접착면 사이에 갇혀 있던 공기가 큐어링 과정에서 고온에 의해 팽창되지 않는다. 따라서 종래와 같이 접착면에 미세기포들을 발생시키지 않고 양호한 큐어링이 이루어지게 되므로 강도적으로 우수한 반도체 패키지 제품을 얻을 수 있게 된다.

만일, 챔버(120) 내부의 압력이 설정치를 넘어서거나 설정치 보다 떨어지게 되면, 챔버(120)에 설치된 압력센서가 이를 감지하여 제어부로 하여금 압력발생장치를 재가동시켜 압축공기가 챔버(120)로 더 공급되도록 하거나 압력조절용 배기라인을 통해 챔버(120)로부터 강제 배기되도록 한다.

큐어링 공정이 완료되면, 챔버(120) 내부로 공급된 압축공기가 압축공기 배출용 분배기(185)를 통해 배출됨과 아울러 도 9c에 도시된 바와 같이, 진공흡입기(129)가 동작하면서 전방으로 이동한 가스켓링(127)이 후방으로 이동한다. 그리고 냉각장치(160)가 동작되면서 챔버(120) 내부의 온도가 떨어지기 시작한다.

작업자는 오븐본체(110)의 전면에 설치된 모니터(171)를 통해 챔버(120) 내부의 압력이 대기압 수준으로 떨어지고 챔버(120) 내부의 온도가 작업자가 매거진(M)을 손으로 잡고 이동시킬 수 있을 정도의 온도에 도달하였음을 확인한 후에, 도어(130)를 개방하고 선반(150)을 챔버(120)의 외측으로 인출시킨 다음 선반(150)에 올려진 큐어링이 완료된 반도체 패키지 반제품을 수거하여 후속공정으로 이동시키면 된다.

110...오븐본체 120...챔버
122...록킹휠 122c...록킹돌기
127...가스켓링 128...가이드휠
129...진공흡입기 130...도어
131...도어 본체 132...지지돌기
140...가열장치 142...송풍팬
143...마그네트드라이브 144...쿨러
181...에어탱크 182...압축기
183...압축탱크 184...압축공기공급용 분배기
185...압축공기 배출용 분배기 190...소음기
191...에어유입관 192...배기망
G...틈새 M...매거진

Claims (12)

1. 가열장치를 구비한 오븐본체;
   오븐본체의 내부에 장착되며, 상기 가열장치를 통해 열풍을 공급받아 내부에 장입되는 반도체 패키지 반제품들을 큐어링시키는 챔버;
   상기 챔버를 개폐하기 위한 도어; 및
   오븐본체의 내부에 장착되어 상기 챔버의 내부에 압력을 제공하는 압력발생장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 압력발생장치는
   외부로부터 제공되는 에어를 저장하는 에어탱크;
   상기 에어탱크로부터 에어를 공급받아 압축시키는 적어도 하나 이상의 압축기;
   상기 압축기로부터 배출되는 압축공기가 저장되는 압축탱크;
   상기 압축탱크에 저장된 압축공기를 챔버 내부로 분할 공급해 주는 압축공기공급용 분배기;
   챔버 내부로 공급된 압축공기를 분할 배출시켜 주는 압축공기 배출용 분배기를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 압축기는 공압실린더이며,
   상기 오븐본체의 내부에는 상기 압축기에 구비된 피스톤로드 동작용 에어홀을 통해 배출되는 에어의 소음을 제거해 주기 위한 소음기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 소음기는
   상기 피스톤로드 동작용 에어홀과 연결된 에어유입관과,
   상기 에어유입관의 양단에 결합된 배기망과,
   상기 에어유입관 및 배기망에 충진된 소음저감부재로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버의 일측에는 챔버 내부의 압력을 감지하는 압력센서와,
   상기 챔버 내부에 압력이 설정치 이상으로 상승할 경우 상기 압력센서로부터 동작신호를 전달받아 챔버 내부의 압축공기를 외부로 강제 배기시키는 압력조절용 배기라인을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 오븐본체의 일측에는 챔버 내부의 공기를 순환시켜 주는 송풍팬이 설치되고,
   상기 송풍팬의 회전축에는 마그네트드라이브가 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 마그넷드라이브의 외측면에는 과열방지를 위한 쿨러가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 도어는 오븐본체에 힌지결합된 도어 본체와, 상기 도어 본체의 가장자리를 따라 방사상으로 형성된 복수의 지지돌기로 구성되고,
   상기 챔버의 입구에는 챔버의 입구를 폐쇄한 상기 도어 본체의 가장자리 후면과 측면을 감싸면서 상기 도어 본체의 중앙을 중심으로 회전하는 록킹휠이 설치되며,
   상기 록킹휠의 전면 가장자리에는 록킹휠의 중심을 향해 돌출되어 상기 록킹휠이 특정 각도로 회전할 경우에 한하여 상기 지지돌기의 전면에 위치하는 복수의 록킹돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 챔버의 입구에는 전방에 위치하는 도어본체의 후면에 밀착되어 챔버의 내부를 차폐시키는 가스켓링이 더 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 가스켓링은 증가하는 챔버 내부의 압력에 밀려 전방으로 이동 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
11. 제 10항에 있어서,
    챔버의 입구에는 전방이 개구된 가이드휠이 고정되고,
    상기 가스켓링은 상기 가이드휠의 개구에 전후방향으로 슬라이드 이동가능하게 끼워지며,
    상기 가이드휠과 가스켓링 사이에는 챔버 내부의 공기가 출입할 수 있는 틈새가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 가이드휠에는 전방으로 이동한 가스켓링에 후방이동력을 부여하는 진공흡입기가 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가압오븐.

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