KR20150025522A - 개량형 콜렛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공하는 개량형 콜렛을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 LD 칩이 흡착되는 흡착면을 형성한 흡착 패드부; 상기 흡착 패드부를 지지하고, 상기 흡착 패드부로 진공 흡착력이 전달되도록 하는 지지부; 및 상기 흡착 패드부에 천공되어 상기 지지부를 통해 전달되는 진공 흡착력이 상기 LD 칩에 전달되도록 하는 다수의 흡입공을 포함하고, 상기 흡착 패드부는 LD 칩이 흡착되는 흡착면을 일측으로 경사지게 형성한 것을 특징으로 한다. 따라서 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 LD 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

개량형 콜렛{IMPROVED COLLET}

본 발명은 개량형 콜렛에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공하는 개량형 콜렛에 관한 것이다.

반도체 소자를 패키징(packing)하는 반도체 조립 공정 중에 다이 부착 공정이 있다. 다이 부착 공정은, 웨이퍼(wafer)에서 개개 별로 분리되어 있는 칩(또는 다이)을 리드 프레임(lead frame) 또는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 안착시키는 공정을 의미한다.

이러한 다이 부착 공정은 웨이퍼 상에 그룹되어 있던 칩들을 개별로 분리하는 첫 단계이고, 이후에 후공정에서 와이어를 연결하여 완제품을 만들기 위한 전단계 공정이다.

일반적으로 고출력 LD 칩은 공진기 길이가 길며, 높은 출력을 가지면서 안정된 동작을 위해 많은 와이어가 본딩되는 구조를 갖고, 공진기 길이가 긴 칩 사이즈는 고출력의 광학 특성을 갖는 장점이 있다.

한편, LD 칩과, 서브 마운트를 C-마운트에 접합하기 위해서는 다이 본딩(Die Bonding) 장비를 사용하고, 칩과 서브 마운트를 본딩한 후 와이어 본딩을 통해 고출력의 LD 패키지를 제작하게 된다.

도 1은 일반적인 칩 본딩 과정을 나타낸 예시도로서, C-마운트(10)의 중앙에 형성된 홈부(11)에 콜렛(20)을 이용하여 서브 마운트(30)를 진공으로 흡착하여 이동시키고, 상기 서브 마운트(30)의 상부에 LD 칩(40)을 동일한 방법으로 콜렛(20)을 이용하여 이동시킨다.

상기 C-마운트(10)의 홈부(11)에 서브 마운트(30)와 LD 칩(40)이 올려진 후 콜렛(20)으로 LD 칩(40)을 가볍게 누르면서 C-마운트(10) 아래에 설치된 히팅 블록에서 열을 가하면 상기 C-마운트(10)와 서브 마운트(30) 상부에 도포된 AuSn 솔더가 열에 의해 녹으면서 접합이 이루어진다.

그러나 이러한 종래의 칩 본딩 과정은 도 2와 같이, 말단이 원형으로 형성된 콜렛(20)으로 LD 칩(40)을 누르는 힘에 의해 LD 칩(40)의 일부(41)에 손상을 유발하는 문제점이 있다.

또한, 직경이 좁은 콜렛(20)으로 인해 균일한 접합이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보(공개번호 제10-2005-0095101호, 발명의 명칭: 다이 부착 공정에서 얇은 두께의 칩을 픽업하는 픽업 장치, 공개일 2005.09.29.)에는 얇은 두께의 반도체 칩과, 상기 반도체 칩을 픽업하기 위한 흡착력을 제공할 흡입홀들을 흡착면 전체 영역에 걸쳐 다수 개 가지는 흡착 패드와, 상기 흡착 패드를 지지하는 패드 지지부와, 상기 패드 지지부가 부착되어 상기 흡입홀로 진공 흡착력을 전달할 통로를 내부에 가지는 홀더를 포함하는 칩 픽업 장치가 제안되었다.

즉 사각형상의 흡착면에 전체적으로 진공의 흡착이 이루어지도록 함으로써, 칩의 휨 변형을 방지하고 융착시 들뜸 현상을 방지할 수 있도록 구성되었다.

그러나 흡착면이 증가하여도 칩의 전면에 균일하게 압력을 가하지 못하여 칩의 접합 불량이 발생하는데 이러한 접합 불량은 콜렛의 기울어짐(Collet tilt)에 의해 발생된다.

즉 도 3과 같이, 콜렛(50)이 고정되는 축이나 그 축을 고정하는 홀더에는 콜렛의 수평 상태를 조정하는 수단이 없어서 LD 칩(40)과 콜렛(50) 사이가 'θ'만큼 이격된 상태에서 콜렛(50)의 한쪽이 서브 마운트(30)에 설치된 LD 칩(40)에 먼저 닿게 되어 결과적으로 콜렛(50)이 LD 칩(40)을 균일하게 가압하지 못하여 LD 칩(40)의 균일한 접합이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

한국 공개특허번호 제10-2005-0095101호

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공하는 개량형 콜렛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 개량형 콜렛으로서,

LD 칩이 흡착되는 흡착면을 형성한 흡착 패드부; 상기 흡착 패드부를 지지하고, 상기 흡착 패드부로 진공 흡착력이 전달되도록 하는 지지부; 및 상기 흡착 패드부에 천공되어 상기 지지부를 통해 전달되는 진공 흡착력이 상기 LD 칩에 전달되도록 하는 다수의 흡입공을 포함하고, 상기 흡착 패드부는 LD 칩이 흡착되는 흡착면을 일측으로 경사지게 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 흡착 패드부의 크기는 상기 LD 칩의 크기보다 작은 사이즈로 형성하여 전후좌우 방향 조정시 확인이 가능하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 흡착 패드부는 장방형상의 사각형 부재인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 LD 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 일반적인 칩 본딩 과정을 나타낸 예시도.
도 2 는 종래 기술에 따른 칩 솔더링 과정을 나타낸 단면도.
도 3 은 종래 기술에 따른 콜렛이 기울어진 상태를 나타낸 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 개량형 콜렛을 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 개량형 콜렛의 구조를 나타낸 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 개량형 콜렛의 동작 과정을 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 개량형 콜렛의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 개량형 콜렛을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 개량형 콜렛의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 개량형 콜렛의 동작 과정을 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 개량형 콜렛(100)은 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공할 수 있도록 흡착 패드부(110)와, 지지부(120)와, 흡입공(130)을 포함하여 구성된다.

상기 흡착 패드부(110)는 장방형상의 사각형 부재로서, 저면에 서브 마운트(30)와, LD 칩(40)이 흡착되도록 평탄 형상의 흡착면을 형성하고, 콜렛(100)의 용도에 따라 상기 흡착 패드부(110)는 스테인레스, 니트릴 고무, 불소 고무, 내열성 수지재 등으로 이루어진다.

또한, 상기 흡착 패드부(110)는 콜렛(100)의 기울어짐으로 인해 흡착 패드부(110)의 흡착면과 서브 마운트(30) 또는 LD 칩(40)의 상면이 균일하게 접촉되지 않는 것을 방지할 수 있도록 흡착 패드부(110)의 장방향 일측인 제 1 측면(111)과 타측인 제 2 측면(112)의 높이가 서로 다르게 형성된다.

즉 다이 본딩시 LD 칩(40)의 길이방향으로 누를 때 콜렛(100)의 기울어짐(Tilt)으로 인해 LD 칩(40)의 일측보다 타측에서 흡착 패드부(110)가 먼저 닿게 되어 양측면의 누르는 힘이 균일하지 못하여 먼저 닿게 되는 제 1 측면(111)의 높이(H1)를 제 2 측면(112)의 높이(H2)보다 작게 형성하여 전체적으로 흡착면을 경사지게 형성함으로써, 흡착 패드부(110)의 흡착면이 LD 칩(40)의 상면과 균일하게 접촉될 수 있게 한다.

또한, 상기 흡착 패드부(110)의 흡착면이 경사지게 형성됨으로써, LD 칩(40)의 상면과 균일하게 접촉되어 다이 본딩시 흡착 패드부(110)에 의해 누르는 힘이 LD 칩(40)에 균일하게 분포되도록 하여 균일한 접합이 이루어지도록 하고, 균일한 접합을 통해 LD 칩(40)에서 방출되는 열이 신속하게 방출될 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 흡착 패드부(110)의 크기는 상기 LD 칩(40)의 크기보다 작은 사이즈로 형성하여 흡착 패드부(110)와 LD 칩(40)의 밀착시 상기 흡착 패드부(110)의 전후좌우 방향 조정을 통한 LD 칩(40)의 위치 확인이 가능하도록 구성하고, 상기 흡착 패드부(110)의 크기는 상기 LD 칩(40) 크기의 80% 수준의 크기로 형성하여 서브 마운트(30)와 LD 칩(40)이 안정적인 진공 흡착력을 통해 픽업될 수 있도록 함으로써, 상기 LD 칩(40)의 국부적인 손상을 피할 수 있게 한다.

상기 지지부(120)는 흡착 패드부(110)의 상부에 설치되고, 상기 흡착 패드부(110)에 진공을 부가하여 흡착력을 제공하도록 내부가 빈 진공을 전달하는 통로로서, 파이프 형상의 부재이다.

또한, 상기 지지부(120)는 진공 라인(미도시)과 연결되어 흡착 패드부(110)에 형성된 다수의 흡입공(130)과 연결된다.

상기 흡입공(130)은 흡착 패드부(110)의 전체 영역에 걸쳐 분포되게 형성되고, 진공 흡착이 이루어지도록 상기 흡착 패드부(110)를 상하방향으로 관통하는 일정 직경을 갖도록 형성된다.

따라서 진공 흡착시 힘의 분산을 통해 LD 칩의 국부적인 손상을 방지하고, 다이 본딩 과정에서 칩 전체에 고르게 힘을 가압하여 균일한 접합 특성을 제공할 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : 콜렛
110 : 흡착 패드부
111 : 제 1 측면
112 : 제 2 측면
120 : 지지부
130 : 흡입공

Claims (3)

1. LD 칩(40)이 흡착되는 흡착면을 형성한 흡착 패드부(110);
   상기 흡착 패드부(110)를 지지하고, 상기 흡착 패드부(110)로 진공 흡착력이 전달되도록 하는 지지부(120); 및
   상기 흡착 패드부(110)에 천공되어 상기 지지부(120)를 통해 전달되는 진공 흡착력이 상기 LD 칩(40)에 전달되도록 하는 다수의 흡입공(130)을 포함하고,
   상기 흡착 패드부(110)는 LD 칩(40)이 흡착되는 흡착면을 일측으로 경사지게 형성한 것을 특징으로 하는 개량형 콜렛.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡착 패드부(110)의 크기는 상기 LD 칩(40)의 크기보다 작은 사이즈로 형성하여 전후좌우 방향 조정시 확인이 가능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량형 콜렛.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡착 패드부(110)는 장방형상의 사각형 부재인 것을 특징으로 하는 개량형 콜렛.

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