KR20200139390A - 본딩 장치 및 그를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비 - Google Patents

본딩 장치 및 그를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비 Download PDF

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Abstract

반도체 패키지용 기판 간의 접속 신뢰성을 향상시키는 본딩 장치 및 그를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비가 제공된다. 본딩 장치는, 바디부, 바디부 내의 진공홀, 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부, 바디부의 바닥면으로부터 돌출되며, 바디부의 바닥면의 중심으로부터 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부, 및 바디부의 바닥면 및 제1 돌출부의 측면에 의해 정의되며, 진공홀과 연결되는 트렌치를 포함하고, 제2 돌출부의 바닥면은 제1 돌출부의 바닥면보다 낮다.

Description

본딩 장치 및 그를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비{BONDING APPARATUS, AND APPARATUS FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR PACKAGE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 본딩 장치 및 그를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 패키지용 기판을 실장하는 본딩 장치 및 그를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비에 관한 것이다.
전자 산업의 발달로 인하여, 전자 부품의 고기능화, 고속화 및 소형화 요구가 증대되고 있다. 이러한 추세에 대응하여 하나의 반도체 패키지에 여러 반도체 칩들을 적층하여 실장하거나, 반도체 패키지 위에 다른 반도체 패키지를 적층하는 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 패키지 인 패키지(PIP; package-in-package)형 반도체 패키지 또는 패키지 온 패키지(POP; package-on-package)형 반도체 패키지가 이용될 수 있다.
한편, 반도체 패키지가 점점 소형화됨에 따라, 그 제조 공정 중에 반도체 패키지용 기판이 쉽게 뒤틀려 불량을 야기하는 문제가 있다. 이러한 뒤틀림(warpage)은 반도체 패키지의 제조 공정에 이용되는 다양한 물질들이 서로 다른 열팽창률을 가짐에 기인할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 반도체 패키지용 기판 간의 접속 신뢰성을 향상시키는 본딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 반도체 패키지용 기판 간의 접속 신뢰성을 향상시키는 본딩 장치를 포함하는 반도체 패키지의 제조 설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치는, 바디부, 바디부 내의 진공홀, 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부, 바디부의 바닥면으로부터 돌출되며, 바디부의 바닥면의 중심으로부터 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부, 및 바디부의 바닥면 및 제1 돌출부의 측면에 의해 정의되며, 진공홀과 연결되는 트렌치를 포함하고, 제2 돌출부의 바닥면은 제1 돌출부의 바닥면보다 낮다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치는, 바디부, 바디부 내에, 바디부의 바닥면으로부터 연장되는 진공홀, 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부, 및 바디부의 바닥면으로부터 제1 돌출부보다 돌출되며, 진공홀로부터 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치는, 반도체 패키지용 기판이 흡착되는 본딩 장치로, 바닥면이 반도체 패키지용 기판과 대향되는 바디부, 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부, 및 바디부의 바닥면으로부터 제1 돌출부보다 돌출되며, 바디부의 바닥면의 중심으로부터 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부를 포함하고, 반도체 패키지용 기판이 흡착될 때, 반도체 패키지용 기판의 상면은 제1 돌출부의 바닥면 및 제2 돌출부의 바닥면과 접촉한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 본딩 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 R1 영역을 확대한 확대도이다.
도 4는 도 2의 본딩 장치의 바닥면을 설명하기 위한 배면 사시도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치를 이용하여 반도체 패키지용 기판을 실장하는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 R2 영역을 확대한 확대도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치를 설명하기 위한 배면 사시도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 5d를 이용하여, 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비를 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 2는 도 1의 본딩 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2의 R1 영역을 확대한 확대도이다. 도 4는 도 2의 본딩 장치의 바닥면을 설명하기 위한 배면 사시도이다.
도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비는 본딩 장치(10)를 포함한다.
본딩 장치(10)는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 실장할 수 있다.
본딩 장치(10)는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 집을 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 진공압에 의해 본딩 장치(10)에 흡착될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본딩 장치(10)는 진공홀(10H)을 포함할 수 있다. 진공홀(10H)을 통해, 본딩 장치(10)의 바닥면으로 진공압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 상면은 본딩 장치(10)의 바닥면과 접촉할 수 있다.
제1 반도체 패키지용 기판(20)은 반도체 칩(예를 들어, 로직 반도체 칩 또는 메모리 반도체 칩), 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 기판), 인쇄 회로 기판(PCB; printed circuit board), 세라믹 기판 또는 인터포저(interposer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적으로, 이하에서 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 인터포저인 것으로 설명한다.
몇몇 실시예에서, 본딩 장치(10)는 진공 펌프(45)와 연결될 수 있다. 진공 펌프(45)는 예를 들어, 진공홀(10H) 내부를 감압하여 본딩 장치(10)의 바닥면으로 진공압을 인가할 수 있다.
본딩 장치(10)는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 제공할 수 있다.
제2 반도체 패키지용 기판(30)은 반도체 칩(예를 들어, 로직 반도체 칩 또는 메모리 반도체 칩), 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 기판), 인쇄 회로 기판(PCB; printed circuit board), 세라믹 기판 또는 인터포저(interposer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적으로, 이하에서 제2 반도체 패키지용 기판(30)은 인쇄 회로 기판인 것으로 설명한다.
본딩 장치(10)는 예를 들어, 폴리머(polymer), 플라스틱 수지 등으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 본딩 장치(10)는 프레임(40)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 본딩 장치(10)는 그 상부에 홈(10D)을 포함할 수 있다. 프레임(40)의 일부는 본딩 장치(10)의 홈(10D)에 삽입되어 본딩 장치(10)와 결합될 수 있다. 이에 따라, 본딩 장치(10)의 상부는 프레임(40)에 고정될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것일 뿐이고, 본딩 장치(10)는 다른 다양한 방법에 의해 프레임(40)에 고정될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 프레임(40)은 가동될 수 있다. 예를 들어, 프레임(40)은 상하 방향 또는 좌우 방향으로 가동될 수 있다. 이에 따라, 프레임(40)에 고정되는 본딩 장치(10) 또한 가동될 수 있다. 본딩 장치(10)는 가동되어 제1 반도체 패키지용 기판(10)을 집을 수도 있고, 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 제공할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 프레임(40)은 회전할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 진공 펌프(45)는 프레임(40)을 통해 본딩 장치(10)의 진공홀(10H)에 진공압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프(45)는 프레임(40)과 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치(10)는 바디부(110), 진공홀(10H), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(130) 및 제1 트렌치(140)를 포함한다.
도 4에서, 바디부(110)는 대략 사각 기둥형인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 바디부(110)는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 흡착하기에 적절한 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 바디부(110)는 원통형 또는 다른 다각 기둥형일 수도 있다.
진공홀(10H)은 바디부(110) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 바닥면으로부터 연장될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 것처럼, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 바닥면에서 노출될 수 있다.
도 4에서, 진공홀(10H)은 원통형인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 예를 들어, 진공홀(10H)은 사각 기둥형 등을 포함하는 다각 기둥형일 수도 있음은 물론이다.
몇몇 실시예에서, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 바닥면으로부터 연장되어 바디부(110)를 관통할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것처럼, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 바닥면으로부터 바디부(110)의 상면까지 연장될 수 있다. 도 1에 관한 설명에서 상술한 것처럼, 진공홀(10H)에 의해 바디부(110)의 바닥면으로 진공압이 인가될 수 있다.
제1 돌출부(120)는 바디부(110)의 바닥면으로부터 돌출될 수 있다. 제2 돌출부(130)는 제1 돌출부(120)와 다른 위치에서 바디부(110)의 바닥면으로부터 돌출될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 돌출부(130)는 바디부(110)의 바닥면의 중심으로부터 제1 돌출부(120)보다 이격될 수 있다. 즉, 제2 돌출부(130)는 제1 돌출부(120)보다 바디부(110)의 바닥면의 가장자리에 인접할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 중심에 형성될 수 있다. 예를 들어, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 바닥면의 중심으로부터 바디부(110)의 상면의 중심까지 연장될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 돌출부(120)는 제2 돌출부(130)보다 진공홀(10H)에 인접할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(120)는 진공홀(10H)과 제2 돌출부(130) 사이에 개재될 수 있다.
제2 돌출부(130)는 제1 돌출부(120)보다 돌출될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼, 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)은 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)보다 제1 거리(D1)만큼 낮게 형성될 수 있다. 즉, 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)을 포함하는 평면은, 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)을 포함하는 평면보다 제1 거리(D1)만큼 아래에 형성될 수 있다.
제1 돌출부(120)는 제1 두께(TH1)를 가질 수 있고, 제2 돌출부(130)는 제2 두께(TH2)를 가질 수 있다. 제1 돌출부(120)의 제1 두께(TH1)는 바디부(110)의 바닥면(110L)으로부터 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)까지의 거리일 수 있다. 제2 돌출부(130)의 제2 두께(TH2)는 바디부(110)의 바닥면(110L)으로부터 제2 돌출부(130)의 바닥면(120L)까지의 거리일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 제1 두께(TH1)는 제2 돌출부(130)의 제2 두께(TH2)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)은 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)보다 낮게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 거리(D1)는 제2 두께(TH2)와 제1 두께(TH1)의 차이와 동일할 수 있다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 돌출부(130)가 제1 돌출부(120)보다 돌출되기만 한다면, 제1 두께(TH1)는 제2 두께(TH2)와 동일하거나 그보다 클 수도 있다. 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면(110L)이 경사를 갖는 경우에, 제1 두께(TH1)는 제2 두께(TH2)와 동일하거나 그보다 클 수도 있다.
결과적으로, 본딩 장치(10)의 바닥면의 가장자리로부터 본딩 장치(10)의 바닥면의 중심을 향하는 방향에서, 본딩 장치(10)의 바닥면의 높이는 증가할 수 있다. 또한, 이에 따라, 본딩 장치(10)에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 아래로 오목하게 휘어질 수 있다. 이에 관하여는, 도 5a 내지 도 5d에 관한 설명에서 보다 구체적으로 후술한다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)과 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)의 높이 차이(이하에서, 제1 거리(D1))는 500 μm 이하일 수 있다. 제1 거리(D1)가 500 μm를 초과하는 경우에, 본딩 장치(10)에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)이 손상될 수 있다.
바람직하게는, 제1 거리(D1)는 100 μm 내지 300 μm일 수 있다. 제1 거리(D1)가 100 μm 이상인 경우에, 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 뒤틀림(warpage)을 갖는 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 높은 신뢰도로 실장될 수 있다. 제1 거리(D1)가 300 μm 이하인 경우에, 본딩 장치(10)에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 손상이 최소화될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 4에 도시된 것처럼, 제2 돌출부(130)는 바디부(110)의 바닥면의 가장자리를 따라 연장될 수 있다. 즉, 바디부(110)가 사각 기둥형인 경우에, 제2 돌출부(130)는 사각형으로 연장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)는 복수의 서브 돌출부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 돌출부(120)는 제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)는 각각 진공홀(10H)과 제2 돌출부(130) 사이에 개재될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)는 진공홀(10H)을 둘러싸도록 배열될 수 있다.
예를 들어, 제1 서브 돌출부(120a)는 진공홀(10H)과 제2 돌출부(130) 사이에 개재될 수 있다. 제2 서브 돌출부(120b)는 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면(110L)과 평행한 제1 방향(X)에서 제1 서브 돌출부(120a)로부터 이격될 수 있다. 제3 서브 돌출부(120c)는 예를 들어, 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)에서 제1 서브 돌출부(120a)로부터 이격될 수 있다. 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 직교하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 제4 서브 돌출부(120d)는 예를 들어, 진공홀(10H)을 사이에 두고 제1 서브 돌출부(120a)로부터 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)는 진공홀(10H)을 기준으로 대칭적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 돌출부(130)가 사각형으로 연장되는 경우에, 제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)는 각각 제2 돌출부(130)의 각 모서리에 인접하도록 배열될 수 있다.
제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(130)는 바디부(110)의 바닥면으로부터 돌출될 수 있으므로, 본딩 장치(10)의 하부에는 제1 트렌치(140)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면과 제1 돌출부(120; 또는 제2 돌출부(130))의 측면에 의해 제1 트렌치(140)가 정의될 수 있다. 또한, 진공홀(10H)은 바디부(110)의 바닥면으로부터 연장될 수 있으므로, 제1 트렌치(140)는 진공홀(10H)과 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(130)는 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 제1 트렌치(140)는 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(130) 사이의 제1 부분(142)을 포함할 수 있다. 제1 트렌치(140)의 제1 부분(142)은 바디부(110)의 바닥면, 제1 돌출부(120)의 측면 및 제2 돌출부(130)의 측면에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 돌출부(130)가 사각형으로 연장되는 경우에, 제1 트렌치(140)의 제1 부분(142) 또한 사각형으로 연장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)는 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 트렌치(140)는 제1 내지 제4 서브 돌출부(120a, 120b, 120c, 120d)를 서로 이격시키는 제2 부분(144)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 제1 서브 돌출부(120a)와 제2 서브 돌출부(120b) 사이에 개재될 수 있다. 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면, 제1 서브 돌출부(120a)의 측면 및 제2 서브 돌출부(120b)의 측면에 의해 정의될 수 있다. 제1 서브 돌출부(120a)와 제2 서브 돌출부(120b)가 제1 방향(X)에서 서로 이격되는 경우에, 제1 서브 돌출부(120a)와 제2 서브 돌출부(120b) 사이의 제2 부분(144)은 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다.
또는, 예를 들어, 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 제1 서브 돌출부(120a)와 제3 서브 돌출부(120c) 사이에 개재될 수 있다. 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면, 제1 서브 돌출부(120a)의 측면 및 제3 서브 돌출부(120c)의 측면에 의해 정의될 수 있다. 제1 서브 돌출부(120a)와 제3 서브 돌출부(120c)가 제2 방향(Y)에서 서로 이격되는 경우에, 제1 서브 돌출부(120a)와 제3 서브 돌출부(120c) 사이의 제2 부분(144)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 진공홀(10H)과 제1 돌출부(120)는 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 트렌치(140)는 진공홀(10H)과 제1 돌출부(120) 사이의 제3 부분(146)을 포함할 수 있다. 제1 트렌치(140)의 제3 부분(146)은 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면 및 제1 돌출부(120)의 측면에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 진공홀(10H)이 원통형인 경우에, 제1 트렌치(140)의 제3 부분(146)은 원형으로 연장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 트렌치(140)의 제3 부분(146)은 진공홀(10H)과 연결될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 제1 트렌치(140)의 제1 부분(142)과 제1 트렌치(140)의 제3 부분(146)을 연결할 수 있다. 이에 따라, 진공홀(10H)로부터 제공되는 진공압은 제1 내지 제3 부분(142, 144, 146)에 걸쳐서 인가될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 측면의 일부는 진공홀(10H)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 돌출부(120; 예를 들어, 제1 서브 돌출부(120a))는 진공홀(10H)과 대향되는 제1 측면(120s1)을 포함할 수 있다. 제1 측면(120s1)은 진공홀(10H)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 진공홀(10H)이 원통형인 경우에, 제1 측면(120s1)은 원호를 그릴 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 측면의 일부는 제2 돌출부(130)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 돌출부(120; 예를 들어, 제2 서브 돌출부(120b))는 제2 돌출부(130)와 대향되는 제2 측면(120s2)을 포함할 수 있다. 제2 측면(120s2)은 제1 돌출부(120)와 대향되는 제2 돌출부(130)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 돌출부(130)가 사각형으로 연장되는 경우에, 제2 측면(120s2)은 니은 자 모양(ㄴ)을 그릴 수 있다.
이하에서, 도 5a 내지 도 5d를 이용하여, 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치의 동작을 설명한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치를 이용하여 반도체 패키지용 기판을 실장하는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 본딩 장치(10)는 제1 반도체 패키지용 기판(20) 상에 제공될 수 있다.
본딩 장치(10)의 바닥면은 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 상면과 대향되도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 돌출부(120)의 바닥면 및 제2 돌출부(130)의 바닥면은 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 상면과 대향될 수 있다.
본딩 장치(10)는 예를 들어, 도 1의 프레임(40) 등에 의해 가동되어 제1 반도체 패키지용 기판(20) 상에 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L) 상에 제1 접속 부재(22)가 형성될 수 있다. 제1 접속 부재(22)는 예를 들어, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)의 가장자리에 배치될 수 있다.
제1 접속 부재(22)는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 다른 반도체 패키지용 기판(예를 들어, 도 1의 제2 반도체 패키지용 기판(30))과 전기적으로 연결하는데 이용될 수 있다. 제1 접속 부재(22)는 예를 들어, 마이크로 범프, 솔더볼 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5b를 참조하면, 본딩 장치(10)는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 집을 수 있다.
예를 들어, 진공홀(10H)을 통해, 본딩 장치(10)의 바닥면으로 진공압이 인가될 수 있다. 즉, 진공홀(10H)을 통해, 제1 트렌치(140) 내에 진공압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 본딩 장치(10)는 인가되는 진공압을 이용하여 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 집을 수 있다.
제1 돌출부(120)의 바닥면 및 제2 돌출부(130)의 바닥면은 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 상면과 접촉할 수 있다. 도 1 내지 도 4를 이용하여 상술한 것처럼, 제2 돌출부(130)는 제1 돌출부(120)보다 돌출될 수 있다. 이에 따라, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(130)와 접촉하는 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 아래로 오목하게 휘어질 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체 패키지용 기판(20)이 본딩 장치(10)에 흡착될 때, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)은 오목하게 휘어질 수 있다.
도 5c를 참조하면, 본딩 장치(10)는 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)은 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면과 대향되도록 배치될 수 있다.
본딩 장치(10)는 예를 들어, 도 1의 프레임(40) 등에 의해 가동되어 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면(30U) 상에 제2 접속 부재(32)가 형성될 수 있다. 제2 접속 부재(32)는 제2 반도체 패키지용 기판(30)을 다른 반도체 패키지용 기판(예를 들어, 제1 반도체 패키지용 기판(20))과 전기적으로 연결하는데 이용될 수 있다. 제2 접속 부재(32)는 예를 들어, 마이크로 범프, 솔더볼 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 제2 접속 부재(32)는 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 제2 트렌치(32t) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상부 내에 제2 트렌치(32t)가 형성될 수 있다. 제2 접속 부재(32)는 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 제2 트렌치(32t)의 적어도 일부를 채우도록 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 반도체 패키지용 기판(30)은 뒤틀림(warpage)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면(30U)은 오목하게 휘어질 수 있다.
도 5d를 참조하면, 본딩 장치(10)는 제2 반도체 패키지용 기판(30) 상에 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 실장할 수 있다.
본딩 장치(10)는 예를 들어, 도 1의 프레임(40) 등에 의해 가동되어 제1 접속 부재(22)와 제2 접속 부재(32)를 연결할 수 있다.
반도체 패키지용 기판의 뒤틀림(warpage)은 기판 간의 접속 불량을 야기하는 원인이 될 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체 패키지용 기판(30)이 뒤틀림에 의해 아래로 오목하게 휘어지더라도, 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 휘어지지 않고 평평할 수 있다. 이러한 경우에, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 가장자리에 형성되는 제1 접속 부재(22)와 제2 접속 부재(32) 간의 거리가 증가할 수 있다. 또는, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)과 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면(30U)이 서로 접촉되어, 제1 반도체 패키지용 기판(20)이 제2 반도체 패키지용 기판(30)에 대하여 기울어질 수 있다. 이러한 현상들은 제1 접속 부재(22)와 제2 접속 부재(32) 간의 접속 불량을 야기하는 원인이 될 수 있다.
그러나, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비에서, 본딩 장치(10)는 그에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 아래로 오목하게 만들 수 있다.
예를 들어, 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면(30U)과 마찬가지로, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)은 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(130)에 의해 오목하게 휘어질 수 있다. 이에 따라, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 가장자리에 형성되는 제1 접속 부재(22)와 제2 접속 부재(32) 간의 거리가 증가하는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)과 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면(30U)이 서로 접촉하는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 도 5d에 도시된 것처럼, 제1 접속 부재(22)와 제2 접속 부재(32)가 연결될 때, 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 바닥면(20L)의 중심과 제2 반도체 패키지용 기판(30)의 상면(30U)의 중심은 제2 거리(D2)로 이격될 수 있다. 이에 따라, 접속 신뢰성이 향상된 반도체 패키지가 제조될 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치(10)에서, 제1 트렌치(140)의 적어도 일부는 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(130) 사이에 형성될 수 있다. 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(130) 사이에 형성된 제1 트렌치(140; 예를 들어, 도 4의 제1 부분(142))는 제1 반도체 패키지용 기판(20)에 대해 추가적인 진공압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 진공홀(10H)에 의해 인가되는 진공압은 진공홀(10H)에 인접한 영역(예를 들어, 도 4의 제3 부분(146))뿐만 아니라, 진공홀(10H)과 이격된 영역(예를 들어, 도 4의 제1 및 제2 부분(142, 144))에도 인가될 수 있다. 이에 따라, 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치(10)는 견고하게 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 집을 수 있다.
이하에서, 도 6 및 도 7을 이용하여, 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비를 설명한다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 6의 R2 영역을 확대한 확대도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 5d를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치에서, 제1 돌출부(120)의 바닥면 또는 제2 돌출부(130)의 바닥면은 경사를 갖는다.
예를 들어, 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)의 높이 및 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)의 높이 중 적어도 하나는, 바디부(110)의 바닥면(110L)의 중심에 가까워짐에 따라 증가할 수 있다.
제1 돌출부(120)의 바닥면(120L) 및 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)이 모두 경사를 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 예를 들어, 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L) 및 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L) 중 하나만이 경사를 가질 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)은 바디부(110)의 바닥면(110L)에 대해 제1 각도(θ1)를 가질 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)은 바디부(110)의 바닥면(110L)에 대해 제2 각도(θ2)를 가질 수 있다.
제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)는 서로 동일한 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 예를 들어, 제1 각도(θ1)는 제2 각도(θ2)보다 클 수도 있고, 그보다 작을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)의 최상부는 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)의 최하부보다 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제2 돌출부(130)의 바닥면(130L)의 최상부의 높이는 제1 돌출부(120)의 바닥면(120L)의 최하부의 높이보다 제1 거리(D1)만큼 낮게 형성될 수 있다.
결과적으로, 본딩 장치(10)의 바닥면의 가장자리로부터 본딩 장치(10)의 바닥면의 중심을 향하는 방향에서, 본딩 장치(10)의 바닥면의 높이는 증가할 수 있다. 또한, 이에 따라, 본딩 장치(10)에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 아래로 오목하게 휘어질 수 있다.
이하에서, 도 8을 이용하여, 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 설비를 설명한다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치를 설명하기 위한 배면 사시도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 7을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 8을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 본딩 장치에서, 제1 돌출부(120)는 제5 및 제6 서브 돌출부(120e, 120f)를 포함한다.
제5 및 제6 서브 돌출부(120e, 120f)는 각각 진공홀(10H)과 제2 돌출부(130) 사이에 개재될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제5 및 제6 서브 돌출부(120e, 120f)는 진공홀(10H)을 둘러싸도록 배열될 수 있다.
예를 들어, 제5 서브 돌출부(120e)는 진공홀(10H)과 제2 돌출부(130) 사이에 개재될 수 있다. 제6 서브 돌출부(120f)는 예를 들어, 진공홀(10H)을 사이에 두고 제5 서브 돌출부(120e)로부터 이격될 수 있다. 제5 및 제6 서브 돌출부(120e, 120f)는 예를 들어, 제2 방향(Y)에서 서로 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 제5 서브 돌출부(120e)와 제6 서브 돌출부(120f) 사이에 개재될 수 있다. 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 예를 들어, 바디부(110)의 바닥면, 제5 서브 돌출부(120e)의 측면 및 제6 서브 돌출부(120f)의 측면에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제5 서브 돌출부(120e)와 제6 서브 돌출부(120f)가 제2 방향(Y)에서 서로 이격되는 경우에, 제1 트렌치(140)의 제2 부분(144)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 즉, 도 4의 제1 트렌치(140)와 달리, 도 8의 제1 트렌치(140)는 제2 방향(Y)으로 연장되는 제2 부분(144)을 포함하지 않을 수 있다.
상술한 것처럼, 제1 트렌치(140)에 인가되는 진공압은 본딩 장치에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)을 휘어지게 할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 제1 트렌치(140)는 제2 방향(Y)으로 연장되는 제2 부분(144)을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 본딩 장치(10)에 흡착되는 제1 반도체 패키지용 기판(20)은 제1 방향(X)에서보다 제2 방향(Y)에서 더 휘어질 수 있다. 즉, 형성되는 서브 돌출부들의 모양에 따라, 흡착되어 휘어지는 제1 반도체 패키지용 기판(20)의 모양이 조절될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 측면의 일부는 진공홀(10H)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(120; 예를 들어, 제5 서브 돌출부(120e))는 진공홀(10H)과 대향되는 제1 측면(120s1)을 포함할 수 있다. 제1 측면(120s1)은 진공홀(10H)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 진공홀(10H)이 원통형인 경우에, 제1 측면(120s1)은 반원을 그릴 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 돌출부(120)의 측면의 일부는 제2 돌출부(130)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(120; 예를 들어, 제6 서브 돌출부(120f))는 제2 돌출부(130)와 대향되는 제2 측면(120s2)을 포함할 수 있다. 제2 측면(120s2)은 제1 돌출부(120)와 대향되는 제2 돌출부(130)의 측면의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 돌출부(130)가 사각형으로 연장되는 경우에, 제2 측면(120s2)은 디귿 자 모양(ㄷ)을 그릴 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 본딩 장치 10D: 홈
10H: 진공홀 20: 제1 반도체 패키지용 기판
22: 제1 접속 부재 30: 제2 반도체 패키지용 기판
32: 제2 접속 부재 40: 프레임
45: 진공 펌프 110: 바디부
120: 제1 돌출부
120a, 120b, 120c, 120d: 제1 내지 제4 서브 돌출부
130: 제2 돌출부 140: 제1 트렌치
142, 144, 146: 제1 내지 제3 부분

Claims (10)

  1. 바디부;
    상기 바디부 내의 진공홀;
    상기 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부;
    상기 바디부의 바닥면으로부터 돌출되며, 상기 바디부의 바닥면의 중심으로부터 상기 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부; 및
    상기 바디부의 바닥면 및 상기 제1 돌출부의 측면에 의해 정의되며, 상기 진공홀과 연결되는 트렌치를 포함하고,
    상기 제2 돌출부의 바닥면은 상기 제1 돌출부의 바닥면보다 낮은 본딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진공홀은 상기 바디부의 바닥면으로부터 연장되어 상기 바디부를 관통하는 본딩 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진공홀은 상기 트렌치 내에 진공압을 인가하는 본딩 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 두께는 상기 제2 돌출부의 두께보다 작은 본딩 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제2 돌출부의 높이 차이는 500 μm 이하인 본딩 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 돌출부는 상기 바디부의 바닥면의 가장자리를 따라 연장되는 본딩 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 바닥면의 높이 및 상기 제2 돌출부의 바닥면의 높이 중 적어도 하나는, 상기 바디부의 바닥면의 중심에 가까워짐에 따라 증가하는 본딩 장치.
  8. 바디부;
    상기 바디부 내에, 상기 바디부의 바닥면으로부터 연장되는 진공홀;
    상기 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부; 및
    상기 바디부의 바닥면으로부터 상기 제1 돌출부보다 돌출되며, 상기 진공홀로부터 상기 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부를 포함하는 본딩 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는,
    상기 진공홀과 상기 제2 돌출부 사이의 제1 서브 돌출부와,
    상기 바디부의 바닥면과 평행한 제1 방향에서, 상기 제1 서브 돌출부로부터 이격되는 제2 서브 돌출부와,
    상기 바디부의 바닥면과 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서, 상기 제1 서브 돌출부로부터 이격되는 제3 서브 돌출부와,
    상기 진공홀을 사이에 두고 상기 제1 서브 돌출부로부터 이격되는 제4 서브 돌출부를 포함하는 본딩 장치.
  10. 반도체 패키지용 기판이 흡착되는 본딩 장치로,
    바닥면이 상기 반도체 패키지용 기판과 대향되는 바디부;
    상기 바디부의 바닥면으로부터 돌출되는 제1 돌출부; 및
    상기 바디부의 바닥면으로부터 상기 제1 돌출부보다 돌출되며, 상기 바디부의 바닥면의 중심으로부터 상기 제1 돌출부보다 이격되는 제2 돌출부를 포함하고,
    상기 반도체 패키지용 기판이 흡착될 때, 상기 반도체 패키지용 기판의 상면은 상기 제1 돌출부의 바닥면 및 상기 제2 돌출부의 바닥면과 접촉하는 본딩 장치.
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