KR20220005723A - 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법 - Google Patents

마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220005723A
KR20220005723A KR1020200083246A KR20200083246A KR20220005723A KR 20220005723 A KR20220005723 A KR 20220005723A KR 1020200083246 A KR1020200083246 A KR 1020200083246A KR 20200083246 A KR20200083246 A KR 20200083246A KR 20220005723 A KR20220005723 A KR 20220005723A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mask
inner diameter
substrate
copper
bonding
Prior art date
Application number
KR1020200083246A
Other languages
English (en)
Inventor
고윤성
안근식
Original Assignee
주식회사 프로텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 프로텍 filed Critical 주식회사 프로텍
Priority to KR1020200083246A priority Critical patent/KR20220005723A/ko
Priority to PCT/KR2021/008599 priority patent/WO2022010234A1/ko
Priority to TW110124738A priority patent/TWI757209B/zh
Publication of KR20220005723A publication Critical patent/KR20220005723A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/492Bases or plates or solder therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/492Bases or plates or solder therefor
    • H01L23/4924Bases or plates or solder therefor characterised by the materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/14Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/11001Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
    • H01L2224/11003Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for holding or transferring the bump preform
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/11001Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
    • H01L2224/11005Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for aligning the bump connector, e.g. marks, spacers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H01L2224/742Apparatus for manufacturing bump connectors

Abstract

본 발명은 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원기둥 형태의 구리 필러를 효과적으로 기판에 배치하여 고정밀도로 본딩하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법에 관한 것이다.
본 발명의 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법은 구리 필러의 누락 없이 빠르고 효과적으로 구리 필러를 기판에 배치하여 본딩할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법은 매우 작은 크기의 구리 필러를 기판에 탑재하는 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법{Method of Bonding Copper Pillar to PCB Using Mask}
본 발명은 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원기둥 형태의 구리 필러를 효과적으로 기판에 배치하여 고정밀도로 본딩하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법에 관한 것이다.
LSI(Large Scale Integration), LCD(Liquid Crystal Display)를 비롯한 반도체 장치 등을 실장할 때 전기적인 접속을 위해서 솔더 볼(solder ball)과 같은 도전성 볼을 이용하는 경우가 많다.
최근에는 이와 같은 도전성 볼을 대체하여 원기둥 형태의 구리 필러(copper pillar)를 사용하는 경우가 증가하고 있다. 반도체 칩과 기판 사이에 구리 필러를 배치하여 서로 본딩함으로써, 기판과 반도체 칩의 전기적 연결을 구현하는 방법이다.
구리 필러를 사용하면 솔더 볼을 사용하는 경우에 비해 더욱 좁은 간격으로 전극을 배치할 수 있어서, 반도체 칩 또는 반도체 패키지의 소형화 및 고집적화를 구현하는 것이 가능하다.
구 형태로 형성되는 솔더 볼과 달리 구리 필러는 원기둥 형태로 형성되므로, 이와 같은 구리 필러를 기판의 전극 패드 위에 정확하게 배치하고 본딩하기 위해서는 종래의 솔더 볼 탑재 방법과는 다른 별도의 공정이 필요하다.
특히, 솔더 볼보다 더 작은 크기이면서 원기둥 형태로 형성되는 구리 필러의 구조적 특징으로 인해 미세한 구리 필러는 기판의 정확한 위치에 세워서 배치하고 전극 패드에 본딩하는 데에 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 바와 어려움을 해결하기 위해 안출된 것으로, 작은 크기의 구리 필러를 빠르고 정확하게 누락없이 기판의 정확한 위치에 배치하여 본딩할 수 있는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법은, 원기둥 형태로 형성된 구리 필러들을 기판의 전극 패드에 본딩하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법에 있어서, (a) 전극 패드에 솔더 페이스트가 인쇄된 상기 기판을 마련하는 단계; (b) 평판 형상의 마스크 본체와, 상기 마스크 본체의 상하를 관통하도록 형성되는 다수의 마운팅 홀을 구비하고, 상기 마운팅 홀은 상기 마스크 본체의 상면으로 통하도록 형성되는 상측 내경부와 상기 마스크 본체의 하면으로 통하도록 형성되고 상기 상측 내경부보다 더 작은 내경을 가지는 하측 내경부를 구비하도록 형성되는 마스크를 마련하여 수평으로 배치하는 단계; (c) 상기 마스크의 하측에 상기 기판을 배치하는 단계; (d) 상기 마스크의 상면에 대해 상기 구리 필러들을 움직여서 상기 마스크의 각각의 마운팅 홀의 하측 내경부에 구리 필러를 탑재시켜서 구리 필러들을 상기 기판에 인쇄된 솔더 페이스트에 접촉시키는 단계; (e) 상기 (d) 단계를 완료한 후, 상기 마스크를 들어올려 상기 기판 위에 상기 구리 필러들을 남기는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계를 완료한 후, 상기 기판에 인쇄된 솔더 페이스트를 가열하여 상기 구리 필러들을 상기 기판에 본딩하는 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명의 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법은 구리 필러의 누락 없이 빠르고 효과적으로 구리 필러를 기판에 배치하여 본딩할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법은 매우 작은 크기의 구리 필러를 기판에 탑재하는 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법의 일례를 실시하기 위한 구리 필러 탑재 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 구리 필러 탑재 장치의 마스크의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 구리 필러 탑재 장치를 이용하여 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법의 일례를 실시하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 2에 도시된 마스크의 다른 실시예를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법을 실시하기 위한 구리 필러 탑재 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법의 일례를 실시하기 위한 구리 필러 탑재 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법을 실시하기 위한 구리 필러 탑재 장치는 마스크(200)와 기판 지지 모듈(500)과 마운팅 모듈(300)을 포함하여 이루어진다.
마스크(200)는 얇은 금속 평판 형태로 형성된다. 도 2를 참조하면, 금속 평판 형태의 마스크 본체(201)에는 마스크 본체(201)의 상하를 관통하도록 다수의 마운팅 홀(210)이 형성된다. 기판(100)에 실장할 원기둥 형태의 구리 필러(P; copper pillar)를 정해진 위치에 배치하여 기판(100)에 본딩할 준비를 하기 위해 마스크(200)를 사용한다.
기판(100)에 구리 필러(P)를 실장하고자 하는 위치와 대응하는 위치의 마스크 본체(201)에 마운팅 홀(210)이 형성된다. 마스크(200)의 마운팅 홀(210)에 두 개 이상의 구리 필러(P)가 탑재되는 것을 방지하기 위하여 마운팅 홀(210)의 깊이는 대략적으로 구리 필러(P)의 높이와 유사하게 형성된다. 마운팅 홀(210)의 깊이 즉, 마스크 본체(201)의 두께는 구리 필러(P)의 높이보다 조금 클 수도 있고 조금 작을 수도 있다.
도 2를 참조하면, 마운팅 홀(210)은 상측 내경부(212)와 하측 내경부(211)를 구비한다. 상측 내경부(212)는 마운팅 홀(210)의 상부에 해당하고 하측 내경부(211)는 마운팅 홀(210)의 하부에 해당한다. 즉, 상측 내경부(212)는 마스크 본체(201)의 상면으로 통하도록 형성되고, 하측 내경부(211)는 마스크 본체(201)의 하면을 통하도록 형성된다. 하측 내경부(211)의 내경(D1)은 구리 필러(P)의 외경보다 크고 상측 내경부(212)의 내경(D2)보다는 작게 형성된다. 상측 내경부(212) 및 하측 내경부(211)는 각각 상하 방향을 따라 내경이 일정하게 형성될 수도 있고 내경이 점차적으로 변하도록 형성될 수도 있다. 상측 내경부(212)의 상단부 내경(D2)은 하측 내경부(211)의 하단부 내경(D1)보다 크게 형성되는 것이 좋다. 이와 같은 마운팅 홀(210)의 구조로 인해 구리 필러(P)는 마운팅 홀(210)에 탑재하는 공정을 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 또한, 마스크(200)의 하측 내경부(211)의 높이(H1)는 상측 내경부(212)의 높이(H2)보다 크게 형성되는 것이 좋다. 이와 같은 구성에 의해 구리 필러(P)가 상측 내경부(212)에 의해 하측 내경부(211) 쪽으로 효과적으로 가이드되고, 일단 구리 필러(P)가 하측 내경부(211)에 삽입되면 그로부터 이탈되지 않게 된다.
한편, 상측 내경부(212)의 내경(D2)과 하측 내경부(211)의 내경(D1)의 차이는, 구리 필러(P)의 외경과 하측 내경부(211)의 내경(D1)의 차이보다 크게 형성되는 것이 좋다. 이와 같은 구조에 의해 구리 필러(P)를 하측 내경부(211)로 효과적으로 가이드할 수 있다. 또한, 하측 내경부(211)에 삽입된 구리 필러(P)의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 마스크(200)를 사용하여 본 발명에 따른 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법의 일례를 실시하는 과정을 설명한다.
먼저, 도 1에 도시한 것과 같이 각각의 전극 패드(110)에 솔더 페이스트가 인쇄된 기판(100)을 마련한다((a) 단계). 일반적으로 스크린 프린팅 방식을 사용하여 기판(100)에 솔더 페이스트를 인쇄하게 된다.
다음으로, 앞에서 설명한 바와 같이 구성된 마스크(200)를 마련하여 도 1에 도시한 것과 같이 수평으로 배치한다((b) 단계).
이와 같이 배치된 마스크(200)의 하측에 앞에서 마련한 솔더 페이스트가 인쇄된 기판(100)을 배치한다((c) 단계). 기판(100)은 도 1에 도시한 것과 같이 기판 지지 모듈(500)에 배치되어 고정된다. 기판 지지 모듈(500)은 기판(100)의 위치와 방향을 조정할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 상태에서 마스크(200)의 상면에 대해 구리 필러들(P)을 움직여서 마스크(200)의 마운팅 홀(210)의 하측 내경부(211)에 구리 필러(P)를 탑재시킨다((d) 단계). 이와 같이 구리 필러(P)를 마운팅 홀(210)의 하측 내경부(211)에 탑재시킴으로써 구리 필러들(P)을 각각 기판(100)의 전극 패드(110)에 인쇄된 솔더 페이스트에 접촉시킨다.
구리 필러(P)는 구리 또는 구리 합금 재질의 원기둥 형태로 형성된다. 경우에 따라서는 원기둥이 아니라 팔각 기둥이나 육각 기둥 등 다양한 형태로 형성된 구리 필러(P)를 사용하는 것도 가능하다.
일반적으로 구리 필러(P)의 높이는 구리 필러(P)의 외경보다 크게 형성된다. 마스크(200)의 상면에 대해 구리 필러들(P)을 무작위 방향으로 움직이면 구리 필러(P)가 마운팅 홀(210)에 탑재된다. 앞에서 설명한 바와 같이 마운팅 홀(210)의 상측 내경부(212)의 내경이 하측 내경부(211)의 내경보다 크기 때문에 구리 필러(P)는 더욱 용이하게 마운팅 홀(210)에 삽입될 수 있다. 하측 내경부(211)보다 더 크게 형성된 상측 내경부(212)의 구조로 인해 구리 필러(P)의 일부분이 상측 내경부(212)에 끼워지는 확률이 높아지게 된다. 구리 필러(P)의 일부분이 상측 내경부(212)에 끼워지면 상측 내경부(212)의 구조로 인해 구리 필러(P)는 하측 내경부(211)로 움직이도록 가이드될 확률이 높아진다. 이와 같이 상측 내경부(212)와 하측 내경부(211)로 구성된 마운팅 홀(210)의 구조로 인해 구리 필러(P)가 마운팅 홀(210)에 탑재될 확률이 높아진다. 결과적으로 마운팅 홀(210)에 구리 필러(P)를 탑재하는 공정의 시간과 수율이 향상되고, 마운팅 홀(210)에 구리 필러(P)가 탑재되지 않고 누락될 확률이 감소하게 된다.
구리 필러들(P)을 마스크(200)의 상면에 대해 움직이는 수단으로 다양한 구성이 사용될 수 있다. 본 실시예에는 도 1에 도시된 형태의 마운팅 모듈(300)을 사용하여 구리 필러들(P)을 마스크(200)의 마운팅 홀(210)에 탑재한다. 도 1에 도시된 마운팅 모듈(300)은 싸이클론 헤드라고 불리는 형태의 마운팅 모듈(300)이다.
마운팅 모듈(300)은 수용 부재(310)와 분사구(311)를 구비한다. 수용 부재(310)는 다수의 구리 필러들(P)을 수용할 수 있도록 원통형 용기 형태로 형성된다. 분사구(311)는 수용 부재(310)의 내벽을 통해 수용 부재(310)의 하단부로 연결되도록 형성되고, 수용 부재(310)의 내측으로 압축 공기를 분사할 수 있도록 형성된다. 분사구(311)를 통해 압축 공기가 분사되면 수용 부재(310) 내측의 구리 필러들(P)이 공기의 압력에 의해 임의의 방향으로 튀면서 빠르게 움직이게 된다. 이와 같이 수용 부재(310)의 내부에서 다수의 구리 필러들(P)이 높은 밀도로 수용된 상태에서 임의의 방향으로 움직이다가 일부분이 마운팅 홀(210)의 상측 내경부(212)에 걸리면 하측 내경부(211)까지 이동할 확률이 높아진다. 이와 같은 상태로 수용 부재(310)를 마스크(200)의 상면을 따라 수평 이송하면 수용 부재(310)가 경유한 경로의 마운팅 홀(210)들에 구리 필러들(P)이 순차적으로 탑재된다.
이와 같이 구리 필러들(P)이 마스크(200)의 마운팅 홀(210)에 탑재되면, 전극 패드(110)에 인쇄된 솔더 페이스트의 점성에 의해 구리 필러들(P)은 기판(100)에 임시 점착된 상태가 된다. 기판(100)에 비교적 큰 충격이 가해지지 않는 한, 구리 필러들(P)이 기판(100)에 붙어 있는 상태로 유지된다.
이와 같이 (d) 단계를 완료하면, 도 3에 도시한 것과 같이 기판(100)에 대해 마스크(200)를 들어올려 기판(100) 위에 구리 필러들(P)만 남기는 과정을 실시한다((e) 단계).
이와 같은 상태에서 기판(100)에 인쇄된 솔더 페이스트를 가열하여 기판(100)에 구리 필러들(P)을 본딩하게 된다((f) 단계).
(f) 단계는 다양한 방법으로 실시될 수 있다. 기판(100)을 오븐에 넣어 가열하는 방법으로 구리 필러들(P)을 본딩하는 것도 가능하다.
구리 필러(P)의 특성상 솔더 페이스트가 용융되는 과정에서 솔더 페이스트가 흐르면서 구리 필러(P)의 위치와 방향이 변경될 수 있으므로, 본 실시예에서는 도 4에 도시한 것과 같이 가압 부재(401)를 사용하여 구리 필러들(P)을 가압한 상태로 구리 필러들(P)을 기판(100)에 본딩하는 방법을 사용한다.
기판(100) 위에 배치된 구리 필러들(P) 위에 평판 형태의 가압 부재(401)를 배치하여 구리 필러들(P)을 가압한다((f-1) 단계). 이와 같이 가압 부재(401)의 무게 또는 가압력에 의해 구리 필러들(P)을 기판(100)에 대해 누른 상태로 본딩하면 구리 필러들(P)의 위치를 유지하면서 기판(100)에 본딩하는 것이 가능하다. 본 실시예의 경우 투명 재질로 형성된 가압 부재(401)를 사용하여 구리 필러들(P)을 가압한다.
다음으로, 기판(100)에 인쇄된 솔더 페이스트를 가열하여 구리 필러들(P)을 기판(100)의 전극 패드(110)에 본딩한다((f-2) 단계). 본 실시예의 경우 가압 부재(401)를 통해 레이저 광을 조사하여 솔더 페이스트를 가열한다. 레이저 광이 투명 재질의 가압 부재(401)를 투과하여 구리 필러들(P), 솔더 페이스트, 전극 패드(110), 기판(100)에 전달되어 에너지를 전달한다. 레이저 광에 의해 전달된 에너지가 솔더 페이스트를 가열하여 용융시킴으로써, 구리 필러들(P)을 기판(100)에 본딩한다.
이와 같이 투명 재질의 가압 부재(401)를 사용하여 구리 필러들(P)을 가압한 상태로 본딩 공정을 수행함으로써 구리 필러(P) 본딩 공정의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 레이저 광을 조사하는 방법으로 솔더 페이스트 및 그 주변 구성을 가열함으로써 빠르게 솔더 페이스트를 용융시킬 수 있고 본딩된 솔더 페이스트의 냉각도 빠르게 처리할 수 있는 장점이 있다. 동시에 레이저 광을 투과시키면서 가압 부재(401)에 의해 구리 필러(P)의 위치를 고정 또는 유지하면서 본딩 공정을 수행할 수 있다. 이와 같은 방법을 사용함으로써 기판(100)의 열변형을 방지하고 구리 필러(P)의 위치도 정확하게 유지하여 구리 필러(P) 본딩 공정의 생산성과 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞에서 마스크(200)는 도 2에 도시한 바와 같이 상측 내경부(212)와 하측 내경부(211)의 내경(D2, D1)이 일정하게 형성된 마운팅 홀(210)을 구비하는 경우를 예로 들어 설명하였으나 도 5 내지 도 8에 도시한 형태의 마스크를 비롯한 다양한 구조의 마스크를 사용하는 것이 가능하다.
도 5에 도시한 마스크는 마스크 본체(201)에 형성되는 마운팅 홀(220)의 상측 내경부(222)의 내경이 상측으로 갈수록 증가하도록 테이퍼 형상으로 형성되는 구조이다. 하측 내경부(221)의 내경은 일정하게 유지되고, 상측 내경부(222)의 상단부의 내경보다는 작고 하단부의 내경과는 동일하게 형성된다.
도 6에 도시한 마스크(230)는 마스크 본체(201)에 형성되는 마운팅 홀(230)의 상측 내경부(232)의 내경이 상측으로 갈수록 증가하도록 다단으로 형성되는 구조이다. 하측 내경부(231)의 내경은 일정하게 유지되고, 상측 내경부(232)의 상단부의 내경보다는 작게 형성된다.
도 7에 도시된 마스크는 마스크 본체(201)에 형성되는 마운팅 홀(240)의 상측 내경부(242)의 단면이 곡면 형태로 형성되어 상측으로 갈수록 증가하도록 형성된다. 하측 내경부(241)의 내경은 일정하게 유지된다.
도 8에 도시된 마스크는 하측 내경부(251)의 내경이 하측으로 갈수록 감소하도록 테이퍼 형태로 형성된다. 상측 내경부(252)의 내경은 하측 내경부(251)의 상단부의 내경보다 크게 형성되고 일정하게 형성된다.
마운팅 홀의 세부 형상을 다양하게 변형하더라도 마운팅 홀의 상부의 내경을 하부의 내경보다 크게 함으로써 구리 필러(P)가 하측 내경부로 가이드되어 삽입되는 것이 용이하면서 구리 필러(P)의 위치가 고정되도록 하는 장점이 있다.
또한, 앞에서 도 4에 도시한 것과 같이 투명 재질의 가압 부재(401)로 구리 필러들(P)을 기판(100)에 대해 가압한 상태에서 가압 부재(401)를 통해 레이저 광을 조사하는 방법으로 (f) 단계를 수행하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, (f) 단계를 실시하는 다른 다양한 방법이 가능하다.
도 9에 도시한 것과 같이 레이저 광을 발생시켜 조사하는 광원과 투명재질 가압 부재(402)가 일체로 형성된 발광 모듈(410)을 이용하여 (f) 단계를 실시하는 것도 가능하다. 발광 모듈(410)에 투명 재질 가압 부재(402)를 설치하고, 발광 모듈(410)을 하강시켜 구리 필러들(P)을 가압한 상태에서 레이저 광을 조사하여 구리 필러들(P)을 기판(100)에 본딩하게 된다. 이때, 레이저 광을 발생시키는 광원으로 빅셀(403; VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser, 수직 캐비티 표면 광방출 레이저)을 사용하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서 (b) 단계에 의해 마스크(200)를 먼저 배치한 상태에서 마스크(200)의 하측에 기판(100)을 배치하는 (c) 단계를 수행하는 것으로 설명하였으나, (b) 단계와 (c) 단계의 순서는 변경될 수 있다. 즉, 기판(100)을 배치한 상태에서 기판(100)의 상측에 마스크(200)를 배치하고 (d) 단계를 실시하는 것도 가능하다.
100: 기판 110: 전극 패드
500: 기판 지지 모듈 P: 구리 필러
200: 마스크 201: 마스크 본체
210, 220, 230, 240, 250: 마운팅 홀
211, 221, 231, 241, 251: 하측 내경부
212, 222, 232, 242, 252: 상측 내경부
300: 마운팅 모듈 310: 수용부재
311: 분사구 401, 402: 가압 부재
410: 발광 모듈 403: 빅셀

Claims (13)

  1. 원기둥 형태로 형성된 구리 필러들을 기판의 전극 패드에 본딩하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법에 있어서,
    (a) 전극 패드에 솔더 페이스트가 인쇄된 상기 기판을 마련하는 단계;
    (b) 평판 형상의 마스크 본체와, 상기 마스크 본체의 상하를 관통하도록 형성되는 다수의 마운팅 홀을 구비하고, 상기 마운팅 홀은 상기 마스크 본체의 상면으로 통하도록 형성되는 상측 내경부와 상기 마스크 본체의 하면으로 통하도록 형성되고 상기 상측 내경부보다 더 작은 내경을 가지는 하측 내경부를 구비하도록 형성되는 마스크를 마련하여 수평으로 배치하는 단계;
    (c) 상기 마스크의 하측에 상기 기판을 배치하는 단계;
    (d) 상기 마스크의 상면에 대해 상기 구리 필러들을 움직여서 상기 마스크의 각각의 마운팅 홀의 하측 내경부에 구리 필러를 탑재시켜서 구리 필러들을 상기 기판에 인쇄된 솔더 페이스트에 접촉시키는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계를 완료한 후, 상기 마스크를 들어올려 상기 기판 위에 상기 구리 필러들을 남기는 단계; 및
    (f) 상기 (e) 단계를 완료한 후, 상기 기판에 인쇄된 솔더 페이스트를 가열하여 상기 구리 필러들을 상기 기판에 본딩하는 단계;를 포함하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계는, 상기 마스크 위에 배치된 상기 구리 필러들을 움직이게 하는 마운팅 모듈을 사용하여 수행하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (d) 단계를 수행하는 상기 마운팅 모듈은 상기 마스크 위의 상기 구리 필러들에 압축 공기를 분사하여 상기 구리 필러들을 임의의 방향으로 움직이게 하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (d) 단계는, 상기 마운팅 모듈을 상기 마스크의 상면에 대해 수평 이송하면서 수행하고,
    상기 마운팅 모듈은, 상기 구리 필러들이 수용되는 용기 형태의 수용 부재와, 상기 수용 부재의 내측으로 압축 공기를 분사하도록 상기 수용 부재에 형성되는 분사구를 구비하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크의 마운팅 홀의 상측 내경부의 내경은 상측으로 갈수록 증가하도록 테이퍼 형상으로 형성되는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크의 마운팅 홀의 상측 내경부와 하측 내경부의 내경은 각각 상하로 일정하게 유지되고 상기 상측 내경부의 내경이 상기 하측 내경부의 내경보다 크게 형성되는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상측 내경부의 내경과 하측 내경부의 내경의 차이는, 상기 구리 필러의 외경과 상기 하측 내경부의 내경의 차이보다 크게 형성되는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 마스크의 하측 내경부의 높이는 상기 상측 내경부의 높이보다 크게 형성되는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크의 마운팅 홀의 상측 내경부의 내경은 상측으로 갈수록 증가하도록 다단으로 형성되는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f-1) 상기 기판 위에 배치된 구리 필러들 위에 평판 형태의 가압 부재를 배치하여 상기 구리 필러들을 가압하는 단계와,
    (f-2) 상기 기판에 인쇄된 솔더 페이스트를 가열하는 단계를 포함하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (f-1) 단계는 투명한 가압 부재를 사용하여 수행하고,
    상기 (f-2) 단계는 상기 가압 부재를 통해 레이저 광을 조사하여 상기 기판에 인쇄된 솔더 페이스트를 가열하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (f) 단계는, 레이저 광을 발생시켜 조사하는 광원과 상기 가압 부재가 일체로 형성된 발광 모듈을 이용하여 수행하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광 모듈의 광원은 빅셀(VCSEL)을 이용하여 레이저 광을 발광하는 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법.
KR1020200083246A 2020-07-07 2020-07-07 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법 KR20220005723A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200083246A KR20220005723A (ko) 2020-07-07 2020-07-07 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법
PCT/KR2021/008599 WO2022010234A1 (ko) 2020-07-07 2021-07-06 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법
TW110124738A TWI757209B (zh) 2020-07-07 2021-07-06 利用遮罩的銅柱基板結合方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200083246A KR20220005723A (ko) 2020-07-07 2020-07-07 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220005723A true KR20220005723A (ko) 2022-01-14

Family

ID=79342821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200083246A KR20220005723A (ko) 2020-07-07 2020-07-07 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20220005723A (ko)
TW (1) TWI757209B (ko)
WO (1) WO2022010234A1 (ko)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7476933B2 (en) * 2006-03-02 2009-01-13 Micron Technology, Inc. Vertical gated access transistor
KR101103302B1 (ko) * 2009-10-08 2012-01-11 엘지이노텍 주식회사 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
JP5891771B2 (ja) * 2011-01-18 2016-03-23 富士通株式会社 表面被覆方法、並びに半導体装置、及び実装回路基板
KR101934421B1 (ko) * 2012-11-13 2019-01-03 삼성전자 주식회사 반도체 소자 및 이의 제조 방법
KR102100867B1 (ko) * 2013-06-26 2020-04-14 삼성전자주식회사 솔더 볼 탑재 장치
CN110036471B (zh) * 2016-12-19 2023-10-10 拓自达电线株式会社 封装体基材和封装体基材的制造方法
JP6366799B1 (ja) * 2017-02-10 2018-08-01 ルーメンス カンパニー リミテッド マイクロledモジュール及びその製造方法
KR101975103B1 (ko) * 2017-06-20 2019-05-03 주식회사 프로텍 플립칩 레이저 본딩 장치 및 플립칩 레이저 본딩 방법
KR102078936B1 (ko) * 2018-11-07 2020-02-19 주식회사 프로텍 도전성 볼 탑재 방법
US11315870B2 (en) * 2018-11-21 2022-04-26 Globalfoundries U.S. Inc. Top electrode interconnect structures

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022010234A1 (ko) 2022-01-13
TWI757209B (zh) 2022-03-01
TW202203405A (zh) 2022-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3823030B1 (en) Method for manufacturing a micro-led display
KR101975103B1 (ko) 플립칩 레이저 본딩 장치 및 플립칩 레이저 본딩 방법
US7726546B2 (en) Bonding apparatus and bonding method
US7078819B2 (en) Microelectronic packages with elongated solder interconnections
JP4154397B2 (ja) 電子装置及びスタンドオフ部材及び電子装置の製造方法
JP3989434B2 (ja) 基板上にハンダを塗布する方法及び装置
US20080203138A1 (en) Method of mounting an electronic component and mounting apparatus
KR102149699B1 (ko) 레이저 용접을 이용하여 조립되는 프로브 핀, 그 프로브 핀의 조립 방법 및 여기에 사용되는 프로브 핀의 전기-광학 용접 시스템
KR20220005723A (ko) 마스크를 이용하는 구리 필러 기판 본딩 방법
KR20220005724A (ko) 가압식 구리 필러 기판 본딩 방법
JP2004006465A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20130128678A (ko) 솔더볼 공급장치
KR102430967B1 (ko) 레이저 디본딩 장치의 레이저 헤드 모듈
US20170023617A1 (en) Shaping of contact structures for semiconductor test, and associated systems and methods
KR20170140477A (ko) 레이저 리플로우 방법 및 이의 방법으로 제조되는 기판구조체
KR20210019785A (ko) 불량 전자부품 검사방법 및 이를 이용한 레이저 리웍 장치
JP2003318218A (ja) 曲面チップ基板、その製造方法、および、バンプ形成装置
KR20210099782A (ko) 레이저 디본딩 장치
KR100735755B1 (ko) 리프트 핀 레벨러들 및 그들을 이용해서 리프트 핀을정렬시키는 방법들
KR20190109130A (ko) 엘이디 디스플레이 패널 제조를 위한 엘이디 칩 어레이 방법
US20240006564A1 (en) Device configured to bond an electronic component, method for bonding an electronic component, and method for manufacturing a light-emitting diode display
WO2023277085A1 (ja) はんだバンプ形成用部材
WO2023277083A1 (ja) はんだバンプ形成方法
JP2013205485A (ja) 光射出部材の実装方法及び実装装置
KR101909109B1 (ko) 반도체 디바이스의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application