KR20230132215A - 다이 본딩 장치 - Google Patents

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KR20230132215A
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die bonding
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KR1020220029459A
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김창진
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 제1 콜릿을 포함하며, 다이 트랜스퍼 공정을 진행하도록 구성된 다이 트랜스퍼; 및 제2 콜릿을 포함하며, 다이 본딩 공정을 진행하도록 구성된 다이 어태치 유닛;을 포함하며, 상기 제1 콜릿의 하면의 형상과 상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 상이한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치를 제공한다.

Description

다이 본딩 장치 {DIE BONDING APPARATUS}
본 발명의 기술적 사상은 다이 본딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이를 이송시키는 다이 트랜스퍼 장치와 다이를 기판에 부착하는 다이 어태치 장치를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
웨이퍼로부터 분리된 다이들은 패키지 기판에 부착하여 반도체 패키지를 형성을 위한 패키지 공정을 시작하게 된다. 다이들은 안정적으로 이동되어야 하고, 이를 위하여 다이 트랜스퍼 장치의 신뢰도가 요구된다. 또한, 다이들이 패키지 기판에 대하여 안정적으로 부착되어야 하고, 이를 위하여 다이 어태치 장비의 신뢰도가 요구된다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 신뢰성이 향상된 다이 본딩 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 제1 콜릿을 포함하며, 다이 트랜스퍼 공정을 진행하도록 구성된 다이 트랜스퍼; 및 제2 콜릿을 포함하며, 다이 본딩 공정을 진행하도록 구성된 다이 어태치 유닛;을 포함하며, 상기 제1 콜릿의 하면의 형상과 상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 상이한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치를 제공한다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 콜릿의 하면의 형상은 평평(flat)한 형상을 가지며, 상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 아래로 둥근 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 콜릿의 하면의 곡률 반경의 범위는 20mm 내지 50mm일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 콜릿 및 상기 제2 콜릿 중 적어도 하나의 수평 길이의 범위는 1mm 내지 30mm일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 콜릿의 상면에 상기 제1 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하거나, 또는 상기 제2 콜릿의 상면에 상기 제2 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하는 식별 태그;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 식별 태그는 QR(quick response) 코드 및 바코드 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 식별 태그를 인식하도록 구성된 태그 리더기; 및 상기 다이 트랜스퍼 및 상기 다이 어태치 유닛 각각의 동작을 제어하도록 구성된 제어부;를 더 포함하고, 상기 태그 리더기는 상기 식별 태그를 인식하며, 상기 제어부는 상기 태그 리더기의 촬상 정보를 기초로 상기 다이 트랜스퍼가 상기 제1 콜릿에 결합하도록 제어하고, 및 상기 다이 어태치 유닛이 상기 제2 콜릿에 결합하도록 제어할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 기술적 사상은 다이 트랜스퍼 공정을 진행하도록 구성된 다이 트랜스퍼; 다이 본딩 공정을 진행하도록 구성된 다이 어태치 유닛; 상기 다이 트랜스퍼 및 상기 다이 어태치 유닛 각각의 동작을 제어하도록 구성된 제어부; 다이를 흡착하도록 구성된 제1 콜릿; 상기 다이를 흡착하도록 구성된 제2 콜릿; 상기 제1 콜릿의 상면에 상기 제1 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하거나, 또는 상기 제2 콜릿의 상면에 상기 제2 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하는 식별 태그; 및 상기 식별 태그를 인식하도록 구성된 태그 리더기;를 포함하며, 상기 제1 콜릿의 하면의 형상과 상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 상이하고, 상기 제어부는 상기 태그 리더기의 촬상 정보를 기초로 상기 다이 트랜스퍼가 상기 제1 콜릿 및 또는 제2 콜릿에 결합하도록 제어하고, 또는 상기 다이 어태치 유닛이 상기 제1 콜릿 및 또는 제2 콜릿에 결합하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치를 제공한다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 제1 콜릿의 제1 콜릿 하면과 제2 콜릿의 제2 콜릿 하면의 형상을 다르게 하여, 트랜스퍼 공정 및 본딩 공정을 효율적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 콜릿의 상면에 콜릿의 하면에 대한 정보를 포함하는 식별 코드를 배치하여, 다이 트랜스퍼 또는 다이 어태치 유닛이 공정에 맞는 콜릿과 결합할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 나타내는 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 콜릿의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 콜릿의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 나타내는 도면이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 콜릿 상면을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 콜릿 상면을 나타내는 평면도이다.
본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 실시예들은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 일부 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 실시예들을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 실시예들의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어들은 단지 실시예들의 설명을 위해 사용된 것으로, 본 실시예들을 한정하려는 의도가 아니다.
본 실시예들에 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 실시예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100a)를 나타내는 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 도 1a의 다이 본딩 장치(100)는 다이패드를 갖는 리드프레임 또는 일반적인 인쇄회로기판과 같은 서브스트레이트(20)의 윗면에 다이를 부착시키기 위한 장치로서, 대부분의 반도체 칩 패키지 제조에서 주로 이용된다. 도 1b의 다이 본딩 장치(100a)는 다이패드가 존재하지 않는 LOC형 리드프레임 또는 BOC(Board On Chip) 패키지 제조에서 사용되는 인쇄회로기판 등과 같은 서브스트레이트(20)의 밑면에 다이(11)를 부착시키기 위한 장치이다. 도 1b에서는 서브스트레이트(20)로서 LOC형 패키지 제조에 이용되는 LOC형 리드프레임이 적용되고 있다.
다이 본딩 장치(100, 100a)는 서브스트레이트(20)가 탑재되고 이동이 안내되는 인덱스 레일(110)과 웨이퍼(10)로부터 다이(11)를 분리 및 정렬시키기 위한 웨이퍼 스테이지(wafer stage, 120)와 상기 웨이퍼 스테이지(120)에 탑재된 웨이퍼(10)의 다이 간격을 증가시키도록 구성된 웨이퍼 익스팬더(wafer expander, 130)와, 웨이퍼(10)로부터 다이(11)를 집어 올려 이동시키는 다이 트랜스퍼(150)와, 상기 다이 트랜스퍼(150)로부터 인덱스 레일(110)에 위치한 서브스트레이트(20)에 부착시키는 다이 어태치 유닛(185)과, 인덱스 레일(110)에 위치한 서브스트레이트(20)의 하부에 설치된 본딩 스테이지(190)와 그 상부에 설치되어 반도체 칩 부착 과정에서 가압하는 다이 어태치 유닛(185) 및 다이(11)의 위치 보정을 위한 위치 상태를 검출하는 언더 비전 카메라(미도시)를 포함할 수 있다.
서브스트레이트(20)가 인덱스 레일(110)에 탑재 및 이동되어 소정 작업 위치에 대기하는 상태에서, 그리고 웨이퍼(10)가 웨이퍼 스테이지(120)에 탑재되고 웨이퍼 익스팬더(130)에 의해 웨이퍼 밑면에 부착되어 있는 자외선 테이프(15)를 잡아당김으로써 다이(11)들간 간격이 증가된 상태에서, 다이 트랜스퍼(150)의 픽커(미도시)에 의해 웨이퍼(10)로부터 양호한 상태의 다이(11)가 집어 올려져 서브스트레이트(20)의 접착제(25)가 도포되어 있는 실장 영역(23)으로 이송 및 부착되어 다이 본딩이 이루어진다. 다이 본딩의 정확도를 높이기 위하여 다이(11)의 정렬 상태가 비전 카메라에 의해 검사되고 그 검사 결과에 따라 웨이퍼 스테이지(120)의 위치 보정 동작이 이루어진다.
다이 본딩 장치(100)는 다이 트랜스퍼(150)에 의해 다이(11)가 본딩패드가 형성된 윗면이 상방을 향하도록 밑면이 서브스트레이트(20)에 도포된 접착제(25)에 부착되고 가압되어 다이 본딩된다. 다이 본딩이 이루어지는 과정에서 서브스트레이트(20) 하부에 위치하는 본딩 스테이지(390)가 서브스트레이트(20)를 지지하게 되며, 다이 본딩이 원활하게 이루어질 수 있도록 서브스트레이트(20)를 소정의 온도로 유지시켜 준다.
다이 트랜스퍼(150)는 웨이퍼 익스팬더(130)에 놓여진 다이(11)를 진공 흡착하여 픽업할 수 있도록 구성되어 있다.
다이 트랜스퍼(150)는 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에는 웨이퍼 익스팬더(130)에서 다이(11)를 픽업 후 이동하여 다이 스테이지(171)에 위치 이동하여 놓는 역할을 하며, LOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에 다이 트랜스퍼(150)는 다이(11)를 집어 올린 후에 플립 동작을 한 상태에서 다이 스테이지(171)를 거치지 않고 다이 어태치 유닛(185)에 다이(11)를 넘겨주는 역할을 한다. 다이 트랜스퍼(150)는 픽커의 수평을 조절하기 위한 기울임(tilt) 기능이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.
다이 스테이지 유닛(170)은 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에 필요한 장치로서, 다이 어태치 유닛(185)이 다이 스테이지(171)에 놓여진 다이(11)를 진공 흡착하여 픽업할 수 있도록 구성되어 있다.
다이 스테이지(171)는 구동 모터(미도시)에 의해 소정 거리만큼 후진 동작 후에 후진 동작과 더불어 하강 동작이 이루어지도록 안내하는 안내 슬릿(174)이 형성된 구동 안내판(173)과 결합될 수 있다. 구동 안내판(173)에서 다이 스테이지(171)는 하나 이상의 대기 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 다이 어태치 유닛(170)의 픽업을 위한 제1 대기 위치와 다이 어태치 유닛(170)의 픽업 후에 언더 비전 캡쳐가 이루어질 수 있도록 후방으로 소정 거리 후진된 제2 대기 위치 및 LOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에 장치 사용을 하지 않고 다이 트랜스퍼(150)와 간섭이 되지 않도록 제1 대기 위치의 후방 및 하방으로 이동되는 제3 대기 위치를 가질 수 있다. 이때 다이 스테이지 유닛(170)은 다이 스테이지(171)의 수평도 유지를 위하여 기울어(tilt)질 수 있다.
상기 다이 스테이지 유닛(170)의 형상 및 구성 장치들은 예시적인 것으로, 다이 스테이지 유닛(170)의 형상 및 구성 장치들은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 다이 스테이지 유닛(170)은 그 위치가 고정될 수 있다.
다이 어태치 유닛(185)은 다이 스테이지(171) 또는 다이 트랜스퍼(150)로부터 다이(11)를 공급받아 인덱스 레일(110)에 대기 중인 서브스트레이트(20)에 부착시키도록 구성된다. 다이 본딩 작업시 일정 압력 및 온도 조건이 필요하므로 힘과 온도 제어가 필수적이므로 온도 제어를 위한 히터와 온도 센서가 장착되도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 동작을 일반적인 경우와 LOC형인 경우에 대하여 각각 설명하기로 한다.
먼저, 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우를 도 1a를 참조하여 설명하면, 웨이퍼 익스팬더(130)에 의해 웨이퍼(10) 밑면에 부착된 자외선 테이프(15)가 확장되어 다이(11)의 분리가 용이하게 이루어지도록 된 상태에서 웨이퍼 스테이지(120) 내부의 이젝션 핀(도시안됨)에 의해 다이(11)가 밀어 올려진 상태에서 다이 트랜스퍼(150)가 다이(11)를 흡착하여 다이 스테이지(171)로 이송시킨다. 다이 어태치 유닛(185)이 다이 스테이지(171)로부터 다이(11)를 흡착한 소정 높이 상승하고 그 상태에서 다이 스테이지(171)가 제2 대기 위치로 이동된 후 언더 비전 카메라에 의해 검사가 이루어진다. 다이 어태치 유닛(185)이 인덱스 레일(110)로 이동하여 에러 값 보정후 서브스트레이트(20)에 다이 본딩을 한다.
LOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우를 도 1b을 참조하여 설명하면, 다이 본딩을 위하여 공급되는 서브스트레이트(20)는 뒤집힌 상태, 즉 접착 테이프(27)가 위쪽에 위치하도록 하는 상태로 공급된다. 다이 트랜스퍼(150)가 웨이퍼(10)로부터 다이(11)를 진공 흡착으로 집어 올려 이동시키는 데, 이동 과정 중에 다이 트랜스퍼(150)의 회전에 의해 다이(11)에 대한 플립 동작이 수행된다. 뒤집힌 상태의 다이(11)를 다이 어태치 유닛(185)이 픽업한 상태에서 언더 비전 카메라에 의해 언더 비전 검사가 이루어진다. 그리고, 다이 어태치 유닛(185)이 인덱스 레일(110)로 이동 후에 에러값 보정 후 다이를 서브스트레이트(20)의 실장 영역(23)에 도포되어 있는 접착제(25)에 올려놓고 가압하여 다이 본딩이 이루어진다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 다이 본딩 장치(100, 100a)는 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우 다이의 이동이 웨이퍼 익스팬더에서 다이 트랜스퍼(150)에 의해 다이 스테이지(171)의 픽업 위치로, 그리고 그 위치에서의 다이 어태치 유닛(170)에 의한 픽업 상태에서 언더 비전 검사, 그 후 인덱스 레일(110) 상에 대기 중인 서브스트레이트(20)에 다이 본딩이 이루어지는 순서로 동작이 이루어진다.
그리고, LOC형 또는 BOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우 다이(11)의 이동이 웨이퍼 익스팬더(130)에서 다이 트랜스퍼(150)에 의해 다이 스테이지(171)의 픽업 위치로 이동 및 플립 동작이 이루어지고, 그리고 그 위치에서의 다이 어태치 유닛(185)에 의한 픽업 상태에서 언더 비전 검사, 그 후 인덱스 레일(110) 상에 대기 중인 서브스트레이트(20)에 다이 본딩이 이루어지는 순서로 동작이 이루어진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 유닛(210)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 픽업 유닛(210)은 픽업 헤드(230)와 상기 픽업 헤드(230)에 부착된 상기 콜릿(220)을 포함할 수 있으며, 상기 콜릿(220)은 자기력을 이용하여 상기 픽업 헤드(230)에 장착될 수 있다. 특히, 상기 콜릿(220)에는 상기 반도체 소자를 흡착하기 위한 복수의 흡착홀들(222)이 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(230)에는 흡착홀들(222)에 진공을 제공하기 위한 공압 배관(232)이 구비될 수 있다.
상기 픽업 유닛(210)은 다이 트랜스퍼(150)의 하부 및/또는 다이 어태치 유닛(185)의 하부에 배치되어, 다이(11)를 흡착하여 들어올리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 픽업 유닛(210)은 다이 트랜스퍼(150)의 피커의 하부에 결합할 수 있다.
상기 콜릿(220)은 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 경질의 상부 패드(224)와 연질의 하부 패드(226)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 소자를 흡착하기 위한 흡착홀들(22)은 상부 패드(224)와 하부 패드(226)를 관통하여 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(230)의 공압 배관(232)과 연통될 수 있다.
콜릿(220)은 알루미늄과 같은 금속과 같은 단단한 물질을 포함하거나 및/또는 폴리머, 고무와 같은 유연한 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 콜릿(220)의 재료는 이에 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 상부 패드(224)는 금속(예를 들어, 알루미늄)과 같은 단단한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 콜릿(220)의 수평 길이의 범위는 약 1mm 내지 약 30mm일 수 있다.
상부 패드(224)는 픽업 헤드(230)와 연결될 수 있으며, 하부 패드(226)는 다이(11)와 접촉할 수 있다. 하부 패드(226)가 유연한 물질을 포함하는 경우, 하부 패드(226)에 다이(11)가 흡착될 때, 하부 패드(226)가 받는 힘에 대한 복원력을 증가시켜, 하부 패드(226)의 변형을 방지함으로써 다이(11)와 하부 패드(226) 사이의 들뜸을 의미하는 보이드(void)가 최소화 될 수 있다.
일 예로서, 상기 픽업 헤드(230)는 상기 콜릿(220)이 장착될 수 있도록 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 상기 픽업 유닛(210)을 이송하기 위한 이송부(미도시)와 연결되는 구동축을 포함할 수 있다. 상기 구동축으로는 중공축이 사용될 수 있으며, 공압 배관(232)으로서 기능할 수 있다. 그러나, 상기 픽업 헤드(230)와 상기 콜릿(220)의 형상은 사각에 한정되지 않으며, 경우에 따라서 원형 등 다양한 형태가 사용될 수 있으므로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
한편, 상기 픽업 헤드(230)와 상기 콜릿(220)은 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다. 일 예로서, 상기 픽업 헤드(230)에는 상기 자기력을 제공하기 위하여 헤드용 영구자석(234)이 구비될 수 있으며, 상기 콜릿(220)의 상부 패드(224)는 자성체로 이루어질 수 있다. 또 한편으로, 상기 픽업 헤드(230)의 하부면 가장자리 부위에는 상기 콜릿(220)의 장착 위치를 안내하기 위한 가이드 부재들(236)이 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 콜릿(220-1)의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 콜릿(220-2)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1a 내지 도 4를 참조하면, 제1 콜릿(220-1)은 제1 콜릿 상면(220-1TF) 및 제1 콜릿 하면(220-1BF)을 포함할 수 있고, 제2 콜릿(220-2)은 제2 콜릿 상면(220-2TF) 및 제2 콜릿 하면(220-2BF)을 포함할 수 있다.
제1 콜릿 상면(220-1TF) 및 제2 콜릿 상면(220-2TF)은 픽업 헤드(230)와 접촉할 수 있다. 또한, 제1 콜릿 하면(220-1BF) 및 제2 콜릿 하면(220-2BF)은 다이(11)와 접촉할 수 있다. 제1 콜릿 상면(220-1TF) 및 제2 콜릿 상면(220-2TF)은 평평한(flat) 형상을 가질 수 있다. 제1 콜릿 하면(220-1BF) 은 평평한 형상을 가질 수 있고, 제2 콜릿 하면(220-2BF)은 아래로 둥근 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 콜릿 하면(220-1BF)이 평평한 형상을 가져, 제1 콜릿(220-1)에 다이(11)가 흡착될 때, 상기 제1 콜릿(220-1)은 용이하게 다이(11)를 흡착할 수 있다. 즉, 제1 콜릿 하면(220-1BF)이 평평한 경우, 상기 제1 콜릿(220-1)은 상기 다이(11)를 용이하게 픽업할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(10) 상의 다이(11)를 다이 트랜스퍼(150)가 픽업할 때, 상기 제1 콜릿 하면(220-1BF)이 평평한 형상을 가져, 제1 콜릿(220-1)이 상기 다이(11)에 가해지는 힘이 고르게 분산될 수 있다. 따라서, 다이 픽업 품질이 상승할 수 있다.
상기 제2 콜릿 하면(220-2BF)이 아래로 둥근 형상을 가져, 제2 콜릿(220-2)이 다이(11)를 본딩할 때, 제2 콜릿(220-2)과 다이(11) 사이의 들뜸 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 제2 콜릿(220-2)과 다이(11) 사이의 보이드가 감소될 수 있다. 즉, 제2 콜릿 하면(220-2BF)이 아래로 둥근 형상을 가지는 경우, 다이 어태치 유닛(185)은 다이(11)를 패키지 기판 상에 용이하게 본딩할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다이 어태치 유닛(185)이 제2 콜릿(220-2)과 결합하여, 다이 본딩 공정 시, 다이 어태치 유닛(185)은 다이(11)를 용이하게 서브스트레이트(20)에 본딩할 수 있다. 따라서, 다이 부착 품질이 우수해질 수 있다.
예를 들어, 제2 콜릿 하면(220-2BF)의 곡률 반경의 범위는 약 20mm 내지 약 50mm일 수 있다. 상기 제2 콜릿 하면(220-2BF)의 곡률 반경이 약 20mm 내지 약 50mm일 때, 보이드 발생을 최대로 줄일 수 있다.
종래에는 다이 트랜스퍼에 배치된 제1 콜릿 하면의 형상과 다이 어태치 장치에 배치된 제2 콜릿 하면의 형상이 동일하였다. 따라서, 제1 콜릿 하면과 제2 콜릿 하면이 모두 평평한 형상을 가질 경우, 다이를 픽업하기에는 용이하나, 다이를 패키지 기판에 본딩하는 것은 용이하지 않았다. 좀 더 자세하게, 다이를 패키지 기판에 본딩하는 경우, 제2 콜릿에 약간의 변형에 의하여도 다이의 가운데나 가장자리 부분에서 들뜸 현상이 발생하여, 제2 콜릿과 다이 사이의 보이드가 유발될 수 있었다.
반대로, 제1 콜릿 하면과 제2 콜릿 하면이 모두 아래로 둥근 형상을 가질 경우, 다이를 패키지 기판에 본딩하는 것은 용이하나, 다이를 픽업하기에는 용이하지 않았다. 따라서, 다이를 픽업할 때, 더 많은 스트레스가 다이에 가해졌고, 다이의 신뢰성이 상대적으로 낮았다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100b)를 나타내는 도면이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100c)를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 콜릿 상면(220-1TF)을 나타내는 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 콜릿 상면(220-2TF)을 나타내는 평면도이다.
상술한 바와 같이, 도 5a의 다이 본딩 장치(100b)는 일반적인 다이 본딩 공정을 진행하는 경우에 사용될 수 있고, 도 5b의 다이 본딩 장치(100c)는 LOC형다이 본딩 공정을 진행하는 경우에 사용될 수 있다.
도 5a의 다이 본딩 장치(100b) 및 도 5b의 다이 본딩 장치(100c)는 도 1a의 다이 본딩 장치(100)와 도 1b의 다이 본딩 장치(100a)와 비교하여, 식별 태그(310), 태그 리더기(320) 및 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 7를 참조하면, 상기 제1 콜릿 상면(220-1TF)의 상면 상에, 제1 콜릿(220-1)의 형상 및/또는 스펙(spec)에 대한 정보를 포함하는 식별 태그(310)가 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 식별 태그(310)는 QR(quick response) 코드 및/또는 바코드 일 수 있다.
또한, 상기 제2 콜릿 상면(220-2TF)의 상면 상에, 제2 콜릿(220-2)의 형상 및/또는 스펙(spec)에 대한 정보를 포함하는 식별 태그(310)가 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 식별 태그(310)는 QR 코드 및/또는 바코드 일 수 있다. 태그 리더기(320)는 상기 식별 태그(310)를 이미지 베이스 방식으로 촬상할 수 있다. 상기 태그 리더기는 촬상한 상기 식별 태그(310)의 정보를 제어부(400)에 전달할 수 있다. 상기 태그 리더기(320)는 다이 본딩 장치(100b, 100c)의 구성부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 태그 리더기(320)는 웨이퍼 익스팬더(130)의 상면및/또는 다이 스테이지(171)의 상면에 근접하여 배치될 수 있다.
제어부(400)는 다이(11)의 형상, 다이(11)의 스펙 및/또는 진행하고자 하는 다이 공정(예를 들어, 어태치 공정 또는 본딩 공정)의 종류에 기초하여, 다이 트랜스퍼(150) 및/또는 다이 어태치 유닛(185)이 제1 콜릿(220-1) 및/또는 제2 콜릿(220-2)과 결합하도록 제어할 수 있다
상기 제어부(400)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리 장치와, 소정의 연산 및 알고리즘을 수행하도록 구성된 프로세서, 예를 들어 마이크로 프로세서, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 전기적 신호를 수신 및 송신하기 위한 수신기 및 전송기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 일반적인 다이 트랜스퍼 공정을 진행하는 경우, 제어부(400)는 다이 트랜스퍼(150)가 제1 콜릿(220-1)과 결합하도록 제어할 수 있다. 또한, 일반적인 다이 본딩 공정을 진행하는 경우, 제어부(400)는 다이 어태치 유닛(185)이 제2 콜릿(220-2)과 결합하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 픽업이 용이하지 않은 다이(11)에 대해 트랜스퍼 공정 및/또는 본딩 공정을 진행하는 경우, 제어부(400)는 다이 트랜스퍼(150) 및/또는 다이 어태치 유닛(185)이 제1 콜릿(220-1)과 결합하도록 제어할 수 있다.
반대로, 픽업이 용이한 다이(11)에 대해 트랜스퍼 공정 및/또는 본딩 공정을 진행하는 경우, 제어부(400)는 다이 트랜스퍼(150) 및/또는 다이 어태치 유닛(185)이 제2 콜릿(220-2)과 결합하도록 제어할 수 있다.
100, 100a ~ 100c: 다이 본딩 장치 150: 다이 트랜스퍼
185: 다이 어태치 유닛 220: 콜릿
220-1: 제1 콜릿 220-2: 제2 콜릿
310: 식별 태그 320: 태그 리더기
400: 제어부

Claims (10)

  1. 제1 콜릿을 포함하며, 다이 트랜스퍼 공정을 진행하도록 구성된 다이 트랜스퍼; 및
    제2 콜릿을 포함하며, 다이 본딩 공정을 진행하도록 구성된 다이 어태치 유닛;을 포함하며,
    상기 제1 콜릿의 하면의 형상과 상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 상이한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 콜릿의 하면의 형상은 평평(flat)한 형상을 가지며,
    상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 아래로 둥근 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 콜릿의 하면의 곡률 반경의 범위는 20mm 내지 50mm인 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 콜릿 및 상기 제2 콜릿 중 적어도 하나의 수평 길이의 범위는 1mm 내지 30mm인 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 콜릿의 상면에 상기 제1 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하거나,
    또는
    상기 제2 콜릿의 상면에 상기 제2 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하는
    식별 태그;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 식별 태그는 QR(quick response) 코드 및 바코드 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 식별 태그를 인식하도록 구성된 태그 리더기; 및
    상기 다이 트랜스퍼 및 상기 다이 어태치 유닛 각각의 동작을 제어하도록 구성된 제어부;를 더 포함하고,
    상기 태그 리더기는 상기 식별 태그를 인식하며,
    상기 제어부는 상기 태그 리더기의 촬상 정보를 기초로
    상기 다이 트랜스퍼가 상기 제1 콜릿에 결합하도록 제어하고, 및
    상기 다이 어태치 유닛이 상기 제2 콜릿에 결합하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 다이 트랜스퍼 공정을 진행하도록 구성된 다이 트랜스퍼;
    다이 본딩 공정을 진행하도록 구성된 다이 어태치 유닛;
    상기 다이 트랜스퍼 및 상기 다이 어태치 유닛 각각의 동작을 제어하도록 구성된 제어부;
    다이를 흡착하도록 구성된 제1 콜릿;
    상기 다이를 흡착하도록 구성된 제2 콜릿;
    상기 제1 콜릿의 상면에 상기 제1 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하거나,
    또는
    상기 제2 콜릿의 상면에 상기 제2 콜릿의 하면의 형상의 정보를 포함하는
    식별 태그; 및
    상기 식별 태그를 인식하도록 구성된 태그 리더기;를 포함하며,
    상기 제1 콜릿의 하면의 형상과 상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 상이하고,
    상기 제어부는 상기 태그 리더기의 촬상 정보를 기초로
    상기 다이 트랜스퍼가 상기 제1 콜릿 및 또는 제2 콜릿에 결합하도록 제어하고, 또는
    상기 다이 어태치 유닛이 상기 제1 콜릿 및 또는 제2 콜릿에 결합하도록 제어
    하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 콜릿의 하면의 형상은 평평한 형상을 가지며,
    상기 제2 콜릿의 하면의 형상은 아래로 둥근 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 식별 태그는 QR 코드 및 바코드 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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