KR20240061524A - 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법 - Google Patents

반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240061524A
KR20240061524A KR1020220158474A KR20220158474A KR20240061524A KR 20240061524 A KR20240061524 A KR 20240061524A KR 1020220158474 A KR1020220158474 A KR 1020220158474A KR 20220158474 A KR20220158474 A KR 20220158474A KR 20240061524 A KR20240061524 A KR 20240061524A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cavity
molding
loader
mold
side cavity
Prior art date
Application number
KR1020220158474A
Other languages
English (en)
Inventor
박준우
김규형
김승환
김정주
김종완
이용관
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/468,192 priority Critical patent/US20240145268A1/en
Publication of KR20240061524A publication Critical patent/KR20240061524A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/565—Moulds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법이 제공된다. 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치는 상부 캐비티, 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 제1 측부 캐비티에 연결되고, 제1 측부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부를 포함하는 상부 금형, 및 패키지 기판과 적어도 하나의 반도체 칩을 포함하는 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하고, 제1 측부 캐비티와 제2 측부 캐비티 사이의 제1 방향으로의 폭은 패키지 기판의 제1 방향으로의 폭보다 작고, 반도체 칩의 제1 경계 및 제2 경계 사이의 제1 방향으로의 폭보다 크다.

Description

반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법{MOLDING APPARATUS FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR PACKAGE AND MOLDING METHOD OF SEMICONDUCTOR PACKAGE }
본 발명은 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지는 반도체 칩을 외부의 충격으로부터 보호하기 위해 몰딩 공정을 통해 반도체 칩과 반도체 칩이 실장된 패키지 기판의 상면을 밀봉한다. 이와 같은 몰딩 공정을 통해 반도체 패키지의 몸체를 형성함으로써 외부의 열적, 기계적 충격으로부터 내부의 반도체 칩을 보호할 수 있다.
한편, 전자 산업의 발달로 인하여, 전자 부품의 고기능화, 고속화 및 소형화 요구가 증대되고 있다 이러한 추세에 대응하여, 고용량의 반도체 패키지를 제공하기 위한 다양한 기술들이 연구 개발되고 있다. 이처럼, 고용량의 반도체 패키지를 제공하기 위해 하나의 반도체 패키지에 2~3개의 반도체 칩들을 탑재하는 스택 패키지(stack package) 및 멀티 칩 패키지(multi chip package) 기술에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
그러나, 이와 같이 하나의 패키지 내에 다수의 반도체 칩들을 탑재하는 경우, 반도체 패키지 몰딩 공정을 수행할 시에 몰딩 부재(또는 몰딩 재료)의 상부 및 측부의 마진이 감소하여 몰딩 부재가 원할히 흐르지 못해 몰딩 부재의 미충진 및 보이드 트랩(void trap)과 같은 불량이 발생할 수 있다.
이에 따라, 다수의 반도체 칩들이 탑재되는 반도체 패키지에 대한 몰딩 공정 수행 시 몰딩 부재의 미충진 및 보이드 트랩 불량 발생을 방지할 수 있는 기술에 대한 연구가 진행중이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 신뢰성을 개선한 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 신뢰성을 개선한 반도체 패키지의 몰드 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치는, 상부 캐비티, 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 제1 측부 캐비티에 연결되고, 제1 측부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부를 포함하는 상부 금형, 및 패키지 기판과 적어도 하나의 반도체 칩을 포함하는 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하고, 제1 측부 캐비티와 제2 측부 캐비티 사이의 제1 방향으로의 폭은 패키지 기판의 제1 방향으로의 폭보다 작고, 반도체 칩의 제1 경계 및 제2 경계 사이의 제1 방향으로의 폭보다 크다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법은, 상부 캐비티, 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 제1 측부 캐비티에 연결되고, 제1 측부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부, 제2 측부 캐비티에 연결되고, 제2 측부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 상부 금형 및 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치에 있어서, 제1 구동부에 의해 제1 측부 캐비티의 제1 방향으로의 위치를 설정하고, 상부 금형을 제2 방향으로 이동시키는 제1 로더 및 하부 금형을 제2 방향으로 이동시키는 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 이격하고, 제3 로더에 의해 몰딩 대상물을 하부 캐비티상에 안착하고, 제1 로더 및 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 클램핑하고, 제4 로더에 의해 상부 캐비티, 제1 측부 캐비티, 및 제2 측부 캐비티의 내부에 몰딩 재료를 제공하고, 제1 로더 및 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 분리하되, 제1 구동부 및 제2 구동부는 웨지 메커니즘(wedge mechanism)에 의해 동작한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법은, 상부 캐비티, 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 상부 캐비티에 연결되고, 상부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부를 포함하는 상부 금형 및 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치에 있어서, 제1 구동부에 의해 상부 캐비티를 제1 위치로 설정하고, 상부 금형을 제1 방향으로 이동시키는 제1 로더 및 하부 금형을 제1 방향으로 이동시키는 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 이격하고, 제3 로더에 의해 몰딩 대상물을 하부 캐비티상에 안착하고, 제1 로더 및 제2 로더에 의해 몰딩 대상물의 최상단과 상부 캐비티 사이에 빈 공간이 없도록 상부 금형 및 하부 금형을 클램핑하고, 제4 로더에 의해 상부 캐비티, 제1 측부 캐비티, 및 제2 측부 캐비티의 내부에 몰딩 재료를 제공하고, 제1 로더 및 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 분리하고, 제1 구동부에 의해 상부 캐비티를 제1 위치보다 제1 방향으로 낮은 제2 위치로 설정하고, 제1 로더 및 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 다시 클램핑하고, 제4 로더에 의해 몰딩 대상물의 최상단에 몰딩 재료를 제공하고, 제1 로더 및 제2 로더에 의해 상부 금형 및 하부 금형을 다시 분리한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1 내지 도 3은 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치를 설명하기 위한 예시적인 도면들이다.
도 4는 도 1의 Ⅰ를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치의 효과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 도 1의 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치의 상부 캐비티, 측부 캐비티들, 및 하부 캐비티의 내부에 음각이 형성된 구조를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 7은 도 6의 Ⅱ를 확대하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 상부 금형과 하부 금형이 클램핑된 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10 내지 도 15는 몇몇 실시에에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.
도 16은 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17 내지 도 26은 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 3은 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치를 설명하기 위한 예시적인 도면들이다.
먼저 도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 상부 금형(100), 하부 금형(200), 및 몰딩 재료 제공부(300)를 포함할 수 있다. 상부 금형(100)은 상부 캐비티(top cavity, 110), 측부 캐비티(side cavity 1, 120), 측부 캐비티(side cavity 2, 130), 구동부(driving part 1, 140), 구동부(driving part 2, 150), 구동부(driving part 3, 160)를 포함할 수 있다. 하부 금형(200)은 하부 캐비티(bottom cavity, 210)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 상부 금형(200)에 상부 캐비티(TC1, 110)가 형성되고, 상부 캐비티(TC1, 110)에 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)가 좌우 대칭으로 형성된 구조일 수 있다. 또한, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 상부 금형(100)의 하부에 하부 금형(200)이 배치되고, 하부 금형(200)에 하부 캐비티(BC1, 210)가 형성된 구조일 수 있다.
또한, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 좌우 대칭 구조를 가짐으로써 한 번의 몰딩 형성 공정으로 2개의 몰딩 대상물을 몰딩할 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치는 좌우 대칭이 아닌 구조일 수 있다.
이하에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 좌우 대칭 구조를 갖는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)를 예시로 들어 설명한다. 또한, 도 1에 도시된 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)의 오른쪽에 도시된 구조를 예시로 들어 설명한다. 이 때, 도 1의 오른쪽에 도시된 구조에 대한 설명은 도 1의 왼쪽에 도시된 구조에도 동일하게 적용될 수 있다.
구동부(DP1, 140)는 상부 캐비티(TC1, 110)에 연결되어 상부 캐비티(TC1, 110)를 제1 방향(Z)으로 이동시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구동부(DP1, 140)는 웨지 메커니즘(wedge mechanism)에 의해 동작할 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며, 구동부(DP1, 140)는 상부 캐비티(TC1, 110)를 제1 방향(Z)으로 이동시키기 위한 모든 동작 메커니즘에 의해 동작할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 구동부(DP1, 140)는 슬라이딩 블록(SB1, 141), 모터(M1, 142), 실린더(C1, 143)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 블록(SB1, 141)은 실린더(C1, 143)의 제1 방향(Z)으로의 위치를 조절하기 위한 경사면을 가질 수 있다. 모터(M1, 142)는 슬라이딩 블록(SB1, 141)에 연결되어 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 제2 방향(X)으로 왕복 이동하도록 제어할 수 있다.
실린더(C1, 143)는 모터(M1, 142)로부터 동력을 전달 받은 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 제2 방향(X)으로 전진 이동(예를 들어, 왼쪽 방향으로 이동)하는 것에 따라, 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 실린더(C1, 143)는 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 제2 방향(X)으로 후진 이동(예를 들어, 오른쪽 방향으로 이동)하는 것에 따라, 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동할 수 있다.
실린더(C1, 143)는 상부 캐비티(TC1, 110)에 연결될 수 있다. 따라서, 실린더(C1, 143)가 제1 방향(Z)으로 이동하는 것에 따라, 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 위치가 변화할 수 있다. 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 위치는 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제1 방향(Z)으로의 높이를 결정할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 모터(M1, 142)로부터 동력을 많이 전달 받을 경우, 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 제2 방향(X)으로 큰 폭으로 전진 이동(예를 들어, 왼쪽 방향으로 이동)할 수 있다. 이에 따라, 실린더(C1, 143)가 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 큰 폭으로 이동할 수 있다. 이처럼, 실린더(C1, 143)가 제1 방향(Z)으로 큰 폭으로 하강할 경우 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제1 방향(Z)으로의 높이는 낮게 형성될 수 있다.
한편, 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 모터(M1, 142)로부터 동력을 적게 전달 받을 경우, 슬라이딩 블록(SB1, 141)이 제2 방향(X)으로 상대적으로 작은 폭으로 전진 이동(예를 들어, 왼쪽 방향으로 이동)할 수 있다. 이에 따라, 실린더(C1, 143)가 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 상대적으로 작은 폭으로 이동할 수 있다. 이처럼, 실린더(C1, 143)가 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 작은 폭으로 하강할 경우 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제1 방향(Z)으로의 높이는 상대적으로 높게 형성될 수 있다.
이처럼, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 웨지 메커니즘에 의해 동작하는 구동부(DP1, 140)에 의해 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 높이를 조절함으로써 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제1 방향(Z)으로의 높이를 다양하게 설정할 수 있다.
측부 캐비티(SC1, 120)는 상부 캐비티(TC1, 110)의 일 측에 형성될 수 있다. 측부 캐비티(SC2, 130)는 상부 캐비티(TC1, 110)의 타 측에 형성될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서 상부 캐비티(TC1, 110)의 서로 대향되는 일 측과 타 측에 각각 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)가 서로 마주보는 형태로 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)는 각각 구동부(DP2, 150)와 구동부(DP3, 160)에 의해 제2 방향(X)으로 이동할 수 있다. 이하에서는 측부 캐비티(SC1, 120)가 구동부(DP2, 150)에 의해 제2 방향(X)으로 이동하는 것을 예시로 들어 설명하나, 측부 캐비티(SC2, 130)가 구동부(DP3, 160)에 의해 제2 방향(X)으로 이동하는 것 또한 동일한 동작 원리가 적용될 수 있다.
구동부(DP2, 150)는 측부 캐비티(SC1, 120)에 연결되어 측부 캐비티(SC1, 120)를 제2 방향(X)으로 이동시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구동부(DP2, 150)는 웨지 메커니즘에 의해 동작할 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며, 구동부(DP2, 150)는 측부 캐비티(SC1, 120)를 제2 방향(X)으로 이동시키기 위한 모든 동작 메커니즘에 의해 동작할 수 있다.
몇몇 실시예에서 구동부(DP2, 150)는 슬라이딩 블록(SB2, 151), 모터(M2, 152), 실린더(C2, 153)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 블록(SB2, 151)은 실린더(C2, 153)의 제2 방향(X)으로의 위치를 조절하기 위한 경사면을 가질 수 있다. 모터(M2, 152)는 슬라이딩 블록(SB2, 151)에 연결되어 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)으로 왕복 이동할 수 있도록 제어할 수 있다.
실린더(C2, 153)는 모터(M2, 152)로부터 동력을 전달 받은 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 전진 이동하는 것에 따라, 제2 방향(X)의 일 측(예를 들어, 왼쪽 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 실린더(C2, 153)는 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 후진 이동하는 것에 따라, 제2 방향(X)의 타 측(예를 들어, 오른쪽 방향)으로 이동할 수 있다.
실린더(C2, 153)는 측부 캐비티(SC1, 120)에 연결될 수 있다. 따라서, 실린더(C2, 120)가 제2 방향(X)으로 이동하는 것에 따라, 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치가 변화할 수 있다. 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치는 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제2 방향(X)으로의 폭을 결정할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 모터(M2, 152)로부터 동력을 많이 전달 받을 경우, 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)으로 큰 폭으로 전진 이동(예를 들어, 아래쪽 방향으로 이동)할 수 있다. 이에 따라, 실린더(C2, 153)가 제2 방향(X)의 일 측(예를 들어, 왼쪽 방향)으로 큰 폭으로 이동할 수 있다. 이처럼, 실린더(C2, 153)가 제2 방향(X)으로 큰 폭으로 이동할 경우 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제2 방향(X)으로의 폭은 작게 형성될 수 있다.
한편, 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 모터(M2, 152)로부터 동력을 적게 전달 받을 경우, 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)으로 상대적으로 작은 폭으로 전진 이동(예를 들어, 아래쪽 방향으로 이동)할 수 있다. 이에 따라, 실린더(C2, 153)가 제2 방향(X)으로 상대적으로 작은 폭으로 이동할 수 있다. 이처럼, 실린더(C2, 153)가 제2 방향(X)으로 작은 폭으로 이동할 경우 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제2 방향(X)으로의 폭은 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 즉, 모터(M2, 152)를 회전하여 슬라이딩 방식으로 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 경사면에 진입하는 정도에 따라 몰드 바디의 제2 방향(X)으로의 폭을 결정할 수 있다.
이처럼, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 웨지 메커니즘에 의해 동작하는 구동부(DP2, 150)와 구동부(DP3, 160)에 의해 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)의 제2 방향(X)으로의 위치를 조절함으로써 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제2 방향(X)으로의 폭을 다양하게 설정할 수 있다.
하부 캐비티(BC1, 210)는 상부 캐비티(TC1, 110)와 대향 배치될 수 있다. 하부 캐비티(BC1, 210) 상에 몰딩 대상물(400)이 안착될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 몰딩 대상물(400)은 패키지 기판(410) 및 적어도 하나의 반도체 칩(420)을 포함하는 반도체 패키지일 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며 몰딩 대상물(400)은 패키지 기판(410) 및 반도체 칩(420) 외에 다른 구성들을 더 포함할 수 있다. 이하에서는 몰딩 대상물(400)이 패키지 기판(410)과 패키지 기판 상에 실장되는 2개의 반도체 칩(420)인 경우를 예시로 들어 설명한다. 반도체 칩(420)은 패키지 기판(410) 상에 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식 또는 다이 어태치 필름(die attach film) 방식에 의해 실장될 수 있으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 1에는 하나의 패키지 기판(410) 상에 2개의 반도체 칩(420)이 실장되는 경우를 예시로 도시되었으나, 실시예는 이에 제한되지 않으며, 패키지 기판(410) 상에 실장되는 반도체 칩의 개수는 3개 이상의 다수 개일 수 있다.
몰딩 재료 제공부(300)는 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 몰딩 재료(310)를 제공할 수 있다. 몰딩 재료 제공부(300)는 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑(clamping)될 때, 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향) 이동하여 몰딩 재료(310)가 압력 제공부(320)에 압착되도록 할 수 있다. 몰딩 재료(310)는 예를 들어, EMC(epoxy molding compound)와 같은 절연성 고분자 물질을 포함할 수 있고, 필러(filler)와 레진(resin)을 포함할 수 있다. 고온 환경에서 몰딩 재료(310)가 압력 제공부(320)에 의해 압착될 경우, 점도가 낮아져 유동성을 갖게된다. 따라서, 몰딩 재료(310)가 좌우로 흘러서 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 제공될 수 있다. 몰딩 재료 제공부(300)가 몰딩 형성 공정에서 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 몰딩 재료(310)를 제공하는 동작은 도 14를 참조하여 후술한다.
이처럼, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)는 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디의 제1 방향(Z) 및 제2 방향(X)으로의 디멘션(dimension)을 몰딩 대상물(400)의 크기에 따라 다양하게 변형할 수 있다. 이에 따라, 몰딩 대상물(400)의 크기에 따른 제약이 해소되어, 몰딩 대상물(400) 별 전용 몰딩 형성 금형 발주가 불필요하고, 범용 금형으로 사용할 수 있다. 또한, 몰딩 대상물(400)의 크기에 맞춰 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로 위치, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)의 제2 방향(X)으로의 위치를 조절할 수 있으므로, 몰딩 재료(310)의 사용을 절감할 수 있다. 또한, 몰딩 대상물(400)의 제2 방향(X)으로의 크기에 맞추어 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭을 설정함으로써, 반도체 칩(420) 외각에 몰딩 재료(310)가 흘러서 몰드 바디에 보이드 트랩(void trap)이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에는 상부 캐비티(TC1, 110)와 측부 캐비티(SC1, 120), 측부 캐비티(SC2, 130) 모두 각각 연결된 구동부(DP1, 140), 구동부(DP2, 150), 구동부(DP3, 160)에 의해 위치가 조절되는 것으로 도시되어 있으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)에서는 상부 캐비티(TC1, 110)에 구동부(DP1, 140)가 연결되지 않고, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)에만 각각 구동부(DP2, 150)와 구동부(DP3, 160)가 연결되어, 몰드 바디의 제1 방향(Z)으로의 높이는 고정되고 몰드 바디의 제2 방향(X)으로의 두께만 조절될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서는 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 중 어느 하나에만 구동부(DP2, 150) 또는 구동부(DP3, 160)가 연결 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하면, 상부 금형(100)은 로더(Loader 1, 500)에 의해 제1 방향(Z)으로 왕복 이동할 수 있다. 또한, 하부 금형(200)은 로더(Loader 2, 600)에 의해 제1 방향(Z)으로 왕복 이동할 수 있다. 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)의 몰딩 형성 공정에서, 상부 금형(100)이 로더(L1, 500)에 의해 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 이동하고, 하부 금형(200)이 로더(L2, 600)에 의해 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동하여 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 몰딩 대상물(400)은 로더(Loader 3, 700)에 의해 하부 캐비티(BC1, 210) 상에 안착될 수 있다. 몰딩 재료 제공부(300)는 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑(clamping)될 때, 로더(Loader 4, 800)에 의해 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동하여 몰딩 재료(310)가 압력 제공부(320)에 압착되도록 할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 상부 캐비티(TC1, 110)의 내부에 적어도 하나의 제1 진공 생성 유닛(110A)이 형성될 수 있다. 제1 진공 생성 유닛(110A)은 상부 캐비티(110)의 내부 음각에 몰드 바디가 형성될 때, 몰드 바디의 내부에 보이드 트랩이 생성되는 것을 방지하기 위해 상부 캐비티(TC1, 110)의 내부 음각의 내측이 진공 상태에 가까워지도록 진공 흡인(vacuum suction)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 진공 생성 유닛(110A)은 상부 캐비티(TC1, 110)의 내부 음각의 내측의 공기압이 10 토르(torr) 미만으로 유지되도록 진공 흡인을 수행할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 하부 캐비티(210)의 내부에 적어도 하나의 제2 진공 생성 유닛(210A)이 형성될 수 있다. 제2 진공 생성 유닛(210A)은 하부 캐비티(210) 상에 몰딩 대상물(400)이 안착될 때, 하부 캐비티(210)와 몰딩 대상물(400) 사이에 몰딩 재료가 흘러 들어가지 않도록, 진공 흡인을 수행하여 하부 캐비티(210)상에 몰딩 대상물(400)의 하면을 흡착시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 Ⅰ를 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 1의 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치의 효과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다
먼저 도 4를 참조하면, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)가 제2 방향(X)으로 이동하면서, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000, 도 1에 도시됨)의 몰딩 형성 공정 결과 생성된 몰드 바디(310A)의 제2 방향(X)으로의 폭이 변할 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하면, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000, 도 1에 도시됨)의 몰딩 형성 공정 결과 생성된 몰드 바디(310B)의 제1 방향(Z)으로의 폭(Z1) 및 제2 방향(X)으로의 폭(X1)이 변화하여, 제1 방향(Z)으로의 폭(Z2) 및 제2 방향(X)으로의 폭(X2)를 갖는 몰드 바디(310C)로 변화할 수 있다.
도 6은 도 1의 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치의 상부 캐비티, 측부 캐비티들, 및 하부 캐비티의 내부에 음각이 형성된 구조를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 6을 참조하면, 몇몇 실시예에서 상부 캐비티(TC1, 110)에 음각(A)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)가 몰딩 형성 공정을 수행할 때, 상부 캐비티(TC1, 110)의 내부 음각에 몰딩 재료가 주입되어 몰딩 대상물(400)을 덮는 몰드 바디가 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 상부 캐비티(TC1, 110)의 내부 음각의 형상은 예시를 든 것이며, 해당 형상은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 측부 캐비티(SC1, 120) 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 음각(B)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)가 몰딩 공정을 수행할 때, 측부 캐비티(SC1, 120) 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 각 내부 음각에 몰딩 재료(310)가 주입되어 몰딩 대상물(400)을 덮은 몰드 바디가 형성될 수 있다. 측부 캐비티(SC1, 120) 및 측부 캐비티(SC2. 130)의 내부에 형성되는 음각의 형상은 도 6에 도시된 것에 제한되지 않으며, 실시예에 따라 달라질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 측부 캐비티(SC2, 130)의 하부에 음각(C)이 형성될 수 있다. 또한, 측부 캐비티(SC1, 120)의 하부에 음각(D)이 형성될 수 있다. 측부 캐비티(SC2, 130)의 하부에 형성된 음각(C) 및 측부 캐비티(SC1, 120)의 하부에 형성된 음각(D)은 도 7을 참조하여 후술한다.
몇몇 실시예에서, 하부 캐비티(BC1, 210)의 내부에 음각이 형성될 수 있다. 예를 들어, 패키지 기판(410)의 가로 폭을 a, 세로 폭을 b, 높이를 c라고 했을 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 캐비티(BC1, 210)의 상면에 가로 폭 a, 세로 폭 b, 높이 c를 갖는 음각(E)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치(1000)가 몰딩 공정을 수행할 때, 하부 캐비티(210)의 내부 음각(E)에 패키지 기판(410)이 배치될 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며, 하부 캐비티(210)는 내부에 음각이 형성되지 않은 구조일 수 있다. 이 때, 패키지 기판(410)은 하부 캐비티(BC1, 210)의 상면 상에 배치될 수 있다.
도 7은 도 6의 Ⅱ를 확대하여 도시한 도면이다. 도 8은 도 7의 상부 금형과 하부 금형이 클램핑된 구조를 나타낸 도면이다.
먼저 도 7을 참조하면, 측부 캐비티(SC1, 120) 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 하부에 각각 톱니바퀴 형상의 음각(D)과 음각(C)이 형성될 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며, 측부 캐비티(SC1, 120) 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 하부에 형성되는 음각(D) 및 음각(C)의 형상은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w1)은 패키지 기판(410)의 제2 방향(X)으로의 폭(w2)보다 작을 수 있다. 이때, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w1)은 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 각각 음각이 형성될 때, 내부 음각 사이의 최대 거리에 해당할 수 있다. 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w1)은 도 1에서 전술한 바와 같이, 측부 캐비티(SC1, 120)에 연결된 구동부(DP2, 150) 및 측부 캐비티(SC2, 130)에 연결된 구동부(DP3, 160)에 의해 조절될 수 있다.
또한, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w1)은 반도체 칩(420)의 제1 경계(b1) 및 제2 경계(b2) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w3)보다 클 수 있다. 이때, 제1 경계(b1)와 제2 경계(b2)는 몰딩 대상물(400)에 포함되는 적어도 하나의 반도체 칩(420)의 최외각 경계에 해당할 수 있다.
이와 같이, 몇몇 실시예에서, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w1)이 패키지 기판(410)의 제2 방향(X)으로의 폭(w2)보다 작음으로써, 몰딩 재료가 패키지 기판(410)의 외부까지 흘러서 더미(dummy) 몰드 바디가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 몰딩 재료의 불필요한 사용량을 절감하고, 더미 몰드 바디를 제거하는 후속 공정 단계를 생략할 수 있다.
또한, 측부 캐비티(SC1, 120)와 측부 캐비티(SC2, 130) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w1)이 반도체 칩(420)의 제1 경계(b1) 및 제2 경계(b2) 사이의 제2 방향(X)으로의 폭(w3)보다 클 수 있다. 따라서, 몰드 바디가 반도체 칩(420)을 완전히 덮도록 형성될 수 있다.
다음으로 도 8을 참조하면, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때, 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면은 일정한 간격 이상 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이는 l1만큼 이격될 수 있다. 이에 따라, 압력 제공부(320)에 의해 압착되어 유동성을 갖는 몰딩 재료(310)가 오른쪽으로 흐를 때, 몰딩 재료(310)가 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이를 원활하게 통과하여 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC1, 120)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이는 l2만큼 이격될 수 있다. 또한, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC1, 120)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 거리(l2)는 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 거리(l1)보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 거리(l1)는 100μm일 수 있다. 또한, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC1, 120)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 거리(l2)는 20~30μm일 수 있다.
이에 따라, 측부 캐비티(SC1, 120)의 내부에 몰드 바디가 형성될 때, 몰딩 재료(310)가 측부 캐비티(SC1, 120)의 외부로 흘러나가지 않고, 원하는 위치에서 멈추도록 조절할 수 있다. 따라서, 몰딩 재료(310)가 측부 캐비티(SC1, 120)의 외부까지 흘러서 더미(dummy) 몰드 바디가 형성되는 것을 방지하여 몰딩 재료(310)의 불필요한 사용량을 절감하고, 더미 몰드 바디를 제거하는 후속 공정 단계를 생략할 수 있다. 이처럼, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 클램핑할 때, 측부 캐비티(SC1, 120)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이에 몰딩 재료는 통과할 수 없고, 공기는 통과할 수 있을 만큼의 간격을 이격시킴으로써, 몰딩을 형성하는 공정에서 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내측이 진공 상태에 가까워지도록 진공 흡인을 수행하여 몰드 바디 내부에 보이드 트랩이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 10 내지 도 15는 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다. 이하 도 9 내지 도 15를 참조하여 몇몇 실시예들에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명한다.
먼저 도 9 및 도 10을 함께 참조하면, 구동부(DP2, 150)에 의해 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치를 설정한다(S100). 이 때, 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치는 웨지 메커니즘에 의해 동작하는 구동부(DP2, 150)에 의해서 설정될 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않으며 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치는 측부 캐비티(SC1, 120)를 제2 방향(X)으로 이동시키 위한 모든 동작 메커니즘에 의해 동작하는 구동부(DP2, 150)에 의해 설정될 수 있다.
예를 들어, 기설정된 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치에 상응하는 양만큼 모터(M2, 152)를 회전시키면, 모터(M2, 152)에 연결된 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 전진 이동할 수 있다. 이 때, 슬라이딩 블록(SB2, 151)에 연결된 실린더(C2, 153)는 슬라이딩 블록(SB2, 151)이 제1 방향(Z)의 일 측으로 전진 이동하는 것에 따라, 제2 방향(X)의 일 측(예를 들어, 왼쪽 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 실린더(C2, 153)가 제2 방향(X)의 일 측으로 이동하는 것에 따라, 측부 캐비티(SC1, 120)는 기설정된 제2 방향(X)으로의 위치에 배치되도록 제2 방향(X)의 일 측(예를 들어, 왼쪽 방향)으로 이동할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 구동부(DP3, 160)에 의해 측부 캐비티(SC2, 130)의 제2 방향(X)으로의 위치도 함께 설정될 수 있다. 측부 캐비티(SC2, 130) 또한 측부 캐비티(SC1, 120)와 같은 동작 방식에 의해 제2 방향(X)으로 이동할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 구동부(DP1, 140)에 의해 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 위치도 함께 설정될 수 있다.
다음으로 도 9 및 도 11을 함께 참조하면, 상부 금형(100)을 제1 방향(Z)으로 이동시키는 로더(L1, 500)와 하부 금형(200)을 제1 방향(Z)으로 이동시키는 로더(L2, 600)에 의해 상부 금형(100) 및 하부 금형(200)을 이격한다(S110). 이 단계는 이후 공정 단계에서 몰딩 대상물(400, 도 1에 도시됨)을 하부 캐비티(BC1, 210)상에 안착시키기 위해, 상부 금형(100)과 하부 금형(200) 사이의 공간을 확보하기 위한 것이다.
다음으로 도 9 및 도 12를 함께 참조하면, 로더(L3, 700)에 의해 몰딩 대상물(400)을 하부 캐비티(BC1, 210)상에 안착한다(S120). 이 때, 몰딩 대상물(400)인 적어도 하나의 반도체 칩(420)이 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 음각 내부에 배치되도록 몰딩 대상물(400)을 하부 캐비티(BC1, 210)상에 안착할 수 있다. 이에 따라, 이후 몰딩 재료가 경화되어 몰드 바디를 형성할 때, 몰드 바디는 적어도 하나의 반도체 칩(420)을 모두 덮을 수 있다. 또한, 하부 캐비티(BC1, 210)의 내부에 음각이 형성된 경우(도 6에 도시됨), 몰딩 대상물(400)은 하부 캐비티(BC1, 210)의 내부 음각에 배치될 수 있다.
다음으로 도 9 및 도 13을 함께 참조하면, 로더(L1, 500)에 의해 상부 금형(100)을 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 이동시키고, 로더(L2, 600)에 의해 하부 금형(200)을 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동시켜 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 클램핑한다(S130).
다음으로 도 9 및 도 14를 함께 참조하면, 로더(L4, 800)에 의해 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 몰딩 재료를 제공한다(S140). 로더(L4, 800)는 몰딩 재료 제공부(300)을 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 몰딩 재료 제공부(300)의 상면에는 몰딩 재료(310)가 삽입되는 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩 재료(310)가 EMC인 경우 경화되기 전 상태의 EMC 타블렛(emc tablet)이 몰딩 재료 제공부(300) 상면의 구멍에 삽입될 수 있다. 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 제1 방향(Z)으로 이동하여 측부 캐비티(SC1, 120) 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면이 완전히 클램핑되기 전, 로더(L4, 800)가 몰딩 재료 제공부(300)를 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동시켜 EMC 타블렛이 압력 제공부(320)에 압착될 수 있다. 170℃~180℃의 고온 환경에서, EMC 타블렛에 고압이 가해지면 EMC 타블렛은 액체 상태로 상변환될 수 있다. 따라서, 압력 제공부(320)에 의해 압착된 EMC 타블렛은 좌우로 흘러서 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이는 l1만큼 이격될 수 있다(도 8에 도시됨). 이에 따라, 액체 상태의 EMC가 오른쪽으로 흐를 때, 측부 캐비티(SC2, 130)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이를 원활하게 통과하여 상부 캐비티(TC1, 110, 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 제공될 수 있다.
또한, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑될 때 측부 캐비티(SC1, 120)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이는 l2만큼 이격되어 진공 흡인을 수행할 수 있다. 따라서, 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내측이 진공 상태에 가까워지도록 진공 흡인을 수행하여 몰드 바디 내부에 보이드 트랩이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, l2는 l1보다 작을 수 있다. 이에 따라, EMC가 측부 캐비티(SC1, 120) 및 패키지 기판(410)의 외부로 흘러나가지 않고, 원하는 위치에서 멈추도록 조절할 수 있다. 따라서, 몰딩 재료가 패키지 기판(410)의 외부까지 흘러서 더미(dummy) 몰드 바디가 형성되는 것을 방지하여 몰딩 재료의 불필요한 사용량을 절감하고, 더미 몰드 바디를 제거하는 후속 공정 단계를 생략할 수 있다.
다음으로 도 9 및 도 15를 함께 참조하면, 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 EMC를 제공하고 기설정된 경화 시간이 도과한 이후, 로더(L1, 500) 및 로더(L2, 600)에 의해 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 분리한다(S150). 이 때, 기설된 경화 시간은 EMC가 액체 상태에서 고체 상태로 상변화하기기 위해 필요한 시간으로 예를 들어, 100초 이상 300초 이하일 수 있다. 단, 실시예는 이에 제한되지 않는다.
도 16은 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 17 내지 도 26은 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다. 이하 도 16 내지 도 26을 참조하여 몇몇 실시예에 따른 반도체 패키지의 몰드 방법을 설명하되, 전술한 내용과 중복된 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.
먼저 도 16 및 도 17을 함께 참조하면, 구동부(DP1, 140)에 의해 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 위치를 제1 위치(H1)로 설정한다(S200). 몇몇 실시예에서, 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 제1 위치(H1)는 이후 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 클램핑할 때, 몰딩 대상물(400)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이에 빈 공간이 없도록 설정된 것일 수 있다. 이는 도 20을 참조하여 후술한다. 몇몇 실시예에서, 구동부(DP2, 150)에 의해 측부 캐비티(SC1, 120)의 제2 방향(X)으로의 위치 및 구동부(DP3, 160)에 의해 측부 캐비티(SC2, 130)의 제2 방향(X)으로의 위치 또한 함께 설정될 수 있다.
다음으로 도 16 및 도 18을 함께 참조하면, 상부 금형(100)을 제1 방향(Z)으로 이동시키는 로더(L1, 500)와 하부 금형(200)을 제1 방향(Z)으로 이동시키는 로더(L2, 600)에 의해 상부 금형(100) 및 하부 금형(200)을 이격한다(S210). 다음으로 도 16 및 도 19를 함께 참조하면, 로더(L3, 700)에 의해 몰딩 대상물을 하부 캐비티()상에 안착한다(S220).
다음으로 도 16 및 도 20을 함께 참조하면, 로더(L1, 500)에 의해 상부 금형(100)을 제1 방향(X)으로 이동시키고, 로더(L2, 600)에 의해 하부 금형(200)을 제1 방향(X)으로 이동시켜 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 클램핑한다(S230). 이 때, 몰딩 대상물(400)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이에 빈 공간이 없도록 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 클램핑할 수 있다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 클램핑되었을 때 몰딩 대상물(400)에 포함되는 반도체 칩(420)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이의 빈 공간이 거의 형성되지 않을 수 있다. 단, 실시예에 따라서는 몰딩 대상물(400)에 포함되는 반도체 칩(420)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이에 약간의 마진(margin)이 형성될 수 있다.
다음으로 도 16 및 도 21을 함께 참조하면, 로더(L4, 800)에 의해 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 몰딩 재료를 제공한다(S240). 로더(L4, 800)는 몰딩 재료 제공부(300)를 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동시켜 몰딩 재료(310)가 압력 제공부(320)에 의해 압착되도록 할 수 있다. 170℃~180℃의 고온 환경에서, 압력 제공부(320)에 의해 압착된 몰딩 재료(예를 들어, EMC 타블렛)이 액체 상태로 상변환되어 우측으로 흐를 때, 몰딩 대상물(400)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이의 빈 공간에 비해 반도체 칩(420)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 공간이 크므로, 대부분의 EMC가 반도체 칩(420)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 공간으로 흐를 수 있다.
다음으로 도 16 및 도 22를 함께 참조하면, 상부 캐비티(TC1, 110), 측부 캐비티(SC1, 120), 및 측부 캐비티(SC2, 130)의 내부에 몰딩 재료(예를 들어, EMC)를 제공하고 기설정된 경화 시간이 도과한 이후, 로더(L1, 500) 및 로더(L2, 600)에 의해 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 분리한다(S250).
다음으로 도 16 및 도 23을 함께 참조하면, 구동부(DP1, 140)에 의해 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 위치를 제2 위치(H2)로 설정한다(S260). 몇몇 실시예에서, 상부 캐비티(TC1, 110)의 제2 위치(H2)는 제1 위치(H1)보다 제1 방향(Z)으로 높을 수 있다. 따라서, 상부 캐비티(TC1, 110)가 제2 위치(H2)로 설정된 경우 상부 캐비티(TC1, 110)가 제1 위치(H1)로 설정된 경우에 비하여, 이후 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 클램핑할 때, 몰딩 대상물(400)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이에 더 많은 빈 공간이 형성될 수 있다.
다음으로 도 16 및 도 24를 함께 참조하면, 로더(L1, 500)에 의해 상부 금형(100)을 제1 방향(Z)의 일 측(예를 들어, 아래쪽 방향)으로 이동시키고, 로더(L2, 600)에 의해 하부 금형(200)을 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동시켜 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 다시 클램핑한다(S270). 이 때, 도 24에 도시된 바와 같이, 몰딩 대상물(400)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이에 빈 공간이 형성될 수 있다.
다음으로 도 16 및 도 25를 함께 참조하면, 로더(L4, 800)에 의해 몰딩 대상물(400)의 최상단에 몰딩 재료(310)를 제공한다(S280). 로더(L4, 800)는 몰딩 재료 제공부(300)를 제1 방향(Z)의 타 측(예를 들어, 위쪽 방향)으로 이동시켜 몰딩 재료(310)가 압력 제공부(320)에 의해 압착되도록 할 수 있다. 즉, 170℃~180℃의 고온 환경에서, 압력 제공부(320)에 의해 압착된 몰딩 재료(예를 들어, EMC 타블렛)가 액체 상태로 상변환되어 우측으로 흐를 때, 반도체 칩(420)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이의 공간에는 이미 경화되어 낮은 점도를 갖는 몰드 바디가 형성되어 있으므로, 대부분의 고점도 상태의 EMC가 몰딩 대상물(400)의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이의 빈 공간으로 흐를 수 있다.
다음으로 도 16 및 도 26을 함께 참조하면, 몰딩 대상물(400)의 최상단에 몰딩 재료(예를 들어, EMC)를 제공하고 기설정된 경화 시간이 도과한 이후, 로더(L1, 500) 및 로더(L2, 600)에 의해 상부 금형(100)과 하부 금형(200)을 다시 분리한다(S290).
이와 같이, 상대적으로 좁은 공간을 갖는 반도체 칩(420)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이에 몰드 바디를 먼저 형성하고, 이후 상부 캐비티(TC1, 110)의 제1 방향(Z)으로의 위치를 재설정하여 상대적으로 넓은 공간을 갖는 몰드 대상물()의 최상단과 상부 캐비티(TC1, 110) 사이에 몰드 바디를 최종적으로 형성할 수 있다. 이를 통해, 반도체 칩(420)의 하면과 패키지 기판(410)의 상면 사이에 보이드 트랩이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 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.
100: 상부 금형 200: 하부 금형
110: 상부 캐비티(TC1) 120: 측부 캐비티(SC1)
130: 측부 캐비티(SC2) 140: 구동부(DP1)
141: 슬라이딩 블록(SB1) 142: 모터(M1)
143: 실린더(C1) 150: 구동부(DP2)
160: 구동부(DP3) 300: 몰딩 재료 제공부
400: 몰딩 대상물 410: 패키지 기판
420: 반도체 칩

Claims (10)

  1. 상부 캐비티, 상기 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상기 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 상기 제1 측부 캐비티에 연결되고, 상기 제1 측부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부를 포함하는 상부 금형; 및
    패키지 기판과 적어도 하나의 반도체 칩을 포함하는 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하고,
    상기 제1 측부 캐비티와 상기 제2 측부 캐비티 사이의 상기 제1 방향으로의 폭은 상기 패키지 기판의 상기 제1 방향으로의 폭보다 작고, 상기 반도체 칩의 제1 경계 및 제2 경계 사이의 상기 제1 방향으로의 폭보다 큰 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구동부는 제2 방향으로 이동하는 제1 슬라이딩 블록, 상기 제1 슬라이딩 블록에 연결되어 상기 제1 슬라이딩 블록을 상기 제2 방향으로 구동시키는 제1 모터, 및 상기 제1 슬라이딩 블록에 연결되고, 상기 제1 슬라이딩 블록이 상기 제2 방향으로 이동하는 것에 따라 상기 제1 방향으로 이동 가능하게 장착되는 제1 실린더를 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 슬라이딩 블록은 상기 제1 실린더의 상기 제1 방향으로의 위치를 조절하기 위한 경사면을 갖는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 금형은 상기 제2 측부 캐비티에 연결되고, 상기 제2 측부 캐비티를 상기 제1 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구동부는 웨지 메커니즘(wedge mechanism)에 의해 동작하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 금형은 상기 상부 캐비티에 연결되고, 상기 상부 캐비티를 제2 방향으로 이동시키는 제3 구동부를 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부 캐비티, 상기 제1 측부 캐비티 및 상기 제2 측부 캐비티의 내부에 몰딩 재료를 제공하는 몰딩 재료 제공부를 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치.
  8. 상부 캐비티, 상기 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상기 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 상기 제1 측부 캐비티에 연결되고, 상기 제1 측부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부, 상기 제2 측부 캐비티에 연결되고, 상기 제2 측부 캐비티를 상기 제1 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 상부 금형 및 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치에 있어서,
    상기 제1 구동부에 의해 상기 제1 측부 캐비티의 상기 제1 방향으로의 위치를 설정하고,
    상기 상부 금형을 제2 방향으로 이동시키는 제1 로더 및 상기 하부 금형을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 이격하고,
    제3 로더에 의해 상기 몰딩 대상물을 상기 하부 캐비티상에 안착하고,
    상기 제1 로더 및 상기 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 클램핑하고,
    제4 로더에 의해 상기 상부 캐비티, 상기 제1 측부 캐비티, 및 상기 제2 측부 캐비티의 내부에 몰딩 재료를 제공하고,
    상기 제1 로더 및 상기 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 분리하되,
    상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부는 웨지 메커니즘(wedge mechanism)에 의해 동작하는 반도체 패키지의 몰드 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몰딩 대상물은 패키지 기판 및 적어도 하나의 반도체 칩을 포함하고, 상기 제1 측부 캐비티와 상기 제2 측부 캐비티 사이의 상기 제1 방향으로의 폭은 상기 패키지 기판의 상기 제1 방향으로의 폭보다 작고, 상기 반도체 칩의 제1 경계 및 제2 경계 사이의 상기 제1 방향으로의 폭보다 큰 반도체 패키지의 몰드 방법.
  10. 상부 캐비티, 상기 상부 캐비티의 일 측에 형성된 제1 측부 캐비티, 상기 상부 캐비티의 타 측에 형성된 제2 측부 캐비티, 상기 상부 캐비티에 연결되고, 상기 상부 캐비티를 제1 방향으로 이동시키는 제1 구동부를 포함하는 상부 금형 및 몰딩 대상물이 안착되는 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형을 포함하는 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치에 있어서,
    상기 제1 구동부에 의해 상기 상부 캐비티를 제1 위치로 설정하고,
    상기 상부 금형을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 로더 및 상기 하부 금형을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 이격하고,
    제3 로더에 의해 상기 몰딩 대상물을 상기 하부 캐비티상에 안착하고,
    상기 제1 로더 및 상기 제2 로더에 의해 상기 몰딩 대상물의 최상단과 상기 상부 캐비티 사이에 빈 공간이 없도록 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 클램핑하고,
    제4 로더에 의해 상기 상부 캐비티, 상기 제1 측부 캐비티, 및 상기 제2 측부 캐비티의 내부에 몰딩 재료를 제공하고,
    상기 제1 로더 및 상기 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 분리하고,
    상기 제1 구동부에 의해 상기 상부 캐비티를 상기 제1 위치보다 상기 제1 방향으로 낮은 제2 위치로 설정하고,
    상기 제1 로더 및 상기 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 다시 클램핑하고,
    상기 제4 로더에 의해 상기 몰딩 대상물의 최상단에 상기 몰딩 재료를 제공하고,
    상기 제1 로더 및 상기 제2 로더에 의해 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형을 다시 분리하는 반도체 패키지의 몰드 방법.
KR1020220158474A 2022-10-31 2022-11-23 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법 KR20240061524A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/468,192 US20240145268A1 (en) 2022-10-31 2023-09-15 Molding apparatus for fabricating semiconductor package and molding method of semiconductor package

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220142678 2022-10-31
KR1020220142678 2022-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240061524A true KR20240061524A (ko) 2024-05-08

Family

ID=91074116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220158474A KR20240061524A (ko) 2022-10-31 2022-11-23 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240061524A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101832597B1 (ko) 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법
JP3207837B2 (ja) 半導体装置の製造方法および樹脂封止装置
US7144755B2 (en) Fabrication method of semiconductor integrated circuit device
KR101667879B1 (ko) 전자 부품의 수지 밀봉 방법 및 수지 밀봉 장치
WO2017081882A1 (ja) 樹脂封止装置及び樹脂封止方法
CN111836707A (zh) 铸模模具及包括其的树脂铸模装置
US6428300B2 (en) Ultra mold for encapsulating very thin packages
JP2007250599A (ja) デバイスパッケージの製造方法
KR20240061524A (ko) 반도체 패키지 제조용 몰딩 장치 및 반도체 패키지의 몰드 방법
JP6438794B2 (ja) モールド金型、樹脂モールド装置及び樹脂モールド方法
JP2003174052A (ja) 半導体装置製造用金型
US20240145268A1 (en) Molding apparatus for fabricating semiconductor package and molding method of semiconductor package
US20040158978A1 (en) Molding method and mold for encapsulating both sides of PCB module with wafer level package mounted PCB
TWI827989B (zh) 樹脂成形裝置及樹脂成形品的製造方法
Saito et al. New Molding Technology Enabling Advanced Packaging Technology
JP2006295010A (ja) モールド成型装置およびモールド成型方法
TWI663039B (zh) 壓縮成型裝置、壓縮成型方法、及壓縮成型品的製造方法
TWI808036B (zh) 雙面冷卻組件的封裝製程
JP5659427B2 (ja) 平行昇降機構および半導体製造装置
JP2008311558A (ja) 半導体装置の製造方法
US9349613B1 (en) Electronic package with embedded materials in a molded structure to control warpage and stress
CN111863636A (zh) 模制设备、模制半导体装置的制造方法及模制半导体装置
US8212368B2 (en) Semiconductor package and manufacturing method thereof and encapsulating method thereof
JP6415822B2 (ja) 樹脂成形するための装置及び方法
TWI842390B (zh) 成型模、樹脂成型裝置和樹脂成型品的製造方法