KR920008839B1 - 칩(chip) 본딩장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

칩(chip) 본딩장치
제1도는 일반적인 세라믹 패캐이지의 평면도.
제2도는 본 발명의 일부를 단면처리한 측면도.
제3a도는 제2도의 A-A선을 따라 절취한 상태의 단면도.
제3b도는 제2도의 B-B선을 따라 절취한 상태의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 고정부 13 및 14 : 캠
20 : 작동부 21 : 픽업기구(pick-up tool)
40 : 칩 정렬부
본 발명은 칩 본딩장치에 관한 것으로서, 특히 극소형의 점퍼 칩을 리드 프레임상에 효과적으로 본딩할 수 있는 칩 본딩장치에 관한 것이다.
반도체 I.C 패캐이지의 제조 공정시, 리드프레임과 다이의 와이어 본딩작업과 동시에 점퍼 칩(jumper chip)을 본딩할 경우가 있다.
즉 제1도에 도시된 바와 같이, 세라믹 패캐이지(1)(ceramic package)인 경우 리드프레임(2)과 다이(3)간에 알루미늄 와이어(4)(Al wire)를 본딩하며, 또한 다이(3) 저부의 골드 프리폼(5)(Gold preform)(다이와 세라믹 베이스의 효과적인 접착을 위하여 삽입접착)상의 점퍼칩(6)과 다이(3)간에도 와이어 본딩을 하게 된다.
이 점퍼 칩(6)은 I.C 패캐이지에 과전류가 작용될 때 과전류에 의한 패캐이지의 파괴를 방지하는 것으로서, 다이의 접지(ground) 기능을 수행한다.
이러한 점퍼 칩의 규격은 0.02-0.04inch의 극소형으로 자동적으로 점퍼 칩을 정위치에 본딩시키기 어려우며, 또한 수작업시 집게로 일일이 집어 해당위치에 위치한후 본딩시키므로 현미경을 통하여만 작업이 가능하게 된다. 이러한 방법은 작업능률의 저하 및 비숙련공의 작업불가능이라는 문제점을 야기 시킨다.
따라서 본 발명은 자동정렬된 점퍼 칩을 픽-업(Pick-up)하여 정위치에 본딩시킬 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 칩 본딩장치는 지지대(50)상에 장착되어 상부에는 구동부(11)가 설치되며, 후단부에는 칩이 정렬되어 이송되는 칩정렬부(40)를 구비하고, 전단부에는 상기 구동부(11)와 연결된 회전축(12)단부에 장착되어 상기 회전축(12)의 회전에 따라 회전하는 제1캠(13) 및 제2캠(14)을 구비한 고정부(10)와, 상기 고정부(10) 전단부상에 고정부(10)에 고착된 상태로 장착되며, 상기 제1캠(13)과 대응하는 부분에는 캠대웅부재(23)를, 상기 제2캠(14)과 대응하는 부분에는 픽업기구(21)에 고정된 레버(32)를 각각 설치하여 상기 각 캠(13 및 14)의 회전에 따라 상기 픽-업기구(21)의 상하 및 전후운동이 이루어지도록 구성한 작동부(20)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
제1도는 IC세라믹 패캐이지의 와이어 본딩상태의 평면도로서, 명세서 서두에서 이미 설명하였기에 중북설명을 생략한다.
제2도는 본 발명의 전체적인 구성을 도시한 측단면으로서, 본 발명의 좌측부는 제1도에서 기설명된 점퍼 칩(6)을 다량으로 내장하여 구동부의 진동에 의하여 자동으로 정렬, 이송시키는 칩 이송부(40)(본 명세서에서의 점퍼 칩이 보울 피더(Bowl Feeder)와 직선 피더(Liner Feeder)를 통하여 정렬이송되는 과정을 일반화된 것이므로 이에 대한 설명은 생략키로 한다)를 구성하며, 칩 이송부(40)의 측부에는 구동부(11)가 장착된 고정부(10)를 구성하고, 고정부(10)의 전단에는 구동부(11)에 의하여 상,하 및 전후 운동을 실시하는 작동부(20)를 구성한다. 작동부(20)의 상단에는 외부에서 공급되는 진공압에 의하여 점퍼 칩을 픽-업(pick-up)시키는 픽-업기구(21)(Pick-up tool)을 장착하며(픽-업 기구 하단에는 칩 자동정렬부의 직선피더 단부가 대응된다) 픽업기구(21) 하단에는 슬라이딩부재(25)를 설치한다.
작동부(20)의 소정위치에는 고정부(10)내의 구동부(11) 및 축(12)선단에 고착되어 구동부(11)와 연동하는 1쌍의 제1 및 제2캠(13 및 14)이 설치되며, 따라서 구동부(11)의 작동시 픽업기구(21)는 제1 및 제2캠(13 및 14)에 의하여 상하 및 전후운동을 실시하게 된다.
작동부(20) 하부에 회전축(12)에 고정된 제1캠(13)과 연동하는 캠대응부재(23)가 설치되며, 캠대응부재(23)는 축(26)에 의하여 전면부재(22A)내에 수용되어 있는 슬라이딩부재(25)와 일체화된다.
여기서, 축(26)이 관통하는 전면부재(22A) 대응부에는 축(26)의 상하운동을 위한 소정높이의 절개부(27)를 구성한다.
슬라이딩부재(25)는 연결대(29)를 통하여 픽업기구(21)에 고정된다.
한편, 슬라이딩부재(25)를 수용하는 전면부재(22A) 후단에는 가이드 포스트(22B)가 설치되어 있으며, 이 가이드 포스트(22B)는 연결대(29)의 부재일부를 관통한 상태를 유지한다.
또한, 전면부재(22A)와 연결대(29)에는 인장스프링(28)의 양단이 각각 고착되어져 있다.
슬라이딩부재(25)의 상하운동을 설명하면, 회전축(12)에 의하여 회전하는 제1, 제2캠(13 및 14)중, 전단의 상하운동 캠(13 및 제1캠)의 회전에 따라 캠대응부재(23)는 제1캠(13)의 최고단과 최저단에 접촉할 때마다 상향, 또는 하향운동을 하게 되며, 따라서 캠대응부재(23)와 일체로 구성된 슬라이딩부재(25)가 작동부(20)의 전면부재(22A)내에서 상하슬라이딩 운동을 하게 된다(제1캠(13)의 최고단과 최저단의 높이차이 만큼의 상하운동이 이루어진다). 작동부의 슬라이딩부재(25)와 캠대응부재(23)를 연결하는 축(26)에 대응하는 전면부재(22A)에는 소정폭의 절개부(27)가 형성되어 있기 때문에 축(26)의 상하이동시 부재간의 접촉이 발생되지 않으며, 전면부재(22A)의 절개부(27) 상단과 대응하는 전면부재(22A) 및 연결대(29)에는 인장스프링(28)의 양단을 각각 고정하여 슬라이딩부재(25)의 상하향운동시 발생할 수 있는 유격을 방지한다.
이상과 같이 축(12)의 회전에 따른 제1캠(13)의 운동에 의하여 슬라이딩부재(25) 및 연결대(29)에 의하여 슬라이딩부재(25)와 일체화된 픽업기구(21)는 상하운동이 가능하며 이로서 점퍼 칩의 픽-업이 원활하게 이루어진다.
픽-업기구(21)의 전후방향(제2도의 기준)의 운동에 대해서 설명하면, 제3a도는 제2도의 A-A선을 따라 절취한 상태의 단면도로서, 제1캠(13) 및 제2캠(14)을 도시한다.
상하운동의 제1캠(13)은 최고단과 최저단을 각각 1쌍씩 구성하며, 전후운동의 제2캠(14)은 최고단과 최저단을 각각 1개소씩 구성한다.(이들의 상호관계는 추후 설명키로 한다)
픽업기구(21)의 전후운동(제3a도에서는 좌,우운동)에 대하여 설명하면, 상단에 픽업기구(21)가 고착되어 있는 레버(32)는 그 하단부가 작동부(20)하부에 힌지 고착된다. 회전축(12)의 작동에 따라 제2캠(14)이 회전(제1캠도 동시에 회전)하여 제2캠(14)에 최고단과 레버(32)의 소정위치가 대응되면 레버(32)의 상단부에 구성된 그 연장축(도시되지 않음)이 작동부(20) 상부의 슬라이딩 홈(30)에 삽입됨과 동시에 픽업기구(21)에 고착된 상태이므로 레버(32)의 상단부는 슬라이딩 홈(30)을 따라 제3a도의 우측방향(제1도의 전(前)방향)으로 이송된다.
제2캠(14)의 최저단이 레버(32)와 접촉하게 되면 레버(32)의 중앙부와 작동부(20)의 소정위치에 양단이 각각 고착된 압축 스프링(31)의 복원력에 의하여 레버(32)가 원위치로 본원(도시되지 않음)된다.
레버(32)가 복원됨에 따라 슬라이딩 홈(30)에 삽입된 레버(32)의 단부도 좌측으로 이동(제1도의 후(後)방향)되며 픽업기구(21)도 원위치(칩 정렬부 단부상)된다.
한편, 전술한 바와 같이 픽-업기구(21)의 상,하운동 및 전후 운동을 가능하게 하는 구조를 설명하면, 레버(32)가 고착되는 픽업기구(21) 대응부에는 레버(32)의 수직 연장부를 수용할 수 있는 수직방향의 홈(21A)를 구성하며, 이 홍(21A)를 관통하는 레버(32)의 수직 연장부는 작동부(20)에 구성된 수평방향의 홈(30)에 수용된다.
따라서, 레버(32)와 연결된 픽업기구(21)의 상하이동시 레버(32)의 수직연장부는 픽업기구(21) 자체의 수직홈(21a) 내부를 슬라이딩하게 되므로 픽-업기구(21)의 상하이동에 장애요인이 되지 않으며, 픽업기구(21)의 이송 즉, 레버(32)의 전후이동은 작동부(20)에 구성된 수평홈(30)을 따라 실행된다.
여기서, 픽업기구의 상하운동을 유도하는 제1캠(13)의 최고단과 최저단을 각각 1쌍씩, 전후운동을 유도하는 제2캠(14)의 최고단과 최저단을 각 1개소씩 구성한 것을 제1캠(13)은 칩 정렬부에서 칩을 픽업시키는 과정(하강 및 상승)과 픽업시킨 칩을 다이상에 위치시키는 과정(하강 및 상승)이 1주기로 이루어지기 때문이며, 제2캠(14)은 칩 정렬부에서 다이상으로 왕복운동하는 과정이 1주기이기 때문이다.
즉, 픽업기구(21)는 하향 및 상향운동과정(제1캠에 의한)후 다이상으로 이동(레버의 제2캠 최고단 대응)되어 또 다른 하향 및 상향운동(제1캠에 의한)하게 되며 최종적으로 칩 정렬 단부(레버의 제2캠 최저단 대응)로 복귀되는 공정이 1주기이기 때문에 제1 및 제2캠(13,14)의 구성을 상술한 바와 같이 형성하였다.
제1 및 제2캠(13 및 14)의 구성은 각 동작이 중복되지 않도록 각 주기에 맞추어 축(12)에 장착하는 것이 중요하다.
제3b도는 제2도의 B-B 선을 따라 절취한 상태의 단면도로서, 지지대(50)상에 장착된 고정부(10)의 후미에는 이송레버(제2도의 15)가 설치되어 있어 지지대(50)상에서 고정부(10)의 이송이 가능하다.
즉, 이송레버(15)의 외경에는 나사부로, 이송레버(15)와 대응되는 지지대(50)내에는 암나사부를 각각 구성(도면에는 도시되지 않음)함으로서 이송레버(15)의 작동시 나사부의 상호연동에 따라 고정부(10)는 지지대(50)상에서 슬라이딩된다.
따라서, 본 장치의 초기 위치 설정시 이송레버를 이용하여 정확한 초기위치를 선정할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 상하운동 및 전후운동하는 각각의 캠을 이송함으로서, 극소형 점퍼 칩을 정확하게 픽업 및 이송시켜 작업을 정밀하게 수행할 수 있으며, 소형 칩의 취급에 따른 작업능률의 저하라는 문제점을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 정렬부에서 정렬되어 나온 칩을 픽업한 후 본딩위치로 이송시켜 예정된 위치에 칩을 접착하는 칩 본딩장치에 있어서, 지지대(50)상에 장착되어 상부에는 구동부(11)가 설치되며, 후단부에는 칩이 정렬되어 이송되는 칩 정렬부(40)를 구비하고, 전단부에는 상기 구동부(11)와 연결된 회전축(12)단부에 장착되어 상기 회전축(12)의 회전에 따라 회전하는 제1캠(13) 및 제2캠(14)을 구비한 고정부(10)와, 상기 고정부(10)와, 상기 고정부(10) 전단부상에 고정부(10)에 고착된 상태로 정착되며, 상기 제1캠(13)과 대응하는 부분에는 캠대응부재(23)를, 상기 제2캠(14)과 대응하는 부분에는 픽업기구(21)에 고정된 레버(32)를 각각 설치하여 상기 각 캠(13 및 14)의 회전에 따라 상기 픽-업기구(21)의 상하 및 전후운동이 이루어지도록 구성한 작동부(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캠대응부재(23)는 상기 고정부(10)의 전면부재(22A)내에서 슬라이딩하는 슬라이딩부재(25)에 고정되어 상기 제1캠(13)의 회전시 상기 슬라이딩부재(25)의 슬라이딩에 ek라 상기 슬라이딩부재(25)와 연결대(29)에 의해서 일체화된 픽업기구(21)가 상하운동되도록 구성하되, 상기 연결대(29)와 전면부재(22A)간에는 스프링(28)의 양단을 각각 고정하여 상기 제1캠(13)과의 접촉해제시 상기 픽업기구(21)가 상기 스프링(28)에 의하여 최초위치로 강제 복귀되도록 구성된 것을 특징으로 하는 칩 본딩장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레버(32)는 상기 제2캠(14)와 접촉되는 상태에서 상기 작동부(20)하부에 힌지 고정되어 상기 제2캠(14)의 회전에 따라 힌지 고정점을 중심으로 소정각도 회전함과 동시에 상단에 고착된 상기 픽업기구(21)를 상기 작동부(20)상단에 구성한 홈(30)을 따라 이송되도록 구성하되, 그 일측에는 전면부재(22A)에 한단부가 고정된 인장스프링(31)의 타단을 고정시켜 상기 제2캠(14)과의 접촉해제시, 최초위치로 강제 복귀되도록 구성한 것을 특징으로 하는 칩 본딩장치.
  4. 제1항 또는 제2 또는 제3항중 어느 한항에 있어서, 상기 제1캠(13)은 최고단 및 최저단을 각 1쌍씩 구성하여 상기 회전축(12)의 1회전당 상기 작동부(20)의 상하운동을 2회씩 이루어지도록 하며, 상기 제2캠(14)은 최고단 및 최저단을 각 1개소씩 구성하여 상기 회전축(12)의 1회전당 상기 레버(32)에 의한 픽업기구(21)의 전후이동을 1회씩 이루어지도록 하되, 상기 레버(32)에 의한 픽업기구(21)의 전후이동시 상기 슬라이딩부재(25)의 상하운동이 일어나지 않도록 상기 회전축(12)상에 각각 장착한 것을 특징으로 하는 칩 본딩장치.
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