KR970000968B1

KR970000968B1 - 반도체 팩키지의 분리장치

Info

Publication number: KR970000968B1
Application number: KR1019930005089A
Authority: KR
Inventors: 곽노권
Original assignee: 주식회사 한미금형; 곽노권
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1997-01-21
Also published as: KR940022777A

Abstract

내용 없음.

Description

반도체 팩키지의 분리장치

제1도는 매트릭스 타입의 TSOP 리드프레임의 스트립도면.

제2도는 제1도의 리드프레임 테일부위 상세도.

제3도는 SOIC의 포밍개략도.

제4도는 포밍 금형내에 싱귤레이션 스테이션이 있는 금형의 정면 개략도.

제5도는 종래 싱귤레이션 금형의 하부 평면도 및 정면도.

제6도는 종래 싱귤레이션 금형의 측면도.

제7도는 분리된 팩키지를 금형의 앞부분까지 이송시켜 대기되어 있는 상태의 측면도.

제8도는 본 발명에 따른 싱귤레이션 장치의 평면도.

제9도는 제8도의 정면도.

제10도는 제8도의 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부홀더 2 : 분리펀치

3 : 펀치홀더 4 : 펀치백 플레이트

5 : 스트리퍼 6 : 하부홀더

7 : 다이 8 : 다이홀더

9 : 다이백 플레이트 10 : 가이드 포스트

11 : 가이드 부쉬 12 : 볼 슬리이브

13 : 안내핀 14 : 팩키지이송구

15 : 터미날 스테이션 16 : 리드프레임

101 : 스트립 이송지지구 102 : 작동핀

103 : 작동핀 베어링 104 : 다이홀더

105 : 압축스프링 106 : 누르개

107 : 작동핀 108 : 베어링

109 : 하부홀더 110 : 압축스프링

111 : 분리다이 112 : 분리다이

113 : 진공패드 114 : 팩키지 지지구

115 : 스프링 116 : 블록

117 : 슬리브 118 : 파이롯트 스프링

119 : 파이롯트 핀 120 : 다이백 플레이트

122 : 셋트블록 123 : 진공패드

본 발명은 반도체 팩키지를 각 팩키지의 형상으로 성형한 후, 리드프레임의 스트립(STRIP)에 다수의 팩키지가 테일(TAIL)로만 연결되어 있는 팩키지를 하나의 개별 단위로 분리하는 장치에 관한 것이다.

반도체 팩키지를 생산함에 있어서, 반도체 조립 공정중 생산성의 효율을 위해 각 반도체 팩키지는 하나의 리드프레임에 다수의 반도체 팩키지가 형성되며 이를 첨부도면 제1도에서와 같이 구성되는 리드프레임 스트립이라 하고, 각 반도체 제조 조립공정은 이 스트립단위로 진행된다.

이 조립공정을 간단히 살펴보면, 회로식각이 완료된 웨이퍼(WAFER)를 각 칩의 크기대로 절단한 후, 칩을 리드프레임에 붙이는 다이(칩)본딩(DIE(CHIP)BONDING), 칩과 리드프레임의 리드와 연결하는 와이어 본딩(WIRE BONDING), 칩 및 연결된 와이어를 보호하기 위해 컴파운드를 씌우는 몰딩의 공정을 거쳐서 다수개의 팩키지가 붙은 하나의 몰딩된 스트립이 만들어지게 된다.(제1도 참조).

이 공정이후 몰딩 공정중 컴파운드의 누출방지를 위해 제2도처럼 각 리드와 리드사이에 설치된 댐바(DAMBAR)와 이 댐바와 팩키지 사이에 붙어 있는 잔류 컴파운드는 통전을 위해 제거되어야 하므로 제거 및 절단공정이 있게 되고, 이 공정후 각 팩키지의 리드는 인쇄회로기판(PCB)에 실장되는 방법에 따라 적당한 형태로의 형상을 갖추는 포밍(FORMING)공정이 있게 되며, 그림 2와 같은 포밍공정은 각 형상에 따라 세분되어 여러공정을 거쳐 완성이 되며, 포밍의 마지막 공정은 각 리드가 팩키지에 적당한 형태로 형상이 완성된 후 리드프레임의 스트립에 테일에 의해서만 스트립에 지지되어 있게 되고, 형상이 완성된 팩키지를 스트립에서 하나씩 분리하는 공정을 반도체 팩키지의 분리공정, 즉 싱귤레이션(SINGULATION)공정이라 한다. 한편, 포밍의 세부공정은 각 반도체 종류별로 상이하나, 제3도와 같은 일반적인 반도체 팩키지인 소형칩(SMALL OUTLINE I.C)의 예를들어 설명하면, 첫 공정은 리드의 끝부분을 리드프레임(16)으로부터 적당한 길이로 자르는 절단공정(LEAD LENGTH CUTTING)이며, 분리된 리드를 목적하는 형태인 갈매기 날개 형상(GULL WING)으로 만들기 전에 먼저 약 50°정도 구부려주는 휨공정(PREFORM), 리드를 최종형태로 만들기 위해 마무리공정(GULL WING FORM)의 순으로 진행되며, 이후의 공정은 본 발명에서 다루고자하는 스트립에서 팩키지를 분리하는 분리(SINGULATION)공정이 있게 되고, 분리공정후의 반도체 팩키지는 다음공정으로의 운반 및 포장을 위해 팩키지를 보관하는 트래이(TRAY) 혹은 튜브(TUBE)로 넣어지게 된다.

상기한 분리 공정을 하기 위한 종래장치예로서는, 그림 4에서와 같이, 포밍 금형내에서 마지막의 한 단계에 펀치 및 다이를 설치하는 방법이 있으나, 리드를 성형하는 공정이 여러단계에 걸쳐 이루어질 경우 포밍금형의 크기가 매우 커지므로 취급 및 유지보수하기가 어렵게 되는 단점이 있다.

따라서, 그림 5와 같이 단일 분리단계를 갖는 별도의 전용 금형을 사용하는 방법이 개발되어 있으며, 종래의 싱귤레이션 금형의 구조와 작동원리는 제5,6,7도에 도시되어 있다.

즉, 상부홀더(1)에는 분리펀치(2)와 이를 고정하는 펀치홀더(3) 및 펀치백 플레이트(4), 분리펀치(2)의 안내 및 테일이 위치한 부근의 리드프레임을 눌러주는 스트리퍼(5)가 있고, 하부홀더(6)에는 분리용 다이(7)와 이 다이를 지지하고 있는 다이홀더(8) 및 다이백 플레이트(9)가 있으며, 상부홀더(1)와 하부홀더(2)의 정확한 위치 및 안내를 위해 가이드 포스트(10)와 가이드 부쉬(11) 및 볼 슬리이브(12)가 장착되어 있다.

이러한 구성의 종래장치는 포밍이 완료된 다수개의 팩키지를 갖고 있는 리드프레임 스트립이 상하 스트립이송장치 및 안내핀(13)에 의해 하부금형의 다이(7)에 안착되면 상부금형이 하강하고, 스트리퍼가 리드프레임의 외곽을 누르게 된다.

여기서, 상부금형이 계속 하강하여도 스트리퍼는 정지하여 상부홀더에 설치되어 있는 스프링의 압축되는 힘을 받으면서 리드프레임의 테일부위를 더욱 강하게 누르게 되면 분리펀치(2)는 팩키지를 누르기 시작한다.

상부금형이 더 하강하면 도면에서와 같이 다이(7)에 의해 리드프레임과 팩키지와 연결되어 있는 테일이 절단되어 팩키지는 리드프레임 스트립에서 분리되며, 분리된 팩키지는 다이(7)내부에 위치해 있는 팩키지 이송구(14)에 안착되게 되고, 이 팩키지 이송구(14)는 금형의 뒷쪽에 있는 실린더에 의해 금형의 앞으로 전진되어 팩키지를 트래이로 옮기기 위한 팩키지 이송 진공패드가 위치할 수 있는 터미날 스테이션(15)까지 팩키지를 이송하게 되거나, 또는 분리된 팩키지가 다이(7) 안쪽에 있는 팩키지 지지구에 올려 놓이게 되고, 올려진 팩키지는 미는 기구(PUSHER BAR)로 밀어서 이송시키는 방법등이 있으며, 이송이 완료되면 상부 금형은 상승하여 원래의 위치로 복귀하게 되며 별도의 기구가 작동되어 분리된 팩키지를 보관하는 트래이로 옮겨 놓게 되는 것이다.

상기한 바와 같이, 종래의 반도체 팩키지 분리장치의 구조 및 작동원리는 상부홀더 및 하부홀더를 가지는 일반적인 금형의 구조이지만, 이를 작동시키기 위해 상부홀더 위에 유압실린더 등의 기구가 필요한 매우 복잡한 구조이며, 이는 상대적으로 유지보수의 어려움 및 장치의 가격을 상승시키는 요인이 되며, 또한 포밍이 완료된 팩키지를 이송구에 올려놓고 금형의 앞쪽으로 이송시키거나 미는 기구로 밀어서 이송할 때 안내레일에서 벗어나서 형상이 갖추어진 팩키지의 리드에 손상을 입히거나 팩키지가 이송구 또는 팩키지 지지구에 정확히 안착이 되지 않아서 분리 금형의 펀치, 다이 등 중요 부분이 파손될 수 있어 막대한 손실을 입을 수 있게 된다.

본 발명의 장치는 상기와 같은 종래 분리 장치의 결점을 해소하고, 특히, 상부 툴(Top Tool)이 생략되었기 때문에 구조가 간단하며 기능상으로도 더욱 향상된 장치를 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 리드프레임의 한 스트립의 한줄에 2개의 팩키지가 있는 매트릭스 타입의 TSOP(THIN SMALL OUTLINE PACKAGE)를 분리하기 위한 장치를 제공하며, 따라서 일반적인 단일팩키지만을 분리하는 장치보다 더욱 신규성이 있으며, 한번의 작동에 두개의 팩키지가 생산되므로 생산성이 2배로 향상되는 것이다.

이하, 첨부된 예시도면 제9도에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 장치의 상측에 팩키지가 연결된 스트립을 지지하여 이송하기 위한 상하 스트립 이송지지구(101, FLOATER )과, 스트립 이송지지구(101)를 아래위로 작동시키기 위한 작동핀(102) 및 작동핀(102)을 원활히 움직이게 하기 위한 베어링(103)이 작동핀(102)과 다이홀더(104)사이에 설치되고, 작동핀(102)의 밑에는 스트립 이송지지구(101)가 아래로 내려왔을 때 압축되어 상승시 위로 들어 올리는 압축스프링(105)이 설치된 구조를 갖는 것이다.

또한, 상측의 중간부위에는 일반금형의 스트리퍼 역할을 하는 리드프레임의 테일 부근을 눌러주기 위한 누르개(106)가 설치되어 스트립 이송지지구(101)와 같이 작동핀(107)에 의해 상하로 작동되며, 이 작동핀(107)과 하부홀더(109) 사이에는 강력한 압축스프링(110)이 장착되어져 이 스프링의 힘에 의해 리드프레임을 누르게 되고, 작동핀(107)과 다이홀더(104) 사이에는 베어링(108)이 설치된다.

상기한 스트립 이송지지구(101) 하부에 설치되는 다이홀더(104) 안쪽에는 두 개의 분리다이(111)(112)가 위치학, 그 내부에는 진공패드(113)를 작동시키기위한 공기 통로가 형성되며, 분리다이(111)(112) 내부에는 팩키지를 안착시켜 위쪽으로 올리기 위한 진공패드(113)가 설치된 팩키지 지지구(114)가 분리다이(111)(112)의 안쪽면에 의해 안내되어 움직이도록 조립되고, 팩키지 지지구(114)의 아래쪽에는 팩키지 지지구(114)가 항시 밑으로 내려와 있도록 하기 위한 스프링(115)이 설치되고, 이 스프링(115)을 고정하기 위한 블록(116)과 팩키지 지지구(114)가 상승하는 위치를 제어하기 위한 슬리브(117)가 설치되어 있다.

또한, 분리다이(111)(112) 및 다이홀더(104)에는 리드프레임이 정확한 위치에 위치하도록 하면서 보호기능도 갖도록 스프링(118)이 갖추어진 파이롯트 핀(119)이 부착되어 있으며, 다이홀더(104) 하부에는 다이를 받쳐주기 위한 다이백 플레이트(120)가 설치되어 있다.

한편, 본 장치와 별도로 상·하 스트립 이송지지구를 하강시키기위한 장치와 누르개(106) 및 팩키지 지지구(114)를 상승시키기 위한 로드가 하부홀더(109)밑에 설치되어 본 장치를 작동시킨다.

다음으로 상기한 구성의 본 발명에 대해 그 작동원리를 설명한다.

각 장치의 초기상태에서 리드프레임 누르개(106)는 하부에 설치되어 있는 구동로드에 의해 누르개 작동핀(107)과 연결되어 있는 셋트블럭(122)이 하부홀더(109)의 홈에 닿을때까지 스프링(10)을 누르며 상승되고, 상·하 스트립 이송지지구(101)는 별도의 기구에 의해 리드프레임 스트립을 이송시키기 위해 위쪽으로 상승되어 있으며, 팩키지 지지구(114)는 스프링(115)의 힘에 의해 하강되어 있다.

리드프레임 스트립이 이송되어 오면, 스트립 이송지지구(101)는 하강하면서 파이롯트 핀(119)에 의해 정확한 위치에 위치하고, 리드프레임은 분리다이(111)(112)의 윗면에 닿게 된다.

이때, 하부의 구동로드가 후퇴하여 리드프레임 누르개(106)는 압축스프링(110)의 힘에 의해 리드프레임의 테일부위를 누르게되며, 예시도면 10도의 좌도에서처럼 팩키지 지지구(114)에 부착된 진공패드(113)에는 진공이 발생하여 팩키지를 잡고 있고, 팩키지 지지구(114)는 하부의 구도 로드에 의해 팩키지를 위로 들어 올리며 상승하기 시작한다.

팩키지 지지구(114)가 계속 상승함에 따라 리드프레임의 테일은 누르개(106)에 의해 지지되어 있으므로 인장응력을 받게 되어 끊어지게 되는 것이다.

이어서, 팩키지 지지구(114)는 하부의 블록(116)이 하부홀더(109)의 홈에 맞닿을 때까지 상승하며, 이로써 리드프레임의 스트립에서 성형이 완료된 팩키지는 분리되게 된다.

팩키지 지지구(114)의 진공패드(113)에 의해 스트립에서 분리되어 상승된 팩키지는 예시도면 제10도의 우도에서처럼 바로 위에 대기하고 있는 별도의 진공패드(123)에 의해 집혀지고, 팩키지를 보관하기위한 트래이로 이송되며 팩키지 지지구(114)에 있는 진공패드(113)는 진공이 파괴되어 분리된 팩키지를 곧바로 트래이로 이송시킬 수 있게 된다.

팩키지가 이송된 후 팩키지 지지구(114)는 하부의 구동로드가 후퇴함으로서 밑면이 다이백 플레이트(120)에 닿을 때까지 하강하며, 리드프레임 누르개(106)는 하부에 구동 로드가 작동되어 초기의 상태로 상승되며 스트립 이송지지구(101)도 상승되어 다음의 팩키지를 이송시킬 수 있도록 한다. 이로써 모든 순환동작이 끝나게 되는 것이다.

Claims

반도체 팩키지의 분리장치에 있어서, 반도체 팩키지가 연결된 스트립 지지 이송용의 스트립 이송지지구(101), 이 스트립 이송지지구(101)를 승강시키며 베어링(103)으로 지지되는 작동핀(102), 상기 스트립 이송지지구(101) 완충용 압축스프링(105), 리드프레임의 테일 누름용 누르개(106), 상기 스트립 이송지지구(101)와 함께 승강되는 작동핀(107), 이 작동핀(107)과 다이홀더(104) 사이에 설치되는 베어링(108), 작동핀(107)과 대향위치의 하부홀더(109)와 스프링(110), 상기 다이홀더(104) 내측의 분리다이 (111),(112), 이 분리다이(111)(112) 내측에 진공패드(113)과 더불어 설치되며 스프링(115)으로 탄지되는 팩키지 지지구(114), 상기 스프링(115) 고정용 블럭(116)과 팩키지 지지구(114) 상승 제어용 슬리브(117), 상기 분리다이(111)(112)와 다이홀더(104)에 부착시킨 스프링(118)이 갖추어진 파이롯트 핀(119), 상기 다이홀더(104) 하부의 다이백 플레이트(120)와 하부홀더(109)로 구성되면서 상부 툴(Top Tool)이 없는 것을 특징으로 하는 반도체 팩키지의 분리장치.