WO2013009064A2

WO2013009064A2 - 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치 및 이를 이용한 웨이퍼 비아 솔더 필링방법

Info

Publication number: WO2013009064A2
Application number: PCT/KR2012/005440
Authority: WO
Inventors: 유세훈; 이창우; 김준기; 김정한; 고영기
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2013-01-17
Also published as: JP2014520675A; JP5826928B2; US9603254B2; WO2013009064A3; KR101168719B1; US20140123488A1

Abstract

본 발명의 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치는, 내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성되고, 일측에는 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출부가 구비된 솔더배스, 일면에 비아가 형성된 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시켜 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정유닛 및 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함한다. 또한, 상하 관통된 비아가 형성된 웨이퍼의 솔더 필링장치의 경우, 상기 고정유닛은 상기 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하며, 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키며, 상기 가압유닛은 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시켜, 상기 고정유닛의 흡입력과 함께 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 한다.

Description

가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치 및 이를 이용한 웨이퍼 비아 솔더 필링방법

본 발명은 웨이퍼에 형성된 비아에 솔더를 필링시키는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 용융솔더를 하부에서 상부로 가압하여 이동시키는 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 관한 것이다.

최근 전자기기들이 소형화됨에 따라, 전자기기에 사용되는 반도체 패키지 역시 초소형화되는 추세이다. 특히, 최근에는 이를 위한 웨이퍼(Wafer) 적층 시 그 부피를 최소화하기 위해서 웨이퍼에 복수 개의 비아(Via)를 형성하고, 상기 비아에 구리를 전해도금으로 필링(Filling)시켜 3차원으로 웨이퍼를 적층하여 전기적으로 연결하는 방법이 사용되고 있으며, 최근에는 구리 대신 용융 솔더를 비아에 필링하는 방식이 도입되고 있다.

보다 구체적으로, 종래에는 용융된 솔더를 웨이퍼의 비아에 필링시키는 작업을 수행 시, 단순히 웨이퍼의 비아를 용융솔더에 노출시키는 방법이 사용되거나, 솔더를 비아의 내부 벽면에 전해 도금한 뒤 이를 용융시키는 방법이 주로 사용되고 있다.

다만, 이와 같은 방법들을 사용할 경우, 용융솔더가 상기 비아 내에 완전히 충진되지 않고 보이드(Void) 또는 크랙(Crack)이 발생하는 경우가 많았으며, 이는 제품의 불량률을 크게 증가시키는 원인이 된다.

또한, 이때 상기 웨이퍼는 작업 상황에 따라 비아가 상, 하면 중 어느 일측에만 형성된 상태로 제공되거나, 이와 달리 상, 하 관통된 형태로 형성된 상태로 제공되는 경우도 있었다. 하지만, 종래에는 이와 같은 웨이퍼의 비아 형태에 관계 없이 동일한 필링 작업을 수행하였기 때문에 제품 품질의 편차가 매우 크다는 문제가 있었다.

따라서, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 방법이 요구되는 상황이다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용융솔더가 웨이퍼의 비아 내에 완전히 충진되지 않고 보이드 또는 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위한 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치 및 이를 이용한 웨이퍼 비아 솔더 필링방법을 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과정을 해결하기 위한 본 발명의 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치는, 내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성되고, 일측에는 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출부가 구비된 솔더배스, 일면에 비아가 형성된 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시켜 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정유닛 및 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함한다.

그리고, 상기 가압유닛은, 상기 수용공간에 대응되는 면적으로 형성되어 상기 솔더배스 내에 구비되며, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 이송시키는 가압보드 및 상기 솔더배스의 하부를 관통하여 상기 가압보드에 연결되고, 상기 가압보드를 상하 구동시키는 가압실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 솔더배스 또는 상기 가압유닛 중 적어도 어느 하나에는 상기 솔더배스에 수용된 용융솔더에 열을 제공하여 상기 용융솔더가 경화되는 것을 방지하는 가열부가 구비될 수 있다.

그리고, 상기한 과정을 해결하기 위한 본 발명의 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치의 또 다른 형태는, 내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성된 솔더배스, 상하 관통된 비아가 형성된 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하며, 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키는 고정유닛 및 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시켜, 상기 고정유닛의 흡입력과 함께 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함한다.

또한, 상기 웨이퍼의 상면 및 상기 고정유닛 사이에는, 상하 방향으로 관통 형성된 복수 개의 관통홀을 가지며, 상기 웨이퍼가 상기 고정유닛에서 제공되는 흡입력에 의해 휘어지는 것을 방지하는 다공질판이 더 구비될 수 있다.

그리고, 이 경우 역시 상기 가압유닛은, 상기 솔더배스 내에 구비되며, 상기 수용공간에 대응되는 면적을 가지고 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 이송시키는 가압보드 및 상기 솔더배스의 하부를 관통하여 상기 가압보드에 연결되고, 상기 가압보드를 상하 구동시키는 가압실린더를 포함할 수 있다.

마찬가지로, 이 경우 상기 솔더배스 또는 상기 가압유닛 중 적어도 어느 하나에는 상기 솔더배스에 수용된 용융솔더에 열을 제공하여 상기 용융솔더가 경화되는 것을 방지하는 가열부가 구비될 수 있다.

또한, 상기한 과정을 해결하기 위한 웨이퍼 비아 솔더 필링방법은, 내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성되고, 일측에는 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출부가 구비된 솔더배스와, 일면에 비아가 형성된 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시켜 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정유닛과, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치를 사용하는 웨이퍼 비아 솔더 필링방법에 있어서, 상기 고정유닛으로 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키고, 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정단계, 상기 배출부를 통해 밀폐된 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출단계 및 상기 가압유닛으로 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 용융솔더가 상기 비아에 채워지도록 하는 필링단계를 포함한다.

그리고, 상기한 과정을 해결하기 위한 웨이퍼 비아 솔더 필링방법의 또 다른 형태는, 내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성된 솔더배스와, 상하 관통된 비아가 형성된 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하며, 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키는 고정유닛과, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시켜, 상기 고정유닛의 흡입력과 함께 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치를 사용하는 웨이퍼 비아 솔더 필링방법에 있어서, 상기 고정유닛으로 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키는 고정단계 및 상기 가압유닛으로 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴과 동시에, 상기 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하여 상기 용융솔더가 상기 비아에 채워지도록 하는 필링단계를 포함한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치 및 이를 이용한 웨이퍼 비아 솔더 필링방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 가압유닛의 가압에 의해 웨이퍼의 비아 내에 용융솔더가 빈틈 없이 충진될 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 웨이퍼의 비아 형상에 따라 적합한 형태의 솔더 필링장치 및 이를 이용한 솔더 필링방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

셋째, 특히 웨이퍼의 비아가 상하 관통된 형태일 경우, 가압유닛의 가압과 함께 웨이퍼에 제공되는 흡입력에 의해 용융솔더가 웨이퍼의 비아 내에 완전히 충진될 수 있다는 장점이 있다.

넷째, 다공질판이 더 구비될 경우, 웨이퍼의 형태가 변형되는 것을 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치의 전체 모습을 나타낸 단면도;

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 있어서, 웨이퍼를 솔더배스에 고정시킨 모습을 나타낸 단면도;

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 있어서, 가압유닛으로 용융솔더를 상부로 이동시킴에 따라 웨이퍼의 비아에 용융솔더가 채워진 모습을 나타낸 단면도;

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치를 사용하여 제조된 웨이퍼의 모습을 나타낸 단면도;

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 있어서, 웨이퍼의 상면 및 고정유닛 사이에 다공질판이 구비된 모습을 나타낸 단면도;

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 있어서, 상하 관통된 형태의 비아를 가지는 웨이퍼와 다공질판을 고정유닛에 고정시킨 모습을 나타낸 단면도;

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치에 있어서, 웨이퍼를 솔더배스에 고정시킨 모습을 나타낸 단면도; 및

도 8는 본 발명의 제3실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치를 사용하여 제조된 웨이퍼의 모습을 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 웨이퍼 비아 솔더 필링장치는, 용융솔더가 수용되는 솔더배스, 웨이퍼를 고정시키는 고정유닛 및 상기 용융솔더를 하부에서 상부로 이동시키는 가압유닛을 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 솔더배스는 내부에 상부가 개구된 수용공간이 형성되며, 상기 수용공간에 용융솔더를 수용할 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼에 형성된 비아가 상기 웨이퍼의 상하를 관통하도록 형성될 경우, 상기 솔더배스의 일측에는 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출부가 더 구비될 수 있다. 이에 대해서는 이후 자세히 설명하도록 한다.

상기 고정유닛은, 비아가 형성된 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키며, 이때 그 고정 방법은 다양하게 형성될 수 있다. 일반적으로, 웨이퍼의 상면 측에 흡입력을 제공하여 상기 웨이퍼를 흡착시키는 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 또한, 상기 고정유닛은 웨이퍼의 고정뿐 아니라 이송을 함께 수행할 수 있음은 물론이다.

이때, 상기 웨이퍼에 형성된 비아가 상기 웨이퍼의 일면에만 형성된 형태일 경우, 상기 고정유닛은 상기 수용공간이 밀폐되도록 상기 웨이퍼를 고정시킬 필요가 있다. 이에 대해서도 역시 후술하도록 한다.

상기 가압유닛은, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 구성요소이다.

종래의 경우, 배경기술 부분에서 서술한 바와 같이, 이와 같은 필링 공정 수행 시 단순히 웨이퍼의 비아를 용융솔더에 노출시키는 방법이 사용되거나, 솔더를 비아의 내부 벽면에 전해 도금한 뒤 이를 용융시키는 방법이 주로 사용되었다. 따라서, 용융솔더가 상기 비아 내에 완전히 충진되지 않고 보이드(Void) 또는 크랙(Crack)이 발생하는 경우가 빈번히 발생하였다.

반면, 본 발명의 경우 상기 가압유닛이 구비됨에 따라 용융솔더를 가압하여 비아 내에 빈틈 없이 충진시킬 수 있다. 그리고, 상기 가압유닛은 다양한 형태를 가질 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 경우 비아가 일면에만 형성된 웨이퍼, 또는 비아가 상하 관통된 형태를 가지는 웨이퍼 중 어떤 형태의 웨이퍼를 사용하는가에 따라 서로 다른 솔더 필링방법이 사용될 수 있다.

이에 대해 자세히 설명하면, 비아가 웨이퍼를 관통하지 않고 일면에만 형성된 경우, 필링 공정 이후 별도의 웨이퍼 식각 공정을 통해 비아가 웨이퍼의 양면에 노출되도록 하며, 이와 달리 비아가 상하 관통된 형태를 가지는 웨이퍼의 경우에는, 이후 웨이퍼의 식각 공정을 수행할 필요가 없다. 즉, 양자는 결과적으로 비아가 상하 노출된 동일한 형태의 웨이퍼로 제조될 것이나, 다만 필링 공정 수행 시에는 그 형태가 서로 다르므로 각각에 적합한 솔더 필링방법을 수행할 필요가 있는 것이다.

종래의 경우, 이와 같은 웨이퍼의 비아 형태에 관계 없이 동일한 필링 작업을 수행하였기 때문에 제품 품질의 편차가 매우 크다는 문제가 있었다.

이상으로, 본 발명의 웨이퍼 비아 솔더 필링장치의 각 구성요소 및 관련 기술에 대해 개략적으로 설명하였으며, 이하에서는 각 실시예를 통해 이를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 가압유닛이 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치의 전체 모습이 도시된다. 도시된 바와 같이, 하부에는 측벽(12)과 바닥(14)을 포함하는 솔더배스(10)가 구비되며, 상기 솔더배스(10)의 내부에는 상부가 개구된 수용공간(S)이 형성된다. 그리고, 상기 수용공간(S) 내에는 용융솔더(m)가 채워진 상태이다.

다음으로, 솔더배스(10)의 상부에는 고정유닛(20)이 위치된다. 구체적으로, 상기 고정유닛(20)에는 웨이퍼(40)가 접촉되는 고정부(22)가 형성되며, 중앙부에는 상기 웨이퍼(40)를 흡착시키기 위한 흡입력이 제공되는 흡입경로(24)가 형성된다. 즉, 고정유닛(20)은 웨이퍼(40)의 상면에 흡입력을 제공하여 상기 웨이퍼(40)를 고정부(22)에 고정시킬 수 있다.

이때, 본 실시예에서 상기 웨이퍼(40)는 일면에만 비아(42)가 형성된 형태를 가지며, 웨이퍼(40)가 고정유닛(20)에 고정될 경우 비아(42)는 아래쪽을 바라본 상태를 갖는다. 이는 비아(42)가 솔더배스(10)의 수용공간(S)에 수용된 용융솔더(m)에 노출되도록 하기 위해서이다.

다음으로, 가압유닛(30)은 용융솔더(m)를 효과적으로 밀어올리기 위해 솔더배스(10)를 관통한 형태를 가진다. 구체적으로, 가압유닛(30)은 상기 수용공간(S)에 대응되는 면적으로 형성되어 솔더배스(10) 내에 구비되며, 솔더배스(10)에 수용된 용융솔더(m)를 이송시키는 가압보드(32)와, 솔더배스(10)의 하부를 관통하여 상기 가압보드(32)에 연결되고, 가압보드(34)를 상하 구동시키는 가압실린더(34)를 포함한다.

즉, 가압실린더(34)는 수동 또는 자동으로 상하 구동됨에 따라 가압보드(32)가 용융솔더(m)를 상하로 이동시킬 수 있도록 한다. 또한, 가압보드(32)는 용융솔더(m)가 아래쪽으로 새지 않도록 하여야 하므로, 둘레 부분에는 고무 등과 같이 실링 효과를 가지는 실링부재가 구비될 수 있다. 또는, 가압보드(32) 전체가 실링 효과를 가지는 재질로 형성되는 것도 가능할 것이다.

추가적으로, 솔더배스(10) 또는 가압유닛(30) 중 적어도 어느 하나에는, 솔더배스(10)에 수용된 용융솔더(m)에 열을 제공하여 상기 용융솔더(m)가 경화되는 것을 방지하는 가열부가 더 구비될 수 있다. 즉, 지속적으로 용융솔더(m)를 가열시켜 액체 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다. 특히 본 실시예에서, 이와 같은 가열부는 용융솔더(m)와 직접 접촉되어 있는 솔더배스(10)의 측벽(12) 또는 가압유닛(30)의 가압보드(32) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예의 경우, 솔더배스(10)의 일측에는 수용공간(S)의 공기를 배출시키는 배출부(15)가 구비된다. 배출부(15)는 본 필링 공정 시 사용되는 웨이퍼(40)가 일면에만 비아(42)가 형성된 웨이퍼(40)일 경우, 필수적으로 요구되는 구성요소이며, 일반적으로 밸브 등의 형태로 형성될 수 있다. 이에 대해서는 이하 계속되는 솔더 필링방법의 설명 부분에서 함께 서술하도록 한다.

본 실시예에 따른 솔더 필링장치를 이용한 솔더 필링방법은, 먼저 고정유닛(20)으로 웨이퍼(40)를 수용공간(S) 상에 고정시키고, 수용공간(S)을 밀폐시키는 고정단계가 수행된다. 상기 고정단계는 도 1 및 도 2에 걸쳐 도시되며, 각 도면을 참조하면, 고정유닛(20)은 웨이퍼(40)를 흡착시킨 상태로 하부로 이동하여 웨이퍼(40)를 솔더배스(10)의 수용공간(S) 상에 안착시킨 것을 확인할 수 있다. 특히, 이때 수용공간(S)은 밀폐되어야 이후 효과적인 필링이 이루어질 수 있다.

다음으로, 상기 배출부(15)를 통해 밀폐된 상기 수용공간(S)의 공기를 배출시키는 배출단계가 수행된다. 이와 같은 배출단계가 수행되는 것은, 상기 고정단계에 의해 수용공간(S)이 밀폐됨에 따라, 수용공간(S) 내에 위치된 공기로 인해 가압유닛(30)을 이동시키기 어렵고, 비아(42) 내의 공기로 인해 용융솔더(m)가 완전히 채워지지 않기 때문이다. 즉, 본 실시예와 같이 웨이퍼(40)의 일면에만 비아(42)가 형성된 경우, 밀폐된 수용공간(S) 내의 공기를 제거할 필요가 있는 것이다.

다음으로, 상기 가압유닛(30)으로 상기 용융솔더(m)를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라, 용융솔더(m)가 비아(42)에 채워지도록 하는 필링단계가 수행된다. 본 단계는 도 3에 도시되며, 이를 참조하면 가압실린더(34)가 상승하여 가압보드(32)는 용융솔더(m)를 상부로 이동시키고, 이에 따른 압력에 의해 용융솔더(m)가 비아(42) 내로 완전히 충진된 것을 확인할 수 있다.

즉, 본 실시예의 경우 비아(42) 내측의 공간 역시 상기 배출단계에 의해 진공 상태을 유지하므로, 가압유닛(30)의 가압과 함께 용융솔더(m)가 비아(42) 내에 빈틈 없이 충진되는 결과를 얻을 수 있는 것이다.

그리고, 도 4를 참조하면, 상기 각 단계를 걸쳐 비아(42)에 용융솔더(m)가 충진된 웨이퍼(40)의 모습이 도시된다. 도시된 바와 같이, 비아(42)에는 용융솔더(m)가 빈틈 없이 충진되며, 이는 이후 경화되어 후속 공정을 실시할 수 있다.

다음으로는, 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예는 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일하나, 다만 웨이퍼(40)의 상면 및 고정유닛(20) 사이에는 다공질판(50)이 더 구비된다.

상기 다공질판(50)은 상하 방향으로 관통 형성된 복수 개의 관통홀(52)을 가지며, 웨이퍼(40)가 상기 고정유닛(20)에서 제공되는 흡입력에 의해 휘어지는 것을 방지할 수 있도록 웨이퍼(40)의 상면에 접촉된 상태로 구비된다. 이때, 관통홀(52)을 제외한 나머지 부분은 웨이퍼(40)를 지지할 수 있는 지지부(54)로 형성된다.

이와 같은 다공질판(50)은 고정유닛(20)에서 제공되는 흡입력이 웨이퍼(40)에 충분히 전달되도록 하기 위해 관통홀(52)의 면적이 전체 면적에 비해 높은 비율을 차지하도록 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 다공질판(50)은 웨이퍼(40)의 휘어짐을 방지할 수 있어야 하므로 지지부(54)는 일정 수준 이상의 강도를 확보하여야 할 필요가 있다. 따라서, 관통홀(52)과 지지부(54)의 면적 비율은 적절하게 고려되어야 할 것이다.

본 실시예의 경우, 다공질판(50)은 일종의 허니콤(Honeycomb)형태로 형성되어 흡입력을 웨이퍼(40)에 충분히 전달하면서도 지지력을 확보할 수 있다는 장점이 있다.

다음으로는, 본 발명의 제3실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예는 전술한 제2실시예와 전체적으로 동일하나, 웨이퍼(140)의 비아(142)는 상하 관통된 형태를 가지며, 또한 솔더배스(10)에는 배출부(15)가 형성되지 않는다는 점이 다르다.

이는 비아(142)가 웨이퍼(140)를 관통하여 형성되므로, 웨이퍼(140)를 솔더배스(10)의 수용공간(S) 상에 고정시킨다고 하더라도 상기 수용공간(S)은 밀폐되지 않기 때문이다. 따라서, 본 실시예에 따른 솔더 필링장치를 이용한 솔더 필링방법은, 제1실시예 또는 제2실시예와 달리 고정단계 이후 배출단계가 생략된다.

다만, 본 실시예의 경우, 배출단계 이후 수행되는 필링단계에 있어서, 제1실시예 또는 제2실시예와 달리 가압유닛(30)에 의한 가압 외에 고정유닛(20)으로부터 제공되는 흡입력이 용융솔더(m)에 미치게 되며, 이는 비아(142)가 웨이퍼(140)의 상하를 관통하기 때문이다.

즉, 웨이퍼(140)의 비아(142)가 관통 형성된 경우, 솔더배스(10)의 수용공간(S)이 밀폐된 상태에 비해 가압유닛(30)의 가압 효과가 다소 감소될 수 있다는 문제가 있으며, 이와 같은 경우에는 고정유닛(20)으로부터 제공되는 흡입력이 함께 작용하여 효과적인 필링 공정을 수행할 수 있게 된다.

일반적으로, 웨이퍼(140) 비아(142)의 폭은 20㎛ 정도로서, 그 크기가 매우 미세하다. 따라서, 가압유닛(30)의 가압 또는 고정유닛(20)의 흡입 중 어느 하나만으로는 상기와 같이 미세 피치를 가지는 비아(142)에 용융솔더(m)를 효과적으로 충진시키기가 어려운 것이다.

따라서 본 실시예에서는, 가압유닛(30)의 가압 및 고정유닛(20)의 흡입을 동시에 제공하여 용융솔더(m)가 비아(142)에 빈틈 없이 충진되도록 할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 실시예 역시 다공질판(52)이 구비되며, 이때 지지부(54)의 폭은 약 300~400㎛ 정도로서, 웨이퍼(140)의 비아(142)에 비해 매우 큰 폭을 가진다. 이에 따라 비아(142)의 일부는 관통홀(52) 부분이 아닌 지지부(54) 부분에 위치될 수 있어 고정유닛(20)의 흡입력이 미치지 않을 수 있다는 문제가 있다.

하지만, 전술한 바와 같이 비아(142)의 폭은 20㎛ 정도이며, 지지부(54)의 폭은 약 300~400㎛ 정도로, 이들은 극히 미세한 크기를 가진다. 따라서, 도 6의 하단에 도시된 바와 같이, 미세 단위로 확대할 경우 이들의 접촉면은 불규칙하게 형성되므로, 실질적으로는 미세한 틈이 존재한다. 결과적으로, 고정유닛(20)의 흡입력은 지지부(54)와 접촉되는 비아(142)에도 영향을 주어 웨이퍼(140)의 전체 비아(142)에 용융솔더(m)가 충진될 수 있는 것이다.

도 8에는, 상기 각 단계를 걸쳐 비아(142)에 용융솔더(m)가 충진된 웨이퍼(140)의 모습이 도시된다. 도시된 바와 같이, 상하 관통된 비아(42)에 용융솔더(m)가 빈틈 없이 충진되며, 이는 역시 경화되어 후속 공정을 실시할 수 있다.

이상으로 각 실시예들에 대해 설명하였으며, 이를 정리하면, 본 발명은 가압유닛의 가압에 의해 웨이퍼의 비아 내에 용융솔더가 빈틈 없이 충진될 수 있다는 장점이 있으며, 또한 웨이퍼의 형태에 따라 적합한 솔더 필링방법을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims

내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성되고, 일측에는 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출부가 구비된 솔더배스;

일면에 비아가 형성된 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시켜 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정유닛; 및

상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛;

을 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
제1항에 있어서,

상기 가압유닛은,

상기 수용공간에 대응되는 면적으로 형성되어 상기 솔더배스 내에 구비되며, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 이송시키는 가압보드; 및

상기 솔더배스의 하부를 관통하여 상기 가압보드에 연결되고, 상기 가압보드를 상하 구동시키는 가압실린더;

를 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
제1항에 있어서,

상기 솔더배스 또는 상기 가압유닛 중 적어도 어느 하나에는 상기 솔더배스에 수용된 용융솔더에 열을 제공하여 상기 용융솔더가 경화되는 것을 방지하는 가열부가 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성된 솔더배스;

상하 관통된 비아가 형성된 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하며, 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키는 고정유닛; 및

상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시켜, 상기 고정유닛의 흡입력과 함께 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛;

을 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
제4항에 있어서,

상기 웨이퍼의 상면 및 상기 고정유닛 사이에는,

상하 방향으로 관통 형성된 복수 개의 관통홀을 가지며, 상기 웨이퍼가 상기 고정유닛에서 제공되는 흡입력에 의해 휘어지는 것을 방지하는 다공질판이 더 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
제4항에 있어서,

상기 가압유닛은,

상기 솔더배스 내에 구비되며, 상기 수용공간에 대응되는 면적을 가지고 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 이송시키는 가압보드; 및

상기 솔더배스의 하부를 관통하여 상기 가압보드에 연결되고, 상기 가압보드를 상하 구동시키는 가압실린더;

를 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
제4항에 있어서,

상기 솔더배스 또는 상기 가압유닛 중 적어도 어느 하나에는 상기 솔더배스에 수용된 용융솔더에 열을 제공하여 상기 용융솔더가 경화되는 것을 방지하는 가열부가 구비된 웨이퍼 비아 솔더 필링장치.
내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성되고, 일측에는 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출부가 구비된 솔더배스와, 일면에 비아가 형성된 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시켜 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정유닛과, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치를 사용하는 웨이퍼 비아 솔더 필링방법에 있어서,

상기 고정유닛으로 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키고, 상기 수용공간을 밀폐시키는 고정단계;

상기 배출부를 통해 밀폐된 상기 수용공간의 공기를 배출시키는 배출단계; 및

상기 가압유닛으로 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴에 따라 상기 용융솔더가 상기 비아에 채워지도록 하는 필링단계;

를 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링방법.
내부에 용융솔더가 수용되며, 상부가 개구된 수용공간이 형성된 솔더배스와, 상하 관통된 비아가 형성된 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하며, 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키는 고정유닛과, 상기 솔더배스에 수용된 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시켜, 상기 고정유닛의 흡입력과 함께 상기 비아에 상기 용융솔더가 채워지도록 하는 가압유닛을 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링장치를 사용하는 웨이퍼 비아 솔더 필링방법에 있어서,

상기 고정유닛으로 상기 웨이퍼를 상기 수용공간 상에 고정시키는 고정단계; 및

상기 가압유닛으로 상기 용융솔더를 하부로부터 가압하여 상부로 이동시킴과 동시에, 상기 웨이퍼의 상면에 흡입력을 제공하여 상기 용융솔더가 상기 비아에 채워지도록 하는 필링단계;

를 포함하는 웨이퍼 비아 솔더 필링방법.