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KR100295673B1 - 티씨피용리드본딩장치 - Google Patents

티씨피용리드본딩장치 Download PDF

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KR100295673B1
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김영환
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Abstract

본 발명은 티씨피용 리드본딩장치에 관한 것으로, 베이스 플레이트와, 이 베이스 플레이트의 상측에 위치하는 회전테이블과, 이 회전테이블을 회전시키는 회전수단과, 상기 회전테이블의 상면에 동심원상으로 설치되어 칩이 안착 정렬됨과 아울러 본딩이 이루어지는 수개의 칩 스테이지와, 이 칩 스테이지의 측부 및 하부에 설치되어 칩 스테이지에 안착된 칩을 정렬시키는 정렬수단과, 상기 베이스 플레이트의 일측 상면에 설치되어 상기 칩 스테이지를 상승 하강시키는 승강수단과, 칩을 픽업하여 상기 칩 스테이지에 안착시키는 픽업암과, 상기 칩 스테이지의 상측에 위치하는 탭테이프의 리드와 칩의 패드를 본딩시키는 본딩툴을 포함하여 구성되며, 프리얼라이너를 2개 또는 그 이상이 되도록 회전 가능한 회전테이블에 설치하여 각 프리얼라이너의 작동을 독립적으로 진행하도록 함으로써 작업의 연속성을 확보하여 생산성을 향상시키게 된다.

Description

티씨피용 리드본딩장치{LEAD BONDING APPARATUS FOR TCP}
본 발명은 티씨피(TCP ; Tape Carrier Package)용 리드본딩장치에 관한 것으로, 특히 공정시간을 단축하여 생산성을 향상시키기 위한 것이다.
일반적으로 티씨피는 메탈 패턴(metal pattern)이 형성된 절연 폴리마이드 필름(polymide film)으로 이루어진 탭테이프(tape)의 인너리드와 메탈 범프(metal bump)가 형성된 아이씨 칩(IC chip)을 본딩하여 제조된 패키지를 말하며, 티씨피의 제조공정은 칩 위의 각 패드에 인너리드본딩을 위하여 일정한 높이의 금(Au)을 도금하는 공정인 범핑(bumping)공정과, 웨이퍼를 낱개의 다이(die)로 절단하는 소잉(sawing)공정, 전기적인 도전 경로를 형성하기 위해 칩 패드의 범프와 테이프의 리드를 강한 압력 및 열로 접착시키는 인너리드본딩(inner lead bonding)공정과, 인너리드본딩된 칩을 외부로부터 보호하기 위하여 에폭시 수지로 밀봉하는 포팅(potting)공정과, 포팅된 제품의 표면에 제조일자 및 제품명을 인쇄하는 마킹(marking)공정을 포함하여 진행된다.
상기 인너리드본딩시 베이스 재료로 사용되는 탭테이프(T)는 도 1에 도시한 바와 같이, 베이스 필름(base film)인 폴리마이드 필름(F)위에 접착제를 사용하여 동박(copper)(tin plating)을 접합시킨 후 설계도면에 따라 최종 패턴 형성된 동박(P)을 보호하고 외부 이물질에 의한 쇼트방지를 목적으로 솔더 레지시트(solder resist)를 도포하는 것으로 구성된다.
이와 같은 탭테이프의 리드와 반도체 칩의 칩패드를 본딩하기 위한 리드본딩장치가 도 1에 도시되어 있는 바, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
종래 리드본딩장치는, 도시한 바와 같이, 엑스축 모터(미도시)와 와이축 모터(미도시)에 의해 엑스 및 와이 방향으로 이동하는 엑스/와이 스테이지(1)와, 이 엑스/와이 스테이지(1)의 일측 상면에 설치되어 칩(C)이 안착 정렬되는 프리얼라이너(Pre-aligner)(2)와, 이 프리얼라이너(2)의 하부에 연결 설치되어 칩이 상기 프리얼라이너(2)에 탑재되었을 때 칩(C)의 본딩 위치를 정렬시키는 정렬수단과, 상기 프리얼라이너(2)의 일측에 설치되어 픽업한 칩(C)을 상기 프리얼라이너(2)에 안착시키는 픽업암(7)과, 상기 칩(C)과 탭테이프(T)의 인너리드를 본딩시키는 본딩툴(미도시)을 포함하여 구성된다.
상기 정렬수단은 상기 프리얼라이너(2)의 저면에 결합되는 회전판(3)과, 이 회전판(3)의 하부에 연결 설치되어 회전판(3)을 회전시키는 회전모터(4)와, 이 회전모터(4)의 하측에 위치하여 회전모터(4)를 상승 하강시키는 승강부로 구성된다.
상기 승강부는 상기 엑스/와이 스테이지(1)에 설치되는 이동모터(5)와, 이 이동모터(5)와 모터축(5a)축으로 결합되며 상기 회전모터(4)의 하측에 위치되어 이동모터(5)의 작동시 직선 왕복하면서 회전모터(4)를 상승 하강시키는 슬라이딩캠(6)으로 구성된다.
이와 같은 리드본딩장치를 이용하여 리드본딩공정을 진행하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 웨이퍼 상태에서 개개로 절단된 칩(C) 중 하나를 픽업암(7a)의 선단에설치된 픽업 콜릿(Pick-up Collet)(7b)이 픽업하여 프리얼라이너(2)의 회전판(3) 상면에 얹어 놓는다.
상기 프리얼라이너(2) 위에 놓여진 칩(C)은 엑스축 모터와 와이축 모터의 구동에 의해 엑스/와이 스테이지(1)가 엑스 및 와이 방향으로 움직이게 되며, 그 상측에 위치한 카메라(미도시)에 의해 제대로 놓였는지 판단하여 비틀어진 정도를 보정하게 되는데, 이때 회전모터(4)의 회전에 의해 회전판(3)이 회전하게 되어 프리얼라이너(2) 위의 칩(C)의 각도를 보정하게 된다.
보정이 완료되면 엑스/와이 스테이지(1)가 탭테이프(T) 쪽으로 움직여 본딩 위치에서 정지한 후, 이동모터(5)에 의해 슬라이딩캠(6)이 좌우 이동하여 프리얼라이너(2)가 상승함과 아울러 본딩툴이 동시에 하강하여 칩(C)의 패드와 탭테이프(T)상의 리드가 본딩된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술은 1개의 엑스/와이 스테이지 위에 1개의 프리얼라이너가 구비되어 있으므로 리드본딩 작업을 진행시 칩의 공급속도가 늦어지게 되므로 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래와 동일한 시간 내에 칩 공급속도를 증가시킴으로써 단위 시간당 생산성을 증대시키기 위한 티씨피용 리드본딩장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 리드본딩장치를 개략적으로 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 리드본딩장치를 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 리드본딩장치를 보인 평면도.
도 4는 도 3의 "A-A"선을 보인 단면도.
도 5는 도 4를 상세히 보인 확대도.
도 6은 도 5의 "B-B"선을 보인 단면도.
도 7은 도 5의 "C-C"선을 보인 단면도.
도 8은 도 5의 "D-D"선을 보인 단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10 ; 베이스 플레이트 20 ; 회전테이블
31 ; 회전축 32 ; 스텝모터
40 ; 칩 스테이지 51 ; 회전모터
52 ; X축 구동모터 53 ; Y축 구동모터
61 ; 승강축 62 ; 슬라이딩캠
63 ; 이동모터 70 ; 픽업암
80 ; 본딩툴
상기 목적을 달성하기 위하여 베이스 플레이트와, 이 베이스 플레이트의 상측에 위치하는 회전테이블과, 이 회전테이블을 회전시키는 회전수단과, 상기 회전테이블의 상면에 동심원상으로 설치되어 칩이 안착 정렬됨과 아울러 본딩이 이루어지는 수개의 칩 스테이지와, 이 칩 스테이지의 측부 및 하부에 설치되어 칩 스테이지에 안착된 칩을 정렬시키는 정렬수단과, 상기 베이스 플레이트의 일측 상면에 설치되어 상기 칩 스테이지를 상승 하강시키는 승강수단과, 칩을 픽업하여 상기 칩 스테이지에 안착시키는 픽업암과, 상기 칩 스테이지의 상측에 위치하는 탭테이프의 리드와 칩의 패드를 본딩시키는 본딩툴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 티씨피용 리드본딩장치가 제공된다.
이하, 본 발명에 의한 티씨피용 리드본딩장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 리드본딩장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(10)와, 이 베이스 플레이트(10)의 상측에 위치하는 회전테이블(20)과, 이 회전테이블(20)을 회전시키는 회전수단과, 상기 회전테이블(20)의 상면에 동심원상으로 설치되어 칩(C)이 안착 정렬됨과 아울러 본딩이 이루어지는 수개의 칩 스테이지(40)와, 이 칩 스테이지(40)의 측부 및 하부에 설치되어 칩 스테이지(40)에 안착된 칩(C)을 정렬시키는 정렬수단과, 상기 베이스 플레이트(10)의 일측 상면에 설치되어 상기 칩 스테이지(40)를 상승 하강시키는 승강수단과, 칩(C)을 픽업하여 상기 칩 스테이지(40)에 안착시키는 픽업암(70)과, 상기 칩 스테이지(40)의 상측에 위치하는 탭테이프(T)의 리드와 칩(C)의 패드를 본딩시키는 본딩툴(80)을 포함하여 구성된다.
상기 회전수단은 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 회전테이블(20)의 저면 중심에 연결되는 회전축(31)과, 상기 베이스 플레이트(10)의 상면에 지지 고정되며 상기 회전축(31)에 일정량의 회전력을 인가하는 스텝모터(32)로 구성된다.
상기 정렬수단은 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 각각의 칩 스테이지(40)의 하부에 결합되어 칩 스테이지(40)를 회전시키는 회전모터(51)와, 상기 칩 스테이지(40)의 엑스 및 와이 방향에 각각 구동축(52a)(53a)으로 연결되어 칩 스테이지(40)의 위치를 보정하도록 상기 구동축에 구동력을 인가하는 X축 구동모터(52) 및 Y축 구동모터(53)로 구성되며, 상기 칩 스테이지(40)의 상측에는 소정 거리를 두고 칩의 정렬 상태를 확인하기 위한 카메라(56)가 설치된다.
그리고 상기 회전모터(51)의 외주면에는 도 4와 도 5 그리고 도 7에 도시한 바와 같이, 소정의 간격을 두고 모터가이드(54)를 설치하며, 상기 회전모터(51)와 모터가이드(54) 사이에는 회전모터(51)의 기준점을 확보하기 위하여 기준키(55)를 설치한다.
상기 승강수단은 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 일측 칩 스테이지(40)에 대응되도록 그 하측에 위치하는 승강축(61)과, 이 승강축(61)의 하측에 설치되어 직선 운동하는 슬라이딩캠(62)과, 상기 슬라이딩캠(62)에 이동축(63a)으로 연결되어 구동력을 인가하는 이동모터(63)와, 상기 승강축(61)의 외주면에 동심원상으로 소정의 간격을 두고 설치되어 승강축(61)의 상승 하강시 승강축(61)을 가이드하는 승강축 가이드(64)로 구성되며, 상기 승강축(61)의 하부 및 이에 접촉하는 슬라이딩캠(62)은 상호 대응되도록 곡면으로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 리드본딩장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 픽업암(70)이 칩 탑재 위치에 있는 칩 스테이지(40)에 양품의 칩을 탑재하면, 스텝모터(32)에 의해 회전테이블(20)이 반시계방향으로 90도 회전하여 칩 탑재 위치에 있는 칩 스테이지(40)가 칩 인식 위치로 이동하게 된다.
상기 칩 인식 위치의 상측에 설치된 카메라(56)에 의해 칩 스테이지(40)에 칩이 정렬되었는지 확인하는 작업이 이루어지며, 다시 90도 회전하면 본딩 위치로 회전한다.
그 후, 상기 본딩 위치의 하측에 위치한 승강수단에 의해 상기 본딩 위치에 있는 칩 스테이지(40)를 상측으로 상승시키게 됨과 아울러 본딩툴(80)이 수직으로 하강하여 칩의 패드와 탭테이프(T)의 리드를 본딩하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 프리얼라이너를 2개 또는 그 이상이 되도록 회전 가능한 회전테이블에 설치하여 각 프리얼라이너의 작동을 독립적으로 진행하도록 함으로써 작업의 연속성을 확보하여 생산성을 향상시키게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리드본딩장치는 기존의 프리얼라이너가 단계별로 이동하면서 본딩하는 방식에 비해 이동거리를 단축할 수 있으며, 아울러 해당 위치에서의 분할된 역할로 설비를 효율적으로 운용할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 베이스 플레이트와, 이 베이스 플레이트의 상측에 위치하는 회전테이블과, 이 회전테이블을 회전시키는 회전수단과, 상기 회전테이블의 상면에 동심원상으로 설치되어 칩이 안착 정렬됨과 아울러 본딩이 이루어지는 수개의 칩 스테이지와, 이 칩 스테이지의 측부 및 하부에 설치되어 칩 스테이지에 안착된 칩을 정렬시키는 정렬수단과, 상기 베이스 플레이트의 일측 상면에 설치되어 상기 칩 스테이지를 상승 하강시키는 승강수단과, 칩을 픽업하여 상기 칩 스테이지에 안착시키는 픽업암과, 상기 칩 스테이지의 상측에 위치하는 탭테이프의 리드와 칩의 패드를 본딩시키는 본딩툴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 티씨피용 리드본딩장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회전수단은 상기 회전테이블의 저면 중심에 연결되는 회전축과, 상기 베이스 플레이트의 상면에 지지 고정되며 상기 회전축에 일정량의 회전력을 인가하는 스텝모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 티씨피용 리드본딩장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 정렬수단은 상기 각각의 칩 스테이지의 하부에 결합되어 칩 스테이지를 회전시키는 회전모터와, 상기 칩 스테이지의 엑스 및 와이 방향에 각각 구동축으로 연결되어 칩 스테이지의 위치를 보정하도록 상기 구동축에 구동력을 인가하는 X축 구동모터 및 Y축 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 하는티씨피용 리드본딩장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 승강수단은 일측 칩 스테이지에 대응되도록 그 하측에 위치하는 승강축과, 이 승강축의 하측에 설치되어 직선 운동하는 슬라이딩캠과, 상기 슬라이딩캠에 구동력을 인가하는 이동모터와, 상기 승강축의 외주면에 동심원상으로 소정의 간격을 두고 설치되어 승강축의 상승 하강시 승강축을 가이드하는 승강축 가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 티씨피용 리드본딩장치.
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