KR100605313B1 - 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비 - Google Patents

반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비 Download PDF

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Abstract

다이 본딩을 위한 칩을 피크업하여 리드 프레임이 배치된 본딩 유니트로 이송하는 이송 헤드의 콜렛을 주기적으로 클리닝하여 오염에 따른 반도체칩 불량 발생을 방지하는 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비에 관한 것으로서, 이것은 웨이퍼가 쏘잉되어 개별화된 칩을 공급하는 피크업 유니트, 리드 프레임이 공급되고, 리드 프레임의 다이 영역에 칩이 본딩되는 본딩 유니트, 상기 피크업 유니트와 본딩 유니트를 왕복하면서 상기 피크업 유니트의 칩을 콜렛의 밑면에 진공 흡착한 상태로 상기 본딩 유니트에 이송하여 해당 영역에 안착시켜 다이 본딩하는 이송 헤드 및 상기 칩이 진공 흡착되는 면을 클리닝하여 이물질을 제거하는 클리닝 유니트를 구비하여 이루어져서 콜렛의 칩의 흡착되는 면이 주기적으로 클리닝될 수 있다. 따라서, 콜렛의 오염이 방지되므로 공정 불량의 발생이 방지되고, 이물질이 콜렛의 밑면에 묻은 경우 자동으로 제거되므로 설비의 관리 효율성이 향상되는 효과가 있다.
다이 본딩, 콜렛, 클리닝

Description

반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비{apparatus for bonding die of a semiconductor device}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비의 제 1 실시예를 나타내는 도면
도 2는 제 1 실시예에서 이송 헤드가 복귀되면서 클리닝되는 것을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비의 제 2 실시예를 나타내는 도면
도 4는 도 2 실시예에서 이송 헤드가 클리닝되는 것을 설명하기 위한 도면
본 발명은 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이 본딩을 위한 칩을 피크업하여 리드 프레임이 배치된 본딩 유니트로 이송하는 이송 헤드의 콜렛을 주기적으로 클리닝하여 오염에 따른 반도체칩 불량 발생을 방지하는 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비에 관한 것이다.
통상, 반도체 디바이스(Semicondoctor Device)는 웨이퍼(Wafer) 레벨의 제조 공정이 완료되면 쏘잉(Sawing) 공정을 거쳐서 개별화된 후, 다이 본딩(Die bonding), 와이어 본딩(Wire bonding), 몰딩(Molding), 트림(Trim) 및 폼(Form) 등의 단위 공정을 거쳐서 칩(chip)으로 제조된다.
상술한 반도체 디바이스를 제조하는 단위 공정 중 다이 본딩 과정은 쏘잉 과정에서 개별화된 칩을 리드 프레임에 본딩하는 공정이며, 구체적으로 피크업 유니트에 공급된 칩을 이송 헤드로 피크업하여 본딩 유니트에 배치되는 에폭시(Epoxy) 재질의 접착제가 도팅(Dotting)된 리드 프레임의 다이 영역 상에 본딩하는 것이다.
상술한 과정에서 칩은 이송 헤드에 의하여 피크업 유니트로부터 본딩 유니트로 이송된다.
피크업 유니트는 진공 흡착 방법으로 칩을 붙여서 이송하며, 칩이 진공력에 의하여 붙는 부분에는 콜렛이 구성된다. 그러나, 고무 재질의 콜렛은 칩을 이송하는 과정 중에 바닥면에 칩 가루를 포함하는 각종 이물질이 붙게 된다.
다이 본딩을 위하여 공급되는 칩의 표면은 미세한 회로와 와이어 본딩을 위한 패드 등이 형성되어 있으며, 별도의 보호막이 없이 다이 본딩 과정에서는 칩의 표면이 노출된다.
그러므로, 콜렛에 이물질이 붙은 경우 상술한 칩을 이송하는 과정에서 칩 표면이 이물질에 의하여 손상될 수 있으며, 이러한 이물질에 오염된 콜렛을 이용한 칩의 이송은 대량 품질 불량을 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 다이 본딩을 위하여 칩을 피크업 유니트에서 본딩 유니트 로 이송하는 이송 헤드의 콜렛을 자동으로 클리닝시킴으로써 공정 불량 발생을 방지하고, 설비의 관리도를 향상시킴에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이송 헤드가 칩을 본딩 유니트로 이송한 후 복귀되는 과정에 주기적으로 클리닝됨으로써 콜렛이 오염된 상태로 칩을 이송하는 것을 방지함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 이송 헤드가 일정 회수 칩을 본딩 유니트로 이송한 후 클리닝 싸이트로 이송되어 콜렛이 클리닝됨으로써 콜렛이 오염된 상태로 칩을 이송하는 것을 방지함에 있다.
본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비는 웨이퍼가 쏘잉되어 개별화된 칩을 공급하는 피크업 유니트, 리드 프레임이 공급되고, 리드 프레임의 다이 영역에 칩이 본딩되는 본딩 유니트, 상기 피크업 유니트와 본딩 유니트를 왕복하면서 상기 피크업 유니트의 칩을 진공 흡착한 상태로 상기 본딩 유니트에 이송하여 해당 영역에 안착시켜 다이 본딩하는 이송 헤드 및 상기 칩이 진공 흡착되는 면을 클리닝하여 이물질을 제거하는 클리닝 유니트를 구비하여 이루어진다.
그리고, 클리닝 유니트는 고정식 또는 구동식으로 구성될 수 있으며, 그에 따라서 이송 헤드는 주기적으로 칩을 흡착하는 면이 클리닝될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비는 피크업 유니트(10)에서 본딩 유니트(20)로 이송 헤드(40)를 이용하여 칩(12)을 이송하도록 구성되며, 본딩 유니트(20)에 이송된 칩(12)은 리드 프레임(22) 상에 본딩된다.
본 발명에 따른 제 1 실시예는 도 1 및 도 2와 같이 클리닝 유니트(30)가 이송 헤드(40)가 복귀되는 경로 중에 고정식으로 설치되어 이송 헤드(40)의 콜렛(46)의 밑면을 브러싱하도록 구성된 것이고, 제 2 실시예는 도 3 및 도 4와 같이 클리닝 유니트(30)가 이송 헤드(40)가 왕복되는 경로를 벗어난 위치에 구성되고 이송 헤드(40)는 주기적으로 클리닝 유니트(30)로 이동되어서 콜렛(46)의 밑면이 브러싱되도록 구성된 것이다.
먼저, 도 1 및 도 2의 제 1 실시예의 구성을 살펴보면, 피크업 유니트(10)와 본딩 유니트(20)의 사이에 클리닝 유니트(30)가 구성된다.
피크업 유니트(10)는 웨이퍼가 쏘잉된 후 개별화된 칩을 소정 공급원으로부터 공급받고, 본딩 유니트(20)는 칩을 본딩할 리드 프레임(22)을 소정 공급원으로부터 공급받는다.
이를 위하여 피크업 유니트(10)는 구체적으로 도시되지 않았으나 쏘잉된 칩을 로딩하는 플레이트가 구성되고, 그 상부에 개별화된 칩이 공급된다.
그리고, 본딩 유니트(20)는 구체적으로 도시되지 않았으나 로딩 파트(도시되지 않음)에서 리드 프레임(22)이 소정 가이드 레일(도시되지 않음)을 따라서 본딩 위치까지 공급되고, 본딩 위치까지 공급되는 과정에 리드 프레임(22)의 다이 영역 상부에 에폭시 재질의 접착제가 도팅(dotting)되며, 본딩 위치에서 리드 프레임(22)의 다이 영역에 칩이 본딩되고 그 후 칩이 본딩된 리드 프레임(22)은 상 기 가이드 레일을 따라서 언로딩 파트(도시되지 않음)로 이송되는 구조를 갖는다.
제 1 실시예에서 클리닝 유니트(30)는 피크업 유니트(10)와 본딩 유니트(20)의 사이에 위치되며, 크리닝 유니트(30)는 베이스(32)의 상면에 브러시(34)가 구성된다. 그리고, 크리닝 유니트(30)의 측면에는 브러시(34)를 향하여 공기를 분사하기 위한 노즐(36)이 구성된다.
그리고, 피크업 유니트(10)와 본딩 유니트(20) 및 클리닝 유니트(30)의 상부에는 이송 헤드(40)가 구성되며, 이송 헤드(40)는 몸체(42), 몸체(42)의 하부에 구성되는 지지체(44) 및 지지체(44)의 밑면에 설치되는 콜렛(46)으로 구성되고, 몸체(42)의 측면에는 진공 라인(48)이 구성되고, 진공 라인(48)은 몸체(42)와 지지체(44) 및 콜렛(46)을 관통하여 형성되며, 칩(12)을 콜렛(46)의 밑면에 진공 흡착할 때 진공을 공급하는 역할을 수행한다.
상술한 이송 헤드(40)는 칩(12)을 피크업 유니트(10)에서 본딩 유니트(20)의 리드 프레임(22) 상에 이상할 때 먼저 피크업 유니트(10)의 해당 칩이 위치한 장소로 이동되어서 하강한다. 이때 진공 라인(48)을 통하여 진공 흡착력이 콜렛(46)에 제공되고, 콜렛(46)의 밑면이 칩(12)의 상면과 접하면 칩(12)은 진공 흡착력에 의하여 콜렛(46)의 밑면에 부착된다.
그 후, 이송 헤드(40)는 도 1의 화살표 A 방향으로 상승한 후 수평으로 진행한 후 본딩 유니트(20)의 본딩할 해당 리드 프레임(22)에서 화상표 B 방향으로 하강하여 정해진 위치에 칩(12)을 안착시킨다.
이송 헤드(40)에 의하여 칩(12)이 리드 프레임(22)의 다이 영역에 안착되면, 미리 다이 상부에 접착제가 도팅된 상태이므로 칩(12)은 본딩된다.
이송 헤드(40)는 칩(12)을 해당 리드 프레임(22)의 정해진 위치에 안착시키면 진공 라인(48)을 통한 진공 흡착력의 제공이 중지되고, 칩(12)을 해당 리드 프레임(22)에 본딩 시킨 상태에서 이송 헤드(40)는 다른 칩(12)의 이송을 위하여 피크업 유니트(10)로 도 2의 화살표 C와 같이 수평 이동한다.
이때, 클리닝 유니트(30)의 브러시(34)는 수평 이동되는 이송 헤드(40)의 콜렛(46)의 밑면을 스크래칭할 수 있을 정도의 높이를 갖도록 구성되며, 그에 따라서 피크업 유니트(10) 쪽으로 수평 이동되는 이송 헤드(40)의 콜렛(46) 밑면은 수평 이동 과정에서 브러시(34)에 의하여 스크래칭되면서 밑면에 뭍은 이물질이 제거된다.
그 후, 이송 헤드(40)는 다시 피크업 유니트(10) 상의 다른 칩(12)을 진공 흡착하여 화살표 A와 B의 경로를 경유하여 본딩 유니트(20)로 이송하고, 콜렛(46)의 밑면에 흡착된 칩(12)을 리드 프레임(22)에 본딩시킨 후 화살표 C의 경로로 리턴된다.
상술한 이송 헤드(40)가 칩을 이송하는 과정 중에 노즐(36)을 통하여 에어가 주기적으로 또는 상시적으로 분사되어서 브러시(34)에 잔류될 수 있는 이물질을 클리닝 유니트(30) 외부로 제거함이 바람직하다.
그리고, 이송 헤드(40)는 브러시(34)가 형성되는 높이를 고려하여 이송 경로의 고저가 조절될 수 있으며, 피크업 유니트(10)와 본딩 유니트(20)에 도달하거나 출발하는 시점에서 이송 헤드(40)는 브러시(34)가 갖는 높이와 피크업 또는 본딩이 이루어지는 높이를 고려하여 승하강이 조절될 수 있다.
상술한 바와 같이 제 1 실시예의 구성에 의하여 이송 헤드(40)는 칩을 본딩하기 위하여 본딩 유니트(20)로 이송된 후 피크업 유니트(10)로 복귀될 때 콜렛(46)의 밑면이 브러시(34)에 의하여 클리닝된다.
그러므로, 이물질이 콜렛(46)의 밑면에 뭍은 상태로 칩을 진공 흡착함에 따른 칩 손상이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제 2 실시예와 같이 구동형으로 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 있어서, 피크업 유니트(10), 본딩 유니트(20) 및 이송 헤드(40)는 도 1 실시예와 구성이 동일하므로 동일한 부호로 표시하고, 그에 대한 구체적인 구성의 상세한 설명은 생략한다.
제 2 실시예는 피크업 유니트(10)와 본딩 유니트(20) 상부에 이송 헤드(40)가 구성되고, 이송 헤드(40)는 피크업 유니트(10)에 공급되는 칩을 진공 흡착하여 본딩 유니트(20)의 리드 프레임(22)의 다이 본딩 영역 상에 안착시킨 후 피크업 유니트(10)의 다른 칩을 진공 흡착하기 위하여 리턴되는 과정을 반복한다.
그리고, 피크업 유니트(10)와 본딩 유니트(20)에 인접한 위치에 클리닝 유니트(50)가 구성되며, 클리닝 유니트(50)는 구동부(52)와 그 상부에 구성되는 베이스(54) 및 브러시(56)로 구성되며, 브러시(56)의 측면에는 노즐(58)이 구성된다.
여기에서, 구동부(52)는 상부의 베이스(54)를 회전시키는 역할을 수행하며, 제작자의 의도에 따라서 양방향 왕복운동하도록 구성될 수 있다. 그리고, 노즐(58) 은 브러시(56)에 잔류되는 이물질을 제거하기 위한 공기를 분사하는 역할을 담당한다.
상술한 바와 같이 구성된 제 2 실시예에서 이송 헤드(40)는 화살표 A, B, C와 같은 경로로 이동되면서 피크업 유니트(10) 상에 공급되는 칩(12)을 본딩 유니트(20) 상의 리드 프레임(22)에 공급한다.
제 2 실시예에서 이송 헤드(40)는 칩(12)을 이송하는 회수 또는 시간이 카운트되어서 미리 정해진 회수 또는 시간에 도달되면 클리닝 유니트(50)로 이송된다.
클리닝 유니트(50)로 이송된 이송 헤드(40)는 도 4와 같이 콜렛(46)의 밑면이 브러시(46)에 닫도록 위치되고, 클리닝 유니트(50)의 브러시(56)는 구동부(52)의 구동력에 의하여 회전되어서 콜렛(46)의 밑면에 뭍은 이물질을 제거한다.
소정 시간 상술한 클리닝이 이루어지면 이송 헤드(40)는 다시 복귀되어서 칩(12)을 피크업 유니트(10)에서 본딩 유니트(20)로 이송한다.
상술한 제 2 실시예도 제 1 실시예와 동일하게 이송 헤드(40)의 콜렛(46) 밑면에 뭍은 이물질을 주기적으로 제거하며, 그에 따라서 계속되는 본딩 과정 중에 이물질이 콜렛(46)의 밑면에 뭍은 채 이송됨에 따라서 발생될 수 있는 공정 불량이 방지된다.
따라서, 본 발명은 콜렛의 오염이 방지되므로 공정 불량의 발생이 방지되고, 이물질이 콜렛의 밑면에 묻은 경우 자동으로 제거되므로 설비의 관리 효율성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 웨이퍼가 쏘잉되어 개별화된 칩을 공급하는 피크업 유니트;
    리드 프레임이 공급되고, 리드 프레임의 다이 영역에 칩이 본딩되는 본딩 유니트;
    상기 피크업 유니트와 본딩 유니트를 왕복하면서 상기 피크업 유니트의 칩을 진공 흡착한 상태로 상기 본딩 유니트에 이송하여 해당 영역에 안착시켜 다이 본딩하는 이송 헤드; 및
    상기 칩이 진공 흡착되는 면을 클리닝하여 이물질을 제거하는 클리닝 유니트를 구비하며,
    상기 클리닝 유니트는,
    소정 방향 구동력을 제공하는 구동부,
    상기 구동부 상에 상기 구동부에 의하여 구동 가능하게 설치되는 베이스, 및
    상기 베이스의 상부에 구성되는 브러시로 구성됨으로써;
    상기 이송 헤드가 주기적으로 클리닝 유니트 위치로 이동되면 상기 구동부에 의하여 베이스가 구동되고 상기 이송 헤드의 칩을 진공 흡착하는 면이 상기 브러시에 의하여 클리닝됨을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조용 다이 본딩 설비.
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