KR20020004830A - 픽업 툴 - Google Patents

Abstract

반도체 칩을 기판 상에 장착하는 픽업 툴은 흡입 장치를 가지며, 이것은 차원적으로 안정한 재료로 제조되는 플레이트(4)로 되어 있으며, 이것의 한 표면(5)은 경화된 접착제로 제조되는 구조물(6)을 갖는다. 플레이트(4)를 위한 재료는 예를 들면 알루미늄, 탄소 섬유 복합 재료 또는 차원적으로 안정한 플라스틱이다. 구조물(6)을 위해 적당한 재료는 예를 들면 충전재로서

Description

픽업 툴{PICK-UP TOOL}

본 발명은 반도체 칩을 기판 상에 장착하는 픽업 툴에 관한 것이다. 이러한 픽업 툴은 기술적 용어로 "다이 콜릿(die collet)" 또는 "다이 본딩 툴"로 알려져 있다.

반도체 칩을 장착하는 것에 있어서, 웨이퍼로 만들어지고 포일에 고정된 반도체 칩은 픽업 툴로 잡혀져서 기판상에 배치된다. 이러한 픽업 툴은 기본적으로 금속 샤프트 및 이것에 고정된 흡입 장치로 구성되며, 이것은 잡혀지는 소자에 향해 있는 캐비티를 가지며, 이것에 대해 진공 상태가 드릴 구멍을 통하여 적용될 수 있다. 흡입 장치가 소자에 배치되자 마자, 진공은 흡입 장치에 대해 소자의 부착을 초래한다.

반도체 칩을 기판에 부착하는 것은 적용 영역에 의존하는 다른 부착 재료로 변경된다. 연질 땜납은 별 문제로 하고, 반도체 칩은 기판에서 납땜되고, 접착 테이프, 주로 전기 전도 실버 결합제 뿐만 아니라 에폭시 베이스를 갖는 비전도 액체접착제가 사용된다. 그러나, 최근에 새로운 분자 시스템에 기초가 되는 접착제가 공지되어 상대적으로 짧은 시간에 굳게 된다. 한편으로, 접착 층은 기판에 반도체 칩의 부착을 보장하고, 다른 한편으로, 이것은 예를 들면 온도 변동으로 초래되는 전단 응력을 보상할 수 있다. 지정된 접착제의 특성은 층 두께에 매우 종속적이므로, 타이트 리밋(tight limits)내에서 일정한 접착층의 두께는 동일한 특성을 갖는 신뢰성 있는 제품을 제조하기 위해 요구된다.

또한, 장착 동안 반도체 칩에 대해 약간의 손상을 방지하기 위해, 픽업 툴이 사용되고 이것의 흡입 장치는 고무로 되어 있다. 고무는 중공 체임버를 밀봉하므로 반도체 칩은 상대적으로 큰 흡입력을 사용하여 포일로부터 분리되는 추가적인 장점을 갖는다.

그러나, 고무 툴은 충분한 정밀도로 제조될 수 없다는 좋지 않은 단점을 갖는다. 고무 툴은 일반적으로 2 내지 3 ㎜의 두께이고 고가의 주입 툴이 제조에 필요하다. 그럼에도 불구하고, 다듬질 고무 툴은 50 ㎛ 및 그 이상의 두께 편차를 갖는다. 결과적으로, 접착제가 반도체 칩 하부에 좋지 않게 분포되며, 에어 버블을 포함하며, 반도체 칩의 가장자리까지 어디에나 흐르지 못하고, 불규칙한 두께를 가지므로, 상대적으로 큰 반도체 칩 즉 20 ㎜ 및 그 이상의 가장자리 길이를 갖는 반도체 칩의 장착으로 문제점이 특히 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 큰 반도체 칩을 완전히 장착할 수 있는 픽업 툴을 개발하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따른 청구항 1의 특징부에 의해 해결된다.

해결 과제는 픽업 툴이 차원적으로 안정한 재료로 제조되는 흡입 플레이트를 가지며 반도체 칩으로 향해 있는 이것의 표면은 경화 접착제로 제조되는 구조물을 갖는 본 발명으로 달성된다. 반도체 산업에서 시험되고 허용되는 접착제가 접착제로서 적당하다. 흡입 플레이트는 픽업 툴의 강성 또는 치수 안정을 보장한다. 경화 접착제로 제조되는 구조물은 필요한 탄성을 보장하므로 반도체 칩이 긁히지 않고 픽업 툴 및 반도체 칩 사이에 형성된 캐비티는 진공으로 밀봉된다.

다음으로, 본 발명의 실시예는 도면을 기초로 하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 1 및 도 2는 픽업 툴을 도시한다.

도 1 및 도 2는 픽업 툴의 평면도 및 단면도를 도시하며, 이것은 샤프트(1) 및 실제 흡입 장치로서 차원적으로 안정한 재료로 제조되는 흡입 플레이트(2)를 포함한다. 샤프트(1)가 형성되므로 흡입 플레이트(2)는 오른쪽 각에서 샤프트(1)의 종축으로 안정하게 유지된다. 흡입 플레이트(2)는 샤프트(1)상으로 밀려지는 것이 아니라 고속 세팅 열 접착제로 또한 고정되는 것이 바람직하다. 흡입 플레이트(2)는 중심에서 드릴 구멍(3)을 가지며, 이것은 샤프트(1)를 지나 진공 소스(vacuum source)와 결합될 수 있다.

흡입 플레이트(2)는 거의 2 ㎜ 두께의 차원적으로 안정한 플레이트(4)로 구성되며, 이것의 한 표면(5)은 반도체 산업에서 시험된 재료로 제조되는 구조물(6)을 갖는다. 바람직하게도, 양극 처리된 알루미늄은 플레이트(4)를 위한 재료로 적당하다. 양극 처리되지 않은 알루미늄과 비교하면, 양극 처리된 알루미늄은 내식성의 장점을 제공한다. 그러나, 플레이트(4)는 탄소 섬유 복합 재료 또는 차원적으로 안정한 플라스틱으로 또한 제조될 수 있다. 플라스틱으로 제조된 플레이트(4)는 예를 들면 사출 성형법을 사용하여 경제적으로 제조될 수 있다. 탄소 섬유 복합 재료 뿐만 아니라 플라스틱은 금속과 비교될 경우 충분한 또는 더 큰 차원 안정성으로 저중량의 장점을 나타낸다. 고속 세팅 접착제는 구조물(6)을 위한 재료로 적당하며, 이것은 충전재로서 테플론()의 큰 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 예를 들면 명칭 QMI536을 제조하는 덱스터(Dexter) 회사로 부터 이용가능하다. 재료 QMI536은 전기 절연체이고 300 MPa의 탄성률을 갖는다. 따라서, 구조물(6)은 충분히 탄성적이므로 이것은 반도체 칩을 긁지 않는다. 또한, 구조물(6)을 위한 전기 전도 접착제를 사용하는 것이 가능하며, 이것은 동작 중에 직접 또는 이러한 경우에 바람직하게는 양극 처리되지 않은 플레이트(4)를 지나는 그라운드와 연결될 수 있다. 적당한 재료는 명칭 QMI506을 제조하는 덱스터 회사로 부터 이용가능하다. 이것은 충전재로서 실버가 적당하고 630 MPa의 탄성률을 갖는다.

알루미늄 플레이트(4)는 다양한 컬러로 충족될 수 있다. 양극 처리된 알루미늄 플레이트(4)는 구조물(6)을 위한 최적 표면을 제공한다. 구조물(6)은 밀폐 윤곽선(7) 뿐만 아니라 알루미늄 플레이트(4)의 중심으로 부터 외부까지 방사상으로 퍼지는 지지선(8)을 포함한다. 일반적으로 구조물(6)의 높이는 약 0.2 ㎜에 달한다.구조물(6)의 높이에서 좋은 균일성을 달성하기 위하여, 접착제는 약 0.25 ㎜의 두께로 기록 헤드에 우선 도포된 다음 알루미늄 플레이트(4)의 표면에 평행하게 약 0.05 ㎜로 그라운드에 도포된다.

구조물(6)의 윤곽선(7)은 알루미늄 플레이트(4), 윤곽선(7) 및 픽업된 반도체 칩으로 형성되는 진공 영역을 밀봉하는 작업을 갖는다. 지지선(8)은 반도체 칩을 지지하고 반도체 칩을 기판 상에 배치할 때 반도체 칩이 구부러지는 것을 방지하는 작업을 갖는다. 또한, 구조물(6)은 한편으로 반도체 칩의 어떠한 손상도 억제하고 다른 한편으로 어떠한 환경에서도 칩 표면 상에 잔유물을 남기지 않는 재료로 제조되어야 한다.

본 발명에 따른 픽업 툴은 다음의 장점을 갖는다.

픽업 툴의 강성 또는 차원 안정성은 고무로 제조된 흡입 장치를 갖는 종래의 픽업 툴보다 더 좋다. 지지선(8)은 반도체 칩을 기판 상에 배치할 때 반도체 칩이 구부러지는 것을 방지한다. 따라서, 접착제는 반도체 하부로 균일하게 퍼지고 에어 버블이 없는 일정한 두께의 접착제 층이 형성된다.

구조물(6) 그 자체는 반도체 칩에 부착되지 않는다. 진공 상태를 스위치 오프 한 후, 반도체 칩은 기판에 도포되는 접착제의 부분에 위치가 정확하게 배치된다.

구조물(6)의 낮은 높이는 반도체 칩 및 알루미늄 플레이트(4) 사이의 중공 체임버 볼륨이 매우 작다는 결과를 가지므로 진공 상태를 만들어내는 힘의 축적 및 진공 상태를 제거하는 힘의 감소는 매우 신속하게 발생한다.

가늘고 매우 가벼운 픽업 툴은 가장 큰 칩 치수에 효과적이다.

진공 보존력이 충분히 크기만 하면, 반도체 칩의 치수보다 작은 일반적으로 거의 70 %인 픽업 툴의 치수를 만드는 것이 유리하다. 이러한 방법으로, 흡입 장치의 중심으로 부터 알 수 있는 바와 같이, 반도체 칩의 가장자리는 상부로 기울어지는 것이 달성된다. 그 결과 반도체 칩의 가장자리 뿐만 아니라 충분한 접착제를 갖고 에어 버블이 없는 결과적으로 발생되는 필릿(fillet)에 관하여 접착제가 완전히 퍼지게 된다.

또한, 픽업 툴은 작은 반도체 칩에 적당하다. 그러나, 지지선(8)은 생략될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 픽업 툴은 큰 반도체 칩을 완전히 장착할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체 칩을 기판 상에 장착하는 흡입 장치를 갖는 픽업 툴에 있어서,

   상기 흡입 장치는 차원적으로 안정한 재료로 제조되는 플레이트(4)이며, 이것의 한 표면(5)은 경화 접착제의 구조물(6)을 갖는 것을 특징으로 하는 픽업 툴.
2. 제 1 항에 있어서,

   플레이트(4)는 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 픽업 툴.
3. 제 1 항에 있어서,

   플레이트(4)는 알루미늄으로 제조되며, 이것의 한 표면(5)은 양극 처리되는 것을 특징으로 하는 픽업 툴.
4. 제 1 항에 있어서,

   플레이트(4)는 탄소 섬유 복합 재료로 되어 있는 것을 특징으로 하는 픽업 툴.
5. 제 1 항에 있어서,

   플레이트(4)는 플라스틱으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 픽업 툴.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항에 있어서,

   구조물(6)은 윤곽선(7) 및 지지선(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽업 툴.