[논문자료] 세라믹 이중코팅을 적용한 반도체 패키징용 오토몰드다이 제조방법 연구

출처: 픽사베이

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반도체 패키지 공정은 양산성과 제조 원가를 고려하여 대부분 트랜스퍼 성형 (transfer molding)방식에 의존하고 있는데, 이 방식으로 반도체 패키징 시에 요구되는 장비가 오토몰드시스템(auto mold system)이며, 패키징을 완료하기 위하여 수지 봉지재에 압력을 가하는 프레스가 시스템 전체의 가장 중요한 핵심 모듈입니다.

 

오토몰드시스템은 프레스 외에 여러 모듈로 구성되어있으며, 핵심 모듈인 프레스는 90년대 초반까지 유압으로 구동하는 프레스가 대부분 사용되었고, 90 년대 후반부터 유압프레스의 여러 단점 및 패키징 기술의 고도화 요구로 서보모터를 이용한 기계식 프레스로 변화 하였습니다.

 

논문 출처:  http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=027f74642bc74140ffe0bdc3ef48d419&outLink=K

 

본 연구에서는 기존의 수입에 전량 의존하고 있는 오토몰드다이의 국산화 및 기존 제품의 문제점 보완하기 위하여, 원자재 상태에서 1차 열처리(풀림처리) 후 황삭연마(가공면 연마)공정을 추가하고, 세라믹코팅방법을 용사코팅을 통하여 이중코팅(Cr-Al-Cr 각 100㎛)을 진행하고, 최종적으로 정밀 연삭 가공을 진행하여 기계, 전기적 특성 향상과 표면 거칠기 개선 등을 위한 오토몰드다이를 제조하였습니다.

 

제작된 오토몰드다이의 가공공차 최대 600nm로 목표값(1㎛)의 약 60% 수준이 었고, 표면 거칠기는 최대 440nm로 기존 제품의 표면 거칠기(1㎛)의 약 45% 수준을 보였으며, 또한, 경도는 최대 696HV, 표면저항은 4.333Ω/cm2으로 기존의 상용화 되고 있는 제품에 비하여 전기적 특성 분석은 약 50%, 기계적 특성 약 15% 향상된 특성을 보였고, 가공 공차와 표면 거칠기 또한 향상되었다고 하네요.

 

이와 같이 특성이 향상된 오토몰드를 사용 시 기존의 문제점으로 대두되었던 세라믹 코팅부 박리현상 및 깨짐 현상, 세척 후 이물질의 잔존, 제품의 수명 증 대등을 보완할 수 있고, 이로 인해 불량률 개선 및 생산성 향상은 물론 제품의 원가 절감 효과 또한 기대할 수 있을 것 같다고 합니다.

 

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WP(Work Press) 시리즈

WP(Work Press) 시리즈는 유압을 이용하여 최대 5톤에서 30톤 정도의 하중까지 자유롭게 조절할 수 있도록 제작된 장비로 핸드 펌프를 사용해 압력을 발생시킵니다.

 

 

HP(Hot Press) 시리즈

최대 하중 5톤~30톤, 최대 온도를 250℃까지 자유롭게 조절 가능한 HP(Hot Press) 시리즈는 Hot Plate 열전도율이 높은 소재를 사용하여 목표 온도까지 단시간 내 도달이 가능하며 Heater에 단선 장치가 내장되어 있어 과열을 방지해 안전한 사용이 가능합니다.

 

정밀 제어	간단한 구조로 편리한 사용
① 유압 자동 조절 밸브로 작동속도 조절 가능하여 정밀한 제어 가능 ② 높은 정밀도(0.5%)의 압력 게이지를 사용하여 제어 가능	① 강력한 프레임과 내구성이 검증된 부품을 사용하여 지속적인 사용 가능 ② 사용 후 실린더 내부 스프링에 의해 원위치 복귀 ③ 장비 구조가 간단하여 조작 및 유지 보수가 용이 ④ 시편의 높이에 따라 설비의 거리 조절 가능 ⑤ 진동 및 소음 적음

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