KR102876819B1 - Copper pin processing apparatus and processing method for semiconductor package glass substrate - Google Patents
Copper pin processing apparatus and processing method for semiconductor package glass substrateInfo
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Abstract
본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에 삽입되는 미세 동핀을 정밀하게 가공하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 동판을 진공 흡착 방식으로 고정한 후, 원형 커터를 이용해 미세한 홈을 가공하고, 동판을 90° 회전시켜 교차 방향으로 추가 가공하는 방식을 적용하여 균일한 동핀을 형성한다.
본 발명의 장치는 동판 흡착부, 원형 커터 및 동핀 가공부로 구성되며, 자동화된 가공 공정을 통해 정밀한 동핀 배치와 생산성 향상을 가능하게 한다. 기존 TGV 방식의 유리 기판 가공과 달리, 기판을 직접 관통하지 않고 동판을 정밀 가공하는 방식을 적용하여 유리 기판의 균열 및 접합부 크랙 문제를 해결하고, 신뢰성 높은 전기적 연결을 구현할 수 있도록 한다.
본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에서 고밀도·고속 신호 전송을 위한 동핀 구조를 정밀하게 구현할 수 있도록 하며, 생산성 및 품질을 극대화할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention relates to a device and method for precisely processing a fine copper pin inserted into a semiconductor package glass substrate. A copper plate is fixed by vacuum suction, a circular cutter is used to process a fine groove, and the copper plate is rotated 90° to perform additional processing in a cross direction to form a uniform copper pin.
The device of the present invention comprises a copper plate adsorption unit, a circular cutter, and a copper pin processing unit, and enables precise copper pin placement and enhanced productivity through an automated processing process. Unlike conventional TGV glass substrate processing, this device utilizes a method of precision processing the copper plate without directly penetrating the substrate, thereby resolving issues with glass substrate cracking and joint cracking, and ensuring highly reliable electrical connections.
The present invention provides a technology that enables precise implementation of a copper pin structure for high-density, high-speed signal transmission on a semiconductor package glass substrate and maximizes productivity and quality.
Description
본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에 삽입되는 미세 동핀을 가공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 진공 흡착 방식으로 동판을 고정하고, 원형 커터를 이용하여 정밀한 홈을 가공한 후, 동판을 90° 회전시켜 교차 방향의 홈을 추가로 가공하여 유리 기판에 삽입되는 여러 개의 동핀을 규칙적으로 가공하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치 및 가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for processing fine copper pins to be inserted into a semiconductor package glass substrate. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for processing copper pins for a semiconductor package glass substrate, which fix a copper plate by vacuum suction, process precise grooves using a circular cutter, and then rotate the copper plate by 90° to additionally process cross-directional grooves, thereby regularly processing multiple copper pins to be inserted into a glass substrate.
기존 반도체 패키지 기판에서 동핀을 삽입하는 방식은 주로 유기 기판 또는 세라믹 기판을 기반으로 동작하며, 기판에 미세한 구멍을 형성한 후 솔더볼 또는 도금된 구리 필러를 이용하여 반도체 칩과 전기적으로 연결하는 방식이 일반적이다. 이러한 방식은 기판의 기계적 안정성이 확보된 상태에서 동핀을 배치할 수 있어 비교적 용이하게 적용할 수 있으나, 유기 기판과 세라믹 기판은 유리 기판에 비해 신호 전송 속도가 느리고 고밀도 집적화가 어려운 단점이 있다. 특히, HBM(High Bandwidth Memory)과 같은 고속 메모리 패키징 기술이 발전하면서, 기존 기판보다 얇고 신호 손실이 적으며 열팽창 계수가 낮은 유리 기판이 필요하게 되었다.The method of inserting copper pins into existing semiconductor package substrates is mainly based on organic or ceramic substrates, and it is common to form a microscopic hole in the substrate and electrically connect it to the semiconductor chip using solder balls or plated copper pillars. This method is relatively easy to apply because the copper pins can be placed while ensuring the mechanical stability of the substrate. However, organic and ceramic substrates have the disadvantage of slow signal transmission speeds and difficulty in high-density integration compared to glass substrates. In particular, with the development of high-speed memory packaging technology such as HBM (High Bandwidth Memory), there is a need for glass substrates that are thinner, have less signal loss, and have a lower coefficient of thermal expansion than existing substrates.
유리 기판을 사용하는 반도체 패키징 방식에서는 TGV(Through-Glass Via) 기술이 대표적인 방법으로 적용되고 있다. 이는 유리 기판에 미세한 구멍을 형성한 후 내부를 구리 등의 도전성 물질로 채워 반도체 칩과의 전기적 연결을 형성하는 방식이다. TGV 기술은 신호 전송 속도를 향상시키고 패키지 집적도를 높일 수 있는 장점이 있으나, 몇 가지 기술적 한계가 존재한다.In semiconductor packaging using glass substrates, Through-Glass Via (TGV) technology is a representative method. This method involves forming microscopic holes in a glass substrate and filling them with conductive materials such as copper to form an electrical connection with the semiconductor chip. While TGV technology offers the advantage of improving signal transmission speed and increasing package integration, it also presents several technical limitations.
먼저, 유리는 단단하지만 깨지기 쉬운 특성이 있어 미세한 구멍을 뚫는 과정에서 균열이 발생할 가능성이 높다. 이러한 균열은 시간이 지남에 따라 확대될 수 있으며, 기판의 신뢰성을 저하시킨다. 또한, 유리와 금속 간 열팽창 계수 차이로 인해 온도 변화가 있을 경우 내부 응력이 발생하여 금속과 유리의 접합부에서 크랙이 발생하거나 금속 필러가 탈락하는 문제가 발생할 수 있다.First, glass is strong but brittle, making it prone to cracking during the process of drilling microscopic holes. These cracks can expand over time, compromising the reliability of the substrate. Furthermore, the difference in thermal expansion coefficients between glass and metal can generate internal stresses when temperature changes occur, potentially causing cracks at the metal-glass joint or causing metal filler to detach.
유리 기판의 가공 과정도 복잡한 문제를 포함한다. 유리 소재의 특성상 레이저 드릴링, 웨트 에칭, 드라이 에칭 등의 다양한 공정을 활용하여 가공해야 하는데, 이는 생산성이 낮고 제조 비용이 높아 대량 생산에 적합하지 않다.The processing of glass substrates also involves complex issues. Due to the nature of glass, various processes, such as laser drilling, wet etching, and dry etching, are required for processing. However, these processes are low in productivity and high in manufacturing costs, making them unsuitable for mass production.
유리 기판을 이용한 반도체 패키징 기술이 발전하면서 동판을 활용한 동핀 삽입 방식이 연구되고 있으나, 기존의 동핀 가공 방식 역시 정밀도 부족, 기판과 동핀의 정렬 문제, 생산성 및 비용 문제 등의 한계를 가지고 있다. 동판을 일정한 간격으로 가공하여 동핀을 형성하는 방식에서는 가공 정밀도가 균일하지 않아 전기적 접속의 신뢰성이 저하될 가능성이 있으며, 특히 고밀도 패키징 환경에서는 수 마이크로미터(μm) 단위의 정렬 오차도 신호 전달에 큰 영향을 미칠 수 있다.As semiconductor packaging technology using glass substrates advances, copper pin insertion methods utilizing copper plates are being studied. However, existing copper pin processing methods also have limitations, such as insufficient precision, alignment issues between the substrate and copper pins, and issues with productivity and cost. When forming copper pins by processing copper plates at regular intervals, the processing precision is not uniform, which can reduce the reliability of electrical connections. In particular, in high-density packaging environments, alignment errors of a few micrometers (μm) can significantly impact signal transmission.
또한, 기존의 동핀 형성 방식은 레이저 드릴링, 화학적 에칭, 플라즈마 가공 등의 고가의 공정을 포함하며, 가공 속도가 느려 대량 생산에 적합하지 않다. 이러한 문제로 인해 기존의 반도체 패키지 유리 기판 가공 방식은 높은 제조 비용과 낮은 생산성을 초래하며, 대량 생산 시 경제성이 떨어진다.Furthermore, conventional copper fin formation methods involve expensive processes such as laser drilling, chemical etching, and plasma processing, and their slow processing speed makes them unsuitable for mass production. These issues lead to high manufacturing costs and low productivity, making conventional semiconductor package glass substrate processing methods uneconomical for mass production.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 동판을 진공 흡착 방식으로 고정한 후, 원형 커터를 이용하여 미세한 홈을 정밀하게 가공하는 방식을 적용한다. 기존의 TGV 방식과 달리, 유리 기판 자체를 직접 관통하는 비아(Via)를 형성하는 대신, 동판을 정밀하게 가공하여 동핀을 형성하는 방식을 적용함으로써 균일한 크기와 간격을 가진 동핀을 형성할 수 있도록 하여 가공 정밀도를 향상시키고 생산성을 극대화할 수 있다. 또한, 동판을 90° 회전시키면서 교차 방향으로 가공하는 방식을 도입하여 동핀의 배치를 정밀하게 조절할 수 있도록 하며, 자동화된 가공 프로세스를 통해 생산성을 높일 수 있도록 한다. 기존 반도체 패키지 기판과 반도체 패키지 유리 기판의 한계를 극복하기 위해 본 발명의 기술이 필요하다.To solve these problems, the present invention applies a method of fixing a copper plate using a vacuum suction method and then precisely processing a fine groove using a circular cutter. Unlike the existing TGV method, instead of forming a via that directly penetrates the glass substrate itself, a method of precisely processing a copper plate to form a copper fin allows the formation of copper fins with uniform size and spacing, thereby improving processing precision and maximizing productivity. In addition, a method of processing in a cross direction while rotating the copper plate 90° is introduced, enabling precise control of the arrangement of the copper fins, and increasing productivity through an automated processing process. The technology of the present invention is necessary to overcome the limitations of existing semiconductor package substrates and semiconductor package glass substrates.
본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에 삽입되는 미세 동핀을 정밀하게 가공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 이를 위해 동판을 진공 흡착 방식으로 고정한 후, 원형 커터를 이용하여 정밀한 홈을 가공하고, 동판을 90° 회전시키면서 교차 방향의 홈을 추가로 형성하는 방식을 적용한다.The present invention provides a device and method for precisely processing fine copper pins inserted into a semiconductor package glass substrate. To this end, a copper plate is fixed using a vacuum suction method, a circular cutter is used to process precise grooves, and the copper plate is rotated 90° to additionally form cross-directional grooves.
기존의 TGV(Through-Glass Via) 방식은 유리 기판에 직접 비아를 형성한 후, 그 내부를 금속으로 채우는 방식이지만, 본 발명에서는 유리 기판을 직접 가공하지 않고 동판을 정밀하게 가공하여 미세 동핀을 형성한 후, 이를 유리 기판에 삽입하는 방식을 채택한다. 이를 통해 기존 TGV 방식에서 발생하는 유리 기판의 균열 문제, 금속과 유리 간 열팽창 계수 차이에 따른 접합부 크랙 발생 문제를 해결할 수 있다.The existing TGV (Through-Glass Via) method forms a via directly on a glass substrate and then fills the interior with metal. However, the present invention adopts a method in which a copper plate is precisely processed to form a fine copper pin without directly processing the glass substrate, and then this is inserted into the glass substrate. This can solve the problem of cracking of the glass substrate that occurs in the existing TGV method and the problem of cracking at the joint due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal and glass.
또한, 본 발명은 정밀한 가공 기술과 자동화 공정을 적용하여 균일한 크기와 간격을 가진 동핀을 형성하고, 생산성을 극대화할 수 있도록 한다. 기존의 동판 가공 방식과 달리, 원형 커터의 높이를 단계적으로 조절하는 방식을 통해 미세한 동핀을 균일한 높이로 형성할 수 있으며, 가공 후 동판을 90° 회전시켜 교차 방향으로 추가 가공함으로써 동핀의 정렬 정밀도를 향상시킨다.Furthermore, the present invention utilizes precision machining techniques and automated processes to form copper pins of uniform size and spacing, thereby maximizing productivity. Unlike conventional copper plate machining methods, the present invention utilizes a method of gradually adjusting the height of a circular cutter to form fine copper pins of uniform height. Furthermore, by rotating the copper plate 90° after machining and performing additional processing in a cross direction, the alignment precision of the copper pins is improved.
본 발명을 통해 반도체 패키지 유리 기판에서 동핀을 활용한 전기적 연결 구조를 보다 안정적으로 구현할 수 있으며, 기존 반도체 패키지 기판 및 유리 기판의 한계를 극복하여 차세대 고속·고밀도 패키징 기술의 적용 가능성을 확대할 수 있다.The present invention enables more stable implementation of an electrical connection structure utilizing copper pins in a semiconductor package glass substrate, and overcomes the limitations of existing semiconductor package substrates and glass substrates, thereby expanding the applicability of next-generation high-speed and high-density packaging technology.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치는 동판을 안착시키고, 진공 흡착 방식으로 동판을 흡착하는 동판 흡착부; 동판 상에 위치하며 직선 이동시 회전하면서 동판 표면을 가공하여 홈을 형성하는 원형 커터; 및 원형 커터를 직선 이동시켜 정해진 길이의 홈을 가공하면 인접한 홈을 가공하도록 다음 위치로 이동시켜 다시 원형 커터가 정해진 길이의 홈을 가공하도록 제어하고, 같은 방향의 모든 홈에 대한 설정된 깊이로 가공이 완료되면, 상기 동판 흡착부를 90° 회전시킨 다음 원형 커터가 교차 방향의 홈에 대해 동일한 작업을 반복하도록 제어하여 동판 표면에 설정된 폭과 깊이의 홈을 격자 무늬 형태로 형성함으로써 여러 개의 동핀을 규칙적으로 가공하는 동핀 가공부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a copper fin processing device for a semiconductor package glass substrate, comprising: a copper plate suction unit that secures a copper plate and suctions the copper plate by a vacuum suction method; a circular cutter positioned on the copper plate and rotating while moving linearly to process the surface of the copper plate to form a groove; and a copper fin processing unit that moves the circular cutter linearly to process a groove of a predetermined length, moves the cutter to the next position to process an adjacent groove, and controls the circular cutter to process a groove of the predetermined length again, and when processing is completed to a predetermined depth for all grooves in the same direction, rotates the copper plate suction unit by 90° and then controls the circular cutter to repeat the same operation for grooves in an intersecting direction, thereby forming grooves of a predetermined width and depth in a grid pattern on the surface of the copper plate, thereby regularly processing a plurality of copper fins.
상기 동판 흡착부는,The above copper plate adsorption part is,
동판을 진공 흡착하여 고정하는 고정 플레이트; 고정 플레이트 둘레에 배치되어 고정 플레이트의 회전시 마찰을 최소화하는 베어링부; 에어주입부; 에어주입부를 통해 주입된 에어에 의해 회전하며 상기 고정 플레이트를 회전시키는 팬; 및 팬이 90° 회전하면 정지시키는 스토퍼;를 포함하여 구성된다.It comprises a fixed plate that fixes a copper plate by vacuum absorption; a bearing part that is arranged around the fixed plate and minimizes friction when the fixed plate rotates; an air injection part; a fan that rotates by air injected through the air injection part and rotates the fixed plate; and a stopper that stops the fan when it rotates 90°.
상기 원형 커터는,The above circular cutter,
원판 형태의 커터 몸체; 및 몸체 둘레에 일정 간격으로 일체형 또는 부착형으로 형성되는 커터 칼날;을 포함하여 구성되며, 커터 칼날은 동판 표면에 형성되는 홈의 폭에 따라 달라진다.It comprises a cutter body in the shape of a disc; and cutter blades formed integrally or attached at regular intervals around the body; the cutter blades vary depending on the width of the grooves formed on the surface of the copper plate.
상기 동판 표면에 가공되는 동핀은 유리 기판을 가열하여 연화시킨 후 가압하여 삽입되는 것을 특징으로 한다.The copper pin processed on the surface of the above copper plate is characterized in that it is inserted by heating and softening the glass substrate and then applying pressure.
상기 동핀 가공부는,The above copper pin processing part is,
원형 커터의 회전 및 직선 이동 속도를 제어하고, 원형 커터가 정해진 길이를 따라 회전 및 직선 이동을 완료하면 원형 커터를 인접한 다음 위치로 이동시켜 정해진 길이를 따라 회전 및 직선 이동을 반복하도록 제어하는 원형 커터 제어부; 및 원형 커터가 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 설정된 깊이로 가공을 완료하면, 상기 동판 흡착부를 90° 회전시키는 동판 회전부;를 포함하여 구성된다.It comprises a circular cutter control unit that controls the rotation and linear movement speed of the circular cutter, and when the circular cutter completes the rotation and linear movement along a set length, controls the circular cutter to move to an adjacent next position to repeat the rotation and linear movement along the set length; and a copper plate rotation unit that rotates the copper plate suction unit by 90° when the circular cutter completes processing to a set depth for all grooves in the same direction along the set length.
구체적으로, 상기 원형 커터 제어부는 원형 커터가 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 완료하면 원형 커터의 높이를 소정의 간격만큼 하강한 후 다시 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 반복하도록 하고 원형 커터의 높이가 목표 높이까지 하강하면 원형 커터의 동판 가공을 중단시키며, 상기 동판 회전부가 동판 흡착부를 90° 회전시킨 후 교차 방향의 모든 홈에 대해서도 원형 커터의 높이를 단계적으로 낮춰가면서 가공을 반복하도록 구성한다.Specifically, the circular cutter control unit lowers the height of the circular cutter by a predetermined interval when the circular cutter has completed processing for all grooves in the same direction along a predetermined length, and then repeats processing for all grooves in the same direction along the predetermined length, and when the height of the circular cutter has been lowered to a target height, stops processing of the copper plate by the circular cutter, and the copper plate rotating unit rotates the copper plate suction unit by 90° and then repeats processing for all grooves in the cross direction while gradually lowering the height of the circular cutter.
그리고 상기 원형 커터 가공 높이의 단계별 하강 정도는 동판 표면에 형성되는 홈의 폭과 깊이에 따라 다르게 설정하는 것을 특징으로 한다.And, it is characterized in that the stepwise lowering degree of the circular cutter processing height is set differently according to the width and depth of the groove formed on the copper plate surface.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 방법은 동판을 고정 플레이트 위에 올려놓고, 진공 흡착 방식으로 고정하는 1단계; 원형 커터를 직선 이동시켜 정해진 길이의 홈을 가공하면 인접한 홈을 가공하도록 다음 위치로 이동시켜 다시 원형 커터가 정해진 길이의 홈을 가공하도록 하여 같은 방향의 모든 홈에 대한 설정된 깊이로 가공하는 2단계; 에어를 이용하여 동판을 흡착한 고정 플레이트를 회전시키는 3단계; 스토퍼를 작동시켜 고정 플레이트가 90° 회전된 위치에서 정지시키는 4단계; 동판이 90° 회전된 상태에서, 원형 커터가 교차 방향의 모든 홈에 대해 상기 2단계와 동일한 작업을 반복하도록 제어하여 교차 방향 홈을 형성하는 5단계; 및 동판 표면 전 영역에 격자 무늬 형태의 홈을 완성하여 여러 개의 동핀을 규칙적으로 가공 완료하는 6단계;를 포함한다.Meanwhile, the method for processing copper pins for a semiconductor package glass substrate of the present invention for achieving the above object comprises the following steps: 1) placing a copper plate on a fixed plate and fixing it by vacuum suction; 2) moving a circular cutter in a straight line to process a groove of a predetermined length, and then moving it to the next position to process an adjacent groove, so that the circular cutter processes a groove of a predetermined length again, thereby processing all grooves in the same direction to a predetermined depth; 3) rotating the fixed plate that has the copper plate absorbed by air; 4) operating a stopper to stop the fixed plate at a position where it has been rotated 90°; 5) controlling the circular cutter to repeat the same operation as in step 2 for all grooves in a cross direction while the copper plate is rotated 90°, thereby forming cross-directional grooves; and 6) completing regular processing of multiple copper pins by completing a grid-like groove on the entire surface of the copper plate.
상기 2단계 및 5단계는,Steps 2 and 5 above are:
원형 커터가 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 완료하면 원형 커터의 높이를 소정의 간격만큼 하강한 후 다시 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 반복하는 단계적 하강, 가공 방식을 적용하여 원형 커터의 높이가 목표 높이까지 하강하면 원형 커터의 동판 가공을 중단한다.When the circular cutter has completed machining for all grooves in the same direction along a set length, the height of the circular cutter is lowered by a set interval, and then machining is repeated for all grooves in the same direction along a set length. When the height of the circular cutter is lowered to the target height, the copper plate machining of the circular cutter is stopped.
동판 표면에 가공 형성된 동핀은, Copper pins formed by processing on the surface of a copper plate are
유리 기판을 가열하여 연화시킨 후 상기 동핀을 가압·삽입하여 결합함으로써 반도체 칩과 유리 기판 간 전기적 접속을 위한 연결 구조를 형성한다.A connecting structure for electrical connection between a semiconductor chip and a glass substrate is formed by heating and softening the glass substrate, and then pressing and inserting the copper pin to join the substrate.
본 발명에 따른 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치 및 가공 방법에 의하면, 반도체 패키지 유리 기판에 삽입되는 미세 동핀을 정밀하고 균일하게 가공할 수 있으며, 가공 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. 기존의 TGV(Through-Glass Via) 방식과 달리, 유리 기판을 직접 가공하지 않고 동판을 정밀하게 가공하여 동핀을 형성하는 방식을 채택함으로써, 유리 기판의 균열 및 제조 공정에서 발생하는 열팽창 계수 차이에 따른 접합부 크랙 문제를 방지할 수 있다.According to the copper fin processing device and processing method for a semiconductor package glass substrate according to the present invention, fine copper fins inserted into a semiconductor package glass substrate can be processed precisely and uniformly, and the productivity of the processing process can be improved. Unlike the conventional TGV (Through-Glass Via) method, by adopting a method of forming copper fins by precisely processing a copper plate without directly processing the glass substrate, problems such as cracks in the glass substrate and cracks in the joint caused by differences in thermal expansion coefficients occurring during the manufacturing process can be prevented.
또한, 본 발명의 가공 방식은 원형 커터를 이용한 정밀 가공과 단계적 깊이 조절을 통해 균일한 크기와 간격을 갖는 동핀을 형성할 수 있도록 한다. 기존의 동판 가공 방식에서는 균일한 높이의 동핀을 가공하는 것이 어려웠지만, 본 발명에서는 원형 커터의 높이를 단계적으로 조절하면서 가공하는 방식을 적용하여 일정한 높이의 동핀을 형성할 수 있다. 이를 통해 반도체 칩과 유리 기판 간의 전기적 접속을 보다 안정적으로 유지할 수 있으며, 신호 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, the processing method of the present invention enables the formation of copper pins of uniform size and spacing through precision processing using a circular cutter and stepwise depth control. While conventional copper plate processing methods have made it difficult to process copper pins of uniform height, the present invention utilizes a processing method that steps the height of the circular cutter to form copper pins of consistent height. This allows for more stable electrical connection between the semiconductor chip and the glass substrate, thereby improving the reliability of signal transmission.
본 발명의 동판 가공 방식은 동판을 90° 회전시키면서 교차 방향으로 가공하는 방식을 도입함으로써, 동핀의 정렬 정밀도를 향상시키고 가공 오차를 최소화할 수 있다. 특히, 진공 흡착 방식으로 동판을 안정적으로 고정함으로써 가공 중 미세한 진동이나 변형을 방지할 수 있으며, 가공 정밀도를 더욱 높일 수 있다.The copper plate processing method of the present invention improves the alignment precision of copper pins and minimizes processing errors by introducing a method of processing in a cross direction while rotating the copper plate 90°. In particular, by stably fixing the copper plate using a vacuum suction method, it is possible to prevent minute vibrations or deformation during processing, further enhancing processing precision.
자동화된 가공 프로세스를 통해 기존의 레이저 가공, 플라즈마 에칭 등의 고가의 공정보다 더 낮은 비용으로 높은 생산성을 확보할 수 있으며, 대량 생산에도 적합한 제조 공정을 구현할 수 있다. 또한, 공정 단계를 최적화함으로써 반도체 패키지 유리 기판에서 동핀을 활용한 전기적 연결 구조를 보다 안정적으로 형성할 수 있으며, 고속·고밀도 패키징 기술의 적용 가능성을 확대할 수 있다.Automated processing enables high productivity at a lower cost than traditional, expensive processes like laser processing and plasma etching, and enables a manufacturing process suitable for mass production. Furthermore, by optimizing the process steps, more stable electrical connection structures utilizing copper pins can be formed on semiconductor package glass substrates, expanding the applicability of high-speed, high-density packaging technology.
결과적으로, 본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에서 동핀을 정밀하게 형성하고, 안정적인 전기적 접속을 유지하며, 생산성을 극대화할 수 있는 새로운 가공 기술을 제공한다. 이를 통해 고성능 반도체 패키징 기술의 신뢰성을 높이고, 대량 생산이 가능하도록 하여 차세대 반도체 패키징 산업에 기여할 수 있다.Consequently, the present invention provides a novel processing technology capable of precisely forming copper fins on semiconductor packaging glass substrates, maintaining stable electrical connections, and maximizing productivity. This technology enhances the reliability of high-performance semiconductor packaging technology and enables mass production, contributing to the next-generation semiconductor packaging industry.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치의 평면도와 측면도,
도 2는 본 발명에 적용된 원형 커터의 일체형과 부착형의 예시도,
도 3은 본 발명에서 동판에 동핀을 가공하는 과정을 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에서 동판을 가공하여 완성된 동핀의 사시도,
도 5는 도 4의 동판에 가공된 동핀을 연화된 유리 기판에 가압하여 삽입한 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 방법의 순서도이다.Figure 1 is a plan view and a side view of a copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate according to the present invention.
Figure 2 is an example of an integrated and attached type circular cutter applied to the present invention.
Figure 3 is an exemplary diagram showing the process of processing a copper pin on a copper plate in the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a copper pin completed by processing a copper plate according to the present invention.
Figure 5 is an example of inserting a copper pin processed on the copper plate of Figure 4 into a softened glass substrate by pressing it.
Figure 6 is a flowchart of a copper fin processing method for a semiconductor package glass substrate according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and features of the present invention and the method for achieving them will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The embodiments herein are provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the present invention is defined only by the scope of the claims.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Accordingly, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid obscuring the present invention.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, throughout the specification, the same reference numerals refer to the same components, and the terminology used (referred to) in this specification is for the purpose of describing embodiments and is not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase, and the reference to an element or action as “including (or comprising)” does not exclude the presence or addition of one or more other elements or actions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in the sense commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Also, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless they are defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에 삽입되는 미세 동핀을 형성하기 위한 동핀 가공 장치에 관한 것이다. 본 장치는 동판을 정밀하게 가공하여 일정한 폭과 깊이를 갖는 홈을 형성하고, 이를 통해 미세 동핀이 규칙적으로 배치되도록 한다. 특히, 반도체 패키지에서 신호 전송 및 전력 공급을 위한 전극으로 활용될 수 있도록 정밀 가공이 가능하도록 설계된다.Referring to FIGS. 1 to 5, the present invention relates to a copper pin processing device for forming fine copper pins to be inserted into a semiconductor package glass substrate. The device precisely processes a copper plate to form grooves having a constant width and depth, thereby allowing fine copper pins to be regularly arranged. In particular, the device is designed to enable precision processing so that the copper pins can be utilized as electrodes for signal transmission and power supply in semiconductor packages.
본 발명에 따른 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치는 동판 흡착부(100), 원형 커터(200), 동핀 가공부(300)로 구성된다.A copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate according to the present invention is composed of a copper plate adsorption unit (100), a circular cutter (200), and a copper pin processing unit (300).
동판 흡착부(100)는 동판(10)을 가공하기 전에 안정적으로 고정하는 역할을 수행한다.The copper plate adsorption part (100) serves to stably fix the copper plate (10) before processing.
미세 동핀(20)의 가공에는 높은 정밀도가 요구되므로, 동판(10)이 흔들리거나 이동하면 품질에 영향을 미친다. 이를 방지하기 위해 진공 흡착 방식을 적용하여 동판(10)을 안정적으로 고정한다.Since high precision is required in the processing of fine copper pins (20), any shaking or movement of the copper plate (10) will affect the quality. To prevent this, a vacuum suction method is applied to stably fix the copper plate (10).
동판 안착 기능:Copper plate mounting function:
동판(10)을 일정한 위치에 올려놓고 가공할 수 있도록 구조적으로 설계된다. 동판(10)이 정렬된 상태에서 정밀한 흡착 고정이 가능하도록 설계된다.It is structurally designed so that the copper plate (10) can be placed in a certain position and processed. It is designed so that precise suction fixation is possible while the copper plate (10) is aligned.
진공 흡착 기능:Vacuum suction function:
동판(10)을 단단히 고정하기 위해 진공 펌프를 이용한 흡착 방식이 적용된다. 진공 흡착의 강도를 조절할 수 있도록 흡착력 조절 밸브를 포함할 수 있다. 동판(10) 표면이 매끄럽지 않거나 이물질이 있는 경우에도 안정적으로 고정될 수 있도록 탄성 소재의 밀착 패드를 포함할 수 있다.A suction method using a vacuum pump is applied to firmly fix the copper plate (10). A suction force control valve may be included to adjust the strength of the vacuum suction. An elastic adhesive pad may be included to ensure stable fixation even when the surface of the copper plate (10) is not smooth or contains foreign substances.
원형 커터(200)는 동판(10)의 표면을 가공하여 홈(11, 12)을 형성하는 역할을 수행한다.The circular cutter (200) serves to process the surface of the copper plate (10) to form grooves (11, 12).
홈(11, 12)은 동판(10) 표면에 미세 동핀(20)이 형성될 위치를 결정하는 구조로, 홈(11, 12)의 정밀도가 곧 가공 품질을 결정한다.The grooves (11, 12) are structures that determine the positions where fine copper pins (20) are formed on the surface of the copper plate (10), and the precision of the grooves (11, 12) directly determines the processing quality.
원형 커터(200)는 직선 이동하면서 회전하는 방식으로 홈(11, 12)을 형성하며, 일정한 깊이와 폭을 유지해야 한다. 일정한 깊이와 폭은 사용자의 입력으로 설정된다.The circular cutter (200) forms a groove (11, 12) by rotating while moving in a straight line, and must maintain a constant depth and width. The constant depth and width are set by user input.
회전하면서 동판 표면을 절삭:Cutting the surface of the copper plate while rotating:
원형 커터(200)는 절삭 날을 이용하여 동판(10)의 표면을 가공하며, 정해진 깊이의 홈(11, 12)을 일정한 간격으로 형성한다. 회전 속도 및 직선 이동 속도는 가공 재질 및 요구 정밀도에 따라 조절 가능하다.A circular cutter (200) processes the surface of a copper plate (10) using a cutting blade, forming grooves (11, 12) of a predetermined depth at regular intervals. The rotation speed and linear movement speed can be adjusted according to the material to be processed and the required precision.
직선 이동 기능:Straight line movement function:
원형 커터(200)는 가공이 완료된 후, 다음 가공 위치로 정확한 간격만큼 이동해야 한다. 이동 거리는 가공할 홈(11, 12)의 간격에 맞게 설정되며, 정확한 위치 제어를 위해 서보 모터 또는 리니어 모터가 적용될 수 있다.After machining is completed, the circular cutter (200) must move to the next machining position by an exact distance. The movement distance is set to match the distance between the grooves (11, 12) to be machined, and a servo motor or linear motor may be applied for precise position control.
동핀 가공부(300)는 원형 커터(200)의 이동 및 가공 순서를 제어하여, 동판(10)의 표면에 일정한 패턴의 홈(11, 12)을 형성하는 역할을 수행한다.The copper pin processing unit (300) controls the movement and processing sequence of the circular cutter (200) to form a groove (11, 12) of a certain pattern on the surface of the copper plate (10).
홈 가공 제어 기능:Home Processing Control Features:
원형 커터(200)가 정해진 길이의 홈(11)을 형성하면, 인접한 다음 홈(11)을 가공할 위치로 이동하여 동일한 방식으로 추가 홈(11)을 가공한다. 이러한 작업이 반복되면 한 방향으로 일정한 간격을 갖는 직선 형태의 홈(11)이 규칙적으로 형성된다.When the circular cutter (200) forms a groove (11) of a predetermined length, it moves to a position where the next adjacent groove (11) is to be machined and machines an additional groove (11) in the same manner. When this operation is repeated, straight grooves (11) with a predetermined interval in one direction are regularly formed.
90° 회전 기능:90° rotation function:
한 방향의 모든 홈(11) 가공이 완료되면, 동판 흡착부(100)를 90° 회전시켜 가공 방향을 변경한다. 회전된 상태에서 원형 커터(200)는 동일한 방식으로 교차 방향의 홈(12)을 추가로 가공한다.When all grooves (11) in one direction are processed, the copper plate suction part (100) is rotated 90° to change the processing direction. In the rotated state, the circular cutter (200) additionally processes grooves (12) in the cross direction in the same manner.
격자 무늬 홈 형성:Grid groove formation:
가로 및 세로 방향으로 가공이 완료되면, 동판(10) 표면에는 일정한 폭과 깊이를 가진 격자 무늬 형태의 홈(11, 12)이 형성된다. 이러한 패턴을 통해 규칙적으로 배치된 미세 동핀(10)을 형성할 수 있다.When processing in the horizontal and vertical directions is completed, a grid-like groove (11, 12) with a constant width and depth is formed on the surface of the copper plate (10). Through this pattern, regularly arranged fine copper fins (10) can be formed.
위 기능의 구현을 위해 다음과 같은 사항이 중요하다.The following are important for implementing the above function:
동판(10)의 고정력 조절이 중요하다. It is important to control the fixing force of the copper plate (10).
진공 흡착이 일정하지 않으면 가공 중 동판이 흔들려 정밀도가 낮아질 수 있다. 동판 흡착부(100)는 진공 압력을 실시간으로 모니터링하고, 필요 시 자동 조절하는 기능을 더 포함하는 것이 바람직하다.If the vacuum suction is not constant, the copper plate may shake during processing, which may reduce precision. It is preferable that the copper plate suction unit (100) further include a function to monitor the vacuum pressure in real time and automatically adjust it when necessary.
원형 커터(200)의 속도 및 이동 정밀도가 중요하다. The speed and movement precision of the circular cutter (200) are important.
지나치게 빠른 회전 및 직선 이동은 가공 정확도를 저하시킬 수 있다. 동핀 가공부(300)는 원형 커터(200)의 절삭 속도와 이동 속도를 적절히 조절하여, 미세한 칩이 발생하지 않도록 한다. Excessively fast rotation and linear movement can reduce machining accuracy. The copper pin machining unit (300) appropriately adjusts the cutting speed and movement speed of the circular cutter (200) to prevent the generation of fine chips.
홈(11, 12)의 깊이와 폭이 균일해야 한다. The depth and width of the grooves (11, 12) must be uniform.
가공 깊이가 일정하지 않으면, 최종 동핀(20)의 높이에 편차가 발생할 수 있다. 동핀 가공부(300)가 절삭 깊이를 정밀하게 제어할 수 있도록 가공 공정에서 실시간 피드백 제어 기능을 적용하는 것이 바람직하다.If the machining depth is not constant, deviations may occur in the height of the final copper pin (20). It is desirable to apply a real-time feedback control function in the machining process so that the copper pin machining unit (300) can precisely control the cutting depth.
90° 회전이 정확하게 이루어져야 한다. The 90° rotation must be done accurately.
동판(10)이 정확히 90° 회전하지 않으면, 교차 방향 홈(12)이 기존 홈(11)과 정렬되지 않을 수 있다. 동판 흡착부(100)의 회전 정밀도를 높이기 위해 센서를 사용하여 위치를 보정하는 것이 바람직하다.If the copper plate (10) is not rotated exactly 90°, the cross-directional groove (12) may not be aligned with the existing groove (11). It is desirable to use a sensor to correct the position to increase the rotation precision of the copper plate suction part (100).
동판 흡착부(100)는 가공 대상인 동판(10)을 안정적으로 고정하고, 가공 과정에서 90°씩 회전할 수 있도록 제어하는 기능을 수행하는 장치이다. 동판(10)의 정밀 가공을 위해서는 일정한 힘으로 동판(10)을 고정하면서, 가공 단계에 따라 정확한 각도로 회전하는 기능이 필수적이다. 이를 위해 동판 흡착부(100)는 고정 플레이트(110), 베어링부(120), 에어주입부(130), 팬(140) 및 스토퍼(150)를 포함하여 구성된다.The copper plate suction unit (100) is a device that stably fixes the copper plate (10) to be processed and performs a control function so that it can rotate by 90° during the processing process. In order to precisely process the copper plate (10), it is essential to fix the copper plate (10) with a constant force and rotate it at an accurate angle according to the processing stage. To this end, the copper plate suction unit (100) is configured to include a fixing plate (110), a bearing unit (120), an air injection unit (130), a fan (140), and a stopper (150).
고정 플레이트(110)는 동판(10)을 안정적으로 고정하는 역할을 수행하는 주요 구성 요소이다.The fixed plate (110) is a main component that plays a role in stably fixing the copper plate (10).
가공 중 동판이 미세하게라도 움직이면 정밀한 가공이 불가능하므로, 진공 흡착 방식을 적용하여 동판(10)을 강하게 고정한다.Since precise processing is impossible if the copper plate moves even slightly during processing, the copper plate (10) is strongly fixed by applying a vacuum suction method.
진공 흡착 기능:Vacuum suction function:
고정 플레이트(110)의 표면에는 흡착 구멍이 형성되어 있으며, 이를 통해 진공이 형성되어 동판(10)을 밀착시킨다.A suction hole is formed on the surface of the fixed plate (110), through which a vacuum is formed to adhere the copper plate (10).
흡착력은 조절 가능하도록 설계되어, 동판(10)의 크기나 두께에 따라 최적의 진공 압력을 적용할 수 있도록 한다. 가공 중 진공 압력이 유지되지 않으면 가공 오차가 발생할 수 있으므로, 실시간 압력 감지 센서를 부착하여 진공 상태를 모니터링할 수 있다.The suction force is designed to be adjustable, allowing the optimal vacuum pressure to be applied depending on the size and thickness of the copper plate (10). Since processing errors may occur if the vacuum pressure is not maintained during processing, a real-time pressure detection sensor can be attached to monitor the vacuum status.
베어링부(120)는 고정 플레이트(110)가 회전할 때 발생하는 마찰을 최소화하는 역할을 수행한다. The bearing part (120) plays a role in minimizing friction that occurs when the fixed plate (110) rotates.
동판이 일정한 속도로 회전할 수 있도록 하며, 회전 중 흔들림 없이 정밀하게 위치를 유지할 수 있도록 한다.It allows the copper plate to rotate at a constant speed and maintain its position precisely without shaking during rotation.
마찰 최소화 기능:Friction minimization features:
고정 플레이트(110)의 회전 시 발생하는 마찰을 줄여 부드럽게 회전할 수 있도록 한다. 고정 플레이트(110) 둘레에 배치된 세라믹 또는 강철 베어링을 이용하여 고속 회전 시에도 마찰과 흔들림을 최소화할 수 있다.The friction generated during rotation of the fixed plate (110) is reduced to enable smooth rotation. By using ceramic or steel bearings arranged around the fixed plate (110), friction and shaking can be minimized even during high-speed rotation.
회전 안정성 확보:Ensuring rotational stability:
베어링부(120)는 회전할 때 일정한 축을 유지하도록 설계되며, 좌우 흔들림 없이 균형을 유지하도록 한다. 베어링부(120)의 윤활 처리를 통해 마찰력을 낮추고, 장기적으로도 마모가 발생하지 않도록 설계할 수 있다.The bearing unit (120) is designed to maintain a constant axis when rotating, and maintain balance without left-right wobble. By lubricating the bearing unit (120), friction can be reduced and it can be designed to prevent wear over the long term.
에어주입부(130)는 에어를 주입하여 팬(140)을 회전시키는 역할을 수행한다.The air injection unit (130) performs the function of injecting air and rotating the fan (140).
에어를 이용한 회전 방식은 기계적 구동 장치보다 단순하며, 정확한 힘을 가하여 일정한 속도로 회전할 수 있도록 한다.The air-driven rotation method is simpler than a mechanical drive, and allows for rotation at a constant speed by applying precise force.
에어의 주입량을 조절함으로써, 회전 속도를 미세하게 조정할 수 있다.By adjusting the amount of air injected, the rotation speed can be finely adjusted.
공압 회전 방식 적용:Application of pneumatic rotation method:
전기 모터를 사용하지 않고, 공압을 이용하여 팬(140)을 구동하는 방식을 적용한다. 에어의 양을 조절하면 회전 속도를 세밀하게 조정할 수 있어, 정확한 90° 회전을 구현할 수 있다.A method of driving a fan (140) using air pressure rather than an electric motor is applied. By adjusting the amount of air, the rotation speed can be finely adjusted, enabling an accurate 90° rotation.
제어 가능한 에어 흐름:Controllable air flow:
에어 공급은 전자식 밸브를 통해 조절되며, 필요할 때만 에어를 공급할 수 있도록 한다. 가공 중 불필요한 에어 소모를 방지하기 위해, 공압 센서를 활용하여 최적의 에어 주입량을 제어할 수 있다.Air supply is controlled by an electronic valve, ensuring that air is supplied only when needed. To prevent unnecessary air consumption during processing, a pneumatic pressure sensor can be used to control the optimal air injection volume.
팬(140)은 에어주입부(130)에서 주입된 에어의 힘을 받아 회전하며, 고정 플레이트(110)를 90°씩 회전시키는 역할을 수행한다.The fan (140) rotates by receiving the force of air injected from the air injection unit (130) and performs the function of rotating the fixed plate (110) by 90°.
정확한 회전 각도 유지:Maintaining accurate rotation angle:
팬(140)은 일정한 힘으로 90°씩 회전해야 하므로, 날개의 개수와 형태를 최적화하여 균등한 회전력을 전달할 수 있도록 설계한다.Since the fan (140) must rotate 90° with a constant force, it is designed to transmit even rotational force by optimizing the number and shape of the blades.
팬(140)이 너무 빠르게 회전하면 정확한 90° 회전이 어려울 수 있으므로, 공압 조절 장치를 이용하여 회전 속도를 조정할 수 있다.If the fan (140) rotates too fast, it may be difficult to rotate it exactly 90°, so the rotation speed can be adjusted using an air pressure control device.
회전 방향 및 정밀 제어 기능:Rotation direction and precision control features:
팬(140)은 한 방향으로만 회전할 수도 있고, 공압 흐름을 반대로 조절하여 양방향 회전도 가능하도록 설계할 수 있다. 동판(10)의 정확한 위치를 유지하기 위해 각도 센서를 활용하여 회전각을 측정할 수 있다.The fan (140) can be designed to rotate in only one direction, or to rotate in both directions by controlling the air flow in the opposite direction. An angle sensor can be used to measure the rotation angle to maintain the exact position of the copper plate (10).
스토퍼(150)는 팬(140)이 90° 회전하면 정지하도록 하는 역할을 수행한다.The stopper (150) serves to stop the fan (140) when it rotates 90°.
동판(10)의 정확한 위치를 보장하기 위해, 스토퍼(150)는 정밀한 위치 제어가 가능해야 한다.To ensure the accurate position of the copper plate (10), the stopper (150) must be capable of precise position control.
정확한 위치 고정 기능:Precise position fixation feature:
팬(140)이 90° 회전한 후, 스토퍼(150)가 이를 고정하여 더 이상 회전하지 않도록 한다. 기계적 잠금 장치 또는 전자식 제어 장치를 이용하여 정밀한 위치에서 정지할 수 있도록 설계된다.After the fan (140) has rotated 90°, the stopper (150) secures it so that it cannot rotate any further. It is designed to stop at a precise position using a mechanical locking device or an electronic control device.
반복 사용 가능 구조:Repeatable structures:
반복적으로 작동해도 마모가 발생하지 않도록, 내구성이 높은 재료를 사용하여 제작될 수 있다. 충격 완화 기능이 추가되어, 팬(140)의 회전이 갑자기 멈출 때 발생할 수 있는 불필요한 진동을 줄일 수 있다.It can be manufactured using durable materials to prevent wear and tear even with repeated operation. A shock-absorbing feature can be added to reduce unnecessary vibrations that may occur when the fan (140) suddenly stops rotating.
위 기능의 구현을 위해 다음과 같은 사항이 중요하다.The following are important for implementing the above function:
동판(10)의 고정력이 일정해야 한다. The fixing force of the copper plate (10) must be constant.
진공 흡착력이 약하면 가공 중 동판이 움직여 정밀도를 확보할 수 없다. 진공 상태를 실시간으로 감지하고 조절할 수 있는 시스템이 필요하다. If the vacuum suction is weak, the copper plate will move during processing, making it difficult to maintain precision. A system capable of detecting and controlling vacuum conditions in real time is needed.
에어의 주입량을 정밀하게 조절해야 한다. The amount of air injected must be precisely controlled.
과도한 공압이 가해지면 팬(140)이 빠르게 회전하여 정확한 90° 회전이 어려울 수 있다. 전자식 공압 밸브를 사용하여 최적의 에어 주입량을 설정하는 것이 중요하다.If excessive air pressure is applied, the fan (140) may rotate quickly, making it difficult to rotate accurately by 90°. It is important to use an electronic air pressure valve to set the optimal air injection amount.
스토퍼(150)의 정밀도가 중요하다. The precision of the stopper (150) is important.
90°에서 정확히 멈추지 않으면 가공된 홈(11, 12)이 정렬되지 않을 수 있다. 정확한 위치에서 멈출 수 있도록 기계적 또는 전자식 스토퍼를 최적화해야 한다.If the machined grooves (11, 12) are not stopped exactly at 90°, they may become misaligned. Mechanical or electronic stoppers should be optimized to ensure they stop at the correct position.
원형 커터(200)는 동판(10)의 표면을 가공하여 홈(11, 12)을 형성하는 핵심 절삭 도구이다.The circular cutter (200) is a key cutting tool that processes the surface of a copper plate (10) to form grooves (11, 12).
원형 커터(200)는 고속 회전하면서 직선 이동하는 방식으로 동판(10)의 표면을 정밀하게 가공한다. 원형 커터(200)는 커터 몸체(210)와 커터 칼날(220)로 구성되며, 홈(11, 12)의 폭과 깊이를 균일하게 유지할 수 있도록 설계된다.A circular cutter (200) precisely processes the surface of a copper plate (10) by moving in a straight line while rotating at high speed. The circular cutter (200) is composed of a cutter body (210) and a cutter blade (220), and is designed to maintain the width and depth of the grooves (11, 12) uniform.
특히, 반도체 패키지 공정에서는 미세한 가공 오차도 제품의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 원형 커터(200)의 정밀한 설계가 필수적이다.In particular, in the semiconductor packaging process, even a minute processing error can have a significant impact on the quality of the product, so precise design of the circular cutter (200) is essential.
도 2를 참고하면, 커터 몸체(210)는 원형 커터(200)의 전체적인 구조를 형성하는 주요 요소로, 원판 형태로 이루어진다.Referring to Fig. 2, the cutter body (210) is a main element forming the overall structure of the circular cutter (200) and is formed in the shape of a disk.
커터 몸체(210)의 크기와 재질은 가공 대상인 동판(10)의 특성과 절삭 공정의 요구사항에 따라 결정된다. 빠른 회전 속도에서도 변형되지 않도록 강성이 높은 소재를 적용하는 것이 중요하다.The size and material of the cutter body (210) are determined based on the characteristics of the copper plate (10) to be processed and the requirements of the cutting process. It is important to use a material with high rigidity to prevent deformation even at high rotational speeds.
원판 형태 설계:Disc-shaped design:
원형 커터(200)는 원판 형태의 구조를 가지므로, 균일한 회전이 가능하다.Since the circular cutter (200) has a disk-shaped structure, uniform rotation is possible.
회전 시 발생하는 원심력과 절삭 저항을 고려하여, 가공 시 흔들림 없이 일정한 속도로 절삭할 수 있도록 설계된다.Considering the centrifugal force and cutting resistance generated during rotation, it is designed to cut at a constant speed without shaking during processing.
내마모성 재질 적용:Wear-resistant materials applied:
커터 몸체(210)는 장시간 사용 시 변형되거나 마모되지 않도록 내구성이 뛰어난 초경합금, 고속도강(HSS), 세라믹 소재 등으로 제작될 수 있다.The cutter body (210) can be made of durable materials such as super-hard alloy, high-speed steel (HSS), and ceramic materials so that it does not deform or wear out during long-term use.
커터 칼날(220)은 커터 몸체(210)의 둘레에 일정 간격으로 배치되며, 동판(10)의 표면을 절삭하여 홈(11, 12)을 형성하는 부분이다.The cutter blade (220) is arranged at regular intervals around the cutter body (210) and is a part that cuts the surface of the copper plate (10) to form grooves (11, 12).
칼날의 형상과 배치는 가공 정밀도를 결정하는 핵심 요소이며, 동판(10)의 가공 속도 및 가공 품질에 영향을 미친다.The shape and arrangement of the blade are key factors that determine the processing precision and affect the processing speed and processing quality of the copper plate (10).
커터 칼날(220)은 일체형 또는 부착형으로 구성될 수 있으며, 가공 목적에 따라 교체형 칼날도 적용 가능하다.The cutter blade (220) can be configured as an integral or attached type, and a replaceable blade can also be applied depending on the processing purpose.
일체형 칼날:Integrated blade:
도 2의 (a)를 참고하면, 커터 몸체(210)와 하나의 구조로 제작된 형태로, 높은 강도와 내구성을 가지며 고속 절삭이 가능하다.Referring to (a) of Fig. 2, it is manufactured as a single structure with the cutter body (210), has high strength and durability, and is capable of high-speed cutting.
정밀한 가공이 필요한 경우, 레이저 절단 방식 또는 고정밀 연삭 가공으로 제조하여 미세한 형상 정밀도를 확보할 수 있다.When precise processing is required, it can be manufactured using laser cutting or high-precision grinding to ensure fine shape precision.
부착형 칼날:Attachable blade:
도 2의 (b)를 참고하면, 커터 몸체(210)에 교체 가능한 형태로 장착되며, 가공 조건에 따라 칼날을 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.Referring to (b) of Fig. 2, the cutter body (210) is mounted in a replaceable form, and has the advantage of being able to easily replace the blade depending on the processing conditions.
다양한 홈(11, 12)의 폭을 가공할 수 있도록, 칼날의 모양과 배열을 변경할 수 있는 유연성을 제공한다.It provides flexibility to change the shape and arrangement of the blade so that the width of various grooves (11, 12) can be processed.
칼날(220)은 고정핀(230)을 이용하여 커터 몸체(210)에 장착되며, 칼날(220)이 마모되면 교체가 가능하여, 유지보수 비용 절감 효과가 있다.The blade (220) is mounted on the cutter body (210) using a fixed pin (230), and can be replaced when the blade (220) wears out, thereby reducing maintenance costs.
칼날의 배치 및 간격:Blade placement and spacing:
칼날(220)의 간격은 동판(10)에 형성될 홈(11, 12)의 폭에 따라 결정된다. The spacing of the blades (220) is determined according to the width of the grooves (11, 12) to be formed in the copper plate (10).
정밀한 절삭을 위해, 칼날 끝부분이 날카롭게 유지되도록 일정한 각도로 연삭 가공을 수행할 수 있다.For precise cutting, the blade tip can be ground at a certain angle to keep it sharp.
위 기능의 구현을 위해 다음과 같은 사항이 중요하다.The following are important for implementing the above function:
원형 커터(200)의 강성이 중요하다. The rigidity of the circular cutter (200) is important.
빠른 회전 속도에서도 변형되지 않도록, 내구성이 높은 소재를 사용해야 한다.To avoid deformation even at high rotation speeds, durable materials must be used.
회전 중 발생하는 원심력을 고려하여 균형이 맞춰진 설계를 적용해야 한다.A balanced design must be applied considering the centrifugal force generated during rotation.
칼날(220)의 마모율을 고려해야 한다. The wear rate of the blade (220) must be taken into account.
마모된 칼날을 계속 사용할 경우, 가공 품질이 저하될 수 있다.If you continue to use a worn blade, the quality of the work may deteriorate.
부착형 칼날을 적용하면, 필요한 경우 교체하여 동일한 품질을 유지할 수 있다.By applying an attached blade, you can maintain the same quality by replacing it when necessary.
홈(11, 12)의 깊이와 폭을 균일하게 유지해야 한다. The depth and width of the home (11, 12) must be maintained uniformly.
칼날의 배치와 간격이 일정하지 않으면, 미세 동핀의 높이가 달라지는 문제가 발생할 수 있다.If the placement and spacing of the blades are not consistent, problems may arise where the height of the fine pins varies.
정확한 깊이 제어를 위해 서보 모터를 활용한 높이 조절 기능을 추가할 수도 있다.A height adjustment function using a servo motor can also be added for precise depth control.
절삭 속도를 최적화해야 한다. Cutting speed must be optimized.
너무 빠른 가공 속도는 절삭 품질을 떨어뜨릴 수 있으며, 너무 느린 속도는 가공 효율을 저하시킨다.A machining speed that is too fast can reduce the cutting quality, and a speed that is too slow can reduce the machining efficiency.
적절한 속도를 유지하면서 냉각 시스템을 적용하여 열 변형을 방지하는 것이 중요하다.It is important to prevent thermal distortion by applying a cooling system while maintaining an appropriate speed.
본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에 삽입될 미세 동핀(20)을 형성하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for forming a micro-copper pin (20) to be inserted into a semiconductor package glass substrate.
동판(10)에 형성된 동핀(20)은 유리 기판과 전기적 접속을 수행하는 주요 역할을 담당한다. The copper pin (20) formed on the copper plate (10) plays a major role in performing electrical connection with the glass substrate.
이를 위해, 유리 기판을 가열하여 연화(softening)시킨 후, 동핀(20)을 가압하여 삽입하는 방식을 적용한다.To this end, a method is applied in which the glass substrate is heated to soften it, and then the copper pin (20) is pressed and inserted.
본 방식은 미세한 구조를 가진 유리 기판에 균일한 삽입을 가능하게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있도록 한다.This method enables uniform insertion into a glass substrate with a fine structure and improves connection reliability.
동판(10)은 반도체 패키지 유리 기판과 결합될 동핀(20)이 형성되는 기판이다.The copper plate (10) is a substrate on which a copper pin (20) to be bonded to a semiconductor package glass substrate is formed.
도 3 및 도 4를 참고하면, 동판(10) 표면에는 정밀 가공된 격자 형태의 홈(11, 12)이 형성되어 있으며, 이 홈을 가공함으로써, 동핀(20)이 규칙적으로 생성된다. 즉, 홈(11, 12)을 제외한 부분은 동핀(20)이 되는 것이다.Referring to FIGS. 3 and 4, precisely machined grid-shaped grooves (11, 12) are formed on the surface of the copper plate (10), and by machining these grooves, copper pins (20) are regularly created. In other words, the portion excluding the grooves (11, 12) becomes a copper pin (20).
동판(10)의 가공이 완료된 후, 개별 동핀(20)은 일정한 패턴으로 배열되며, 유리 기판과의 접합을 위해 특정한 높이와 직경을 유지해야 한다. After the processing of the copper plate (10) is completed, individual copper pins (20) are arranged in a certain pattern and must maintain a specific height and diameter for bonding with the glass substrate.
개별 동핀(20)은 직경이 0.1~0.2mm 그리고 높이는 0.4~0.6mm 정도로 가공이 가능하다. 홈(11, 12)의 깊이가 동핀(20)의 높이가 된다. 홈(11, 12)의 깊이는 전체 동판 두께의 약 80~90% 수준으로 설정하는 것이 적절하다. 홈(11, 12)의 폭은 동판(10)에서 가공된 동핀(20)이 원활하게 형성될 수 있도록, 동핀(20)의 직경과 유사하거나 조금 더 크게 0.1~0.4mm로 가공하는 것이 바람직하다.The individual copper pins (20) can be machined to have a diameter of approximately 0.1 to 0.2 mm and a height of approximately 0.4 to 0.6 mm. The depth of the grooves (11, 12) becomes the height of the copper pin (20). It is appropriate to set the depth of the grooves (11, 12) to approximately 80 to 90% of the total thickness of the copper plate. It is preferable to machine the width of the grooves (11, 12) to be 0.1 to 0.4 mm, which is similar to or slightly larger than the diameter of the copper pin (20), so that the copper pin (20) machined from the copper plate (10) can be smoothly formed.
동판(10)의 소재 특성:Material properties of copper plate (10):
높은 전도성을 가지며, 반도체 패키지 공정에서 널리 사용되는 구리(Cu) 또는 구리 합금을 사용할 수 있다.Copper (Cu) or copper alloy, which has high conductivity and is widely used in semiconductor packaging processes, can be used.
동판(10)은 일정한 두께를 유지해야 하며, 동핀(20)의 정밀한 형상을 구현할 수 있도록 가공되어야 한다.The copper plate (10) must maintain a constant thickness and be processed so as to implement the precise shape of the copper pin (20).
동핀(20)의 형상 및 간격:Shape and spacing of the copper pin (20):
동핀(20)의 형상은 원형 또는 사각형 단면을 가질 수 있다. 동핀(20) 간의 간격은 신호 간섭 및 전기적 특성을 고려하여 최적화된다.The shape of the copper pins (20) may have a circular or rectangular cross-section. The spacing between the copper pins (20) is optimized in consideration of signal interference and electrical characteristics.
유리 기판은 동핀(20)이 삽입될 영역을 확보하기 위해 가열되어 연화된다.The glass substrate is heated and softened to secure an area into which the copper pin (20) will be inserted.
가열 온도는 유리의 특성에 따라 조정되며, 일반적으로 400~800℃ 범위에서 연화 공정이 수행된다.The heating temperature is adjusted according to the properties of the glass, and the softening process is generally performed in the range of 400 to 800°C.
균일한 가열 공정:Uniform heating process:
유리 기판이 국부적으로 과열되지 않도록, 적외선(IR) 가열 방식 또는 대류 오븐 방식이 사용될 수 있다.To prevent the glass substrate from being locally overheated, infrared (IR) heating or a convection oven may be used.
특정한 패턴의 가열이 필요할 경우, 레이저 어닐링(laser annealing) 기술을 적용할 수 있다.If a specific pattern of heating is required, laser annealing technology can be applied.
유리 기판의 열팽창 특성 고려:Considering the thermal expansion characteristics of the glass substrate:
유리 기판은 열팽창 계수가 다를 경우 균열이 발생할 수 있으므로, 완만한 온도 상승과 균일한 열 분포가 필요하다.Glass substrates can crack if their coefficients of thermal expansion are different, so a gradual temperature rise and uniform heat distribution are required.
급격한 온도 변화로 인해 열 응력이 발생하지 않도록, 가열 후 서서히 냉각하는 공정을 포함할 수 있다.A process of gradually cooling after heating may be included to prevent thermal stress from occurring due to rapid temperature changes.
도 5를 참고하면, 동판(10)에서 돌출된 동핀(20)은 연화된 유리 기판(30)에 가압하여 삽입된다.Referring to Fig. 5, a copper pin (20) protruding from a copper plate (10) is pressed and inserted into a softened glass substrate (30).
삽입 공정은 정확한 압력과 정렬이 요구되므로, 정밀 제어가 가능한 프레스 장치를 이용할 수 있다.Since the insertion process requires precise pressure and alignment, a press device capable of precise control can be used.
압력 및 삽입 속도 조절:Pressure and insertion speed control:
과도한 압력이 가해지면 유리 기판(30)이 파손될 수 있으므로, 최적의 삽입 압력(예: 10~50 MPa)을 유지해야 한다.Since the glass substrate (30) may be damaged if excessive pressure is applied, the optimal insertion pressure (e.g., 10 to 50 MPa) must be maintained.
삽입 속도는 너무 빠를 경우 충격으로 인해 미세 균열이 발생할 수 있으며, 서서히 가압하여 점진적으로 삽입하는 방식이 적용될 수 있다.If the insertion speed is too fast, micro-cracks may occur due to the impact, and a method of gradual insertion by applying pressure slowly can be applied.
위 기능의 구현을 위해 다음과 같은 사항이 중요하다.The following are important for implementing the above function:
유리 기판의 연화 온도를 정확하게 조절해야 한다. The softening temperature of the glass substrate must be precisely controlled.
너무 낮은 온도에서는 동핀이 삽입되지 않으며, 너무 높은 온도에서는 유리 기판이 변형될 수 있다.At too low a temperature, the copper pins will not be inserted, and at too high a temperature, the glass substrate may become deformed.
유리 기판의 열적 특성에 맞는 최적의 온도를 설정하는 것이 중요하다.It is important to set the optimal temperature according to the thermal characteristics of the glass substrate.
가압 삽입 시 균일한 압력이 가해져야 한다. Uniform pressure must be applied during pressurized insertion.
삽입 압력이 불균형하면 일부 동핀(20)이 기판에 완전히 삽입되지 않을 수 있다.If the insertion pressure is unbalanced, some of the copper pins (20) may not be fully inserted into the substrate.
정밀한 힘 제어가 가능한 프레스 시스템을 적용하는 것이 바람직하다.It is desirable to apply a press system capable of precise force control.
정렬 시스템을 활용하여 위치 정밀도를 확보해야 한다. Positional accuracy must be ensured by utilizing an alignment system.
미세한 오차라도 발생하면 신호 연결 불량이 생길 수 있으므로, 비전 시스템 및 로봇 정렬 장치를 활용할 수 있다.Even a slight error can cause a signal connection failure, so vision systems and robot alignment devices can be utilized.
삽입 후 추가적인 후처리 공정을 고려해야 한다. Additional post-processing steps after insertion must be considered.
유리 기판(30)과 동핀(20) 사이의 밀착도를 높이기 위해, 가벼운 열처리(annealing) 또는 추가 가압 공정을 적용할 수 있다.To increase the adhesion between the glass substrate (30) and the copper pin (20), a light annealing or additional pressurizing process can be applied.
동핀 가공부(300)는 원형 커터 제어부(310) 및 동판 회전부(320)를 포함하여 구성된다. 동핀 가공부(300)는 원형 커터(200)를 이용하여 동판(10) 표면에 홈(11, 12)을 형성하는 가공 공정을 제어하는 핵심 구성 요소이다.The copper pin processing unit (300) is configured to include a circular cutter control unit (310) and a copper plate rotation unit (320). The copper pin processing unit (300) is a key component that controls a processing process of forming grooves (11, 12) on the surface of a copper plate (10) using a circular cutter (200).
원형 커터 제어부(310)는 원형 커터(200)의 회전 속도와 직선 이동을 정밀하게 조절하여, 균일한 홈(11)을 형성할 수 있도록 한다.The circular cutter control unit (310) precisely controls the rotation speed and linear movement of the circular cutter (200) to form a uniform groove (11).
동판 회전부(320)는 모든 홈(11)의 가공이 완료되었을 때 동판 흡착부(100)를 정확히 90° 회전시키는 기능을 수행하여, 교차 방향 홈(12)의 가공을 가능하게 한다.The copper plate rotation part (320) performs the function of rotating the copper plate suction part (100) by exactly 90° when the processing of all grooves (11) is completed, thereby enabling the processing of cross-directional grooves (12).
원형 커터 제어부(310)는 원형 커터(200)의 회전 및 직선 이동을 정밀하게 제어하는 역할을 수행한다.The circular cutter control unit (310) plays a role in precisely controlling the rotation and linear movement of the circular cutter (200).
원형 커터(200)가 정해진 길이만큼 직선 이동하면서 홈(11)을 형성하도록 설정한다.The circular cutter (200) is set to move in a straight line for a set length to form a groove (11).
가공이 완료되면, 원형 커터(200)를 인접한 다음 위치로 이동시키고, 동일한 방식으로 새로운 홈(11)을 가공할 수 있도록 제어한다.When processing is completed, the circular cutter (200) is moved to the next adjacent position and controlled to process a new groove (11) in the same manner.
모든 홈(11)이 설정된 깊이로 가공될 때까지 반복적인 이동 및 절삭 공정을 수행하도록 한다.Repeated movement and cutting processes are performed until all grooves (11) are machined to the set depth.
회전 및 직선 이동 속도 제어 기능:Rotation and linear movement speed control functions:
원형 커터(200)의 회전 속도와 직선 이동 속도를 조절하여, 균일한 홈(11) 형성이 가능하도록 한다. By controlling the rotation speed and linear movement speed of the circular cutter (200), uniform groove (11) formation is possible.
원형 커터(200)의 회전 속도는 30,000 RPM 이상 그리고 직선 이동 속도는 0.1~1 mm/s 정도로 설정한다. 미세한 홈(11, 12)을 가공하는 경우 회전 속도를 높여(30,000 RPM 이상) 정밀도를 유지하는 것이 바람직하며, 이동 속도가 너무 빠르면 홈의 깊이가 일정하지 않고, 절삭력이 떨어지는 문제가 있다.The rotation speed of the circular cutter (200) is set to 30,000 RPM or higher, and the linear movement speed is set to approximately 0.1 to 1 mm/s. When machining fine grooves (11, 12), it is desirable to maintain precision by increasing the rotation speed (30,000 RPM or higher). If the movement speed is too fast, the groove depth is not constant and the cutting power is reduced.
가공 중 속도를 일정하게 유지하여 절삭력이 균일하게 분포되도록 한다.Maintain a constant speed during processing to ensure even distribution of cutting force.
자동 위치 이동 기능:Auto-positioning feature:
한 개의 홈(11) 가공이 완료되면, 원형 커터(200)를 자동으로 이동시켜 다음 홈 가공 위치로 정확히 정렬할 수 있도록 한다.When one groove (11) is processed, the circular cutter (200) is automatically moved to ensure that it is accurately aligned to the next groove processing position.
위치 이동이 완료된 후, 다시 동일한 방식으로 홈을 가공하도록 자동 제어한다.After the position movement is completed, it automatically controls to process the home again in the same way.
깊이 조절 기능:Depth adjustment function:
특정 깊이까지 절삭이 완료되면, 원형 커터(200)의 높이를 조정하여 단계적으로 더 깊은 홈(11)을 가공할 수 있도록 한다.When cutting to a certain depth is completed, the height of the circular cutter (200) is adjusted so that a deeper groove (11) can be machined step by step.
모든 홈(11)에 대해 설정된 깊이까지 가공이 완료되면, 다음 공정으로 이동할 수 있도록 한다.When machining is completed to the set depth for all homes (11), it is possible to move on to the next process.
동판 회전부(320)는 원형 커터(200)에 의해 같은 방향의 모든 홈(11)이 설정된 깊이로 가공되면, 동판 흡착부(100)를 90° 회전시키는 기능을 수행한다.The copper plate rotation part (320) performs the function of rotating the copper plate suction part (100) by 90° when all grooves (11) in the same direction are processed to a set depth by the circular cutter (200).
90° 회전이 완료된 후, 새로운 방향(교차 방향)으로 홈(12)의 가공이 시작될 수 있도록 한다.After the 90° rotation is completed, machining of the groove (12) can begin in a new direction (cross direction).
정확한 90° 회전 기능:Accurate 90° rotation capability:
원형 커터(200)가 일정한 깊이까지 모든 홈(11)을 가공하면, 동판(10)이 정확히 90° 회전할 수 있도록 설계한다.When the circular cutter (200) processes all the grooves (11) to a certain depth, the copper plate (10) is designed to rotate exactly 90°.
동판(10)의 위치가 어긋나지 않도록 스토퍼(150)를 활용하여 회전 후 정확한 위치에서 멈출 수 있도록 한다.To prevent the position of the copper plate (10) from being misaligned, a stopper (150) is used so that it can stop at the correct position after rotation.
회전 후 안정적인 고정 기능:Stable fixation after rotation:
동판(10)이 회전된 후에는 진공 흡착을 유지한 상태에서 흔들림 없이 고정될 수 있도록 한다.After the copper plate (10) is rotated, it is fixed without shaking while maintaining vacuum suction.
동판이 흔들리면 이후 가공되는 교차 방향 홈(12)이 정렬되지 않을 수 있으므로, 회전 후 위치 안정성을 확보하는 것이 중요하다.Since the cross-directional grooves (12) processed later may not be aligned if the copper plate shakes, it is important to ensure positional stability after rotation.
위 기능의 구현을 위해 다음과 같은 사항이 중요하다.The following are important for implementing the above function:
정확한 원형 커터(200) 이동이 필요하다. Accurate circular cutter (200) movement is required.
원형 커터(200)가 잘못된 위치로 이동하면, 홈(11)의 간격이 어긋나거나 가공 정밀도가 저하될 수 있다.If the circular cutter (200) moves to the wrong position, the gap between the grooves (11) may be misaligned or the processing precision may be reduced.
원형 커터(200)의 위치를 정밀하게 제어하기 위해 리니어 모터 또는 볼스크류 시스템을 활용할 수 있다.A linear motor or ball screw system can be utilized to precisely control the position of the circular cutter (200).
동판(10) 회전 시 오차가 없어야 한다. There should be no error when rotating the copper plate (10).
동판(10)의 회전이 90°가 정확하지 않으면, 교차 방향 홈(12)이 정렬되지 않아 불량이 발생할 수 있다.If the rotation of the copper plate (10) is not exactly 90°, the cross-directional grooves (12) may not be aligned, which may result in defects.
각도 센서 및 정밀한 회전 스토퍼(150)를 활용하여, 정확한 회전 각도를 유지하는 것이 중요하다.It is important to maintain an accurate rotation angle by utilizing an angle sensor and a precise rotation stopper (150).
동판(10)의 흔들림을 방지해야 한다. Shaking of the copper plate (10) must be prevented.
가공 중 동판이 흔들리면 홈(11, 12)의 품질이 저하될 수 있다.If the copper plate shakes during processing, the quality of the grooves (11, 12) may deteriorate.
진공 흡착 시스템을 활용하여, 회전 후에도 동판이 안정적으로 유지될 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.It is desirable to design the copper plate so that it can be stably maintained even after rotation by utilizing a vacuum suction system.
속도와 정밀도 간의 균형 유지가 필요하다. A balance needs to be maintained between speed and precision.
너무 빠른 속도로 가공하면 절삭 품질이 낮아질 수 있으며, 너무 느리면 생산성이 저하된다.Machining at too fast a speed can result in poor cut quality, while machining at too slow a speed can result in reduced productivity.
원형 커터(200)의 속도를 적절히 조절하여, 정밀한 가공과 생산성 향상을 동시에 달성하는 것이 중요하다.It is important to appropriately adjust the speed of the circular cutter (200) to achieve both precise processing and improved productivity.
원형 커터 제어부(310) 및 동판 회전부(320)는 원형 커터(200)를 이용하여 동판(10)의 표면을 정밀하게 가공하는 기능을 수행한다.The circular cutter control unit (310) and the copper plate rotation unit (320) perform the function of precisely processing the surface of the copper plate (10) using the circular cutter (200).
원형 커터 제어부(310)는 원형 커터(200)의 높이를 단계적으로 낮추면서 같은 방향의 모든 홈(11)에 대해 가공을 반복하도록 제어한다.The circular cutter control unit (310) controls the circular cutter (200) to be lowered in steps and to repeat processing for all grooves (11) in the same direction.
동판 회전부(320)는 모든 홈(11)이 목표 깊이까지 가공되었을 때, 동판 흡착부(100)를 90° 회전시키고 이후 교차 방향 홈(12)에 대해서도 동일한 방식으로 가공을 수행하도록 한다.When all grooves (11) are machined to the target depth, the copper plate rotation part (320) rotates the copper plate suction part (100) by 90° and then performs machining in the same manner for the cross-directional grooves (12).
원형 커터(200)의 하강 간격은 홈(11, 12)의 폭과 깊이에 따라 최적의 값으로 조정된다.The descending interval of the circular cutter (200) is adjusted to an optimal value according to the width and depth of the groove (11, 12).
원형 커터 제어부(310)는 원형 커터(200)의 높이를 조절하면서 단계적으로 홈(11)을 가공하는 기능을 수행한다.The circular cutter control unit (310) performs the function of processing a groove (11) in steps while adjusting the height of the circular cutter (200).
도 3(a)를 참고하면, 원형 커터(200)가 설정된 길이를 따라 직선 이동하며 가로 방향의 홈(11)을 순차적으로 가공한다. 가로 방향의 모든 홈(11)을 동일한 깊이까지 가공한 후, 원형 커터(200)의 높이를 소정의 간격만큼 하강하여 가로 방향의 모든 홈(11)에 대해 추가 가공을 수행한다.Referring to Fig. 3(a), a circular cutter (200) moves in a straight line along a set length and sequentially processes transverse grooves (11). After processing all transverse grooves (11) to the same depth, the height of the circular cutter (200) is lowered by a predetermined interval to perform additional processing on all transverse grooves (11).
이러한 단계적 가공을 반복하여 최종적으로 목표 깊이까지 가로 방향의 모든 홈(11)이 형성되도록 한다.This step-by-step processing is repeated until all transverse grooves (11) are formed to the target depth.
도 3(b)를 참고하면, 원형 커터(200)의 높이가 목표 깊이에 도달하면, 추가 하강 없이 절삭을 중단하고, 동판 회전부(320)에 의해 동판(10)이 90° 회전된다.Referring to Fig. 3(b), when the height of the circular cutter (200) reaches the target depth, cutting is stopped without further lowering, and the copper plate (10) is rotated 90° by the copper plate rotating part (320).
동판 회전부(320)는 원형 커터(200)에 의해 같은 방향의 모든 홈(11)이 설정된 깊이로 가공되면, 동판 흡착부(100)를 90° 회전시키는 기능을 수행한다.The copper plate rotation part (320) performs the function of rotating the copper plate suction part (100) by 90° when all grooves (11) in the same direction are processed to a set depth by the circular cutter (200).
90° 회전이 완료된 후, 교차 방향에서 새로운 홈(12)의 가공을 수행한다. After the 90° rotation is completed, machining of a new groove (12) is performed in the cross direction.
도 3(c)를 참고하면, 원형 커터(200)는 회전된 동판(10)에서 교차 방향의 모든 홈(12)에 대해 동일한 방식으로 가공을 반복한다.Referring to Fig. 3(c), the circular cutter (200) repeats the machining in the same manner for all grooves (12) in the cross direction in the rotated copper plate (10).
도 4는 동판(10)에 최종적으로 완성된 동핀(20)의 예를 나타낸다.Figure 4 shows an example of a copper pin (20) that is finally completed on a copper plate (10).
원형 커터(200)의 가공 높이 하강 간격은 홈(11, 12)의 폭과 깊이에 따라 달라진다.The machining height lowering interval of the circular cutter (200) varies depending on the width and depth of the groove (11, 12).
홈(11, 12)의 폭이 넓을수록 → 절삭 부하를 줄이기 위해 한 번에 절삭하는 깊이를 작게 설정하는 것이 바람직하다.The wider the width of the home (11, 12), the more it is desirable to set the depth of cut at a time to be small in order to reduce the cutting load.
홈(11, 12)의 깊이가 깊을수록 → 한 번에 깊이 절삭하면 절삭력이 과부하될 수 있으므로 단계적 절삭이 필요하다.The deeper the depth of the groove (11, 12), the more step-by-step cutting is required, as cutting deeply at once may cause excessive cutting force.
홈(11, 12)의 폭과 깊이에 따른 최적의 하강 간격 예시는 아래의 표 1과 같다.Examples of optimal descent intervals according to the width and depth of the home (11, 12) are shown in Table 1 below.
본 발명은 최적의 가공 방식 선택하여 동핀(20) 가공 품질을 향상시켰다.The present invention improves the processing quality of a copper pin (20) by selecting an optimal processing method.
홈 폭이 좁은 경우 (100~200μm) → 한 번에 50~75μm 절삭하여 정밀도를 유지한다.When the home width is narrow (100~200μm) → Maintain precision by cutting 50~75μm at a time.
홈 폭이 넓은 경우 (200~400μm 이상) → 한 번에 75~120μm 절삭하여 생산성을 향상시킬 수 있다.When the home width is wide (more than 200-400 μm) → Productivity can be improved by cutting 75-120 μm at a time.
깊이가 클수록 단계적 하강을 더 세밀하게 조정해야 한다.The greater the depth, the more finely the step descent must be adjusted.
600μm 이상의 깊이 가공 시 → 마지막 절삭 단계에서는 25~50μm씩 천천히 하강하는 것이 바람직하다.When machining at a depth of 600 μm or more → It is recommended to slowly descend by 25 to 50 μm in the final cutting step.
위 기능의 구현을 위해 다음과 같은 사항이 중요하다.The following are important for implementing the above function:
원형 커터(200)의 하강 속도를 적절히 조정해야 한다. The descending speed of the circular cutter (200) must be appropriately adjusted.
하강 속도가 너무 빠르면 → 절삭 부하가 커져 가공 정밀도가 떨어질 수 있다.If the descent speed is too fast → the cutting load increases and the machining precision may decrease.
하강 속도가 너무 느리면 → 가공 시간이 길어져 생산성이 저하될 수 있다.If the descent speed is too slow → the processing time may be long, which may lower productivity.
동판(10)의 회전이 정확해야 한다. The rotation of the copper plate (10) must be accurate.
90° 회전 후 정렬이 틀어지면, 교차 방향 홈(12)의 위치가 어긋날 수 있다.If the alignment is misaligned after a 90° rotation, the position of the cross-directional groove (12) may be misaligned.
각도 센서 및 정밀한 회전 스토퍼를 활용하여 정확한 회전 제어가 필요하다.Accurate rotation control is required by utilizing angle sensors and precise rotation stoppers.
가공 시 열 발생을 고려해야 한다. Heat generation must be considered during processing.
고속 절삭 시 과도한 열이 발생하면 동판(10)이 변형될 수 있다.If excessive heat is generated during high-speed cutting, the copper plate (10) may become deformed.
냉각 시스템(공기 냉각 또는 절삭유 사용)이 필요할 수도 있다.A cooling system (air cooling or coolant use) may be required.
미세한 홈(11, 12) 가공 시 칩 제거 대책이 필요하다. When machining fine grooves (11, 12), chip removal measures are required.
절삭 칩이 쌓이면 가공 품질이 저하될 수 있다.Accumulation of cutting chips can degrade machining quality.
진공 흡입 방식 또는 에어 블로우 시스템을 적용하여 칩을 제거하는 것이 필요하다.It is necessary to remove the chips by applying a vacuum suction method or an air blow system.
도 6을 참고하면, 본 발명의 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 방법은 원형 커터(200)와 동판 회전부(320)를 이용하여 정밀한 홈(11, 12) 가공을 수행하고, 격자 형태의 동핀(20)을 형성하는 방식이다.Referring to FIG. 6, the method for processing copper pins for a semiconductor package glass substrate of the present invention is a method of performing precise groove (11, 12) processing using a circular cutter (200) and a copper plate rotating part (320) and forming a copper pin (20) in a grid shape.
동판(10)을 진공 흡착 방식으로 고정하고 가공을 수행한다.The copper plate (10) is fixed by vacuum suction and processing is performed.
원형 커터(200)의 직선 이동을 통해 홈(11)을 형성한 후, 다음 위치로 이동하여 동일한 방식으로 반복 가공한다.After forming a groove (11) through linear movement of the circular cutter (200), it moves to the next position and repeats processing in the same manner.
가공이 완료된 후, 동판(10)을 90° 회전하여 교차 방향 홈(12)을 추가로 형성한다.After processing is completed, the copper plate (10) is rotated 90° to additionally form a cross-directional groove (12).
최종적으로 동판(10) 표면에 규칙적인 격자 무늬 홈(11, 12)을 완성하여 여러 개의 동핀(20)을 가공한다.Finally, regular grid-patterned grooves (11, 12) are completed on the surface of the copper plate (10) to process several copper pins (20).
(1) 동판(10) 고정 및 초기 설정(S610)(1) Fixing and initial setting of copper plate (10) (S610)
고정 플레이트(110)에 동판(10)을 올려놓고, 진공 흡착 방식을 이용하여 동판(10)을 안정적으로 고정한다.A copper plate (10) is placed on a fixed plate (110) and the copper plate (10) is stably fixed using a vacuum suction method.
(2) 동일 방향 홈(11) 가공(S620)(2) Processing of same direction groove (11) (S620)
원형 커터(200)를 직선 이동시키면서 정해진 길이의 가로 방향의 홈(11)을 가공하고, 인접한 홈(11)을 가공하도록 다음 위치로 이동한다.A horizontal groove (11) of a predetermined length is machined while moving the circular cutter (200) in a straight line, and then the cutter moves to the next position to machine an adjacent groove (11).
원형 커터(200)가 동일한 방향의 모든 홈(11)에 대해 설정된 깊이로 가공을 완료할 때까지 단계적으로 이동하면서 절삭을 수행한다.The circular cutter (200) performs cutting by moving stepwise until it completes machining at a set depth for all grooves (11) in the same direction.
(3) 동판(10) 90° 회전(S630)(3) Copper plate (10) 90° rotation (S630)
에어를 이용하여 동판(10)을 흡착한 고정 플레이트(110)를 90° 회전시킨다.The fixed plate (110) that has the copper plate (10) adsorbed using air is rotated 90°.
스토퍼(150)를 작동시켜 고정 플레이트(110)가 정확히 90° 회전된 위치에서 정지하도록 한다.The stopper (150) is operated so that the fixed plate (110) stops at a position where it is rotated exactly 90°.
(4) 교차 방향 홈(12) 가공(S640)(4) Cross-directional groove (12) processing (S640)
동판(10)이 90° 회전된 상태에서 원형 커터(200)가 교차 방향의 모든 홈(12)을 동일한 방식으로 가공하도록 제어한다.The circular cutter (200) is controlled to process all grooves (12) in the cross direction in the same manner while the copper plate (10) is rotated 90°.
원형 커터(200)가 직선 이동하면서 교차 방향 홈(12)을 형성하며, 이전에 가공된 홈(11)과 수직 방향으로 작업을 수행한다.A circular cutter (200) moves in a straight line to form a cross-directional groove (12) and performs work in a direction perpendicular to the previously machined groove (11).
(5) 최종 동핀(20) 형성(S650)(5) Formation of the final copper pin (20) (S650)
동판(10) 표면 전 영역에 격자 무늬 형태의 홈(11, 12)이 완성되며, 이 과정을 통해 여러 개의 동핀(20)이 규칙적으로 형성된다.A grid-like groove (11, 12) is completed on the entire surface of the copper plate (10), and through this process, several copper pins (20) are regularly formed.
본 발명의 홈(11, 12) 가공 방법은 원형 커터(200)의 높이를 단계적으로 하강시키면서 가공을 반복하는 방식을 적용하여 정밀한 가공을 수행하는 것을 목표로 한다.The home (11, 12) processing method of the present invention aims to perform precise processing by applying a method of repeating processing while gradually lowering the height of a circular cutter (200).
같은 방향의 모든 홈(11, 12)에 대해 가공을 완료한 후, 원형 커터(200)의 높이를 소정의 간격만큼 하강시키며 반복 가공을 수행한다. 원형 커터(200)의 높이가 목표 높이에 도달하면 가공을 중단한다.After completing machining for all grooves (11, 12) in the same direction, the height of the circular cutter (200) is lowered by a predetermined interval and repeated machining is performed. When the height of the circular cutter (200) reaches the target height, machining is stopped.
본 발명의 동판(10)과 유리 기판의 결합 방법은 가공된 동핀(20)을 유리 기판에 결합하여 반도체 칩과의 전기적 연결을 형성하는 것을 목표로 한다.The method of combining a copper plate (10) and a glass substrate of the present invention aims to form an electrical connection with a semiconductor chip by combining a processed copper pin (20) to a glass substrate.
가공된 동핀(20)은 유리 기판을 가열하여 연화시킨 후 가압·삽입된다.The processed copper pin (20) is heated to soften the glass substrate and then pressed and inserted.
결합된 동핀(20)은 반도체 칩과 유리 기판 간 전기적 접속을 위한 연결 구조를 형성한다.The combined copper pin (20) forms a connecting structure for electrical connection between the semiconductor chip and the glass substrate.
가공이 완료된 동판(10)에는 격자 형태로 정렬된 동핀(20)이 형성되어 있다.On the processed copper plate (10), copper pins (20) arranged in a grid shape are formed.
동핀(20)의 직경은 0.1~0.2mm, 높이는 0.4~0.6mm로 형성되며, 유리 기판과 결합하기 위해 일정한 배열을 유지한다.The diameter of the copper pin (20) is formed to be 0.1 to 0.2 mm, the height to be 0.4 to 0.6 mm, and a certain arrangement is maintained to bond with the glass substrate.
유리 기판은 동핀(20)이 삽입될 수 있도록 설정된 온도로 가열되어 연화된다.The glass substrate is heated to a temperature set so that the copper pin (20) can be inserted and softened.
일반적으로 유리 기판의 가열 온도는 600~800°C 정도이며, 이는 유리의 연화점을 고려하여 조정된다.Typically, the heating temperature of a glass substrate is around 600 to 800°C, and this is adjusted taking into account the softening point of the glass.
가열 과정에서 유리 기판의 열 변형을 방지하기 위해 균일한 온도로 가열하는 것이 중요하다.It is important to heat at a uniform temperature to prevent thermal deformation of the glass substrate during the heating process.
연화된 유리 기판 위에 동판(10)을 배치한 후, 동핀(20)이 유리 기판 내부로 삽입되도록 가압을 수행한다.After placing a copper plate (10) on a softened glass substrate, pressure is applied so that a copper pin (20) is inserted into the glass substrate.
삽입 시 압력은 10~50MPa 범위에서 조정되며, 동핀(20)이 유리 기판 내부에서 안정적으로 고정되도록 한다.The pressure during insertion is adjusted in the range of 10 to 50 MPa to ensure that the copper pin (20) is stably fixed inside the glass substrate.
삽입 속도는 너무 빠르면 균열이 발생할 수 있으므로, 천천히 진행해야 한다.The insertion speed should be slow, as cracks may occur if the insertion speed is too fast.
가압 후 유리 기판을 서서히 냉각시켜 동핀(20)이 유리 기판 내부에서 견고하게 고정되도록 한다.After pressurization, the glass substrate is slowly cooled so that the copper pin (20) is firmly fixed inside the glass substrate.
냉각 과정에서 급속 냉각을 방지하여 열응력으로 인한 크랙 발생을 줄인다.Prevents rapid cooling during the cooling process, reducing the occurrence of cracks due to thermal stress.
냉각 후, 유리 기판과 동판(10)이 일체화되며 결합된 동핀(20)은 반도체 칩과 유리 기판 간 전기적 접속을 위한 연결 구조를 형성한다.After cooling, the glass substrate and the copper plate (10) are integrated, and the combined copper pin (20) forms a connecting structure for electrical connection between the semiconductor chip and the glass substrate.
본 발명은 반도체 패키지 유리 기판에 삽입되는 미세 동핀을 정밀하게 가공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 이를 통해, 고밀도 패키징이 요구되는 반도체 산업에서 균일한 동핀 배열을 구현하고, 반도체 칩과 유리 기판 간 안정적인 전기적 접속을 형성할 수 있도록 한다.The present invention provides a device and method for precisely processing micro-copper pins inserted into a semiconductor package glass substrate. This enables a uniform copper pin arrangement in the semiconductor industry, which requires high-density packaging, and enables stable electrical connection between semiconductor chips and the glass substrate.
특히, 본 발명은 동판을 진공 흡착 방식으로 고정하고, 원형 커터를 이용하여 정밀한 홈을 가공하는 기능을 포함하며, 가공된 홈이 일정한 폭과 깊이를 유지하도록 단계적 하강 가공 방식을 적용하여 균일한 동핀 형성이 가능하도록 한다. 이를 통해, 가공 오차를 최소화하고, 높은 정밀도로 패키지 기판을 제조할 수 있다.In particular, the present invention includes a function for fixing a copper plate using a vacuum suction method and machining a precise groove using a circular cutter. Furthermore, a stepwise downward machining method is applied to ensure that the machined groove maintains a constant width and depth, thereby enabling the formation of a uniform copper pin. This minimizes machining errors and enables the manufacture of a package substrate with high precision.
또한, 본 발명의 동판 회전부는 동판을 90°씩 회전시키며 교차 방향으로 반복 가공할 수 있도록 제어함으로써, 격자 형태의 동핀을 규칙적으로 형성할 수 있다. 이 과정에서 가공 깊이 조절, 속도 최적화, 회전 정밀도 보정 등을 수행하여 생산성과 품질을 동시에 향상시킬 수 있다.In addition, the copper plate rotation part of the present invention can be controlled to rotate the copper plate by 90° and repeatedly process it in a cross direction, thereby regularly forming a lattice-shaped copper pin. In this process, processing depth can be adjusted, speed optimized, and rotation precision corrected, thereby simultaneously improving productivity and quality.
기존의 동핀 가공 방식은 정밀도가 낮거나, 수작업이 필요하거나, 가공 속도가 느린 단점이 있었으나, 본 발명은 자동화된 장치를 통해 고속·고정밀 가공이 가능하도록 설계됨으로써, 반도체 패키지 기판 제조 공정의 효율성을 극대화할 수 있다.Conventional copper fin processing methods have the disadvantages of low precision, requiring manual work, or having slow processing speeds. However, the present invention is designed to enable high-speed, high-precision processing through an automated device, thereby maximizing the efficiency of the semiconductor package substrate manufacturing process.
결과적으로, 본 발명은 고속·고정밀 동핀 가공을 통해 반도체 패키지의 성능과 신뢰성을 향상시키고, 생산성을 높이는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치 및 방법을 제공한다.As a result, the present invention provides a copper fin processing device and method for a semiconductor package glass substrate, which improves the performance and reliability of a semiconductor package and increases productivity through high-speed, high-precision copper fin processing.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것임은 자명하다.The present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and it is obvious that anyone with ordinary skill in the art to which the invention pertains can make various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, and that such modifications fall within the scope of the claims.
10: 동판
11: 홈
12: 교차 방향의 홈
20: 동핀
30: 유리 기판
100: 동판 흡착부
110: 고정 플레이트
120: 베어링부
130: 에어주입부
140: 팬
150: 스토퍼
200: 원형 커터
210: 커터 몸체
220: 커터 칼날
230: 고정핀
300: 동핀 가공부
310: 원형 커터 제어부
320: 동판 회전부10: Copperplate
11: Home
12: Cross-directional groove
20: Dongpin
30: Glass substrate
100: Copper plate suction part
110: Fixed plate
120: Bearing section
130: Air inlet
140: Fan
150: Stopper
200: Circular cutter
210: Cutter body
220: Cutter blade
230: Fixed pin
300: Copper pin processing department
310: Circular cutter control unit
320: Copper plate rotation part
Claims (10)
동판 상에 위치하며 직선 이동시 회전하면서 동판 표면을 가공하여 홈을 형성하는 원형 커터; 및
원형 커터를 직선 이동시켜 정해진 길이의 홈을 가공하면 인접한 홈을 가공하도록 다음 위치로 이동시켜 다시 원형 커터가 정해진 길이의 홈을 가공하도록 제어하고, 같은 방향의 모든 홈에 대한 설정된 깊이로 가공이 완료되면, 상기 동판 흡착부를 90° 회전시킨 다음 원형 커터가 교차 방향의 홈에 대해 동일한 작업을 반복하도록 제어하여 동판 표면에 설정된 폭과 깊이의 홈을 격자 무늬 형태로 형성함으로써 여러 개의 동핀을 규칙적으로 가공하는 동핀 가공부;를 포함하고,
상기 동핀 가공부는,
원형 커터의 회전 및 직선 이동 속도를 제어하고, 원형 커터가 정해진 길이를 따라 회전 및 직선 이동을 완료하면 원형 커터를 인접한 다음 위치로 이동시켜 정해진 길이를 따라 회전 및 직선 이동을 반복하도록 제어하는 원형 커터 제어부; 및
원형 커터가 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 설정된 깊이로 가공을 완료하면, 상기 동판 흡착부를 90° 회전시키는 동판 회전부;를 포함하며,
상기 원형 커터 제어부는 원형 커터가 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 완료하면 원형 커터의 높이를 소정의 간격만큼 하강한 후 다시 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 반복하도록 하고 원형 커터의 높이가 목표 높이까지 하강하면 원형 커터의 동판 가공을 중단시키며,
상기 동판 회전부가 동판 흡착부를 90° 회전시킨 후 교차 방향의 모든 홈에 대해서도 원형 커터의 높이를 단계적으로 낮춰가면서 가공을 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치.
A copper plate adsorption unit that secures a copper plate and adsorbs the copper plate using a vacuum adsorption method;
A circular cutter positioned on a copper plate and rotating while moving in a straight line to process the surface of the copper plate and form a groove; and
A copper pin processing unit that processes a plurality of copper pins regularly by moving a circular cutter in a straight line to process a groove of a set length, moving the circular cutter to the next position to process an adjacent groove, and controlling the circular cutter to process a groove of a set length again, and when processing is completed to a set depth for all grooves in the same direction, rotating the copper plate suction unit by 90° and then controlling the circular cutter to repeat the same operation for grooves in a cross direction, thereby forming grooves of a set width and depth in a grid pattern on the surface of the copper plate.
The above copper pin processing part is,
A circular cutter control unit that controls the rotation and linear movement speed of the circular cutter, and when the circular cutter completes the rotation and linear movement along a predetermined length, moves the circular cutter to the next adjacent position to repeat the rotation and linear movement along the predetermined length; and
When the circular cutter completes processing to a set depth for all grooves in the same direction along a set length, a copper plate rotating part that rotates the copper plate suction part by 90° is included;
The above circular cutter control unit lowers the height of the circular cutter by a predetermined interval when the circular cutter completes processing for all grooves in the same direction along a predetermined length, and then repeats processing for all grooves in the same direction along a predetermined length, and when the height of the circular cutter is lowered to the target height, stops processing of the copper plate by the circular cutter.
A copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate, characterized in that the copper plate rotating part rotates the copper plate adsorption part by 90° and then repeats processing while gradually lowering the height of the circular cutter for all grooves in the cross direction.
상기 동판 흡착부는,
동판을 진공 흡착하여 고정하는 고정 플레이트;
고정 플레이트 둘레에 배치되어 고정 플레이트의 회전시 마찰을 최소화하는 베어링부;
에어주입부;
에어주입부를 통해 주입된 에어에 의해 회전하며 상기 고정 플레이트를 회전시키는 팬; 및
팬이 90° 회전하면 정지시키는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치.
In claim 1,
The above copper plate adsorption part is,
A fixing plate that fixes a copper plate by vacuum absorption;
A bearing part arranged around the fixed plate to minimize friction when the fixed plate rotates;
air inlet;
A fan that rotates by air injected through an air injection port and rotates the fixed plate; and
A copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate, characterized in that it includes a stopper that stops the fan when it rotates 90°.
상기 원형 커터는,
원판 형태의 커터 몸체; 및
몸체 둘레에 일정 간격으로 일체형 또는 부착형으로 형성되는 커터 칼날;을 포함하여 구성되며,
커터 칼날은 동판 표면에 형성되는 홈의 폭에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치.
In claim 1,
The above circular cutter,
A cutter body in the shape of a disc; and
It comprises a cutter blade formed integrally or attached at regular intervals around the body;
A copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate, characterized in that the cutter blade varies depending on the width of the groove formed on the copper plate surface.
상기 동판 표면에 가공되는 동핀은 유리 기판을 가열하여 연화시킨 후 가압하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치.
In claim 1,
A copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate, characterized in that the copper pin processed on the surface of the copper plate is inserted by heating and softening the glass substrate and then applying pressure.
상기 원형 커터 가공 높이의 단계별 하강 정도는 동판 표면에 형성되는 홈의 폭과 깊이에 따라 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 장치.
In claim 1,
A copper pin processing device for a semiconductor package glass substrate, characterized in that the stepwise lowering degree of the above circular cutter processing height is set differently according to the width and depth of the groove formed on the copper plate surface.
원형 커터를 직선 이동시켜 정해진 길이의 홈을 가공하면 인접한 홈을 가공하도록 다음 위치로 이동시켜 다시 원형 커터가 정해진 길이의 홈을 가공하도록 하여 같은 방향의 모든 홈에 대한 설정된 깊이로 가공하는 2단계;
에어를 이용하여 동판을 흡착한 고정 플레이트를 회전시키는 3단계;
스토퍼를 작동시켜 고정 플레이트가 90° 회전된 위치에서 정지시키는 4단계;
동판이 90° 회전된 상태에서, 원형 커터가 교차 방향의 모든 홈에 대해 상기 2단계와 동일한 작업을 반복하도록 제어하여 교차 방향 홈을 형성하는 5단계; 및
동판 표면 전 영역에 격자 무늬 형태의 홈을 완성하여 여러 개의 동핀을 규칙적으로 가공 완료하는 제6단계;를 포함하고,
상기 제2단계 및 제5단계는,
원형 커터가 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 완료하면 원형 커터의 높이를 소정의 간격만큼 하강한 후 다시 정해진 길이를 따라 같은 방향의 모든 홈에 대해 가공을 반복하는 단계적 하강, 가공 방식을 적용하여 원형 커터의 높이가 목표 높이까지 하강하면 원형 커터의 동판 가공을 중단시키는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 방법.
Step 1: Place the copper plate on the fixing plate and fix it using vacuum suction;
Step 2: Moving the circular cutter in a straight line to machine a groove of a set length, then moving it to the next position to machine an adjacent groove, and having the circular cutter machine a groove of a set length again, to machine all grooves in the same direction to a set depth;
Step 3: Rotating the fixed plate that absorbs the copper plate using air;
Step 4: Operate the stopper to stop the fixed plate at a 90° rotated position;
Step 5: while the copper plate is rotated 90°, the circular cutter is controlled to repeat the same operation as Step 2 for all grooves in the cross direction to form cross-directional grooves; and
A sixth step of regularly processing multiple copper pins by completing a grid-like groove on the entire surface of the copper plate;
The above steps 2 and 5 are:
A method for processing copper pins for a semiconductor package glass substrate, characterized in that when the circular cutter has completed processing for all grooves in the same direction along a set length, the height of the circular cutter is lowered by a set interval, and then processing is repeated for all grooves in the same direction along a set length in a stepwise lowering and processing method, and when the height of the circular cutter has been lowered to a target height, the processing of the copper plate by the circular cutter is stopped.
동판 표면에 가공 형성된 동핀은,
유리 기판을 가열하여 연화시킨 후 상기 동핀을 가압·삽입하여 결합함으로써 반도체 칩과 유리 기판 간 전기적 접속을 위한 연결 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 유리 기판용 동핀 가공 방법.In claim 8,
Copper pins formed by processing on the surface of a copper plate are
A method for processing copper pins for a semiconductor package glass substrate, characterized in that a connection structure for electrical connection between a semiconductor chip and a glass substrate is formed by heating and softening a glass substrate and then pressing and inserting the copper pins to join them.
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