LED칩 제조용 다이 본더의 전산 설계 및 해석에 대한 연구

Abstract

LED 칩 패키징에서 다이 본딩은 분할된 칩을 리드 프레임에 고정시켜 칩이 이후 공정을 견딜 수 있도록 충분한 강도를 제공하는 중요한 공정이다. 기존의 다이 본더의 픽업 장치는 단순히 콜렛의 하강 동작과 이젝터 핀의 상승 동작만으로 구동되어 픽업 장치와 다이가 접촉하는 순간 충격에 의한 다이의 손상과 위치 정렬 오차에 대한 문제점이 발생한다. 본 연구에서는 위치 정렬 에러 및 다이의 손상을 최소화시키기 위하여 고정밀, 고속 이송이 가능한 픽업 헤드를 사용한 다이 본더 시스템을 개발하였다. 구조적 안정성을 평가하기 위해 다이 본더의 유한요소모델을 생성하였고 구조 해석을 수행하였다. 그다음, 다이 본더의 작동 주파수에 대해 픽업 헤드의 유한요소모델을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석 결과, 다이 본더에 작용하는 응력 및 변위, 고유진동수에 대해 분석하였고 개발된 시스템의 구조적 안정성에 대해 확인하였다. In LED chip packaging, die bonding is a very important process which fixes the LED chip on the lead frame to provide enough strength for the next process. Conventional pick-up device of the die bonder is simply operated by up and down motion of a collet and an ejector pin. However, this method may cause undesired problems such as position misalignment and/or severe die damage when the pick-up device reaches the die. In this study, to minimize the position alignment error and die damage, a die bonder is developed by adopting a new pick-up head for precise alignment and high speed feeding. To evaluate structural stability of the designed system, required finite element model of the die bonder is generated, and structural analysis is performed. Vibration analysis of the pick-up head is also performed using developed finite element model at operation frequency range. As a result of the analysis, deformation, stress, and natural frequency of the die bonder are investigated.