KR100243086B1 - 리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 리드프레임 다이본딩장치는 리드프레임과 스테이지상의 반도체 다이의 위치를 결정하여 본딩하는 리드프레임 다이본딩장치에 있어서, 상기 리드프레임과 반도체 다이를 촬영하는 카메라부와, 상기 리드프레임을 소정의 본딩위치와 반도체 다이를 스테이지의 소정 본딩위치로 이송시키는 이송로봇부과, 상기 쵤영된 리드프레임의 이미지와 다이의 이미지로 부터 각각 특정영역의 픽설위치값을 산출하는 이미지처리부와, 상기 이미지처리부에서 산출된 각각의 픽셀위치값들의 편차를 구하여 상기 이송로봇부에서의 이송거리가 보정되도록 제어하는 로봇제어부를 포함하여 구성된다. 이에 따라, 반도체 제조에서 리드 프레임에 반도체 칩 패드가 다이 본딩되도록 본딩위치에 정확하게 이송시키므로 전기적인 본딩에러를 줄이고, 그에 따라 반도체의 생산성을 향상시킨다.

Description

리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법

본 발명은 리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드프레임과 다이를 정확한 위치에 있도록 하여 그들을 본딩하는 리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 다이 본딩(Die Bonding)이라 함은 반도체 제조시 반도체 부품의 조립기술의 하나로써, 반도체 IC 패드를 리드 프레임의 정위치에 고정시키고 본딩하는 팩키징기술을 말한다. 이때, 상기 팩키징기술은 기계적으로 형태를 유지하여 패드와 프레임간의 전기적, 열적으로 접속이 양호하여야 한다.

이와 같은 팩키징기술의 하나인 종래기술의 리드프레임 다이본딩장치는 다이가 놓이는 스테이지가 고정식으로 움직이지 않고, 상기 스테이지상에 리드프레임이 순차적으로 이송되면서 상기 다이가 본딩되는 구조를 가지고 있다. 또한 상기 리드프레임의 이송로에 실린더 가이드가 채용되어 있다.

상기와 같은 리드프레임 다이본딩장치는 실린더 가이드의 부정확한 이송에 따라 리드프레임과 다이 접착위치의 보정이 거의 불가능하여 본딩영역으로 정확한 위치보정이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 다이가 놓이는 스테이지를 유동적으로 움직이도록 하여 이송된 리드프레임을 픽셀단위로 정확하게 보정한 후 정위치에 본딩되도록 이송량을 보정하는 리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩장치를 상세하게 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩장치를 나타낸 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩방법을 나타낸 플로우 차트이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 ; 다이카메라 2 ; 리드프레임 카메라

3 ; 이미지처리부 4 ; 로봇제어부

5 ; 리드프레임 이송로봇 6 ; 다이 이송로봇

7 ; 반도체 다이 8 ; 리드프레임

9 ; 카메라로봇 10 ; 스테이지

11 ; 가이드

상기 목적은, 본 발명에 따라, 리드프레임과 스테이지상의 반도체 다이의 위치를 결정하여 본딩하는 리드프레임 다이본딩장치에 있어서, 상기 리드프레임과 반도체 다이를 촬영하는 카메라부와, 상기 리드프레임을 소정의 본딩위치와 반도체 다이를 스테이지의 소정 본딩위치로 이송시키는 이송로봇부과, 상기 쵤영된 리드프레임의 이미지와 다이의 이미지로 부터 각각 특정영역의 픽설위치값을 산출하는 이미지처리부와, 상기 이미지처리부에서 산출된 각각의 픽셀위치값들의 편차를 구하여 상기 이송로봇부에서의 이송거리가 보정되도록 제어하는 로봇제어부를 포함하는 리드프레임 다이본딩장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 로봇제어부의 명령에 기초하여 상기 이미지처리부에서 리드프레임의 이미지가 인식되도록 상기 카메라부의 움직임을 조정하는 카메라로봇를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 카메라부에서 촬영된 리드프레임과 다이를 이미지처리부의 이미지데이타에 기초하여 디스플레이하는 모니터부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 카메라부는 상기 리드프레임과 다이를 개별적으로 이송시키는 리드프레임 카메라와 다이카메라로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이송로봇부는 리드프레임이 상기 편차만큼 보정되도록 이송하는 리드프레임 이송로봇과, 다이가 상기 편차만큼 보정되도록 이송하는 다이 이송로봇를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 다이 이송로봇은 상기 다이를 3차원 각각의 소정 이송거리 및 소정 회전각을 기초한 편차만큼 보정하는 것이 바람직하다.

상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 로봇과 카메라를 이용하여 리드프레임과 스테이지상의 반도체 다이의 위치를 보정하는 리드프레임 다이본딩방법에 있어서, 상기 리드프레임과 반도체 다이의 정위치를 모니터링하여 상기 로봇과 카메라의 비젼을 티칭하는 단계와, 다른 리드프레임과 다이를 촬영하여 그 촬영된 이미지에 기초한 픽셀위치값이 상기 티칭된 로봇과 비젼의 픽셀위치값에 대한 편차를 구하고, 그 편차만큼 상기 리드프레임과 다이의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 리드프레임 다이본딩방법에 의해 달성된다.

또한, 상기 리드프레임과 다이의 정위치를 보정하기 전에, 이들이 이송로봇상에 감지가 되면 서로 전기적으로 본딩하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 로봇과 카메라의 비젼을 티칭한 후에, 하나의 팩키지를 이루도록 리드프레임과 다이를 본딩하고, 이송하는 과정을 반복하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 리드프레임과 반도체 다이의 정위치를 모니터링하여 상기 로봇과 카메라의 비젼을 티칭하는 단계는 상기 로봇과 카메라를 이동시켜 상기 다이와 리드프레임의 정위치를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링에 기초하여 상기 다이와 리드프레임의 각각에 대한 정위치의 픽셀위치값을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 모니터링은 상기 리드프레임과 다이를 디스플레이시켜 그 디스플레이상태에서 이송을 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 편차는 다이를 3차원의 공간에 대한 편차와 소정의 회전각에 대한 편차로 표현하고, 리드프레임을 이송길이 편차로 표현하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩장치 및 그 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩장치를 상세하게 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩장치를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩장치는 상기 리드프레임(8)을 소정의 본딩위치와 반도체 다이(이하, '다이'라 함)(7)를 스테이지(10)의 소정 본딩위치로 이송시키는 이송로봇부(30)를 가지고 있으며, 상기 리드프레임(8)과 다이(7)를 촬영하는 카메라부(20)와, 상기 쵤영된 리드프레임(8)의 이미지와 다이(7)의 이미지로 부터 각각 특정영역의 픽설위치값을 산출하는 이미지처리부(3)와, 상기 이미지처리부(3)에서 산출된 각각의 픽셀위치값들의 편차를 구하여 상기 이송로봇부(30)에서의 이송거리가 보정되도록 제어하는 로봇제어부(4)로 구성된다. 여기서 상기 카메라부(20)에서 촬영된 리드프레임(8)과 다이(7)를 이미지처리부(3)의 이미지데이타에 기초하여 디스플레이하는 모니터부(12)와, 상기 로봇제어부(4)의 명령에 기초하여 상기 이미지처리부(3)에서 리드프레임(8)의 이미지가 인식되도록 상기 카메라부(20)의 움직임을 조정하는 카메라로봇(9)이 포함된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이송로봇부(30)는 반도체의 팩키지공정에서 다이본딩을 위해 리드프레임(8)과 다이(7)를 정확하게 본딩위치로 이송시키는 것으로서, 상기 리드프레임(8)이 가이드(11)를 따라서 본딩위치로 이송되도록 하는 리드프레임 이송로봇(5)과, 다이(7)가 3차원의 X,Y,Z 공간과 소정 회전각을 따라서 본딩위치로 이송되도록 하는 다이 이송로봇(6)로 구성된다. 카메라부(20)는 상기 이송로봇부(30)상에 있는 리드프레임(8)과 다이(7)의 본딩위치를 촬영하는 것으로서, 상기 리드프레임(8)과 다이(7)를 개별적으로 이송시키는 리드프레임 카메라(2)와 다이카메라(1)로 구성된다. 그리고 상기 다이(7)는 다이 이송로봇(6)의 스테이지(10)상에 위치하고, 상기 리드프레임(8)은 리드프레임 이송로봇(5)의 가이드를 따라 이동하여 본딩위치로 이송된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리드프레임 다이본딩방법은 도 3에 도시된 바와 같다. 먼저, 로봇의 티칭이 되었는가를 자가 진단하여(S1) 그 진단 결과로서, 카메라로봇(9)으로 리드프레임 카메라(2)를 이동시켜서 리드프레임(8)이 모니터부(12)상에 디스플레이되도록, 다이 이송로봇(6)의 다이가 상기 모니터부(12)에 디스프레이되도록 로봇제어부(4)는 리드프레임 및 다이 로봇티칭을 시작한다(S2). 리드프레임 로봇티칭은 리드프레임 이송로봇(5)의 가이드(11)에 리드프레임(8)을 올려놓고, 리드프레임(8)의 중심이 본딩영역에 위치하도록 리드프레임(8)의 X방향의 위치를 조정하고, 카메라로봇(9)를 동작시켜 리드프레임(8)의 Y방향의 위치를 조정하는 것이다. 그리고, 다이 로봇티칭은 다이 이송로봇(6)의 스테이지상에 위치한 다이 인식용 다이 카메라(1)를 이용하여 상기 다이(7)가 모니터부(12)에 디스플레이되도록 한 후, 상기 다이 이송로봇(6)을 구동하여 다이의 가장자리 직각부분과 X-Y좌표와 일치하도록 회전각 θ만큼 상기 스테이지(10)를 좌우로 회전시켜 회전의 중심이 상기 모니터부(12)의 중심과 일치하도록 상기 스테이지(10)를 조정하는 것이다.

이와 같이 로봇의 티칭이 완료되면(S4) 상기 리드프레임(8)과 다이(7)의 본딩위치가 티칭되도록 카메라의 비젼을 티칭한다(S3). 비젼티칭은 상기 로복티칭과 거의 동일한 과정으로 이루어지는데, 리드프레임 카메라(2)의 비젼티칭은 리드프레임 이송로봇(5)의 가이드(11)에 리드프레임(8)을 올려놓고 그 리드프레임(8)이 모니터부(12)에 디스플레이되도록 촬영하여 리드프레임(8)의 중심에 해당하는 임의의 두 이미지패턴에 대한 픽셀위치값(이하, 프레임 픽셀위치값이라 함)을 이미지처리부(3)에서 탐색처리 및 검출하여 티칭을 종료한다. 그리고 다이 카메라(1)의 비젼티칭은 다이 이송로봇(6)의 스테이지상에 위치한 다이 인식용 다이 카메라(1)로 부터 촬영된 이미지가 모니터부(12)에 디스플레이되도록 하여 상기 다이상의 두 이미지패턴에 대한 픽셀위치값(이하, 다이 픽셀위치값이라 함)을 이미지처리부(3)에서 탐색처리 및 검출하여 티칭을 종료한다.

이와 같이 티칭을 종료한 후, 상기 리드프레임 이송로봇(5)과 다이 이송로봇(6)의 각 본딩위치에 리드프레임(8)과 다이(7)가 이송되면 카메라부(20)의 촬영에 의해 상기 다이(7)와 리드프레임(8)을 감지하고(S5,S6), 이와 같이 촬영된 이미지는 이미지처리부(3)에서 다이(7) 및 리드프레임(8) 각각에 대해, 미리 정해진 특정영역에 대한 각각 두개씩의 패턴을 설정하여 그 패턴에 대한 다이(7) 및 리드프레임(8)의 픽셀위치값을 산출한다. 이때, 상기 이미지처리부(3)의 상기 이미지는 모니터부(12)에 의해 디스플레이된다. 그러면 상기 비젼티칭에서 미리 저장된 다이 및 리드프레임 픽셀위치값을 기준픽셀위치값으로 가정하면 로봇제어부(4)는 상기 다이(7) 및 리드프레임(8)의 픽셀위치값과 기준픽셀위치값을 비교하여 다이(7) 및 리드프레임(8)의 상용 이송값에 대한 편차를 산출하고, 그 편차가 상기 상용 이송값에 적용되어 상기 다이(7) 및 리드프레임(8)가 본딩의 정위치에 이송되도록 보정데이타로 산출된다(S7). 즉, 새로운 리드프레임(8)에 이송되었을 때 비젼 티칭시 등록하였던 패턴에 대한 기준픽셀위치값을 받아와 상기 산출된 픽셀위치값을 비교하여 편차를 구하여 그 편차에 리드프레임98)의 상용 이송값을 가, 감하여 리드프레임의 로봇이송량을 구하고, 스테이지상에 새로운 다이(7)가 놓였을 때도 상기와 같은 알고리즘으로 다이(7)의 중심값에 대한 다이(7)의 로봇이송량 즉, 3차원과 회전각 θ을 구한다. 이는 상기 편차가 상기 상용 이송값에 가산되거나 또는 감산되어 새로운 이송값을 산출하는 것이고, 그 값은 다음 다이(7) 및 리드프레임(8)에 사용하기 위해서 저장될 수 있다는 것이다. 로봇제어부(4)에서 위치보정이 완료되면(S8), 로봇제어부(4)는 리드프레임 이송로봇(5)과 다이 이송로봇(6)을 제어하여 본딩존으로 이동시키고, 이때 다른 메카니즘에 의해서 본딩이 이루어지도록 한다(S9).

본딩공정이 이루어진 이후에, 이송로봇부(30)는 상기 새로운 이송값 즉, 다이(7)의 3차원 값과 회전각 θ을 받아 그 다음의 다이(7)를 스테이지로의 이송에 반영하고, 리드프레임(8)의 X방향의 이송값을 받아 그 이송값으로 한 피치씩 상기 리드프레임(8)을 순차적으로 이송시킨다. 순차적으로 리드프레임(8)와 다이(7)가 이송되면서 계속해서 상기의 위치보정 알고리즘은 반복적으로 수행된다.

본 발명은 반도체 제조에서 리드 프레임에 반도체 칩 패드가 다이 본딩되도록 본딩위치에 정확하게 이송시키므로 전기적인 본딩에러를 줄이고, 그에 따라 반도체의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 리드프레임과 스테이지상의 반도체 다이의 위치를 결정하여 본딩하는 리드프레임 다이본딩장치에 있어서,

   상기 리드프레임과 반도체 다이를 촬영하는 카메라부와;

   상기 리드프레임을 소정의 본딩위치와 반도체 다이를 스테이지의 소정 본딩위치로 이송시키는 이송로봇부과;

   상기 쵤영된 리드프레임의 이미지와 다이의 이미지로 부터 각각 특정영역의 픽설위치값을 산출하는 이미지처리부와;

   상기 이미지처리부에서 산출된 각각의 픽셀위치값들의 편차를 구하여 상기 이송로봇부에서의 이송거리가 보정되도록 제어하는 로봇제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 로봇제어부의 명령에 기초하여 상기 이미지처리부에서 리드프레임의 이미지가 인식되도록 상기 카메라부의 움직임을 조정하는 카메라로봇를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 카메라부는 상기 리드프레임과 다이를 개별적으로 이송시키는 리드프레임 카메라와 다이카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이송로봇부는,

   리드프레임이 상기 편차만큼 보정되도록 이송하는 리드프레임 이송로봇과;

   다이가 상기 편차만큼 보정되도록 이송하는 다이 이송로봇를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 다이 이송로봇은 상기 다이를 3차원 각각의 소정 이송거리 및 소정 회전각을 기초한 편차만큼 보정하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 카메라부에서 촬영된 리드프레임과 다이를 이미지처리부의 이미지데이타에 기초하여 디스플레이하는 모니터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩장치.
7. 로봇과 카메라를 이용하여 리드프레임과 스테이지상의 반도체 다이의 위치를 보정하는 리드프레임 다이본딩방법에 있어서,

   상기 리드프레임과 반도체 다이의 정위치를 모니터링하여 상기 로봇과 카메라의 비젼을 티칭하는 단계와;

   다른 리드프레임과 다이를 촬영하여 그 촬영된 이미지에 기초한 픽셀위치값이 상기 티칭된 로봇과 비젼의 픽셀위치값에 대한 편차를 구하고, 그 편차만큼 상기 리드프레임과 다이의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 리드프레임과 반도체 다이의 정위치를 모니터링하여 상기 로봇과 카메라의 비젼을 티칭하는 단계는,

   상기 로봇과 카메라를 이동시켜 상기 다이와 리드프레임의 정위치를 모니터링하는 단계와;

   상기 모니터링에 기초하여 상기 다이와 리드프레임의 각각에 대한 정위치의 픽셀위치값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 모니터링은 상기 리드프레임과 다이를 디스플레이시켜 그 디스플레이상태에서 이송을 제어하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 리드프레임과 다이의 정위치를 보정하기 전에, 이들이 이송로봇상에 감지가 되면 서로 전기적으로 본딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩방법.
11. 제7항에 있어서,

    상기 로봇과 카메라의 비젼을 티칭한 후에, 하나의 팩키지를 이루도록 리드프레임과 다이를 본딩하고, 이송하는 과정을 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩방법.
12. 제7항에 있어서,

    상기 편차는 다이를 3차원의 공간에 대한 편차와 소정의 회전각에 대한 편차로 표현하고, 리드프레임을 이송길이 편차로 표현하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 다이본딩방법.

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