KR100260732B1 - 펠릿의본딩상태검사장치및그검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리드프레임을 소정 위치에 고정시키는 고정부와; 상기 고정부의 상측에 X-Y축방향으로 이동가능한 로봇과; 상기 로봇에 장착되며, 펠릿을 흡착하여 상기 고정된 리드프레임상에 본딩시키는 헤더부를 가지는 다이본더 및 다이본더의 제어방법에 관한 것으로서, 상기 헤더부에 인접하게 고정되어, 상기 리드프레임과 상기 펠링의 본딩상태를 관측하는 관측부와; 상기 관측부로 부터의 관측신호에 기초하여 상기 펠릿의 본딩상태를 인식하는 인식부와; 상기 로봇 및 상기 헤더부의 작동을 제어하며, 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 표준본딩에 대한 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 인식부에 인식된 실제본딩상태와 상기 메모리부의 표준본딩정보를 상호 비교하여 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 양부판정하는 비교판단부를 가지는 시스템제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 리드프레임과 펠릿을 자동으로 본딩할 수 있는 동시에 그 본딩상태를 자동으로 검사할 수 있게 되어 종래에 필연적으로 발생되던 시간지연 및 시각적 검사의 한계를 극복할 수 있다. 따라서, 본딩상태의 불량률을 낮출 수 있고, 제작단가를 절감할 수 있다는 우수한 효과가 제공된다.

Description

다이본더와 다이본더의 제어방법
본 발명은 리드프레임과 펠릿을 상호 본딩시키는 다이본더 및 다이본더의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 리드프레임과 펠릿의 상호 본딩상태를 자동검사하고 신속하게 양부판정할 수 있는 기능을 추가한 다이본더 및 다이본더의 제어방법에 관한 것이다.
펠릿(Pellet)은 반도체부품을 만드는 모재가 되는 단결정의 작은 조각으로서, 막대모양의 잉곳 즉, 제련된 금속을 압연 따위의 가공이나 재용해에 적합한 크기 및 형상으로 한 주괴를 잘라내서 웨이퍼를 만들고, 이 웨이퍼를 작게 절단한 것이다. 도 4에는 이러한 펠릿의 형상이 확대도로서 도시되어 있다. 한편, 도 5는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같은 펠릿이 본딩되는 리드프레임(Lead frame)의 평면도이다. 리드프레임(40)은 금속박을 적당한 패턴으로 포토에치 또는 프레스 가공한 것으로서, 트랜지스터나 IC의 펠릿조립에 사용되는 금속프레임이다. 이 리드프레임(40)의 판면에는 보통 복수개의 패턴이 연속적으로 형성되어 있고, 이들 각 패턴에는 후술하는 바아 같은 다이본더에 의하여 펠릿(35)이 본딩되게 되며, 이 후, 유닛으로 분할된다.
도 6은 종래의 다이본더의 개략적 구성도이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래의 다이본더(51)는, 제공되는 리드프레임(40)을 이송하는 이송컨베이어(9)와, 이송컨베이어(9)의 상측에 X-Y축 방향으로 이동가능하게 설치되는 로봇(3), 작게 절단된 펠릿(35)을 흡착하여 리드프레임(40)에 본딩시키는 헤더부(5)를 가지고 있다. 이송컨베이어(9)의 양측에는 각각 리드프레임(40)을 공급하는 도시않은 공급부와, 이송된 리드프레임(40)을 고정시키는 고정부(11)가 마련되어 있다.
이러한 구성을 가지는 다이본더(51)의 작동은, 시스템제어부(55)에 의하여 제어되게 된다. 우선, 이송컨베이어(9)를 작동시키고, 다수의 리드프레임(40)이 적층되어 있는 도시않은 피더가 고정된 공급부에서 하나의 리드프레임(40)을 취출하여 이송컨베이어상에 올려 놓는다. 이송컨베이어(9)를 따라 이송되는 리드프레임(40)은 고정부(11)에 수평방향으로 고정되게 된다. 그러면, 시스템제어부(55)는 저장된 프로그램에 따라 로봇(3)을 X-Y축 방향으로 이동시키고, 헤더부(5)를 하강하여 웨이퍼로부터 절단된 펠릿(35)을 흡착한다. 그런 다음, 다시 로봇(3)을 X-Y축 방향으로 이동시켜 리드프레임(40)의 상측에 배치시키고, 본딩시킬 패턴상에 정렬시킨후 헤더부(5)를 하강시킨다. 그러면, 펠릿(35)과 리드프레임(40)의 상호 본딩이 완료되게 된다.
이러한 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩은 고도의 정밀성을 요하는 작업이며, 다이본더(51)에 의한 본딩작업시 불량이 발생되게 된다. 그래서, 이러한 본딩완료된 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 상태를 검사하는 공정이 필요하며, 종래에는, 이러한 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 상호 본딩상태를 사용자의 시각적 확인으로 일일이 양부판정하였다. 그런데, 이러한 수작업자에 의한 양부판정은 정밀한 검사를 실시하는데 한계가 있으며, 판정속도가 현저히 느려서 제작상에 많은 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점들을 고려하여, 리드프레임과 펠릿을 상호 본딩시키는 것을 물론, 본딩된 리드프레임과 펠릿의 상태를 자동검사하여 양부판정까지 수행할 수 있도록 한 다이본더 및 다이본더의 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다이본더의 개략적 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 다이본더의 제어블록도,
도 3A 및 3B는 본 발명에 따른 다이본더의 제어흐름도,
도 4는 펠릿의 확대평면도,
도 5는 리드프레임의 평면도,
도 6은 종래의 다이본더의 개략적 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 다이본더 3 : 로봇
5 : 헤더부 7 : 관측부
9 : 이송컨베이어 11 : 리드프레임고정부
13 : 비젼처리부 35 : 펠릿
40 : 리드프레임
상기 목적은, 본 발명에 따라, 리드프레임을 소정 위치에 고정시키는 고정부와; 상기 고정부의 상측에 X-Y축방향으로 이동가능한 로봇과; 상기 로봇에 장착되며, 펠릿을 흡착하여 상기 고정된 리드프레임상에 본딩시키는 헤더부를 가지는 다이본더에 있어서, 상기 헤더부에 인접하게 고정되어, 상기 리드프레임과 상기 펠링의 본딩상태를 관측하는 관측부와; 상기 관측부로 부터의 관측신호에 기초하여 상기 펠릿의 본딩상태를 인식하는 인식부와; 상기 로봇 및 상기 헤더부의 작동을 제어하며, 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 표준본딩에 대한 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 인식부에 인식된 실제본딩상태와 상기 메모리부의 표준본딩정보를 상호 비교하여 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 양부판정하는 비교판단부를 가지는 시스템제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이본더에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 메모리부에 저장된 표준본딩에 관한 정보는, 상기 리드프레임상에 소정거리 이격된 임의의 두점과, 대응하는 상기 펠릿에의 임의의 두점에 대한 포인트좌표값이며, 상기 리드프레임의 두점과 상기 펠릿의 두점이 소정의 오차범위내에서 대응하는 경우, 양호한 본딩상태로 판정되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 고정부는 상기 로봇의 하부에 X축방향을 따라 설치되는 상기 리드프레임의 이동컨베이어상에 마련되도록 구성할 수 있다.
그리고, 상기 인식부는 CCD카메라로 구성하는 한편, 상기 인식부에 인식된 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 이미지로 구현하는 비젼처리부를 더 포함하면, 펠릿과 리드프레임의 본딩상태를 보다 효과적으로 검사할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 리드프레임상에 펠릿을 본딩시키는 다이본더의 제어방법에 있어서, 상기 리드프레임을 제공하여 소정의 위치에 고정시키는 단계와; 상기 고정된 리드프레임상에 상기 펠릿을 본딩시키는 단계와; 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩부를 관측하는 단계와; 상기 관측신호에 기초하여 상호 본딩상태를 인식하는 단계와; 상기 인식된 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 실제본딩상태와 소정의 저장된 표준본딩정보와 비교하여 양부판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이본더의 제어방법에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 양부판정단계는, 상기 리드프레임의 임의의 두점과 상기 펠릿의 임의의 두점의 상호 대응위치를 검사하여, 소정의 설정된 오차범위내에 대응하는가를 확인하는 패턴매칭방법을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 이미지로 구현하는 단계를 더 포함하여, 시각적 판별에 의한 펠릿과 리드프레임의 본딩상태의 양부판정을 부가할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그리고, 설명의 용이함을 위하여 종래와 동일 구성 및 동일명칭에 대해서는 동일부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다이본더의 개략적 구성도이다. 본 다이본더(1)는, 종래의 도 6과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 이송컨베이어(9)와, 이송컨베이어(9)의 상측에 X-Y축 방향으로 이동가능하게 설치되는 로봇(3), 그리고, 로봇(3)에 승강가능하게 장착되며 펠릿(35)을 흡착하여 리드프레임(40)에 본딩시키는 헤더부(5)를 가지고 있다. 그리고, 로봇(3)에는 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩상태를 관측하는 관측부(7)가 더 마련되어 있으며, 본 실시예에서는 이러한 관측부로 CCD카메라가 설치되어 있다. 또한, 본 다이본더(1)에는, 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩상태를 이미지로 구현하는 비젼처리부(13)가 별도로 설치되어 있다.
이송컨베이어(9)의 일측에는 리드프레임(40)을 공급하는 도시않은 공급부가 마련되어 있고, 이송커베이어상에 놓여져 이송된 리드프레임(40)은 타측의 고정부(11)에 수평하게 고정되게 된다. 공급부에는 다수의 리드프레임(40)이 적층된 도시않은 피더가 고정되어 있으며, 이들 리드프레임(40)은 시스템제어부(15)의 제어에 의해 하나씩 공급되게 된다. 고정부(11)에는, 수평방향으로 안착되는 리드프레임(40)의 양측을 지지하여 유동발생을 저지시키는 역시 도시않은 복수의 블록이 마련되어 있다. 그리고, 다이본더(1)의 지지부상에는 절단되지 않은 상태의 다수의 펠릿(35) 즉, 원판상의 웨이퍼를 지지하는 도시않은 웨이퍼고정지지부가 마련되어 있다.
한편, 이러한 구성을 가지는 본 다이본더(1)의 각 장치들을 시스템제어부(15)에 저장된 프로그램에 의하여 자동제어되게 된다. 도 2는 본 발명에 따른 다이본더의 제어블록도로서, 본 다이본더(1)는 전원공급부(23)를 통해 전원이 인가되면 작동개시된다. 제어부(15)는, 컨베이어구동부(29)에 출력신호를 발생시켜 이송컨베이어(9)를 구동시키고, 리드프레임공급부(25)로부터 하나의 리드프레임(40)을 인출하여 이송컨베이어(9)에 올려놓고 이송된 리드프레임(40)을 고정부(11)상에 고정지지시킨다. 제어부(15)는 또한, 로봇구동부(27)를 통해 로봇(3)을 제어하여 웨이퍼고정지지부와 리드프레임고정부(11)간을 X-Y방향으로 이동시키고, 헤더부구동부(30)에 제어신호를 인가하여 펠릿(35)을 흡착하는 한편, 리드프레임상에 본딩시킨다.
관측부(7)는 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩상태를 관측하며, 이러한 관측상태를 인식부(23)가 인가하여 비젼처리부(13)를 통해 이미지로 구현시킨다. 그리고, 비교판단부(21)는 인식부(23)에 인식된 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 실제본딩상태와 메모리부(19)에 저장되어 있는 표준본딩상태를 후술할 패턴인식방법을 통하여 비교하고, 본딩상태의 양부를 판정하게 된다.
본 발명에 따른 다이본더(1)의 제어부(15)가 실시하는 패턴인식방법은, 리드프레임(40)에 마련되어 있는 패턴에 펠릿(35)을 정확하게 본딩시킨 후, 임의의 두점을 설정하여 이들 좌표값을 기억시킨다. 그리고, 정확하게 본딩된 상태의 좌표값으로부터 양호하게 작동할 수 있는 본딩된 리드프레임과 펠릿의 임의의 두점간의 허용 오차값을 산출하여 메모리부(19)에 저장시킨다. 이러한 허용 오차값은 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 수차례에 걸친 반복실험을 통하여 산출할 수 있다.
그래서, 실제로 리드프레임(40)과 펠릿(35)이 본딩된 상태를 관측하여, 인식부(19)는 리드프레임(40)의 두점 좌표값과 펠릿(35)의 두점 좌표값을 비교하여 오차값을 구하게 된다. 이러한 오차값은 비교판단부(21)에서 메모리부(19)로 부터의 미리저장된 오차허용값과 비교되게 되며, 허용오차값 이상이면 불량판정되게 되는 것이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 다이본더의 작동을 도 3A 및 3B에서 볼 수 있는 제어흐름도와 관련하여 설명하기로 한다. 운전이 개시되면(S1), 제어부(15)는 먼저 이송컨베이어(9)를 작동시키고(S2), 리드프레임(40)을 공급하는 한편, 고정부(11)상에 이송된 리드프레임(40)을 수평방향으로 고정시킨다(S3). 그리고, 웨이퍼고정지지부에 고정된 웨이퍼상의 흡착시킬 펠릿(35)의 위치를 확인하고(S4), 로봇(3)을 X-Y방향으로 이동시켜(S5), 헤더부(5)와 펠릿(35)이 상호 대응하도록 한다(S6). 흡착될 펠릿(35)의 상측에 헤더부(5)가 위치하면, 제어부(15)는 헤더부(5)를 하강시켜 펠릿(35)을 흡착시킨후 다시 상승시키고(S7), 리드프레임(40)의 펠릿(35)이 본딩될 패턴을 확인한다(S8). 그런 다음 로봇(3)을 X-Y축방향으로 이동시켜(S9), 본딩될 패턴의 상측에 펠릿(35)이 대응되도록 하고(S10), 대응배치되면 헤더부(5)를 하강시켜 펠릿(35)의 패턴과 리드프레임(40)의 패턴이 상호 일치하도록 본딩시킨다(S11).
본딩완료된 리드프레임(40)과 펠릿(35)은 관측부(7) 즉, CCD카메라에 의하여 관측되게 되며(S12), 인식부(23)는 이러한 CCD카메라로 부터의 관측신호에 기초하여 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩상태를 인식하게 된다(S13). 이러한 본딩상태의 인식은, 상술한 바와 같이, 리드프레임(40)의 임의의 두점 좌표값과 본딩된 펠릿(35)의 임의의 두점의 좌표값과의 오차를 구하는 것이다. 한편, 이러한 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩상태는 비젼처리부(13)에 이미지로서 구현되게 된다(S14).
리드프레임(40)과 펠릿(35)이 실제로 본딩된 상태의 오차값이 산출되면(S14), 비교판단부(21)는, 메모리부(19)에 저장되어 있는 오차허용값과 이 실제오차값을 비교하여(S15), 본딩상태의 양부를 판정하게 된다. 이렇듯 일련의 과정이 완료되어 리드프레임(40)과 펠릿(35)의 본딩상태에 대한 양부판정이 완료되면, 제어부(15)는 다시 운전온 상태를 확인하고(S1), 시스템의 작동을 정지시키거나(S17), 상술한 일련의 작동을 다시 수행시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다이본더와 다이본더의 제어방법에 따르면, 리드프레임과 펠릿을 자동으로 본딩할 수 있는 동시에 그 본딩상태를 자동으로 검사할 수 있게 된다. 그래서, 종래에 수작업에 의한 본딩상태의 검사시 필연적으로 발생되던 시간지연 및 시각적 검사의 한계를 극복할 수 있으며, 이에 의해 불량률을 낮출 수 있고, 제작단가를 절감할 수 있다는 우수한 효과가 제공된다.

Claims (9)

  1. 리드프레임을 소정 위치에 고정시키는 고정부와; 상기 고정부의 상측에 X-Y축방향으로 이동가능한 로봇과; 상기 로봇에 장착되며, 펠릿을 흡착하여 상기 고정된 리드프레임상에 본딩시키는 헤더부를 가지는 다이본더에 있어서,
    상기 헤더부에 인접하게 고정되어, 상기 리드프레임과 상기 펠링의 본딩상태를 관측하는 관측부와;
    상기 관측부로 부터의 관측신호에 기초하여 상기 펠릿의 본딩상태를 인식하는 인식부와;
    상기 로봇 및 상기 헤더부의 작동을 제어하며, 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 표준본딩에 대한 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 인식부에 인식된 실제본딩상태와 상기 메모리부의 표준본딩정보를 상호 비교하여 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 양부판정하는 비교판단부를 가지는 시스템제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이본더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리부에 저장된 표준본딩에 관한 정보는, 상기 리드프레임상에 소정거리 이격된 임의의 두점과, 대응하는 상기 펠릿에의 임의의 두점에 대한 포인트좌표값인 것을 특징으로 하는 다이본더.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 리드프레임의 두점과 상기 펠릿의 두점이 소정의 오차범위내에서 대응하는 경우, 양호한 본딩상태로 판정되는 것을 특징으로 하는 다이본더.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 로봇의 하부에 X축방향을 따라 설치되는 상기 리드프레임의 이동컨베이어상에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 다이본더.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 인식부는 CCD카메라인 것을 특징으로 하는 다이본더.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 인식부에 인식된 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 이미지로 구현하는 비젼처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 다이본더.
  7. 리드프레임상에 펠릿을 본딩시키는 다이본더의 제어방법에 있어서,
    상기 리드프레임을 제공하여 소정의 위치에 고정시키는 단계와;
    상기 고정된 리드프레임상에 상기 펠릿을 본딩시키는 단계와;
    상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩부를 관측하는 단계와;
    상기 관측신호에 기초하여 상호 본딩상태를 인식하는 단계와;
    상기 인식된 상기 리드프레임과 상기 펠릿의 실제본딩상태와 소정의 저장된 표준본딩정보와 비교하여 양부판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이본더의 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 양부판정단계는,
    상기 리드프레임의 임의의 두점과 상기 펠릿의 임의의 두점의 상호 대응위치를 검사하여, 소정의 설정된 오차범위내에 대응하는가를 확인하는 패턴매칭방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 다이본더의 제어방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 리드프레임과 상기 펠릿의 본딩상태를 이미지로 구현하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이본더의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06151500A (ja) * 1992-11-09 1994-05-31 Toshiba Seiki Kk ボンディング装置

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