KR100273695B1

KR100273695B1 - Bga반도체패키지용검사시스템의플로어부

Info

Publication number: KR100273695B1
Application number: KR1019970039487A
Authority: KR
Inventors: 박홍환; 조훈
Original assignee: 마이클 디. 오브라이언; 앰코 테크놀로지 코리아주식회사
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR19990016802A

Abstract

본 발명은 BGA 반도체패키지용 검사시스템의 플로어부에 관한 것으로서, BGA 반도체패키지 제조시 자재의 솔더볼을 검사하기 위한 다수의 자재가 안치된 트레이를 수작업을 이용하여 검사장치로 공급할 때 취급부주위에 의한 자재의 유동으로 자재의 손상발생과 취급이 용이하지 못하였고, 비젼에 각각의 자재 셋팅시 셋팅작업성이 용이하지 못하였으며, 검사의 작업성저하와 검사신뢰도를 약화시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 자재에 융착된 솔더볼의 미스볼과 볼 포지션을 검사하기 위한 검사장치의 공급부에서 매거진에서 자재가 안치된 자재이송트레이를 공급받아 이송구A, B에 의해 안내레일을 따라 검사부로 이송시키는 플로어부에 의해 솔더볼의 검사작업성을 용이하게 하고 BGA 반도체패키지의 작업성을 향상시킨 효과가 있다.

Description

ＢＧＡ 반도체패키지용 검사시스템의 플로어부

본 발명은 BGA반도체패키지용 검사시스템의 플로어부에 관한 것으로서, 특히 BGA 반도체패키지의 제조공정중 솔더볼의 융착이 완료된 자재가 자재이송트레이에 안치된 상태로 매거진에 공급되어 솔더볼을 검사할 수 있도록 단계적인 인송이 가능하도록 한 BGA반도체패키지용 검사시스템의 플로어부에 관한 것이다.

일반적으로 카파(Cupper)가 적층되고, 그 상부에 PCB가 구비되어 있는 BGA반도체패키지에서는 제조공정중 싱귤레이션[Singulation: BGA반도체패키지에 있어 탑재부에 반도체칩과 와이어와 솔더볼(Solder Ball)과 패키지가 형성된 하나의 유니트(Unit)를 스트립(Strip)단위의 PCB에서 분리시키는 것] 작업이 문제점으로 발생되었다.

즉, 스트립단위의 PCB에 형성된 각 패턴에 와이어가 연결되고, 패키지성형 및 솔더볼 융착이 완료된 상태에서 싱귤레이션 작업을 시행하므로서 도 7과 같은 슈퍼 BGA 반도체패키지의 금속층으로 된 카파층에 의해 PCB에 설계된 패턴과 와이어에 충격이 가해져 변형 및 단락 등의 불량이 발생되었고, 싱귤레이션 툴이 카파에 의해 쉽게 마모되는 폐단이 있었으며, 자재에 가해지는 스트레스에 의해 제품의 작동기능성에 대한 품질을 약화시키는 문제점과 고가품인 금속의 싱귤레이션 후 발생된 폐자재의 자재로스가 많이 발생되는 폐단이 있었다.

그러나, 상기한 방법으로 BGA반도체패키지의 제조시에는 싱귤레이션 작업을 배제시켜 제조작업의 생산성과 제품의 품질을 한층 높일 수 있는 장점도 가지고 있다.

이러한 BGA 반도체패키지의 제조과정은 자재를 안치시킬 수 있는 트레이에 적재된 다수의 자재가 공급되면 각 자재를 1개의 스트립으로 이루어진 자재이송트레이(보통 5∼6개정도의 자재가 안치될 수 있게 함)에 각각 안치시킨다.

자재이송트레이에 안치된 자재는 다이어태치공정에서 반도체칩을 부착시키고, 와이어본딩공정에서 와이어를 연결본딩시키며, 몰딩공정에서 패키지를 성형시킨다음, 범핑공정에서 PCB에 형성된 랜드에 솔더볼을 융착시킨후 패키지에 인쇄마킹을 한다.

인쇄마킹 완료된 자재는 자재이송트레이에서 트레이에 안치시킨후 각 자재의 솔더볼 포지션과 미스볼 및 불량볼을 검사하는 검사공정을 시행한다.

이렇게 검사공정을 거친 양품자재(완제품)는 트레이에 안치된 상태에서 포장을 하여 출하될 수 있게 한 것이다.

이와같이 된 종래의 BGA반도체패키지의 검사를 행하기 위해서는 반도체칩부착과 와이어본딩과 패키지성형과 솔더볼의 융착이 완료된 자재(P)가 트레이에 다수 적재된 상태에서 비젼이 구비된 검사장치로 작업자의 수작업을 통해 공급안치시킨다.

이렇게 검사장치에 공급된 자재(P)는 작업자가 수동으로 검사장치를 조작시켜 각 자재(P)가 비젼위치에 셋팅되도록 함으로서, 미스볼과 솔더볼의 포지션 등을 검사할 수 있게 한 것이다.

그러나, 상기한 BGA 반도체패키지의 자재를 검사할 때 다수의 자재(P)가 안치된 트레이를 검사장치로 이동운반공급시 취급부주위에 따른 자재(P)의 유동발생으로 자재(P)의 손상과 운반이송이 용이하지 못하였고, 다수의 자재(P)를 비젼에 셋팅시키는 수작업의 난이함으로 검사작업성을 크게 저하시켰고, 수작업에 의존한 검사에 의해 검사 신뢰도를 약화시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자재에 융착된 솔더볼의 미스볼과 볼 포지션을 검사하기 위한 검사장치의 공급부에서 매거진에서 자재가 안치된 자재이송트레이를 공급받아 이송구A, B에 의해 안내레일을 따라 검사부로 이송시키는 플로어부에 의해 솔더볼의 검사작업성이 용이하도록 한 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 검사시스템의 전체 평면구성도.

도 2는 본 발명의 검사시스템의 전체 정면구성도.

도 3은 본 발명의 검사시스템에 적용된 플로어부의 정면도.

도 4는 본 발명의 검사시스템에 적용된 플로어부의 평면도.

도 5는 본 발명의 플로어부의 작동상태도로서,

(a)는 초기상태도이고,

(b)는 자재가 비젼죤까지 이동된 상태도이고,

(c)는 선별부까지 이동된 상태도이고,

(d)는 자재이송트레이가 배출된 상태도이다.

도 6은 본 발명의 검사시스템의 전체작동 상태도.

도 7은 일반적으로 슈퍼 BGA 반도체패키지의 단면구성도.

(도면의 주용 부분에 대한 부호의 설명)

S ; 검사장치 10 ; 공급부

100 ; 배출부 50 ; 플로어부

51 ; 레일 52, 62 ; 이송구A, B

53, 63 ; 모터A, B 54, 64 ; 리드스크류A, B

55A, 65A ; 플레이트A B 56, 66 ; 핀

57, 67 ; 실린더A, B P ; 자재

FT ; 자재이송트레이 PH ; 핀홀

M ; 매거진

이하 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

솔더볼(SB) 융착이 완료된 BGA 반도체패키지의 자재(P)가 자재이송트레이(FT)에 안치되어 매거진(M)에 적층수납된 상태로 솔더볼(SB) 검사를 하기 위해 자재이송트레이(FT)가 이송되는 플로어부(50)를 검사장치(S)의 공급부(10)와 배출부(100) 사이에 구비하고, 플로어부(50)에는 길이방향으로 레일(51)을 구비하며, 레일(51)의 후방에는 이송구A, B(52)(62)를 구비하고, 이송구A, B(52)(62)는 모터A, B(53)(63)의 구동으로 회전하는 리드스크류A, B(54)(64)에 의해 각 홀더A, B(55)(65) 및 플레이트A, B(55A)(65A)가 이송될 수 있게 하며, 각 플레이트A, B(55A)(65A)는 실린더A, B(57)(67)에 의해 상하 업다운될 수 있게 하고, 각 플레이트A, B(55A)(65A)의 전방에는 핀(56)(66)을 설치한 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 첨부도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2은 본 발명의 플로어부(50)가 적용된 검사장치(S)의 전체구성도로서, 자재(P)가 안치된 자재이송트레이(FT)가 적층수납되어진 매거진(M)을 공급시킬 수 있는 공급장치(10)가 검사장치(S)의 베이스(B) 일측에 구비된다.

상기 공급장치(10)의 타측 길이방향에는 공급장치(10)의 매거진(M)에서 인출된 자재이송트레이(FT)의 이송과 이송되는 자재이송트레이(FT)를 안내하는 플로어부(50)를 구비한다.

상기 플로어부(50)의 소정위치 하부에는 자재이송트레이(FT)에 안치된 자재(P)를 흡착과 승하강 및 회전시키고, 이 상부에는 자재(P)의 솔더볼(SB)을 검사하는 검사부(70)를 구비한다.

상기 검사부(70)의 타측에는 솔더볼(SB)의 검사가 완료되어 양품과 불량품을 선별하고, 선별된 각 자재(P)는 자재이송트레이(FT)에서 각 트레이(T)에 공급시킬 수 있는 선별부(90)를 구비한다.

상기 선별부(90)의 타측에는 선별부(90)에서 자재(P)가 선별되어 빈 자재이송트레이(FT)가 배출되는 배출부(100)를 구비한다.

상기한 검사장치(S)에 적용된 플로어부(50)를 상세히 설명하면 도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 검사장치(S)의 공급부(10)에 구비된 엘리베이터(30)의 타측에 길이방향으로 레일(51)을 설치하고, 레일(51)의 후방에는 각각 좌우이송 및 상하업다운되는 이송구A, B(52) (62)를 설치한다.

상기 이송구A, B(52)(62)는 각 모터A, B(53)(63)에 의해 구동하는 리드스크류A, B(540(64)의 회전에 따라 좌우이송될수 있도록 홀더A, B(55)(65)를 구비하고, 각 홀더A, B(55)(65)의 상부에는 전방으로 각각 플레이트A, B(55A)(65A)는 상하업다운되도록 실린더A, B(57)(67)를 구비하며, 각 플레이트A, B(55A)(65A)의 전방에는 하측으로 각각 핀(56)(66)을 설치한다.

상기한 레일(51)의 소정위치에는 비젼죤(VJ)을 구비하고, 이 비젼죤(VJ) 하부에는 자재이송트레이(FT)의 자재(P)를 흡착 및 승하강시키는 흡착블록(80)을 구비하며, 상측에는 흡착블록(80)의 자재(P)에 구비된 솔더볼(SB)을 검사하는 검사부(70)가 구비된 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 6에서 보는바와 같이 1개의 자재이송트레이(FT)에 솔더볼(SB)이 구비된 평균 5개의 자재(P)를 안치시킨상태로 매거진(M)에 적층 수납시킨다.

자재이송트레이(FT)가 적층된 매거진(M)을 공급장치(10)의 인풋컨베이어(11)에 구비된 안내부(11A)상부에 안치시키면 모터(14)의 구동으로 작동하는 벨트(13)에 의해 후방의 스톱퍼(15)까지 이동된 후 정지한다.

상기 안내부(11A)와 플레이트(12)를 따라 스톱퍼(15)에 이동된 매거진(M)은 상부의 그립퍼(20)가 실린더(21)의 작동으로 하강되어 좌우측의 고정구A,B(22)(23)가 매거진(M)의 양측상부에 위치고, 고정구B(23)는 매거진(M)의 우측면에 접촉된다.

이렇게 그립퍼(20)가 하강되면 실린더(24)의 작동으로 고정구A(22)를 동작시켜 매거진(M)의 좌측면을 고정시킨다.

상기 그립퍼(20)의 고정구A,B(22)(23)가 매거진(M)을 클램핑시키면 실린더(21)의 작동으로 립퍼(20)가 초기위치까지 상승된 후 후진하여 후방의 엘리베이터(30)으로 매거진(M)을 이송시킨 다음, 하강하여 엘리베이터(30)의 안치구(31)에 매거진(M)을 안치시킨다.

매거진(M)이 안치구(31)에 안치되면 안치구(31)의 상부에 구비된 고정판(32)이 실린더(32A)에 의해 하강작동하여 매거진(M)의 상부를 가압고정시키고, 동시에 매거진(M)을 클램핑하고 있는 그립퍼(20)의 고정구A,B(22)(23)가 클램프력이 해제된 상태에서 초기상태로 복귀된다.

이렇게 매거진(M)이 엘리베이터(30)의 안치부(31)에 안치되어 고정판(32)으로 고정되면 푸셔부(40)의 실린더(40A) 작동으로 로드(41)가 작동되고, 동시에 매거진(M)내의 자재이송트레이(FT)가 외부로 인출되면서 도 5(a)와 같이 플로어부(50)의 안내레일(51)에 공급된다.

플로어부(50)의 안내레일(51)에 자재이송트레이(fT)가 공급되면 도 5(b)와 같이 이송구A(52)가 실린더A(57)의 작동으로 하강하여 홀더A(55)에 구비된 플레이트(55A)의 핀(56)이 자재이송트레이(FT)에 형성된 핀홀(PH)에 삽입된후 모터A(53)의 구동으로 회전하는 리드스크류A(54)에 의해 이송구A(52)의 홀더A(52)와 플레이트A(55A)가 이동하게 되고 동시에 자재이송트레이(FT)는 안내레일(51)를 따라 비젼죤(VJ)까지 이동한다.

비젼죤(VJ)까지 자재이송트레이(FT)가 이송공급되면 하부의 흡착블록(80)이 상승하여 자재이송트레이(FT)에 안치되어 있는 자재(P)를 흡착시킨 다음 상승하여 자재(P)을 자재이송트레이(FT)에서 상승시킨 후 검사부(70)의 비젼과 각 구성품의 작동으로 자재(P)의 솔더볼(SB)에 대하여 볼 포지션과 미스볼 등을 검사한다.

검사가 완료되면 자재이송트레이(FT)에 최초안치시 방향성을 고려하지 않고 무작위로 안치된 자재(P)의 위치셋팅을 일정하게 하기 위하여 흡착블록(80)이 회전하여 자재(P)의 위치를 일정하게 유지시킨다음 흡착블록(80)이 하강하여 자재이송트레이(FT)에 자재(P)를 안치시킨 후 흡착력을 해제한다.

검사가 완료된 자재(P)는 자재이송트레이(FT)에 안치된 상태에서 이송구A(52)에 의해 1유니트씩이동되어 1개의 자재이송트레이(FT)에 안치된 모든자재(P)가 검사완료된다.

검사가 완료되면 이송구B(62)가 상기 이송구A(52)와 동일한 동작으로 자재이송트레이(FT)를 클램프시킨 후 비젼죤(VJ)에서 안내레일(51)을 따라 선별부(90)로 공급시킨다.

선별부(90)에 자재이송트레이(FT)가 공급되면 검사부(70)에서 양품과 불량을 인식하고 있는 제어시스템에 의해 승하강 및 좌우이동하는 로보트(91)의 가 각각의 자재(P)를 버큠력으로 흡착시켜 양품트레이(T1)와 불량트레이(T2)에 각각 자재(P)를 선별공급 안치시키고,자재(P)가 비어진 자재이송트레이(FT)는 이송구B(62)의 작동으로 안내레일(51)를 따라 선단부까지 이동되어 상하엎다운되는 배출부(100)에 구비된 빈매거진(BM)에 순차적으로 배출될 수 있게 한 것이다.

이렇게 배출되는 자재이송트레이(FT)는 실린더B(67)의 작동으로 이송구B(62)의 핀(66)이 자재이송트레이(FT)의 핀홀(PH)에 삽입되어 클램핑시킨 상태에서 연속동작으로 자재이송트레이(FT)를 이송시킬 수 있게 한 것이다.

즉, 자재(P)가 비어진 자재이송트레이(FT)는 모터B(63)의 동작과 동시에 회전하는 리드스크류B(64)에 의해 이동하는 이송구B(62)의 홀더B(65) 및 플레이트B(65A)에 의해 배출부(100)의 번 매거진(BM)에 배출될수 있게 한다.

따라서, 플로어부(50)는 공급부(10)의 매거진(M)에서 공급된느 자재이송트레이(FT)를 비젼죤(VJ)에 순차적으로 이동공급시켜 솔더볼(SB)의 검사를 시행한후 검사완료되어 비어진 자재이송트레이(FT)를 배출부(100)로 배출시킴으로서 솔더볼검사의 작업성을 용이하게 한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 자재에 융착된 솔더볼의 미스볼과 볼 포지션을 검사하기 위한 검사장치의 공급부에서 매거진에서 자재가 안치된 자재이송트레이를 공급받아 이송구A, B에 의해 안내레일을 따라 검사부로 이송시키는 플로어부에 의해 솔더볼의 검사작업성을 용이하게 하고 BGA 반도체패키지의 작업성을 향상시킨 효과가 있다.

Claims

솔더볼(SB) 융착이 완료된 BGA 반도체패키지의 자재(P)가 자재이송트레이(FT)에 안치되어 매거진(M)에 적층수납된 상태로 솔더볼(SB) 검사를 하기 위해 자재이송트레이(FT)가 이송되는 플로어부(50)를 검사장치(S)의 공급부(10)와 배출부(100) 사이에 구비하고, 플로어부(50)에는 길이방향으로 레일(51)을 구비하며, 레일(51)의 후방에는 이송구A, B(52)(62)를 구비하고, 이송구A, B(52)(62)는 모터A, B(53)(63)의 구동으로 회전하는 리드스크류A, B(54)(64)에 의해 각 홀더A, B(55)(65) 및 플레이트A, B(55A)(65A)가 이송될 수 있게 하며, 각 플레이트A, B(55A)(65A)는 실린더A, B(57)(67)에 의해 상하 업다운될 수 있게 하고, 각 플레이트A, B(55A)(65A)의 전방에는 핀(56)(66)을 설치한 것을 특징으로 하는 BGA 반도체패키지용 검사시스템의 플로어부.