KR100439897B1 - 반도체 소자의 리드부 결함 검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 리드(lead)부 결함을 검사하는 장치와 방법에 관한 것으로, 와전류를 이용하여 반도체 소자의 리드부의 결함 상태를 검사할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 검사할 반도체 소자가 통과하는 검사영역에 설치되어, 그에 인접하여 통과하는 반도체 소자에 와전류를 발생시켜 와전류 신호를 검출하는 와전류센서와; 상기 와전류센서에 연결되어 와전류센서로부터 검출된 신호를 처리하고 이에 근거하여 반도체 소자의 결함 여부를 판정하는 프로세싱부와; 상기 프로세싱부로부터 판정된 결과에 근거하여 미리 설정된 장치의 제어를 수행하게 하는 제어부로 구성된 반도체 소자의 결함 검사 장치를 제공한다.

Description

반도체 소자의 리드부 결함 검사 장치 및 방법{Apparatus and method for inspection of lead of semiconductor}

본 발명은 반도체 소자의 결함을 검사하는 장치와 방법에 관한 것으로, 특히 와전류를 이용하여 반도체 소자의 결함 상태를 검사할 수 있도록 한 반도체 소자의 결함 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자들은 컴퓨터, 가전제품 등에 사용되는 중요 부품으로 생산 후 출하전에 반드시 정밀한 검사를 거치게 되는데, 이들 반도체 소자들은 여타의 부품들보다 고도의 정밀성을 요구하므로 패키지 내부적인 요소 뿐만 아니라 그 외형에 있어 조금의 결함이라도 발생하면 성능에 치명적인 영향을 끼치게 된다.

이러한 반도체 소자의 외형적 결함, 특히 리드부의 결함은 반도체 소자를 PCB등에 조립하는 과정에서도 발생할 소지가 있으므로, QFP와 BGA와 같은 반도체 소자의 리드부의 상태 검사는 매우 중요한 공정 중의 하나이다.

상기와 같은 반도체 소자들의 리드부 결함은 여러가지 형태로 나타날 수 있는데, 도 1a에 도시된 바와 같이, 비지에이(BGA) 타입의 반도체 패키지에서는 하부면의 솔더볼(solder ball)들이 비균등면을 형성하거나(coplanarity), 혹은 비균등 피치(pitch), 폭변형(width), 편향(offset), 형태변형(deform), 미생성(missing)등의 결함이 발생할 수 있으며, 도 1b에 도시된 바와 같이 큐에프피(QFP) 타입과 같이 리드(lead)를 구비한 반도체 패키지에서는 리드의 스탠드오프(S), 비균등면 형성(C), 폭변형(W), 비균일피치(P), 비틀림(K)(skew), 엇갈림(L), 터미널디멘죤(T) 등의 결함이 발생할 수 있다.

도 2는 상기와 같은 반도체 소자들의 외형의 결함 유무를 광학적으로 검사하는 장치를 나타낸 것으로, 이 장치는 빛을 방출하는 광원(11)과, 반사거울(12), CCD카메라(13)등으로 구성되어, 상기 광원(11)에서 방출된 빛을 반사거울(12)을 통해 반사시키면서 반도체 소자(1)의 리드(1a) 이미지를 CCD카메라(13)에서 3차원적이미지로 재생하여 검사하였다.

그러나, 상기와 같이 종래의 광학적 검사장치를 이용하여 반도체 소자의 외형적 결함을 검사하는 방식은, 장치의 구조가 복잡하며 그에 상응하여 매우 고가이다.

또한, 이러한 광학식 검사방식은 프로세싱하는데 시간이 많이 소요되어 검사속도가 비교적 느린 단점이 있고, 조명을 이용하게 되므로 주위의 조명이나 리드 부분의 난반사 등에 영향을 받아 정확한 검사가 어려우며, 이를 해결하기 위한 소프트웨어적인 처리에도 어려움이 많은 문제점이 있었다.

이와 더불어, 종래의 광학식 검사방식은 테스트하고자 하는 반도체 소자의 종류에 따라 검사장치를 다르게 구성해야 하므로, 검사하고자 하는 반도체 소자의 종류에 제한이 있었는 바, 종류별로 검사장비를 구비해야 하거나 추가의 별도 장치를 구성해야 하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 와전류를 이용한 검사방식을 채택하여 장치의 구성이 간단하고, 신속하고 정확하게 반도체 소자의 리드부의 결함을 검사할 수 있도록 한 반도체 소자의 리드부의 결함 검사 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 반도체 소자에 발생하는 일반적인 결함 유형을 나타낸 도면으로,

도 1a는 BGA타입의 반도체 소자에 나타나는 솔더볼(solder ball)의 결함 유형을 나타내며,

도 1b는 QFP타입의 반도체 소자에 나타나는 리드선의 결함유형을 나타낸다.

도 2는 종래의 광학 검사장치에 의한 반도체 소자의 결함 검사방법을 나타낸 구성도

도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 검사장치의 구성을 나타낸 구성도

도 4는 도 3의 검사장치를 이용한 반도체 소자 검사방법의 일 실시예를 나타낸 플로우차트

도 5는 본 발명의 검사 장치 및 방법을 마운터와 핸들러의 실제 장비에 적용되어 사용되는 예를 나타낸 플로우차트로,

도 5a는 SMT 마운터에 적용되어 실시되는 예를 나타낸 것이고,

도 5b는 핸들러에 적용되어 실시되는 예를 나타낸 것이다.

*도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명*

10 - 반도체 소자 21 - 피커

22 - 와전류센서 23 - 아날로그/디지털 변환회로부

24 - 데이터처리부 25 - 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 관점에 따르면, 검사할 반도체 소자가 통과하는 검사영역에 설치되어, 그에 인접하여 통과하는 반도체 소자에 와전류를 발생시키는 와전류센서와; 상기 와전류센서에 연결되어 와전류센서로부터 입력된 신호를 처리하고 이에 근거하여 반도체 소자의 리드부 결함 여부를 판정하는 프로세싱부와; 상기 프로세싱부로부터 판정된 결과에 근거하여 미리 설정된 장치의 제어를 수행하게 하는 제어부로 구성된 반도체 소자의 리드부 결함 검사 장치를 제공한다.

본 발명의 한 형태에 의하면, 상기 프로세싱부는, 완전류센서로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 주는 와전류 신호처리부와; 상기 와전류 신호처리부에 연결되어 신호처리부로부터 입력된 디지털신호를 데이터화하고, 이 데이터를 미리 입력된 반도체 소자 데이터와 비교하여 반도체 소자의 리드부 결함 유무를 판정하는 데이터처리부로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 검사할 반도체 소자를 와전류센서인근으로 통과시키며 반도체 소자의 리드부에 와전류를 발생시키고, 이 발생된 와전류 특성에 근거하여 반도체 소자의 리드부의 외형적 결함 유무를 판정하도록 된 반도체 소자의 결함 검사 방법이 제공된다.

본 발명의 구체적인 형태에 의하면, 상기 반도체 소자의 리드부 결함 검사 방법은, 검사할 반도체를 픽업수단으로 파지하여 검사영역의 와전류센서 인근으로 통과시켜 와전류를 발생시키는 단계와; 발생된 와전류 신호를 디지털신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 데이터 프로세싱하여 반도체 소자의 리드부 결함 유무를 판정하는 단계 및; 판정 결과에 따라 반도체 소자를 미리 설정된 위치로 이송하도록 픽업수단의 제어를 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 반도체 소자 리드부 결함 검사 장치 및 방법의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 반도체 소자 리드부 결함 검사 장치의 구성을 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 반도체 소자의 리드부 결함 검사 장치에 의해 수행되는 반도체 소자의 리드부 결함 검사 방법을 나타내고 있다.

먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자 리드부 결함 검사 장치는, 검사할 반도체 소자를 파지하여 이송하는 피커(21; picker)와, 검사영역에 설치되어 상기 피커(21)에 의해 파지된 상태로 그 위를 통과하는 반도체 소자(10)에 와전류를 발생시켜 와전류 신호를 검출하는 와전류센서(22; Eddy Current Sensor)와, 상기 와전류센서(22)에 연결되어 검출된 와전류 신호를 디지털 신호로변환시키는 아날로그/디지털 변환회로부(24)와, 상기 아날로그/디지털 변환회로부(24)에 연결되어 디지털신호로 변환된 검사결과를 입력받아 데이터화하여 반도체 소자의 리드부 결함 유무를 판정하는 데이터처리부(24)와, 상기 데이터처리부(24)의 판정 결과에 따라 상기 피커(21)를 제어하여 반도체 소자를 미리 설정된 소정의 위치로 이송하여 주거나 이를 모니터 등에 이미지로 가시화하여 보여주도록 제어하는 제어부(25)로 구성된다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 피커(21)가 반도체 소자(10)를 파지하여 검사영역을 통과할 때 상기 와전류센서(22)에 의해 반도체 소자(10)에 와전류가 발생되어 와전류신호가 검출되면(단계 S1), 이 검출된 와전류신호를 아날로그/디지털변환회로부(24)에서 디지털 신호로 변환시키고(단계 S2), 이렇게 변환된 디지털 신호를 데이터처리부(24)에서 데이터화하여 미리 입력되어 있는 반도체 소자의 데이터에 따라 리드부의 결함 유무 및 결함 형태를 판정하고(단계 S3), 이 판정 결과를 제어부(25)에 전달하여 소정의 후처리 과정을 수행하게 되는 것이다(단계 S4).

한편, 도 5a와 도 5b는 각각 상기와 같은 반도체 소자의 결함 검사 장치를 SMT 마운터와 핸들러에 적용하여 검사를 수행하는 과정을 나타내고 있다.

먼저 SMT 마운터에서는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 트레이에 수납되어 있는 반도체 소자를 마운터의 피커(21; 도 3참조)가 파지하여 이를 와전류센서(22; 도 3참조)가 설치되어 있는 검사영역으로 이송하고, 이 반도체 소자를 검사영역을 통과시키면서 전술한 바와 같은 방법을 통해 반도체 소자의 리드부의 결함을 검사한다.

이어, 검사가 완료된 후 양품으로 판정된 반도체 소자들은 PCB에 장착되고,불량으로 판정된 반도체 소자들은 폐기되거나, 혹은 재검사품으로 분류되어 동일한 과정으로 다시 결함 유무를 검사받게 된다.

한편 핸들러에서는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 트레이에 수납되어 있는 반도체 소자를 핸들러의 피커(21; 도 3참조)가 파지하여 와전류센서(22; 도 3참조)가 설치되어 있는 검사영역으로이송하고, 이를 검사영역을 통과시키면서 전술한 바와 같은 과정을 통해 반도체 소자의 외형적 결함 유무를 1차적으로 검사한다.

이어, 검사가 완료된 후, 양품으로 판정된 반도체 소자들은 핸들러의 테스트 사이트로 이송되어 내부적인 결함 유무, 성능테스트 등의 소정의 테스트를 거치게 되고, 불량으로 판정된 반도체 소자들은 별도의 트레이에 장착되어 재검사되거나, 불량 정도가 심한 경우는 폐기된다.

그리고, 상기 테스트 사이트에서 테스트 완료된 반도체 소자들은 다시 검사영역으로 이송되어 테스트 과정에서 발생할 수 있는 외형적 결함 유무를 2차적으로 검사받게 되고, 이 2차 검사에서도 양품으로 판정받은 반도체 소자들은 별도의 출하용 트레이들에 수납되어 핸들러 일측에 적재된다.

상기 2차 검사에서 불량으로 판정된 반도체 소자들은 다시 최초의 위치로 이송되어 전술한 바와 같이 동일한 과정을 거쳐 재검사되거나, 불량 정도가 심한 경우에는 폐기된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 와전류센서를 설치한 간단한 구성으로반도체 소자의 리드부의 결함 유무를 검사하게 되므로 장치의 구조가 간단하며, 외부 환경, 특히 조명의 간섭을 받지 않고 신속하고 정확한 리드부 결함 검사를 수행할 수 있게 된다.

또한, 검사하고자 하는 반도체 소자의 형태에 제한이 없게 되어 하나의 장치로 여러가지 종류의 반도체 소자들을 검사할 수 있으며, 핸들러와 같이 온도 환경이 추가되는 장비에서도 정확하고 안정된 검사를 수행할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 반도체 소자의 리드부의 결함을 검사하는 장치에 있어서,

   검사할 반도체 소자가 통과하는 검사영역에 설치되며, 그에 인접하여 통과하는 반도체 소자의 리드부에 와전류를 발생시켜 와전류신호를 검출하는 와전류센서와;

   와전류센서로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 주는 와전류 신호처리부와, 상기 와전류 신호처리부에 연결되어 신호처리부로부터 입력된 디지털신호를 데이터화하고 이 데이터를 미리 입력된 반도체 소자 데이터와 비교하여 반도체 소자의 리드부의 결함 유무를 판정하는 데이터처리부로 구성되어, 반도체 소자의 리드부의 결함 여부를 판정하는 프로세싱부와;

   상기 프로세싱부로부터 판정된 결과에 근거하여 미리 설정된 장치의 제어를 수행하게 하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 리드부 결함 검사 장치.
2. 삭제
3. 반도체 소자의 리드부의 결함을 검사하는 방법에 있어서,

   검사할 반도체 소자를 와전류센서 인근으로 통과시키며 반도체 소자의 리드부에 와전류를 발생시켜 와전류 신호를 검출하는 제 1단계와,

   검출된 와전류 신호를 디지털신호로 변환하는 제 2단계와,

   변환된 디지털 신호를 미리 입력된 데이터와 비교하여 반도체 소자의 리드부의 결함 유무를 판정하는 제 3단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 리드부 결함 검사 방법.
4. 삭제