KR100639399B1 - Pick and place apparatus for semiconduct - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 종래의 반도체 처리시스템의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이며,1 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional semiconductor processing system;
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치가 적용된 반도체 시스템의 배치관계를 나타내는 평면도이며,2 is a plan view showing an arrangement relationship of a semiconductor system to which a semiconductor processing apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied;
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타태는 사시도이며,3 is a perspective view showing a semiconductor processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
도4는 도3에 도시된 반도체 처리장치를 나타내는 정면도이며,4 is a front view illustrating the semiconductor processing apparatus shown in FIG. 3;
도5는 도3에 도시된 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이며,FIG. 5 is a side view illustrating the semiconductor processing apparatus shown in FIG. 3;
도6은 도3에 도시된 반도체 처리장치에서 얼라인비젼이 반사경을 통해 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영하는 상태를 나타내는 정면도이며,FIG. 6 is a front view illustrating a state in which an alignment vision photographs a workpiece on a wafer frame seated on a work table through a reflector in the semiconductor processing apparatus shown in FIG.
도7a 내지 도7g는 도3에 도시된 반도체 처리장치의 작동상태를 설명하는 정면도들이며,7A to 7G are front views illustrating the operating state of the semiconductor processing apparatus shown in FIG.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 사시도이며,8 is a perspective view showing a semiconductor processing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
도9는 도8에 도시된 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이며,FIG. 9 is a side view illustrating the semiconductor processing apparatus shown in FIG. 8;
도10은 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이며,10 is a side view showing a semiconductor processing apparatus according to a third embodiment of the present invention,
도11은 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이 다.Fig. 11 is a side view showing a semiconductor processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 온로딩유닛 110 : 매거진100: on-loading unit 110: magazine
120 : 그립퍼 200 : 작업테이블120: gripper 200: worktable
210 : 테이블본체 220 : 클램핑장치210: table main body 220: clamping device
230 : 제1가이드부재 232 : 제1가이드레일230: first guide member 232: first guide rail
234 : 제1볼스크류 236 : 제1구동모터234: first ball screw 236: first drive motor
240 : 제2가이드부재 242 : 제2가이드레일240: second guide member 242: second guide rail
244 : 제2볼스트류 246 : 제2구동모터244: second bolts 246: second drive motor
248 : 제2너트 250 : 이동플레이트248: second nut 250: moving plate
300 : 이젝터 310 : 이젝터본체300: ejector 310: ejector body
320 : 이젝터핀 400 : 로터리픽커320: ejector pin 400: rotary picker
410 : 승하강블럭 420 : 회전모터410: lifting block 420: rotation motor
430 : 회전플레이트 440 : 로터리픽커헤드430: rotating plate 440: rotary picker head
450 : 얼라인비젼 460 : 검사비젼450: alignment vision 460: inspection vision
500 : 이송픽커 600 : 오프로딩유닛500: transport picker 600: offloading unit
W : 웨이퍼프레임 P,P1,P2,P3 : 패키지W: Wafer frame P, P1, P2, P3: Package
본 발명은 반도체 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼프레임에 부착된 피가공물을 낱개로 분리하여 처리하는 반도체 처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor processing apparatus, and more particularly, to a semiconductor processing apparatus that separates and processes a workpiece attached to a wafer frame.
일반적으로 반도체칩은 원판형상의 반도체 웨이퍼 표면에 격자형으로 배열된 다수의 영역에 IC, LSI 등의 회로를 형성하고, 이러한 회로가 형성된 각 영역은 소정의 절삭라인(street)을 따라 절삭됨으로써 제조된다. In general, semiconductor chips are manufactured by forming circuits such as IC and LSI in a plurality of regions arranged in a lattice on a surface of a disk-shaped semiconductor wafer, and each region in which these circuits are formed is cut along a predetermined cutting line. do.
또한, 최근에는 종래와 달리 배선연결(Wire Bonding)·플라스틱 패키징(Molding) 등이 불필요하고 별도의 조립 과정이 단축돼 대폭적인 원가절감을 실현할 수 있는 WLP(Wafer Level Package) 기술이 개발되었다. 이러한 WLP(Wafer Level Package) 방식은 칩절단→PCB회로기판 부착→와이어 본딩(금선연결)→플라스틱 패키징→볼부착’ 과정을 거치는 기존 패키지 방식과 달리‘웨이퍼→절연물질→배선→절연물질→볼부착 과정에 의해 제작된다. In addition, in recent years, WLP (Wafer Level Package) technology has been developed to realize a significant cost reduction by eliminating the need for wire bonding and plastic packaging, and shortening an additional assembly process. The WLP (Wafer Level Package) method is different from the conventional package method of chip cutting → PCB circuit board attachment → wire bonding (gold wire connection) → plastic packaging → ball attachment process. It is produced by the attachment process.
이와 같은 웨이퍼 레벨의 반도체칩 또는 패키지는 통상 점착테이프가 장착된 웨이퍼프레임에 부착되어 낱개로 절삭된다. 이와 같이 절삭된 반도체칩 또는 패키지는 반도체 처리장치(Pick and Place Apparatus)에 의해 개별로 분리된 후 소정의 이송수단에 의해 오프로딩된다.Such a wafer level semiconductor chip or package is usually attached to a wafer frame on which an adhesive tape is mounted and cut individually. The semiconductor chip or package cut in this manner is separated by an individual semiconductor processing device (Pick and Place Apparatus) and then offloaded by a predetermined transfer means.
이러한 종래의 반도체 처리장치가 도1에 도시되어 있다.This conventional semiconductor processing apparatus is shown in FIG.
도1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 처리장치는 개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 공급하는 온로딩유닛(100)과, 상기 온로딩유닛(100)으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블(200)과, 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 이젝터(300)와, 상기 작업테이블 (200)로부터 피가공물을 흡착한 후 공정진행방향으로 이송하는 이송픽커(500)와, 상기 이송픽커(500)로부터 전달된 피가공물을 임시 적재하는 임시적재장치(610)와, 피가공물의 상태를 촬영하는 상부 및 하부검사비젼(612,614)를 구비하는 비젼검사유닛과, 상기 비젼검사유닛의 임시적재장치(610)로부터 피가공물을 흡착하여 이송하는 소팅픽커(620)와, 상기 비젼검사유닛의 검사결과에 따라 피가공물이 적재되는 오프로딩유닛(600)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 이송픽커(500)의 이동블럭에는 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 얼라인비젼(450)이 설치되어 있다. 이와 같이, 종래의 반도체 처리장치에서는 상기 이젝터(300) 및 작업테이블(200)이 각각 독립적으로 이동되도록 설계되어 있었다.As shown in FIG. 1, the conventional semiconductor processing apparatus includes an
이와 같이 구성된 종래의 반도체 처리장치에서는 상기 얼라인비젼(450)의 검사결과에 따라 상기 이젝터(300)와 이송픽커(500)가 서로 독립적으로 이동하여 흡착기준점을 동일하게 맞추고, 상기 작업테이블(200)이 X축 및/또는 Y축으로 독립적으로 이동하여 피가공물을 정렬(alignment)한 다음, 상기 이송픽커(500)가 하강하여 상기 이젝터(300)에 의해 분리된 피가공물을 웨이퍼프레임으로부터 흡착하도록 작동된다.In the conventional semiconductor processing apparatus configured as described above, the
따라서, 종래의 반도체 처리장치에서는 상기 이젝터(300), 이송픽커(500) 및 작업테이블(200)이 각각 X축 및/또는 Y축으로 독립적으로 이동하여 피가공물을 정렬하기 때문에 이들의 흡착기준점을 맞추기가 쉽지 않았으며, 이로 인해 상기 작업테이블(200)에 안착된 피가공물이 상기 이송픽커(500)에 의해 불안정하게 픽업되는 경우가 종종 발생하였다.Therefore, in the conventional semiconductor processing apparatus, since the
또한, 이러한 종래의 반도체 처리장치에서는 상기 얼라인비젼(450)이 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하여 그 결과에 따라 피가공물을 정렬(alignment)한 다음 상기 이송픽커(500)가 피가공물을 하나씩 흡착하도록 구성되어 있었기 때문에 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 동안에는 패키지 픽업작업이 이루어질 수 없었다.In addition, in the conventional semiconductor processing apparatus, the
또한, 상기 이송픽커(500)에 흡착된 피가공물은 임시적재장치(610)에 임시로 안착된 상태에서 패키지에 부착된 볼의 크기, 높이, 부착위치 및 모양 등 불량 여부가 검사되었기 때문에 패키지 검사를 위채 별도의 추가공정이 필요하였으며, 이로 인해 반도체칩 또는 패키지가 상기 임시적재장치(610)로 안착 되거나 상기 임시적재장치(610)로부터 흡착될 때 파손되거나 상처가 생길 가능성이 컸다.In addition, the workpieces adsorbed by the
또한, 피가공물의 마킹상태 등을 확인하기 위해 피가공물이 공정 전후에 뒤집혀져야 하거나 후공정과의 연계작업을 위해 가공이 끝난 패키지가 트레이, 튜브, 릴 등에 뒤집혀져 적재되어야 하는 경우에는 공정도중에 플립퍼링장치를 추가로 설치해야 하는 문제점이 있었다. In addition, if the workpiece has to be turned upside down before and after the process to check the marking status of the workpiece, or if the finished package has to be loaded upside down on trays, tubes, reels, etc. There was a problem in that additional furring device must be installed.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임에 부착된 피가공물을 신속하면서도 정확하게 흡착할 수 있는 구조를 가진 반도체 처리장치를 제공하 는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is a semiconductor having a structure that can quickly and accurately absorb the workpiece attached to the wafer frame seated on the
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼프레임에 부착된 피가공물을 정렬(alignment), 불량 여부 검사 및 역전(flippering) 작동을 동시에 수행할 수 있는 반도체 처리장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor processing apparatus capable of simultaneously performing alignment, inspection of defects, and flipping operations on a workpiece attached to a wafer frame.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 처리장치는 온로딩유닛으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블과, 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 낱개로 분리하는 이젝터와, 상기 작업테이블로부터 피가공물을 픽업하는 로터리픽커를 포함하되, 상기 이젝터 및 로터리픽커는 동축상에 배치되며, 상기 작업테이블과의 상대이동에 의해 웨이퍼프레임 상의 피가공물이 정렬되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a semiconductor processing apparatus according to the present invention includes an ejector for separately separating a worktable on which a wafer frame supplied from an onloading unit is seated, and a workpiece on a wafer frame seated on the worktable; And a rotary picker for picking up a workpiece from the work table, wherein the ejector and the rotary picker are disposed coaxially, and the work piece on the wafer frame is aligned by relative movement with the work table.
여기서, 상기 이젝터 및 로터리픽커는 동축상에 고정 배치되며, 상기 작업테이블은 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 설치되어 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 정렬한다.Here, the ejector and the rotary picker are fixedly arranged on the coaxial, the worktable is installed to be movable in the X-axis and Y-axis to align the workpiece on the wafer frame.
한편, 상기 작업테이블은 고정 설치되며, 상기 이젝터 및 로터리픽커는 일체로 결합되며 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 설치되어 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 정렬하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the worktable is fixedly installed, the ejector and the rotary picker may be integrally coupled and installed to be movable in the X-axis and Y-axis to align the workpiece on the wafer frame.
한편, 상기 이젝터 및 로터리픽커는 일체로 결합되어 X축 또는 Y축으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 작업테이블은 각각 Y축 또는 X축으로 이동 가능하게 설치되어 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 정렬하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the ejector and the rotary picker is integrally coupled to be installed to move in the X-axis or Y-axis, the work table is installed to be movable in the Y-axis or X-axis, respectively, to be configured to align the workpiece on the wafer frame Can be.
상기 이젝터 및 로터리픽커는 'ㄷ'자 형상의 결합프레임의 양단부 각각에 서로 대향되게 설치되는 것이 바람직하다.The ejector and the rotary picker may be installed to face each other at both ends of the 'c' shaped coupling frame.
상기 로터리픽커는 Y축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 방사방향으로 90도 간격으로 피가공물을 흡착하는 4개의 로터리픽커헤드를 구비한다.The rotary picker is rotatably installed about the Y axis, and includes four rotary picker heads for sucking the workpiece at intervals of 90 degrees in the radial direction.
상기 로터리픽커의 일측에는 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 얼라인비젼이 더 설치되어 있으며, 상기 로터리픽커의 전방 일측에는 반사경이 더 설치되어 있으며, 상기 로터리픽커가 피가공물을 흡착하여 회전하는 동안 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태가 촬영될 수 있다.One side of the rotary picker is further provided with an alignment vision for photographing the alignment of the workpiece on the wafer frame seated on the work table, the front side of the rotary picker is further provided with a reflector, the rotary picker is The alignment of the workpiece on the wafer frame seated on the worktable can be taken while rotating the workpiece.
상기 로터리픽커의 일측에는 상기 로터리픽커가 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 흡착하는 동안 상기 로터리픽커에 이미 흡착된 피가공물의 일면 상태를 촬영하는 검사비젼이 더 설치될 수 있다.One side of the rotary picker may further include an inspection vision for photographing a state of one surface of the workpiece already adsorbed to the rotary picker while the rotary picker adsorbs the workpiece on the wafer frame seated on the work table.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면을 참조하면서 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 실시예들을 설명함에 있어, 종래기술 및 선행 실시예에서 설명된 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하며, 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 대칭적으로 배치되거나 복수개로 이루어진 구성요소에 대해서는 표현의 편의상 그 중 하나에 대해서만 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 패키지가 피가공물인 경우를 예로 들어 설명한다.In describing the embodiments according to the present invention, the components described in the prior art and the preceding embodiments are given the same names and the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In addition, symmetrically arranged or plural components will be described with reference numerals only for one of them for convenience of expression. In addition, below, the case where a package is a to-be-processed object is demonstrated as an example.
먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.First, a semiconductor processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치가 적용된 반도체 시스템의 배치관계를 나타내는 평면도이며, 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 사시도이며, 도4는 도3에 도시된 반도체 처리장치를 나타내는 정면도이며, 도5는 도3에 도시된 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이며, 도6은 도3에 도시된 반도체 처리장치에서 얼라인비젼이 반사경을 통해 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영하는 상태를 나타내는 정면도이다.FIG. 2 is a plan view showing an arrangement relationship of a semiconductor system to which a semiconductor processing apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied, FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view showing the semiconductor processing apparatus shown in FIG. 3, FIG. 5 is a side view showing the semiconductor processing apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a work table in which the alignment vision is reflected through a reflector in the semiconductor processing apparatus shown in FIG. It is a front view which shows the state which image | photographs the to-be-processed object on the wafer frame seated in the.
도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치가 적용된 반도체 처리시스템은 크게 온로딩유닛(100), 작업테이블(200), 이젝터(300), 로터리픽커(400), 이송픽커(500) 및 오프로딩유닛(600)으로 구성되어 있다.2 to 5, the semiconductor processing system to which the semiconductor processing apparatus according to the first embodiment is applied is largely on-
상기 온로딩유닛(100)은 패키지가 부착된 웨이퍼프레임(W)을 상기 작업테이블(200)로 공급하는 요소이다. 이러한 온로딩유닛(100)은 웨이퍼프레임(W)이 적층된 매거진(110)과, 상기 매거진(110)으로부터 웨이퍼프레임(W)을 그립하여 상기 작업테이블(200)로 로딩시키는 그립퍼(120)로 구성되어 있다. 상기 그립퍼(120)는 Y축 방향으로 설치된 그립퍼레일(122)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다.The
도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 작업테이블(200)은 상기 온로딩유닛(100)으로부터 공급된 웨이퍼프레임(W)이 안착되는 요소이다. 상기 작업테이블(200)은 그 상면에 웨이퍼프레임(W)이 안착되는 안착부(212)가 구비된 테이블본체(210)와, 상기 안착부(212)에 안착된 웨이퍼프레임(W)을 고정하는 클램핑장치(220)과, 상기 테이블본체(210)를 Y축 방향으로 이동시키는 제1이동수단 및 상기 테이블본체(210)를 X축 방향으로 이동시키는 제2이동수단으로 구성되어 있다. 3 to 5, the work table 200 is an element on which the wafer frame W supplied from the
상기 제1이동수단은 상기 테이블본체(210)의 하부 양단에 형성된 한 쌍의 제1가이드부재(230)와, 상기 테이블본체(210)의 하부에 배치된 이동플레이트(250)의 상부 양단에 형성되어 상기 제1가이드부재(230)를 안내하는 한 쌍의 제1가이드레일(232)과, 상기 테이블본체(210)의 일측에 형성된 제1너트(미도시)에 결합된 제1볼스크류(234)에 작동력을 제공하는 제1구동모터(236)로 구성되어 있다. 상기 제2이동수단은 상기 이동플레이트(250)의 하부 양단에 형성된 한 쌍의 제2가이드부재(240)와, 베이스(102)에 형성되어 상기 제2가이드부재(240)를 안내하는 한 쌍의 제2가이드레일(242)과, 상기 이동플레이트(250)의 일측에 형성된 제2너트(248)에 결합된 제2볼스크류(244)에 작동력을 제공하는 제2구동모터(246)로 구성되어 있다. 한편, 상기 제1 및 제2이동수단(240)은 상기 테이블본체(210)를 각각 Y축 및 X축으로 이동시킬 수 있다면, 본 실시예에 도시된 볼스크류-너트 조합 이외에도 다양한 공지의 직선이동수단들로 대체될 수 있다.The first moving means is formed on a pair of
도4 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터(300)는 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지를 낱개로 분리하는 요소이다. 상기 이젝터(300)는 상기 작업테이블(200)의 하부에 배치된 이젝터본체(310)와, 상기 이젝터본체(310)에 이동 가능하게 설치되어 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지를 직접 밀어주는 이젝터핀(320)과, 상기 이젝터핀(320)으로 이동력을 제공하는 핀구동수단(미도시)으로 구성되어 있다. 여기서, 상기 이젝터핀(320)은 대응되는 상기 로터리픽커(400)의 로터리픽커헤드(440)와 동축상에서 승하강되도록 설계되어 있다. 한편, 상기 핀구동수단(미도시)은 캠구동, 볼스크류구동, 스탭모터 등의 공지의 승하 강 구동수단이 사용될 수 있다.4 to 5, the
도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 로터리픽커(400)는 상기 작업테이블(200)로부터 패키지를 흡착한 후 회전작동에 의해 반전시키는 요소이다. 상기 로터리픽커(400)는 베이스(102)에 수직하게 설치된 수직가이드레일(104)을 따라 승하강 가능하게 설치된 승하강블럭(410)과, 상기 승하강블럭(410)에 설치된 회전모터(420)와, 상기 회전모터(420)의 전방에 설치된 회전플레이트(430)와, 상기 회전플레이트(430)에 방사방향으로 90도 간격으로 설치된 4개의 로터리픽커헤드(440)로 구성되어 있다. 이러한 로터리픽커(400)는 도면상 하부에 위치한 로터리픽커헤드(440)가 상기 이젝터핀(320)과 동축상에서 Z축 방향으로 이동되도록 설계된다.As shown in Figures 3 to 5, the
상기 회전모터(420)는 상기 로터리픽커헤드(440)를 90도 간격으로 Y축을 중심으로 회전 작동되도록 제어된다. 또한, 상기 로터리픽커(400)는 공지의 승하강구동수단에 의해 Z축 방향으로 주기적으로 승강 및 하강이 반복되도록 제어된다.The
도6에 도시된 바와 같이, 상기 로터리픽커(400)의 근처에는 상기 로터리픽커(400)가 패키지를 픽업하여 회전하는 동안 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지의 정렬상태를 촬영하는 얼라인검사장치가 설치되어 있다. 이러한 얼라인검사장치는 상기 베이스(102)에 고정된 측면프레임(106)에 설치된 반사경프레임(452)과, 상기 반사경프레임(452)에 대략 45도 각도로 하향 경사지게 설치된 반사경(454)과, 상기 베이스(102)에 고정된 측면프레임(106)에 로터리픽커(400)의 로터리픽커헤드(440)를 향하도록 설치되어 상기 반사경(454)을 통해 상기 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지를 촬영하는 얼라인비젼(450)으로 구성되어 있다. 즉, 도면상 하부에 위치한 로터리픽커헤드(440)가 상기 작업테이블(200)로부터 패키지를 흡착하고 있을 때에는 도면상 좌측에 위치한 로터리픽커헤드(440)에 의해 얼라인비젼(450)의 검사경로가 차단되어 있으며, 도면상 하부에 위치한 로터리픽커헤드(440)가 패키지를 흡착한 채 도면상 반 시계방향으로 회전하면 상기 얼라인비젼(450)의 검사경로가 상기 반사경(454)을 통하여 개방되기 때문에 상기 로터리픽커(400)가 패키지를 픽업하여 회전하는 동안 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지의 정렬상태가 촬영된다. 따라서, 본 실시예에서는 패키지 정렬 작업과 패키지 흡착 작업이 동시에 수행된다. 이와 같은 상기 얼라인비젼(450)의 촬영결과에 따라 상기 작업테이블(200)이 X축 및 Y축 방향으로 적절히 이동하여 패키지를 정렬하기 때문에 상기 로터리픽커(400)가 다음 패키지를 에러 없이 정확히 흡착할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 6, in the vicinity of the
한편, 설계조건에 따라서는 상기 얼라인비젼(450)은 반사경(454) 없이 상기 로터리픽커(400)의 회전동작에 간섭되지 않도록 상기 작업테이블(200)의 상부 일측에 설치되어, 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 패키지의 정렬상태를 촬영하도록 설계될 수도 있다.On the other hand, depending on the design conditions, the
또한, 상기 로터리픽커(400)의 타측에는 도면상 하부에 위치하는 로터리픽커헤드(440)가 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 패키지를 흡착하는 동안 도면상 우측에 위치하는 로터리픽커헤드(440)에 흡착된 패키지의 일면 상태를 촬영하는 검사비젼(460)이 설치되어 있다. 여기서, 상기 검사비젼(460)은 패키지의 흡착 반대 면의 마킹상태를 검사하게 되는데, 이뿐만 아니라 칩핑(chipping), 오리 엔테이션(orientation), 위치 등도 검사하여 후술하는 이송픽커(500)가 X축 및 Y축 보정을 통해 패키지를 정확히 흡착할 수 있도록 관련 정보를 제공하게 된다.In addition, the
한편, 상기 로터리픽커(400)에 부착된 로터리픽커헤드(440)의 개수 및 부착 위치는 설계조건에 따라 다양하게 설계변경 가능하다. 또한, 패키지를 흡착하기 위한 구성으로써, 상기 로터리픽커(400)가 Z축 방향으로 승하강 가능하게 설계하는 대신에 상기 로터리픽커헤드(440)가 직접 Z축 방향으로 승하강 가능하도록 설계될 수도 있다.Meanwhile, the number and attachment positions of the rotary picker heads 440 attached to the
상기 이송픽커(500)는 상기 로터리픽커(400)의 상부에 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 검사비젼(460)의 검사결과에 따라 상기 로터리픽커(400)에 의해 반전된 패키지를 픽업하여 상기 오프로딩유닛(600)으로 이송하는 요소이다. The
상기 오프로딩유닛(600)은 상기 이송픽커(500)로부터 전달된 패키지를 비젼검사하여 그 결과에 따라 적재하는 요소이다. 이러한 오프로딩유닛(600)은 설계조건에 따라 릴(reel)타입, 트레이(tray)타입 등 다양한 형태로 설계변경될 수 있다.The offloading
이하, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치의 작동상태를 설명한다.Hereinafter, an operating state of the semiconductor processing apparatus according to the first embodiment will be described.
도7a 내지 도7g는 도3에 도시된 반도체 처리장치의 작동상태를 설명하는 정면도들이다. 참고로, 도7a 내지 도7g에 도시된 각 구성요소 및 패키지는 이해를 돕기위해 개략적으로 도시되었으며, 실제의 크기 및 비율과 다르게 도시되었음을 밝혀둔다. 또한, 패키지는 흡착순서대로 P1, P2 및 P3로 나타낸다.7A to 7G are front views illustrating the operating state of the semiconductor processing apparatus shown in FIG. For reference, each component and package shown in FIGS. 7A to 7G is schematically shown for ease of understanding and is shown to be different from the actual size and ratio. The packages are represented by P1, P2 and P3 in the adsorption order.
먼저, 상기 그립퍼(120)가 상기 매거진(110)에 적재된 웨이퍼프레임(W)을 그 립하여 상기 작업테이블(200)이 로딩시킨다(도7a 참조). 이러한 상태에서 상기 이젝터핀(320)이 상승하여 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지를 분리시킴과 동시에 상기 로터리픽커(400)가 하강하여 도면상 하부에 위치한 로터리픽커헤드(440)가 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지(P1)를 흡착한다(도7b 및 도7c 참조). First, the
다음으로 상기 로터리픽커(400)가 도면상 반시계방향으로 회전하여 45도 정도 회전하면 상기 얼라인비젼(450)의 검사경로가 상기 반사경(454)을 통하여 개방된다. 따라서 상기 얼라인비젼(450)이 상기 반사경(454)을 통해 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 새로운 패키지(P2)의 정렬상태를 촬영한다(도7d 참조). 이와 같이 얼라인비젼(450)의 촬영결과에 따라 상기 작업테이블(200)은 X축 및/또는 Y축으로 이동하여 패키지(P2)의 정렬(alignment)를 수행한다.Next, when the
다음으로 상기 로터리픽커(400)가 반시계방향으로 계속 회전하여 90도 정도 회전하면 도면상 상기 로터리픽커(400)의 우측에 설치된 검사비젼(460)이 로터리픽커헤드(440)에 흡착된 패키지(P1)의 마킹상태, 오리엔테이션, 위치 등을 촬영한다. 이때, 도면상 하부에 위치된 로터리픽커헤드(440)는 정렬된 새로운 패키지(P2)를 정확히 흡착하게 된다(도7e 참조).Next, when the
다음으로 상기 로터리픽커(400)가 반시계방향으로 계속 회전하여 180도 정도 회전하면 마킹검사 등이 완료된 패키지(P1)는 반전되면서 로터리픽커(400)의 상부에 위치된다. 이때, 도면상 하부에 위치된 로터리픽커헤드(440)는 상기 얼라인비젼(450)의 검사결과에 따라 상기 작업테이블(200)이 이동한 후 새로운 패키지(P3)를 정확히 흡착하게 되며, 도면상 우측에 위치된 로터리픽커헤드(440)에 흡착된 패키 지(P2)는 상기 검사비젼(460)에 의해 마킹상태 등이 촬영된다(도9f 참조).Next, when the
다음으로, 반전된 패키지(P1)는 순차적으로 상기 이송픽커(500)에 흡착되며(도9g 참조), 상기 이송픽커(500)의 모든 이송픽커헤드에 반전된 패키지(P1,P2,P3,,,)들이 흡착되면 상기 오프로딩유닛(600)으로 이동한다.Next, the inverted package P1 is sequentially adsorbed to the transport picker 500 (see FIG. 9G), and the inverted packages P1, P2, P3,, to all transport picker heads of the
따라서, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치는 상기 이젝터(300)와 상기 로터리픽커(400)가 동축상에 고정 설치되어 흡착기준점이 항상 맞추어져 있기 때문에 상기 작업테이블(200)에 안착된 피가공물을 안정적으로 픽업할 수 있다. 또한, 상기 로터리픽커(400)가 웨이퍼프레임(W)에 부착된 패키지를 흡착한 후 회전작동되면서 패키지의 정렬(alignment), 마킹검사(marking inspection) 및 플립퍼링(flippering)이 동시에 수행되기 때문에 전체장비 및 처리공정이 단순해 졌으며 패키지 처리시간도 상당히 단축되었다.Therefore, in the semiconductor processing apparatus according to the first embodiment, the workpiece to be seated on the work table 200 is fixed because the
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 사시도이며, 도9는 도8에 도시된 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이다.8 is a perspective view showing a semiconductor processing apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a side view showing the semiconductor processing apparatus shown in FIG.
도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 반도체 처리장치의 구성 및 작동은 제1실시예의 그것과 기본적으로 동일하다. 다만 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400)가 'ㄷ'자 형상의 결합프레임(340)의 양단부 각각에 서로 대향되게 설치되어 있다. 한편, 이러한 결합프레임(340)은 Z축 방향으로 승하강 가능하도록 설계될 수도 있으며, 상기 결합프레임(340)은 베이스(102)에 고정된 채 상기 이젝터(300)의 이젝터핀(320) 및 상기 로터리픽커(400)의 로터리픽커헤드(440)가 Z축 방향으로 승하강 가능하도록 설계될 수도 있다.8 and 9, the configuration and operation of the semiconductor processing apparatus according to the second embodiment are basically the same as those of the first embodiment. However, the
이와 같이 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400)가 'ㄷ'자 형상의 결합프레임(340)에 하나의 뭉치로 제작되므로 상기 이젝터(300)의 이젝터핀(320)과 상기 로터리픽커(400)의 로터리픽커헤드(440)의 흡착기준점을 용이하게 맞출수 있다.As such, the
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
도10은 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이다.10 is a side view showing a semiconductor processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도10에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 반도체 처리장치의 구성 및 작동은 제1실시예의 그것과 기본적으로 동일하다. 다만 제1실시예와 달리 상기 작업테이블(200)은 상기 베이스(102)에 수직하게 설치된 고정프레임(108)에 고정 설치되며, 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400)는 'ㄷ'자 형상의 결합프레임(340)에 하나의 뭉치로 결합되어 있다. 여기서, 상기 결합프레임(340)은 X축 방향 이동수단인 제1프레임이동수단과, Y축 방향 이동수단인 제2프레임이동수단을 구비하고 있다.As shown in Fig. 10, the configuration and operation of the semiconductor processing apparatus according to the third embodiment are basically the same as those of the first embodiment. Unlike the first embodiment, the work table 200 is fixedly installed on the fixed
상기 제1프레임이동수단은 상기 결합프레임(340)의 하부 양단에 형성된 한 쌍의 제1프레임가이드부재(342)와, 상기 결합프레임(340)의 하부에 배치된 프레임이동플레이트(350)의 상부 양단에 형성되어 상기 제1프레임가이드부재(342)를 안내하는 한 쌍의 제1프레임가이드레일(344)과, 상기 결합프레임(340)의 일측에 형성된 제1프레임너트(미도시)에 결합된 제1프레임볼스크류(미도시)에 작동력을 제공하는 제1프레임구동모터(미도시)로 구성되어 있다. 상기 제2프레임이동수단은 상기 프레 임이동플레이트(350)의 하부 양단에 형성된 한 쌍의 제2프레임가이드부재(352)와, 베이스(102)에 형성되어 상기 제2프레임가이드부재(352)를 안내하는 한 쌍의 제2프레임가이드레일(354)과, 상기 프레임이동플레이트(350)의 일측에 형성된 제2프레임너트(미도시)에 결합된 제2프레임볼스크류(356)에 작동력을 제공하는 제2프레임구동모터(358)로 구성되어 있다. 한편, 상기 제1 및 제2프레임이동수단은 상기 결합프레임(340)를 각각 X축 및 Y축으로 이동시킬 수 있다면, 본 실시예에 도시된 볼스크류-너트 조합 이외에도 다양한 공지의 직선이동수단들로 대체될 수 있다.The first frame moving means includes a pair of first
즉, 본 실시예에서는 상기 작업테이블(200)은 고정된 상태에서 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400) 뭉치가 이동하여 얼라인비젼(450)의 검사결과에 따라 패키지를 정렬하도록 구성되어 있다.That is, in the present embodiment, the working table 200 is configured to move the bundle of the
이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
도11은 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 처리장치를 나타내는 측면도이다.11 is a side view showing a semiconductor processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
도11에 도시된 바와 같이, 제4실시예에 따른 반도체 처리장치의 구성 및 작동은 제1실시예의 그것과 기본적으로 동일하다. 다만 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400)는 'ㄷ'자 형상의 결합프레임(340)에 하나의 뭉치로 결합되어 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 작업테이블(200)은 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. As shown in Fig. 11, the configuration and operation of the semiconductor processing apparatus according to the fourth embodiment are basically the same as those of the first embodiment. However, the
즉, 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400) 뭉치는 X축 방향으로 이동하고, 상기 작업테이블(200)은 Y축 방향으로 이동하여 상기 얼라인비젼(450)의 검사결과 에 따라 패키지를 정렬하도록 구성되어 있다.That is, the
한편, 설계조건에 따라서는 상기 이젝터(300) 및 로터리픽커(400)는 'ㄷ'자 형상의 결합프레임(340)에 하나의 뭉치로 결합되어 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 작업테이블(200)은 X축 방향으로 이동 가능하게 설치할 수도 있다. On the other hand, depending on the design conditions, the
본 실시예에서는 작업테이블(200)을 일방향으로만 이동 가능하게 설치되므로 추가장비를 배치하여야 하는 경우 설계자유도를 증가시킬 수 있다.In this embodiment, since the work table 200 is installed to be movable only in one direction, design freedom may be increased when additional equipment is to be arranged.
이상의 예에서와 같이, 본 발명은 상기 실시예들을 적절히 변형하여 동일한 원리를 이용하여 다양하게 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라고 해석되어져야 할 것이다. 즉, 본 실시예들에서는 반도체 패키지를 개별로 분리하여 이송하는 픽앤플레이스(pick and place) 장비에 적용된 예들이 개시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 LCD, PDP 처리장비 등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 피가공물로서 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package)를 사용한 예가 개시되어 있으나, 반도체칩, 기타 이와 유사한 제품이 처리되는 경우에도 본 특허의 권리범위에 속한다고 해석하여야 할 것이다.As in the above example, the present invention may be variously applied using the same principle by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, it should be interpreted that the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limits of the following claims. That is, in the present embodiments, examples applied to pick and place equipment for separately separating and transporting semiconductor packages are disclosed. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to LCD and PDP processing equipment. In addition, in the present embodiment, an example in which a wafer level package is used as a workpiece is disclosed, but it should be interpreted that it belongs to the scope of the present patent even when a semiconductor chip or other similar products are processed.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 처리장치에서는 이젝터 및 로터리픽커는 동축상에 배치되며, 작업테이블과의 상대이동에 의해 웨이퍼프레임 상의 패키지를 정렬하기 때문에 흡착기준점을 맞추기 위한 공정이 별도로 필요하지 않으며, 상기 작업테이블(200)에 안착된 피가공물을 안정적으로 픽업할 수 있 다. As described above, in the semiconductor processing apparatus according to the present invention, the ejector and the rotary picker are coaxially arranged, and a process for aligning the adsorption reference point is necessary because the packages on the wafer frame are aligned by relative movement with the worktable. Not, it is possible to reliably pick up the workpiece seated on the work table 200.
또한, 패키지가 로터리픽커에 흡착된 채 회전되는 동안 패키지의 마킹검사 등이 동시에 이루어지므로 피가공물의 마킹검사 등을 위해 별도의 임시적재장치 등을 설치할 필요가 없다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 처리장치에서는 패키지가 로터리픽커에 흡착된 채 회전되는 동안 로터리픽커의 일측에 설치된 얼라인비젼(450)이 상기 작업테이블(200)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하도록 구성되어 있으므, 상기 얼라인비젼의 설치위치와 관련한 설계자유도가 향상되어 구성요소들을 효과적으로 배치할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 처리장치에서는 로터리픽커의 회전작동에 의해 용이하게 역전되므로 피가공물이 여러 공정을 거치는 동안 그 특성 및 제조 공정에 따라 공정 전, 후에 뒤집혀져야 할 경우에도 별도의 플립퍼링장치를 추가로 설치할 필요가 없다.In addition, since the marking inspection of the package is simultaneously performed while the package is rotated while being sucked by the rotary picker, there is no need to install a separate temporary loading device for marking inspection of the workpiece. In addition, in the semiconductor processing apparatus according to the present invention, an
이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 처리장치는 로터리픽커가 웨이퍼프레임에 부착된 패키지를 흡착한 후 회전작동되는 동안 패키지의 정렬(alignment), 마킹검사(marking inspection) 및 플립퍼링(flippering)이 동시에 수행되기 때문에 전체장비 및 처리공정이 단순해 졌으며 패키지 처리시간도 상당히 단축되었다.As described above, in the semiconductor processing apparatus according to the present invention, the alignment, marking inspection and flippering of the package are simultaneously performed while the rotary picker adsorbs the package attached to the wafer frame and is rotated. This simplifies the overall equipment and processing process and significantly shortens the package handling time.
Claims (8)
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KR1020050049429A KR100639399B1 (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Pick and place apparatus for semiconduct |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100815130B1 (en) | 2005-12-07 | 2008-03-19 | 세크론 주식회사 | Pick and place system |
KR101826522B1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-03-22 | 원호 | Wafer sorting equipment |
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CN116825702A (en) * | 2022-06-21 | 2023-09-29 | 深圳市鸿芯微组科技有限公司 | Bonding chip mounter |
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2005
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