KR100660032B1 - 반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치교정방법 - Google Patents

반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치교정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 플럭스(Flux) 공정 및 볼 어태치(Ball attach) 공정에 대한 플럭싱 장치 및 볼 어태칭 장치의 정확한 위치 교정에 있어서, 자재(반도체 소자)에 도팅된 플럭스의 위치 및 플럭스에 접합되는 볼납 어태치의 위치를 이미지 형상으로 UV조명 및 카메라를 이용하여 정확하게 산출하고, 상기 산출된 위치 데이터와 플럭싱 장치 및/또는 볼 어태칭 장치의 위치 데이터를 비교하여 오차 발생시, 이를 수회에 걸쳐 완전하게 보정하여 줌으로써 제품 불량률을 크게 저하시킨 반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치 교정방법이다.
반도체 소자. UV조명, 카메라, 비젼, 플럭스, 위치영상

Description

반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치 교정방법{A position correction method for flux processor and ball attach process of semiconductor element}
도 1은 본 발명에 따른 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정을 예시한 공정설명도,
도 2는 본 발명에 따른 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치 교정에 따른 공정장치 및 자재의 좌표를 표현한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치 교정방법에 적용되는 회로 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정방법의 제어 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법의 제어 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1 공정(플럭스 공정) 20: 제2 공정(볼 어태치 공정)
11: 플럭싱 장치 21: 볼 어태칭 장치
12,22: 카메라 13,23: UV조명등
30: 컨베이어 40: 자재(반도체 소자)
51: 컨베이어시스템 구동부 52: 제1 및 제2공정 카메라 구동부
53: 제1공정 영상촬영부 54: 제2공정 영상촬영부
55: 제어부 56: 제1 및 제2 공정 UV조명등 구동부
57: 제1 및 제2공정 장치 구동부 58: 제1 및 제2공정 장치 위치조절부
본 발명은 반도체 소자의 플럭스(Flux) 공정 및 볼 어태치(Ball attach) 공정에 대한 플럭싱 장치 및 볼 어태칭 장치의 정확한 위치 교정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자재(반도체 소자)에 도팅된 플럭스의 위치 및 플럭스에 접합되는 볼납 어태치의 위치를 이미지 형상으로 UV조명 및 카메라를 이용하여 정확하게 산출하고, 상기 산출된 위치 데이터와 플럭싱 장치 및/또는 볼 어태칭 장치의 위치 데이터를 비교하여 오차 발생시, 이를 수회에 걸쳐 완전하게 보정하여 줌으로써 제품 불량률을 크게 저하시킨 반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치 교정방법에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 반도체 소자의 제작공정 중, 플럭스 공정은 자재의 표면 소정부위에 도팅을 수행하는 공정이고, 볼 어태치 공정은 상기 자재의 도팅된 플럭 스상에 볼납을 어태치하는 공정이다.
종래, 상기 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정 시 자재 상 플럭스의 도팅이나 볼 어태치의 위치에 에러가 발생 되면 이 후 실시되는 볼 어태치 시 볼납이 플럭스상에 어태치되지 않아 불량이 발생되는데 이때 종래에는 카메라가 반도체 소자상에 도팅된 플럭스를 식별하지 못하기 때문에 작업자가 이를 육안으로 확인하여 만약 도팅된 플럭스의 위치에러가 발견되었다면 수작업에 의해 플럭스의 도팅위치를 교정하였다.
그러나 상기와 같은 종래의 플럭스의 위치확인방법은 위치확인이 작업자의 육안식별로 이루어지기 때문에 작업자가 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정과정을 항시 주시하여야함은 물론 도팅된 플럭스의 위치에러가 발생되었을 때 작업자의 수작업에 의해 위치에러를 교정하여야 하기 때문에 공정자동화에 어려움이 있었을 뿐만 아니라 이로 인해 생산성이 현저히 저하됨은 물론 제작단가의 인하에 장애요소가 된다는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해결하고자, 본 출원인이 선출원한 한국특허출원 제10-2006-30011호가 있다.
상기 선출원은 반도체 소자 상에 도팅된 플럭스의 위치를 비젼에 의해 자동으로 위치영상을 획득할 수 있도록 함으로써 플럭스의 도팅 에러 시 이를 즉시 확인하여 작업자의 수작업 없이 자동으로 플럭스 도팅에러를 교정할 수 있도록 함으로써 공정자동화를 실현함으로써 생산성을 현저히 향상시킬 수 있음은 물론 제작단 가도 낮출 수 있는 반도체 소자의 볼 어태치 공정중 도팅된 플럭스의 위치영상 획득 및 위치에러 제어방법으로,
그 구성은 반도체 소자의 볼 어태치 공정중 반도체 소자상에 도팅된 플럭스의 위치확인 및 위치에러 교정방법에 있어서, 상기 방법은 플럭스가 도팅된 반도체 소자상에 UV조명을 조사하는 UV조명조사단계와; UV조명이 반도체 소자상에 조사된 상태에서 반도체 소자의 상측에 설치된 비젼에 의해 반도체 소자상에 도팅된 플럭스의 위치영상을 촬영하는 위치영상획득단계와; 획득된 위치영상을 분석하여 플럭스가 지정된 위치의 오차 범위 내에 도팅되어 있는지를 확인하는 위치에러확인단계와; 상기 위치에러확인단계에서 위치에러가 발생되었을 때 도팅된 플럭스가 정위치에서 어느 방향으로 얼마만큼 벗어 낫는지 분석하여 교정값을 연산하는 에러분석단계와; 상기 에러분석단계에서 연산된 교정값에 따라 플럭스공급툴의 교정부를 제어하여 플럭스 도팅에러를 교정하는 에러교정단계로 이루어진다.
본 발명은 상기 선출원과 기술적 연관성을 가지는 것으로, 특히 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정 시 보다 정밀한 위치 보정을 위한 제어방법에 그 기술적 사상이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 자재(반도체 소자)에 도팅된 플럭스의 위치 및 플럭스에 접합되는 볼납 어태치의 위치를 이미지 형상으로 UV조명 및 카메라를 이용 하여 정확하게 산출하고, 상기 산출된 위치 데이터와 상기 플럭싱 장치 및/또는 볼 어태칭 장치의 위치 데이터를 비교하여 오차 발생시, 이를 수회에 걸쳐 완전하게 보정하여 줌으로써 제품 불량률을 크게 저하시킨 반도체 소자의 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정의 위치 교정방법을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자재가 컨베이어를 통해 플럭스 공정 위치에 도착하였는가를 판단으로 과정과; 상기 자재가 플럭스 공정 위치에 도달하였다면, 카메라를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 플럭싱 장치 및 자재의 위치를 촬영하는 과정과; 상기 촬영된 자재의 위치와 플럭싱 장치의 위치 값을 계산하여 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정과; 상기 판단과정에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 플럭싱 장치의 위치를 보정하여 주는 과정과; 상기 플럭싱 장치의 위치가 교정되면 플럭싱 공정을 수행하는 과정과; 상기 플럭싱 공정 후, 플럭싱 장치가 원 위치되면 UV조명등을 점등시키고, 카메라를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재 상에 도팅된 플러그의 위치를 촬영하는 과정과; 상기 촬영된 자재 상의 플러그 위치 값을 계산하여 상기 플럭싱 장치의 위치 값과 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정과; 상기 판단단계에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 플럭싱 장치의 위치를 보정하여 주고, 다시 상기 UV조명등을 점등하고 자재의 플러그 위치 및 플럭싱 장치의 위치를 측정하는 과정을 반복 진행하는 과정과; 상기 오차 판단과정에서 오차가 발생되지 않으 면 플럭스 공정을 완료하고 자재를 다음 공정으로 이송하는 과정을 포함하여 된 특징을 가진다.
또한, 본 발명은 자재가 컨베이어를 통해 볼 어태치 공정 위치에 도착하였는가를 판단으로 과정과; 상기 자재가 볼 어태치 공정 위치에 도달하였다면, 카메라를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 볼 어태치 장치 및 자재의 위치를 촬영하는 과정; 상기 촬영된 자재의 위치와 볼 어태칭 장치의 위치 값을 계산하여 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정과; 상기 판단과정에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 볼 어태칭 장치의 위치를 보정하여 주는 과정과; 상기 볼 어태칭 장치의 위치가 교정되면 볼 어태치 공정을 수행하는 과정과; 상기 볼 어태치 공정 후, 볼 어태칭 장치가 원 위치되면 UV조명등을 점등시키고, 카메라를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재 플러그상에 어태치된 볼납의 위치를 촬영하는 과정과; 상기 촬영된 자재 상의 볼납 위치값을 계산하여 상기 볼 어태칭 장치의 위치값과 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정과; 상기 판단단계에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 볼 어태칭 장치의 위치를 보정하여 주고, 다시 UV조명등을 점등하고 상기 자재 상의 볼납 위치를 측정하는 과정을 반복 진행하는 과정과; 상기 오차 판단과정에서 오차가 발생되지 않으면 볼 어태칭 공정을 완료하고 자재를 다음 공정으로 이송하는 과정을 포함하여 된 특징을 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플럭스 공정 및 볼 어태치 공정을 예시한 공정설명도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 반도체 소자의 제조 공정 중, 플럭스 공정(10) 및 볼 어태치 공정(20)에 적용된다.
상기 플럭스 공정(10) 및 볼 어태치 공정(20)은 편의 상 각각 제1 공정 및 제2 공정이라고도 하며, 이 명세서상에서는 서로 혼용할 수 있다.
상기 플럭스 공정(10)은 컨베이어(30)를 통해 이송되는 자재(반도체소자)(40) 상에 플럭스를 도팅하는 것으로, 자재(40) 상으로 근접하여 도팅 작업을 수행한 후 원 위치하는 플럭싱장치(11)와, 상기 플럭싱장치(11)와 자재(40) 사이에 개재되어 상기 플럭싱장치(11)의 위치와 자재(40)의 위치(및 도팅된 플럭스 위치 포함)를 촬영하는 카메라(12)와, 상기 자재(40) 상에 도팅된 플럭스를 촬영할 수 있도록 상기 자재(40)로 UV(자외선)를 조사하는 UV조명등(13)을 포함한다.
상기 볼 어태치 공정(20)은 상기 플럭스 공정(10)을 거쳐 컨베이어(30)를 통해 이송되는 자재(40)에 도팅된 플럭스에 볼 납을 어태칭하는 것으로, 자재(40) 상으로 근접하여 볼 어태칭 작업을 수행한 후 원 위치하는 볼 어태칭장치(21)와, 상기 볼 어태칭장치(21)와 자재(40) 사이에 개재되어 상기 볼 어태칭장치(21)의 위치와 자재(40)의 위치(및 볼 어태팅 된 볼 납 위치 포함)를 촬영하는 카메라(22)와, 상기 자재(40) 상에 어태칭 된 볼납을 촬영할 수 있도록 상기 자재(40)로 UV(자외선)를 조사하는 UV조명등(23)을 포함한다.
도 3에는 상기 플럭스 공정(10) 및 볼 어태치 공정(20)의 위치 교정방법에 적용되는 회로 블록도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명 제1 공정(10) 및 제2 공정(20)의 제어회로는 컨베이어시스템 구동부(51), 제1 및 제2공정 카메라 구동부(52), 제1공정 영상촬영부(53), 제2공정 영상촬영부(54), 제어부(55), 제1 및 제2 공정 UV조명등 구동부(56), 제1 및 제2공정 장치 구동부(57) 및 제1 및 제2공정 장치 위치조절부(58)를 포함한다.
이를 상세히 설명하면,
상기 컨베이어시스템 구동부(51)는 제어부(55)의 제어에 의해 컨베이어(30)를 구동시켜 자재(40)를 각 공정 위치로 이송시켜 해당 공정이 이루어질 수 있도록 하여준다.
상기 제1 및 제2 공정 카메라 구동부(52)는 플럭스 공정(10)의 카메라(12)와 볼 어태치 공정(20)의 카메라(22)를 미 도시된 기계장치를 통해 구동시켜 도 1에서와 같이 촬영상태 또는 비 촬영상태의 위치로 이동시켜 준다.
상기 제1공정 영상촬영부(53)는 플럭스 공정(10)의 카메라(12)를 통해 촬영된 플럭싱장치(11) 및 자재(40)의 이미지를 신호 처리하여 제어부(55)로 입력하여 준다.
상기 제2공정 영상촬영부(54)는 볼 어태치 공정(20)의 카메라(22)를 통해 촬 영된 플럭싱장치(21) 및 자재(40)의 이미지를 신호 처리하여 제어부(55)로 입력하여 준다.
상기 제어부(55)는 플럭스 공정(10) 및 볼 어태치 공정(20)을 통합 제어하며, 자재(40)가 해당 공정에 도착하면 제1 공정 영상촬영부(53) 및 제2 공정 영상촬영부(54)를 통해 입력되는 각 공정의 장치와 자재(40)의 위치 이미지를 분석하여 변수(x좌표 위치데이터, y좌표 위치데이터, 각도데이터(θ))별로 변화량을 계산한 후, 상응되는 변수끼리 비교하여 오차데이터를 산출하여, 오차를 교정하도록 제1 및 제2 공정장치 위치 조절부(58)를 구동하여 해당 장치의 위치를 교정하도록 하여준다.
상기 제1 및 제2 공정 UV조명등 구동부(56)는 플럭스 공정(10)의 UV조명등(13) 및 볼 어태치 공정(20)의 UV조명등(23)을 점등시켜 자재(40)상에 조사함으로써, 카메라로 하여금 자재(40) 상에 도팅된 플럭스나, 어태치된 볼 납 등을 촬영할 수 있도록 하여준다.
상기 제1 및 제2공정 장치 구동부(57)는 플럭스 공정(10)의 플럭스 장치(11) 및 볼 어태치 공정(20)의 볼 어태칭 장치(21)를 수직 하방 자재(40)의 근접위치로 접근시켜 플럭싱 공정 및 볼 어태칭 공정을 수행하도록 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정방법의 제어 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정 방법은, 자재(40)가 컨베이어(30)를 통해 플럭스 공정(10) 위치에 도착하였는가를 판단으로 과정(S11)과, 상기 자재(40)가 플럭스 공정(10) 위치에 도달하였다면, 카메라(12)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 플럭싱 장치(11) 및 자재(40)의 위치를 촬영하는 과정(S12)과, 상기 촬영된 자재(40)의 위치와 플럭싱 장치(11)의 위치 값을 계산하여 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S13,S14)과, 상기 판단과정(S14)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 플럭싱 장치(11)의 위치를 보정하여 주는 과정(S15)과, 상기 플럭싱 장치(11)의 위치가 교정되면 플럭싱 공정을 수행하는 과정(S16)과, 상기 플럭싱 공정 후, 플럭싱 장치(11)가 원 위치되면 UV조명등(13)을 점등시키고, 카메라(12)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재(40) 상에 도팅된 플러그(41)의 위치를 촬영하는 과정(S17)과, 상기 촬영된 자재(40) 상의 플러그(41) 위치 값을 계산하여 상기 플럭싱 장치(11)의 위치 값과 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S18,S19)과, 상기 판단단계(S19)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 플럭싱 장치(11)의 위치를 보정하여 주고, 다시 상기 UV조명등(13)을 점등하고 자재(40)의 플러그 위치 및 플럭싱 장치(11)의 위치를 측정하는 과정(S17)을 반복 진행하는 과정(S20)과, 상기 오차 판단과정(S19)에서 오차가 발생되지 않으면 플럭스 공정을 완료하고 자재(40)를 다음 공정으로 이송하는 과정(S21)을 포함하여 된 것이다.
상기 과정(S13~S15)에서 오차를 계산하여 1차 보정데이터를 산출하는 방법은,
도 2에 도시된 바와 같이, 자재(40)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxSA, y좌표 위치데이터 변화량을 dySA, 각도데이터 변화량을 dθSA라 하고, 플럭싱 장치(11)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxTA, y좌표 위치데이터 변화량을 dyTA, 각도데이터 변화량을 dθTA라 하면,
상기 플럭싱 장치(11)의 위치 데이터와 자재(40)의 위치 데이터를 서로 비교하여 발생된 1차 보정 데이터(dxA1, dyA1, dθA1)는,
즉 dxA1, dyA1, dθA1 = (dxTA-dxSA),(dySA-dyTA),(dθSA-dθTA)이 된다.
상기 1차 보정 후 플럭싱 공정(10)이 완료된 후, 상기 과정(S18~S20)에서 오차를 계산하여 2차 및 그 이상의 보정 데이터를 산출하는 방법은,
UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 획득한 자재(40)의 플럭스(41) 위치 데이터를 dxu1, dyu1, dθu1라 하면, 2차 보정 데이터(dxA2, dyA2,dθA2)는,
즉 dxA2, dyA2, dθA2 = (dxA1-dxu1),(dyA1-dyu1),(dθA1-dθu1)이 된다.
상기 2차 보정 후에도 오차가 발생하여, 다시 UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 측정한 자재(40)의 플럭스(41) 위치 데이터를 dxu2, dyu2,dθu2라 한다.
같은 방식으로 n-1차 보정 후 오차가 발생하여, 다시 UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 측정한 자재(40)의 플럭스(41) 위치 데이터는 dxu(n-1), dyu(n-1), dθu(n-1)가 되며, 이에 n차 보정값(dxAn, dyAn, dθAn)은,
즉 dxAn, dyAn, dθAn = (dxA(n-1)-dxu(n-1)),(dyA(n-1)-dyu(n-1)),(dθA(n- 1)-dθu(n-1))된다.
상기 반복적인 보정을 통하여 자재(40)의 플러그위치와 플럭싱 장치(11)의 위치데이터는 변수별로 서로 일치하게 되고, 결국 위치 에러를 방지하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법의 제어 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법은, 자재(40)가 컨베이어(30)를 통해 볼 어태치 공정(10) 위치에 도착하였는가를 판단으로 과정(S31)과, 상기 자재(40)가 볼 어태치 공정(20) 위치에 도달하였다면, 카메라(22)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 볼 어태치 장치(21) 및 자재(40)의 위치를 촬영하는 과정(S32)과, 상기 촬영된 자재(40)의 위치와 볼 어태칭 장치(21)의 위치 값을 계산하여 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S33,S34)과, 상기 판단과정(S34)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 볼 어태칭 장치(21)의 위치를 보정하여 주는 과정(S35)과, 상기 볼 어태칭 장치(21)의 위치가 교정되면 볼 어태치 공정을 수행하는 과정(S36)과, 상기 볼 어태치 공정 후, 볼 어태칭 장치(21)가 원 위치되면 UV조명등(23)을 점등시키고, 카메라(22)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재(40) 플러그(41)상에 어태치된 볼납의 위치를 촬영하는 과정(S37)과, 상기 촬영된 자재(40) 상의 볼납 위치값을 계산하여 상기 볼 어태칭 장치(21)의 위치값과 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S38,S39)과, 상기 판단단계(S39)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 볼 어태칭 장치(21)의 위치를 보정하여 주고, 다시 UV조명등(23)을 점등하고 상기 자재(40) 상의 볼납 위치를 측정하는 과정(S37)을 반복 진행하는 과정(S40)과, 상기 오차 판단과정(S39)에서 오차가 발생되지 않으면 볼 어태칭 공정을 완료하고 자재(40)를 다음 공정으로 이송하는 과정(S41)을 포함하여 된 것이다.
상기 과정(S23~S25)에서 오차를 계산하여 1차 보정데이터를 산출하는 방법은,
도 2에 도시된 바와 같이, 자재(40)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxSB, y좌표 위치데이터 변화량을 dySB, 각도데이터 변화량을 dθSB라 하고, 볼 어태칭 장치(21)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxTB, y좌표 위치데이터 변화량을 dyTB, 각도데이터 변화량을 dθTB라 하면,
상기 볼 어태팅 장치(21)의 위치 데이터와 자재(40)의 위치 데이터를 서로 비교하여 발생된 1차 보정 데이터(dxB1, dyB1, dθB1)는,
즉 dxB1, dyB1, dθB1 = (dxTB-dxSB),(dySB-dyTB),(dθSB-dθTB)가 된다.
상기 1차 보정 후 볼 어태칭 공정(20)이 완료된 후, 상기 과정(S38~S40)에서 오차를 계산하여 2차 및 그 이상의 보정 데이터를 산출하는 방법은,
UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 획득한 자재(40)의 볼 어태치(41) 위치 데이터를 dxv1, dyv1, dθv1라 하면, 2차 보정 데이터(dxB2, dyB2,dθB2)는,
즉 dxB2, dyB2, dθB2 = (dxB1-dxv1),(dyB1-dyv1),(dθB1-dθv1)이 된다.
상기 2차 보정 후에도 오차가 발생하여, 다시 UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 측정한 자재(40)의 볼 어태치(41) 위치 데이터를 dxv2, dyv2,dθv2라 한다.
같은 방식으로 n-1차 보정 후 오차가 발생하여, 다시 UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 측정한 자재(40)의 볼 어태치(41) 위치 데이터는 dxv(n-1), dyv(n-1), dθv(n-1)가 되며, 이에 n차 보정값(dxBn, dyBn, dθBn)은,
즉 dxBn, dyBn, dθBn = (dxB(n-1)-dxv(n-1)),(dyB(n-1)-dyv(n-1)),(dθB(n-1)-dθv(n-1))가 된다.
상기 반복적인 보정을 통하여 자재(40)의 볼 어태치 위치와 볼 어태칭 장치(21)의 위치데이터는 변수별로 서로 일치하게 되고, 결국 위치 에러를 방지하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명 제어방법에 따른 공정 동작을 플럭스 공정(10)을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(55)는 컨베이어시스템(51)을 제어하여 자재(40)가 컨베이어(30)를 통해 플럭스 공정(10) 위치하도록 제어하고, 상기 자재(40)가 플럭스 공정(10) 위치에 도착하면, 제1 및 제2 공정 카메라구동부(52)로 출력 제어하여, 제1 공정(10)의 카메라(12)를 구동시켜 촬영 위치로 이동시킨다.
이후 상기 카메라(12)가 촬영 위치에 도달하면, 제1 공정 영상 촬영부(53)를 통해 플럭싱 장치(11) 및 자재(40)의 위치가 촬영된 이미지 데이터를 입력 받는다.(S11~S12 과정)
상기 제1 공정 영상 촬영부(53)를 통해 입력된 상기 자재(40)의 위치와 플럭싱 장치(11)의 위치 이미지를 이용하여 제어부(55)는 상기 자재(40)의 위치와 플럭싱 장치(11)의 위치 데이터, 즉 도 2의 자재(40)의 x좌표, y좌표 및 각도의 변화량 데이터(dxSA, dySA, dθSA)와, 플럭싱 장치(11)의 x좌표, y좌표 및 각도의 변화량 데이터(dxTA, dyTA, dθTA)를 산출한다.
그리고 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하여, 오차가 발생되면 발생되면, 1차 보정값을 산출한다. 즉 1차 보정데이터를 dxA1, dyA1, dθA1 = (dxTA-dxSA),(dySA-dyTA),(dθSA-dθTA)로 구하여, 이 값에 해당되는 보정을 위하여 제1 및 제2 공정 장치 위치 조절부(58)로 출력 제어하여 플럭싱 장치(11)의 위치를 보정하여 준다.(S13~S15 과정)
상기 플럭싱 장치(11)의 위치가 교정되면 상기 제어부(55)는 제1 및 제2 공정 장치 구동부(57)를 출력 제어하여 플럭싱 장치(11)를 수직 하방으로 이동시켜 자재(40)에 근접하도록 한 후, 플럭싱 공정을 수행하도록 하여준다.(S16 과정)
상기 플럭싱 공정 후, 플럭싱 장치(11)가 원 위치되면 제어부(55)는 제1 및 제2 공정 UV조명등 구동부(56)로 출력하여 UV조명등(13)을 점등시키고, 카메라(12)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재(40) 상에 도팅된 플러그(41)의 위치를 촬영한다.(S17 과정)
이때 제어부(55)는 상기 제1 공정 영상촬영부(53)를 통해 입력되는 자재(40) 상의 플러그(41)의 위치데이터를 분석하여, 이때의 위치 데이터를 dxu1, dyu1, dθu1라 하고, 상기 자재(40) 상의 플러그(41)의 위치데이터(dxu1, dyu1, dθu1)와 1차 보정된 데이터(dxA1, dyA1, dθA1)를 비교한다.
여기서 오차가 발생되면, 2차 보정 데이터(dxA2, dyA2,dθA2)는 (dxA1-dxu1),(dyA1-dyu1),(dθA1-dθu1)이 된다.
상기 2차 보정 데이터(dxA2, dyA2,dθA2)가 발생되면, 제어부(55)는 이 값에 해당되는 보정을 위하여 제1 및 제2 공정 장치 위치 조절부(58)로 출력 제어하여 플럭싱 장치(11)의 위치를 보정하여 준다.
상기 2차 보정 후에도 오차가 발생하면, 다시 UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 자재(40)의 플럭스(41) 위치 데이터(dxu2, dyu2,dθu2)를 측정하며, 이에 3차 보정값을 산출하는 등 오차가 발생하지 않을 때까지 수차례 같은 과정을 반복 수행한다.(S18~S20 과정)
그리고 오차가 발생되지 않으면, 플럭스 공정을 완료하고 컨베이어시스템(51)을 제어하여, 자재(40)를 다음 공정으로 이송하여 준다.(S21 과정)
.
이상에서와 같이 본 발명은 반도체 소자의 플럭스(Flux) 공정 및 볼 어태치(Ball attach) 공정에 대한 플럭싱 장치 및 볼 어태칭 장치의 정확한 위치 교정에 있어서, 자재(반도체 소자)에 도팅된 플럭스의 위치 및 플럭스에 접합되는 볼납 어태치의 위치를 이미지 형상으로 UV조명 및 카메라를 이용하여 정확하게 산출하고, 상기 산출된 위치 데이터와 플럭싱 장치 및/또는 볼 어태칭 장치의 위치 데이터를 비교하여 오차 발생시, 이를 수회에 걸쳐 완전하게 보정하여 줌으로써 제품 불량률을 크게 저하시킨 유용한 발명이다.

Claims (6)

  1. 컨베이어(30)를 통해 이송되는 자재(반도체소자)(40) 상에 플럭스를 도팅하는 것으로, 자재(40) 상으로 근접하여 도팅 작업을 수행한 후 원 위치하는 플럭싱장치(11)와, 상기 플럭싱장치(11)와 자재(40) 사이에 개재되어 상기 플럭싱장치(11)의 위치와 자재(40)의 위치(및 도팅된 플럭스 위치 포함)를 촬영하는 카메라(12)와, 상기 자재(40) 상에 도팅된 플럭스를 촬영할 수 있도록 상기 자재(40)로 UV(자외선)를 조사하는 UV조명등(13)을 포함하는 플럭스 공정(10)과;
    상기 플럭스 공정(10)을 거쳐 컨베이어(30)를 통해 이송되는 자재(40)에 도팅된 플럭스에 볼 납을 어태칭하는 것으로, 자재(40) 상으로 근접하여 볼 어태칭 작업을 수행한 후 원 위치하는 볼 어태칭장치(21)와, 상기 볼 어태칭장치(21)와 자재(40) 사이에 개재되어 상기 볼 어태칭장치(21)의 위치와 자재(40)의 위치(및 볼 어태팅 된 볼 납 위치 포함)를 촬영하는 카메라(22)와, 상기 자재(40) 상에 어태칭 된 볼납을 촬영할 수 있도록 상기 자재(40)로 UV(자외선)를 조사하는 UV조명등(23)을 포함하는 볼 어태치 공정(20)을 구비하고,
    제어부(55)의 제어에 의해 컨베이어(30)를 구동시켜 자재(40)를 각 공정 위치로 이송시켜 해당 공정이 이루어질 수 있도록 하여주는 컨베이어시스템 구동부(51)와, 플럭스 공정(10)의 카메라(12)와 볼 어태치 공정(20)의 카메라(22)를 구동시켜 촬영상태 또는 비 촬영상태의 위치로 이동시켜 주는 제1 및 제2 공정 카메라 구동부(52)와, 상기 플럭스 공정(10)의 카메라(12)를 통해 촬영된 플럭싱장 치(11) 및 자재(40)의 이미지를 신호 처리하여 제어부(55)로 입력하여 주는 제1공정 영상촬영부(53)와, 볼 어태치 공정(20)의 카메라(22)를 통해 촬영된 플럭싱장치(21) 및 자재(40)의 이미지를 신호 처리하여 제어부(55)로 입력하여 주는 제2공정 영상촬영부(54)와, 플럭스 공정(10) 및 볼 어태치 공정(20)을 통합 제어하며, 자재(40)가 해당 공정에 도착하면 제1 공정 영상촬영부(53) 및 제2 공정 영상촬영부(54)를 통해 입력되는 각 공정의 장치와 자재(40)의 위치 이미지를 분석하여 변수(x좌표 위치데이터, y좌표 위치데이터, 각도데이터(θ))별로 변화량을 계산한 후, 상응되는 변수끼리 비교하여 오차데이터를 산출하여, 오차를 교정하도록 제1 및 제2 공정장치 위치 조절부(58)를 구동하여 해당 장치의 위치를 교정하도록 하여주는 제어부(55)와, 플럭스 공정(10)의 UV조명등(13) 및 볼 어태치 공정(20)의 UV조명등(23)을 점등시켜 자재(40)상에 조사함으로써, 카메라로 하여금 자재(40) 상에 도팅된 플럭스나, 어태치된 볼 납 등을 촬영할 수 있도록 하여주는 제1 및 제2 공정 UV조명등 구동부(56)와, 플럭스 공정(10)의 플럭스 장치(11) 및 볼 어태치 공정(20)의 볼 어태칭 장치(21)를 수직 하방 자재(40)의 근접위치로 접근시켜 플럭싱 공정 및 볼 어태칭 공정을 수행하도록 제어하는 제1 및 제2공정 장치 구동부(57)를 포함하는 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정방법에 있어서,
    자재(40)가 컨베이어(30)를 통해 플럭스 공정(10) 위치에 도착하였는가를 판단으로 과정(S11);
    상기 자재(40)가 플럭스 공정(10) 위치에 도달하였다면, 카메라(12)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 플럭싱 장치(11) 및 자재(40)의 위치를 촬영하는 과정(S12);
    상기 촬영된 자재(40)의 위치와 플럭싱 장치(11)의 위치 값을 계산하여 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S13,S14);
    상기 판단과정(S14)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 플럭싱 장치(11)의 위치를 보정하여 주는 과정(S15);
    상기 플럭싱 장치(11)의 위치가 교정되면 플럭싱 공정을 수행하는 과정(S16);
    상기 플럭싱 공정 후, 플럭싱 장치(11)가 원 위치되면 UV조명등(13)을 점등시키고, 카메라(12)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재(40) 상에 도팅된 플러그(41)의 위치를 촬영하는 과정(S17);
    상기 촬영된 자재(40) 상의 플러그(41) 위치 값을 계산하여 상기 플럭싱 장치(11)의 위치 값과 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S18,S19);
    상기 판단단계(S19)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 플럭싱 장치(11)의 위치를 보정하여 주고, 다시 상기 UV조명등(13)을 점등하고 자재(40)의 플러그 위치 및 플럭싱 장치(11)의 위치를 측정하는 과정(S17)을 반복 진행하는 과정(S20); 및
    상기 오차 판단과정(S19)에서 오차가 발생되지 않으면 플럭스 공정을 완료하고 자재(40)를 다음 공정으로 이송하는 과정(S21)을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과정(S13~S15)에서 오차를 계산하여 1차 보정데이터를 산출하는 방법은, 자재(40)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxSA, y좌표 위치데이터 변화량을 dySA, 각도데이터 변화량을 dθSA라 하고, 플럭싱 장치(11)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxTA, y좌표 위치데이터 변화량을 dyTA, 각도데이터 변화량을 dθTA라 하면,
    상기 플럭싱 장치(11)의 위치 데이터와 자재(40)의 위치 데이터를 서로 비교하여 발생된 1차 보정 데이터(dxA1, dyA1, dθA1)는,
    dxA1, dyA1, dθA1 = (dxTA-dxSA),(dySA-dyTA),(dθSA-dθTA)인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 보정 후 플럭싱 공정(10)이 완료된 후, 상기 과정(S18~S20)에서 오차를 계산하여 2차 및 그 이상의 보정 데이터를 산출하는 방법은,
    UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 획득한 자재(40)의 플럭스(41) 위치 데이터를 dxu1, dyu1, dθu1라 하면, 2차 보정 데이터(dxA2, dyA2,dθA2)는,
    dxA2, dyA2, dθA2 = (dxA1-dxu1),(dyA1-dyu1),(dθA1-dθu1) 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 플럭스 공정의 위치 교정방법.
  4. 컨베이어(30)를 통해 이송되는 자재(반도체소자)(40) 상에 플럭스를 도팅하는 것으로, 자재(40) 상으로 근접하여 도팅 작업을 수행한 후 원 위치하는 플럭싱장치(11)와, 상기 플럭싱장치(11)와 자재(40) 사이에 개재되어 상기 플럭싱장치(11)의 위치와 자재(40)의 위치(및 도팅된 플럭스 위치 포함)를 촬영하는 카메라(12)와, 상기 자재(40) 상에 도팅된 플럭스를 촬영할 수 있도록 상기 자재(40)로 UV(자외선)를 조사하는 UV조명등(13)을 포함하는 플럭스 공정(10)과;
    상기 플럭스 공정(10)을 거쳐 컨베이어(30)를 통해 이송되는 자재(40)에 도팅된 플럭스에 볼 납을 어태칭하는 것으로, 자재(40) 상으로 근접하여 볼 어태칭 작업을 수행한 후 원 위치하는 볼 어태칭장치(21)와, 상기 볼 어태칭장치(21)와 자재(40) 사이에 개재되어 상기 볼 어태칭장치(21)의 위치와 자재(40)의 위치(및 볼 어태팅 된 볼 납 위치 포함)를 촬영하는 카메라(22)와, 상기 자재(40) 상에 어태칭 된 볼납을 촬영할 수 있도록 상기 자재(40)로 UV(자외선)를 조사하는 UV조명등(23)을 포함하는 볼 어태치 공정(20)을 구비하고,
    제어부(55)의 제어에 의해 컨베이어(30)를 구동시켜 자재(40)를 각 공정 위치로 이송시켜 해당 공정이 이루어질 수 있도록 하여주는 컨베이어시스템 구동부(51)와, 플럭스 공정(10)의 카메라(12)와 볼 어태치 공정(20)의 카메라(22)를 구동시켜 촬영상태 또는 비 촬영상태의 위치로 이동시켜 주는 제1 및 제2 공정 카메라 구동부(52)와, 상기 플럭스 공정(10)의 카메라(12)를 통해 촬영된 플럭싱장치(11) 및 자재(40)의 이미지를 신호 처리하여 제어부(55)로 입력하여 주는 제1공 정 영상촬영부(53)와, 볼 어태치 공정(20)의 카메라(22)를 통해 촬영된 플럭싱장치(21) 및 자재(40)의 이미지를 신호 처리하여 제어부(55)로 입력하여 주는 제2공정 영상촬영부(54)와, 플럭스 공정(10) 및 볼 어태치 공정(20)을 통합 제어하며, 자재(40)가 해당 공정에 도착하면 제1 공정 영상촬영부(53) 및 제2 공정 영상촬영부(54)를 통해 입력되는 각 공정의 장치와 자재(40)의 위치 이미지를 분석하여 변수(x좌표 위치데이터, y좌표 위치데이터, 각도데이터(θ))별로 변화량을 계산한 후, 상응되는 변수끼리 비교하여 오차데이터를 산출하여, 오차를 교정하도록 제1 및 제2 공정장치 위치 조절부(58)를 구동하여 해당 장치의 위치를 교정하도록 하여주는 제어부(55)와, 플럭스 공정(10)의 UV조명등(13) 및 볼 어태치 공정(20)의 UV조명등(23)을 점등시켜 자재(40)상에 조사함으로써, 카메라로 하여금 자재(40) 상에 도팅된 플럭스나, 어태치된 볼 납 등을 촬영할 수 있도록 하여주는 제1 및 제2 공정 UV조명등 구동부(56)와, 플럭스 공정(10)의 플럭스 장치(11) 및 볼 어태치 공정(20)의 볼 어태칭 장치(21)를 수직 하방 자재(40)의 근접위치로 접근시켜 플럭싱 공정 및 볼 어태칭 공정을 수행하도록 제어하는 제1 및 제2공정 장치 구동부(57)를 포함하는 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법에 있어서,
    자재(40)가 컨베이어(30)를 통해 볼 어태치 공정(10) 위치에 도착하였는가를 판단으로 과정(S31);
    상기 자재(40)가 볼 어태치 공정(20) 위치에 도달하였다면, 카메라(22)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 볼 어태치 장치(21) 및 자재(40)의 위치를 촬영하는 과정(S32);
    상기 촬영된 자재(40)의 위치와 볼 어태칭 장치(21)의 위치 값을 계산하여 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S33,S34);
    상기 판단과정(S34)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 볼 어태칭 장치(21)의 위치를 보정하여 주는 과정(S35);
    상기 볼 어태칭 장치(21)의 위치가 교정되면 볼 어태치 공정을 수행하는 과정(S36);
    상기 볼 어태치 공정 후, 볼 어태칭 장치(21)가 원 위치되면 UV조명등(23)을 점등시키고, 카메라(22)를 구동하여 촬영 위치로 이동시킨 후, 자재(40) 플러그(41)상에 어태치된 볼납의 위치를 촬영하는 과정(S37);
    상기 촬영된 자재(40) 상의 볼납 위치값을 계산하여 상기 볼 어태칭 장치(21)의 위치값과 대응되는 변수끼리 서로 오차가 발생되는지를 판단하는 과정(S38,S39);
    상기 판단단계(S39)에서 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 볼 어태칭 장치(21)의 위치를 보정하여 주고, 다시 UV조명등(23)을 점등하고 상기 자재(40) 상의 볼납 위치를 측정하는 과정(S37)을 반복 진행하는 과정(S40); 및
    상기 오차 판단과정(S39)에서 오차가 발생되지 않으면 볼 어태칭 공정을 완료하고 자재(40)를 다음 공정으로 이송하는 과정(S41)을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 과정(S33~S35)에서 오차를 계산하여 1차 보정데이터를 산출하는 방법은,
    자재(40)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxSB, y좌표 위치데이터 변화량을 dySB, 각도데이터 변화량을 dθSB라 하고, 볼 어태칭 장치(21)의 x좌표 위치데이터의 변화량을 dxTB, y좌표 위치데이터 변화량을 dyTB, 각도데이터 변화량을 dθTB라 하면,
    상기 볼 어태팅 장치(21)의 위치 데이터와 자재(40)의 위치 데이터를 서로 비교하여 발생된 1차 보정 데이터(dxB1, dyB1, dθB1)는,
    dxB1, dyB1, dθB1 = (dxTB-dxSB),(dySB-dyTB),(dθSB-dθTB) 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 1차 보정 후 볼 어태칭 공정(20)이 완료된 후, 상기 과정(S38~S40)에서 오차를 계산하여 2차 및 그 이상의 보정 데이터를 산출하는 방법은,
    UV조명등(13) 및 카메라(12)를 이용하여 획득한 자재(40)의 볼 어태치(41) 위치 데이터를 dxv1, dyv1, dθv1라 하면, 2차 보정 데이터(dxB2, dyB2,dθB2)는,
    dxB2, dyB2, dθB2 = (dxB1-dxv1),(dyB1-dyv1),(dθB1-dθv1)인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 볼 어태치 공정의 위치 교정방법.
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