KR100665695B1

KR100665695B1 - 본딩기용 카메라 정렬장치

Info

Publication number: KR100665695B1
Application number: KR1020050100484A
Authority: KR
Inventors: 임대경
Original assignee: (주)에이에스티
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-01-09

Abstract

본 발명은 본딩기용 카메라 정렬장치에 관한 것이다.

본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치는, 본딩기의 테이블에 전후 이동 가능하도록 설치되어 있는 전후이동테이블과; 전후이동테이블 상부에 좌우 이동 가능하도록 설치되어 있는 좌우이동테이블과; 좌우이동테이블 상부 양측에 설치되어 있고, 각각 독립적으로 좌우 이동할 수 있도록 된 두 개의 좌우이동장치와; 각각의 좌우이동장치 상부에 서로 마주보는 방향으로 설치되어 있는 두 개의 카메라와; 좌우이동장치의 상부 일측에 설치되어 있되, 본딩기의 글래스적재테이블에 적재되는 대상의 영상을 카메라에 반사시키도록 되어 있는 삼각프리즘;으로 구성된다.

본 발명에 의해, 좌, 우측에 카메라와 동시에 구동되는 프리즘이 설치되어 있어 좌, 우측 개별적으로 카메라 위치를 조정할 수 있고, 카메라 인식거리가 변하지 않으며, 촬영시 영상의 선명도가 우수하고, 프리즘에 의한 오차가 생기지 않는다.

본딩기, 카메라, 프리즘, 정렬, 인식마크

Description

본딩기용 카메라 정렬장치{CAMERA ARRANGEMENT APPARATUS FOR BONDER}

도 1은 종래의 본딩기용 카메라 정렬장치의 작동 원리를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치를 나타낸 부분절단 사시도.

도 3은 본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치의 정면 개략도.

도 4는 본 발명의 정렬장치 카메라에 영상이 맺히는 상태를 나타낸 정면 개략도.

도 5는 인식마크 간 거리에 따라 카메라가 정렬되는 상태를 나타낸 정면 개략도.

(A) : 인식마크 간 거리가 긴 경우 본 발명 정렬장치의 카메라 정렬 상태를 나타낸 정면 개략도.

(B) : 인식마크 간 거리가 짧은 경우 본 발명 정렬장치의 카메라 정렬 상태를 나타낸 정면 개략도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

10 : 전후이동테이블 11 : 가이드돌기

12 : 유압실린더 13 : 좌우이동레일

20 : 좌우이동테이블 21 : 좌우이동모터

22 : 보조레일 23 : 좌우이동스크류

30 : 좌우이동장치 31 : 카메라이동모터

32 : 카메라이동스크류 33 : 실린더

33a : 실린더몸체 33b : 실린더암

40 : 카메라 50 : 삼각프리즘

60 : 본딩기 61 : 테이블

62 : 가이드레일 63 : 글래스적재테이블

64 : 헤드 a : 프리즘너비

본 발명은 본딩기용 카메라 정렬장치에 관한 것이다.

본딩기용 카메라 정렬장치는, COG 본딩기 (Chip on Glass Bonder)나 FOG 본딩기(Flexible printed circuit board on glass Bonder)와 같은 본딩기에서 연성회로기판(Flexible printed circuit board)이나 반도체 칩(Chip)을 글래스(glass)에 부착시킬 때 정확한 위치에 부착시키기 위해 사용된다.

구체적으로, 카메라를 이용해 인식마크(Alignment Mark)를 인식하기 위해 카메라를 정렬시키는 장치이다.

이러한 카메라 정렬장치에 관한 기술로, '칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법'(한국 공개특허공보 특2002-0084171)에는 칩을 인식하는 카메라와 기판을 인식하는 카메라를 별도로 설치한 기술이 안출되었다.

위와 같은 방법은 하나의 카메라로 글래스의 좌, 우측에 있는 두 개의 인식마크 위치를 인식하도록 되어 있는데, 이는 글래스와 칩을 인식하는데 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다.

또, 각 인식마크의 변동에 따른 오차가 발생되는 문제점도 있었다.

이러한 문제점을 일부 해소하기 위한 기술로 두개의 카메라와 하나의 프리즘을 이용한 '반도체 칩 본딩기의 카메라 정렬장치'(한국 등록특허공보 제10-0291538호)가 안출되기도 하였다.

위와 같은 정렬장치는 카메라 두 개를 이용하여 글래스의 좌, 우측에 있는 인식마크 위치를 개별로 동시 인식한 후, 카메라 두 개를 이용하여 칩의 인식마크 위치를 개별로 동시 인식하므로 인식 시간을 단축할 수 있었다.

그러나, 위 장치는 인식마크 간 거리가 프리즘너비(a) 내로 한정이 되는 문제점이 있었다.

또, 인식마크 간의 거리 가변에 따라 프리즘을 통해 보는 카메라 시야가 바뀌게 되는데, 이로 인해 프리즘의 가공 공차 만큼의 오차를 카메라 영상이 가지고 있게 되어 인식오차에 영향을 주는 문제점도 있었다.

특히, FOG 본더의 경우 인식마크 위치 가변량이 6 mm 에서 80 mm 이상까지 가변이 되어야 해 프리즘 사이즈에 한정이 있는 문제점도 있었다.

본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치는 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 좌, 우측에 카메라와 동시에 구동되는 프리즘이 설치되어 있어 좌, 우측 개별적으로 폭 조정을 할 수 있게 하려는 목적이 있다.

즉, 프리즘 사이즈에 의해 결정되는 기존 방식을 탈피하여 좌, 우로 조정 가능하므로 인식마크 간의 간격이 큰 FPC를 작업하는 FOG 본더 등에 유용하게 적용하려는 것이다.

또, 카메라 인식거리가 변하지 않고 프리즘과 카메라가 같이 구동되므로 폭이 가변 되어도 프리즘의 한 초점만을 이용해 영상의 선명도가 우수한 카메라 정렬장치를 제공하려는 목적도 있다.

또한, 폭 가변에 따라 프리즘을 통해 보는 카메라 시야를 항상 같은 위치가 되도록 하여 주 프리즘에 의한 오차가 생기지 않게 하려는 목적도 있다.

본 발명은 본딩기용 카메라 정렬장치에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 정렬장치는 좌, 우측에 카메라와 동시에 구동되는 프리즘이 설치되어 있어 좌, 우측 개별적으로 폭 조정을 할 수 있다.

또, 카메라 인식거리가 변하지 않고 프리즘과 카메라가 같이 구동되므로 폭이 가변 되어도 프리즘의 한 초점만을 이용해 영상의 선명도가 우수하다.

또한, 폭 가변에 따른 주 프리즘을 통해 보는 카메라 시야를 항상 같은 위치가 되도록 하여 주 프리즘에 의한 오차가 생기지 않게 되어 있다.

이를 위해 본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치는, 본딩기의 테이블에 전후 이동 가능하도록 설치되어 있는 전후이동테이블과; 전후이동테이블 상부에 좌우 이동 가능하도록 설치되어 있는 좌우이동테이블과; 좌우이동테이블 상부 양측에 설치되어 있고, 각각 독립적으로 좌우 이동할 수 있도록 된 두 개의 좌우이동장치와; 각각의 좌우이동장치 상부에 서로 마주보는 방향으로 설치되어 있는 두 개의 카메라와; 좌우이동장치의 상부 일측에 설치되어 있되, 본딩기의 글래스적재테이블에 적재되는 대상의 영상을 카메라에 반사시키도록 되어 있는 삼각프리즘;으로 구성된다.

본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면에 의하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 구체적으로 설명하기 위한 하나의 예를 도시한 것에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 카메라 정렬장치가 설치되는 본딩기(60)는 주로 반도체 칩이나 연성회로기판을 글래스에 부착시키는 장치로, 일반적으로 테이블(61), 얼라이닝부, 로딩부, 칩셋팅부, 헤드(64)가 설치되어 있는 본딩부, 리로딩부로 구성되며, 본 발 명의 카메라 정렬장치는 얼라이닝부에 포함된다 볼 수 있다.

도면에 제시한 본딩기(60)는 본 발명의 카메라 정렬장치가 설치되는 여러 본딩기(60) 중 하나의 예에 해당되는 것으로, 도 2를 보면 테이블(61), 글래스적재테이블(63) 등이 설치되어 있다.

테이블(61)은 본딩기(60)의 여러 구성 요소들이 설치되는 곳이며, 글래스적재테이블(63)은 본딩 및 카메라 인식 대상이 되는 글래스, 칩, 연성회로기판 등이 적재되는 곳이다.

이러한 글래스적재테이블(63)은 투명한 합성수지 재질 등으로 형성되는 경우도 있으며, 일측에 홀이 형성된 형태를 갖는 것도 있다.

본 발명의 구성요소인 전후이동테이블(10)은 본딩기(60)의 테이블(61)에 전후 이동 가능하도록 설치되어 있다.

전후 이동이 가능하도록 하는 구성은 다양한 방법으로 구현할 수 있다.

예를 들어 도 2에서 보는 바와 같이 본딩기(60)의 테이블(61) 위에 홈이 형성된 가이드레일(62)을 설치하고, 가이드레일(62)의 홈에 삽입되는 가이드돌기(11)를 전후이동테이블(10)의 하부에 설치할 수 있다.

이 상태는 수동으로 이동할 수 있는 상태이므로, 이 상태에 유압실린더(12), 공압실린더 등을 이용해 본딩기(60)의 테이블(61) 상에서 전후이동테이블(10)이 이동하도록 할 수 있다.

또, 모터와 모터축에 나사산이 형성된 스크류가 결합된 채 형성하여 전후이동테이블(10)을 이동하도록 할 수 있다.

이와 같은 전후이동테이블(10)을 이동할 수 있도록 하는 구성은 널리 공지되어 있는 것으로, 위에서 설명한 것으로 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 구성요소인 좌우이동테이블(20)은 전후이동테이블(10) 상부에 좌우 이동 가능하도록 설치되어 있다.

좌우이동테이블(20)을 전후이동테이블(10) 상부에서 좌우로 이동시키기 위해 도 2에서는 전후이동테이블(10) 상부에 좌우이동레일(13)을 설치하고, 좌우이동테이블(20) 하부에 이 좌우이동레일(13)을 따라 이동할 수 있도록 가이드홈을 형성하였다.

또, 좌우이동테이블(20)에는 좌우이동모터(21)와, 좌우이동모터(21)의 축에 나사산이 형성된 좌우이동스크류(23)가 결합되어 있어 좌우이동모터(21)의 작동에 따라 좌우이동테이블(20)이 좌우로 이동할 수 있도록 되어 있다.

좌우이동테이블(20)의 이동은 위에 설명한 것처럼 좌우이동모터(21)와, 좌우이동스크류(23)로 된 구성으로만 이루어지는 것은 아니며, 로봇팔, 유압실린더, 공압실린더, 렉과 피니언기어와 모터 등 다양한 구성을 통해 이루어질 수 있다.

본 발명의 구성요소인 좌우이동장치(30)는 좌우이동테이블(20) 상부 양측에 설치되어 있고, 각각 독립적으로 좌우 이동할 수 있도록 두 개로 구성되어 있다.

좌우이동장치(30)가 좌우이동테이블(20) 상부에서 좌우로 이동할 수 있도록 하기 위해서는 좌우이동테이블(20)이 전후이동테이블(10) 위에 이동할 수 있도록 한 구성과 마찬가지의 구성을 통해 이루어진다.

구체적으로, 도 2를 보면, 좌우이동테이블(20) 상부 양측에 보조레일(22)이 설치되어 있고, 각각의 좌우이동장치(30)는 카메라이동스크류(32)를 따라 이동하도록 되어 있으며, 카메라이동스크류(32)는 카메라이동모터(31)의 회전축에 의해 회전하도록 되어 있다.

즉, 카메라이동모터(31)의 구동에 따라 각각의 좌우이동장치(30)는 좌우로 이동할 수 있도록 되어 있다.

이 좌우이동장치(30) 역시 위에서 설명한 것처럼 카메라이동모터(31)와, 카메라이동스크류(32)의 구성으로 제한되는 것은 아니며, 로봇팔, 유압실린더, 공압실린더 등 다양한 형태로 구성할 수 있다.

본 발명의 구성요소인 카메라(40)는 각각의 좌우이동장치(30) 상부에 서로 마주보는 방향으로 설치되어 있다.

카메라(40)는 일반 카메라(40) 뿐만 아니라 CCD카메라, 적외선 카메라, X선 카메라나 센서 등 본딩기(60)의 글래스적재테이블(63)에 적재되는 적재물에 표시되어 있는 인식마크를 인식할 수 있는 모든 수단을 포함하는 것으로 한다.

이 카메라(40)는 좌우이동장치(30) 상부에 고정되는 구성으로 할 수도 있으나, 카메라(40)를 상하로 미세이동시켜 위치를 보정해야 하는 경우가 있다.

이러한 때를 대비하여 카메라(40)는 실린더(33) 또는 슬라이드유닛(slide unit)을 이용해 상하 이동하도록 구성할 수 있다.

실린더(33)를 이용할 경우 구체적으로, 실린더몸체(33a)가 좌우이동장치(30)에 고정되어 있고 실린더암(33b)이 카메라(40)에 연결되어 있는 실린더(33)를 준비하여, 실린더(33)에 의해 카메라(40)를 상하로 미세조정 할 수 있다.

본 발명의 구성요소인 삼각프리즘(50)은 좌우이동장치(30)의 일측에 설치되어 있되, 본딩기(60)의 글래스적재테이블(63)에 적재되는 대상의 영상을 카메라(40)에 반사시키도록 되어 있다.

도 2, 도 3을 보면 삼각프리즘(50)의 설치 위치는 글래스적재테이블(63)에 적재되는 대상의 영상을 카메라(40)로 반사시키도록 된 것을 볼 수 있다.

위와 같은 구성은 각각 별도로 구동하는 두 개의 좌우이동장치(30)와, 좌우이동장치(30)에 설치되어 함께 이동하는 카메라(40)와 삼각프리즘(50)에 의해 글래스적재테이블(63)에 적재되는 대상에 표시되어 있는 인식마크를 양측의 카메라(40)가 개별적으로 인식할 수 있도록 한 구성이다.

또한, 위와 같은 구성에 있어서 전후이동테이블(10), 좌우이동테이블(20), 좌우이동장치(30), 카메라(40)는 일반적으로 본딩기(60)에 설치되는 컨트롤장치와 연결되어 그 작동 상태를 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치로 카메라(40)가 정렬되는 과정을 살펴보면,

카메라(40)의 전 후 방향 이동은 전후이동테이블(10)의 전후 이동에 의해 이루어지고, 좌 우 방향 이동은 좌우이동테이블(20)의 좌우 이동에 의해 대략적으로 진행되며,

세부적인 좌 우 방향 이동은 각각의 좌우이동장치(30)의 이동에 의해 이루어지진다.

이때, 본딩기(60)의 글래스적재테이블(63)에 적재되어 있는 대상에 표시되어 있는 인식마크가 삼각프리즈즘을 통해 카메라(40)에 촬영되는 위치가 될 때까지 양쪽의 좌우이동장치(30)가 독립적으로 이동하게 된다.

이러한 과정은 삼각프리즘(50)과 카메라(40) 사이의 거리가 항상 일정하고, 삼각프리즘(50)에 인식마크가 반사되는 지점을 일정하게 할 수 있어 정확한 인식 과정을 갖게 할 수 있게 된다.

특히, 종래의 본딩기(60)에서는 글래스적재테이블(63)에 크기가 큰 연성기판이 적재될 경우 양 측의 인식마크 사이 거리가 커져 크기가 작은 삼각프리즘으로는 촬영이 불가능했으나, 본 발명의 카메라 정열장치는 삼각프리즘(50)이 카메라(40)와 함게 구동하게 되어 삼각프리즘의 크기 문제가 해소되었다.

본 발명의 본딩기용 카메라 정렬장치에 의해, 좌, 우측에 카메라와 동시에 구동되는 프리즘이 설치되어 있어 좌, 우측 개별적으로 폭 조정을 할 수 있다.

또, 카메라 인식거리가 변하지 않고 프리즘과 카메라가 같이 구동되므로 폭이 가변되어도 프리즘의 한 초점만을 이용해 영상의 선명도가 우수하다.

또한, 폭 가변에 따른 주 프리즘을 통해 보는 카메라 시야를 항상 같은 위치가 되도록 하여 주 프리즘에 의한 오차가 생기지 않는다.

Claims

본딩기용 카메라 정렬장치에 있어서,

본딩기(60)의 테이블(61)에 전후 이동 가능하도록 설치되어 있는 전후이동테이블(10)과;

상기 전후이동테이블(10) 상부에 좌우 이동 가능하도록 설치되어 있는 좌우이동테이블(20)과;

상기 좌우이동테이블(20) 상부 양측에 설치되어 있고, 각각 독립적으로 좌우 이동할 수 있도록 된 두 개의 좌우이동장치(30)와;

상기 각각의 좌우이동장치(30) 상부에 서로 마주보는 방향으로 설치되어 있는 두 개의 카메라(40)와;

상기 좌우이동장치(30)의 상부 일측에 설치되어 있되, 본딩기(60)의 글래스적재테이블(63)에 적재되는 대상의 영상을 카메라(40)에 반사시키도록 되어 있는 삼각프리즘(50);을 포함하여 구성된,

본딩기용 카메라 정렬장치.
제 1항에 있어서,

상기 카메라(40)는 실린더몸체(33a)가 좌우이동장치(30)에 고정되어 있고 실린더암(33b)이 카메라(40)에 연결되어 있는 실린더(33)에 의해 좌우이동장치(30)에 설치되어 있어 상하로 미세조정 가능하도록 된 것을 특징으로 하는,

본딩기용 카메라 정렬장치.
제 1항에 있어서,

상기 좌우이동장치(30)는 카메라이동스크류(32)를 따라 이동하도록 되어 있고, 카메라이동스크류(32)는 카메라이동모터(31)의 회전축에 의해 회전하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는,

본딩기용 카메라 정렬장치.