KR101050839B1 - 리드프레임 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드프레임 스트립을 검사하기 위하여 영상을 부분적으로 취득하는 동시에, 취득한 부분 영상의 불량여부를 우선적으로 판단할 수 있는 리드프레임 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 리드프레임의 불량여부를 검사하는 리드프레임 검사 방법으로서, (S1) 리드프레임 스트립을 적어도 두 개 이상의 검사 프레임으로 구분하는 단계, (S2) 리드프레임 스트립을 검사 구역에 배치하는 단계, (S3) 검사 구역에서, 리드프레임 스트립을 하나의 검사 프레임씩 연속적으로 촬영하는 단계, 및 (S4) 촬영된 검사 프레임의 불량 여부를 검사 및 판단하는 단계를 포함하며, (S4) 단계는 하나의 검사 프레임씩 (S3) 단계를 거침과 동시에 행하여지는 것을 특징으로 하는 리드프레임 검사 방법을 제공한다.

Description

리드프레임 검사 방법{Method for inspecting lead frame}

도 1은 리드프레임 스트립에서 종래의 검사 프레임을 도시한 평면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 리드프레임 검사 방법을 채택한 리드프레임 검사 장치를 도시한 블록도이고,

도 3은 본 발명에 따른 리드프레임 검사 방법에 채택된 리드프레임 스트립 및 검사 프레임을 도시한 평면도이고,

도 4는 본 발명에 의한 리드프레임 검사 방법을 도시한 흐름도이고,

도 5는 본 발명에 따른 리드프레임 검사 장치를 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 리드프레임 스트립 12: 리드프레임 유니트

32: 서보 모터 33: 볼 스크류 동력전달장치

35: 펄스 카운터 37: 카메라

39: 검사처리기 40: 캐리어

A: 검사 구역 F1: 검사 프레임

본 발명은 리드프레임의 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 더 상세하게는 리드프레임의 부분 영상을 획득함과 동시에, 상기 부분 영사의 불량여부를 판단할 수 있는 동시 다중작업이 가능한 리드프레임 검사 방법에 관한 것이다.

리드프레임(lead frame)은 반도체 칩(chip)과 함께 반도체 패키지를 이루는 핵심 구성요소의 하나로서, 반도체 패키지의 내부와 외부를 연결해주는 도선(lead) 역할과 반도체 칩을 지지해 주는 지지체(frame) 역할을 한다. 이러한 리드프레임은 반도체 칩의 고밀도화, 고집적화 및 기판 실장의 방법 등에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

리드프레임은 통상적으로 기억 소자인 반도체 칩을 탑재하여 정적인 상태로 유지하여 주는 패드(pad)와, 반도체 칩과 와이어 본딩에 의해 연결되는 내부 리이드(internal lead), 및 외부 회로와의 연결을 위한 외부 리이드(external lead)를 포함하는 구조로 이루어진다.

이와 같은 구조를 가지는 리드프레임은 통상 스탬핑(stamping) 공정 또는 에칭(etching) 공정에 의해 그 형상이 제작된다. 스탬핑 공정은 순차적으로 이송되는 프레스 스탬핑 금형 장치를 이용하여 리드프레임 박판 소재를 소정의 형상으로 타발함으로써 리드프레임을 제조하는 방법으로서 대량 생산에 적합하다. 이와 다르게, 에칭 공정은 화학 약품을 이용하여 리드프레임 박판 소재의 국소 부위를 부식시킴으로써 리드프레임의 형상을 완성하는 화학적 식각방법으로서 소량 생산에 주로 적용되고 있는 방법이다.

이 경우 스탬핑 공정 시에는 스크랩부상으로 인하여 찍힘 불량이 발생할 수 있으며, 에칭 공정 시에는 에칭불량이 발생할 수 있다. 따라서 상기 스탬핑 공정이나 에칭 공정을 거친 뒤에는 상기 리드프레임을 검사하는 단계를 거치는 추세이다. 이와 더불어, 상기 리드프레임은 그 자체의 정밀도가 매우 높기 때문에, 생산공정을 통해 제작된 리드프레임에서는 리드프레임 검사 장치를 통해 표면의 불량여부를 검사하는 단계가 수행되어야 한다.

통상 리드프레임 검사 장치는, 검사대상인 리드프레임이 탑재되어 이송되는 이송레일과, 상기 이송레일을 따라 이송되는 리드프레임의 이송 경로 상에 설치되어 리드프레임의 품질상태를 촬영하는 CCD 카메라를 포함한다.

상기 리드프레임 검사 장치로 이송되는 리드프레임은, 하나의 유니트(12)가 얇고 긴 금속띠로서 한 줄 또는 두 줄로 배열된 형상이었으나, 최근에는 도 1에 도시된 바와 같이, 리드프레임이 하나의 유니트(12)가 다수의 줄로 배열되어 이루어지는 하나의 스트립(strip, 10)로서 공급되는 추세이다.

이 경우 종래의 리드프레임 검사공정을 간략하게 설명하면, 리드프레임 스트립은 이송레일을 따라 검사 구역으로 이송된다. 상기 검사 구역에서 CCD 카메라에 의하여 상기 스트립(10) 전체가 하나의 검사 프레임(F)으로 인식되어, 상기 리드프레임 스트립을 한 번에 촬영하여 영상을 획득한다. 그 후 검사카메라에서 영상획득이 완료되면, 촬영된 전체 영상을 검사처리기의 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 전체 영상정보에 대한 검사를 컴퓨터 내의 검사프로그램이 실시하여, 양품 및 불량품에 대한 결과를 판정한다.

그런데 종래의 리드프레임 검사 장치를 이용한 리드프레임 검사 방법은 하나 의 반도체 리드프레임 스트립(10) 전체의 영상을 한번에 취득한 후에 품질검사를 시작함으로써, 리드프레임 스트립(10)의 전체 영상이 완전히 취득 전까지는 이미 기록된 부분 영상에 대한 검사가 불가능하게 되게 되어서, 결과적으로 검사처리기의 대기시간이 길어진다는 문제점이 있다.

또한, 검사처리기는 상기 리드프레임 스트립(10) 영상의 취득이 완료된 후부터 검사작업을 개시하므로, 이미 검사 구역을 빠져나온 스트립의 불량여부를 검사처리기가 판정하기 이전에는 다음 공정으로 이송될 수 없게 되고, 새로 투입되는 리드프레임 스트립 또한 검사처리기의 이전 리드프레임 스트립에 대한 불량여부의 판정이 완료되기 전까지는 영상 취득 작업을 개시하지 못하게 된다는 점 등으로 인하여, 장비의 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.

한편, 종래에는 상기 리드프레임을 상기 검사 구역으로 이동하기 위하여 상기 리드프레임 스트립을 레일에 적재한 다음, 상기 레일 상의 리드프레임 스트립을 그립퍼(gripper)로 고정시킨 상태로 검사 구역에 배치시킨 후, 상기 리드프레임을 촬영하여 영상을 취득한다. 그런데, 상기 그립퍼를 사용하여 상기 리드프레임 자체를 이송시키면서 영상을 취득하기 때문에, 상기 리드프레임 스트립이 검사 구역으로 이송되는 중이거나 촬영시에 떨림이나 좌우 흔들림이 발생한다. 이로 인하여, 촬영된 영상에 흐림 현상이 발생하거나 떨림 현상이 발생하게 된다. 여기에 리드프레임의 떨림이나 좌우 흔들림으로 인하여 상기 리드프레임이 검사 구역에 정확하게 배치되지 않게 되어, 결과적으로 검사정밀도가 저하된다.

상기의 문제점과 함께 박판(薄板) 소재의 리드프레임이 그립퍼로 이송되는 도중에 손상된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 등을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리드프레임 스트립의 영상을 부분적으로 촬영하는 동시에 상기 촬영된 리드프레임 스트립 부분 영상의 검사를 진행하는 동시 다중작업이 가능한 리드프레임 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 검사 구역으로 리드프레임 스트립이 촬영을 위하여 이동하거나, 촬영 중에 영상의 떨림 현상이나 좌우 흔들림이 없도록 하는 리드프레임 검사 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은:

리드프레임의 불량여부를 검사하는 리드프레임 검사 방법으로서,

(S1) 상기 리드프레임 스트립을 적어도 두 개 이상의 검사 프레임으로 구분하는 단계;

(S2) 상기 리드프레임 스트립을 검사 구역에 배치하는 단계;

(S3) 상기 검사 구역에서, 상기 리드프레임 스트립을 하나의 검사 프레임씩 촬영하는 단계; 및

(S4) 상기 촬영된 하나의 검사 프레임씩의 불량 여부를 검사하여 판단하는 단계;를 포함하며,

상기 (S4) 단계는 하나의 검사프레임씩 상기 (S3) 단계를 거침과 동시에 행 하여지는 것을 특징으로 하는 리드프레임 검사 방법을 제공한다.

여기서, 상기 (S1) 단계는 상기 펄스 카운터의 신호에 따라서 행하여지는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 (S2) 단계는 상기 서보 모터의 구동에 의하여 리드프레임이 이송됨으로써 행하여지는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 (S2) 단계는 상기 서보 모터의 구동에 따라서 상기 리드프레임을 적재한 캐리어가 이동함으로써 행하여지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 (S3) 단계는, 라인 스캔 방식의 카메라를 사용하여 행하여지는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 서보 모터는 상기 펄스 카운터와 전기적으로 연결된 것이 바람직하다.

또한, 상기 카메라는 상기 펄스 카운터와 전기적으로 연결되어, 상기 펄스 카운터의 신호에 따라 상기 카메라가 작동되는 것이 바람직하다.

이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리드프레임 검사 방법을 채택한 리드프레임 검사 장치(30)를 도시하고, 도 3은 본 발명에 의하여 검사되는 리드프레임 스트립(10)을 도시하고 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 리드프레임을 검사하기 위한 리드프레임 검사 장치(30)는 상기 리드프레임 스트립(10)을 검사 구역(A)으로 이송시키는 리드프레임 공급장치(31)와, 상기 공급장치와 전기적으로 연결되 며 공급장치의 펄스신호를 카메라(37)로 연결하는 펄스 카운터(35)와, 상기 펄스 카운터(35)로부터 얻은 신호에 따라서 검사 프레임별로 촬영하는 카메라(37), 및 상기 리드프레임의 불량여부를 판정하는 검사처리기(39)를 구비한다. 도면에서는 펄스 카운터(35)가 상기 리드프레임 공급장치(31)와 별도로 배치되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 펄스 카운터(35)가 상기 리드프레임 공급장치(31) 내에 내장되어 있을 수도 있다.

이런 구조를 하는 리드프레임 검사 시스템(30)의 작동을 설명하면, 상기 리드프레임 공급장치(31)에 의하여 리드프레임이 검사 구역(A)으로 이송된다. 이 경우, 상기 리드프레임은, 하나의 유니트(12)가 다수의 줄로 배열되어 형성되는 하나의 스트립(strip, 10)으로 공급된다.

상기 리드프레임 스트립(10)이 상기 검사 구역에 배치되면, 카메라(37)가 작동하여 상기 리드프레임 스트립(10)을 촬영하게 된다. 이 때, 상기 카메라(37)는 리드프레임 스트립(10) 전체를 한번에 촬영하지 않는다. 즉, 리드프레임 스트립을 복수의 검사 프레임(F1)으로 구분하여, 하나의 검사 프레임(F1)씩 연속하여 촬영한다.

상기 촬영된 검사 프레임(F1)의 영상 데이터는 즉시 검사처리기(39)로 전달된다. 상기 검사처리기(39)는 통상 컴퓨터 및 상기 컴퓨터에 탑재된 검사프로그램으로 이루어지며, 상기 검사처리기(39)에 의하여 상기 검사 프레임(F1)씩의 리드프레임의 품질의 불량여부가 검사되어 판정된다.

여기서, 상기 카메라(37)는 리드프레임 스트립(10)을 하나의 검사 프레임(F1)씩 순차적으로 영상을 취득하는 동시에, 촬영된 하나의 검사 프레임(F1)의 영상 데이터로부터 상기 검사프레임(F1)의 불량여부를 검사처리기(39)가 수행하도록 하여, 전체영상취득의 완료 이전에 이미 읽혀진 부분 영상에 대하여 검사를 개시 할 수 있다.

도 4는 이런 구조를 가진 리드프레임 검사 장치에서 수행되는 리드프레임 검사 방법에서의 각각의 단계를 도시한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리드프레임 검사 방법은, 상기 리드프레임 스트립을 적어도 두 개 이상의 검사 프레임으로 구분하는 단계((S1) 단계)와, 상기 하나의 리드프레임 스트립을 검사 구역에 배치하는 단계((S2) 단계)와, 상기 검사 구역에서, 상기 리드프레임 스트립을 하나의 검사 프레임씩 연속적으로 촬영하는 단계((S3) 단계) 및 상기 촬영된 검사 프레임의 불량 여부를 검사하여 판단하는 단계((S4) 단계)를 포함한다. 여기서 도면에서는 (S1) 단계 다음에 (S2) 단계를 가지나 이에 한정되는 것은 아니고, 그 순서가 (S2) 단계 다음에 (S1) 단계를 수행하거나, 동시에 (S1) 단계와 (S2) 단계를 수행할 수 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 각 단계를 상세히 설명한다.

상기 (S1) 단계에서 상기 검사 프레임(F1)은 펄스 카운터(35)의 신호에 따라서 구분된다. 상기 펄스 카운터(35)는 리드프레임 스트립(10) 중 반복되는 영상을 적절한 부분에서 구분할 수 있도록 한다.

상기 (S2) 단계에서 상기 리드프레임 스트립(10)은 상기 구동모터에 의하여 검사 구역에 배치되는데, 상기 구동모터는 특히 서보 모터(32)인 것이 바람직하다. 이는 서보 모터가 월등한 정속 특성(very low velocity ripple)과 빠른 정지시간(fast settling time), 및 빠른 응답성 등의 장점을 갖고 있기 때문이다.

또한 (S2) 단계는 서보 모터(32)의 구동에 따라서 상기 리드프레임을 적재한 캐리어(40)가 이동함으로써 행하여지는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 캐리어(40)는 서보 모터(32) 및 볼 스크류(ball screw) 방식의 동력전달장치(33)를 구비한 리드프레임 공급장치(31)에 의하여 이송되는 것이 바람직하다. 이와 더불어, 상기 서보 모터(32)는 상기 펄스 카운터(35)와 전기적으로 연결된 것이 바람직하다. 이는 상기 캐리어(40)를 이송할 때 서보 모터(32)와 볼 스크류 방식 동력전달장치(33)에서 발생하는 미세한 등속 편차가 상기 펄스 카운터(35)에 의하여 해결할 수 있기 때문이다. 즉, 상기 펄스 카운터(35)가 상기 캐리어(40)와 서보 모터(32)가 발생시키는 펄스를 계수(計數)하여 카메라의 셔터 속도를 제어함으로써, 상기 카메라(37)와 서보 모터(32)가 동기화 될 수 있기 때문이다.

상기 (S3) 단계는 라인 스캔(line-scan) 방식의 카메라(37)를 이용하여 행하여지는 것이 바람직하다. 이는 라인 스캔 방식의 카메라가 높은 속도로써 직선 운동을 수행하는 대상물을 촬상하는 기능을 수행할 수 있으며, 펄스 카운터의 신호에 따라서 각각의 검사 프레임씩 연속적으로 촬영하는 것이 가능하기 때문이다.

이 경우, 상기 펄스 카운터(35)는 상기 서보 모터(32) 및 라인 스캔 방식의 카메라(37)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직한데, 이로 인하여 서보 모터(32)의 구동에 따라서 상기 카메라(37)가 원하는 거리씩 정확하게 검사 프레임을 구분할 수 있으며, 이에 따라 정확한 간격으로 연속적인 촬영이 가능하기 때문이다.

상기 펄스 카운터(35)와 서보 모터(32) 및 라인 스캔 방식의 카메라(37)를 사용하여 검사프레임씩 정확하게 구분하여 연속적으로 촬영하는 단계를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 서보 모터(32)가 상기 리드프레임 스트립(10)을 검사 구역으로 이송시키면서 회전수 등의 정보를 전기적으로 펄스 카운터(35)로 전달한다. 그러면 상기 펄스 카운터(35)는 상기 정보를 전기신호인 펄스로 바꾸어 상기 펄스를 카운트(count)함과 동시에, 소정의 수가 카운트될 때마다 상기 카메라(37)가 화상을 촬영하도록 하여, 동일한 형상이 반복되어 촬영될 수 있도록 한다.

리드프레임 스트립을 촬영하는 (S3) 단계 및 상기 촬영된 리드프레임의 불량여부를 검사 및 판단하는 (S4) 단계를 도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 각각의 검사프레임은 검사 구역으로 이송되는 순서대로 제1 검사프레임, 제2 검사프레임 등으로 구분될 수 있다. 이 경우, 먼저 검사구역에서 제1 검사프레임을 촬영한다. 상기 제1 검사프레임을 촬영하는 단계(S31)를 거친 다음, 상기 촬영된 제1 검사프레임의 불량여부를 검사 및 판단하는 단계(S41)를 거치게 된다. 이와 더불어, 제1 검사프레임을 촬영하는 단계(S31) 후에 연속적으로 제2 검사프레임을 촬영하는 단계(S32)를 거치게 되며, 상기 촬영된 제2 검사프레임은 연속적으로 불량여부를 검사, 및 판단하는 단계(S42)를 거치게 됨으로써, 상기 (S3) 단계와 (S4) 단계가 연속적으로 되풀이된다.

이로 인하여, 상기 리드프레임 스트립(10)을 임의의 검사 프레임(F1)으로 구분할 수 있으며, 상기 하나의 검사 프레임씩 상기와 같은 공정으로 촬영된 영상은 우선적으로 검사처리기(39)로 전송되어, 하나의 검사 프레임(F1)에서의 품질 불량여부를 우선 검사하게 된다. 이로 인하여, 카메라로 연속적으로 영상을 획득하는 동시에 상기 취득된 영상을 우선 검사하는 동시 다중작업(multi-processing) 구현이 가능하다.

도 5에는 본 발명인 리드프레임 검사 방법을 수행하는 리드프레임 검사 장치(70)의 하나의 예를 개략적으로 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 공급 콘베어(conveyer)(71)로부터 공급된 리드프레임 스트립(10)을 공급부 레일(73) 상에 적재한다. 그 후에, 공급부 레일(73) 상의 리드프레임 스트립(10)은 공급 푸쉬어(pusher, 미도시)에 의하여 캐리어(40)로 이동된다. 이 경우 상기 캐리어(40)에 옮겨진 리드프레임 스트립(10)은 클램프(clamp, 미도시) 등의 고정수단에 의하여 고정된다. 이 상태에서 상기 캐리어(40)가 검사 구역으로 등속으로 이동하게 된다. 상기 캐리어(40)에 실장되어 리드프레임(10)이 이송됨으로써, 리드프레임 스트립(10)이 직접 이동되어 검사 구역(A)으로 이송되지 않게 된다. 이로 인하여 리드프레임의 스트립이 이송 시에 떨림이나, 흔들림 등이 발생하지 않게 된다. 이 경우, 서보 모터(32)와 볼 스크류 방식의 동력전달장치(33)에 의하여 상기 캐리어(40)가 이송된다. 상기 캐리어에 적재된 리드프레임 스트립(10)이 검사 구역(A)에 배치되면, 펄스 카운터(35)의 펄스 신호에 따른 라인 스캔방식 카메라(37)에 의하여 촬영되고 검사처리기(미도시)에 의하여 불량여부가 판단된다. 검사를 마친 리드프레임 스트립(10)은 취출부 레일(75)로 이동하게 되어, 양품으로 판정될 경우 양품 취출 콘베어(77)로 이송되고, 불량으로 판정될 경우 불량품 취출 콘베어(79)로 이동하게 됨으로써, 상기 리드프레임를 검사하는 단계가 이루어질 수 있다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 발명에 의하여, 리드프레임의 영상 획득 및 품질 검사가 동시에 행하여지는 동시 다중작업이 구현된다.

이로 인하여, 리드프레임이 검사 구역을 빠져나오면서 품질의 불량여부를 판단할 수 있게 되어, 검사 장비의 생산성이 향상된다.

이와 더불어, 리드프레임을 직접 검사 구역으로 이송하지 않고, 리드프레임을 적재한 캐리어를 이송함으로써, 영상의 떨림이나 흐림 등이 발생하지 않게 되어, 리드프레임의 불량 여부를 정확하게 판단할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 리드프레임의 불량여부를 검사하는 리드프레임 검사 방법으로서,

   (S1) 상기 리드프레임 스트립을 적어도 두 개 이상의 검사 프레임으로 구분하는 단계;

   (S2) 상기 리드프레임 스트립을 검사 구역에 배치하는 단계;

   (S3) 상기 검사 구역에서, 상기 리드프레임 스트립을 하나의 검사 프레임씩 촬영하는 단계; 및

   (S4) 상기 촬영된 하나의 검사 프레임씩의 불량 여부를 검사하여 판단하는 단계;를 포함하며,

   상기 (S4) 단계는 하나의 검사프레임씩 상기 (S3) 단계를 거침과 동시에 행하여지며,

   상기 (S1) 단계는 펄스 카운터의 신호에 따라서 행하여지는 리드프레임 검사 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 (S2) 단계는,

   서보 모터의 구동에 의하여 리드프레임이 이송됨으로써 행하여지는 리드프레임 검사 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 (S2) 단계는,

   상기 서보 모터의 구동에 따라서 상기 리드프레임을 적재한 캐리어가 이동함으로써, 행하여지는 것을 특징으로 하는 리드프레임 검사 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 서보 모터는 상기 펄스 카운터와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 리드프레임 검사 방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 (S3) 단계는,

   라인 스캔 방식의 카메라를 사용하여 행하여지는 것을 특징으로 하는 리드프레임 검사 방법.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 (S3) 단계에서 사용되는 촬영수단은 상기 펄스 카운터와 전기적으로 연결되어, 상기 펄스 카운터의 신호에 따라 작동되는 리드프레임 검사 방법.

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