KR101171985B1

KR101171985B1 - Dispenser for PCB having vision system

Info

Publication number: KR101171985B1
Application number: KR1020100104198A
Authority: KR
Inventors: 문효재
Original assignee: 재성정밀주식회사
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-08-07
Also published as: KR20120042486A

Abstract

본 고안은 비전 시스템을 구비한 피씨비용 디스펜서에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 PCB상에 반도체 칩을 접착하기 위하여 언더필을 도팅하는 피씨비용 디스펜서에 있어서, 언더필을 분사하는 노즐이 설치되는 헤드부(1)의 일측에 설치되어 PCB를 촬영하는 CCD 카메라(3)와; CCD 카메라(3)에서 촬영된 PCB의 촬영이미지를 전달받아 디지털 신호로 변환하여 전송하는 비전보드와; 비전보드에서 전송되는 디지털 신호를 수신하여 사전 입력된 PCB 촬영이미지와 비교 판독하여 헤드부(1)의 위치를 검출하고, 그에 따라 헤드부(1)를 이송시키는 이송장치(4)를 제어하는 중앙처리부로 구성함으로써 CCD 카메라를 이용하여 PCB 상의 반도체 칩을 확인하면서 프로그램된 데이터에 의해 반도체 칩에 언더필을 도팅하는 디스펜서 노즐(2)의 좌표 위치를 자동을 조정하여 이동하므로 사용자에 의한 별도의 조작 과정이 필요 없어 사용이 매우 편리할 뿐만 아니라, 오차 발생이나 오류 없이 정확한 위치에 디스펜싱이 이루어지는 효과가 있다.The present invention relates to a PC cost dispenser having a vision system, and more particularly, in a PC cost dispenser for dotting underfill to adhere a semiconductor chip onto a PCB, a head portion (1) having a nozzle for injecting an underfill is installed. It is installed on one side of the CCD camera (3) to shoot the PCB; A vision board which receives the photographed image of the PCB photographed by the CCD camera 3 and converts the converted image into a digital signal; Receives a digital signal transmitted from the vision board and compares with the pre-input PCB image to detect the position of the head portion 1, and accordingly the center for controlling the transfer device 4 for transferring the head portion 1 By using the processing unit, the CCD camera is used to check the semiconductor chip on the PCB, and the coordinate position of the dispenser nozzle 2 for dotting the underfill on the semiconductor chip is automatically adjusted and moved by the programmed data. Not only does this need to be very convenient, it also has the effect of dispensing at the correct location without error or error.

Description

Dispenser for PCB having vision system

본 고안은 비전 시스템을 구비한 피씨비용 디스펜서에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 복수의 노즐을 설치한 피씨비용 디스펜서를 사용함에 있어서 비전 시스템을 이용해 디스펜서 헤드부의 원점 좌표를 정확히 파악함으로써 위치 DATA 오류에 의한 불량을 감소시킴과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 비전 시스템을 구비한 피씨비용 디스펜서에 관한 것이다.
The present invention relates to a PC cost dispenser equipped with a vision system. More specifically, in using a PC cost dispenser having a plurality of nozzles, it is possible to accurately identify the origin coordinates of the dispenser head by using a vision system. The present invention relates to a PC cost dispenser having a vision system for reducing defects and improving productivity.

각종 전자기기가 점차 소형화되고, 그에 따른 두께도 얇아짐에 따라서 전자기기 내부에 설치되는 회로기판을 좀더 작고 얇게 만드는 기술이 개발되었으며 그러한 기술 중에서 대표적인 예가 바로 칩 스케일 패키지 형태의 플립 칩을 회로기판에 접합하는 것이었다.As various electronic devices are gradually miniaturized and the thickness thereof becomes thinner, a technology for making a circuit board installed inside the electronic device smaller and thinner has been developed. A representative example of such technologies is a chip scale package type flip chip on a circuit board. It was to join.

즉, 상기 플립 칩(flip chip)은 반도체 칩을 회로 기판에 부착시킬 때 금속 리드(와이어)와 같은 추가적인 연결 구조나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 중간 매체를 사용하지 않고 칩 아랫면의 전극 패턴을 이용해 그대로 융착시키는 방식을 적용하기 때문에 플립 칩을 선 없는(leadless) 반도체라고도 한다.In other words, the flip chip is used to attach the electrode pattern on the bottom surface of the chip without using an additional connection structure such as a metal lead (wire) or an intermediate medium such as a ball grid array (BGA) when attaching the semiconductor chip to a circuit board. Flip chips are sometimes referred to as leadless semiconductors because they are applied as they are.

따라서 패키지가 칩 크기와 같아 소형, 경량화에 유리하고, 전극 간 거리(피치)를 훨씬 미세하게 할 수 있기 때문에 전자기기의 소형화, 박형화에 유리한 것이다.
Therefore, the package is the same as the chip size, which is advantageous for miniaturization and weight reduction, and the distance (pitch) between electrodes can be made much smaller, which is advantageous for miniaturization and thinning of electronic devices.

한편, 플립칩 패키지에서 다이와 캐리어의 접합은 다이 표면에 형성된 도체 물질인 ‘범프(bump; 융기 또는 혹)’에 의해 이루어지게 되는데 다이에 범프를 형성시킨 후 범프가 형성된 면을 캐리어에 직접 접합하게 된다.Meanwhile, in the flip chip package, the die and the carrier are joined by a 'bump' which is a conductor material formed on the die surface. After the bump is formed on the die, the bumped surface is directly bonded to the carrier. do.

또한, 플립칩 접합은 일반적으로 솔더(solder)를 이용하거나 도체 성질을 가진 접착제를 사용하는 두 가지 중 한가지 방식으로 이루어지게 되는데 일반적으로는 솔더를 접합제로 사용하고 있는 실정이다.In addition, flip chip bonding is generally performed in one of two ways, using a solder or using an adhesive having a conductor property. Generally, solder is used as a bonding agent.

한편, 다이가 접합이 되면, 다이와 기판의 사이는 다이와 캐리어의 틈을 보강하기 위한 용도로 개발된 전용 에폭시(epoxy)인 언더필(underfill)을 사용하여 보강하는 디스펜싱 작업을 수행하게 된다.
On the other hand, when the die is bonded, the dispensing operation is performed between the die and the substrate by using an underfill, which is a dedicated epoxy developed for reinforcing the gap between the die and the carrier.

그런데 상기와 같이 디스펜싱 작업을 수행하기 위해서는 PCB 상에 부착되는 반도체의 정확한 위치를 판독한 후 그 위치로 노즐을 이동시켜 언더필을 도포하는 도팅(Dotting)을 수행해야 하지만, 종래에는 단순히 프로그램에 의해 가동되는 서보 시스템(SERVO SYSTEM)에 의해 미리 입력된 위치 좌표를 인식하여 헤드가 이동하기 때문에 헤드가 이동하는 과정에서 미세한 오차가 발생하는 경우가 많고, 그러한 오차가 누적되어 정확한 위치에 디스펜싱 작업이 이루어지지 못하는 불량이 빈번히 발생하는 문제점이 있었다.
By the way, in order to perform the dispensing operation as described above, dotting is required to read the exact position of the semiconductor attached to the PCB and then move the nozzle to the position to apply the underfill. Since the head moves by recognizing the position coordinates pre-input by the servo system (SERVO SYSTEM), a small error often occurs during the head movement.These errors accumulate and the dispensing operation is performed at the correct position. There was a problem that a failure that often does not occur.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 복수의 노즐을 설치한 피씨비용 디스펜서 헤드부에 CCD 카메라를 설치하여 CCD 카메라에 촬영된 PCB의 이미지를 비교 판독 함으로써 디스펜서 헤드부의 위치를 검출하여 헤드부의 이동 위치와 원점 좌표를 정확히 파악함으로써 위치 DATA 오류에 의한 불량을 감소시킴과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 비전 시스템을 구비한 피씨비용 디스펜서를 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to install a CCD camera on a PCB dispenser head having a plurality of nozzles and compare and read an image of a PCB photographed by a CCD camera. By detecting the position of the dispenser head part and accurately grasping the moving position and the origin coordinate of the head part, it is to provide a PC cost dispenser with a vision system that can reduce the defects caused by the position data error and improve productivity. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 PCB상에 반도체 칩을 접착하기 위하여 언더필을 도팅하는 피씨비용 디스펜서에 있어서,
언더필을 분사하는 노즐이 설치되는 헤드부(1)의 일측에 설치되어 PCB를 촬영하는 CCD 카메라(3)와;
CCD 카메라(3)에서 촬영된 PCB의 촬영이미지를 전달받아 디지털 신호로 변환하여 전송하는 비전보드와;
비전보드에서 전송되는 디지털 신호를 수신하여 사전 입력된 PCB 촬영이미지와 비교 판독하여 헤드부(1)의 위치를 검출하고, 그에 따라 헤드부(1)를 이송시키는 이송장치(4)를 제어하는 중앙처리부로 구성된다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a PCB cost dispenser for doping underfill to adhere the semiconductor chip on the PCB,
A CCD camera 3 installed on one side of the head 1 in which a nozzle for spraying the underfill is installed to photograph the PCB;
A vision board which receives the photographed image of the PCB photographed by the CCD camera 3 and converts the converted image into a digital signal;
Receives a digital signal transmitted from the vision board and compares with the pre-input PCB image to detect the position of the head portion 1, and accordingly the center for controlling the transfer device 4 for transferring the head portion 1 It consists of a processing unit.

본 발명은 CCD 카메라를 이용하여 PCB 상의 반도체 칩을 확인하면서 프로그램된 데이터에 의해 반도체 칩에 언더필을 도팅하는 디스펜서 노즐의 좌표 위치를 자동을 조정하여 이동하므로 사용자에 의한 별도의 조작 과정이 필요 없어 사용이 매우 편리할 뿐만 아니라, 오차 발생이나 오류 없이 정확한 위치에 디스펜싱이 이루어지는 효과가 있다.
The present invention uses a CCD camera to check the semiconductor chip on the PCB while moving the coordinate position of the dispenser nozzle for dotting the underfill on the semiconductor chip by the programmed data automatically moved so that no separate operation process is required by the user This is not only very convenient, but also has the effect of dispensing in the correct position without error or error.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성을 나타낸 디스펜서의 헤드부 예시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성을 나타낸 디스펜서의 헤드부 정면 예시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성을 나타낸 디스펜서의 헤드부 평면 예시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성을 나타낸 디스펜서 장치를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view of a head of a dispenser showing a configuration according to a preferred embodiment of the present invention
Figure 2 is a front view of the head of the dispenser showing the configuration according to a preferred embodiment of the present invention
3 is a plan view illustrating a head portion of the dispenser showing a configuration according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary view showing a dispenser device showing a configuration according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면들 중에서 동일한 구성 요소들은 가능한 어느 도면에서든지 동일한 부호를 사용하고 있음을 유의해야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 공지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였음을 미리 밝혀두는 바이다.It should be noted that the same elements in the accompanying drawings use the same reference numerals in any of the drawings possible, it is to be noted that the detailed description of known functions or known configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention has been omitted. It is.

첨부도면 도 1 내지 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명은 헤드부(1)가 설치되는 이송장치(4), 헤드부(1)의 일측에 설치되는 CCD 카메라(3), CCD 카메라(3)의 영상신호를 디지털 신호로 변환하여 전송하는 비전보드, 비전보드에서 전송되는 디지털 신호를 처리하여 이송장치(4)를 제어하는 중앙처리부로 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 4, the present invention provides a transfer device 4 in which the head part 1 is installed, a CCD camera 3 installed on one side of the head part 1, and a CCD camera 3. It consists of a vision board for converting the image signal of the digital signal to transmit, the central processing unit for controlling the transfer device 4 by processing the digital signal transmitted from the vision board.

이때, 상기 이송장치(4)는 중앙처리부와 케이블로 연결되어 있으며 X, Y, Z 축 방향 이송이 가능하도록 가이드와 구동수단의 조합으로 이루어져 중앙처리부의 의한 동작 제어가 이루어지게 된다.At this time, the transfer device 4 is connected to the central processing unit and a cable, and made of a combination of the guide and the driving means to enable the X, Y, Z axis direction transfer is controlled by the central processing unit.

한편, 첨부도면 도 4에서 도시한 바와 같이 디스펜싱 작업을 수행하기 위하여 PCB가 공급되면, 헤드부(1)의 일측에 설치되는 CCD 카메라(3)가 PCB를 촬영하여 그 촬영이미지를 비전보드로 전송하면, 비전보드는 CCD 카메라(3)에서 촬영된 PCB의 촬영이미지를 전달받아 디지털 신호로 변환하여 중앙처리부로 전송하게 된다.
중앙처리부는 비전보드에서 전송된 PCB 촬영이미지를 중앙처리부 자체에 저장되어 있는 영상처리 알고리즘을 이용하여 판독한 후 중앙처리부에 사전 저장된 PCB 촬영이미지 데이터와 비교 판독하게 된다.
그리하여 비전보드에서 공급된 촬영이미지 데이터와 사전 저장된 촬영이미지 데이터를 비교, 분석하여 CCD 카메라(3)가 설치되어 있는 헤드부(1)의 위치를 검출하게 된다.
그리하여 헤드부(1)가 정위치에 있지 않아서 위치의 보정이 필요하면 이송장치(4)를 제어하여 헤드부(1)를 정위치로 이송시킴으로써 헤드부(1)가 항상 정확한 위치에 위치할 수 있게 되며 그로 인해 헤드부(1)의 노즐(2)에 의한 언더필의 분사가 정확하게 이루어질 수 있기 때문에 정확한 디스펜싱 작업이 이루어질 수 있게 된다.
On the other hand, when the PCB is supplied in order to perform the dispensing operation as shown in Figure 4, the CCD camera (3) installed on one side of the head unit 1 photographs the PCB and the photographed image to the vision board When transmitting, the vision board receives the captured image of the PCB photographed by the CCD camera 3, converts it into a digital signal, and transmits it to the central processing unit.
The central processing unit reads the PCB photographed image transmitted from the vision board using an image processing algorithm stored in the central processing unit itself, and then compares and reads the PCB photographed image data previously stored in the central processing unit.
Thus, by comparing and analyzing the photographed image data supplied from the vision board and pre-stored photographed image data, the position of the head unit 1 on which the CCD camera 3 is installed is detected.
Thus, if the head portion 1 is not in the correct position and the position is corrected, the feed unit 4 is controlled to transfer the head portion 1 to the correct position so that the head portion 1 can always be positioned at the correct position. As a result, the dispensing of the underfill by the nozzle 2 of the head 1 can be accurately performed, so that accurate dispensing can be performed.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

1: 헤드부 2: 노즐
3: CCD 카메라 4: 이송장치
5: PCB1: head part 2: nozzle
3: CCD camera 4: transfer unit
5: PCB

Claims

In a PCB cost dispenser for doping underfill to bond a semiconductor chip on a PCB,
A CCD camera 3 installed on one side of the head 1 in which a nozzle for spraying the underfill is installed to photograph the PCB;
A vision board which receives the photographed image of the PCB photographed by the CCD camera 3 and converts the converted image into a digital signal;
Receives a digital signal transmitted from the vision board and compares with the pre-input PCB image to detect the position of the head portion 1, and accordingly the center for controlling the transfer device 4 for transferring the head portion 1 PCB dispenser with a vision system consisting of a processing unit.