KR101391200B1 - Method for Processing Semiconductor Packages - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 패키지 제조 공정 중 반도체 패키지에 조사되는 레이저 빔의 조사 위치를 정확하게 보정하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법은, 반도체 패키지들이 형성되어 있는 반도체 스트립을 레이저 빔 조사 위치로 공급하는 제1단계; 반도체 스트립의 위치를 검출하는 제2단계; 반도체 스트립의 지정된 지점에 레이저 빔을 조사하여 비아홀을 가공하는 제3단계; 상기 가공된 비아홀을 비전카메라로 촬영하는 제4단계; 상기 촬영된 이미지의 비아홀 중심과 반도체 패키지의 솔더볼 패드 중심 위치의 편차를 산출하는 제5단계; 상기 산출된 편차가 제1설정값 이상일 경우 편차만큼 레이저 빔 조사 위치를 보정하는 제6단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method for precisely correcting an irradiation position of a laser beam irradiated on a semiconductor package during a semiconductor package manufacturing process, and a method of correcting a laser beam irradiation position for processing a semiconductor package according to the present invention, A first step of supplying a semiconductor strip to a laser beam irradiation position; A second step of detecting the position of the semiconductor strip; A third step of irradiating a laser beam to a designated point of the semiconductor strip to process a via hole; A fourth step of photographing the processed via hole with a vision camera; A fifth step of calculating a deviation between a center of the via hole of the photographed image and a solder ball pad center position of the semiconductor package; And a sixth step of correcting the laser beam irradiation position by a deviation when the calculated deviation is equal to or larger than the first set value.
Description
본 발명은 반도체 패키지 제조 공정 중 반도체 패키지에 조사되는 레이저 빔의 조사 위치를 정확하게 보정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패키지 온 패키지(PoP; Package on Package) 타입 등의 반도체 패키지의 제조 과정에서 반도체 패키지에 형성되는 비아홀과 솔더볼 간의 위치 편차(offset)를 검출하고, 이 검출된 위치 정보를 기반으로 레이저 빔의 조사 위치를 보정하여 후속되는 레이저 가공시 정밀한 가공이 이루어질 수 있도록 한 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for precisely correcting an irradiation position of a laser beam irradiated on a semiconductor package during a semiconductor package manufacturing process, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor package such as a package on package (PoP) A semiconductor package processing is performed to detect a positional offset between a via hole and a solder ball formed in a semiconductor package and to correct the irradiation position of the laser beam based on the detected position information so that a precise processing can be performed in the subsequent laser processing The present invention relates to a laser beam irradiation position correcting method.
최근들어 이동통신단말기, 휴대용 인터넷 디바이스, 휴대용 멀티미디어 단말기 등 다양한 기능을 갖는 소형 멀티 애플리케이션의 개발 추세에 따라 경박단소화를 구현함과 동시에 고용량 및 고집적화를 구현할 수 있는 멀티칩 패키지(MCP; Multi Chip Package) 및 패키지온패키지(PoP; Package on Package) 기술 등 다양한 반도체 패키징 기술이 개발되고 있다. 2. Description of the Related Art [0002] In recent years, development of compact multi-applications having various functions such as mobile communication terminals, portable internet devices, portable multimedia terminals, and the like have been developed, and a multi chip package (MCP) ) And package on package (PoP) technology are being developed.
이 중 패키지온패키지(PoP) 기술은 한 개 이상의 반도체 칩을 내장한 패키지를 적층하는 기술로서, 통상적으로 하부의 반도체 패키지의 상면에 전기적 연결을 위한 복수개의 솔더볼 패드를 형성하여, 하부 반도체 패키지의 상측에 상부 반도체 패키지를 적층시킬 때 상부 반도체 패키지의 하부면에 형성된 솔더볼을 상기 하부의 반도체 패키지의 솔더볼 패드에 접합시키는 기술이다. Among these technologies, a package-on-package (PoP) technology is a technique for stacking a package containing one or more semiconductor chips. Typically, a plurality of solder ball pads for electrical connection are formed on an upper surface of a lower semiconductor package, And a solder ball formed on a lower surface of the upper semiconductor package is bonded to a solder ball pad of the lower semiconductor package when the upper semiconductor package is stacked on the upper side.
이러한 패키지온패키지 기술에 의해 2개의 반도체 패키지들을 서로 접합시킬 때 상,하부의 반도체 패키지들이 워페이지(warpage) 변형 등이 발생할 경우에는 상,하부 반도체 패키지들의 솔더볼 패드와 솔더볼 간의 접합이 정확하게 이루어지지 않아 불량이 발생할 가능성이 높다.When the two semiconductor packages are bonded to each other by the package-on-package technology, when the upper and lower semiconductor packages undergo warpage or the like, the bonding between the solder ball pads and the solder balls of the upper and lower semiconductor packages There is a high possibility that defects will occur.
이에 현재에는 하부의 반도체 패키지를 제조할 때 몰딩 공정에서 솔더볼 패드가 형성되어 있는 부분까지 모두 몰딩을 하여 워페이지를 최소화한 다음, 레이저 조사장치를 이용하여 반도체 패키지의 몰드부의 각 솔더볼 패드 부분에 비아홀(via hole)을 가공하여 솔더볼 패드를 외부로 노출시킨 후, 상부 반도체 패키지를 적층시킬 때 상기 비아홀을 통해 상부 반도체 패키지의 솔더볼과 하부 반도체 패키지의 솔더볼 패드를 상호 접속시키고 있다. At the present time, when manufacturing the lower semiconductor package, all the parts from the molding process to the portion where the solder ball pads are formed are molded to minimize the warpage, and then the solder ball pad portions of the mold part of the semiconductor package, a via hole is formed to expose the solder ball pad to the outside, and the solder ball of the upper semiconductor package and the solder ball pad of the lower semiconductor package are interconnected through the via hole when the upper semiconductor package is stacked.
그런데, 상기와 같은 패키지온패키지(PoP) 타입의 반도체 패키지 제조시 레이저 조사장치를 장시간 사용하게 되면 미러의 변형이 발생하여 레이저 빔의 조사 위치가 미세하게 틀어지게 되고, 이에 따라 레이저 빔이 정확한 위치에 조사되지 못하여 비아홀이 정확한 위치에 형성되지 않는 경우가 발생하게 된다. 물론, 레이저 빔 조사 위치가 틀어지는 요인은 레이저 조사장치의 장시간 사용에 따른 미러의 변형 요인 외에도 진동이나 누적 공차 등 다양한 요인이 될 수 있을 것이다. However, when the laser irradiation apparatus is used for a long time in manufacturing a semiconductor package of a package-on-package (PoP) type as described above, the mirror is deformed and the irradiated position of the laser beam is finely twisted, The via hole may not be formed at the correct position. Of course, factors causing the laser beam irradiation position to be changed may be various factors such as vibration and cumulative tolerance in addition to the deformation factors of the mirror due to the long-time use of the laser irradiation apparatus.
이와 같이 여러가지 요인에 의해 레이저 빔 조사 위치에 변화가 발생하여 비아홀이 정확한 위치에 가공되지 않으면, 상,하부 패키지들을 서로 접합시킬 때 하부 반도체 패키지의 솔더볼 패드가 상부 반도체 패키지의 솔더볼과 정확하게 접속되지 않는 경우가 발생하여 불량이 발생한다. When the via hole is not formed at the correct position due to various factors, the solder ball pads of the lower semiconductor package are not accurately connected to the solder balls of the upper semiconductor package when the upper and lower packages are bonded to each other A failure occurs.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 패키지에 레이저 빔을 조사하여 비아홀을 가공하는 공정 수행 중 반도체 패키지에 형성되는 비아홀과 솔더볼 간의 위치 편차(offset)를 검출하고, 이 검출된 위치 정보를 기반으로 레이저 빔의 조사 위치를 보정하여 후속되는 레이저 가공시 정밀한 가공이 이루어질 수 있도록 함으로써 불량 발생을 최소화할 수 있는 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor package which detects a positional offset between a via hole and a solder ball formed in a semiconductor package during a process of irradiating a laser beam to a semiconductor package, And correcting the irradiation position of the laser beam on the basis of the detected position information so as to allow accurate machining to be performed in the subsequent laser machining, thereby minimizing the occurrence of defects, thereby providing a laser beam irradiation position correcting method for semiconductor package processing have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 패키지들이 형성되어 있는 반도체 스트립을 레이저 빔 조사 위치로 공급하는 제1단계; 반도체 스트립의 위치를 검출하는 제2단계; 반도체 스트립의 지정된 지점에 레이저 빔을 조사하여 비아홀을 가공하는 제3단계; 상기 가공된 비아홀을 비전카메라로 촬영하는 제4단계; 상기 촬영된 이미지의 비아홀 중심과 반도체 패키지의 솔더볼 패드 중심 위치의 편차를 산출하는 제5단계; 상기 산출된 편차가 제1설정값 이상일 경우 편차만큼 레이저 빔 조사 위치를 보정하는 제6단계를 포함하여 구성된 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: a first step of supplying a semiconductor strip having semiconductor packages formed thereon to a laser beam irradiation position; A second step of detecting the position of the semiconductor strip; A third step of irradiating a laser beam to a designated point of the semiconductor strip to process a via hole; A fourth step of photographing the processed via hole with a vision camera; A fifth step of calculating a deviation between a center of the via hole of the photographed image and a solder ball pad center position of the semiconductor package; And a sixth step of correcting the laser beam irradiation position by a deviation when the calculated deviation is equal to or larger than the first set value.
이와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 스트립에 대한 레이저 가공을 수행한 후 또는 레이저 가공 수행 도중 비전카메라로 가공 부위를 촬영하고, 촬영된 이미지로부터 비아홀과 솔더볼 패드의 중심 간의 편차를 산출하여 레이저 빔의 위치를 보정할 수 있다. 따라서, 반도체 스트립의 레이저 가공 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, a processing region is photographed by a vision camera after laser processing is performed on a semiconductor strip or during laser processing, and the deviation between the center of the via hole and the solder ball pad is calculated from the photographed image, Can be corrected. Therefore, there is an advantage that the laser processing accuracy of the semiconductor strip can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법의 일 실시예를 순차적으로 설명하는 순서도
도 2는 본 발명에 따른 레이저 빔 조사 위치 보정방법을 설명하기 위하여 반도체 스트립에 비아홀이 가공되고 비전 검사되는 상태를 나타낸 요부 단면도
도 3은 반도체 스트립에 비아홀이 가공된 상태의 일례를 나타낸 평면도1 is a flowchart sequentially illustrating an embodiment of a laser beam irradiation position correcting method for processing a semiconductor package according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a via hole is processed and a vision inspection is performed on a semiconductor strip in order to explain a laser beam irradiation position correcting method according to the present invention.
3 is a plan view showing an example of a state in which a via hole is formed in a semiconductor strip
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a laser beam irradiation position correction method for processing a semiconductor package according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이고, 도 2와 도 3은 각각 반도체 패키지에 레이저 빔을 조사하여 비아홀을 형성하는 공정을 나타낸 평면도 및 요부 단면도이다.FIG. 1 is a flow chart for explaining an embodiment of a laser beam irradiation position correcting method for semiconductor package fabrication according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a process of forming a via hole by irradiating a laser beam to a semiconductor package, respectively A plan view and a main part sectional view.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 패키지 가공을 위한 레이저 빔 조사 위치 보정방법은 반도체 패키지들이 형성되어 있는 반도체 스트립(10)(도 2 및 도 3 참조)을 레이저 조사장치(20)(도 2 및 도 3참조)의 하측으로 공급하는 단계와, 레이저 조사장치(20)의 일측에 설치된 제1비전카메라(30)(도 2 및 도 3참조)를 이용하여 반도체 스트립의 위치를 검출하는 단계(S1)와, 반도체 스트립(10)의 지정된 지점에 레이저 빔을 조사하여 비아홀(13)을 가공하는 단계(S2)와, 상기 반도체 스트립(10) 상에 가공된 비아홀(13)을 제2비전카메라(40)(도 2참조)로 촬영하는 단계(S3), 상기 제2비전카메라(40)에 의해 촬영된 이미지의 비아홀(13) 중심과 반도체 패키지의 솔더볼 패드(12) 중심 위치의 편차(offset)를 산출하는 단계(S4), 상기 산출된 편차가 설정 범위 이내일 경우 편차만큼 레이저 빔 조사 위치를 보정하는 단계(S5-1)로 구성된다. Referring to FIG. 1, a laser beam irradiation position correcting method for processing a semiconductor package according to the present invention is a method for irradiating a laser beam onto a semiconductor strip 10 (see FIGS. 2 and 3) (See FIGS. 2 and 3), and a step of detecting the position of the semiconductor strip by using the first vision camera 30 (see FIGS. 2 and 3) installed on one side of the laser irradiation apparatus 20 (S2) of irradiating a laser beam to a designated point of the semiconductor strip (10) to process a via hole (13); and forming a via hole (13) processed on the
각 단계 별로 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Each step will be described in more detail as follows.
도 2와 도 3에 도시된 것과 같이 가공 대상 반도체 스트립(10)이 반송테이블(50) 상에 안착되어 레이저 조사장치(20)의 하측으로 공급된다. 참고로, 상기 반도체 스트립(10)은 복수개의 반도체 패키지들이 비절단 상태로 m×n 매트릭스 배열 구조로 형성된 것을 말한다. The
상기와 같이 반도체 스트립(10)이 레이저 조사장치(20)의 하측에 위치되면, 레이저 조사장치(20)의 일측에 구비된 제1비전카메라(30)가 반도체 스트립(10)에 표시되어 있는 마크(M)를 촬영한다. When the
그리고, 레이저 조사장치(20)의 콘트롤러(미도시)는 상기 제1비전카메라(30)에 의해 촬영된 반도체 스트립(10)의 마크(M)의 위치를 검출하고, 이 마크(M)의 위치를 기준으로 반도체 스트립(10) 상의 레이저 빔 조사 지점들을 산출한다(단계 S1). 즉, 반도체 스트립(10)의 몰드부(11) 내에 숨어있는 솔더볼 패드(12)의 위치를 산출한다. A controller (not shown) of the
이후, 레이저 조사장치(20)는 상기 산출된 반도체 스트립(10) 상의 레이저 빔 조사 지점에 순차적으로 레이저 빔을 조사하여 비아홀(13)을 가공한다(단계 S2). Thereafter, the
반송테이블(50)이 일측 방향으로 일정 피치씩 이동하면서 레이저 조사장치(20)에 의해 반도체 스트립(10) 상의 모든 설정 지점에 비아홀(13)이 가공되면, 반송테이블(50)이 제2비전카메라(40)의 하측으로 이동한다. When the
상기 제2비전카메라(40)는 반도체 스트립(10)을 촬영하여 비아홀(13)과 솔더볼 패드(12)의 이미지를 획득한다(단계 S3). 이 때, 상기 제2비전카메라(40)가 촬영하기 전에 비아홀(13)에 뭍은 이물질 등의 영향을 최소화하기 위하여 반도체 스트립(10)을 세척하는 클리닝 공정을 수행하는 것이 바람직하다. The
이어서, 상기 레이저 조사장치(20)의 콘트롤러(미도시)는 상기 제2비전카메라(40)에 의해 획득된 비아홀(13)과 솔더볼 패드(12)의 이미지에서 비아홀(13)의 중심점과 솔더볼 패드(12)의 중심점 위치를 구하고, 두 중심점 간의 편차(O)를 산출한다(단계 S4).A controller (not shown) of the
이 때, 산출된 편차(O)가 설정 범위의 최소값보다 작을 경우에는 비아홀(13)과 솔더볼 패드(12) 간의 중심 위치가 대체로 일치하는 것으로 판정하여 레이저 빔 조사 위치의 보정을 수행하지 않고, 바로 후속 반도체 스트립(10)에 대한 레이저 가공을 진행한다. At this time, when the calculated deviation O is smaller than the minimum value of the set range, it is determined that the center positions between the
그러나, 상기 산출된 편차(O)가 설정 범위의 최소값(제1설정값)과 최대값(제2설정값) 이내일 경우에는 편차(O) 만큼 레이저 빔 조사위치를 보정한 다음, 후속 반도체 스트립(10)에 대한 레이저 가공을 진행한다(단계 S5-1). However, when the calculated deviation O is within the minimum value (first set value) and the maximum value (second set value) of the set range, the laser beam irradiation position is corrected by the deviation O, (Step S5-1).
또한, 상기 산출된 편차(O)가 설정 범위의 최대값을 벗어나는 경우에는 레이저 빔 조사 위치의 보정으로는 비아홀(13)과 솔더볼 패드(12) 간의 중심 위치를 맞추기가 불가능하거나 다른 문제가 발생한 것일 수 있으므로 불량으로 판정한 다음, 작업자가 필요한 조치를 취하도록 한다(단계 S5-2). When the calculated deviation O deviates from the maximum value of the set range, it is impossible to match the center position between the
이와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 반도체 스트립(10)에 대한 레이저 가공을 수행한 후 제2비전카메라(40)로 가공 상태를 촬영하고, 촬영된 이미지로부터 비아홀(13)과 솔더볼 패드(12)의 중심 간의 편차(O)를 산출하여 레이저 빔의 위치를 보정할 수 있다. 따라서, 후속하는 반도체 스트립(10)의 레이저 가공 정확도를 크게 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the laser processing is performed on one
한편, 전술한 실시예에서는 하나의 반도체 스트립(10)에 대한 레이저 가공이 종료된 후 보정 작업을 수행하였으나, 이와 다르게 반도체 스트립(10)을 가공하는 도중 레이저 조사장치의 일측에 설치된 제1비전카메라(30)로 1열 또는 복수열의 비아홀(13) 및 솔더볼 패드(12) 이미지를 획득하여 하나의 반도체 스트립(10)에 대한 레이저 가공 과정에서 바로 레이저 빔 조사 위치를 보정하여 정확한 레이저 가공 작업을 수행할 수도 있을 것이다. Meanwhile, in the above-described embodiment, the correction operation is performed after the laser processing of one
10 : 반도체 스트립 11 : 몰드부
12 : 솔더볼 패드 13 : 비아홀
20 : 레이저 조사장치 30 : 제1비전카메라
40 : 제2비전카메라 50 : 반송테이블
M : 마크 O : 편차10: semiconductor strip 11: mold part
12: solder ball pad 13: via hole
20: laser irradiation device 30: first vision camera
40: second vision camera 50: conveyance table
M: Mark O: Deviation
Claims (1)
복수개의 반도체 패키지들이 비절단 상태로 m x n 매트릭스 배열 구조로 형성된 반도체 스트립을 레이저 빔 조사장치의 하측에 공급하는 단계;
상기 레이저 빔 조사장치의 일측에 구비된 비전카메라로 상기 반도체 스트립의 일 측에 형성된 마크를 촬영하는 단계;
상기 비전카메라에 의해 촬영된 반도체 스트립의 마크를 검출하는 단계;
상기 검출된 마크 위치를 기준으로 반도체 스트립 상의 레이저 빔 조사 지점을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 반도체 스트립 상의 레이저 빔 조사 지점에 순차적으로 레이저 빔을 조사하여 비아홀을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 가공 방법.
A semiconductor package processing method for processing a solder ball pad by exposing a solder ball pad to a via hole in a solder ball pad portion of a mold portion of the semiconductor package using a laser beam irradiating apparatus,
Supplying a semiconductor strip formed on the lower side of the laser beam irradiating apparatus, the semiconductor strips having a plurality of semiconductor packages formed in an mxn matrix array structure in an uncut state;
Photographing a mark formed on one side of the semiconductor strip with a vision camera provided on one side of the laser beam irradiating device;
Detecting a mark of a semiconductor strip photographed by the vision camera;
Calculating a laser beam irradiation point on the semiconductor strip based on the detected mark position; And
And processing the via hole by sequentially irradiating a laser beam onto the calculated laser beam irradiation point on the semiconductor strip.
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