KR101640533B1 - 반도체칩 픽업 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 등이 장착된 워킹 테이블을 이송하며 UV 테이프에 부착된 개별 반도체칩을 진공 모드의 변환이 신속한 이젝터에 의하여 순차적으로 분리하여 픽커로 픽업할 수 있는 반도체칩 픽업 시스템에 관한 것으로서, 워킹 테이블의 이송시 이젝터 내부 공간을 이원화하여 이젝터 내부의 진공 해제 영역을 제1 영역과 제2 영역으로 구획하였다. 이 중에서 제2 영역은 지속적으로 진공상태를 형성해주고, 제1 영역의 진공 상태만 선택적으로 진공 형성 및 해제를 할 수 있으므로, 전체적으로 진공을 소요하고 해제하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 기술을 제공한다.

Description

반도체칩 픽업 시스템{Semiconductor Chip Pick-Up System}

본 발명은 반도체칩 픽업 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 웨이퍼 등이 장착된 워킹 테이블을 이송하며 UV 테이프에 부착된 개별 반도체칩을 진공 모드의 변환이 신속한 이젝터에 의하여 순차적으로 분리하여 픽커로 픽업할 수 있는 반도체칩 픽업 시스템에 관한 것이다.

플립칩 본딩장치, 픽 앤 플레이스먼트 장치 또는 다이싱 장치 등은 워킹 테이블에서 UV 테이프에 부착된 상태의 웨이퍼로부터 후속공정을 위하여 순차적으로 반도체칩을 픽커에 의하여 픽업하여 이송하는 작업이 수행되는 반도체칩 픽업 시스템의 일종이다.

반도체칩 픽업 시스템의 예로서 플립칩 본딩장치는 UV 테이프에서 반도체칩을 분리하는 반도체칩 분리 작업은 이젝터에 의하여 수행되고, 이젝터에 의하여 분리된 반도체칩을 플립오버 픽커가 픽업하여 반도체칩을 상하 반전 시킨 뒤 본딩 픽커에 전달하는 방법으로 반도체칩의 픽업 공정이 수행될 수 있다.

구체적으로, 반도체칩 픽업 시스템의 예로서 플립칩 본딩장치는 반도체 웨이퍼로부터 분리될 반도체칩을 이젝터 상부에 위치하도록 워킹 테이블을 이동시키고, 이젝터가 UV 테이프 등이 부착된 웨이퍼의 하면를 진공 흡착한 후 이젝팅핀으로 가격하는 방법으로 반도체칩을 UV 테이프로부터 분리한 후 플립오버 픽커가 분리된 반도체칩을 픽업한 후 이를 본딩 픽커로 전달하여 후속 공정을 수행할 수 있다.

이와 같은 방법으로 순차적으로 반도체칩을 분리하여 픽업하기 위해서는 이젝터는 진공 상태를 해제하면, 분리될 반도체칩이 테이프에 부착된 웨이퍼 등이 거치된 워킹 테이블은 고정된 위치의 이젝터 상부에 새로운 분리대상 반도체칩이 위치될 수 있도록 이송된다. 워킹 테이블의 이송 과정에서 워킹 테이블의 이송에 방해가 되지 않도록 상기 이젝터의 진공 흡착 상태는 해제되어야 하고 반도체칩을 분리 과정에서는 진공 상태가 다시 형성하는 과정이 반복된다.

이 경우, 이젝터는 이젝터에 설치된 하나의 공압 라인을 통해 음압을 인가하여 진공상태를 형성하거나 음압을 해제하여 진공상태를 해제하는 과정이 반복됨을 의미한다.

이와 같이, 반도체칩 픽업 시스템은 순차적인 반도체칩의 분리 또는 픽업작업을 위하여 진공 상태를 형성하는 과정과 해제하는 과정이 반복되고 상기 공압 라인 전체에 진공압을 형성하거나 해제하여야 하지만 공압라인의 유로가 길어 진공상태를 형성하고 해제하는데 많은 시간이 소요되면 전체 공정의 소요 시간이 길어지는 문제가 있다.

본 발명은 웨이퍼 등이 장착된 워킹 테이블을 이송하며 UV 테이프에 부착된 개별 반도체칩을 진공 모드의 변환이 신속한 이젝터에 의하여 순차적으로 분리하여 픽커로 픽업할 수 있는 반도체칩 픽업 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 개별화된 반도체칩을 픽업하는 적어도 하나의 픽커, 하면에 테이프가 부착된 복수 개의 반도체칩을 상기 픽커의 픽업위치로 이송하는 워킹 테이블, 상기 워킹 테이블 하부에 구비되며, 상기 픽커의 픽업 위치에서 상기 테이프에 부착된 반도체칩의 하부를 가격함과 동시에 가격 부위 근방의 테이프를 흡착하여 반도체칩을 테이프와 분리하기 위한 이젝터를 포함하며, 상기 이젝터는 상기 테이프의 하방에서 반도체 칩의 하부를 가격하기 위해 승강 가능하게 내장되는 이젝팅핀, 상기 이젝팅핀의 하부에 장착되어 상기 이젝팅핀과 함께 승강가능하게 구비되는 헤드부, 상기 이젝팅핀이 돌출 가능한 핀홀과, 상기 핀홀의 둘레에 상기 테이프에 음압을 인가하기 위한 하나 이상의 흡착홀을 구비하며 상기 테이프 하면에 밀착되는 이젝터 컵, 상기 이젝팅핀과 헤드부를 내부에 수용한 상태로, 상기 이젝터 컵과 결합되는 베이스부재를 포함하며, 상기 베이스부재의 내측에는 상기 헤드부를 기준으로 헤드부 상부의 제1 영역과 헤드부 하부의 제2 영역이 구획되도록 단턱이 구비되며, 상기 베이스부재의 내부 공압라인은 상기 이젝팅핀과 상기 헤드부의 상승시 제1 영역과 제2 영역이 연통되고, 상기 헤드부가 하강하여 단턱과 접촉시에는 제1 영역과 제2 영역의 연통 상태가 차단되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템을 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 베이스부재의 단턱 상부에 설치되되, 상기 이젝팅핀의 승하강에 따라 베이스부재 내측의 공압라인을 제1 영역과 제2 영역으로 분리하기 위하여 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에 구비되는 실링부재를 더 포함하며,

상기 베이스부재의 단턱에 상기 헤드부의 저면 테두리가 접촉시 상기 공압라인의 제1 영역 및 제2 영역의 연통상태가 차단될 수 있다.

또한, 상기 이젝팅핀과 헤드부를 상승시키기 위한 승강 구동부를 더 포함하며, 상기 제1 영역은 상기 헤드부가 승강 가능한 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 헤드부보다 작은 폭을 가지며 상기 제1 영역과 연통되어 상기 승강 구동부가 수용되는 영역일 수 있다.

그리고, 상기 이젝터의 이젝팅핀은 상기 헤드부가 상기 제1 영역 상부에 위치한 경우 상기 이젝터컵의 상면으로 돌출되며, 상기 헤드부가 상기 제1 영역의 하부에 위치한 경우 상기 이젝터컵의 내측에 수용될 수 있다.

여기서, 상기 베이스부재에는 상기 제1 영역의 진공상태를 해제하기 위하여 제1 영역과 상기 베이스부재를 연통하기 위한 대기 공급유로가 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 반도체칩 픽업시스템은 제2 영역은 진공상태가 형성된 상태에서, 선택적으로 제1 영역의 진공상태만 해제될 수 있다.

또한, 상기 픽커에 의하여 픽업 대상 반도체칩의 픽업이 완료되면 다음 반도체 칩의 작업을 위하여 상기 워킹테이블을 상기 이젝터 상부로 이송하며, 상기 이젝터컵의 흡착홀에 음압을 인가하여 상기 테이프를 흡착하고, 이젝터 상부에서 비전카메라로 픽업될 반도체 칩의 픽업 위치를 검사한 후에, 이젝팅핀이 테이프에 부착된 반도체 칩의 하부를 가격한 후, 이젝팅핀이 하강하면 상기 대기 공급 유로를 통해 대기를 공급하여 제1 영역의 진공상태를 해제하여 흡착홀에 의한 테이프의 흡착을 해제할 수 있다.

그리고, 상기 대기 공급유로는 대기 공급의 ON/OFF를 조절하기 위한 솔레노이드 벨브를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 승강 구동부는 피스톤부재이며, 상기 피스톤부재의 베이스부에 상기 공압라인에 진공압을 인가하기 위하여 진공펌프와 연결되는 버큠홀을 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 이젝터는 상기 피스톤 부재를 승강 구동하고, 상기 버큠홀에 인가되는 공압을 제어하는 이젝터 구동부 상부에 장착되는 이젝터 마운터 및 상기 이젝터 마운터에 착탈 가능하게 장착 가능한 이젝터 유닛으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 워킹 테이블은 X축 방향 및 Y축 방향으로 독립 구동 가능하며, 상기 픽커는 상기 이젝터에 의하여 분리된 반도체칩을 Z축 방향으로 픽업할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 X축 방향 및 Y축 방향으로 독립 이송이 가능한 워킹 테이블 상에 거치된 테이프에 부착된 반도체칩을 분리하여 픽업하는 반도체칩 픽업 시스템에 있어서, 워킹 테이블 상의 반도체칩의 위치를 검출하기 위해 상부에 고정된 제1 비전카메라, Z축 방향으로 반도체칩을 픽업하기 위하여 상기 워킹 테이블 상부에 구비되는 적어도 하나의 픽커, 상기 워킹 테이블 하부에 구비되어 분리대상 반도체칩의 하부를 이젝팅핀으로 가격함과 동시에 가격 부위 주변의 테이프를 진공압에 의해 흡착 고정하는 이젝터를 포함하고, 상기 분리대상 반도체칩의 분리 작업 및 픽업 작업이 완료되면 상기 이젝팅핀이 하강하고 상기 이젝터 내부의 진공 상태는 상기 테이프와 접촉되는 일부 영역만 해제된 상태에서 상기 워킹 테이블이 이송되어 새로운 분리대상 반도체칩이 상기 픽커의 픽업위치로 이송되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템을 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 이젝팅핀이 하강하면 상기 이젝터 내부의 공간은 이젝터 내부에 구비된 실링부재를 경계로 2개의 영역으로 분리되고, 분리된 2개의 영역 중 하나의 영역에 대기가 공급되는 방법으로 진공 상태가 해제될 수 있다.

또한, 진공 상태가 해제된 상기 일부 영역은 상기 이젝팅핀이 이젝터 내부에서 상승 구동됨과 동시에 진공화될 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 워킹 테이블 상에 개별화된 복수 개의 반도체 칩의 하면이 테이프에 부착된 상태로 워킹 테이블을 이젝터의 상부로 이송하는 1단계, 상기 이젝터 주변에 형성된 흡착홀에 음압을 인가하여 상기 반도체 칩의 하면에 부착된 테이프를 흡착하는 2단계, 상기 이젝터의 상부에 구비된 비전카메라로 픽업될 반도체 칩의 픽업 위치를 검사하는 3단계, 상기 이젝터가 상기 반도체 칩의 하부에 부착된 테이프를 가격하면서 대기중인 픽커가 상기 반도체 칩을 픽업하는 4단계, 상기 흡착홀에 인가된 진공상태를 해제하되, 이젝팅핀이 상면에 장착되는 헤드부와 상기 헤드부보다 폭이 작고 헤드부 하부에 장착된 구동부에 의해 상기 헤드부가 승강가능한 제1 영역과, 상기 제1 영역과 연통되어 있으며 상기 이젝팅핀과 상기 헤드부를 상승시키기 위한 구동부가 수용된 제2 영역 중에서 제1 영역의 진공상태를 해제하는 5단계 및 상기 진공상태를 해제한 이후에는 다음 반도체 칩의 작업을 위해 상기 워킹 테이블을 이동시키고 상기 2-5 단계를 반복하는 6단계로 구성되는 반도체칩 픽업 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템에 의하면, 웨이퍼 등이 장착된 워킹 테이블을 이송하며 UV 테이프에 부착된 개별 반도체칩을 진공 모드의 변환이 신속한 이젝터에 의하여 순차적으로 분리하여 픽업할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템에 의하면, 워킹 테이블의 이송시 이젝터 내부 공간을 이원화하여 이젝터 내부의 진공 해제 영역을 제1 영역과 제2 영역으로 구획하였다. 이 중에서 제2 영역은 지속적으로 진공상태를 형성해주고, 제1 영역의 진공 상태만 선택적으로 진공 형성 및 해제를 할 수 있으므로, 전체적으로 진공을 소요하고 해제하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템에 의하면, 이젝터의 진공 형성 및 해제 소요 시간을 크게 단축되고 전체적인 UPH를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템의 하나의 예의 순차적인 작동 상태를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템을 구성하는 워킹 테이블과 이젝터의 확대 단면도를 도시하며, 도 8은 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템을 구성하는 이젝터가 반도체칩을 분리하는 상태의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템을 구성하는 이젝터의 조립 구조를 도시한다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 이젝터를 구성하는 이젝터 유닛의 다양한 실시예들을 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)의 하나의 예의 순차적인 작동 상태를 도시한다.

구체적으로, 도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템은 플립칩 본딩을 위한 시스템으로서, 웨이퍼에 구비된 복수 개의 반도체칩(p)을 플립오버 픽커 및 이젝터(400)로 분리하여 플립오버 픽커를 상하 반전시킨 후 본딩픽커로 전달하는 구조를 갖는다.

그러나 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)은 플립칩 본딩을 위한 시스템 이외에도 픽-앤-플레이스먼트 장치 또는 다이싱 장치 등과 같이 픽커, 이젝터(400) 및 이송 가능한 워킹 테이블(300)이 구비되는 시스템이라면 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

웨이퍼의 다이싱 공정 등에서 다이싱 공정에서 정확성을 향상시키고 분리된 반도체칩들의 위치를 고정하기 위하여 웨이퍼의 하면에 테이프를 부착할 수 있다.

개별화된 반도체칩들의 위치가 정확히 제위치를 유지해야 후속 픽업 공정 및 본딩 공정 등의 정확성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

테이프에 부착된 상태의 반도체칩(p)을 순차적으로 도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템에 의하여 분리하여 픽업하기 위하여, 반도체칩 픽업 시스템을 구성하는 워킹 테이블(300)의 하부에서 이젝터(400)의 이젝팅핀(431)으로 픽업 대상 반도체칩(p)을 가격하고 반도체칩의 상면을 픽커로 픽업하여 반도체칩(p)을 분리하는 방식으로 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템은 하나의 이젝터(400) 및 2개의 픽커(플립오버 픽커)가 구비된다. 2개의 플립오버 픽커(200a, 200b)는 교번하여 반도체칩(p)을 픽업하고 이젝터(400)는 2개의 플립오버 픽커(200a, 200b)가 반도체칩(p)을 픽업할 수 있도록 이젝팅 작업을 반복한다.

상기 플립오버 픽커(200a, 200b)는 반도체칩을 흡착하여 픽업하고, 전술한 바와 같이, 웨이퍼를 개별화하는 공정은 웨이퍼를 테이프(t)에 부착된 상태로 수행될 수 있으므로, 상기 이젝터(400)는 플립오버 픽커(200a, 200b)가 용이하게 픽업 대상 반도체칩(p)을 흡착하여 픽업할 수 있도록 테이프와 반도체칩(p)을 분리하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 이젝터(400)는 테이프가 부착된 반도체칩의 하면을 이젝팅핀(431)으로 가격하여 반도체칩(p)이 테이프(t)로부터 용이하게 분리되도록 하지만, 픽업 대상 반도체칩(p)의 하면 전체에 부착된 테이프(t)는 신축성이 있어 반도체칩(p)의 중심 부위를 가격하여도 전체적으로 들뜸 현상이 발생될 수 있다.

즉, 반도체칩(p)을 테이프(t)에서 분리하기 위하여 워킹 테이블(300)의 하부에서 테이프에 부착된 반도체칩(p)의 하부를 이젝팅핀(431)으로 가격하여도, 테이프(t)가 함께 밀려 올라가면 반도체칩(p)의 분리가 쉽지 않다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 이젝터(400)는 이젝팅핀(431)의 가격에 의하여 반도체칩이 용이하게 분리될 수 있도록 가격 부위 주변이 함께 밀려 올라가지 않도록 가격 부위를 하방으로 흡착하여 고정되도록 구성된다. 따라서, 이젝팅핀(431)이 돌출되어 반도체칩의 하부를 가격하기 전에 가격 부위 근방을 흡착하고, 흡착된 상태에서 이젝팅핀(431)을 돌출시켜 반도체칩(p)을 테이프(t)로부터 분리함과 동시에 상기 플립오버 픽커(200a, 200b)로 반도체칩(p)을 픽업한다.

이와 같은 방법으로 픽업 대상 반도체칩(p)이 픽업되면, 상기 이젝터(400)는 테이프의 흡착 상태를 해제하고 상기 워킹 테이블(300)이 이송되어 새로운 픽업 대상 반도체칩(p)을 픽업 위치로 이송하며, 상기 플립오버 픽커(200a, 200b) 및 상기 이젝터(400)는 반도체칩 픽업 과정 및 분리 과정을 반복할 수 있다.

따라서, 상기 이젝터(400)는 순차적으로 반도체칩(p)을 픽업하는 과정에서 상기 테이프를 흡착하기 위해 이젝터(400) 내부에 진공 상태를 형성하여 테이프에 음압을 인가한다. 이후 픽업할 반도체칩의 위치를 검사한 후, 이젝팅핀이 테이프에 부착된 반도체칩의 하면을 타격하여 테이프로부터 반도체 칩을 분리시키면서 픽커에 반도체 칩을 전달한다. 이후 진공 상태를 해제하여, 새로운 반도체칩의 작업을 위하여 워킹 테이블(300)을 이송시킨다. 워킹 테이블(300)에 의하여 이송되면 진공상태 형성, 이젝팅할 반도체칩의 검사 및 이젝팅, 진공상태 해제를 반복한다. 이와 같이 진공 상태의 형성과 해제를 반복하는 과정은 이젝터(400) 내부에 형성된 공압라인의 진공 상태를 형성하는 과정과 진공 상태를 해제하여 대기압 상태로 만드는 과정을 의미하며, 진공 상태의 형성 과정은 진공 상태를 해제하기 위하여 음압을 해제하는 과정보다 긴 시간이 소요된다.

즉, 진공 상태를 형성하기 위하여 펌프에 의하여 진공 상태를 형성하는 과정은 공압라인 전체의 진공화를 의미하는 것이기 때문이다.

본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)은 연속적인 반도체칩의 픽업 작업에 있어서, 이젝터(400)의 테이프 신속한 흡착 공정과 흡착 해제 공정을 가능하게 하는 새로운 구조를 채용하였다. 이에 대해서는 자세하게 후술하기로 한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템은 테이프가 하면에 부착된 다이싱된 웨이퍼가 워킹 테이블(300)에 거치되고, 워킹 테이블(300)은 분리대상 반도체칩이 픽커의 픽업 위치(또는 이젝터(400)의 반도체칩 분리 위치)로 이송될 수 있도록 이송된다.

복수 개의 반도체칩(p)이 복수 행과 열로 배치된 웨이퍼의 상부에는 웨이퍼 비전이 구비되어 있는데 상기 웨이퍼의 비전으로 픽업될 웨이퍼의 위치를 확인한다. 이후, 웨이퍼로부터 개별화된 반도체칩(p)을 순차적으로 픽업하여 후속 공정을 수행한다. 이를 위해 워킹 테이블(300)은 반도체칩의 픽업 위치(분리 위치)로 픽업 대상 반도체칩이 위치되도록 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송이 가능하게 구성될 수 있다.

따라서, 상기 워킹 테이블(300)은 웨이퍼의 X-Y 평면 상의 임의의 위치에 존재하는 반도체칩(p)을 픽업 위치로 이송할 수 있다.

상기 픽업 위치는 픽커가 반도체칩(p)을 픽업함과 동시에 워킹 테이블(300)의 하부에 배치된 이젝터(400)에 의한 가격 위치이기도 하다.

즉, 도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템은 픽커 및 이젝터(400)의 위치를 고정시키고, 픽업 대상 반도체칩이 순차적으로 픽커 및 이젝터(400)의 픽업 위치 및 가격 위치로 이송되도록 웨이퍼가 거치된 워킹 테이블(300)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시켜 웨이퍼의 임의의 위치에 존재하는 반도체칩(p)을 픽커(200a, 200b)의 픽업 위치로 이송하는 방법을 사용한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템은 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송이 가능한 워킹 테이블(300) 하부에 하나의 이젝터(400)가 구비되고, 상기 워킹 테이블(300)의 상부에 교번하여 상기 이젝터(400)가 분리한 반도체칩(p)을 픽업하여 상하 반전시키는 한 쌍의 제1 플립오버 픽커(200a) 및 제2 플립오버 픽커(200b) 그리고 상기 제1 플립오버 픽커(200a) 및 상기 제2 플립오버 픽커(200b) 상부에는 상기 제1 플립오버 픽커(200a) 및 상기 제2 플립오버 픽커(200b)에 의하여 픽업되어 상하 반전된 반도체칩(p)을 픽업하여 후속 본딩 공정을 수행하기 위한 제1 본딩 픽커(100a) 및 제2 본딩 픽커(100b)가 구비된다. 그리고, 한 쌍의 상기 제1 플립오버 픽커(200a) 및 제2 플립오버 픽커(200b) 사이에 비전카메라(또는 비전유닛, 도면부호 미도시)가 구비되어, 어느 하나의 반도체칩의 픽업이 완료되어 워킹 테이블이 이송된 후 이젝터 상부로 이송된 새로운 픽업 대상 반도치칩의 위치를 검사하도록 구성될 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같이, 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예는 반도체칩 픽업 시스템으로 플립칩 본딩 장치가 예로 도시되었으나, 픽 앤 플레이스먼트 장치 또는 다이싱 장치 등 테이프에 부착된 개별화된 반도체 자재를 테이프로부터 분리하는 이젝팅 기술이 적용된 다른 장비 들에도 다양하게 적용이 가능하다.

구체적으로, 도 1 내지 도 6에 도시된 반도체칩 픽업 시스템의 작동 상태에 대하여 설명한다.

도 1은 제1 플립오버 픽커(200a)가 워킹 테이블(300)에 거치된 웨이퍼에서 이젝터(400)에 의하여 분리된 반도체칩(p)을 픽업하여 제1 본딩 픽커(100a)에 전달하기 위하여 회전되며, 제2 플립오버 픽커(200b)는 제2 본딩 픽커(100b)에 반도체칩(p)을 공급한 후 다시 새로운 반도체칩(p)을 픽업하기 위하여 회전되는 상태를 도시한다.

도 2는 도 1에 도시된 상태에서, 워킹 테이블(300)이 후순위 픽업 대상 반도체칩(p)을 픽업 위치로 이송하기 위하여 워킹 테이블(300)이 오른쪽으로 이송된 상태에서 웨이퍼 비전으로 픽업 대상 반도체칩의 위치를 검사하고 있는 상태를 도시한다.

도 3에서 제1 플립오버 픽커(200a)는 픽업된 반도체칩이 상하 반전되도록 회전된 상태에서 상기 제1 본딩 픽커(100a)로 반도체칩(p)을 전달하기 위하여 상승하고, 제2 플립오버 픽커(200b)는 워킹 테이블(300)에 거치된 웨이퍼에서 이젝터(400)에 의하여 분리될 후순위 픽업 대상 반도칩을 픽업하기 위하여 하방으로 회전된 상태에서 하강한 상태를 도시한다.

도 4는 도 3에 도시된 상태에서 워킹 테이블(300) 하부에 구비된 이젝터(400)를 구성하는 이젝팅핀(431)이 돌출되어 반도체칩(p)을 분리하는 상태를 도시한다. 이 경우, 상기 이젝터(400) 내부에 구비된 이젝팅핀(431)이 장착된 피스톤 부재(435)가 상승하여 이젝팅핀(431)에 의하여 반도체칩(p)을 테이프로 분리하게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

도 5는 도 4에 도시된 상태에서 상기 제1 본딩 픽커(100a)가 상기 제1 플립오버 픽커(200a)로 하강 접근하여 상기 제1 플립오버 픽커(200a)에 의하여 상하 반전된 반도체칩(p)을 전달받아 픽업하고, 제2 플립오버 픽커(200b)는 이젝터(400)에 의하여 분리된 반도체칩(p)을 픽업한 후 상하반전 시키기 위하여 반시계 방향으로 회전하는 상태를 도시한다. 반도체칩이 분리 및 픽업 완료된 상태이므로 상기 이젝터(400)의 이젝팅핀(431)은 이젝터 내부로 복귀된다.

도 6은 도 5에 도시된 상태에서, 상기 제1 본딩 픽커(100a)의 반도체칩 픽업이 완료된 상태에서 상기 제1 플립오버 픽커(200a)가 다시 새로운 반도체칩(p)을 픽업하기 위하여 반시계 방향으로 회전하고, 상기 제2 플립오버 픽커(200b)는 픽업된 반도체칩(p)을 반시계 방향으로 회전시켜 상하 반전을 완료하여 제2 본딩 픽커(100b)의 픽업을 대기하며, 상기 워킹 테이블(300)은 새로운 반도체칩의 픽업을 위하여 워킹 테이블(300)을 우측으로 이송한 후에 웨이퍼 비전으로 다음 픽업될 반도체칩(p)을 검사하고 있는 상태를 도시한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 순차적으로 반도체칩(p)을 플립오버 픽커(200)가 픽업하기 위해서 이젝터(400)는 반도체칩(p)을 테이프로부터 분리하는 분리 과정이 필요하다. 이러한 반도체칩의 분리 과정은 전술한 바와 같이, 테이프에 부착된 반도체칩의 하부를 이젝팅핀(431)으로 가격함과 동시에 테이프의 가격 영역 주변이 함께 밀려 상승하는 것을 방지하기 위하여 상기 이젝터(400)의 이젝팅핀(431) 주변 영역은 이젝터(400)에 음압을 인가하여 흡착하게 된다.

그러나 하나의 반도체칩의 분리 및 픽업이 완료되면 워킹 테이블(300)은 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이송되어 새로운 반도체칩이 픽업 위치로 이송되어야 하므로 워킹 테이블(300)의 이송과정에서는 상기 이젝터(400)의 흡착 상태는 해제되어야 한다.

따라서, 순차적으로 반도체칩이 픽업되고 워킹 테이블(300)이 이송되는 과정에서 이젝터(400)의 흡착 및 흡착 해제가 반복되어야 하며 이러한 반복은 전체 공정 지연 요소로 작용되어서는 안된다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 이젝터(400)는 테이프의 흡착 상태와 해제 상태의 전환 응답성이 종래의 이젝터(400)보다 향상된 구조를 갖는다. 따라서, 이젝터(400)의 구조에 대하여 자세하게 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 워킹 테이블(300)과 이젝터(400)의 확대 단면도를 도시하며, 도 8은 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 이젝터(400)가 반도체칩(p)을 분리하는 상태의 단면도를 도시한다.

도 7에 도시된 워킹 테이블(300)과 이젝터(400)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 플립칩 본딩장치 이외에도 다양한 장비, 예를 들면 픽-앤-플레이스먼트 장비 또는 쏘잉 장비 등에도 적용이 가능함은 전술한 바와 같다.

본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 워킹 테이블(300)은 전술한 바와 같이 픽업 대상 반도체칩(p)을 X축 또는 Y축으로 이송 가능하므로, 상기 워킹 테이블(300)은 X축 이송로봇(310X)에 장착되고, 상기 X축 이송로봇(310X)이 Y축 이송로봇(310Y)에 장착되어 상기 워킹 테이블(300) 상의 임의의 위치에 픽업대상 반도체칩은 이젝터에 의한 이젝팅 위치로 이송되어 이젝팅된 반도체 칩을 플립오버 픽커로 전달할 수 있다.

즉, 워킹 테이블(300)은 X축 또는 Y축에 대하여 독립적으로 이송이 가능하다.

상기 워킹 테이블(300)은 복수 개의 반도체칩(p)이 부착된 테이프(t)의 테두리를 고정하는 고정부가 구비되고 상기 워킹 테이블(300) 하부에는 이젝터(400)가 고정된 위치에 구비된다.

본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)은 상기 워킹 테이블(300) 하부에 구비되며, 상기 픽커의 픽업 위치에서 상기 테이프에 부착된 반도체칩의 하부를 가격함과 동시에 가격 부위 근방의 테이프를 흡착하여 반도체칩(p)을 테이프와 분리하기 위한 이젝터(400)를 포함한다.

구체적으로, 상기 이젝터(400)는 상기 테이프(t)에 음압(진공압)을 인가하기 위한 적어도 하나의 흡착홀(411) 및 이젝팅핀(431)이 돌출 가능한 적어도 하나의 핀홀(413)을 구비하며, 상기 테이프 저면에 밀착되는 이젝터컵(410), 상기 이젝터컵(410) 하부에서 승강 가능하게 구비되고, 상면에 이젝팅핀(431)이 장착된 피스톤 부재(435), 상기 피스톤 부재(435)를 수용한 상태로 상기 이젝터컵(410)과 조립되어, 상기 피스톤 부재(435)를 경유하여 상기 흡착홀(411)에 음압을 인가하여 상기 테이프를 흡착하기 위한 공압라인을 형성하는 베이스 부재(450) 및, 상기 베이스 부재(450)에 설치되며 상기 피스톤 부재(435)의 승강에 따라 상기 피스톤 부재(435)와 접촉되어 상기 공압라인을 영역별로 분리하기 위한 실링부재(460)를 구비한다.

이때 실링부재(460)는 고무재질의 오링, 패드 또는 마개 등의 형태로 밀폐, 차단 기능이 있는 소재가 사용될 수 있으며, 예를 들어서 NBR(nitrile-butadiene rubber) 등의 소재를 사용할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 7에 도시된 이젝터(400)는 반도체칩에 부착된 테이프(t) 하부에 밀착되어 이젝팅핀(431)이 돌출되거나 테이프(t)의 가격 부위를 흡착하는 이젝터컵(410)과 상기 이젝터컵(410) 하부에서 이젝터컵(410)과 조립되고 내측에 이젝팅핀(431)이 구비된 피스톤 부재(435)를 수용함과 동시에 진공 형성을 위한 공압라인을 형성하는 베이스 부재(450)를 포함한다.

상기 이젝터컵(410)은 상기 피스톤 부재(435)에 구비된 이젝팅핀(431)이 돌출되기 위한 적어도 하나의 핀홀(413)과, 핀홀의 둘레에 테이프에 음압을 인가하기 위한 하나 이상의 흡착홀(411)이 구비된다.

상기 핀홀(413)은 상기 이젝터컵(410)의 중심부에 구비되고 상기 흡착홀(411)은 상기 이젝터컵(410)의 상면 테두리 또는 가장자리에 구비된다.

복수 개의 반도체칩(p)들이 격자형으로 테이프(t) 상에 부착되어 워킹 테이블(300)에 거치된 상태에서 순차적으로 이젝터(400)를 사용하여 픽커에 의한 반도체칩의 픽업 작업을 수행하기 위해서, 이젝터(400)로 반도체칩의 하부를 가격하여 반도체칩과 테이프의 면접 고정 상태를 해제하는 방법을 사용한다.

따라서, 분리 대상 반도체칩(p)의 하부 중심 부위를 이젝팅핀(431)으로 가격함과 동시에 근방의 테이프가 딸려 올라가는 것을 방지하기 위하여 이젝팅핀(431)의 가격 부위 근방의 테이프는 이젝팅핀(431)의 돌출시에 함께 딸려 올라가는 것을 방지하기 위하여 상기 흡착홀(411)은 상기 핀홀(413) 주변에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 흡착홀(411)과 핀홀(413)의 개수는 분리되는 반도체칩의 크기 등에 따라 결정될 수 있다.

상기 이젝터컵(410) 하부에는 이젝팅핀(431)이 상면에 구비된 헤드부가 이젝팅핀과 함께 승강 가능하게 구비된다. 이때 이젝팅핀과 헤드부를 상승시키기 위한 승강 구동부가 구비되는데, 승강 구동부는 업다운 동작을 가능하게 하는 구성이라면 어떠한 것도 될 수 있다.

예를 들어서, 승강 구동부는 피스톤 부재가 될 수 있다. 이하, 피스톤 부재를 예로 들어서 본 발명을 보다 자세히 설명한다.

본 발명은 이젝팅핀과 헤드부, 피스톤 부재(435)를 수용한 상태로 상기 이젝터컵(410)과 조립되어, 상기 피스톤 부재(435)를 경유하여 상기 흡착홀(411)에 음압을 인가하여 상기 테이프를 흡착하기 위한 공압라인을 형성하는 베이스 부재(450)를 구비한다.

상기 베이스 부재(450)는 상기 이젝터컵(410)과 함께 상기 피스톤 부재(435)를 승강 가능하게 수용하며, 그 내부에 공압라인이 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터컵(410)은 베이스 부재(450)와 체결되고, 상기 베이스 부재(450) 내부에 공압라인이 형성될 수 있는 공간을 형성한다.

상기 피스톤 부재(435)는 상기 이젝팅핀(431)이 상면에 장착되는 헤드부(433) 및 상기 헤드부(433)보다 폭이 작고 상기 헤드부(433) 하부에 장착되는 베이스부(435)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 베이스 부재(450) 내측에 형성되는 공압라인은 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 승강 가능한 제1 영역(A1)과 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)보다 작은 폭을 가지며 상기 제1 영역(A1)과 연통되고 상기 베이스부(435)가 수용되는 제2 영역(A2)으로 구획된다.

상기 공압라인을 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)으로 구획하여 이젝팅핀(431)이 구비된 피스톤 부재(435)의 승강에 따라 피스톤 부재(435)와 각각의 영역의 경계에 설치된 실링부재(460)가 접촉되어 상기 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 내부압이 분리된다.

이와 같이, 순차적으로 반도체칩(p)을 픽업하는 과정에서, 전체 공압라인을 진공 상태로 형성 및 해제 작업을 전환시에 밸브부터 이젝터 상단까지 진공을 형성하고 해제하는데 처리해야 할 면적이 커서 반복 작업시에는 많은 시간이 소요되기 때문에 상기 공압라인을 형성하는 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)을 분리함으로써 제2 영역에는 계속적으로 진공 상태를 유지하고, 제1 영역에만 진공을 형성하고 파기하여 처리 면적을 줄임으로써 이에 의한 소요시간이 단축될 수 있다.

워킹 테이블(300)을 이송하여 후순위 픽업 대상 반도체칩(p)을 이젝터(400) 상부, 즉 픽업위치로 이송하는 과정에서는 상기 이젝터컵(410)의 테이프에 대한 흡착 상태가 해제되어야 한다. 따라서, 워킹 테이블(300)의 이송과정에서 상기 공압라인을 형성하는 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 중 흡착홀(411) 바로 하부의 제1 영역(A1)의 진공 상태만 해제한 후 워킹 테이블(300)의 이송이 완료되면 제1 영역(A1)을 다시 진공 상태로 형성하는 방법으로 진공 상태 형성을 위한 진공 펌핑 시간을 최소화할 수 있다.

즉, 첫번째 반도체 칩을 픽업하기 위하여 진공을 형성한 상태에서 테이프를 이젝터의 흡착홀로 흡착한 상태에서 이젝팅핀이 반도체 칩을 가격해준 후에 이젝터 핀이 하강하면서 진공을 해제해주게 된다. 진공이 해제되면 다음의 반도체 칩을 픽업하기 위해 워킹 테이블이 한 포지션 이동을 하고 웨이퍼 비전으로 픽업할 반도체 칩을 검사해주면서 다시 진공을 형성해주는 등의 반복 작업을 수행하게 된다. 그런데 진공을 형성하고 해제하는데 상당한 시간이 소요되는 문제가 있었기에 진공을 형성해주기 위한 영역을 2군데로 나누어 제1 영역의 공간만을 진공형성 또는 진공 해제를 통해 소요시간을 단축시킬 수 있는 효과가 생기게 된다.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 베이스 부재(450)에 설치되며 상기 피스톤 부재(435)의 승강에 따라 제2 영역(A2)과 연통되거나 차단될 수 있다. 상기 피스톤 부재(435)와 접촉되어 상기 공압라인을 영역별로 분리하기 위한 실링부재(460)가 구비된다.

상기 공압라인을 구성하는 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)은 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)의 위치에 따라 연통되거나, 연통 상태가 차단될 수 있다.

상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)의 폭에 대응되는 폭을 갖는 제1 영역(A1)의 폭은 제2 영역(A2)의 폭보다 크게 구성되어 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 상기 제2 영역(A2)으로 빠지지 못하고 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계 영역에 실링부재(460)가 구비된다.

상기 실링부재(460)는 오링 형태로 상기 베이스 부재(450) 측에 형성된 안착홈에 장착될 수 있다.

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 제1 영역(A1)의 하부에 안착된 경우, 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)의 저면과 실링부재(460)가 접촉되어 상기 공압라인을 형성하는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 분리될 수 있다.

상기 제1 영역(A1)은 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)의 승강 가능 구간으로 이해될 수 있으며, 상기 제2 영역(A2)은 상기 제1 영역(A1)과 피스톤 부재(435)의 헤드부(433) 사이의 연통유로(420)로 연결되며 상기 실링부재(460)에 의하여 선택적으로 차단되며, 공압이 인가되는 버큠홀(4351) 등이 형성된 영역으로 이해될 수 있다.

즉, 상기 피스톤 부재(435)의 베이스부(435)는 상기 제2 영역(A2) 내부에서 승강되며 진공펌프와 연결된 버큠홀(4351)이 형성된다.

따라서, 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 실링부재(460)와 접촉되지 않은 위치, 즉 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 부재(435)가 상기 이젝터컵(410)과 접촉된 상태로 상승된 상태에서는 상기 핀홀(413)을 통해 이젝팅핀(431)이 돌출되어 반도체칩의 중심부를 가격하여 반도체칩(p)을 테이프로부터 분리하고, 상기 제2 영역(A2)의 버큠홀(4351)을 통해 인가되는 음압은 상기 제1 영역(A1)에 공유되므로, 상기 흡착홀(411)에 인가되는 음압에 의하여 핀홀(413) 주변의 테이프를 고정하여 테이프가 들뜨는 것을 방지하여 효율적인 반도체칩의 분리를 가능하게 한다.

또한, 도 8에 도시되지 않았으나, 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)는 상기 이젝터컵(410)에 접촉되어서는 안된다. 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)와 상기 실링부재(460)가 접촉되지 않을 정도로 조금만 상승되는 것이 바람직하며, 상기 제1 영역(A1)은 상기 제1 영역(A1)의 내측면과 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433) 사이에 형성된 연통유로(420)에 의하여 상기 제2 영역(A2) 측에 형성된 내부압이 공유될 수 있다.

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체칩이 이젝터(400)에 의하여 분리된 후 플립오버 픽커에 의하여 분리된 반도체칩이 픽업된 후 상기 피스톤 부재(435)가 완전히 하강한 상태, 즉 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)와 실링부재(460)가 접촉되어 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압이 분리된 상태에서 상기 제1 영역(A1)과 연통되도록 상기 베이스 부재(450)에 형성된 대기 공급라인(451)을 통해 대기가 공급되면 상기 제1 영역(A1)의 진공 상태는 제2 영역(A2)과 독립적으로 해제될 수 있으며, 상기 워킹 테이블(300)의 이송시 이젝터(400)와 테이프의 고정 상태를 해제하여 신속한 이송을 가능하게 한다.

도 7에 도시된 반도체칩이 이젝터(400)에 의하여 분리된 후 플립오버 픽커에 의하여 분리된 반도체칩이 픽업된 후 상기 피스톤 부재(435)가 완전히 하강한 상태로 피스톤 부재(435)를 구동하는 구동력은 상기 베이스 부재(450)에서 연장된 피스톤 로드(438)에 일단이 고정된 스프링 부재(439)에 의해 제공된다.

상기 스프링 부재(439)는 도 8에 도시된 상태, 즉 피스톤 부재(435)가 후술하는 이젝터 구동부(490)에 의하여 상부로 추진되어 상기 이젝팅핀(431)이 이젝터컵(410) 외측으로 돌출되도록 하여 반도체칩의 하면을 가격하여 반도체칩(p)을 테이프로부터 분리하도록 하고, 상기 이젝터 구동부(도 9의 490 참조)의 구동력이 해제되면 도 7에 도시된 상태와 같이, 상기 피스톤 부재(435)는 그 하단에 연결된 피스톤 로드(438)가 고정된 상기 스프링 부재(439)의 하단이 복원력에 의하여 하방으로 하강되는 방법으로 작동하게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 이젝터(400)의 조립 구조를 도시한다.

전술한 상기 이젝터 구동부(490)는 상기 이젝터(400) 하부에서 이젝터(400)와 장착된다. 상기 이젝터 구동부(490) 내측에 상기 베이스 부재(450)에 구비된 버큠홀(4351)에 연통되어 진공을 인가하기 위한 진공펌프와 연결된 진공유로(490A) 및 상기 피스톤 로드(438)를 승강 구동하기 위한 구동유닛(미도시)이 포함될 수 있다.

또한, 상기 이젝터 구동부(490)는 상기 이젝터(400)의 베이스 부재(450)에 구비된 대기 공급라인(451)과 연통되는 밸브 공급라인(491)이 구비된다. 상기 이젝터 구동부(490)의 대기 공급라인(491)에는 솔레노이드 밸브가 구비되어 선택적으로 상기 제1 영역(A1)에 대기를 공급할 수 있다.

즉, 상기 제1 영역(A1)의 진공 상태의 해제가 필요한 경우, 즉 반도체칩의 픽업이 완료된 상태에서 후순위 반도체칩의 픽업을 위하여 상기 워킹 테이블(300)이 이송되기 전에 상기 이젝터컵(410)과 테이프의 흡착 고정상태를 해제해야 하는 경우 상기 솔레노이드 밸브(sv)가 개방되어 상기 진공 상태의 상기 제1 영역(A1)에 대기를 공급하여 진공 상태를 해제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체칩 픽업 시스템(1)을 구성하는 이젝터(400)는 도 9에 도시된 바와 같이, 이젝터 유닛(400u)과 이젝터 마운터(400m)로 구성될 수 있다.

상기 이젝터 마운터(400m)는 상기 이젝터 구동부(490) 상부에 장착되고, 상기 이젝터 구동부(490)의 진공라인(490A)과 상기 베이스 부재(450)의 제2 영역(A2)을 연결하기 위한 삽입핀 형태의 진공슬롯(480m)과 상기 이젝터 구동부(490)의 대기 공급라인(451)과 연통되는 밸브 공급라인(491)이 구비될 수 있다.

상기 이젝터 마운터(400m)는 상기 이젝터 유닛(400u)과 별개로 구성될 수도 있고 일체로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 이젝터 유닛(400u)을 상기 이젝터 마운터(400m)에 장착시 연결부위에서 진공압 유실을 막기 위하여 상기 이젝터 유닛(400u)의 하단은 하단에서 상방으로 갈수록 폭이 넓어지는 플랜지 구조를 가질 수 있으며, 상기 이젝터 마운터(400m)의 내측에 구비된 상기 진공슬롯 둘레에 실링을 위한 유연한 재질로 구성되고 상기 플랜지 구조의 이젝터 유닛(400u)의 하단 형상에 대응되는 형상을 갖는 실링재(400ms)가 구비될 수 있다.

상기 이젝터 유닛(400u)을 구성하는 베이스 부재(450)가 이젝터 유닛(400u)의 하단부까지 일체로 구성될 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(450) 하부에 이젝터 유닛(400u)의 하단을 구성하는 마운팅 부재(470)가 장착되고 상기 마운팅 부재(470)가 상기 이젝터 마운터(400m)에 삽입 장착되는 구조를 가질 수 있다.

따라서, 상기 이젝터 유닛(400u)과 상기 이젝터 마운터(400m)는 별도의 체결수단 없이 조립될 수 있으며, 상기 이젝터 유닛(400u)의 하중 및 상기 실링재(400ms)의 재질 또는 형상에 의하여 진공유로에 인가되는 진공압의 유실을 최소화할 수 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 이젝터(400)를 구성하는 이젝터 유닛(400u)의 다양한 실시예들을 도시한다.

도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 9에 도시된 반도체칩 픽업 시스템을 구성하는 이젝터 유닛(400u)의 작동 상태에 따른 단면도를 도시한다.

구체적으로, 도 10(a)에 도시된 이젝터 유닛(400u)의 작동 상태는 이젝터 유닛(400u)의 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 이젝터 구동부(490)의 구동력이 제거된 상태에서 상기 스프링 부재(439)의 복원력에 의하여 제1 영역(A1)의 하단으로 하강하여 피스톤 부재(435)의 헤드부(433) 저면과 실링부재(460)가 접촉되어 공압라인의 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 내부압이 분리된 상태를 도시한다. 이와 같이 영역별 내부압이 분리된 상태에서 상기 제1 영역(A1)의 진공상태는 대기 공급라인(451)을 통해 제2 영역(A2)과 독립적으로 해제된 상태일 수 있으며, 이와 같은 상태에서 상기 제2 영역(A2)의 진공 상태가 해제되지 않은 상태로 상기 워킹 테이블(300)이 이송되어 새로운 픽업 대상 반도체칩(p)을 픽업 위치로 이송할 수 있음은 전술한 바와 같다.

도 10(b)에 도시된 이젝터 유닛(400u)의 작동 상태는 상기 공압라인 내측에 구비되는 피스톤 부재(435)가 실링부재(460)와 접촉되지도 않고 이젝팅핀(431)이 이젝터컵(410) 상부로 돌출되지도 않은 상태를 도시한다. 즉, 상기 피스톤 부재(435)가 실링부재(460)와 접촉되지 않을 정도로 상기 이젝터 구동부(490)에 의하여 일정 높이 상승 구동된 상태지만, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 연통유로(420)에 의하여 연통되는 상태를 도시한다.

도 10(a)에 도시된 상태에서 피스톤 부재(435)를 조금만 상승시켜도 상기 제1 영역(A1)은 상기 연통유로(420)에 의하여 제2 영역(A2) 내부의 진공압이 공유되어 상기 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)을 함께 진공화시켜 상기 이젝터컵(410)에 형성된 흡착홀(411)을 통해 반도체칩에 부착된 테이프를 흡착하여 고정할 수 있다.

즉, 반도체칩 분리과정에서 이젝팅핀(431)이 이젝터컵(410) 상부로 돌출되어 테이프에 부착된 분리대상 반도체칩의 하부를 가격하기 전에 가격 부위 주변의 테이프의 흡착 고정 작업을 먼저 수행할 수 있음을 의미한다.

즉, 새로운 반도체칩(p)을 픽업하기 위하여 워킹 테이블(300)의 이송 작업, 테이프의 흡착 고정 작업, 이젝팅핀(431)에 의한 반도체칩의 분리 작업 및 분리된 반도체칩의 픽업 작업이 순차적으로 수행될 수 있으며, 반도체칩의 픽업이 완료되면 피스톤 부재(435)가 하강하여 제1 영역(A1)의 진공 상태 해제 작업, 워킹 테이블(300)의 이송 작업이 수행된 뒤 다시 위 단계들이 반복 수행되어 연속적으로 순차적으로 반도체칩의 픽업 작업이 수행될 수 있다.

정리하면, 본 발명은 워킹 테이블 상에 개별화된 복수 개의 반도체 칩의 하면이 테이프에 부착된 상태로 워킹 테이블을 이젝터의 상부로 이송하는 1단계, 상기 이젝터 주변에 형성된 흡착홀에 음압을 인가하여 상기 반도체 칩의 하면에 부착된 테이프를 흡착하는 2단계, 상기 이젝터의 상부에 구비된 비전카메라로 픽업될 반도체 칩의 픽업 위치를 검사하는 3단계, 상기 이젝터가 상기 반도체 칩의 하부에 부착된 테이프를 가격하면서 대기중인 픽커가 상기 반도체 칩을 픽업하는 4단계, 상기 흡착홀에 인가된 진공상태를 해제하되, 이젝팅핀이 상면에 장착되는 헤드부와 상기 헤드부보다 폭이 작고 헤드부 하부에 장착된 구동부에 의해 상기 헤드부가 승강가능한 제1 영역과, 상기 제1 영역과 연통되어 있으며 상기 이젝팅핀과 상기 헤드부를 상승시키기 위한 구동부가 수용된 제2 영역 중에서 제1 영역의 진공상태를 해제하는 5단계 및 상기 진공상태를 해제한 이후에는 다음 반도체 칩의 작업을 위해 상기 워킹 테이블을 이동시키고 상기 2-5 단계를 반복하는 6단계로 구성되는 반도체칩 픽업 방법을 제공할 수 있다.

이하의 실시예에 관한 설명 중 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.

도 10(c) 및 도 10(d)에 도시된 실시예는 실링부재(460)의 위치가 다르다. 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 실시예는 실링부재(460)가 베이스 부재(450)의 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 구획하는 단턱(453)의 상면에 장착되어 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압을 분리하기 위하여 상기 피스톤 부재(435)가 하강하면, 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)의 하면과 실링부재(460)가 접촉되어 영역별 내부압이 분리되지만, 도 10(c) 및 도 10(d)에 도시된 실시예의 실링부재(460)는 상기 제1 영역(A1)의 측면에 장착된다.

따라서, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압을 분리하기 위하여 상기 피스톤 부재(435)가 하강하면, 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)의 측면과 실링부재(460)가 접촉되어 영역별 내부압이 분리된 후 제1 영역(A1)의 진공 상태가 해제될 수 있다.

도 11(a) 및 도 11(b)에 도시된 실시예는 기본적으로 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 실시예와 유사한 구조를 가지나, 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 부재(435)가 실링부재(460)와 이격되어 상승된 경우에 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압을 연통시키기 위한 연통유로(420)가 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)와 베이스 부재(450) 사이의 유격이 아니라 베이스 부재(450) 자체를 관통하는 관통공이라는 점에서 차이가 있다.

상기 관통공 형태의 연통유로(420)는 상기 실링부재(460)가 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 구획하는 단턱(453) 상면에 장착되는 경우 상기 실링부재(460) 외측에 형성되어야 한다. 이는 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 도 11(a)에 도시된 바와 같이 상기 실링부재(460)와 접촉된 상태에서 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압의 분리가 가능하도록 하기 위함이다.

도 11(c) 및 도 11(d)에 도시된 실시예는 전술한 실시예들과 달리 실링부재(460')가 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)에 구비되는 예를 도시한다. 도 11(c) 및 도 11(d)에 도시된 실시예에서 피스톤 부재(435)의 헤드부는 직경이 다른 상부 헤드부(433a) 및 하부 헤드부(433b)로 이원화되고, 상부 헤드부(433a) 및 하부 헤드부(433b) 사이에 실링부재(460')가 구비된다.

이때 실링부재(460')는 날개 등의 플랜지가 있는 실링 패드가 사용이 될 수 있다. 실링패드는 베이스 부재(450)의 단턱에 설치되며, 피스톤 부재(435)의 승강에 따라 헤드부와 접촉되어 공압라인을 영역별로 분리할 수 있다.

즉, 상기 실링부재(460')는 도 11(c)에 도시된 피스톤 부재(435)가 하강한 상태에는 헤드부가 실링부재와 접촉하게 되면서 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 구획하는 단턱(453')에 접촉되어 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압이 분리될 수 있고, 피스톤 부재(435)가 상승한 상태에서는 헤드부와 피스톤 사이의 공간으로 인해 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 연통됨으로써 제1 영역(A1)에도 진공상태를 형성할 수 있게 된다.

또한, 도 11(c) 및 도 11(d)에 도시된 실시예에 따른 실링부재(460')는 얇은 플랜지 형태의 날개부가 있는 고무패드의 형태라서, 좀 더 완벽한 차단이 가능하게 된다.

도 12(a) 및 도 12(b)에 도시된 실시예는 전술한 실시예들과 달리 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)에 의하여 개방될 수 있는 탄성 밸브(440)를 더 구비한다.

즉, 도 12(a)에 도시된 바와 같이 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 하강하여 실링부재(460)에 접촉된 상태에서는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압이 분리되어 제1 영역(A1)의 진공상태를 해제하고 워킹 테이블(300)을 이송할 수 있다는 점은 전술한 바와 같다.

전술한 실시예들은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압이 분리된 상태에서 상기 제1 영역(A1)의 진공 상태를 해제하기 위해서 상기 대기 공급라인(451)에 구비된 밸브를 작동시키는 방법이 사용될 수 있으나, 도 12(a) 및 도 12(b)에 도시된 실시예는 대기 공급라인(451)을 개방하기 위한 별도의 ON/OFF 밸브를 사용하지 않고, 상기 피스톤 부재(435)가 하강하여 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 상기 실링부재(460)에 접촉됨과 동시에 외부와 연통되어 외부 공기의 유입에 의해 개방이 될 수 있다.

상기 탄성 밸브(440)는 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)에 의하여 가압시 대기 공급라인(451)을 개방하는 밸브핀(441)과 상기 밸브핀(441)에 탄성력을 제공하는 스프링(443)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 탄성 밸브(440)는 실링부재(460)가 장착되는 상기 베이스 부재의 단턱(453)에 상방향으로 밸브핀(441)이 돌출될 수 있도록 장착될 수 있다.

상기 탄성 밸브(440)는 상기 실링부재(460)와 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 접촉되는 경우 제1 영역(A1)의 진공상태를 자동으로 해제하기 위하여 구비되는 것이므로 상기 베이스 부재(450)의 단턱(453)에 장착되는 실링부재(460)의 외측에 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성 밸브(440)는 이젝터(400)의 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 하강시 상기 헤드부(433)와 베이스 부재(450)의 단턱(453) 사이에 발생될 수 있는 충격을 완충하는 기능도 기대할 수 있다.

그리고, 전술한 실시예들과 달리 솔레노이드 벨브를 요하지 않으므로 상기 대기 공급라인(451)의 위치가 하방으로 형성될 필요가 없고 상기 베이스 부재(450)의 측면 방향으로 형성되어 대기 공급라인(451)의 길이를 최소화하여 탄성 밸브에 의한 대기 공급과정의 응답성을 향상시킬 수 있다.

도 12(c) 및 도 12(d)에 도시된 실시예는 전술한 실시예들과 달리 상기 이젝터(400)에 별도의 대기 공급라인(451)이 구비되지 않는다.

이젝터(400)에 대기 공급라인(451)이 구비되지 않는 경우이므로, 특정 반도체칩의 분리가 완료된 상기 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 완전히 하강하여, 상기 실링부재(460)에 의하여 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 내부압이 분리되기 전에 상기 버큠홀(4351)을 통해 대기 공급에 의하여 공압라인 전체의 진공 상태가 해제되어야 한다.

도 12(c)에 도시된 상태는 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 실링부재(460)와 접촉되어 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 내부압이 분리된 상태로 워킹 테이블(300)이 이송되는 상태일 수 있고, 상기 워킹 테이블(300)이 이송되는 과정에서 상기 버큠홀(4351)을 통해 상기 제2 영역(A2)을 먼저 진공화할 수 있다.

즉, 도 12(c) 및 도 12(d)에 도시된 실시예는 별도의 대기 공급라인(451)이 구비되지 않더라도 워킹 테이블(300)이 이송되는 과정에서, 제1 영역(A1)과 내부압이 분리된 제2 영역(A2)을 진공화하여 워킹 테이블(300)의 이송이 완료된 즉시 도 12(d)에 도시된 바와 같이 피스톤 부재(435)의 헤드부(433)가 조금만 상승하여도 제1 영역(A1) 역시 진공화시킬 수 있으므로, 전체 공압라인을 함께 진공화하거나 진공 해제하는 종래의 방법보다 공압라인의 진공 모드 변환에 훨씬 적은 시간이 소요되어 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

결론적으로, 도 10 내지 도 12(a) 및 도 12(b)에 도시된 실시예들은 이젝팅핀이 장착된 피스톤 부재가 하강하는 과정에서 실링부재에 의하여 이젝터 내부의 공압라인이 2개의 영역으로 차단 및 구획되고 워킹 테이블의 이송시 흡착홀이 형성된 영역인 제1 영역의 진공상태가 해제된 상태가 되어 워킹 테이블의 이송 저항을 최소화할 수 있다. 또한, 신속한 흡착을 위하여 영역 분리가 된 상태에서 이젝팅핀, 즉 이젝팅핀이 장착된 피스톤 부재가 조금만 상승하여도 제1 영역 내부를 다시 진공화할 수 있으므로 작업 효율이 향상될 수 있다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

1 : 반도체칩 픽업 시스템
100 : 본딩 픽커
200 : 플립오버 픽커
300 : 워킹 테이블
400 : 이젝터

Claims (15)

1. 개별화된 반도체칩을 픽업하는 적어도 하나의 픽커;
   하면에 테이프가 부착된 복수 개의 반도체칩을 상기 픽커의 픽업위치로 이송하는 워킹 테이블;
   상기 워킹 테이블 하부에 구비되며, 상기 픽커의 픽업 위치에서 상기 테이프에 부착된 반도체칩의 하부를 가격함과 동시에 가격 부위 근방의 테이프를 흡착하여 반도체칩을 테이프와 분리하기 위한 이젝터;를 포함하며,
   상기 이젝터는
   상기 테이프의 하방에서 반도체 칩의 하부를 가격하기 위해 승강 가능하게 내장되는 이젝팅핀;
   상기 이젝팅핀의 하부에 장착되어 상기 이젝팅핀과 함께 승강가능하게 구비되는 헤드부;
   상기 이젝팅핀이 돌출 가능한 핀홀과, 상기 핀홀의 둘레에 상기 테이프에 음압을 인가하기 위한 하나 이상의 흡착홀을 구비하며 상기 테이프 하면에 밀착되는 이젝터 컵;
   상기 이젝팅핀과 헤드부를 내부에 수용한 상태로, 상기 이젝터 컵과 결합되는 베이스부재를 포함하며,
   상기 베이스부재의 내측에는 상기 헤드부를 기준으로 헤드부 상부의 제1 영역과 헤드부 하부의 제2 영역이 구획되도록 단턱이 구비되며,
   상기 베이스부재의 단턱 상부에 설치되되, 상기 이젝팅핀의 승하강에 따라 베이스부재 내측의 공압라인을 제1 영역과 제2 영역으로 분리하기 위하여 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에 실링부재가 구비되며,
   상기 베이스부재의 내부 공압라인은 상기 베이스부재의 단턱에 상기 헤드부의 저면 테두리가 접촉시 상기 공압라인의 제1 영역 및 제2 영역의 연통상태가 차단되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 이젝팅핀과 헤드부를 상승시키기 위한 승강 구동부를 더 포함하며,
   상기 제1 영역은 상기 헤드부가 승강 가능한 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 헤드부보다 작은 폭을 가지며 상기 제1 영역과 연통되어 상기 승강 구동부가 수용되는 영역인 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 이젝터의 이젝팅핀은 상기 헤드부가 상기 제1 영역 상부에 위치한 경우 상기 이젝터컵의 상면으로 돌출되며, 상기 헤드부가 상기 제1 영역의 하부에 위치한 경우 상기 이젝터컵의 내측에 수용되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 베이스부재에는 상기 제1 영역의 진공상태를 해제하기 위하여 제1 영역과 상기 베이스부재를 연통하기 위한 대기 공급유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 반도체칩 픽업시스템은 제2 영역은 진공상태가 형성된 상태에서, 선택적으로 제1 영역의 진공상태만 해제되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 픽커에 의하여 픽업 대상 반도체칩의 픽업이 완료되면 다음 반도체 칩의 작업을 위하여 상기 워킹테이블을 상기 이젝터 상부로 이송하며, 상기 이젝터컵의 흡착홀에 음압을 인가하여 상기 테이프를 흡착하고, 이젝터 상부에서 비전카메라로 픽업될 반도체 칩의 픽업 위치를 검사한 후에, 이젝팅핀이 테이프에 부착된 반도체 칩의 하부를 가격한 후, 이젝팅핀이 하강하면 상기 대기 공급 유로를 통해 대기를 공급하여 제1 영역의 진공상태를 해제하여 흡착홀에 의한 테이프의 흡착을 해제하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
8. 제5항에 있어서,
   상기 대기 공급유로는 대기 공급의 ON/OFF를 조절하기 위한 솔레노이드 벨브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
9. 제3항에 있어서,
   상기 승강 구동부는 피스톤부재이며,
   상기 피스톤부재의 베이스부에 상기 공압라인에 진공압을 인가하기 위하여 진공펌프와 연결되는 버큠홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 이젝터는 상기 피스톤 부재를 승강 구동하고, 상기 버큠홀에 인가되는 공압을 제어하는 이젝터 구동부 상부에 장착되는 이젝터 마운터 및 상기 이젝터 마운터에 착탈 가능하게 장착 가능한 이젝터 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 워킹 테이블은 X축 방향 및 Y축 방향으로 독립 구동 가능하며, 상기 픽커는 상기 이젝터에 의하여 분리된 반도체칩을 Z축 방향으로 픽업하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
12. X축 방향 및 Y축 방향으로 독립 이송이 가능한 워킹 테이블 상에 거치된 테이프에 부착된 반도체칩을 분리하여 픽업하는 반도체칩 픽업 시스템에 있어서,
    워킹 테이블 상의 반도체칩의 위치를 검출하기 위해 상부에 고정된 제1 비전카메라;
    Z축 방향으로 반도체칩을 픽업하기 위하여 상기 워킹 테이블 상부에 구비되는 적어도 하나의 픽커;
    상기 워킹 테이블 하부에 구비되어 분리대상 반도체칩의 하부를 이젝팅핀으로 가격함과 동시에 가격 부위 주변의 테이프를 진공압에 의해 흡착 고정하는 이젝터를 포함하고,
    상기 분리대상 반도체칩의 분리 작업 및 픽업 작업이 완료되면 상기 이젝팅핀이 하강하고 상기 이젝터 내부의 진공 상태는 상기 테이프와 접촉되는 일부 영역만 해제된 상태에서 상기 워킹 테이블이 이송되어 새로운 분리대상 반도체칩이 상기 픽커의 픽업위치로 이송되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 이젝팅핀이 하강하면 상기 이젝터 내부의 공간은 이젝터 내부에 구비된 실링부재를 경계로 2개의 영역으로 분리되고, 분리된 2개의 영역 중 하나의 영역에 대기가 공급되는 방법으로 진공 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
14. 제12항에 있어서,
    진공 상태가 해제된 상기 일부 영역은 상기 이젝팅핀이 이젝터 내부에서 상승 구동됨과 동시에 진공화되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 픽업 시스템.
15. 워킹 테이블 상에 개별화된 복수 개의 반도체 칩의 하면이 테이프에 부착된 상태로 워킹 테이블을 이젝터의 상부로 이송하는 1단계;
    상기 이젝터 주변에 형성된 흡착홀에 음압을 인가하여 상기 반도체 칩의 하면에 부착된 테이프를 흡착하는 2단계;
    상기 이젝터의 상부에 구비된 비전카메라로 픽업될 반도체 칩의 픽업 위치를 검사하는 3단계;
    상기 이젝터가 상기 반도체 칩의 하부에 부착된 테이프를 가격하면서 대기중인 픽커가 상기 반도체 칩을 픽업하는 4단계;
    상기 흡착홀에 인가된 진공상태를 해제하되, 이젝팅핀이 상면에 장착되는 헤드부와 상기 헤드부보다 폭이 작고 헤드부 하부에 장착된 구동부에 의해 상기 헤드부가 승강가능한 제1 영역과, 상기 제1 영역과 연통되어 있으며 상기 이젝팅핀과 상기 헤드부를 상승시키기 위한 구동부가 수용된 제2 영역 중에서 제1 영역의 진공상태를 해제하는 5단계; 및
    상기 진공상태를 해제한 이후에는 다음 반도체 칩의 작업을 위해 상기 워킹 테이블을 이동시키고 상기 2-5 단계를 반복하는 6단계로 구성되는 반도체칩 픽업 방법.

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