KR101876934B1 - Vision Detecting Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체칩 본딩작업에서 본딩대상 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차 검출을 위하여 하나의 비전 카메라와 하나의 프리즘을 포함하여 구성되어 구성이 간소화된 비전 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vision inspection apparatus including a vision camera and a prism for detecting a positional error between a semiconductor chip to be bonded and a bonding region of a circuit board in a semiconductor chip bonding operation.
Description
본 발명은 반도체칩 본딩작업에서 본딩대상 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차 검출을 위한 비전 검사장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 반도체칩 본딩작업에서 본딩대상 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차 검출을 위하여 하나의 비전 카메라와 하나의 프리즘을 포함하여 구성되어 구성이 간소화된 비전 검사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vision inspection apparatus for detecting a positional error between a semiconductor chip to be bonded and a bonding region of a circuit board in a semiconductor chip bonding operation. More particularly, the present invention relates to a vision inspection apparatus including a vision camera and a prism for detecting a positional error between a semiconductor chip to be bonded and a bonding region of a circuit board in a semiconductor chip bonding operation will be.
다양한 종류의 전자제품에는 각종 회로기판이 구비되고, 회로기판에는 다수의 반도체칩이 본딩된다. 회로기판에 반도체칩을 본딩하기 위해서는 웨이퍼 또는 반도체칩이 수용된 트레이로부터 본딩 대상 반도체칩을 픽업하여 반도체칩을 본딩 대상 기판 상에 본딩하는 과정이 수행될 수 있다.Various types of electronic products are provided with various circuit boards, and a plurality of semiconductor chips are bonded to the circuit board. In order to bond the semiconductor chip to the circuit board, a process of picking up the semiconductor chip to be bonded from the tray containing the wafer or the semiconductor chip and bonding the semiconductor chip onto the substrate to be bonded may be performed.
이러한 본딩 과정은 플럭스(flux) 등을 사용하는 플립칩 본딩방식 또는 플럭스를 사용하지 않고 본딩 대상 반도체칩을 픽업하는 본딩 헤드를 통해 열과 압력을 가하여 기판에 본딩하는 열압착 본딩방식 등이 사용될 수 있다.Such a bonding process may be a flip chip bonding method using a flux or a thermocompression bonding method in which heat and pressure are applied to a substrate through a bonding head for picking up a semiconductor chip to be bonded without flux, .
이러한 방식들을 사용하여 본딩 대상 기판에 반도체칩을 본딩하기 위해서는 반도체칩의 본딩 위치가 정확성이 보장되어야 한다.In order to bond the semiconductor chip to the substrate to be bonded by using these methods, the bonding position of the semiconductor chip must be guaranteed to be accurate.
반도체칩은 하부에 솔더볼 등의 단자들이 구비되고 각각의 단자는 정확하게 회로기판의 본딩 위치의 단자들과 접합되어야 하므로 본딩헤드가 하강하여 본딩 작업이 수행되기 전에 반도체칩과 본딩 대상 기판의 위치에 대한 비전 검사가 수행되어야 한다.Since the semiconductor chip is provided with terminals such as a solder ball at the bottom and each terminal is to be accurately connected to the terminals at the bonding position of the circuit board, the position of the semiconductor chip and the substrate to be bonded before the bonding operation is performed, A vision check should be performed.
본딩 작업 전에 수행되는 비전 검사는 반도체칩의 하면과 본딩 대상 기판의 본딩 영역의 상면을 촬상하여 촬상 이미지를 비교하여 반도체칩의 위치 오차 등을 검사하는 과정으로 반도체칩 본딩 전에 수행되어야 한다.The vision inspection performed before the bonding operation is performed before the bonding of the semiconductor chip by imaging the upper surface of the lower surface of the semiconductor chip and the bonding area of the bonding target substrate and comparing the images to check the positional error of the semiconductor chip.
도 4는 종래의 비전 검사장치(100')의 광경로의 사시도를 도시한다.4 shows a perspective view of an optical path of a conventional vision inspection apparatus 100 '.
종래의 비전 검사장치는 반도체칩 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 위치와 본딩대상 회로기판의 본딩영역의 위치 오차를 검출하기 위하여, 본딩헤드와 회로기판 사이에 프리즘(120')을 배치하고, 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 이미지를 프리즘(120')의 반사면의 상면을 이용하여 제1 반사미러(180a)로 반사시키고, 회로기판의 본딩영역의 이미지는 프리즘의 반사면의 하면을 이용하여 제1 반사미러(180a)와 반대쪽에 배치된 제2 반사미러(180b)로 반사시킨 뒤 각각의 제1 반사미러(180a) 및 제2 반사미러(180b)에서 다시 제1 비전 카메라(110a)와 제2 비전 카메라(110b) 방향으로 반사된 이미지를 각각 제1 비전 카메라(110a)와 제2 비전 카메라(110b)가 촬상한 후 이미지 비교를 통해 본딩헤드에 픽업된 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차를 판단하였다.In order to detect the positional error between the position of the semiconductor chip picked up on the semiconductor chip bonding head and the bonding area of the circuit substrate to be bonded, the conventional vision inspection apparatus places a prism 120 'between the bonding head and the circuit board, The image of the semiconductor chip picked up at the head is reflected by the
이와 같은 방법으로 위치 오차를 검사하기 위한 종래의 비전 검사장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 프리즘(120') 이외에도 2개의 비전 카메라(110a, 110b) 및 2개의 반사미러(180a, 180b)를 구비하여 각각 촬상된 이미지를 비교 또는 합성하여 위치 오차를 검출해야 하므로 비전 검사장치의 구성이 복잡하다.As shown in FIG. 4, the conventional vision inspection apparatus for inspecting the position error in this manner includes two
2개의 비전 카메라(110a, 110b)는 별도의 세팅이 필수적이고 특히 각 비전 카메라(110a)(110b)의 특성이 상이한 경우 비전 카메라의 세팅은 더욱 어려워진다.The two
또한, 종래의 비전 검사장치는 프리즘(120')과 2개의 반사미러(180a, 180b)가 구비되어 2번의 반사과정을 통해 비전 카메라로 이미지가 전달되므로 정확한 검사를 위한 광경로에 따른 광축 정렬 작업에 많은 시간이 소요되었다. 즉, 이미지 반사 경로가 복잡하여 정확한 실험을 위해서는 장비의 정확한 세팅 또는 정렬이 요구되어 검사 과정의 작업성이 낮다는 문제가 있다.The conventional vision inspection apparatus includes a prism 120 'and two
위에서는 도 4와 같이 2개의 반사미러를 구비하고 있는 프리즘을 이용한 경우의 문제점을 설명하였지만 2개의 비전 카메라로 각각의 반사미러를 사용하여 픽커에 픽업된 반도체칩과 반도체칩이 본딩될 회로기판을 각각 촬상할 수도 있다. 그러나 이러한 비전검사장치는 픽커에 픽업된 반도체칩을 촬상하는 비전 카메라의 축과 회로기판을 촬상하는 비전 카메라의 축을 동일하게 셋팅하는데 어려움이 많았다.4, a problem has arisen in the case of using a prism having two reflection mirrors. However, in the case of using two reflection mirrors with two vision cameras, the semiconductor chip picked up by the picker and the circuit board on which the semiconductor chip is to be bonded Respectively. However, such a vision inspection apparatus has a difficulty in setting the axis of the vision camera for picking up the semiconductor chip picked up by the picker and the axis of the vision camera for picking up the circuit board equally.
종래의 비전 검사장치는 2개의 반사미러와 2개의 비전 카메라를 사용하므로 반도체칩의 하면과 회로기판의 본딩영역의 상면을 동시에 촬상하는 것은 현실적으로 불가능하다. 이론적으로 동시에 각각의 비전 카메라를 통해 촬상을 수행하여도 촬상 시점의 오차가 발생될 수 있고, 이러한 시간차는 그 사이 시스템에 인가되는 외력 또는 진동 등에 의하여 반도체칩 또는 회로기판의 위치가 변경될 수 있으므로 검사의 정확성을 저해할 수 있다는 문제점도 존재한다.Since the conventional vision inspection apparatus uses two reflection mirrors and two vision cameras, it is practically impossible to simultaneously image the lower surface of the semiconductor chip and the upper surface of the bonding region of the circuit board. Theoretically, even if imaging is performed simultaneously through the respective vision cameras, an error in the imaging timing may occur. Such a time difference may cause a change in the position of the semiconductor chip or the circuit board due to an external force or vibration applied to the system There is a problem that the accuracy of the inspection can be impaired.
본 발명은 반도체칩 본딩작업에서 본딩대상 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차 검출을 위하여 하나의 비전 카메라와 하나의 프리즘을 포함하여 구성되어 구성이 간소화된 비전 검사장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention provides a vision inspection apparatus including a vision camera and a prism for detecting a positional error between a semiconductor chip to be bonded and a bonding region of a circuit board in a semiconductor chip bonding operation, .
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체칩 본딩 작업을 위하여 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 대상 회로기판 본딩영역의 위치 오차를 검사하기 위한 비전검사장치에 있어서, 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판을 향해 광을 제공하는 조명부; 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지를 반사시키는 제1반사면; 및 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 반사시키는 제2반사면이 교차되어 구비되는 X 큐브 프리즘; 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면에서 선택적으로 반사된 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 제2반사면에서 선택적으로 반사된 상기 회로기판 본딩영역 상면의 이미지를 촬상하기 위한 하나의 비전 카메라; 및, 상기 X 큐브 프리즘에서 반사되어 상기 비전 카메라에서 촬상된 이미지의 분석을 통해 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 본딩 대상 회로기판 본딩영역의 위치 오차를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지는 흑백 또는 칼라인 것을 특징으로 하는 비전 검사장치를 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a vision inspection apparatus for inspecting a position error between a semiconductor chip picked up by a bonding head and a bonding region of a circuit board to be bonded to which the semiconductor chip is to be bonded, An illumination unit for providing light toward the semiconductor chip and the circuit board to be bonded; A first reflection surface reflecting the bottom image of the semiconductor chip picked up by the bonding head; And an X-cube prism having a second reflection surface for reflecting an image of a bonding area on the upper surface of the circuit board, the X- A bottom surface of the semiconductor chip picked up in the bonding head selectively reflected from the first reflection surface of the X cube prism, and a second reflection surface for picking up an image of the top surface of the circuit board bonding area selectively reflected from the second reflection surface. Vision cameras; And a control unit for determining a position error between the semiconductor chip picked up by the bonding head and the bonding target circuit board bonding area through the analysis of the image reflected by the X cube prism and analyzed by the vision camera, Wherein the image captured by the image sensing device is monochrome or color.
여기에서, 상기 X 큐브 프리즘의 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면은 직교하도록 상기 X 큐브 프리즘 내부에 45도 경사진 상태로 구비되며, 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 교차선은 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 이미지 반사방향과 수직한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조명부는 상기 반도체칩과 본딩 대상 회로기판에 대해 사선으로 광을 조사하는 제1조명부 또는 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판에 대해 직각으로 광을 조사하는 제2조명부를 포함하거나, 상기 반도체칩과 본딩 대상 회로기판에 대해 사선으로 광을 조사하는 제1조명부와 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판에 대해 직각으로 광을 조사하는 제2조명부를 포함할 수 있다.Here, the first reflection surface and the second reflection surface of the X-cube prism are inclined at an angle of 45 degrees in the X-cube prism so as to be orthogonal to each other, and the intersection of the first reflection surface and the second reflection surface Line is perpendicular to the image reflection direction of the first reflection surface and the second reflection surface.
The illumination unit may include a first illumination unit that irradiates the semiconductor chip and the circuit board to be bonded with light diagonally or a second illumination unit that irradiates light to the semiconductor chip and the circuit board to be bonded at right angles, And a second illumination unit for irradiating the semiconductor chip and the bonding target circuit board at a right angle with respect to the semiconductor chip and the bonding target circuit board.
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여기에서, 상기 제1조명부는 상기 X큐브 프리즘의 상부에 배치되어 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체 칩에 광을 조사하는 상부 조명부; 및 상기 X큐브 프리즘의 하부에 배치되어 상기 본딩 대상 회로기판에 광을 조사하는 하부 조명부를 포함할 수 있다.Here, the first illumination unit may include an upper illumination unit disposed on the X-cube prism and irradiating light to the semiconductor chip picked up by the bonding head; And a lower illuminator disposed below the X-cube prism for illuminating the bonding target circuit board with light.
또한, 상기 X 큐브 프리즘의 상부와 하부가 개방된 상태로 상기 X 큐브 프리즘에서 반사된 이미지가 수평 방향으로 상기 비전 카메라로 입사되도록 상기 X 큐브 프리즘과 상기 비전 카메라가 장착되는 마운트 부재 및 상기 마운트 부재를 이동시키기 위한 이송유닛을 더 포함하며, 상기 본딩헤드가 하강하여 본딩작업이 수행되는 과정에서 상기 이송유닛은 상기 마운트 부재를 본딩헤드의 작업공간 이외의 영역으로 회피시키는 것을 특징으로 한다.The X-cube prism, the mount member on which the X-cube prism and the vision camera are mounted so that the image reflected by the X-cube prism is incident on the vision camera in a horizontal direction with the upper and lower portions of the X- Wherein the transfer unit avoids the mount member to a region other than the work space of the bonding head in the course of performing the bonding operation by lowering the bonding head.
또한, 상기 비전 카메라가 쵤상하는 이미지가 흑백인 경우, 상기 반도체칩을 픽업하는 본딩헤드와 상기 회로기판의 이미지가 서로 중첩되지 않도록 상기 본딩헤드를 상기 회로기판으로부터 이격시킨 상태에서, 상기 반도체칩과 상기 회로기판의 이미지를 획득하고, 상기 본딩헤드의 이격거리만큼 위치보정을 하여 상기 반도체칩과 상기 회로기판의 위치를 획득할 수 있다.In the case where the image of the vision camera is black and white, the bonding head for picking up the semiconductor chip and the bonding head are spaced apart from the circuit board so that the image of the circuit board does not overlap with each other. The position of the semiconductor chip and the circuit board can be obtained by obtaining an image of the circuit board and correcting the position by the distance of the bonding head.
상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 흑백인 경우, 상기 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판 본딩영역이 서로 동축에 위치한 상태에서, 상기 상부 조명부를 인가하고, 하부 조명부는 해제한 상태에서 본딩헤드에 픽업된 반도체칩을 검사하고 상기 하부 조명부를 인가하고, 상부 조명부를 해제한 상태에서 본딩 대상 회로기판을 검사하되, 상기 비전카메라는 상기 상부 조명부와 하부 조명부를 선택적으로 인가한 상태에서 연속적으로 촬영하여 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 이미지와 상기 회로 기판을 검사한 이미지를 각각 획득하는 것을 특징으로 한다.When the image picked up by the vision camera is black and white, the upper illumination unit is applied while the semiconductor chip picked up by the bonding head and the bonding target circuit board bonding area are coaxial with each other, Inspecting a semiconductor chip picked up by a bonding head in a state where the upper illuminating unit and the lower illuminating unit are inspected, inspecting the bonding target circuit board in a state where the upper illuminating unit is released, And obtaining an image of the semiconductor chip picked up by the bonding head and an image of the circuit board, respectively.
그리고, 상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 칼라인 경우, 상기 X 큐브 프리즘은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 구성하는 색상별 이미지 중 특정 색상 이미지를 선택적으로 상기 비전 카메라로 반사시키며, 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면 및 제2반사면은 서로 다른 색상의 이미지를 상기 비전 카메라로 반사시키는 것을 특징으로 한다.When the image picked up by the vision camera is color, the X-cube prism includes a bottom image of the semiconductor chip picked up by the bonding head, and a specific color of the color image forming the image of the bonding area on the top surface of the circuit board. Wherein the first and second reflective surfaces of the X-cube prism reflect images of different colors to the vision camera.
또한, 상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 칼라인 경우, 상기 X 큐브 프리즘은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 구성하는 파장별 이미지 중 특정 파장 이미지를 선택적으로 상기 비전 카메라로 반사시키며 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면 및 제2반사면은 서로 다른 파장의 이미지를 상기 비전 카메라로 반사시키는 것을 특징으로 한다.When the image picked up by the vision camera is a color image, the X-cube prism has a specific wavelength of a wavelength-specific image constituting an image of a bottom surface of the semiconductor chip picked up by the bonding head and an image of a bonding area of the circuit board, Wherein the first and second reflective surfaces of the X cube prism reflect images of different wavelengths to the vision camera.
또한, 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면은 적색(R) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시키고, 제2반사면은 청색(B) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시킴으로써, 상기 비전 카메라로 적색 이미지 및 청색 이미지를 반사시키거나, 제1반사면은 청색(B) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시키고, 제2반사면은 적색(R) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시킴으로써, 상기 비전 카메라로 청색 이미지 및 적색 이미지를 반사시킬 수 있다.The first reflection surface of the X-cube prism reflects red (R) light but transmits light of the other color, and the second reflection surface reflects blue (B) light while transmitting light of the other color, The first reflection surface reflects the blue light and the second reflection surface reflects the red light and the second reflection surface reflects the red light and the second reflection surface reflects the red light, By transmitting light, the blue and red images can be reflected by the vision camera.
본 발명에 따른 비전 검사장치에 의하면, 반도체칩 본딩작업에서 본딩대상 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차 검출을 위하여 하나의 비전 카메라와 하나의 프리즘을 포함하여 비전 검사장치의 구성을 간소화할 수 있다.According to the vision inspection apparatus of the present invention, in order to detect a positional error between the semiconductor chip to be bonded and the bonding region of the circuit board in the semiconductor chip bonding operation, one vision camera and one prism are included to simplify the configuration of the vision inspection apparatus .
또한, 본 발명에 따른 비전 검사장치에 의하면, 하나의 비전 카메라로 픽커에 픽업된 반도체칩과 회로기판을 함께 검사할 수 있으므로 동축 셋팅이 불필요하다. 또한 동일한 셋팅 조건에서 촬영이 가능하므로 검사의 정확도가 높아질 수 있다. In addition, according to the vision inspection apparatus of the present invention, the coaxial setting is unnecessary since the semiconductor chip and the circuit board picked up by the picker can be inspected together with one vision camera. Also, since the photographing is possible under the same setting conditions, the accuracy of the inspection can be increased.
또한, 별도의 반사미러를 사용하지 않아 검사를 위한 광축 정렬 작업이 간소화될 수 있으므로 반도체칩 본딩공정의 효율성이 향상될 수 있다.In addition, the efficiency of the semiconductor chip bonding process can be improved because the optical axis alignment operation for inspection can be simplified without using a separate reflection mirror.
또한, 본 발명에 따른 비전 검사장치에 의하면, X 큐브 프리즘에서 분광 및 반사되는 본딩헤드에 픽업된 반도체칩에 구비된 피두셜 마크 등의 이미지와 회로기판의 본딩영역의 피두셜 마크 등의 이미지 색상을 다르게 하여 위치오차 및 장비 수정 방향을 용이하게 결정할 수 있다.In addition, according to the vision inspection apparatus of the present invention, it is possible to provide an X-cube prism, which is capable of detecting an image such as an image of a special mark or the like provided on a semiconductor chip picked up by a bonding head, It is possible to easily determine the position error and the equipment correction direction.
또한, 본 발명에 따른 비전 검사장치에 의하면, 반도체칩의 하면과 회로기판의 본딩영역 상면을 X 큐브 프리즘과 하나의 카메라를 이용하여 동시에 촬상할 수 있으므로, 2개의 비전 카메라를 사용하여 각각의 이미지를 촬상하는 종래 방식에 존재하는 미세한 시간차 사이에 시스템에 인가될 수 있는 외란 등으로 인한 검사의 정밀성 문제를 해소할 수 있다. According to the vision inspection apparatus of the present invention, since the upper surface of the semiconductor chip and the upper surface of the bonding region of the circuit board can be simultaneously imaged by using the X-cube prism and the single camera, It is possible to solve the problem of precision of the inspection due to disturbance or the like which may be applied to the system during the minute time difference existing in the conventional system for picking up the image.
도 1은 본 발명에 따른 비전 검사장치의 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 비전 검사장치의 광경로의 사시도를 도시한다.
도 3은 반도체칩 하면 및 회로기판의 본딩영역 상부에 위치 오차 검출을 위한 피두셜 마크를 흑백 이미지 및 컬러 이미지로 촬상한 예를 도시한다.
도 4는 종래의 비전 검사장치의 광경로의 사시도를 도시한다.1 shows a side view of a vision inspection apparatus according to the present invention.
2 shows a perspective view of an optical path of the vision inspection apparatus according to the present invention.
Fig. 3 shows an example of capturing a special mark for detection of position error in a monochrome image and a color image on a semiconductor chip bottom surface and a bonding region of a circuit board.
4 shows a perspective view of an optical path of a conventional vision inspection apparatus.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명에 따른 비전 검사장치(100)의 측면도를 도시하며, 도 2는 본 발명에 따른 비전 검사장치(100)의 광경로의 사시도를 도시한다.FIG. 1 is a side view of the
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 반도체칩 본딩 작업을 위하여 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 대상 회로기판 본딩영역의 위치 오차를 검사하기 위한 비전 검사장치에 있어서, 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판을 향해 광을 제공하는 조명부(130), 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지를 반사시키는 제1반사면 및 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 반사시키는 제2반사면이 교차되어 구비되는 X 큐브 프리즘(120), 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면에서 선택적으로 반사된 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 제2반사면에서 선택적으로 반사된 상기 회로기판 본딩영역 상면의 이미지를 촬상하기 위한 하나의 비전 카메라(110) 및, 상기 X 큐브 프리즘(120)에서 반사되어 상기 비전 카메라(110)에서 촬상된 이미지의 분석을 통해 본딩헤드(210)에 의하여 픽업된 반도체칩(p)과 본딩 대상 회로기판(s)의 본딩영역의 위치 오차를 판단하는 제어부를 포함하는 비전 검사장치(100)를 제공할 수 있다.The present invention provides a vision inspection apparatus for inspecting a positional error between a semiconductor chip picked up by a bonding head and a bonding region of a circuit board to be bonded to which the semiconductor chip is to be bonded, A first reflection surface that reflects a bottom image of the semiconductor chip picked up by the bonding head, and a second reflection surface that reflects an image of a bonding region on the top surface of the circuit board, A bottom image of the semiconductor chip picked up in the bonding head selectively reflected from the first reflection surface of the X cube prism, and a bottom image of the semiconductor chip picked up on the second reflection surface, A
본 발명은 반도체칩 본딩 작업 전에 반도체칩 본딩장치를 구성하는 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩(p)과 본딩 대상 회로기판 본딩영역의 위치 오차를 검사하기 위하여 구비될 수 있다.The present invention can be provided for checking the positional error between the semiconductor chip p picked up by the bonding head constituting the semiconductor chip bonding apparatus and the bonding target circuit board bonding region before semiconductor chip bonding.
최근 전자제품의 회로기판의 집적도가 증가되고 반도체칩 및 회로기판의 단자들의 크기는 더 미세화되고 있다.Recently, the degree of integration of circuit boards of electronic products has been increased, and the sizes of terminals of semiconductor chips and circuit boards have been further miniaturized.
따라서, 반도체칩의 본딩과정에서 본딩위치의 오차를 최소화할 수 있도록, 비전 검사장치(100)를 사용하여 반도체칩 본딩 작업을 수행하는 본딩헤드에 의해 픽업된 반도체칩(p)과 본딩 대상 회로기판 본딩영역의 위치 오차를 검사한다.Therefore, in order to minimize the error in the bonding position in the bonding process of the semiconductor chip, the semiconductor chip p picked up by the bonding head performing the semiconductor chip bonding operation using the
종래의 비전 검사장치(100)는 반사면이 하나인 큐브 프리즘, 2개의 반사미러 및 2개의 비전 카메라(110)를 포함하여 구성되는 것과 달리, 본 발명에 따른 비전 검사장치(100)는 기구적으로 하나의 X 큐브 프리즘(120) 및 하나의 비전 카메라(110)를 포함하여 구성될 수 있다.Unlike the conventional
본 발명에 따른 비전 검사장치(100)는 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩(p)의 하면의 이미지와 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 각각 구성하는 특정 색상 또는 파장별 이미지를 선택적으로 반사시키는 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)이 직교하도록 상기 X 큐브 프리즘 내부에 45도 경사진 상태로 구비되며, 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 교차선은 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 이미지 반사방향과 수직하게 형성되는 X 큐브 프리즘(120)을 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 X 큐브 프리즘(120)은 다이크로익 프리즘(DICHROIC PRISM)의 일종으로 다층 간섭막을 표면에 형성하여 입사광의 일부 파장 성분만을 반사하고 나머지 성분은 투과하여 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 삼원색광 또는 파장별로 분해하도록 한 프리즘이다.The
이와 같은 다이크로익 프리즘은 일반적으로 LCD 방식 또는 LCos 방식의 프로젝터 등에서 색상별 분광된 이미지 또는 영상을 하나의 완성된 이미지 또는 영상으로 합성하기 위하여 광경로 상에 배치된다.Such a dichroic prism is generally disposed on an optical path for synthesizing a color-separated spectral image or image into one complete image or image in an LCD type or LCos type projector or the like.
그러나 본 발명에 따른 비전 검사장치를 구성하는 X 큐브 프리즘(120)은 본딩헤드와 회로 기판 사이에 배치되어 X 큐브 프리즘(120) 상부에 배치된 반도체칩의 하면의 이미지와 X 큐브 프리즘(120) 하부에 배치된 회로기판의 본딩영역의 이미지를 함께 비전 카메라(110)로 반사시키기 위하여 구비된다.However, the
즉, 반도체칩의 하면의 이미지와 회로기판의 본딩영역의 이미지를 동시에 하나의 비전 카메라(110)로 촬상하기 위해서는 X 큐브 프리즘(120) 내부의 서로 다른 반사면을 이용하여 X 큐브 프리즘(120) 상부에 배치된 반도체칩의 하면의 이미지와 X 큐브 프리즘(120) 하부에 배치된 회로기판의 본딩영역의 이미지를 하나의 비전 카메라 방향으로 반사시켜야 한다. That is, in order to simultaneously capture the image of the bottom surface of the semiconductor chip and the image of the bonding area of the circuit board with one
또한, 본 발명에 따른 비전 검사장치는 X 큐브 프리즘(120) 상부에 배치된 반도체칩의 하면의 이미지와 X 큐브 프리즘(120) 하부에 배치된 회로기판의 본딩영역의 이미지를 다이크로익 프리즘(DICHROIC PRISM) 형태의 X 큐브 프리즘(120)에서 반사시키는 과정에서 간섭막을 표면의 특성을 이용하여 각각의 이미지를 구성하는 광 중 특정 색상의 광만을 선택적으로 반사시킬 수 있는 특징을 이용한다.The vision inspection apparatus according to the present invention includes an image of a lower surface of a semiconductor chip disposed on an upper portion of an
즉, 본 발명은 다이크로익 프리즘(DICHROIC PRISM) 형태의 X 큐브 프리즘(120)을 분광된 이미지 또는 영상을 하나의 완성된 이미지 또는 영상으로 합성하는 프로젝터 등과 같은 목적 또는 백색광은 여러 색으로 단순히 분광하는 목적이 아니라 X 큐브 프리즘(120)으로 서로 다른 방향에서 입사되는 다색 광으로 합성된 이미지를 반사면에서 분광 및 선택적 반사시켜, 서로 다른 방향에서 입사되는 이미지 중 특정 색상을 갖는 이미지만 상기 비전 카메라(110)으로 반사시켜, 비전 카메라에 의하여 반도체칩의 하면의 이미지와 회로기판의 본딩영역의 이미지를 동시에 함께 촬영함과 동시에 함께 촬영된 이미지의 영역별 색상으로 피사체를 구별할 수 있는 기능을 제공한다는 점에서 구별된다. That is, the present invention can be applied to a projector such as a projector for synthesizing an
반도체칩의 하면의 이미지와 회로기판의 본딩영역의 이미지를 동시에 함께 촬영하면 촬상 시점의 시간차가 존재하여 발생될 수 있는 검사 정밀성 저하를 방지할 수 있음은 전술한 바와 같고, 촬영된 하나의 이미지의 영역별 색상으로 피사체를 구별할 수 있는 기능을 제공하여 위치 오차에 대한 각각의 피사체의 틀어짐 방향 등을 쉽게 식별할 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.It is possible to prevent the deterioration of the inspection precision that may occur due to the time difference of the imaging time when the image of the lower surface of the semiconductor chip and the image of the bonding area of the circuit board are simultaneously shot. It is possible to distinguish the subject by the color of each region and to easily identify the direction in which the subject is shifted relative to the position error. Specifically, it is as follows.
상기 X 큐브 프리즘(120)은 내부에 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)이 직교되도록 직육면체 형상을 가질 수 있다.The
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 X 큐브 프리즘(120)은 직육면체 형상으로 구성되고, 상기 제1반사면(121) 및 상기 제2반사면(123)은 직교하도록 상기 X 큐브 프리즘(120) 내부에 45도 각도로 경사진 상태로 구비되며, 상기 제1반사면(121) 및 상기 제2반사면(123)의 교차선은 상기 제1반사면(121) 및 상기 제2반사면(123)의 이미지 반사방향과 수직하게 배치될 수 있다.1 and 2, the
상기 X 큐브 프리즘(120)의 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면의 이미지와 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지(합성광) 중 상기 비전 카메라(110)로 반사시키지 않는 색상의 이미지(광)는 투과될 수 있다. 즉, 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)은 서로 다른 색상의 이미지를 상기 비전 카메라(110)로 반사시킬 수 있다.The
상기 예로서 색상별로 이미지를 반사하는 X 큐브 프리즘(120)에 대해 자세히 설명하였지만 반사면(121, 123)이 서로 다른 파장 중 어느 하나의 파장은 반사되고 나머지는 투과되는 구조를 가질 수도 있다. 구체적으로, 제1반사면(121)과 제2반사면(123)은 단파장 또는 장파장을 반사할 수 있도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1반사면(121)은 장파장을 반사할 수 있도록 하고 제2반사면(123)은 단파장을 반사할 수 있도록 반사면을 만들 수 있으며 이 경우 장파장을 반사하는 제1반사면(121)은 적외선을 반사하고 단파장을 반사하는 제2반사면은(123)은 자외선을 반사하도록 구성할 수 있다. 각 반사면(121, 123)이 반사하는 파장은 예시한 것과 같이 구성할 수 있지만 제1반사면(121)을 단파장, 제2반사면(123)을 장파장으로 구성할 수 있다. Although the
구체적으로, 상기 제1반사면(121)과 제2반사면(123)은 각각의 반사면에 형성된 간섭막에 의하여 예를 들어 각각 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 어느 하나의 색상의 광만 반사(전반사)되고 나머지는 투과되는 구조를 가질 수 있다.Specifically, the
상기 X 큐브 프리즘(120)의 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면의 이미지와 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 구성하는 색상별 또는 파장별 이미지 중 서로 다른 색상 또는 파장의 이미지를 상기 비전 카메라(110)로 반사시킬 수 있다. 이는 후술하는 비전 카메라(110)에 의하여 촬상된 영상에서 색상 또는 파장에 따라 반도체칩의 위치와 본딩영역의 위치를 구별하도록 하기 위함이다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.The
상기 X 큐브 프리즘(120)은 내부에 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)을 구비하는데 각각의 반사면은 서로 다른색 광만을 반사하고 반사하는 색 광을 제외한 나머지 색상의 광은 모두 투과를 시킨다. 본 발명에서는 예를 들어 제1반사면이 적색(R) 광만을 반사하고 나머지 색상의 광은 반사면을 통과시키고 제2반사면이 청색(B) 광만을 반사하고 나머지 색상의 광은 각각의 반사면을 통과하는 것으로 가정하여 설명한다.The
본 발명에 따른 비전 검사장치(100)를 구성하는 비전 카메라(110)는 본딩헤드에 픽업된 반도체칩과 본딩대상 회로기판의 본딩영역 사이에 배치되어 상부로부터 반도체칩 하면의 이미지를 형성하는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 광 또는 이미지가 X 큐브 프리즘(120)으로 입사된 후 적색 이미지(ri)만 제1반사면(121)을 통해 상기 비전 카메라(110)로 반사되고, 하부로부터 본딩대상 회로기판의 본딩영역의 이미지를 형성하는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 광 또는 이미지가 X 큐브 프리즘(120)으로 입사된 후 청색 이미지(bi)만 제2반사면(123)을 통해 상기 비전 카메라(110)로 반사된다.The
이는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면(121)은 적색(R) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시키고, 제2반사면은 청색(B) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시킴으로써, 상기 비전 카메라로 적색 이미지 및 청색 이미지를 반사시키는 것으로 이해될 수 있다.This is because the
그러나, 프리즘(120)의 방향을 변경하면, 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면(121)은 청색(B) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시키고, 제2반사면(123)은 적색(R) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시킴으로써, 상기 비전 카메라로 청색 이미지 및 적색 이미지를 반사시키도록 구성될 수도 있음을 의미한다.However, when the direction of the
또한, 상기 X 큐브 프리즘(120)은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 구성하는 파장별 이미지 중 특정 파장 이미지를 선택적으로 상기 비전 카메라로 반사시킬 수 있으므로, 상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)은 서로 다른 파장의 이미지를 상기 비전 카메라(110)로 반사시킬 수도 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본딩헤드의 본딩 작업은 상하 방향으로 수행되고, 그 사이에 X 큐브 프리즘이 배치되므로 상기 X 큐브 프리즘(120)의 제1반사면과 제2반사면에서 상기 비전 카메라에 입사되는 이미지는 수평방향으로 반사 및 입사되도록 X 큐브 및 비전 카메라를 배치할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the bonding operation of the bonding head is performed in the vertical direction, and the X-cube prism is disposed therebetween, so that the first reflection surface and the second reflection surface of the X- The X-cube and the vision camera may be disposed such that an image incident on the vision camera is reflected and incident in a horizontal direction.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 제1반사면(121) 및 제2반사면(123)에서 반사(전반사)된 이미지는 동일한 방향, 즉 비전 카메라(110) 방향으로 반사되도록 직육면체 형태의 상기 X 큐브 프리즘(120) 내부에서 45도 각도로 배치될 수 있다.1 and 2, the images reflected (totally reflected) by the respective first reflection surfaces 121 and the second reflection surfaces 123 are reflected in the same direction, i.e., in the direction of the
이와 같은 방법으로 상기 X 큐브 프리즘(120)의 제1반사면(121)에서 반사된 반도체칩 하면의 적색 이미지(ri)와 제2반사면(123)에서 반사된 회로기판의 본딩영역의 청색 이미지(bi)가 중첩되어 상기 비전 카메라(110)에 의하여 함께 촬상될 수 있다.In this way, the red image (ri) of the lower surface of the semiconductor chip reflected by the first
물론 상기 X 큐브 프리즘(120)을 뒤집어 배치하면 제1반사면과 제2반사면의 방향이 반대가 되어 반도체칩 하면은 청색 이미지로 반사시키고, 회로기판의 본딩영역은 적색 이미지로 반사시킬 수도 있다. 또한 이 외에도 다른 종류의 프리즘을 적용하여 다른 특정한 색을 반사시킴으로써 다른 색이 비전 카메라로 반사되도록 시험할 수도 있다.Of course, when the
그리고 본 발명에 따른 비전 감사장치(100)는 반도체칩을 회로기판에 본딩하기 전에 X 큐브 프리즘을 통해 반도체칩의 하면 이미지와 회로기판의 본딩영역 상면 이미지를 동시에 하나의 비전 카메라로 반사시켜 촬상하여 촬상된 이미지를 비교하여 위치오차를 검출하는 방법을 사용한다.Before the semiconductor chip is bonded to the circuit board, the
이 경우, 반도체칩의 하면 이미지와 회로기판의 본딩영역 상면 이미지 중 특정 영역을 타켓하여 촬상 후 특정 영역의 위치를 비교하는 방법으로 위치 오차를 검출할 수도 있고, 반도체칩의 하면과 회로기판의 본딩영역 상면에 형성된 패턴 또는 피두셜 마크(Fiducial Mark) 등을 구비하고 촬상된 이미지의 패턴이나 피두셜마 크의 위치를 비교하는 방법으로 수행될 수 있다. In this case, the positional error can be detected by a method of comparing a bottom image of the semiconductor chip and a top surface image of the bonding region of the circuit board to compare the position of a specific region after image sensing, A pattern or a fiducial mark formed on the upper surface of the region, and the like, and comparing the position of the pattern of the captured image or the position of the fiducial mark.
본 발명에 따른 비전 검사장치(100)는 반도체칩을 회로기판에 본딩하는 본딩작업 직전에 픽업된 반도체칩과 본딩영역 상의 특정 타겟 또는 피두셜 마크(Fiducial Mark) 등의 위치를 촬상하여 위치 오차를 검출하고, 비전 검사장치(100)에 의한 검사가 완료된 후 상기 X 큐브 프리즘(120)을 포함한 비전 검사장치(100)는 본딩헤드의 하강 궤적 외측으로 이송되어야 한다.The
따라서, 본 발명에 따른 비전 검사장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 X 큐브 프리즘(120) 및 상기 비전 카메라(110)가 장착되는 마운트 부재(150) 및 상기 마운트 부재(150)를 이동시키기 위한 이송유닛(160)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 비전 검사장치(100)는 상기 반도체칩과 본딩 대상 회로기판에 대해 사선으로 광을 조사하는 제1조명부 또는 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판에 대해 직각으로 광을 조사하는 제2조명부를 구비하거나, 상기 반도체칩과 본딩 대상 회로기판에 대해 사선으로 광을 조사하는 제1조명부와 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판에 대해 직각으로 광을 조사하는 제2조명부를 구비할 수 있다.1, the
The
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구체적으로, 상기 마운트 부재(150)에는 상기 X 큐브 프리즘(120)이 상하 방향으로 개방된 상태로 수용되고 X 큐브 프리즘(120)의 상부와 하부에 각각 제1 조명부가 구비되어 각각 본딩헤드에 픽업된 반도체칩 및 회로기판의 본딩영역에 대해 사선(사선 방향)으로 조명을 제공할 수 있고, 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판의표면에 대하여 직각으로 빛을 조사하기 위한 상기 비전 카메라(110)에 제2 조명부를 구비하여 동축조명을 제공할 수 있다.Specifically, the
여기서, 제1 조명부는 링형태의 조명유닛(130)으로 구비될 수 있으며, X큐브 프리즘의 상부에 배치되어 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체 칩에 광을 조사하는 상부 조명부 및 상기 X큐브 프리즘의 하부에 배치되어 상기 본딩 대상 회로기판에 광을 조사하는 하부 조명부를 포함할 수 있다.Here, the first illumination unit may include a ring-shaped
상기 제공되는 조명은 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)을 포함하는 백색광 또는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)으로 분리된 광일 수 있다.The provided illumination may be white light including red (R), green (G), and blue (B) or light separated into red (R), green (G), and blue (B).
상기 본딩헤드가 하강하여 본딩작업이 수행되는 과정에서 상기 이송유닛(160)은 상기 마운트 부재(150)를 본딩헤드의 작업공간 이외의 영역으로 회피될 수 있다.The
도 1에 도시된 마운트 부재(150)는 y축 방향으로 이송가능한 이송유닛(160)에 장착되어 본딩작업이 수행되는 동안 y축 방향으로 회피 구동될 수 있다.The
본 발명에 따른 비전 검사장치는 반도체칩과 회로기판의 본딩영역을 하나의 이미지로 촬상하여 각각의 반도체칩 또는 본딩영역의 위치 오차를 검사할 수 있다.The vision inspection apparatus according to the present invention can image the bonding area between the semiconductor chip and the circuit board in one image and check the position error of each semiconductor chip or bonding area.
위치 오차를 검출하는 방법 중 반도체칩 하면과 본딩영역 상면의 패턴이나 피두셜 마크의 각각의 기준 위치를 미리 결정하고, 촬상된 이미지 상에서의 각각의 피두셜 마크의 촬상 위치와 비교하는 방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 반도체칩 하면과 본딩영역 상면의 피두셜 마크는 상호 이격된 위치에 존재해도 무방하다.Among the methods of detecting the position error, there can be used a method of previously determining the reference position of a pattern or a partial mark on the upper surface of the semiconductor chip and the bonding area, and comparing the reference position with the imaging position of each of the special marks on the sensed image have. In this case, the semiconductor chips may be located at mutually spaced positions with respect to the lower surface of the semiconductor chip and the upper surface of the bonding region.
즉, 비전 검사장치를 구성하는 제어부는 저장된 피두셜 마크의 기준 위치와 촬영된 마크의 촬상 위치를 비교한 후 위치 오차를 구한다. 산출된 값에 따라 자재를 흡착한 본딩헤드 또는 회로기판이 놓인 회로기판 거치대를 이송하여 위치 오차를 수정할 수 있다.That is, the control unit constituting the vision inspection apparatus compares the reference position of the stored special mark with the imaging position of the photographed mark, and then obtains the position error. The position error can be corrected by transferring the bonding head or the circuit board holder on which the circuit board is placed according to the calculated value.
한편, 본 발명의 비전 검사장치에서 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지는 흑백, 또는 칼라이미지 모두 가능하다. 이에 대하여 도 3을 참고로 하여 보다 자세히 기술한다. 도 3은 반도체칩 하면 및 회로기판의 본딩영역 상부에 위치 오차 검출을 위한 피두셜 마크를 흑백 이미지 및 컬러 이미지로 촬상한 예를 도시한 것이다.On the other hand, in the vision inspection apparatus of the present invention, the image captured by the vision camera is both black and white or color image. This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 shows an example of capturing a special mark for detecting positional error in a monochrome image and a color image on the bottom surface of the semiconductor chip and the bonding area of the circuit board.
구체적으로, 도 3(a)는 본 발명에 따른 비전 검사장치를 구성하는 비전 카메라가 반도체칩 또는 회로기판에 형성된 피두셜 마크를 흑백 이미지로 촬상한 이미지를 도시하며, 도 3(b)는 본 발명에 따른 비전 검사장치를 구성하는 비전 카메라가 반도체칩 또는 회로기판에 형성된 피두셜 마크를 컬러 이미지로 촬상한 이미지를 도시하며, 도 3(c)는 X 큐브 프리즘 상부의 반도체칩 하면에 구비된 피두셜 마크의 이미지가 상기 X 큐브 프리즘을 통해 반사된 이미지(ri)를 도시하며, 도 3(d)는 X 큐브 프리즘 하부의 반도체칩 하면에 구비된 피두셜 마크의 이미지가 상기 X 큐브 프리즘을 통해 반사된 이미지(bi)를 도시한다.3 (a) shows an image of a vision camera formed by a vision camera constituting a vision inspection apparatus according to the present invention, which images a partial mark formed on a semiconductor chip or a circuit board in a monochrome image, FIG. 3 (b) FIG. 3 (c) shows an image obtained by imaging a special mark formed on a semiconductor chip or a circuit board by a vision camera constituting the vision inspection apparatus according to the present invention. FIG. 3 FIG. 3 (d) shows an image (ri) of an image of the partial cube prism through the X-cube prism, and an image of the partial mark provided on the bottom side of the semiconductor chip below the X- Lt; RTI ID = 0.0 > (bi) < / RTI >
도 3에서는 반도체칩 하면 및 회로기판의 본딩영역 상부에 위치 오차 검출을 위한 피두셜 마크가 각각 구비되고, 피두셜 마크의 형태(원형 링)와 크기가 동일한 경우를 비전 카메라가 흑백 이미지 및 컬러 이미지로 촬상한 예를 도시하며, 도 3에 도시된 예는 각각의 피두셜 마크가 정확하게 중첩되는 경우에 위치 오차가 없는 경우로 가정한다.In FIG. 3, special marks for detecting positional errors are provided on the lower surface of the semiconductor chip and the bonding area of the circuit board, and when the shape of the partial marks (circular ring) is the same size, And the example shown in FIG. 3 assumes that there is no positional error when each of the special marks is correctly superimposed.
도 3에서 살펴본 바와 같이 피두셜 마크의 형태와 크기 등이 동일한 경우에는 컬러 이미지로 촬영하는 것이 유리하고, 피두셜 마크의 형태와 크기 등 을 달리하면 반도체칩 또는 회로기판 중 무엇이 기준위치로부터 틀어져있는지를 쉽게 확인할 수 있으므로, 흑백 이미지로 촬영해도 무방하다.As shown in FIG. 3, when the shape and size of the partial mark are the same, it is advantageous to take a color image, and when the shape and size of the special mark are different, the semiconductor chip or the circuit board is shifted from the reference position It is possible to take a picture in black and white.
또한, 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 흑백인 경우에는 반도체칩을 픽업하는 본딩헤드와 회로기판의 이미지가 서로 중첩되지 않도록 본딩헤드를 회로기판으로부터 소정거리 이격시킨 상태에서 검사하는 것이 바람직하다. 본딩헤드를 회로기판으로부터 이격시킨 상태에서 반도체칩과 회로기판의 이미지를 획득한 후에는 본딩헤드의 이격거리만큼 위치 보정을 하여 반도체칩과 회로기판의 위치를 정확하게 산출할 수 있게된다.When the image picked up by the vision camera is monochrome, it is preferable to inspect the bonding head at a predetermined distance from the circuit board so that the bonding head picking up the semiconductor chip and the image of the circuit board do not overlap each other. After the image of the semiconductor chip and the circuit board is obtained in a state where the bonding head is separated from the circuit board, the positions of the semiconductor chip and the circuit board can be accurately calculated by performing positional correction by the distance of the bonding head.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본딩헤드와 회로기판을 이격시키지 않더라도 흑백으로 영상을 촬영할 수 있다. 즉, 본딩헤드와 회로기판이 동축에 위치한 경우에는 X큐브 프리즘의 상부조명부와 하부조명부를 선택적으로 인가한 상태에서 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩에 대한 이미지와 회로기판에 대한 이미지를 연속적으로 획득하여 이들의 이미지를 비교하여 반도체칩과 회로기판의 위치를 알 수 있다. According to another embodiment of the present invention, an image can be captured in black and white even if the bonding head and the circuit board are not separated from each other. That is, when the bonding head and the circuit board are coaxial with each other, the image of the semiconductor chip picked up by the bonding head and the image of the circuit board are successively acquired with the upper illumination unit and the lower illumination unit of the X- The positions of the semiconductor chip and the circuit board can be known by comparing the images.
본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 본딩대상 회로기판 본딩영역이 서로 동축에 위치한 상태에서 X큐브 프리즘의 상부에 위치한 상부조명부를 인가하고, X큐브 프리즘의 하부에 위치한 하부 조명부를 해제하여 본딩헤드에 픽업된 반도체칩을 검사하고, 하부 조명부를 인가하고 상부 조명부를 해제한 상태에서 본딩대상 회로기판을 검사하되, 비전카메라가 상부조명부와 하부 조명부를 선택적으로 인가한 상태에서 연속적으로 촬영하여 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 이미지와 회로기판을 검사한 이미지를 각각 획득할 수 있게 되는 것이다.The upper illumination unit located on the upper portion of the X-cube prism is applied while the semiconductor chip picked up by the bonding head and the bonding target circuit board bonding region are coaxial with each other, and the lower illumination unit located below the X- The picked-up semiconductor chip is inspected, the lower illuminating unit is applied, the upper illuminating unit is released, and the to-be-inspected circuit board is inspected. The vision camera continuously photographs the upper illuminating unit and the lower illuminating unit, An image of the picked-up semiconductor chip and an image of the circuit board can be acquired, respectively.
이때 비전카메라는 조명의 밝기를 다르게 설정하여 원하는 조명값으로 두장의 영상을 연속으로 획득할 수도 있다. 또한 두장의 영상(2 shot) 획득시 2shot 간에 시간차이가 발생할 경우 내, 외부 진동에 영향을 받게되어 정밀도가 저하될 수 있으므로 shot 간격을 최소화한 연속 촬영을 통해 진동의 영향을 최소화할 수 있다.At this time, the vision camera may set the brightness of the illumination differently and acquire two images continuously with the desired illumination value. In addition, when two shots are acquired, the time difference between two shots can be affected by internal and external vibrations, which may degrade precision. Therefore, the influence of vibration can be minimized by continuous shooting with minimum shot interval.
한편, 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 칼라인 경우에는 도 3(b)에 도시된 비전 카메라에 의하여 촬상된 컬러 이미지는 X 큐브 프리즘(120)에 의하여 반사된 후 비전 카메라(110)로 촬상된 이미지 중 X 큐브 프리즘 상부의 반도체칩 하면에 구비된 피두셜 마크의 이미지가 상기 X 큐브 프리즘을 통해 반사된 이미지(ri)와 X 큐브 프리즘 하부의 반도체칩 하면에 구비된 피두셜 마크의 이미지가 상기 X 큐브 프리즘을 통해 반사된 이미지(bi)가 각각 색상에 의하여 명확하게 구별되므로, 반도체칩 또는 회로기판 중 어느 것이 기준 위치에서 틀어졌는지를 쉽게 구별할 수 있다.On the other hand, when the image picked up by the vision camera is color, the color image picked up by the vision camera shown in FIG. 3B is reflected by the
도 3(b)에 따르면, 적색 이미지(ri)는 상기 반도체칩의 하면의 피두셜 마크의 이미지 중 상기 X 큐브 프리즘(120)의 제1반사면(121)에 의하여 반사된 적색 이미지(ri)이며, 청색 이미지(bi)는 회로기판의 본딩영역 상의 피두셜 마크의 이미지 중 상기 X 큐브 프리즘(120)의 제2반사면(123)에 의하여 반사된 청색 이미지(bi)이다. 3 (b), the red image ri is a red image ri reflected by the
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비전 검사장치(100)는 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 및 회로기판의 본딩영역에 조명을 제공하기 위한 조명유닛(130)을 구비할 수 있고, 상기 조명유닛(130)에서 제공된 빛은 각각의 피두셜 마크를 적색 또는 청색이 아닌 밝은색 빛으로 밝게 비출 수 있다.1, the
따라서, 반도체칩의 하면 및 회로기판의 본딩영역에 각각 구비되는 피두셜 마크의 이미지(또는 광)는 조명유닛(130)의 광원 색상에 대응되는 색상을 가질 것이나, 상기 X 큐브 프리즘(120)을 통해 반사되는 과정에서 분광, 투과 및 반사되어 각각 적색 이미지(ri) 및 청색 이미지(bi)만 상기 비전 카메라(110)로 입사될 수 있다.Therefore, the image (or light) of the special mark provided on the bottom surface of the semiconductor chip and the bonding area of the circuit board may have a hue corresponding to the light source color of the
도 3(b)에 도시된 비전 카메라에 의하여 촬상된 컬러 이미지는 X 큐브 프리즘(120)에 의하여 반사된 후 비전 카메라(110)로 촬상된 이미지 중 상기 X 큐브 프리즘을 통해 반사된 X 큐브 프리즘 상부의 반도체칩 하면에 구비된 피두셜 마크의 이미지(ri)와 상기 X 큐브 프리즘을 통해 반사된 X 큐브 프리즘 하부의 반도체칩 하면에 구비된 피두셜 마크의 이미지(bi)가 각각 색상에 의하여 명확하게 구별되므로, 반도체칩 또는 회로기판 중 어느 것이 기준 위치에서 틀어졌는지를 쉽게 구별할 수 있다.The color image picked up by the vision camera shown in FIG. 3 (b) is reflected by the
도 3(b)에 도시된 상태로 본딩헤드가 회로기판 상부로 하강하게 되면 반도체칩이 틀어진 위치에 본딩되는 것이므로 반도체칩 본딩장치는 이를 수정한 상태로 본딩이 수행될 수 있다. 위치 오차를 수정하는 방법으로 본딩헤드 또는 회로기판 거치대의 위치를 변경하거나, 본딩헤드의 회전 등의 방법으로 위치오차를 수정할 수 있음은 전술한 바와 같다.When the bonding head is lowered to the upper portion of the circuit board in the state shown in FIG. 3 (b), the semiconductor chip is bonded to the wrong position, so that bonding can be performed while the semiconductor chip bonding apparatus is modified. As described above, the position error can be corrected by changing the position of the bonding head or the circuit board mount, or by rotating the bonding head.
예를 들어, 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차를 결정한 후 반도체칩 본딩과정에서 상기 본딩헤드가 하강하는 과정에서 상기 위치 오차를 수정(적색 이미지(ri)와 보라색 이미지 또는 청색 이미지(bi)와 보라색 이미지의 틀어짐양이 제거)하는 방향으로 본딩헤드 또는 회로기판이 거치된 회로기판 거치대(230)를 이송하여 정확한 본딩을 가능하게 할 수 있다.For example, after determining the positional error between the bonding area of the semiconductor chip and the circuit board, the position error is corrected in the course of the bonding head descending in the semiconductor chip bonding process (the red image ri and the purple image or the blue image bi And removing the amount of distortion of the purple image), the
물론, 본 발명에 따른 비전 검사장치를 구성하는 비전 카메라(110)에 의해 촬상되는 이미지가 흑백인 경우에도, 비전 카메라를 구성하는 제어부는 상기 반도체칩을 픽업하는 본딩헤드와 상기 회로기판의 이미지가 서로 중첩되지 않도록 상기 본딩헤드를 상기 회로기판으로부터 이격시킨 후 상기 반도체칩과 상기 회로기판의 이미지를 획득하고 상기 본딩헤드의 이격거리만큼 위치보정을 하여 상기 반도체칩과 상기 회로기판의 위치를 획득하는 방법을 사용하여 위치 오차를 검출 및 수정할 수 있음은 자명하다.Of course, even when the image picked up by the
구체적으로, 도 3은 각각의 피두셜 마크가 정확하게 중첩되는 경우에 위치 오차가 없는 경우로 가정하였지만 반도체칩 하면과 본딩영역 상면의 피두셜 마크는 상호 이격된 위치에 있을 경우를 위치 오차가 없는 경우로 가정하여도 무방하다. 즉, 상호 이격된 상태의 피두셜 위치 관계를 제어부에 저장하고 저장된 위치 관계와 촬상된 피두셜의 상호 위치 관계를 비교하여 오차를 산출할 수 있다.Specifically, FIG. 3 assumes that there is no positional error when each of the corresponding marks is accurately superimposed. However, when the semiconductor chip is located at a mutually spaced position from the lower surface of the bonding region, . That is, the relative positional relationship between the mutually spaced states can be stored in the control unit, and the error can be calculated by comparing the stored positional relationship and the mutual positional relationship between the sensed features.
반도체칩과 본딩영역 상면의 피두셜 마크는 다양한 형태로 적용될 수 있고 각각의 피두셜 마크의 형태가 다른 경우 피두셜 마크의 형태 차이로 인해 촬상된 이미지를 구분할 수 있다. 이 경우, 흑백 비전 카메라를 사용할 때와 컬러 비전 카메라를 사용할 때 동일한 방식으로 위치 오차를 구한다. 하지만, 각각의 피두셜 마크가 동일한 형태와 크기인 경우 흑백 비전 카메라를 사용하는 경우에는 각각의 이미지가 모두 흑백이므로 어떤 이미지를 촬영한 것인지 구별이 어려워진다. 특히 두 피두셜 마크가 겹쳐질 경우 두 개의 피두셜 마크 중 반도체칩과 본딩영역 상면의 피두셜 마크를 구분하는 것이 곤란하기 때문에 상부조명부와 하부조명부를 선택적으로 인가한 상태에서 비전카메라로 연속 촬영함으로써 반도체칩과 회로기판의 이미지를 선명하게 확인할 수 있고 이를 통해 위치 오차를 구할 수 있다.The semiconductor chip and the partial mark on the upper surface of the bonding region can be applied in various forms, and when the shape of each of the partial marks is different, the captured image can be distinguished due to the shape difference of the partial mark. In this case, the position error is obtained in the same manner when using a monochrome vision camera and when using a color vision camera. However, when each of the temporary marks has the same shape and size, when a monochrome vision camera is used, it is difficult to distinguish which image is captured because each image is all black and white. In particular, when two facsimile marks are overlapped, it is difficult to distinguish the semiconductor chip from the facsimile mark on the upper surface of the bonding region among the two facsimile marks. Therefore, continuous imaging is performed with the vision camera while selectively applying the upper illumination unit and the lower illumination unit The image of the semiconductor chip and the circuit board can be clearly identified and the position error can be obtained through this.
컬러 비전 카메라를 적용할 경우, 도 3에서 설명하였듯이 반도체칩과 본딩영역 상면의 피두셜 마크의 색을 쉽게 구분할 수 있으므로 추가적인 이동 없이 위치 오차를 구할 수 있다.In the case of applying the color vision camera, the color of the semiconductor chip and the special mark on the upper surface of the bonding region can be easily distinguished as described in FIG. 3, so that the position error can be obtained without further movement.
한편, 도 3에 도시된 이미지는 평면방향의 위치 오차만 판단할 수 있는 것으로 도시되나, 복수 개의 이격된 위치의 피두셜 마크를 비교하는 경우 또는 피두셜 마크의 형상이 원형 또는 링형 이외의 십자형, 기타 다각형 형태 등으로 구성되는 경우, 반도체칩 또는 회로기판의 θ 방향 틀어짐 오차 역시 검출 후 본딩헤드의 하강과정에서 이를 수정할 수 있음은 이미 기술한 바와 같다.The image shown in FIG. 3 is shown to be capable of determining only the positional error in the plane direction. However, in the case of comparing the differential marks at a plurality of spaced positions or when the shape of the differential mark is a cross shape other than a circular or ring shape, Other polygonal shapes, etc., it is possible to correct errors in the θ direction of the semiconductor chip or the circuit board in the process of descending of the bonding head after detection.
이와 같은 방법으로 반도체칩 본딩 공정 전에 반도체칩의 본딩 위치를 검사하여 본딩작업의 정확성을 향상시킬 수 있다.In this way, the bonding position of the semiconductor chip can be inspected before the semiconductor chip bonding process, thereby improving the accuracy of the bonding operation.
또한, 본 발명에 따른 비전 검사장치는 반도체칩 본딩작업에서 본딩대상 반도체칩과 회로기판의 본딩영역의 위치 오차 검출을 위하여 하나의 비전 카메라와 하나의 프리즘을 포함하여 비전 검사장치의 구성을 간소화할 수 있고, 비전 검사장치를 구성하는 비전 카메라가 하나이고 별도의 반사미러를 사용하지 않으므로 검사를 위한 광축 정렬 작업이 간소화될 수 있으므로 반도체칩 본딩공정의 효율성이 향상될 수 있으며, 더 나아가 X 큐브 프리즘에서 분광 및 반사되는 본딩헤드에 픽업된 반도체칩에 구비된 피두셜 마크 등의 이미지와 회로기판의 본딩영역의 피두셜 마크 등의 이미지 색상을 다르게 하여 위치오차 및 장비 수정 방향을 용이하게 결정할 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.In addition, the vision inspection apparatus according to the present invention includes a vision camera and a prism for detecting a positional error between a bonding target semiconductor chip and a circuit board in a semiconductor chip bonding operation, thereby simplifying the configuration of the vision inspection apparatus Since there is only one vision camera constituting the vision inspection apparatus and no separate reflection mirror is used, the optical axis alignment operation for inspection can be simplified, and the efficiency of the semiconductor chip bonding process can be improved. Further, It is possible to easily determine a position error and a device correction direction by changing image colors such as a special mark of a bonding area of a circuit board and an image of a special mark or the like provided on the semiconductor chip picked up by the bonding head reflected and reflected by the bonding head Effect can also be obtained.
본 발명에 따른 비전 검사장치에 의하면, 반도체칩의 하면과 회로기판의 본딩영역 상면을 X 큐브 프리즘과 하나의 카메라를 이용하여 동시에 촬상할 수 있으므로, 2개의 비전 카메라를 사용하여 각각의 이미지를 촬상하는 종래 방식에 존재하는 미세한 시간차 사이에 시스템에 인가될 수 있는 외란 등으로 인한 검사의 정밀성 문제를 해소할 수 있다. According to the vision inspection apparatus of the present invention, since the lower surface of the semiconductor chip and the upper surface of the bonding region of the circuit board can be simultaneously imaged by using the X-cube prism and the single camera, It is possible to solve the problem of precision of inspection due to disturbance or the like which may be applied to the system between minute time differences existing in the conventional system.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.
100 : 비전 검사장치
110 : 비전 카메라
120 : X 큐브 프리즘
121 : 제1반사면
123 : 제2반사면
130 : 조명유닛
150 : 마운트 부재
160 : 이송유닛 100: vision inspection device
110: vision camera
120: X cube prism
121: first reflection surface
123: second reflection surface
130: Lighting unit
150: Mount member
160: Feed unit
Claims (10)
상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판을 향해 광을 제공하는 조명부;
상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지를 반사시키는 제1반사면; 및
상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 반사시키는 제2반사면이 교차되어 구비되는 X 큐브 프리즘;
상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면에서 선택적으로 반사된 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 제2반사면에서 선택적으로 반사된 상기 회로기판 본딩영역 상면의 이미지를 촬상하기 위한 하나의 비전 카메라; 및,
상기 X 큐브 프리즘에서 반사되어 상기 비전 카메라에서 촬상된 이미지의 분석을 통해 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 본딩 대상 회로기판 본딩영역의 위치 오차를 판단하는 제어부를 포함하며,
상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지는 흑백 또는 칼라인 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.1. A vision inspection apparatus for inspecting a positional error between a semiconductor chip picked up on a bonding head for bonding and a bonding region of a bonding object circuit board on which the semiconductor chip is to be bonded,
An illumination unit for providing light toward the semiconductor chip and the circuit board to be bonded;
A first reflection surface reflecting the bottom image of the semiconductor chip picked up by the bonding head; And
An X-cube prism having a second reflection surface for reflecting an image of a bonding area on an upper surface of the circuit board,
A bottom surface of the semiconductor chip picked up in the bonding head selectively reflected from the first reflection surface of the X cube prism, and a second reflection surface for picking up an image of the top surface of the circuit board bonding area selectively reflected from the second reflection surface. Vision cameras; And
And a control unit for determining a positional error between the semiconductor chip picked up by the bonding head and the bonding target circuit board bonding area by analyzing the image reflected by the X-
Wherein the image captured by the vision camera is monochrome or color.
상기 X 큐브 프리즘의 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면은 직교하도록 상기 X 큐브 프리즘 내부에 45도 경사진 상태로 구비되며, 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 교차선은 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 이미지 반사방향과 수직한 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method according to claim 1,
Wherein the first reflection surface and the second reflection surface of the X cube prism are inclined at an angle of 45 degrees inside the X cube prism so that the intersection line of the first reflection surface and the second reflection surface intersects the Wherein the first reflection surface and the second reflection surface are perpendicular to the image reflection direction of the first reflection surface and the second reflection surface.
상기 조명부는
상기 반도체칩과 본딩 대상 회로기판에 대해 사선으로 광을 조사하는 제1조명부 또는 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판에 대해 직각으로 광을 조사하는 2조명부를 포함하거나,
상기 반도체칩과 본딩 대상 회로기판에 대해 사선으로 광을 조사하는 제1조명부와 상기 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판에 대해 직각으로 광을 조사하는 2조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method according to claim 1,
The illumination unit
A first illumination unit for irradiating light to the semiconductor chip and the circuit board to be bonded in an oblique direction or a second illumination unit for irradiating light to the semiconductor chip and the circuit board to be bonded at right angles,
And a second illumination unit for irradiating the semiconductor chip and the circuit board to be bonded with light diagonally, and a second illumination unit for irradiating light to the semiconductor chip and the circuit board to be bonded at right angles.
상기 제1조명부는
상기 X큐브 프리즘의 상부에 배치되어 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체 칩에 광을 조사하는 상부 조명부; 및
상기 X큐브 프리즘의 하부에 배치되어 상기 본딩 대상 회로기판에 광을 조사하는 하부 조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method of claim 3,
The first illumination unit
An upper illuminator disposed above the X-cube prism and irradiating light to the semiconductor chip picked up by the bonding head; And
And a lower illuminator disposed below the X-cube prism for irradiating light to the bonding target circuit board.
상기 X 큐브 프리즘의 상부와 하부가 개방된 상태로 상기 X 큐브 프리즘에서 반사된 이미지가 수평 방향으로 상기 비전 카메라로 입사되도록 상기 X 큐브 프리즘과 상기 비전 카메라가 장착되는 마운트 부재 및 상기 마운트 부재를 이동시키기 위한 이송유닛을 더 포함하며,
상기 본딩헤드가 하강하여 본딩작업이 수행되는 과정에서 상기 이송유닛은 상기 마운트 부재를 본딩헤드의 작업공간 이외의 영역으로 회피시키는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method according to claim 1,
A mount member on which the X-cube prism and the vision camera are mounted such that an image reflected by the X-cube prism is incident on the vision camera in a horizontal direction with the upper and lower portions of the X- Further comprising:
Wherein the conveying unit avoids the mount member to a region other than the work space of the bonding head in the course of performing the bonding operation by lowering the bonding head.
상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 흑백인 경우,
상기 반도체칩을 픽업하는 본딩헤드와 상기 회로기판의 이미지가 서로 중첩되지 않도록 상기 본딩헤드를 상기 회로기판으로부터 이격시킨 상태에서, 상기 반도체칩과 상기 회로기판의 이미지를 획득하고, 상기 본딩헤드의 이격거리만큼 위치보정을 하여 상기 반도체칩과 상기 회로기판의 위치를 획득하는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method according to claim 1,
When the image captured by the vision camera is monochrome,
The semiconductor chip and the circuit board are obtained in a state where the bonding head for picking up the semiconductor chip and the bonding head are spaced apart from the circuit board so that the images of the circuit board do not overlap with each other, And the positions of the semiconductor chip and the circuit board are obtained by performing position correction by a distance.
상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 흑백인 경우,
상기 본딩헤드에 의하여 픽업된 반도체칩과 상기 본딩 대상 회로기판 본딩영역이 서로 동축에 위치한 상태에서, 상기 상부 조명부를 인가하고, 하부 조명부는 해제하여 본딩헤드에 픽업된 반도체칩을 검사하고, 상기 하부 조명부를 인가하고, 상부 조명부를 해제한 상태에서 본딩 대상 회로기판을 검사하되,
상기 비전카메라는 상기 상부 조명부와 하부 조명부를 선택적으로 인가한 상태에서 연속적으로 촬영하여 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 이미지와 상기 회로 기판을 검사한 이미지를 각각 획득하는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치. 5. The method of claim 4,
When the image captured by the vision camera is monochrome,
The upper illumination unit is applied while the semiconductor chip picked up by the bonding head and the bonding target circuit board bonding area are coaxial with each other and the lower illumination unit is released to inspect the semiconductor chip picked up on the bonding head, The illumination unit is applied and the circuit board to be bonded is inspected while the upper illumination unit is released,
Wherein the vision camera continuously photographs the upper illuminating unit and the lower illuminating unit while selectively applying the images, and obtains an image of the semiconductor chip picked up by the bonding head and an image of the circuit board, .
상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 칼라인 경우,
상기 X 큐브 프리즘은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및 상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 구성하는 색상별 이미지 중 특정 색상 이미지를 선택적으로 상기 비전 카메라로 반사시키며,
상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면 및 제2반사면은 서로 다른 색상의 이미지를 상기 비전 카메라로 반사시키는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method according to claim 1,
When the image picked up by the vision camera is color,
Wherein the X-cube prism selectively reflects a specific color image of an image of a color constituting an image of a bottom surface of the semiconductor chip picked up by the bonding head and an image of a bonding area of the top surface of the circuit board to the vision camera,
Wherein the first reflection surface and the second reflection surface of the X cube prism reflect images of different colors to the vision camera.
상기 비전 카메라에 의해 촬상되는 이미지가 칼라인 경우,
상기 X 큐브 프리즘은 상기 본딩헤드에 픽업된 반도체칩의 하면 이미지 및
상기 회로기판 상면의 본딩영역의 이미지를 구성하는 파장별 이미지 중 특정 파장 이미지를 선택적으로 상기 비전 카메라로 반사시키며
상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면 및 제2반사면은 서로 다른 파장의 이미지를 상기 비전 카메라로 반사시키는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치.The method according to claim 1,
When the image picked up by the vision camera is color,
The X-cube prism is a bottom image of the semiconductor chip picked up by the bonding head,
And selectively reflecting a specific wavelength image of the wavelength-wise images constituting the image of the bonding area on the upper surface of the circuit board to the vision camera
Wherein the first reflection surface and the second reflection surface of the X cube prism reflect images of different wavelengths to the vision camera.
상기 X 큐브 프리즘의 제1반사면은 적색(R) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시키고, 제2반사면은 청색(B) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시킴으로써, 상기 비전 카메라로 적색 이미지 및 청색 이미지를 반사시키거나,
제1반사면은 청색(B) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시키고, 제2반사면은 적색(R) 광을 반사시키되 나머지 색상의 광은 투과시킴으로써, 상기 비전 카메라로 청색 이미지 및 적색 이미지를 반사시키는 것을 특징으로 하는 비전 검사장치. 9. The method of claim 8,
The first reflection surface of the X-cube prism reflects red (R) light but transmits light of the other colors, and the second reflection surface reflects blue (B) To reflect red and blue images,
The first reflection surface reflects blue light and the remaining color light, and the second reflection surface reflects red (R) light while allowing light of the other colors to pass therethrough. Thus, And reflects the image.
Priority Applications (2)
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Citations (3)
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| US20140291480A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-10-02 | Basf Se | Detector for optically detecting at least one object |
| KR101510815B1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-04-10 | 세광테크 주식회사 | Imaging device and imaging method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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