KR102096570B1 - 반도체 소자 픽업 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 소자 픽업 장치가 개시된다. 상기 장치는, 진공압을 이용하여 반도체 소자를 픽업하기 위한 진공 피커와, 상기 진공 피커를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부와, 상기 진공 피커 아래에 배치되며 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 측정 시편과, 상기 측정 시편을 픽업하도록 상기 진공 피커와 상기 수직 구동부의 동작을 제어하며 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛을 포함한다.

Description

반도체 소자 픽업 장치{Apparatus for picking up semiconductor devices}
본 발명의 실시예들은 반도체 소자 픽업 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 제조 공정에서 반도체 소자들을 이송하기 위해 진공압을 이용하여 상기 반도체 소자들을 픽업하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 상기 반도체 소자들은 다이싱 공정을 통해 개별화될 수 있으며, 본딩 공정을 통해 리드 프레임 또는 인쇄회로기판 상에 장착될 수 있다. 상기 본딩 공정에 의해 제조된 반도체 스트립에 대하여 절단 및 분류 공정을 수행함으로써 반도체 소자들이 완성될 수 있다.
상기와 같이 제조된 반도체 소자들은 전기적인 특성 검사를 통해 양품 또는 불량품으로 판정될 수 있다. 상기 전기적인 특성 검사에는 상기 반도체 소자들을 핸들링하는 테스트 핸들러와 상기 반도체 소자들을 전기적으로 검사하기 위한 테스터가 사용될 수 있다.
한편, 상기 절단 및 분류 공정에서 개별화된 반도체 소자들은 커스터머 트레이에 수납될 수 있으며, 상기 전기적인 특성 검사 공정에서 반도체 소자들은 상기 커스터머 트레이로부터 테스트 트레이로 이송될 수 있다. 상기와 같이 반도체 소자들이 테스트 트레이로 이송된 상태에서 상기 전기적인 특성 검사 공정이 수행될 수 있으며, 검사 결과에 따라 양품 또는 불량품으로 분류될 수 있다.
상기 절단 및 분류 공정과 전기적인 검사 공정에서 상기 반도체 소자들은 복수의 피커들에 의해 이송될 수 있다. 상기 피커들은 진공압을 이용하여 상기 반도체 소자들을 진공 흡착하기 위한 콜릿을 각각 구비할 수 있다. 그러나, 장시간 사용에 따른 상기 콜릿의 마모에 의해 상기 반도체 소자들의 픽업이 정상적으로 수행되지 않을 수 있다. 특히, 상기 콜릿이 마모되는 경우 상기 진공 피커 내부의 진공압이 불충분할 수 있으며 이에 따라 상기 반도체 소자들의 픽업이 정상적으로 수행되지 않거나 상기 반도체 소자들의 이송 도중에 상기 반도체 소자들이 낙하되는 문제점이 발생될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0119604호 (공개일자 2014년 10월 10일)
본 발명의 실시예들은 반도체 소자의 픽업을 위한 진공 피커의 내부 진공압을 측정할 수 있는 반도체 소자 픽업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 소자 픽업 장치는, 진공압을 이용하여 반도체 소자를 픽업하기 위한 진공 피커와, 상기 진공 피커를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부와, 상기 진공 피커 아래에 배치되며 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 측정 시편과, 상기 측정 시편을 픽업하도록 상기 진공 피커와 상기 수직 구동부의 동작을 제어하며 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제어 유닛은, 상기 측정 시편을 진공 흡착하기 위하여 상기 진공 피커를 하강시키고 이어서 상기 측정 시편을 기 설정된 측정 높이로 픽업하기 위하여 상기 진공 피커를 상승시키도록 상기 수직 구동부의 동작을 제어하는 피커 제어부와, 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 압력 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제어 유닛은, 진공 배관을 통해 상기 진공 피커와 연결되며 상기 진공 피커에 진공을 제공하기 위한 진공 제공부를 더 포함할 수 있으며, 상기 압력 측정부는 상기 진공 배관 또는 상기 진공 제공부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 측정 시편의 하부에 연결되며 상기 측정 시편에 하방으로 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 하중 인가 유닛은 상기 측정 시편에 하방으로 탄성 복원력을 인가하기 위한 탄성 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 하중 인가 유닛은 상기 측정 시편의 하부에 연결된 공압 실린더를 포함할 수 있으며, 상기 공압 실린더의 내부에는 상기 측정 시편의 상승에 의해 진공이 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 진공 피커의 높이를 측정하기 위한 높이 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 진공 피커를 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 진공 피커의 수평 위치를 측정하기 위한 위치 측정부를 더 포함할 수 있으며, 상기 수평 구동부는 상기 진공 피커의 수평 위치를 측정하기 위해 상기 진공 피커를 상기 위치 측정부의 상부로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 위치 측정부는 상기 진공 피커의 아래에 배치되는 측정 카메라를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 소자 픽업 장치는, 기 설정된 간격으로 서로 이격되며 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 각각 픽업하기 위한 복수의 진공 피커들과, 상기 진공 피커들을 수직 방향으로 각각 이동시키기 위한 복수의 수직 구동부들과, 상기 진공 피커들을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부와, 상기 진공 피커들의 아래에 배치되며 상기 진공 피커들 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 측정 시편과, 상기 진공 피커들 중 하나가 상기 측정 시편의 상부에 위치되도록 상기 수평 구동부의 동작을 제어하고 상기 하나의 진공 피커가 상기 측정 시편을 픽업하도록 상기 하나의 진공 피커 및 상기 하나의 진공 피커와 연결된 수직 구동부의 동작을 제어하며 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 하나의 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 측정 시편의 하부에 연결되며 상기 측정 시편에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 진공 피커들 아래에 배치되며 상기 진공 피커들의 수평 위치와 상기 진공 피커들 사이의 간격을 측정하기 위한 측정 카메라를 더 포함할 수 있으며, 상기 수평 구동부는 상기 진공 피커들이 순차적으로 상기 측정 카메라의 상부에 위치되도록 상기 진공 피커들을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 측정 카메라에 장착되며 상기 진공 피커들의 높이를 측정하기 위한 높이 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 반도체 소자 픽업 장치는, 기 설정된 간격으로 서로 이격되며 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 각각 픽업하기 위한 복수의 진공 피커들과, 상기 진공 피커들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부와, 상기 진공 피커들을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부와, 상기 진공 피커들의 아래에 배치되고 상기 진공 피커들과 동일한 간격으로 서로 이격되며 상기 진공 피커들 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 복수의 측정 시편들과, 상기 진공 피커들이 상기 측정 시편들의 상부에 각각 위치되도록 상기 수평 구동부의 동작을 제어하고 상기 진공 피커들이 상기 측정 시편들을 픽업하도록 상기 진공 피커들과 상기 수직 구동부의 동작을 제어하며 상기 측정 시편들이 픽업된 후 상기 진공 피커들 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 측정 시편들의 하부에 각각 연결되며 상기 측정 시편들에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 진공 피커들 아래에 배치되며 상기 진공 피커들의 수평 위치와 상기 진공 피커들 사이의 간격을 측정하기 위한 측정 카메라를 더 포함할 수 있으며, 상기 수평 구동부는 상기 진공 피커들이 순차적으로 상기 측정 카메라의 상부에 위치되도록 상기 진공 피커들을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치는, 상기 측정 카메라에 장착되며 상기 진공 피커들의 높이를 측정하기 위한 높이 센서를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 소자 픽업 장치는 진공 피커 아래에 배치되는 측정 시편을 포함할 수 있으며, 상기 진공 피커에 의해 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 진공 피커의 내부 진공압이 측정될 수 있다. 상기와 같이 측정 시편이 상기 진공 피커에 진공 흡착된 상태에서 상기 진공 피커의 내부 진공압을 측정함으로써 상기 진공 피커의 콜릿 마모 정도를 예측할 수 있으며, 이에 따라 상기 콜릿의 교체 시기를 결정할 수 있다. 결과적으로, 상기 콜릿이 과도하게 마모되기 전에 상기 콜릿을 교체할 수 있으므로, 상기 콜릿의 마모에 의한 픽업 불량 및 반도체 소자 이송 중에 발생될 수 있는 상기 반도체 소자의 낙하를 충분히 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하중 인가 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 진공 피커의 동작을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치(100)는 절단 및 분류 공정 또는 전기적인 검사 공정에서 반도체 소자들(미도시)을 이송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 절단 및 분류 공정에서 팔레트 테이블로부터 커스터머 트레이로 상기 반도체 소자들을 이송하기 위하여 또는 상기 전기적인 검사 공정에서 커스터머 트레이와 테스트 트레이 사이에서 상기 반도체 소자들을 이송하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 진공압을 이용하여 반도체 소자를 픽업하기 위한 진공 피커(110)와, 상기 진공 피커(110)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(120)와, 상기 진공 피커(110) 아래에 배치되며 상기 진공 피커(110) 내부의 진공압을 측정하기 위한 측정 시편(130)과, 상기 측정 시편(130)을 픽업하도록 상기 진공 피커(110)와 상기 수직 구동부(120)의 동작을 제어하며 상기 측정 시편(130)이 픽업된 후 상기 진공 피커(110) 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛(140)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 진공 피커(110)를 픽업하고자 하는 반도체 소자의 상부로 이동시키기 위한 수평 구동부(122)를 포함할 수 있으며, 상기 수평 구동부(122)의 동작은 상기 제어 유닛(140)에 의해 제어될 수 있다.
상기 진공 피커(110)는 상기 수직 구동부(120)에 장착되는 피커 바디(112)와 상기 피커 바디(112)의 하부에 연결되며 상기 반도체 소자를 진공 흡착하기 위한 콜릿(114)을 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛(140)은 상기 측정 시편(130)을 진공 흡착하기 위해 상기 진공 피커(110)를 하강시키고 이어서 상기 측정 시편(130)을 기 설정된 측정 높이로 픽업하기 위하여 상기 진공 피커(110)를 상승시키도록 상기 수직 구동부(120)의 동작을 제어하는 피커 제어부(142)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 수평 구동부(122)는 상기 측정 높이보다 높은 이송 높이에서 상기 진공 피커(110)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 수직 구동부(120)는 상기 진공 피커(110)가 상기 측정 시편(130)의 상부에 위치된 후 상기 진공 피커(110)를 상기 측정 시편(130)을 픽업하기 위한 픽업 높이로 하강시킬 수 있다. 이어서, 상기 진공 피커(110)는 진공압을 이용하여 상기 측정 시편(130)을 진공 흡착할 수 있으며, 상기 수직 구동부(120)는 상기 진공 피커(110)를 상기 측정 높이로 상승시킬 수 있다. 이때, 상기 픽업 높이는 상기 반도체 소자들을 픽업하기 위한 높이와 동일하게 설정될 수 있다.
상기 제어 유닛(140)은 상기 측정 시편(130)이 픽업된 후 상기 진공 피커(110) 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 압력 측정부(144)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 유닛(140)은, 진공 배관(148)을 통해 상기 진공 피커(110)와 연결되고 상기 진공 피커(110)에 진공을 제공하기 위한 진공 제공부(146)를 포함할 수 있으며, 상기 압력 측정부(144)는 상기 진공 배관(148)에 연결될 수 있다. 일 예로서, 상기 진공 제공부(146)는 진공 펌프와 온/오프 밸브 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 진공 제공부(146)는 상기 진공 피커(110)와 연결된 진공 이젝터를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 압력 측정부(144)는 상기 진공 이젝터와 연결될 수 있다.
상기 측정 시편(130)은 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 측정 시편(130)이 놓여지는 시편 스테이지(132)를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 측정 시편(130)의 하부에 연결되며 상기 측정 시편(130)에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 하중 인가 유닛은 상기 측정 시편(130)과 상기 시편 스테이지(132) 사이에 배치되는 탄성 부재(134)를 포함할 수 있다. 상기 탄성 부재(134)로는 코일 스프링이 사용될 수 있으며, 상기 측정 시편(130)이 픽업되는 경우 상기 탄성 부재(134)는 상기 측정 시편(130)에 탄성 복원력을 하방으로 인가할 수 있다.
상기와 같이 측정 시편(130)이 상기 진공 피커(110)에 의해 픽업된 상태에서 상기 진공 피커(110)로부터 진공이 누설되는 경우 상기 진공 피커(110)의 내부 진공압은 기 설정된 범위를 벗어날 수 있으며, 이 경우 상기 제어 유닛(140)은 상기 콜릿(114)의 교체 시기가 도래한 것으로 판단할 수 있다. 특히, 상기 콜릿(114)의 마모가 과도하게 진행된 경우 상기 측정 시편(130)이 상기 진공 피커(110)에 의해 픽업되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 제어 유닛(140)은 상기 콜릿(114)의 즉시 교체를 위한 경보 신호를 발생시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 하중 인가 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 상기 측정 시편(130)에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛은 상기 측정 시편(130)의 하부에 연결된 공압 실린더(136)를 포함할 수 있다. 상기 공압 실린더(136)의 내부에는 상기 측정 시편(130)과 연결되는 피스톤(138)이 배치될 수 있으며, 상기 측정 시편(130)이 픽업되는 경우 상기 피스톤(138)의 하부 공간에는 진공이 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 측정 시편(130)이 픽업되는 경우 상기 공압 실린더(138)의 내부에 형성되는 진공에 의해 상기 측정 시편(130)에 하방으로 하중이 인가될 수 있다.
그러나, 상기와 다르게, 상기 측정 시편(130)의 자중을 이용하여 상기 진공 피커(110) 내부의 진공압을 측정할 수도 있다. 이 경우, 상기 하중 인가 유닛이 생략될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 진공 피커(110)의 높이를 측정하기 위한 높이 센서(150)와 상기 진공 피커(110)의 수평 위치를 측정하기 위한 위치 측정부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 수평 구동부(122)는 상기 진공 피커(110)의 수평 위치를 측정하기 위하여 상기 진공 피커(110)를 상기 위치 측정부의 상부로 이동시킬 수 있으며, 상기 위치 측정부로는 상기 진공 피커(110) 아래에 배치되는 측정 카메라(152)가 사용될 수 있다.
상기 측정 카메라(152)는 상기 시편 스테이지(132)로부터 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있으며, 상기 진공 피커(110)를 촬상하여 상기 진공 피커(110)의 하부 이미지를 획득할 수 있다. 특히, 상기 수평 구동부(122)는 상기 진공 피커(110)를 상기 측정 카메라(152) 상부의 기 설정된 위치로 상기 진공 피커(110)를 이동시킬 수 있으며, 상기 제어 유닛(140)은 상기 측정 카메라(152)에 의해 획득된 상기 진공 피커(110)의 하부 이미지를 분석하여 상기 진공 피커(110)의 실제 위치와 상기 기 설정된 위치 사이의 오차를 측정할 수 있다.
상기 높이 센서(150)는 일 예로서 상기 측정 카메라(152)에 장착될 수 있으며, 상기 측정 카메라(152)의 상부에 위치된 상기 진공 피커(110)의 높이를 측정할 수 있다. 아울러, 상기 제어 유닛(140)은 상기 측정 카메라(152)에 의해 측정된 상기 진공 피커(110)의 수평 위치와 상기 높이 센서(150)에 의해 측정된 상기 진공 피커(110)의 높이에 기초하여 상기 진공 피커(110)의 수평 위치와 이송 높이를 보정할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 진공 피커의 동작을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 수평 구동부(122)는 상기 진공 피커(110)를 상기 측정 카메라(152)의 상부로 이동시킬 수 있으며, 상기 높이 센서(150)와 상기 측정 카메라(152)를 이용하여 상기 진공 피커(110)의 높이와 수평 위치를 측정할 수 있다. 상기 제어 유닛(140)은 상기 측정된 진공 피커(110)의 높이와 수평 위치에 기초하여 상기 진공 피커(110)의 위치를 보정할 수 있다.
상기 진공 피커(110)의 높이와 수평 위치를 측정한 후 상기 수평 구동부(122)는 상기 측정 카메라(152)로부터 기 설정된 거리만큼 이격된 상기 측정 시편(130)의 상부로 상기 진공 피커(110)를 이동시킬 수 있다. 이어서, 상기 수직 구동부(120)는 상기 진공 피커(110)를 상기 픽업 높이로 하강시킬 수 있으며, 상기 진공 제공부(146)는 상기 측정 시편(130)이 상기 진공 피커(110)에 흡착되도록 상기 진공 피커(110)에 진공을 제공할 수 있다.
상기 측정 시편(130)이 상기 진공 피커(110)에 흡착된 후 상기 수직 구동부(120)는 상기 진공 피커(110)를 상기 기 설정된 측정 높이로 상승시킬 수 있으며, 이어서 상기 압력 측정부(144)는 상기 진공 피커(110)의 내부 진공압을 측정할 수 있다. 상기와 같이 진공 피커(110)의 내부 진공압을 측정한 후 상기 진공 피커(110)는 상기 측정 시편(130)을 상기 시편 스테이지(132) 상에 내려놓을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치(100)는, 기 설정된 간격으로 서로 이격되며 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 각각 픽업하기 위한 복수의 진공 피커들(110)과, 상기 진공 피커들(110)을 수직 방향으로 각각 이동시키기 위한 복수의 수직 구동부들(120)과, 상기 진공 피커들(110)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부(122)와, 상기 진공 피커들(110)의 아래에 배치되며 상기 진공 피커들(110) 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 측정 시편(130)과, 상기 진공 피커들(110) 중 하나가 상기 측정 시편(130)의 상부에 위치되도록 상기 수평 구동부(122)의 동작을 제어하고 상기 하나의 진공 피커(110)가 상기 측정 시편(130)을 픽업하도록 상기 하나의 진공 피커(110) 및 상기 하나의 진공 피커(110)와 연결된 수직 구동부(120)의 동작을 제어하며 상기 측정 시편(130)이 픽업된 후 상기 하나의 진공 피커(110) 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛(140)을 포함할 수 있다.
상기 각각의 진공 피커들(110) 내부의 진공압을 측정하는 방법은 도 1 내지 도 4를 참조하여 기 설명된 바와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제어 유닛(140)은 상기 진공 피커들(110)과 상기 수직 구동부들(120) 및 상기 수평 구동부(122)의 동작을 제어하기 위한 피커 제어부와, 상기 진공 피커들(110) 내부의 진공압을 각각 측정하기 위한 압력 측정부들과, 상기 진공 피커들(110)에 진공을 제공하기 위한 진공 제공부를 포함할 수 있다.
상기 측정 시편(130)은 시편 스테이지(132) 상에 배치될 수 있으며, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 측정 시편(130)에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛(134)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 하중 인가 유닛(134)은 도 1 및 도 2를 참조하여 기 설명된 바와 동일하게 탄성 부재 또는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 진공 피커들(110) 아래에 배치되며 상기 진공 피커들(110)의 수평 위치와 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격을 측정하기 위한 측정 카메라(152)와 상기 측정 카메라(152)에 장착되며 상기 진공 피커들(110)의 높이를 측정하기 위한 높이 센서(150)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 측정 카메라(152)는 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격과 동일한 거리만큼 상기 측정 시편(130)으로부터 수평 방향으로 이격될 수 있다. 즉, 상기 측정 시편(130)의 중심축과 상기 측정 카메라(152)의 중심축 사이의 간격은 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격과 동일하게 설정될 수 있다.
상기 수평 구동부(122)는 상기 진공 피커들(110)이 상기 측정 카메라(152)의 상부로 순차 이동되도록 상기 진공 피커들(110)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 진공 피커들(110) 중에서 제1 진공 피커에 대한 위치 측정과 높이 측정이 완료된 후 제2 진공 피커가 상기 측정 카메라(152)의 상부로 이동될 수 있다. 이때, 상기 제1 진공 피커는 상기 측정 시편(130)의 상부로 이동될 수 있으며, 상기 제1 진공 피커 내부의 진공압 측정과 상기 제2 진공 피커에 대한 위치 및 높이 측정이 동시에 수행될 수 있다. 상기와 같이 진공 피커들(110)에 대한 위치 측정, 높이 측정 및 진공압 측정이 순차적으로 수행될 수 있으며, 상기 진공 피커들(110)의 위치 측정 결과로부터 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격이 산출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치(100)는, 기 설정된 간격으로 서로 이격되며 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 각각 픽업하기 위한 복수의 진공 피커들(110)과, 상기 진공 피커들(110)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(120)와, 상기 진공 피커들(110)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부(122)와, 상기 진공 피커들(110)의 아래에 배치되고 상기 진공 피커들(110)과 동일한 간격으로 서로 이격되며 상기 진공 피커들(110) 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 복수의 측정 시편들(130)과, 상기 진공 피커들(110)이 상기 측정 시편들(130)의 상부에 각각 위치되도록 상기 수평 구동부(122)의 동작을 제어하고 상기 진공 피커들(110)이 상기 측정 시편들(130)을 픽업하도록 상기 진공 피커들(110)과 상기 수직 구동부(120)의 동작을 제어하며 상기 측정 시편들(130)이 픽업된 후 상기 진공 피커들(110) 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 제어 유닛(140)을 포함할 수 있다.
상기 각각의 진공 피커들(110) 내부의 진공압을 측정하는 방법은 도 1 내지 도 4를 참조하여 기 설명된 바와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제어 유닛(140)은 상기 진공 피커들(110)과 상기 수직 구동부(120) 및 상기 수평 구동부(122)의 동작을 제어하기 위한 피커 제어부와, 상기 진공 피커들(110) 내부의 진공압을 각각 측정하기 위한 압력 측정부들과, 상기 진공 피커들(110)에 진공을 제공하기 위한 진공 제공부를 포함할 수 있다.
상기 측정 시편들(130)은 시편 스테이지들(132) 상에 각각 배치될 수 있으며, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 측정 시편들(130)에 하방으로 기 설정된 하중을 각각 인가하기 위한 하중 인가 유닛들(134)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 하중 인가 유닛들(134) 각각은 도 1 및 도 2를 참조하여 기 설명된 바와 동일하게 탄성 부재 또는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 반도체 소자 픽업 장치(100)는 상기 진공 피커들(110) 아래에 배치되며 상기 진공 피커들(110)의 수평 위치와 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격을 측정하기 위한 측정 카메라(152)와 상기 측정 카메라(152)에 장착되며 상기 진공 피커들(110)의 높이를 측정하기 위한 높이 센서(150)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 측정 시편들(110)과 상기 측정 카메라(152)는 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격과 동일한 간격으로 서로 이격될 수 있다. 즉, 상기 측정 시편들(130)의 중심축들과 상기 측정 카메라(152)의 중심축 사이의 간격은 상기 진공 피커들(110) 사이의 간격과 동일하게 설정될 수 있다.
상기 수평 구동부(122)는 상기 진공 피커들(110)이 상기 측정 카메라(152)의 상부로 순차 이동되도록 상기 진공 피커들(110)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 측정 카메라(152)와 상기 높이 센서(150)는 상기 진공 피커들(110)의 수평 위치와 높이를 순차적으로 측정할 수 있다. 상기와 같이 진공 피커들(110)의 수평 위치와 높이가 모두 측정된 후 상기 진공 피커들(110)은 상기 측정 시편들(130)과 각각 대응하도록 상기 측정 시편들(130)의 상부로 이동될 수 있다. 이어서, 상기 수직 구동부(120)는 상기 측정 시편들(130)을 픽업하기 위하여 상기 진공 피커들(110)을 동시에 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기와 같이 측정 시편들(130)이 픽업된 후 상기 압력 측정부들은 상기 진공 피커들(110)의 내부 압력을 각각 측정할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 소자 픽업 장치(100)는 진공 피커(110) 아래에 배치되는 측정 시편(130)을 포함할 수 있으며, 상기 진공 피커(110)에 의해 상기 측정 시편(130)이 픽업된 후 상기 진공 피커(110)의 내부 진공압이 측정될 수 있다. 상기와 같이 측정 시편(130)이 상기 진공 피커(110)에 진공 흡착된 상태에서 상기 진공 피커(110)의 내부 진공압을 측정함으로써 상기 진공 피커(110)의 콜릿(114) 마모 정도를 예측할 수 있으며, 이에 따라 상기 콜릿(114)의 교체 시기를 결정할 수 있다. 결과적으로, 상기 콜릿(114)이 과도하게 마모되기 전에 상기 콜릿(114)을 교체할 수 있으므로, 상기 콜릿(114)의 마모에 의한 픽업 불량 및 반도체 소자 이송 중에 발생될 수 있는 상기 반도체 소자의 낙하를 충분히 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 반도체 소자 픽업 장치 110 : 진공 피커
112 : 피커 바디 114 : 콜릿
120 : 수직 구동부 122 : 수평 구동부
130 : 측정 시편 132 : 시편 스테이지
134 : 탄성 부재 140 : 제어 유닛
142 : 피커 제어부 144 : 압력 측정부
146 : 진공 제공부 148 : 진공 배관
150 : 높이 센서 152 : 측정 카메라

Claims (18)

  1. 진공압을 이용하여 반도체 소자를 픽업하기 위한 진공 피커;
    상기 진공 피커를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부;
    상기 진공 피커 아래에 배치되며 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 측정 시편; 및
    상기 측정 시편을 픽업하도록 상기 진공 피커와 상기 수직 구동부의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하되,
    상기 진공 피커는, 상기 수직 구동부에 장착되는 피커 바디와, 상기 피커 바디의 하부에 장착되며 상기 반도체 소자를 진공 흡착하기 위한 콜릿을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하고, 상기 측정된 진공압에 따라 상기 콜릿의 마모 정도를 예측하고 상기 콜릿의 교체가 필요한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 측정 시편을 진공 흡착하기 위하여 상기 진공 피커를 하강시키고 이어서 상기 측정 시편을 기 설정된 측정 높이로 픽업하기 위하여 상기 진공 피커를 상승시키도록 상기 수직 구동부의 동작을 제어하는 피커 제어부; 및
    상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 압력 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    진공 배관을 통해 상기 진공 피커와 연결되며 상기 진공 피커에 진공을 제공하기 위한 진공 제공부를 더 포함하며,
    상기 압력 측정부는 상기 진공 배관 또는 상기 진공 제공부에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 측정 시편의 하부에 연결되며 상기 측정 시편에 하방으로 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하중 인가 유닛은 상기 측정 시편에 하방으로 탄성 복원력을 인가하기 위한 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 하중 인가 유닛은 상기 측정 시편의 하부에 연결된 공압 실린더를 포함하며,
    상기 공압 실린더의 내부에는 상기 측정 시편의 상승에 의해 진공이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 진공 피커의 높이를 측정하기 위한 높이 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 진공 피커를 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 진공 피커의 수평 위치를 측정하기 위한 위치 측정부를 더 포함하며,
    상기 수평 구동부는 상기 진공 피커의 수평 위치를 측정하기 위해 상기 진공 피커를 상기 위치 측정부의 상부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 위치 측정부는 상기 진공 피커의 아래에 배치되는 측정 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  11. 기 설정된 간격으로 서로 이격되며 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 각각 픽업하기 위한 복수의 진공 피커들;
    상기 진공 피커들을 수직 방향으로 각각 이동시키기 위한 복수의 수직 구동부들;
    상기 진공 피커들을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부;
    상기 진공 피커들의 아래에 배치되며 상기 진공 피커들 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 측정 시편; 및
    상기 진공 피커들 중 하나가 상기 측정 시편의 상부에 위치되도록 상기 수평 구동부의 동작을 제어하고 상기 하나의 진공 피커가 상기 측정 시편을 픽업하도록 상기 하나의 진공 피커 및 상기 하나의 진공 피커와 연결된 수직 구동부의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하되,
    상기 진공 피커들 각각은, 상기 수직 구동부들 각각에 장착되는 피커 바디와, 상기 피커 바디의 하부에 장착되며 반도체 소자를 진공 흡착하기 위한 콜릿을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 측정 시편이 픽업된 후 상기 하나의 진공 피커 내부의 상기 진공압을 측정하고, 상기 측정된 진공압에 따라 상기 하나의 진공 피커의 상기 콜릿의 마모 정도를 예측하고 상기 콜릿의 교체가 필요한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 측정 시편의 하부에 연결되며 상기 측정 시편에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 진공 피커들 아래에 배치되며 상기 진공 피커들의 수평 위치와 상기 진공 피커들 사이의 간격을 측정하기 위한 측정 카메라를 더 포함하며,
    상기 수평 구동부는 상기 진공 피커들이 순차적으로 상기 측정 카메라의 상부에 위치되도록 상기 진공 피커들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 측정 카메라에 장착되며 상기 진공 피커들의 높이를 측정하기 위한 높이 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  15. 기 설정된 간격으로 서로 이격되며 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 각각 픽업하기 위한 복수의 진공 피커들;
    상기 진공 피커들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부;
    상기 진공 피커들을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부;
    상기 진공 피커들의 아래에 배치되고 상기 진공 피커들과 동일한 간격으로 서로 이격되며 상기 진공 피커들 내부의 상기 진공압을 측정하기 위한 복수의 측정 시편들; 및
    상기 진공 피커들이 상기 측정 시편들의 상부에 각각 위치되도록 상기 수평 구동부의 동작을 제어하고 상기 진공 피커들이 상기 측정 시편들을 픽업하도록 상기 진공 피커들과 상기 수직 구동부의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하되,
    상기 진공 피커들 각각은, 상기 수직 구동부에 장착되는 피커 바디와, 상기 피커 바디의 하부에 장착되며 반도체 소자를 진공 흡착하기 위한 콜릿을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 측정 시편들이 픽업된 후 상기 진공 피커들 내부의 상기 진공압을 측정하고, 상기 측정된 진공압에 따라 상기 진공 피커들의 콜릿들의 마모 정도를 예측하고 상기 콜릿들의 교체가 필요한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 측정 시편들의 하부에 각각 연결되며 상기 측정 시편들에 하방으로 기 설정된 하중을 인가하기 위한 하중 인가 유닛들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 진공 피커들 아래에 배치되며 상기 진공 피커들의 수평 위치와 상기 진공 피커들 사이의 간격을 측정하기 위한 측정 카메라를 더 포함하며,
    상기 수평 구동부는 상기 진공 피커들이 순차적으로 상기 측정 카메라의 상부에 위치되도록 상기 진공 피커들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 측정 카메라에 장착되며 상기 진공 피커들의 높이를 측정하기 위한 높이 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 픽업 장치.
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