KR102107363B1 - 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서,플럭스 도포 상태 검사 장치는, 범프들에 플럭스가 도포된 플립 칩을 검사 위치로 이동시키는 노즐 구동부; 상기 플럭스에 대한 흡수율이 높은 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 상기 플립 칩의 범프들을 향하여 조사하는 주 조명부; 상기 주 조명부로부터 조사되는 상기 광에 의한 반사광을 촬상하는 촬상부; 및 상기 촬상부에 의해 촬상된 영상 또는 이미지를 판독하여 상기 플립 칩의 범프들에 대한 플럭스의 도포 여부를 표시하는 비전부를 포함하며, 플럭스 도포 상태 검사 방법은, 상기 촬상된 반사광들에 기초하여, 상대적으로 낮은 광도의 반사광을 갖는 위치는 플럭스가 도포된 것으로 판단하고, 상대적으로 낮은 광도의 반사광을 갖는 위치는 플럭스가 도포되지 않은 것으로 판단하여 검사할 수 있다.

Description

플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법{Apparatus and method for coating state check of flux}
본 발명은 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 조사하여 반사되는 반사광의 광도 차이를 통해 플립 칩의 플럭스 도포 상태를 검사하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는, 전자통신 기술의 발달로 각종 전자기기는 더욱 소형화, 경량화되고 있다. 이에 따라 각종 전자기기에 내장되는 반도체 칩과 같은 전자부품은 고집적화, 초소형화가 필수적이다.
따라서, 고밀도, 초소형의 표면실장부품(SMD : Surface Mount Device)을 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board, 이하 '기판'이라 함)에 실장하는 표면실장기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 표면실장기술로서, 종래의 와이어 본딩 기술을 대신하여 반도체 칩인 다이의 전극과 기판을 범프(Bump)로 연결하는 플립 칩(Flip Chip) 공정이 있다.
플립 칩은 전기적 장치나 반도체 칩들을 페이스다운(Face-down) 형태로 기판의 실장 패드에 직접 장착할 수 있는 디바이스를 일컫는다.
플립 칩을 기판에 장착할 때, 전기적인 연결은 칩의 표면에 생성된 전도성 범프를 통해 이루어지며, 칩을 기판에 장착할 때 칩이 뒤집어진 상태로 장착되므로 여기에 기인하여 플립 칩이라 일컫는다.
플립 칩은, 와이어 본드가 필요하지 않기 때문에, 일반적인 와이어 본딩 공정을 거치는 칩에 비하여 사이즈가 훨씬 작다. 또한 와이어 본드의 칩과 기판의 연결이 와이어 본딩에서는 한번에 하나씩 붙이는 반면에, 플립 칩에서는 동시에 수행할 수 있어, 플립 칩은 와이어 본드의 칩 보다 비용이 절감되고, 연결되는 길이가 와이어 본딩보다 짧기 때문에 성능도 향상된다.
이러한 플립 칩 공정에 의하여, 플립 칩을 기판에 실장하는 공정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저,웨이퍼로부터 칩을 분리하여 떼어낸 후, 칩을 플립(Flip)하여, 상하면 위치를 반전시키는 범핑(Bumping) 공정을 수행한다.
그리고, 반전된 칩을 마운터의 헤드가 흡착하여 정해진 위치로 이동시키고, 필요 시에 범프가 포함된 면에 열을 가하는 리플로우(Reflow) 공정을 수행한다.
이 때, 기판과 칩의 접합 성능을 향상시키기 위하여 칩의 범프에 플럭스(Flux)를 전사시키는 플럭싱(Fluxing) 공정을 수행한다.
다음에, 기판의 칩이 실장될 정해진 위치인 패드를 카메라 비젼으로 인식하여 범프의 위치를 인식하고, 패드에 범프를 닿게 하여 칩을 마운팅(Mounting) 하는 공정을 수행한다.
마지막으로, 리플로우를 통해 열을 가하여 기판과 칩을 접합시키고, 에폭시를 도포하는 언더필링(Under filling) 및 열 등으로 경화시키는 커링(Curing)을 통해 칩을 보호한다.
이와 같은 플립 칩 공정에서, 칩의 범프에 플럭스를 전사하는 플럭싱 공정 중, 칩의 범프에 플럭스가 제대로 도포되지 않는 경우가 발생될 수 있는데, 이의 경우 기판에 대한 칩의 접합이 제대로 이루어지지 않게 될 우려가 크며, 이에 따라 불량의 전자부품이 생산되는 문제를 야기할 수 있다.
이에, 종래에는 칩의 범프에 플럭스가 제대로 도포되었는지를 검사하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있다.
예를 들어, 칩을 플럭스가 담긴 용기에 디핑(Deeping)한 직후에, 용기 내 플럭스의 범프 흔적을 카메라로 촬영하여 플럭스의 도포 유무를 검사하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 플럭스가 액체로 이루어짐에 따라 그 흔적이 순식간에 없어지게 됨으로써, 칩의 범프에 대한 플럭스의 도포 여부를 용이하게 검사하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 플럭스에 식별 가능한 다른 첨가물을 넣어 인식이 용이하도록 한 기술도 있으나, 이의 경우 플럭스 특성 변화에 대한 우려가 있었다.
또, 칩의 범프에 플럭스가 도포된 상태를 카메라로 촬영하여 획득한 영상이나 이미지 등을 통해 칩의 범프에 대한 플럭스의 도포 여부를 검사하는 방법도 제시되었으나, 이의 경우에는 플럭스가 무색 액체여서 칩의 범프에 도포된 상태를 정확히 파악하기 위해서는 고가의 렌즈를 갖춘 카메라를 적용하여야 함으로써, 비용적인 부담이 발생되는 문제점도 있었다.
한국등록특허 제10-1377444호 일본공개특허 제2008-041758호
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 플럭스가 도포된 플립 칩의 범프로 조사함으로써, 플럭스가 도포된 범프와 플럭스가 도포되지 않은 범프로부터 반사되는 광들의 광도 차이를 비교 판단함에 따라 플럭스의 도포 여부를 보다 용이하게 검사할 수 있는 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 이용하여 칩의 범프에 대한 플럭스의 도포 여부를 용이하게 검사하도록 함으로써, 불량의 전자부품 생산을 미연에 예방할 수 있는 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치는, 범프들에 플럭스가 도포된 플립 칩을 검사 위치로 이동시키는 노즐 구동부; 상기 플럭스에 대한 흡수율이 높은 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 상기 플립 칩의 범프들을 향하여 조사하는 주 조명부; 상기 주 조명부로부터 조사되는 상기 광에 의한 반사광을 촬상하는 촬상부; 및 상기 촬상부에 의해 촬상된 영상 또는 이미지를 판독하여 상기 플립 칩의 범프들에 대한 플럭스의 도포 여부를 표시하는 비전부를 포함할 수 있으며, 상기 특정 영역의 파장대는, 파장의 변화에 따라 상기 플럭스에 대한 흡수율이 나타나는 복수의 피크들 중 하나의 피크가 갖는 파장대일 수 있다.
여기서, 상기 주 조명부는, 상기 플럭스가 가장 잘 흡수하는 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 상기 범프들의 하부 쪽 측 방향으로부터 경사진 방향으로 조사하고, 상기 플립 칩의 범프들로 조사된 상기 광은, 상기 플립 칩의 범프와 수직 선상으로 반사될 수 있다.
또한, 상기 플립 칩의 범프들로부터 반사되는 상기 반사광의 경로를 상기 촬상부 쪽으로 안내하는 반사부를 포함하고, 상기 반사부의 하부 쪽에는, 상기 플럭스에 대한 흡수율이 높은 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 입력 신호에 따라 상기 플립 칩의 범프들을 향하여 조사하는 보조 조명부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 반사부는, 상기 보조 조명부로부터 조사되는 광은 투과시키고, 상기 플립 칩의 범프들로부터 반사되는 반사광은 반사시키는 빔 스플리터일 수 있다.
또한, 상기 주 조명부는, 상기 플립 칩의 범프들로부터 반사되는 반사광이 통과되고, 상기 보조 조명부로부터 조사되는 광이 통과되기 위한 광 투과공이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 방법은, 상기한 구성으로 이루어질 수 있는 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치를 이용하여 플립 칩의 플럭스 도포 상태를 검사하는 것으로서, 범프들에 플럭스가 도포된 플립 칩을 검사 위치로 이동하는 단계; 상기 플럭스에 대한 흡수율이 높은 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 상기 플립 칩의 범프들을 향하여 조사하는 단계; 상기 플립 칩의 범프들에 의해 반사되는 반사광들을 촬상하는 단계; 상기 촬상된 반사광들의 영상 또는 이미지를 판독하여 상기 플립 칩의 범프들에 대한 플럭스의 도포 여부를 검사하는 단계를 포함하며, 상기 촬상된 반사광들에 기초하여, 상대적으로 낮은 광도의 반사광을 갖는 위치는 플럭스가 도포된 것으로 판단하고, 상대적으로 높은 광도의 반사광을 갖는 위치는 플럭스가 도포되지 않은 것으로 판단하여 검사할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법에 의하면, 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 영역의 파장대를 갖는 광이 플럭스가 도포된 플립 칩의 범프로 조사됨으로써, 플럭스가 도포된 범프와 플럭스가 도포되지 않은 범프로부터 반사되는 광들의 광도 차이의 비교 판단에 따라 플럭스의 도포 여부를 보다 용이하게 검사할 수 있는 효과가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및방법에 의하면, 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 영역의 파장대를 갖는 광을 이용하여 칩의 범프에 대한 플럭스의 도포 여부를 용이하게 검사하게 됨으로써, 불량의 전자부품 생산을 미연에 예방할 수 있는 효과도 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치에 의하여 플립 칩의 플럭스 도포 상태를 검사하기에 앞서, 플립 칩에 플럭스를 도포하는 플럭스 딥핑 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 4는 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 광의 파장대 영역을 확인하기 위하여 플럭스의 흡수 스펙트럼 측정 결과를 표로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사장치에 적용되는 주 조명부가 플립 칩의 범프들로 광을 조사하는 경로를 개략적으로 도시한 일부 단면도.
도 6은 도 5의 평면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치에 의한 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사를 수행한 결과, 플립 칩의 범프들에 플럭스가 도포되지 않은 경우와 도포된 경우의 반사광들 광도를 비전부가 판독하여 디스플레이 한 결과를 나타낸 이미지 및 그래프를 도시한 도면.
도 9는 플립 칩의 범프에 플럭스가 도포된 상태에서, 범프들의 형상을 도시한 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
먼저, 본 발명에 따른 플립 칩의 도포 상태 검사 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시 예를 설명하기에 앞서, 플립 칩에 플럭스를 도포하는 플럭스 딥핑 장치에 대하여 간략히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치에 의하여 플립 칩의 플럭스 도포 상태를 검사하기에 앞서, 플립 칩에 플럭스를 도포하는 플럭스 딥핑 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 플럭스 딥핑 장치는, 베이스 부재(30) 상에 플럭스(F)를 저장하기 위한 접시 모양의 플럭스 저장부(20)와, 상하로 이동하여 플럭스를 특정 두께로 편평하게 하는 블레이드부(50)와, 플립 칩(4)을 흡착하기 위한 노즐(3)을 갖는 Z축 부재를 포함한다.
플립 칩(4)을 흡착한 노즐(3)을 갖는 Z축 부재는 모터의 구동에 의해 플럭스를 저장하고 있는 플럭스 저장부(20)의 바닥까지 플립 칩(4)의 범프(4a)가 닿도록 하방으로 진행한 후, 플럭스에 플립 칩(4)의 범프(4a)를 딥핑하게 된다.
이러한, 플럭스 딥핑 공정 시에 플립 칩(4)의 범프(4a)들에 균일한 플럭스의 도포가 이루어지지 않게 되면, 기판에 대한 플립 칩이 제대로 접합되지 않게 되어 결국 불량의 전자부품이 생산되게 된다.
본 발명은 이와 같이 불량의 전자부품이 생산되는 문제를 해소하기 위하여 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치와 이 장치를 이용한 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 방법을 제시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치를 개략적인 도시한 구성도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치(100)는, 노즐 구동부(110), 주 조명부(210), 촬상부(130) 및 비전부(140)를 포함할 수 있다.
노즐 구동부(110)는, 일면에 복수의 범프(118)가 형성된 플립 칩(116)을 흡착하는 노즐(114)과, 이 노즐(114)을 설정 위치로 이동시키는 헤드(112)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
따라서, 노즐 구동부(110)는 범프(118)가 형성되되, 플럭스 딥핑 공정에 의해 범프(118) 일면에 플럭스가 도포된 플립 칩(116)을 흡착한 후, 플럭스의 도포 상태를 검사하기 위한 설정 위치로 이동시키는 기능을 수행할 수 있다.
주 조명부(210)는, 플럭스가 도포된 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하여 광을 조사하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 주 조명부(210)는 전원 및 제어부(150)의 전원 온/오프 신호와 입력 신호에 따라 플럭스가 도포된 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하여 광을 조사할 수 있다.
주 조명부(210)는 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 영역의 파장대로 광을 조사하는 복수의 광원(202)을 포함할 수 있다.
본 발명의 출원인은 플럭스가 광을 가장 잘 흡수할 수 있는 파장대 영역을 파악하기 위하여 플럭스의 흡수 스펙트럼(Spectrum)을 측정하였으며, 측정 결과의 값은 도 4와 같이 나타남을 알 수 있었다. 참고로 도 4의 그래프에서 가로축은 파장(nm)을, 세로축은 특정 파장에서의 광 흡수량을 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플럭스는 300nm 영역의 파장대에서 그 파장대가 점차적으로 높아질수록 광의 흡수량이 증가함을 알 수 있었으며, 특히 첫 번째 피크가 위치하는 420nm 내외의 파장대에서 광을 가장 많이 흡수함을 알 수 있었다.
또한, 420nm 내외의 파장대에서 그 파장대가 점차적으로 높아질수록 광의 흡수량이 줄어들다가 다시 두 번째 피크가 위치하는 465nm 내외의 파장대에서 광을 상대적으로 많이 흡수함을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치에서는, 400nm~500nm 영역의 파장대를 갖는 광원(202)들을 포함하는 주 조명부(210)가 제공될 수 있다.
주 조명부(210)에 제공되는 광원(202)들은 GaN(질화갈륨)을 재료로 하고 350~450nm 영역의 파장대를 가지며, 파란색 빛을 조사하는 발광다이오드가 제공될 수 있다.
이러한 발광다이오드는 시중에 널리 시판되는 것이므로, 이를 이용하여 주 조명부(210)의 광원으로 사용할 수 있으며, 또는 광원에 밴드 패스 필터(Band Pass Filter) 등을 배치하여 상기한 영역의 파장대(400nm~500nm)로 광이 조사되도록 할 수도 있다.
여기서, 밴드 패스 필터는 특정한 파장대의 빛만 투과시키는 기능을 담당할 수 있다.
또는, 상기한 영역의 파장대를 갖는 광을 조사하는 광원 뿐만 아니라 다른 파장대까지 다 포함하고 있는 백색광을 조사하는 광원의 경우에도, 밴드 패스 필터 등을 배치하여 상기한 영역의 파장대(400nm~500nm)로 광이 조사되도록 할 수도 있음은 물론이다.
참고로, 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치 및 방법에서는, 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 광의 파장대가 400nm~500nm 인 것이 가장 바람직한 것으로 설명하였으나, 새로운 광 특성을 갖는 플럭스가 제공되는 경우에는 광의 흡수량이 달라질 수 있으며, 이 경우에는 다른 영역의 파장대를 갖는 광원이 적용될 수도 있을 것이다.
한편, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사장치에 제공되는 주 조명부가 플립 칩의 범프들로 광을 조사하는 경로를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다.
도시된 바와 같이, 주 조명부(210)는 앞서 설명한 복수의 광원(202)들과, 이 광원(202)들로부터 조사되는 광이 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하여 상향 경사진 방향으로 조사되도록 광의 경로를 안내하는 베이스부재(204)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
주 조명부(210)의 베이스부재(204)는 광이 통과되기 위한 광 투과공(206)이 중앙 부위에 형성되고, 이 광 투과공(206)의 주변 둘레 즉, 베이스부재(204)의 하부 쪽 주변 둘레에는 복수의 광원(202)이 배치될 수 있다.
따라서, 광원(202)들로부터 조사되는 광은 베이스부재(204)를 통과하면서 굴절되고, 굴절된 광은 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하여 상향 경사진 방향으로 조사가 이루어지게 된다.
이와 같이, 주 조명부(210)의 광원(202)들로부터 조사되는 광은 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하여 상향 경사진 방향으로 조사되고, 조사된 광은 플립 칩(116)의 범프(118)들에 의해 반사되는데, 이 때 반사되는 반사광은 주 조명부(210)의 광 투과공(206)을 통과하여 하 방향으로 조사될 수 있다.
플립 칩(116)의 범프(118)들에 의해 반사되는 반사광들은 촬상부(130)에 의해 촬상이 이루어지게 되는데, 상기 반사광들은 플립 칩(116) 및 주 조명부(210) 아래 쪽에 배치될 수 있는 반사부(120)에 의해 반사됨에 따라 경로를 바꾸어 촬상부(130) 쪽으로 안내될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 플립 칩(116) 및 주 조명부(210)의 아래 쪽에는 대략 45도 각도로 경사진 형태의 반사부(120)가 배치될 수 있으며, 이 반사부(120)와 수평을 이루는 위치에 촬상부(130)가 배치될 수 있다.
이에 따라 플립 칩(116) 및 주 조명부(210)와 촬상부(130)는 대략 90도 각도를 이루는 위치에 각각 배치될 수 있는데, 이에 대한 구체적인 이유는 후에 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치(100)를 이용하여, 플립 칩(116)의 범프(118)에 대한 플럭스의 도포 상태를 검사하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 노즐 구동부(110)가 플럭스 디핑 공정을 거친 플립 칩(116)을 흡착하여 플럭스 도포 상태 검사 위치로 이동시키게 되면, 전원 및 제어부(150)는 주 조명부(210)에 전원을 공급함과 아울러 주 조명부(210)가 온(on)되도록 입력 신호를 인가하게 된다.
따라서, 주 조명부(210)의 복수의 광원(202)은 점등되어 각각 광을 조사하게 되며, 조사되는 광들은 베이스부재(204)를 통과하면서 굴절되어 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하는 방향으로 조사가 이루어지게 된다.
이때, 주 조명부(210)의 광원(202)들은 플립 칩(116)의 아래 쪽 주변 둘레에 배치됨에 따라 광원(202)들로부터 조사되는 광은 플립 칩(116)의 범프(118)들을 향하여 상향 경사진 형태로 조사가 이루어지게 되며, 이와 같이 조사되는 광들은 플립 칩(116)의 범프(118)들에 의해 반사된 후, 주 조명부(210)의 광 투과공(206)을 통과하여 아래 쪽으로 향하게 된다.
주 조명부(210)의 광 투과공(206)을 통과한 반사광들은 반사부(120)에 의해 다시 한 번 반사되어 촬상부(130) 쪽으로 안내됨으로써, 촬상부(130)는 플립 칩(116)의 범프(118)들에서 반사된 반사광들을 촬상할 수 있게 된다.
반사부(120)에 의해 반사되는 반사광은 촬상부(130)에 의해 촬상되어 영상 또는 이미지로 변환되며, 비전부(140)는 이와 같은 영상 또는 이미지를 판독하여 플립 칩(116)의 범프(118)들에 대한 플럭스의 도포 여부를 판정할 수 있게 된다.
주 조명부(210)의 광원(202)들로부터 조사되는 광들은 앞서 설명한 바와 같이, 플럭스가 가장 잘 흡수하는 특정 영역의 파장대 즉, 400nm~500nm의 파장대 영역을 갖는 광이므로, 플립 칩(116)의 범프(118)들에 도포된 플럭스에 의해 일부 흡수가 이루어지게 된다.
예를 들어, 주 조명부(210)의 광원(202)으로부터 조사되는 광의 크기가 100이라고 가정할 경우, 플립 칩(116)의 범프(118)에 도포된 플럭스에 의해 일부의 광이 흡수됨에 따라 플립 칩(116)의 범프(118)에 의해 반사되는 광의 크기는 100 이하인 60 정도로 줄어들게 된다.
반면에, 플립 칩(116)의 범프(118)에 플럭스가 도포되지 않은 경우에는, 플립 칩(116)의 범프(118)에 의해 반사되는 광의 크기는 대략 80을 유지하게 된다.
이와 같이, 플립 칩(116)의 범프(118)들에 플럭스가 도포된 상태에서, 대부분의 범프(118)들 표면에 플럭스가 도포되고, 일부의 범프들 표면에 플럭스가 도포되지 않았다고 가정하는 경우, 플럭스가 도포된 범프에 의해 반사되는 반사광은 플럭스의 광 흡수에 따른 광 손실로 광의 크기 즉 광도가 상대적으로 작게 되며, 반대로 플럭스가 도포되지 않은 범프에 의해 반사되는 반사광은 광의 크기 즉 광도가 상대적으로 크게 된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치에 의한 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사를 수행한 결과, 플립 칩의 범프들에 플럭스가 도포되지 않은 경우의 반사광 광도(A-A'라인)와 도포된 경우의 반사광 광도(B-B'라인) 광도를 비전부가 판독하여 디스플레이 한 결과를 나타낸 이미지 및 그래프를 나타낸 것이다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 플럭스가 도포되지 않은 범프에 의해 반사된 반사광은 상대적으로 광도의 크기가 크게 나타나고, 플럭스가 도포된 범프에 의해 반사된 반사광은 상대적으로 광도의 크기가 낮게 나타남을 알 수 있었다.
그 이유는, 주 조명부(210)로부터 조사되는 광이, 플럭스가 가장 잘 흡수할 수 있는 특정 파장대 영역을 이룸에 따라, 플럭스가 도포되지 않은 범프에 의해 반사된 반사광은 주 조명부(210)로부터 조사되는 광도를 그대로 유지하는 반면, 플럭스가 도포된 범프에 의해 반사된 반사광은 주 조명부(210)로부터 조사되는 광의 일부를 흡수함에 따라 광도가 줄어들기 때문이다.
한편, 도 7 및 도 8에서 나타난 바와 같이, 범프(118)들은 그 중앙 부위에 비하여 주변 둘레의 광도가 상대적으로 크게 나타남을 알 수 있는데, 그 이유는 앞서 설명한 바와 같이, 주 조명부(210)의 광원(202)들이 플립 칩(116)의 아래 쪽 주변 부에 배치됨에 따라 주 조명부(210)의 광원(202)들로부터 조사되는 광릉 상향 경사진 형태로 조사되기 때문에, 범프(118)의 측면 부위 즉 둘레 부위에 집중적으로 광이 조사되기 때문이다.
즉, 범프(118)는 도 9의 위쪽에 도시된 도면과 같이 대략 구슬 형태로 이루어짐에 따라 광이 직선 방향으로 조사되는 경우에 비하여 광이 측면 부위에서 조사되는 경우 보다 많은 양의 광이 반사되기 때문이며, 이에 따라 범프(118)의 주변 둘레 부위의 광도가 크게 나타나게 되는 것이다.
그런데, 플립 칩(116)의 범프(118)들에 대한 플럭싱 공정 중, 범프(118)가 눌려짐에 따라 그 선단이 도 9의 아래쪽에 도시된 도면과 같이 그 중앙 부위(119)가 플랫(flat)한 형태로 이루어질 수 있으며, 이의 경우에는 주 조명부(210)에 의해 조사되는 광을 제대로 반사시킬 수 없을 수도 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치(100)에서는, 플럭스가 도포된 범프(118)의 선단이 눌려져서 플랫한 부위(119)를 갖는 경우를 대비하여 범프(118)들을 향하여 직선 방향으로 광을 조사하기 위한 보조 조명부(220)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 보조 조명부(220)는 광을 플립 칩(116)의 범프(118)를 향하여 직선 방향으로 광을 조사할 수 있도록 플립 칩(116)의 아래 쪽 수직 선상에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 플립 칩(116) 및 주 조명부(210)의 아래 쪽에는 반사부(120)가 배치되므로, 보조 조명부(220)는 반사부(120)의 아래 쪽에 배치될 수 있다.
여기서, 반사부(120)는 조사되는 광은 그대로 투과시키는 한편 반사광은 반사시킬 수 있는 빔 스플리터(Beam splitter)가 제공될 수 있다.
보조 조명부(220) 또한 앞서 설명한 주 조명부(210)와 함께 전원 및 제어부(150)의 온/오프와 입력 신호에 의해 점등이 이루어질 수 있다.
또한, 보조 조명부(220)로부터 조사되는 광은 반사부(120)를 통과하고, 주 조명부(210)의 광 투과공(206)을 통과하여 플립 칩(116)의 범프(118)들로 직접 조사될 수 있으며, 이와 같이 조사되는 광은 플립 칩(116)의 범프(118)들에 의해 역반사되어 주 조명부(210)의 광 투과공(206)을 통과하여 반사부(120)에 의해 촬상부(130) 쪽으로 반사될 수 있다.
반사부(120)에 의해 반사되는 반사광은 촬상부(130)에 의해 촬상되어 영상 또는 이미지로 변환되며, 비전부(140)는 이와 같은 영상 또는 이미지를 판독하여 플립 칩(116)의 범프(118)들에 대한 플럭스의 도포 여부를 판정할 수 있게 되는데, 반사되는 반사광의 광도 차이에 따라 플럭스 도포 여부를 판정하는 방법은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 노즐 구동부 120 : 반사부
130 : 촬상부 140 : 비전부
150 : 전원 및 제어부 210 : 주 조명부
220 : 보조 조명부

Claims (6)

  1. 범프들에 플럭스가 도포된 플립 칩을 검사 위치로 이동시키는 노즐 구동부;
    상기 플럭스에 대한 흡수율이 높은 특정 영역의 파장대를 갖는 광을, 상기 플립 칩의 범프들을 향하여 조사하는 주 조명부;
    상기 주 조명부로부터 조사되는 상기 광에 의한 반사광을 촬상하는 촬상부; 및
    상기 촬상부에 의해 촬상된 영상 또는 이미지를 판독하여 상기 플립 칩의 범프들에 대한 플럭스의 도포 여부를 표시하는 비전부를 포함하며,
    상기 특정 영역의 파장대는, 파장의 변화에 따라 상기 플럭스에 대한 흡수율이 나타나는 복수의 피크들 중, 하나의 피크가 갖는 파장대이고,
    상기 주 조명부는,
    상기 플럭스가 가장 잘 흡수하는 특정 영역의 파장대를 갖는 광을, 상기 플립칩의 범프들의 하부 쪽 측 방향으로부터 상기 범프들을 향하여 모아지도록 상향 경사진 방향으로 조사하고,
    상기 플립 칩의 범프들로 조사된 상기 광은, 상기 플립 칩과 수직 선상으로 반사되는, 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플립 칩의 범프들로부터 반사되는 상기 반사광의 경로를 상기 촬상부 쪽으로 안내하는 반사부를 포함하고,
    상기 반사부의 하부 쪽에는, 상기 플럭스에 대한 흡수율이 높은 특정 영역의 파장대를 갖는 광을, 입력 신호에 따라 상기 플립 칩의 범프들을 향하여 조사하는 보조 조명부를 더 포함하는, 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 반사부는,
    상기 보조 조명부로부터 조사되는 광은 투과시키고, 상기 플립 칩의 범프들로부터 반사되는 반사광은 반사시키는 빔 스플리터인, 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 주 조명부는,
    상기 플립 칩의 범프들로부터 반사되는 반사광이 통과되고, 상기 보조 조명부로부터 조사되는 광이 통과되기 위한 광 투과공이 형성된, 플립 칩의 플럭스 도포 상태 검사 장치.
  6. 삭제
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