KR102214325B1 - 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법 - Google Patents

반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법 Download PDF

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Abstract

실시예는 복수 개의 패키지를 정렬하고 고정하는 패키지 얼라인먼트 장치; 상기 패키지 얼라인먼트 장치에 복수 개의 패키지를 공급하는 로더; 상기 패키지 얼라인먼트 장치를 이동시키는 제1 셔틀; 정렬된 복수 개의 패키지 각각에 절연체를 도포하는 디스펜서; 상기 패키지에 도포된 절연체를 검사하는 제1 인스펙터; 상기 패키지에 도포된 절연체를 경화하는 큐어; 경화된 절연체를 검사하는 제2 인스펙터; 상기 큐어에서 경화 과정을 수행한 패키지를 이동시키는 제2 셔틀; 및 상기 제2 인스펙터를 이용하여 판단된 패키지의 불량 여부에 따라 패키지를 구분하고 배출하는 언로더를 포함하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 방법에 관한 것이다. 이에 따라, 복수 개의 패키지에 절연체를 도포하고 검사하는 과정을 자동화함으로써, 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPENSING PACKAGE}
실시예는 패키지에 절연체를 도포하고, 도포된 절연체의 불량을 검사하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법에 관한 것이다. 상세하게, 2차원 변위센서를 이용하여 패키지에 대한 절연체의 도포 후 및 도포된 절연체의 경화 후에 상기 절연체의 불량을 검사하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법에 관한 것이다.
각종의 전자/전기 기기에 전원 공급용으로 이용되는 파워 모듈은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 등과 결합한 후, 파워 모듈용 케이스에 봉합하여 패키징한 후 사용될 수 있다. 그에 따라, 상기 케이스가 결합된 파워 모듈은 파워 패키지(Power Package)라 불릴 수 있다.
종래의 파워 패키지 제조장치는 작업이 빈번하지 않아 수작업의 의존도가 높았으나, 상기 패키지의 생산량이 증가되는 현실에서 대량 생산화 추세에 따라 자동화된 장비가 요구되고 있는 실정이다.
하지만, 종래의 파워 패키지 제조장치는 주로 작업 단위에 따른 패키지별 전용작업 개념으로 제작되고 있었기 때문에, 다수의 패키지를 수용하고 제작하는 장치가 없는 실정이었다. 그에 따라, 작업 단위별로 일일이 수작업에 의존하여 작업을 수행함으로써 생산성이 떨어질 뿐만 아니라 많은 인력을 필요로 하기 때문에, 비 경제성을 면치 못하고 있었다.
예컨데, 종래에는 하나의 패키지마다 절연체를 도포하는 공정을 개별적으로 수행하였기 때문에, 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 도포 공정은 수작업에 의해 수행되기 때문에, 생산성은 더욱 하락하고 불량성이 증가하는 문제가 있다.
따라서, 도포 공정의 자동화 및 상기 패키지의 대량 생산을 위해, 복수 개의 패키지에 대해 절연체를 도포하고 불량 여부를 검사하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치가 요구되고 있는 실정이다.
실시예는 복수 개의 패키지를 정렬하는 과정과 고정하는 과정을 자동화함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법을 제공한다.
또한, 복수 개의 패키지에 대한 도포 공정시, 패키지당 절연체의 개별적 도포를 위해 복수 개의 패키지를 상호 소정의 간격으로 이격되게 정렬하면서 고정하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법을 제공한다.
또한, 복수 개의 패키지 각각은 상호 다른 두께로 형성될 수 있는바, 상기 두께를 고려하여 패키지를 정렬하면서 고정하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법을 제공한다.
또한, 2차원 변위센서를 이용하여 패키지에 대한 절연체의 도포 후 및 도포된 절연체의 경화 후에 상기 절연체의 불량을 검사하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 복수 개의 패키지를 정렬하고 고정하는 패키지 얼라인먼트 장치; 상기 패키지 얼라인먼트 장치에 복수 개의 패키지를 공급하는 로더; 상기 패키지 얼라인먼트 장치를 이동시키는 제1 셔틀; 정렬된 복수 개의 패키지 각각에 절연체를 도포하는 디스펜서; 상기 패키지에 도포된 절연체를 검사하는 제1 인스펙터; 상기 패키지에 도포된 절연체를 경화하는 큐어; 경화된 절연체를 검사하는 제2 인스펙터; 상기 큐어에서 경화 과정을 수행한 패키지를 이동시키는 제2 셔틀; 및 상기 제2 인스펙터를 이용하여 판단된 패키지의 불량 여부에 따라 패키지를 구분하고 배출하는 언로더를 포함하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1 인스펙터의 제1 센서는 상기 패키지에 도포된 절연체의 높이(H)를 측정할 수 있다.
그리고, 상기 제1 센서는 일 방향을 따라 이동하면서 상기 패키지에 도포된 절연체의 단락 여부를 측정할 수 있다.
한편, 상기 제2 인스펙터는 지지대; 및 상기 지지대에 배치되는 센서부를 포함하며, 상기 센서부는 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는 패키지 바디의 측면을 기준으로 경화된 절연체의 이격거리(D1)를 측정할 수 있다.
여기서, 상기 제2 인스펙터는 상기 지지대에 이동 가능하게 배치되는 센서부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함하며, 상기 센서부의 이동에 따라, 상기 제2 센서는 상기 패키지에 경화된 절연체의 단락 여부를 측정할 수 있다.
또한, 상기 센서부는 경화된 절연체의 경화도를 감지하는 로드셀을 더 포함할 수 있다.
한편, 일 방향으로 배치되는 복수 개의 패키지를 정렬하는 상기 패키지 얼라인먼트 장치는 바디; 상기 바디에 배치되는 지지판; 복수 개의 상기 패키지가 일 방향으로 배치되게 상기 지지판과 이격되어 배치되는 정렬 어셈블리; 및 상기 패키지를 향해 상기 정렬 어셈블리를 이동시키는 구동부를 포함하며, 상기 정렬 어셈블리의 핀은 상기 패키지에 형성된 홈에 결합하여 상기 패키지를 소정의 간격(D)으로 상호 이격시킬 수 있다. 여기서, 상기 정렬 어셈블리는 상기 구동부에 의해 이동하는 베이스; 상기 핀을 포함하는 핀부; 및 상기 베이스의 이동에 상기 핀부가 연동하도록 상기 베이스와 핀부 사이에 배치되는 지지부를 포함하며, 상기 핀부는 판 형상의 정렬판 및 상기 정렬판에서 상기 지지판을 향해 돌출된 상기 핀을 포함하고, 상기 핀은 상기 정렬판을 기준으로 소정의 경사각(θ)을 갖도록 형성된 경사면을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 2차원 레이저 변위 센서일 수 있다.
상기 과제는 소정의 간격(D)으로 복수 개의 패키지를 정렬하는 단계; 패키지에 절연체를 도포하는 단계; 도포된 절연체를 감지하는 단계; 도포된 절연체를 경화하는 단계; 경화된 절연체를 감지하는 단계; 패키지를 양품과 불량품으로 구분하는 단계; 및 양품의 패키지와 불량품의 패키지를 각각 구분하여 배출하는 단계를 포함하고, 상기 도포된 절연체를 감지하는 단계는 도포된 절연체의 높이(H)를 측정하며, 상기 경화된 절연체를 감지하는 단계는 패키지 바디의 측면을 기준으로 경화된 절연체의 이격거리(D1)를 측정하는 반도체 패키지 디스펜싱 방법에 의해 달성된다.
실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법은 복수 개의 패키지에 절연체를 도포하고 검사하는 과정을 자동화함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법은 2차원 변위센서를 이용하여 패키지에 대한 절연체의 도포 후 및 도포된 절연체의 경화 후에 상기 절연체의 불량 여부를 각각 검사하고, 이를 기반으로 불량 원인에 따라 장치의 해당 구성을 선제적으로 대응하여 상기 패키지의 불량률을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법은 테이퍼 형상의 핀을 이용하여 복수 개의 패키지를 상호 소정의 간격으로 이격되게 정렬함으로써, 복수 개의 상기 패키지에 대한 도포를 가능하게 할 수 있다. 그에 따라, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법은 상기 패키지를 대량으로 생산할 수 있다.
이때, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치 및 반도체 패키지 디스펜싱 방법은 패키지의 일측을 탄성 지지하는 탄성부재를 이용하기 때문에, 상호 다른 두께를 갖는 복수 개의 패키지가 투입되더라도 상기 간격을 갖도록 상기 패키지 각각을 정렬하면서 고정할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치를 나타내는 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 의해 제작되는 파워 패키지를 나타내는 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 나타내는 사시도이고,
도 5는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 나타내는 평면도이고,
도 6은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치의 핀부를 나타내는 사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 핀부를 나타내는 평면도이고,
도 8은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치의 정렬존에 배치된 복수 개의 패키지를 나타내는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치에 의해 소정의 간격을 갖도록 정렬된 복수 개의 패키지를 나타내는 도면이고,
도 10은 두께가 다른 복수 개의 패키지를 정렬하는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면이고,
도 11은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치의 브라켓을 나타내는 도면이고,
도 12는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 있어서, 복수 개의 패키지를 정렬하는 패키지 얼라인먼트 방법을 나타내는 블럭도이고,
도 13은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 패키지 얼라인먼트 장치와 제1 셔틀을 나타내는 도면이고,
도 14는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 패키지 디스펜서를 나타내는 도면이고,
도 15는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 디스펜서에 의해 도포된 패키지를 나타내는 도면이고,
도 16은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 패키지 얼라인먼트 장치와 제1 인스펙터를 나타내는 도면이고,
도 17은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제1 인스펙터의 감지를 나타내는 개념도이고,
도 18은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 큐어를 나타내는 사시도이고,
도 19는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 큐어를 나타내는 정면도이고,
도 20은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 큐어의 지그를 나타내는 도면이고,
도 21은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 셔틀 및 제2 인스펙터를 나타내는 사시도이고,
도 22는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 셔틀 및 제2 인스펙터를 나타내는 정면도이고,
도 23은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 셔틀 및 제2 인스펙터를 나타내는 측면도이고,
도 24는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 인스펙터의 감지를 나타내는 개념도이고,
도 25는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치는 복수 개의 파워 패키지에 절연체를 도포하는 작업을 수행할 수 있다.
복수 개의 반도체 패키지에 대해 도포 공정을 수행시, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치는 단위 작업별 과정과 이송과정을 자동화함으로써, 반도체 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 단위 작업별 과정은 정렬 과정, 도포 과정, 경화 과정 및 검사 과정 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 반도체 패키지는 파워 패키지(Power Package)일 수 있다.
도 1 및 도 2는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)는 공급된 복수 개의 패키지를 정렬하고 고정하는 패키지 얼라인먼트 장치(1000), 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)에 복수 개의 패키지를 공급하는 로더(2000), 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)를 이동시키는 제1 셔틀(3000), 정렬된 복수 개의 패키지 각각에 절연체를 도포하는 디스펜서(4000), 상기 패키지에 도포된 절연체를 검사하는 제1 인스펙터(5000), 상기 패키지에 도포된 절연체를 경화하는 큐어(6000), 상기 큐어(6000)에 의해 경화된 절연체를 검사하는 제2 인스펙터(7000), 상기 큐어(6000)에 의해 경화된 절연체를 큐어(6000)에서 제2 인스펙터(7000)로 이송하는 제2 셔틀(8000), 및 상기 제2 인스펙터(7000)를 이용하여 판단된 패키지의 불량 여부에 따라 패키지를 구분하고 배출하는 언로더(9000)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)는 각 구성을 지지할 수 있도록 배치되는 프레임, 지지대 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)는 각 구성을 제어하는 제어부(미도시)와 각 구성에 전원을 공급하는 전원부(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 디스펜서(4000), 제1 인스펙터(5000), 및 제2 인스펙터(7000)는 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)에서 이동 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000), 디스펜서(4000), 및 큐어(6000) 각각은 한 쌍씩 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)에 배치될 수 있기 때문에, 반도체 패키지의 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜서에 의해 제작되는 파워 패키지를 나타내는 도면이다. 상세하게, 도 3의 파워 패키지는 절연체의 도포 전을 나타낼 수 있다. 그리고, 도 1 내지 도 3에 있어서, 육면체 형상으로 형성된 패키지(10)의 형상 및 이동을 기준으로 패키지의 길이 방향을 X 방향, 두께 방향을 Y 방향, 및 상기 X 방향과 Y 방향에 수직하는 수직 방향인 폭 방향을 Z 방향이라 정의할 수 있다.
여기서, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 패키지(10)의 작업 공정상의 이동을 고려하여 상기 길이 방향은 이송 방향이라 불릴 수 있고, 상기 두께 방향은 전후 방향이라 불릴 수 있으며, 상기 폭 방향은 상하 방향이라 불릴 수 있다. 따라서, 도 3의 'a'는 패키지의 길이, 'b'는 패키지의 폭, 및 't'는 패키지의 두께를 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 파워 패키지(10)는 패키지 바디(11), 제1 리드(12) 및 제2 리드(13)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 파워 패키지(10)는 길이 방향으로 상호 이격되게 패키지 바디(11)에 형성된 두 개의 홈(14)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 홈(14)은 패키지 바디(11)의 가장자리에서 길이 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)는 제1 리드(12)를 덮도록 절연체를 도포할 수 있으며, 상기 절연체는 에폭시(epoxy)와 같은 열경화성 수지가 이용될 수 있다.
종래에는 하나의 패키지(10)에 대해서만 상기 절연체의 도포 공정을 수행하기 때문에, 복수 개의 패키지(10)에 상기 절연체를 도포함으로써, 상기 절연체에 의해 복수 개의 패키지(10)가 서로 연결되는 문제가 발생하지 않는다.
그러나, 복수 개의 패키지(10)를 일 방향으로 나란하게 배치하여 상기 도포 공정을 수행할 경우, 상기 문제를 해결하기 위해서 패키지(10) 간의 이격 간격이 매우 중요하다.
따라서, 실시예에 따른 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 로더(2000)에 의해 기 설정된 위치인 대기위치로 이송된 복수 개의 패키지(10)를 상호 소정의 간격(D)을 갖도록 이격되게 정렬함으로써, 상기 길이 방향을 따라 나란하게 배치된 복수 개의 패키지(10)가 상기 절연체에 의해 연결되는 것을 방지할 수 있다. 상세하게, 상기 로더(2000)에 의해 복수 개의 패키지(10)는 일 방향인 길이 방향으로 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000) 내에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 상기 홈(14)에 삽입되는 핀(1322)을 이용하여 일 방향(X 방향)으로 이웃하게 배치된 두 개의 패키지(10)를 소정의 간격(D)으로 이격되게 정렬할 수 있다. 이때, 복수 개의 패키지(10) 중 어느 하나의 패키지(10)의 일측에 형성된 홈(14)은 이웃하게 배치되는 다른 패키지(10)의 홈(14)과 마주보게 배치될 수 있다.
나아가, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 정렬된 복수 개의 패키지(10)를 고정할 수 있다. 그에 따라, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)가 디스펜서(4000)를 이용하여 제1 리드(12)에 상기 절연체를 도포할 때, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 복수 개의 패키지(10)의 개별 공차에 상관없이 상기 간격을 유지할 수 있게 함으로써, 상기 절연체가 기 설정된 위치에서 벗어나 도포 되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 나타내는 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 나타내는 평면도이고, 도 6은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치의 핀부를 나타내는 사시도이고, 도 7은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 핀부를 나타내는 평면도이고, 도 8은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치의 정렬존에 배치된 복수 개의 패키지를 나타내는 도면이고, 도 9는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치에 의해 소정의 간격을 갖도록 정렬된 복수 개의 패키지를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 바디(1100), 상기 바디(1100)에 배치되는 지지판(1200), 복수 개의 패키지(10)가 일 방향으로 배치될 수 있게 상기 지지판(1200)과 이격되어 배치되는 복수 개의 정렬 어셈블리(1300) 및 상기 패키지(10)를 향해 상기 정렬 어셈블리(1300)를 이동시키는 구동부(1400)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 지지판(1200)과 정렬 어셈블리(1300) 사이에는 복수 개의 패키지(10)가 일 방향을 따라 배치될 수 있게 정렬존(A)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 로더(2000)에 의해 이송되는 복수 개의 패키지(10)가 상기 정렬존(A)에 배치될 수 있게 스토퍼(1500)를 더 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 로더(2000)에 의해 복수 개의 패키지(10)는 정렬존(A)으로 투입될 수 있다. 이때, 스토퍼(1500)는 복수 개의 패키지(10)가 정렬존(A)을 벗어나지 않도록 패키지(10)의 진행을 차단할 수 있다. 그에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 일 방향으로 서로 이웃하게 배치되는 패키지(10)는 정렬존(A) 내에서 서로 접촉되게 배치될 수 있다. 여기서, 로더(2000)는 일 방향으로 복수 개의 패키지(10)를 밀어 정렬존(A)에 배치되게 하는 푸셔를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 푸셔는 제1 푸셔라 불릴 수 있다.
바디(1100)는 지지판(1200), 정렬 어셈블리(1300) 및 구동부(1400) 등을 지지할 수 있다. 그리고, 상기 바디(1100)에는 미도시된 센서, 전자 부품 등이 설치될 수 있다. 이때, 바디(1100)는 각 구성 요소들을 지지할 수 있는 강도 및 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 제1 셔틀(3000)에 의해 삼방향(X 방향, Y 방향, 및 Z 방향)으로 이동할 수 있다. 그에 따라, 바디(1100)는 제1 셔틀(3000)에 배치될 수 있다.
지지판(1200)은 패키지(10)의 일측을 지지할 수 있도록 바디(1100)의 상부에 배치될 수 있다. 여기서, 패키지(10)는 판 형상 또는 육면체 형상의 패키지 바디(11)를 포함하도록 형성될 수 있다. 따라서, 정렬 어셈블리(1300)에 의한 패키지(10)의 정렬시, 패키지(10)의 일면을 지지하기 위해 평면을 갖는 형상으로 지지판(1200)은 형성될 수 있다. 즉, 지지판(1200)은 패키지(10)를 면대면으로 지지하기 위해 판 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 지지판(1200)의 일측에 형성된 상기 평면은 정렬존(A)의 일측을 형성할 수 있다. 여기서, 지지판(1200)의 일측에 형성된 상기 평면은 지지면이라 불릴 수 있다.
정렬 어셈블리(1300)는 구동부(1400)에 의해 이동하여 복수 개의 패키지(10) 간의 이격된 간격을 조절할 수 있다. 예컨데, 도 9에 도시된 바와 같이, 정렬 어셈블리(1300)는 일 방향인 X 방향을 따라 소정의 간격으로 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 핀(1322)을 패키지(10)의 홈(14)에 삽입함으로써, 일 방향으로 이웃하게 배치된 패키지(10) 간의 간격(D)을 조절할 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 정렬 어셈블리(1300)는 상기 구동부(1400)에 의해 이동하는 베이스(1310), 패키지(10)의 홈(14)에 결합되는 핀(1322)을 포함하는 핀부(1320) 및 상기 베이스(1310)의 이동에 상기 핀부(1320)가 연동하도록 상기 베이스(1310)와 핀부(1320) 사이에 배치되는 지지부(1330)를 포함할 수 있다. 이때, 지지부(1330)는 핀부(1320)를 탄성 지지할 수 있다.
베이스(1310)는 구동부(1400)에 의해 패키지(10)를 향해 이동할 수 있다.
그리고, 베이스(1310)는 지지부(1330)의 일측을 지지할 수 있도록 바디(1100)의 상부에 배치될 수 있다. 여기서, 지지부(1330)의 타측은 핀부(1320)에 의해 지지될 수 있다. 그에 따라, 지지부(1330)에 의해 핀부(1320)는 베이스(1310)의 이동에 연동되어 이동할 수 있다.
핀부(1320)는 패키지(10)의 개수에 대응되는 개수로 복수 개가 마련될 수 있다. 상세하게, 핀부(1320)의 정렬판(1321)의 개수는 패키지(10)의 개수와 동일할 수 있으며, 정렬판(1321)은 소정의 간격으로 상호 이격되어 일 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 이때, 정렬판(1321) 각각에 배치되는 핀(1322)의 개수는 패키지(10)에 형성된 홈(14)의 개수와 동일할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 핀부(1320)는 정렬판(1321) 및 상기 정렬판(1321)에서 상기 지지판(1200)을 향해 돌출된 상기 핀(1322)을 포함할 수 있다.
정렬판(1321)은 판 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 지지판(1200)과 마주보게 배치될 수 있다. 그리고, 정렬판(1321)의 일측에 형성된 평면은 정렬존(A)의 일측을 형성할 수 있다. 이때, 핀(1322)은 상기 패키지(10)의 진입에 간섭되지 않게 상기 정렬존(A)에 위치해야 한다. 그에 따라, Y 방향을 기준으로 정렬판(1321)은 지지판(1200)과 소정을 간격을 갖도록 이격되게 배치될 수 있다.
핀(1322)은 패키지(10)의 홈(14)에 삽입될 수 있다. 이때, 상기 패키지(10)의 홈(14)에 대응되게 두 개의 핀(1322)이 배치될 수 있다. 여기서, 두 개의 핀(1322)은 X 방향으로 이격되게 정렬판(1321)에 배치될 수 있다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 정렬판(1321)에 배치되는 핀(1322)은 이웃하게 배치되는 다른 정렬판(1321)의 핀(1322)과 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
핀(1322)의 단면 형상은 상기 홈(14)의 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
예컨데, 핀(1322)의 단면 형상은 상기 홈(14)의 단면 형상과 동일할 수 있다. 다만, 핀(1322)의 단면의 면적은 정렬판(1321) 측으로 갈수록 증가할 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 핀(1322)의 단부측 단면의 면적은 상기 홈(14)의 면적보다 작을 수 있다. 그리고, 핀(1322)의 정렬판(1321)측 단면의 면적은 상기 홈(14)의 단면 면적과 동일하거나 클 수 있다.
따라서, 핀(1322)이 패키지(10)의 홈(14)에 접촉되어 이동함에 따라, 핀(1322)의 단면의 면적차로 인해 패키지(10)는 면적차가 없는 핀(1322)보다 더욱 용이하게 상기 간격(D)으로 상호 이격되게 배치될 수 있다.
핀(1322)은 정렬판(1321)의 X 방향측 측면을 기준으로 소정의 경사각(θ)을 갖도록 형성된 경사면(1322a)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 핀(1322)은 테이퍼 형상의 핀일 수 있다. 그에 따라, 핀(1322)의 돌출 방향에 대한 중심을 기준으로 경사면(1322a)까지의 거리는 정렬판(1321)측으로 갈수록 증가할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 경사면(1322a)은 핀(1322)의 돌출 방향을 기준으로 핀(1322)의 측면 중 일부를 형성할 수도 있다. 여기서, 두 개의 핀(1322) 각각에 형성된 경사면(1322a)은 상호 마주보게 배치될 수 있다.
따라서, 핀(1322)의 경사면(1322a)이 상기 패키지(10)의 홈(14)에 접촉된 상태에서 Y 방향으로 이동함에 따라, 두 개의 상기 패키지(10)는 상기 간격(D)으로 이격되게 된다.
한편, 핀(1322)은 정렬판(1321)에 착탈 가능하게 배치될 수 있다. 그에 따라, 경사각(θ)이 다른 핀(1322)을 교체하여 정렬판(1321)에 배치함으로써, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 사용자의 요청에 의해 설정된 패키지(10) 간의 간격(D)을 용이하게 조절할 수 있다.
예컨데, 교체 전의 핀(1322)의 경사각(θ)은 교체 후의 핀(1322)의 경사각(θ)과 다를 수 있다. 이때, 핀(1322)의 돌출 길이는 동일할 수 있다. 그에 따라, 상기 절연체의 도포시 요구되는 상기 간격(D)이 변경되더라도 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 상기 간격(D)에 대응하여 핀(1322)을 교체함으로써, 변경된 상기 간격(D)에 용이하게 대응할 수 있다.
여기서, 상기 핀(1322)이 정렬판(1321)에 착탈 가능하게 배치되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 핀(1322)이 정렬판(1321)과 일체로 형성된 핀부(1320)를 지지부(1330)에 착탈 가능하게 구성할 수도 있다.
지지부(1330)는 베이스(1310)의 이동에 연동되어 선형이동할 수 있도록 핀부(1320)를 지지할 수 있다.
이때, 지지부(1330)는 핀부(1320)를 탄성 지지할 수 있다. 그에 따라, 지지부(1330)는 핀부(1320)를 탄성 지지하는 탄성부재(1331)를 포함할 수 있다. 또한, 지지부(1330)는 베이스(1310)의 이동에 연동되어 선형이동할 수 있도록 핀부(1320)를 안내하는 가이드(1332)를 더 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 탄성부재(1331)의 일측은 베이스(1310)에 결합되고, 타측은 정렬판(1321)에 결합될 수 있다. 그에 따라, 상기 탄성부재(1331)의 탄성력에 의해 상기 핀부(1320)는 패키지(10)의 일측을 지지할 수 있다. 여기서, 탄성부재(1331)로는 스프링이 제공될 수 있다.
따라서, 상기 핀(1322)이 패키지(10)의 홈(14)에 삽입됨에 따라, 탄성부재(1331)는 핀부(1320)가 패키지(10)의 일측에 밀착되게 할 수 있다. 그에 따라, 패키지(10)는 지지판(1200)과 핀부(1320)에 의해 고정될 수 있다. 예컨데, 패키지(10)의 홈(14)과 핀(1322)의 결합과 함께 탄성부재(1331)가 핀부(1320)를 패키지(10)에 밀착함으로써, 패키지(10)의 유동이 방지될 수 있다.
여기서, 상기 밀착에 의해 패키지(10)가 고정되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 별도의 클램프 유닛(미도시)을 이용하여 패키지(10)의 고정력을 향상시킬 수도 있다.
가이드(1332)는 탄성부재(1331)와 함께 베이스(1310)의 이동을 핀부(1320)에 전달할 수 있다.
가이드(1332)는 정렬판(1321)의 일측에 결합될 수 있다. 이때, 가이드(1332)의 단부는 정렬판(1321)에 형성된 홈의 내부에 이동 가능하게 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개의 가이드(1332)가 하나의 정렬판(1321)과 결합할 수 있다. 이때, 가이드(1332) 사이에는 탄성부재(1331)가 배치될 수 있다.
구동부(1400)는 정렬 어셈블리(1300)를 이동시켜 복수 개의 패키지(10)를 정렬함과 동시에 고정시킬 수 있다. 여기서, 구동부(1400)는 모터 및 기어장치 또는 에어 실린더와 같은 액추에이터가 사용될 수 있다.
스토퍼(1500)는 X 방향을 기준으로 정렬존(A)의 일측에 배치될 수 있다. 즉, 스토퍼(1500)는 복수 개의 패키지(10)의 진행 방향 상에 배치되어 패키지(10)의 이동을 제한할 수 있다.
도 4를 참조하면, 스토퍼(1500)는 에어 실린더(1510) 및 상기 에어 실린더에 의해 이동하는 스토퍼 부재(1520)를 포함할 수 있다.
상기 에어 실린더(1510)에 의해 스토퍼 부재(1520)는 Y 방향으로 이동할 수 있다. 예컨데, 상기 정렬존(A)에 복수 개의 상기 패키지(10)의 진입시, 상기 에어 실린더(1510)는 스토퍼 부재(1520)를 이동시켜 상기 패키지(10)가 일 방향으로 계속 진행하는 것을 차단할 수 있다. 그리고, 디스펜서(4000)의 도포 과정 및 제1 인스펙터(5000)의 검사 과정이 완료되어 정상 판정을 받은 상기 패키지(10)를 큐어(6000)로 이송할 때, 상기 에어 실린더(510)는 스토퍼 부재(520)를 이동시켜 상기 패키지(10)가 일 방향으로 이송될 수 있게 한다.
도 10은 두께가 다른 복수 개의 패키지를 정렬하는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면이다.
복수 개의 패키지(10) 중 어느 하나의 두께가 다른 하나의 두께와 상이하더라도, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 복수 개의 패키지(10)를 소정의 간격(D)으로 이격되게 정렬할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)의 정렬존(A)에는 두께가 다른 패키지(10)가 배치될 수 있다. 여기서, 복수 개의 패키지(10)는 제1 패키지(10a), 제2 패키지(10b), 제3 패키지(10c)....제N 패키지(10n)로 나타낼 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 패키지(10a)의 두께(t1)는 제2 패키지(10b)의 두께(t2)와 다른 두께로 형성될 수 있으며, 상기 푸셔에 의해 제1 패키지(10a)는 제2 패키지(10b)와 접촉된 상태로 정렬존(A)에 배치될 수 있다. 그러나, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 탄성부재(1331)를 이용하여 두께가 상이한 복수 개의 패키지(10)를 정렬하고 고정할 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 패키지 얼라인먼트 장치의 브라켓을 나타내는 도면이다.
상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 지지부(1330)의 손상 또는 가압에 의해 탄성부재(1331)의 이탈을 방지하도록 브라켓(1600)을 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 브라켓(1600)은 지지부(1330)를 보호할 수 있다.
여기서, 상기 브라켓(1600) 내부에 탄성부재(1331)와 가이드(1332)가 배치될 수 있도록 복수 개의 홀이 형성될 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 있어서, 복수 개의 패키지를 정렬하는 패키지 얼라인먼트 방법을 나타내는 블럭도이다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)의 작동 과정을 통해 실시예에 따른 반도체 패키지 얼라인먼트 방법에 대해 살펴보기로 한다.
실시예에 따른 반도체 패키지 얼라인먼트 방법(S1000)은 복수 개의 패키지를 정렬존에 배치하는 단계(S1100, 배치단계) 및 복수 개의 패키지를 소정의 간격으로 이격되게 정렬하는 단계(S1200, 정렬단계)를 포함할 수 있다.
상기 배치단계(S1100)에서는 상기 푸셔를 이용하여 일 방향으로 복수 개의 패키지(10)를 밀어 정렬존(A)에 배치한다. 이때, 일 방향을 따라 배치되는 복수 개의 패키지(10)는 스토퍼(1500)에 의해 서로 접촉된 상태로 정렬존(A)에 배치될 수 있다.
상기 정렬단계(S1200)에서는 상기 정렬존(A)에 배치된 복수 개의 패키지(10)를 상호 소정의 간격(D)을 갖도록 이격되게 정렬한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 핀(1322)이 패키지(10)의 홈(14)에 삽입함으로써, 일 방향으로 이웃하게 배치된 패키지(10) 간의 간격(D)을 조절될 수 있다. 이때, 패키지(10)의 홈(14)과 핀(1322)의 결합과 함께 탄성부재(1331)가 핀부(1320)를 패키지(10)에 밀착시킴으로써, 패키지(10)는 고정될 수 있다.
로더(2000)는 복수 개의 패키지(10)를 일 방향으로 나열되게 정렬존(A)에 배치할 수 있다. 여기서, 로더(2000)는 푸셔를 포함할 수 있으며, 상기 푸셔는 일 방향으로 복수 개의 패키지(10)를 밀어 정렬존(A)에 배치할 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 패키지 얼라인먼트 장치와 제1 셔틀을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 제1 셔틀(3000)은 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)를 삼방향(X 방향, Y 방향 및 Z 방향)으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 셔틀(3000)은 모터 또는 에어 실린더와 같은 액추에이터 및 리니어 가이드 등으로 구성될 수 있다. 그에 따라, 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)는 디스펜싱 공정상에서 상기 제1 셔틀(3000)에 의해 위치가 변경될 수 있다.
예컨데, 상기 제1 셔틀(3000)은 로더(2000)로부터 복수 개의 패키지(10)를 공급받도록 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)를 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 셔틀(3000)은 정렬된 상기 패키지(10)에 절연체를 도포할 수 있도록 디스펜서(4000)로 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)를 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 셔틀(3000)은 도포된 절연체의 불량 여부를 감지할 수 있도록 제1 인스펙터(5000)로 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)를 이동시킬 수 있다.
도 14는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 디스펜서를 나타내는 도면이다.
디스펜서(4000)는 패키지(10)의 상부측에 절연체를 도포할 수 있다.
상기 제1 셔틀(3000)에 의해 상기 패키지 얼라인먼트 장치(1000)가 디스펜서(4000)의 하부측으로 이동하게 되면, 디스펜서(4000)는 패키지(10)의 제1 리드(12)를 덮도록 절연체를 도포할 수 있다.
도 14를 참조하면, 디스펜서(4000)는 지지대에 설치된 모터, 에어 실린더 등의 액추에이터에 의해 이동할 수 있기 때문에, 상기 디스펜서(4000)는 일 방향을 따라 이동하면서 패키지(10)의 상부측에 절연체를 연속적으로 도포할 수 있다.
도 15는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 디스펜서에 의해 도포된 패키지를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 15를 참조하면, 디스펜서(4000)는 패키지(10)에 배치되는 복수 개의 제1 리드(12)를 덮도록 절연체를 연속적으로 도포할 수 있다. 여기서, 제1 리드(12)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 패키지 바디(11)에서 돌출되게 복수 개가 형성될 수 있다.
제1 인스펙터(5000)는 디스펜서(4000)에 의해 도포된 절연체를 검사할 수 있다. 이때, 상기 제1 인스펙터(5000)는 2차원 레이저 변위 센서를 이용하여 상기 절연체를 검사할 수 있다. 그에 따라, 제1 인스펙터(5000)는 도포된 절연체를 감지하고, 그에 따른 정보를 상기 제어부로 송출할 수 있다.
따라서, 상기 제어부는 상기 정보를 기반으로 도포된 절연체의 불량 여부를 판단함으로써, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 구동 여부를 제어할 수 있다. 예컨데, 불량이 발생하는 경우, 상기 제어부는 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 구동을 멈추게 하고 사용자에게 상기 불량이 발생했음을 인지시킬 수 있다. 그리고, 사용자는 불량 원인에 따라 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 해당 구성을 정비하여 상기 패키지(10)의 불량률을 최소화할 수 있다.
도 16은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 패키지 얼라인먼트 장치와 제1 인스펙터를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 제1 인스펙터(5000)는 지지대(5100) 및 상기 지지대(5100)에 이동 가능하게 배치되는 제1 센서(5200)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 센서(5200)는 모터, 에어 실린더 등의 액추에이터에 의해 이동할 수 있다.
지지대(5100)는 제1 센서(5200)를 이동 가능하게 지지할 수 있다.
제1 센서(5200)는 도포된 절연체를 감지하도록, 상기 절연체의 상부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 센서(5200)는 상기 절연체의 상부에서 촬상된 형상을 2차원적으로 감지할 수 있다. 여기서, 상기 제1 센서(5200)는 2차원 변위센서일 수 있다.
도 17은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제1 인스펙터의 감지 원리를 나타내는 개념도이다.
도 17을 참조하면, 상기 제1 인스펙터(5000)는 패키지(10)의 상부측에 배치되는 제1 센서(5200)를 이용하여 패키지(10)에 도포된 절연체의 높이(H)를 측정할 수 있다. 예컨데, 상기 제1 인스펙터(5000)는 패키지 바디(11)의 상면인 안착면(11a)을 기준으로 패키지(10)에 도포된 절연체의 높이(H)를 측정함으로써, 불량 여부를 감지할 수 있다.
또한, 상기 절연체는 일 방향 따라 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 리드(12)를 덮도록 배치될 수 있기 때문에, 상기 제1 센서(5200)는 상기 액추에이터에 의해 일 방향을 따라 이동하면서 패키지(10)의 상기 절연체를 연속적으로 측정할 수 있다.
따라서, 상기 제1 인스펙터(5000)는 상기 제1 센서(5200)를 X 방향으로 이동하면서 도포된 절연체의 단락 여부를 판단할 수 있게 한다.
큐어(6000)는 상기 제어부에 의해 양품으로 판단된 패키지(10)의 절연체를 경화시킬 수 있다. 여기서, 상기 큐어(600)는 적외선을 이용하는 IR(Infrared Ray) 경화기가 사용될 수 있다.
도 18은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 큐어를 나타내는 사시도이고, 도 19는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 큐어를 나타내는 정면도이고, 도 20은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치에 배치되는 큐어의 지그를 나타내는 도면이다.
도 18 내지 도 20을 참조하면, 큐어(6000)는 프레임(6100), 상기 프레임(6100)에 상하 방향으로 이동가능하게 배치되는 IR 경화기(6200), 양품으로 판정된 복수 개의 패키지(10)가 배치되도록 상기 프레임(6100)에 배치되는 지그(6300) 및 상기 IR 경화기(6200)를 상기 지그(6300)로 이동시키는 액추에이터(6400)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 액추에이터는 큐어 액추에이터라 불릴 수 있다.
또한, 상기 큐어(6000)는 IR 경화기(6200)의 위치를 감지하는 위치확인 센서(6500)와 IR 경화기(6200)에 의해 패키지(10)에 인가되는 온도를 측정하는 온도 센서(6600)를 더 포함할 수 있다.
프레임(6100)은 IR 경화기(6200), 지그(6300), 및 액추에이터(6400) 등을 지지할 수 있다. 이때, 프레임(6100)은 각 구성 요소들을 지지할 수 있는 강도 및 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 프레임(6100)은 IR 경화기(6200)에 의해 인가되는 온도를 견딜 수 있도록 단열재를 포함할 수 있다.
IR 경화기(6200)는 지그(6300)에 배치되는 복수 개의 패키지(10)에 형성된 절연체를 경화시킬 수 있다. 이때, IR 경화기(6200)는 상하 방향으로 위치가 조절될 수 있도록 프레임(6100)에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 예컨데, IR 경화기(6200)는 상하 방향으로 위치가 조절될 수 있도록 프레임(6100)에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 그에 따라, IR 경화기(6200)는 상기 액추에이터(6400)에 의해 상하방향으로 이동할 수 있다.
지그(6300)는, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 프레임(6100)에 배치될 수 있다. 그리고, 지그(6300)에는 절연체가 도포된 복수 개의 패키지(10)가 배치될 수 있다. 그에 따라, IR 경화기(6200)는 지그(6300)로 이동하여 상기 패키지(10)에 형성된 절연체를 경화시킬 수 있다. 여기서, 복수 개의 패키지(10)는 패키지 얼라인먼트 장치(1000)에 배치되는 푸셔에 의해 지그(6300)로 일 방향(X 방향)을 따라 공급될 수 있다.
위치확인 센서(6500)는 IR 경화기(6200)의 상하 방향에 대한 위치를 감지할 수 있다. 여기서, IR 경화기(6200)는 액추에이터(6400)에 의해 지그(6300)에 접근 또는 이격되게 이동할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 위치확인 센서(6500)는 프레임(6100)에 배치되며, IR 경화기(6200)와 연동되어 이동하는 탐지봉(6210)을 감지하여, IR 경화기(6200)의 위치를 확인할 수 있게 한다. 그리고, IR 경화기(6200)의 위치에 대한 정보는 위치확인 센서(6500)에 의해 상기 제어부로 송출될 수 있다.
온도 센서(6600)는 IR 경화기(6200)에 의해 패키지(10)에 인가되는 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 온도 센서(6600)는 측정된 온도 정보를 상기 제어부로 송출할 수 있다. 그에 따라, 상기 온도 센서(6600)는 온도 측정을 통해 IR 경화기(6200)의 동작 상태를 확인할 수 있게 한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 온도 센서(6600)는 대각선 방향으로 적어도 두 개가 배치될 수 있다.
따라서, 큐어(6000)는 상기 제어부에서 인가된 기 설정된 인가값에 의해 소정의 높이에서 소정의 온도를 패키지(10)에 인가하게 된다. 이때, 큐어(6000)는 위치확인 센서(6500)와 온도 센서(6600)를 통해 상기 인가값이 적절한지 여부를 검증할 수 있게 한다.
상기 제2 인스펙터(7000)는 상기 큐어(6000)에 의해 경화된 절연체를 감지하고, 그에 따른 정보를 상기 제어부로 송출하게 된다. 그에 따라, 상기 제어부는 경화된 절연체의 불량 여부를 판단하고, 불량이 발생한 패키지(10)를 구분하도록 언로더(9000)를 제어할 수 있다.
다만, 불량률이 소정의 범위를 넘어서게 되면, 상기 제어부는 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 구동을 멈추게 하고, 사용자가 불량 원인에 따라 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 해당 구성을 정비할 수 있게 한다. 즉, 상기 제2 인스펙터(7000)는 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 구동 여부를 제어할 수 있도록, 상기 제어부에 정보를 제공할 수 있다.
도 21은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 셔틀 및 제2 인스펙터를 나타내는 사시도이고, 도 22는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 셔틀 및 제2 인스펙터를 나타내는 정면도이고, 도 23은 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 셔틀 및 제2 인스펙터를 나타내는 측면도이고, 도 24는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 장치의 제2 인스펙터의 감지를 나타내는 개념도이다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 제2 인스펙터(7000)는 지지대(7100), 상기 지지대(7100)에 이동 가능하게 배치되는 센서부(7200) 및 상기 센서부(7200)를 이동시키는 액추에이터(7300)를 포함할 수 있다. 여기서, 액추에이터(7300)는 모터, 에어 실린더 등일 수 있으며, 제2 인스펙터 액추에이터라 불릴 수 있다.
그리고, 제2 셔틀(8000)은 경화된 절연체를 구비하는 패키지(10)를 지지하는 지그부(8100)와 상기 지그부(8100)를 이동시키는 이동부(8200)를 포함할 수 있다. 따라서, 경화된 절연체의 불량 여부를 감지할 수 있도록, 제2 셔틀(8000)은 패키지(10)를 큐어(6000)에서 제2 인스펙터(7000)로 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)는 큐어(6000)에서 제2 셔틀(8000)로 이송하는 풀러(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 풀러는 복수 개의 패키지(10)가 나열된 방향을 따라 이동시켜 제2 셔틀(8000)의 지그부(8100)에 전달할 수 있다. 그리고, 이동부(8200)는 상기 지그부(8100)를 이동시켜 상기 패키지(10)가 제2 인스펙터(7000)에 의해 감지될 수 있는 감지 위치로 상기 패키지(10)를 이동시킬 수 있다.
제2 인스펙터(7000)는 제2 셔틀(8000)에 의해 이송된 패키지(10)의 경화된 절연체를 감지할 수 있다. 여기서, 상기 제2 인스펙터(7000)는 2차원 레이저 변위 센서를 이용하여 상기 절연체를 검사할 수 있다. 그에 따라, 제2 인스펙터(7000)는 경화된 절연체를 감지하고, 그에 따른 정보를 상기 제어부로 송출할 수 있다.
따라서, 상기 제어부는 상기 정보를 기반으로 경화된 절연체의 불량 여부를 판단하고, 양품과 불량품으로 패키지(10)를 구분하도록 언로더(9000)를 제어할 수 있다.
제2 인스펙터(7000)의 지지대(7100)는 센서부(7200)를 이동 가능하게 지지할 수 있다. 그리고, 상기 액추에이터(7300)는 센서부(7200)를 일 방향으로 이동시킬 수 있다.
센서부(7200)는 경화된 절연체를 감지할 수 있다.
센서부(7200)는 패키지 바디(11)의 측면을 기준으로 상기 절연체의 이격거리(D1)를 감지하는 제2 센서(7210)와 경화된 절연체의 경화도를 감지하는 로드셀(7220)을 포함할 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 제2 센서(7210)는 상기 절연체를 감지하도록, 상기 절연체의 측부에 이격되어 배치될 수 있다. 그에 따라, 제2 센서(7210)는 상기 절연체의 측부에서 촬상된 형상을 2차원적으로 감지할 수 있다. 여기서, 상기 제2 센서(7210)는 2차원 변위센서일 수 있다.
도 24를 참조하면, 상기 제2 인스펙터(7000)는 패키지(10)의 측부측에 배치되는 제2 센서(5210)를 이용하여 상기 절연체와 패키지 바디(11)의 측면 중 일면인 자재면(11b) 사이의 이격거리(D1)를 측정할 수 있다. 여기서, 상기 자재면(11b)이라 함은 패키지(10)에 결합되는 방열부재(미도시)가 배치되는 면을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 이격거리(D1)는 자재면(11b)에서 상기 절연체까지의 최단거리를 의미할 수 있다.
따라서, 상기 제2 인스펙터(7000)는 패키지 바디(11)의 측면인 자재면(11b)을 기준으로 경화된 상기 절연체와의 이격거리(D1)를 측정함으로써, 불량 여부를 감지할 수 있다.
이때, 상기 절연체는 일 방향 따라 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 리드(12)를 덮도록 배치될 수 있기 때문에, 상기 제2 센서(5210)는 상기 액추에이터(7300)에 의해 일 방향(패키지(10)의 길이 방향)을 따라 이동하면서 패키지(10)의 상기 절연체를 연속적으로 측정할 수 있다.
그에 따라, 상기 제2 인스펙터(7000)는 상기 제2 센서(5210)를 이동하면서 경화된 절연체의 단락 여부를 판단할 수 있게 한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 로드셀(7220)은 상기 절연체의 상부에 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 로드셀(7220)은 상기 절연체의 경화도를 측정하여 상기 절연체의 불량 여부를 판단할 수 있게 한다. 이때, 로드셀(7220) 또한 제2 센서(7210)의 연동되어 제2 센서(7210)와 함께 이동할 수 있다.
언로더(9000)는 제2 인스펙터(7000)를 이용하여 판단된 패키지의 불량 여부에 따라 양품과 불량품으로 패키지(10)를 구분할 수 있다. 그리고, 언로더(9000)는 양품의 패키지(10)와 불량품의 패키지(10)를 각각 구분하여 배출할 수 있다.
도 25는 실시예에 따른 반도체 패키지 디스펜싱 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 24를 참조하여, 상기 반도체 패키지 디스펜싱 장치(1)의 작동 과정을 통해 실시예에 따른 반도체 패키지 얼라인먼트 방법(S1)에 대해 살펴보기로 한다.
상기 반도체 패키지 디스펜싱 방법(S1)은 복수 개의 패키지를 패키지 얼라인먼트 장치로 이송하는 단계(S100), 소정의 간격으로 복수 개의 패키지를 정렬하는 단계(S200), 패키지에 절연체를 도포하는 단계(S300), 도포된 절연체를 감지하는 단계(S400), 도포된 절연체를 경화하는 단계(S500), 경화된 절연체를 감지하는 단계(S600), 패키지를 양품과 불량품으로 구분하는 단계(S700) 및 양품의 패키지와 불량품의 패키지를 각각 구분하여 배출하는 단계(S800)를 포함할 수 있다. 여기서, 소정의 간격으로 복수 개의 패키지를 정렬하는 단계(S200)는 상술 된 반도체 패키지 얼라인먼트 방법(S1000)일 수 있다.
복수 개의 패키지를 패키지 얼라인먼트 장치로 이송하는 단계(S100)는 로더(2000)를 이용하여 복수 개의 패키지(10)를 일 방향으로 나열되게 패키지 얼라인먼트 장치(1000)의 정렬존(A)에 배치할 수 있다.
소정의 간격으로 복수 개의 패키지를 정렬하는 단계(S200)는 패키지 얼라인먼트 장치(1000)를 이용하여 상기 정렬존(A)에 배치된 복수 개의 패키지(10)를 상호 소정의 간격(D)을 갖도록 이격되게 정렬할 수 있다.
패키지에 절연체를 도포하는 단계(S300)는 디스펜서(4000)를 이용하여 패키지(10)의 상부측에 제1 리드(12)를 덮도록 절연체를 도포할 수 있다. 이때, 제1 셔틀(3000)에 의해 패키지 얼라인먼트 장치(1000)에 정렬된 복수 개의 패키지(10)는 디스펜서(4000)로 이동할 수 있다.
도포된 절연체를 감지하는 단계(S400)는 도포된 절연체를 감지하여 패키지(10)의 불량 여부를 판단할 수 있게 한다.
상기 도포된 절연체를 감지하는 단계(S400)는 제1 인스펙터를 이용하여 절연체의 높이를 측정하는 단계(S410) 및 제1 인스펙터에서 감지된 정보를 기반으로 패키지의 불량 여부를 판단하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.
절연체의 높이를 측정하는 단계(S410)는 제1 센서(5200)를 이용하여 패키지(10)에 도포된 절연체의 높이(H)를 측정할 수 있다. 여기서, 상기 높이(H)는 패키지 바디(11)의 상면인 안착면(11a)을 기준으로 패키지(10)에 도포된 절연체의 높이일 수 있다. 이때, 상기 제1 센서(5200)는 일 방향을 따라 이동하면서 패키지(10)의 상기 절연체를 연속적으로 측정할 수 있다.
제1 인스펙터에서 감지된 정보를 기반으로 패키지의 불량 여부를 판단하는 단계(S420)는 상기 높이(H)를 기반으로 패키지(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 또한, 상기 절연체에 대한 연속적인 측정을 통해 도포된 절연체의 단락 여부를 판단할 수 있다.
도포된 절연체를 경화하는 단계(S500)에서는 큐어(6000)를 이용하여 패키지(10)의 절연체를 경화시킬 수 있다. 여기서, 상기 큐어(600)는 적외선을 이용하는 IR(Infrared Ray) 경화기가 사용될 수 있다.
경화된 절연체를 감지하는 단계(S600)는 상기 제2 인스펙터(7000)를 이용하여 경화된 절연체를 감지함으로써, 패키지(10)의 불량 여부를 판단할 수 있게 한다. 이때, 경화된 절연체가 배치되는 패키지(10)는 제2 셔틀(8000)에 의해 큐어(6000)에서 상기 제2 인스펙터(7000)로 이송될 수 있다.
경화된 절연체를 감지하는 단계(S600)는 제2 인스펙터를 이용하여 패키지의 측면과 경화된 절연체 사이의 이격거리(D1)를 측정하는 단계(S610), 제2 인스펙터를 이용하여 경화된 절연체의 경화도를 측정하는 단계(S620) 및 제2 인스펙터에서 감지된 정보를 기반으로 패키지의 불량 여부를 판단하는 단계(S630)를 포함할 수 있다.
제2 인스펙터를 이용하여 패키지의 측면과 경화된 절연체 사이의 이격거리(D1)를 측정하는 단계(S610)는 제2 센서(7210)를 이용하여 상기 절연체와 패키지 바디(11)의 측면 중 일면인 자재면(11b) 사이의 이격거리(D1)를 측정할 수 있다. 그에 따라, 상기 이격거리(D1)를 기반으로 패키지(10)의 불량 여부를 감지할 수 있다.
이때, 상기 제2 센서(7210)는 일 방향을 따라 이동하면서 패키지(10)의 상기 절연체를 연속적으로 측정할 수 있는바, 상기 절연체에 대한 연속적인 측정을 통해 경화된 절연체의 단락 여부를 감지할 수 있다.
제2 인스펙터를 이용하여 경화된 절연체의 경화도를 측정하는 단계(S620)는 로드셀(7220)을 이용하여 상기 절연체의 경화도를 측정함으로써, 상기 절연체의 불량 여부를 판단할 수 있다.
제2 인스펙터에서 감지된 정보를 기반으로 패키지의 불량 여부를 판단하는 단계(S630)는 상기 이격거리(D1)와 상기 경화도를 기반으로 패키지(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 또한, 상기 절연체에 대한 연속적인 측정을 통해 감지되는 상기 절연체의 단락 여부를 통해 패키지(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
패키지를 양품과 불량품으로 구분하는 단계(S700)는 제2 인스펙터(7000)에 의해 감지된 정보를 기반으로 패키지(10)를 양품과 불량품으로 구분할 수 있다.
양품의 패키지와 불량품의 패키지를 각각 구분하여 배출하는 단계(S800)는 언로더(9000)를 이용하여 양품의 패키지(10)와 불량품의 패키지(10)를 각각 구분하여 배출할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 반도체 패키지 디스펜싱 장치 10: 패키지
1000: 패키지 얼라인먼트 장치
2000: 로더
3000: 제1 셔틀
4000: 디스펜서
5000: 제1 인스펙터
6000: 큐어
7000: 제2 인스펙터
8000: 제2 셔틀
9000: 언로더
S1: 반도체 패키지 디스펜싱 방법

Claims (10)

  1. 복수 개의 패키지를 정렬하고 고정하는 패키지 얼라인먼트 장치;
    상기 패키지 얼라인먼트 장치에 복수 개의 패키지를 공급하는 로더;
    상기 패키지 얼라인먼트 장치를 이동시키는 제1 셔틀;
    정렬된 복수 개의 패키지 각각에 절연체를 도포하는 디스펜서;
    상기 패키지에 도포된 절연체를 검사하는 제1 인스펙터;
    상기 패키지에 도포된 절연체를 경화하는 큐어;
    경화된 절연체를 검사하는 제2 인스펙터;
    상기 큐어에서 경화 과정을 수행한 패키지를 이동시키는 제2 셔틀; 및
    상기 제2 인스펙터를 이용하여 판단된 패키지의 불량 여부에 따라 패키지를 구분하고 배출하는 언로더를 포함하고,
    상기 제1 인스펙터의 제1 센서는 상기 패키지에 도포된 절연체의 높이(H)를 측정하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 2차원 레이저 변위 센서인 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 일 방향을 따라 이동하면서 상기 패키지에 도포된 절연체의 단락 여부를 측정하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  4. 복수 개의 패키지를 정렬하고 고정하는 패키지 얼라인먼트 장치;
    상기 패키지 얼라인먼트 장치에 복수 개의 패키지를 공급하는 로더;
    상기 패키지 얼라인먼트 장치를 이동시키는 제1 셔틀;
    정렬된 복수 개의 패키지 각각에 절연체를 도포하는 디스펜서;
    상기 패키지에 도포된 절연체를 검사하는 제1 인스펙터;
    상기 패키지에 도포된 절연체를 경화하는 큐어;
    경화된 절연체를 검사하는 제2 인스펙터;
    상기 큐어에서 경화 과정을 수행한 패키지를 이동시키는 제2 셔틀; 및
    상기 제2 인스펙터를 이용하여 판단된 패키지의 불량 여부에 따라 패키지를 구분하고 배출하는 언로더를 포함하고,
    상기 제2 인스펙터는 지지대; 및 상기 지지대에 배치되는 센서부를 포함하며,
    상기 센서부는 제2 센서를 포함하고,
    상기 제2 센서는 패키지 바디의 측면을 기준으로 경화된 절연체의 이격거리(D1)를 측정하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 인스펙터는 상기 지지대에 이동 가능하게 배치되는 센서부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함하며,
    상기 센서부의 이동에 따라, 상기 제2 센서는 상기 패키지에 경화된 절연체의 단락 여부를 측정하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 센서부는 경화된 절연체의 경화도를 감지하는 로드셀을 더 포함하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    일 방향으로 배치되는 복수 개의 패키지를 정렬하는 상기 패키지 얼라인먼트 장치는
    바디;
    상기 바디에 배치되는 지지판;
    복수 개의 상기 패키지가 일 방향으로 배치되게 상기 지지판과 이격되어 배치되는 정렬 어셈블리; 및
    상기 패키지를 향해 상기 정렬 어셈블리를 이동시키는 구동부를 포함하며,
    상기 정렬 어셈블리의 핀은 상기 패키지에 형성된 홈에 결합하여 상기 패키지를 소정의 간격(D)으로 상호 이격시키는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정렬 어셈블리는
    상기 구동부에 의해 이동하는 베이스;
    상기 핀을 포함하는 핀부; 및
    상기 베이스의 이동에 상기 핀부가 연동하도록 상기 베이스와 핀부 사이에 배치되는 지지부를 포함하며,
    상기 핀부는 판 형상의 정렬판 및 상기 정렬판에서 상기 지지판을 향해 돌출된 상기 핀을 포함하고,
    상기 핀은 상기 정렬판을 기준으로 소정의 경사각(θ)을 갖도록 형성된 경사면을 포함하는 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제2 센서는 2차원 레이저 변위 센서인 반도체 패키지 디스펜싱 장치.
  10. 소정의 간격(D)으로 복수 개의 패키지를 정렬하는 단계;
    패키지에 절연체를 도포하는 단계;
    도포된 절연체를 감지하는 단계;
    도포된 절연체를 경화하는 단계;
    경화된 절연체를 감지하는 단계;
    패키지를 양품과 불량품으로 구분하는 단계; 및
    양품의 패키지와 불량품의 패키지를 각각 구분하여 배출하는 단계를 포함하고,
    상기 도포된 절연체를 감지하는 단계는 도포된 절연체의 높이(H)를 측정하며,
    상기 경화된 절연체를 감지하는 단계는 패키지 바디의 측면을 기준으로 경화된 절연체의 이격거리(D1)를 측정하는 반도체 패키지 디스펜싱 방법.
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