KR102220327B1 - 노즐 수평 측정 유닛 및 이에 의한 측정 방법 - Google Patents

노즐 수평 측정 유닛 및 이에 의한 측정 방법 Download PDF

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Abstract

노즐 수평 측정 유닛은 센서 콜렛 및 면압 센서를 포함한다. 상기 센서 콜렛은 다이를 픽업하는 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되며, 그 상부면 및 하부면이 평탄한 수평 상태가 유지된다. 상기 면압 센서는 상기 센서 콜렛의 하부면에 결합되어, 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정한다.

Description

노즐 수평 측정 유닛 및 이에 의한 측정 방법{UNIT FOR MEASURING LEVEL OF A NOZZLE AND METHOD FOR MEASURING THEREBY}
본 발명은 노즐 수평 측정 유닛 및 이에 의한 측정 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 다이를 픽업하여 인쇄회로기판에 본딩하는 픽업 노즐의 수평 상태를 측정하기 위한 유닛 및 이에 의한 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 다이가 기판 상에 연결된 구조를 갖는 전자 부품 중의 하나이다. 상기 반도체 패키지는 일 예로, 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등과 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다.
상기 반도체 패키지는 실리콘 재질의 얇은 단결정 기판으로 이루어진 웨이퍼(wafer)를 기초로 하여 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 패키지는 상기 웨이퍼 상에 회로 패턴이 패터닝된 다수의 다이들을 형성하는 팹 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 다이들 각각을 스테이지에 놓여진 인쇄회로기판에 전기적으로 연결시키는 본딩 공정 등을 수행하여 제조된다. 이때, 상기 본딩 공정에서는 상기 다이들 각각을 픽업 노즐로 진공 흡착 방식을 통해 픽업한 상태에서 상기 스테이지에 놓여진 인쇄회로기판에 본딩한다. 이에, 상기 본딩 공정에서는 상기 픽업 노즐이 상기의 본딩 과정에서 불량이 발생되지 않도록 상기 스테이지와 정확하게 수평을 이루어야 한다.
그러나, 기존에는 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정하기 위하여, 상기 픽업 노즐의 상기 다이가 픽업되는 하부면을 4분면으로 구분하여 이 4분면 각각에 상기 스테이지의 외부에 배치된 니들을 접촉시켜 그 수평 상태를 간접적으로 측정함으로써, 상기 니들에 의한 수평이 상기 스테이지와의 수평에 일치하지 않을 수도 있어 그 신뢰성을 확인할 수 없다는 문제점이 있다.
대한민국 특허공개 제10-2005-0029689호 (공개일; 2005.03.28, 다이본더의 본드헤드를 정렬시키는 방법)
본 발명의 목적은 다이를 픽업하는 픽업 노즐의 수평 상태를 상기 다이가 본딩되는 인쇄회로기판이 놓여진 스테이지와 직접 접촉하여 측정할 수 있는 측정 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 수평 측정 유닛에 의해서 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 노즐 수평 측정 유닛은 센서 콜렛 및 면압 센서를 포함한다.
상기 센서 콜렛은 다이를 픽업하는 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되며, 그 상부면 및 하부면이 평탄한 수평 상태가 유지된다. 상기 면압 센서는 상기 센서 콜렛의 하부면에 결합되어, 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정한다.
일 실시예에 따른 상기 센서 콜렛은 세라믹 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 센서 콜렛은 상기 면압 센서로부터 감지된 압력 분포 신호가 전달된 터미널 단자를 상기 픽업 노즐의 하부에 형성된 접속 단자에 접속하도록 노출시킨 단자홀을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 노즐 수평 측정 유닛은 상기 다이의 종류에 따라 다양한 사이즈를 가지면서 상기 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되는 다이 콜렛들이 대기하는 콜렛 대기부에 상기 다이 콜렛들과 같이 대기할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 노즐 수평 측정 방법은 다이를 픽업하는 픽업 노즐을 상기 다이의 종류에 따라 다양한 사이즈를 가지면서 상기 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되는 다이 콜렛들과 상기 픽업 노즐의 상기 다이를 픽업하는 하부에 분리 가능하도록 장착되는 센서 콜렛 및 상기 센서 콜렛의 하부면에 결합되어 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정하는 면압 센서를 포함하는 노즐 수평 측정 유닛이 같이 수용된 콜렛 수용부로 이송하는 단계, 상기 콜렛 수용부로 이송된 픽업 노즐의 하부에 상기 노즐 수평 측정 유닛을 장착시키는 단계, 상기 노즐 수평 측정 유닛이 결합된 픽업 노즐을 상기 다이가 본딩되는 인쇄회로기판이 놓여진 스테이지로 이송하는 단계, 상기 스테이지의 상부로 이송된 픽업 노즐을 상기 노즐 수평 측정 유닛의 면압 센서가 상기 스테이지의 상부에 직접 접촉하도록 하강시키는 단계 및 상기 스테이지의 상부에 직접 접촉한 면압 센서로부터 감지된 압력 분포를 통해서 상기 노즐의 수평 상태를 측정하는 단계를 포함한다.
이러한 노즐 수평 측정 유닛 및 이에 의한 측정 방법에 따르면, 다이를 픽업하는 픽업 노즐의 하부에 센서 콜렛을 통해 면압 센서를 장착시킨 다음, 이 상태로 상기 면압 센서를 상기 다이가 본딩되는 인쇄회로기판이 놓여지는 면에 직접 접촉시킴으로써, 상기 면압 센서로부터 감지된 압력 분포를 통해서 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정할 수 있다.
이와 같이, 상기 픽업 노즐을 상기 면압 센서를 이용하여 상기 스테이지의 상부면에 직접 접촉시켜 그 수평 상태에 대한 신뢰성을 확보할 수 있음에 따라, 상기 스테이지에 놓여진 인쇄회로기판이 상기 다이들을 안정적으로 본딩할 수 있으므로, 이에 따른 생산성 향상 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 수평 측정 유닛을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐 측정 유닛이 대기하고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 노즐 수평 측정 유닛을 구체적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 노즐 수평 측정 유닛 및 이에 의한 측정 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 수평 측정 유닛을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 노즐 측정 유닛이 대기하고 있는 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 노즐 수평 측정 유닛을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 수평 측정 유닛(100)은 센서 콜렛(200) 및 면압 센서(300)를 포함한다.
상기 센서 콜렛(200)은 다이(20)를 픽업하는 픽업 노즐(30)의 하부에 분리 가능하도록 장착된다. 구체적으로, 상기 센서 콜렛(200)은 진공 흡착 방식을 이용하여 상기 픽업 노즐(30)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 픽업 노즐(30)은 상기 다이(20)를 픽업하여 스테이지(10)에 놓여진 인쇄회로기판(15)에 본딩하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 상기 픽업 노즐(30)은 기본적으로 상하좌우 방향을 따라 별도의 구동 장치(미도시)에 연결되어 있다.
또한, 상기 픽업 노즐(30)은 상기 다이(20)의 종류에 따라 사이즈가 달라질 경우에도 이를 호환하여 사용할 수 있도록 그 하부에 다양한 종류의 다이 콜렛(40)들이 분리 가능한 상태로 장착될 수 있다. 이때에도, 상기 다이 콜렛(40)들은 상기 센서 콜렛(200)과 마찬가지로 진공 흡착 방식에 따라 결합될 수 있다. 또한, 상기 다이 콜렛(40)들은 상기 스테이지(10)와 인접한 위치에 형성된 콜렛 수용부(50)에 대기하여 상기 픽업 노즐(30)과의 결합을 사용자가 설정한 알고리즘에 따라 자동화 시스템 형태로 진행될 수 있다.
상기 면압 센서(300)는 상기 센서 콜렛(200)의 하부면에 결합된다. 상기 면압 센서(300)는 대상물과의 면접촉시 그 압력 분포를 프로파일 형태로 감지하는 특성을 통해 대상물의 수평 상태를 측정할 수 있다. 이에, 상기 면압 센서(300)가 결합되는 상기 센서 콜렛(200)은 상기 면압 센서(300)에 의한 수평 측정에 오차가 발생되지 않도록 기본적으로 그 상부면 및 하부면은 평탄한 수평 상태가 유지될 필요성이 있다. 또한, 이와 동일한 맥락으로 상기 센서 콜렛(200)은 완충력이 전혀 없는 경도가 높은 재질로 이루어질 필요성이 있다. 예를 들어, 상기 센서 콜렛(200)은 세라믹 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 센서 콜렛(200)과 면압 센서(300)로 구성된 측정 유닛(100)은 자동화 시스템 형태에 따라 상기 픽업 노즐(30)에 장착 및 분리되도록 상기 다이 콜렛(40)들이 대기하고 있는 상기 콜렛 수용부(50)에 상기 다이 콜렛(40)들과 같이 대기할 수 있다.
이하, 상기 측정 유닛(100)을 이용하여 상기 픽업 노즐(30)의 수평 상태를 측정하는 방법에 대해서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
우선, 상기 픽업 노즐(30)의 수평 상태를 측정하기 위하여, 상기 픽업 노즐(30)을 상기 콜렛 수용부(50)로 이송하여 상기 면압 센서(300)가 그 하부면에 결합된 상기 센서 콜렛(200)을 진공 흡착 방식으로 흡착하여 결합시킨다. 이어, 상기 센서 콜렛(200)이 결합된 픽업 노즐(30)을 상기 스테이지(10)의 상기 인쇄회로기판(15)이 놓여지지 않는 빈 공간으로 이송한다. 이때, 상기 스테이지(10)의 빈 공간은 실질적으로 상기 인쇄회로기판(15)이 놓여지는 면과 동일 면상에 위치하여야 한다. 이어, 상기 스테이지(10)의 빈 공간으로 이송한 상기 픽업 노즐(30)을 하강하여 상기 빈 공간에서 상기 스테이지(10)에 상기 센서 콜렛(200)이 장착된 상기 면압 센서(300)를 직접 면접촉시킨다. 이어, 상기 스테이지(10)에 면접촉한 상기 면압 센서(300)로부터 감지된 압력 분포 신호를 전달 받아서 상기 픽업 노즐(30)의 수평 상태를 측정한다.
이러한 과정에서, 상기 센서 콜렛(200)은 상기 면압 센서(300)로부터 감지된 압력 분포 신호를 외부로 전송하기 위하여 상기 압력 분포 신호가 전달된 터미널 단자(210)를 상기 픽업 노즐(30)의 하부에 형성된 접속 단자(35)에 접속하도록 상부로 노출시킨 단자홀(220)을 가질 수 있다. 이때, 상기 접속 단자(35)는 외부의 사용자가 핸들링하는 제어 장치(미도시)에 전기적으로 연결되어 상기 압력 분포 신호를 상기 제어 장치로 전송할 수 있다.
이를 정리하면, 상기 픽업 노즐(30)이 상기 콜렛 수용부(50)에 대기하고 있는 상기 센서 콜렛(200)이 장착되는 순간, 상기 면압 센서(300)로부터 상기 센서 콜렛(200)의 단자홀(220)로 노출된 상기 터미널 단자(210)가 상기 픽업 노즐(30)의 접속 단자(35)에 접속함으로써, 상기 면압 센서(300)로부터 감지된 압력 분포 신호는 상기 접속 단자(35)를 통해서 외부의 사용자가 상기 면압 센서(300)의 압력 분포를 인식하도록 전달될 수 있다.
따라서, 상기 스테이지(10)의 상부에 놓여진 상기 다이(20)를 픽업하는 상기 픽업 노즐(30)의 하부에 상기 센서 콜렛(200)을 통해 상기 면압 센서(300)를 장착시킨 다음, 이 상태로 상기 면압 센서(300)를 상기 스테이지(10)의 상기 인쇄회로기판(15)이 놓여지는 면에 직접 접촉시킴으로써, 상기 면압 센서(300)로부터 감지된 압력 분포를 통해서 상기 픽업 노즐(30)의 수평 상태를 측정할 수 있다.
이와 같이, 상기 픽업 노즐(30)을 상기 면압 센서(300)를 이용하여 상기 스테이지(10)의 상부면에 직접 접촉시켜 그 수평 상태에 대한 신뢰성을 확보할 수 있음에 따라, 상기 스테이지(10)에 놓여진 인쇄회로기판(15)에 상기 다이(20)들을 안정적으로 본딩시킬 수 있으므로, 이에 따른 불량 감소에 의해서 생산성 향상 효과를 기대할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 스테이지 20 : 다이
30 : 픽업 노즐 35 : 접속 단자
40 : 다이 콜렛 50 : 콜렛 수용부
100 : 노즐 수평 측정 유닛 200 : 센서 콜렛
210 : 터미널 단자 220 : 단자홀
300 : 면압 센서

Claims (5)

  1. 다이를 픽업하는 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되며, 그 상부면 및 하부면이 평탄한 수평 상태가 유지되는 센서 콜렛; 및
    상기 센서 콜렛의 하부면에 결합되어, 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정하는 면압 센서를 포함하되,
    상기 센서 콜렛은 상기 면압 센서로부터 감지된 압력 분포 신호가 전달되는 터미널 단자를 상기 픽업 노즐의 하부에 형성된 접속 단자에 접속하도록 노출시킨 단자홀을 갖는 것을 특징으로 하는 노즐 수평 측정 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서 콜렛은 세라믹 또는 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 노즐 수평 측정 유닛.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 다이의 종류에 따라 다양한 사이즈를 가지면서 상기 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되는 다이 콜렛들이 대기하는 콜렛 대기부에 상기 다이 콜렛들과 같이 대기하는 것을 특징으로 하는 노즐 수평 측정 유닛.
  5. 다이를 픽업하는 픽업 노즐을 상기 다이의 종류에 따라 다양한 사이즈를 가지면서 상기 픽업 노즐의 하부에 분리 가능하도록 장착되는 다이 콜렛들과 상기 픽업 노즐의 상기 다이를 픽업하는 하부에 분리 가능하도록 장착되는 센서 콜렛 및 상기 센서 콜렛의 하부면에 결합되어 상기 픽업 노즐의 수평 상태를 측정하는 면압 센서를 포함하는 노즐 수평 측정 유닛이 같이 수용된 콜렛 수용부로 이송하는 단계;
    상기 콜렛 수용부로 이송된 픽업 노즐의 하부에 상기 노즐 수평 측정 유닛을 장착시키는 단계;
    상기 노즐 수평 측정 유닛이 결합된 픽업 노즐을 상기 다이가 본딩되는 인쇄회로기판이 놓여진 스테이지로 이송하는 단계;
    상기 스테이지의 상부로 이송된 픽업 노즐을 상기 노즐 수평 측정 유닛의 면압 센서가 상기 스테이지의 상부에 직접 접촉하도록 하강시키는 단계; 및
    상기 스테이지의 상부에 직접 접촉한 면압 센서로부터 감지된 압력 분포를 통해서 상기 노즐의 수평 상태를 측정하는 단계를 포함하는 노즐 수평 측정 방법.
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