KR102430220B1 - 다이 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 기판이 공급되는 로더와; 상기 로더가 위치되는 쪽에 배치되어 다이가 부착된 기판이 배출되는 언로더와; 상기 로더 및 언로더의 기판 이동 방향과 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 전달 위치로 이송하거나, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 기판 이송부와; 상기 기판 이송부에 의해 이송된 기판이 올려지는 기판 스테이지와; 상기 기판 이송부와 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 기판 스테이지를 상기 전달 위치에서 본딩 위치로 이송하거나 상기 본딩 위치에서 상기 전달 위치로 이송하는 스테이지 이송부와; 상기 본딩 위치에 구비되어 기판에 다이를 본딩하는 하나 또는 그 이상의 본딩부를 포함하여 구성됨으로써, 최소의 공간에서 생산량을 극대화시켜 경제성은 물론 공정 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

다이 본딩 장치{Die bonding device}
본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로서, 특히 반도체 패키지를 제조하기 위한 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로 다이 본딩 공정은 반도체 제조 공정 중의 하나로, 다이를 기판에탑재하여 조립하는 공정이다.
다이 본딩 공정에서는 다이 본딩 장치가 이용되는데, 생산량을 증가시키면서도 불량 발생을 최소화할 수 있는 다이 본딩 장치에 대한 연구 개발이 다양하게 진행되고 있다.
일례로, 하나의 다이 본딩 장치에 복수의 레인을 구성하여 복수의 레인에서 다이 본딩 공정이 진행되도록 구성하거나, 다이(또는 칩)의 상태를 검사하여 다이의 상태에 따라 분류하여 다이 본딩 공정이 진행되도록 구성한 경우도 있다.
그러나, 종래에는 생산량을 높이기 위해서 다이 본딩 장치를 더 많은 설치해야 되기 때문에 장비 추가로 인해 그만큼 공간을 많이 차지하여 공간 효율도 떨어지고 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1479815호 대한민국 공개특허 제10-1998-034801호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 최소의 공간에서 생산량을 극대화시켜 경제성은 물론 공정 효율을 향상시킬 수 있는 다이 본딩 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 기판이 공급되는 로더와; 상기 로더가 위치되는 쪽에 배치되어 다이가 부착된 기판이 배출되는 언로더와; 상기 로더 및 언로더의 기판 이동 방향과 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 전달 위치로 이송하거나, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 기판 이송부와; 상기 기판 이송부에 의해 이송된 기판이 올려지는 기판 스테이지와; 상기 기판 이송부와 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 기판 스테이지를 상기 전달 위치에서 본딩 위치로 이송하거나 상기 본딩 위치에서 상기 전달 위치로 이송하는 스테이지 이송부와; 상기 본딩 위치에 구비되어 기판에 다이를 본딩하는 하나 또는 복수개의 본딩부를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 기판이 공급되는 로더와; 다이가 부착된 기판이 배출되는 언로더와; 상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 전달 위치로 이송하거나, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 기판 이송부와; 상기 기판 이송부에 의해 이송된 기판이 올려지는 기판 스테이지와; 상기 전달 위치에서 상기 기판 스테이지를 본딩 위치로 이송하거나 상기 본딩 위치에서 상기 기판 스테이지를 상기 전달 위치로 이송하는 스테이지 이송부와; 상기 본딩 위치에 구비되어 기판에 다이를 본딩하는 하나 또는 복수개의 본딩부를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 다이 본딩 장치는 사각 평면 상에 배치되되, 상기 로더 및 언로더는 사각 평면의 일측에 Y축 방향으로 순차적으로 배치되고, 상기 기판 이송부는 사각 평면의 중앙부에 X축 방향으로 길게 배치되며, 상기 스테이지 이송부는 상기 기판 이송부와 교차하게 Y축 방향으로 배치되되, 상기 기판 이송부의 길이 방향으로 일정 간격마다 복수 개가 배치되며, 상기 본딩부는 상기 각 스테이지 이송부의 양단부인 사각 평면의 마주하는 면 쪽에 각각 구성되며, 상기 기판 스테이지는 상기 각각의 본딩부에 대응하게 상기 각 스테이지 이송부에 2개씩 구성되는 것이 바람직하다.
상기 로더, 언로더, 기판 이송부, 스테이지 이송부, 본딩부는 하우징 내에 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.
상기 로더와 언로더는 동일 축선 상으로 순차적으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기판 이송부는, 상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 상기 전달 위치로 이송하는 공급측 기판 이송부와, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 배출측 기판 이송부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 공급측 기판 이송부와 상기 배출측 기판 이송부는 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기판 이송부는 기판을 픽업하거나 내려놓는 픽업 헤드와, 상기 픽업 헤드의 직선 이동을 안내하는 이송 가이드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스테이지 이송부는 상기 기판 이송부와 교차되게 배치되되, 상기 기판 이송부의 길이 방향으로 일정 간격마다 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 본딩부는 상기 각 스테이지 이송부의 양쪽 끝단에 각각 구성되는 것이 바람직하다.
상기 기판 스테이지는 각 스테이지 이송부에 2개씩 구성되는 것이 바람직하다.
상기 본딩부는 상기 기판에 올려진 다이를 압착하는 방식으로 부착하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 본딩부는, 상기 본딩 위치에 세워지는 지지대와, 상기 지지대에 구비되어 상기 기판에 올려진 다이를 압착하는 본딩 헤드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
본 발명에 따른 다이 본딩 장치는 기판 이송부를 중심으로 양쪽에 본딩 작업이 이루어지는 본딩부가 배치되기 때문에 최소의 공간에서 다이 본딩 생산량을 극대화하여 경제성 및 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 본딩부가 기판 이송부를 중심으로 일정 간격마다 연속적으로 설치하여 구성할 수 있기 때문에 생산량 증가가 필요할 경우에 본딩부 등을 간편하게 추가 장착하여 저비용으로 짧은 시간에 장비의 추가 설치가 가능하여 장비 구성의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 하우징이 도시된 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치에서 기판 투입 및 배출 과정이 도시된 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치에서 기판 투입시의 동작 상태가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치에서 기판 배출시의 동작 상태가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제 3 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제 4 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제 5 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 도면들로서, 도 1은 다이 본딩 장치의 외부를 구성하는 하우징의 사시도이고, 도 2는 하우징 내부에 구성되는 다이 본딩 장치의 평면 구성도이며, 도 3은 기판 투입 및 배출 경로를 나타낸 참고도이다.
본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치는 다이가 가부착(또는 상부 배치)된 상태의 기판을 공급받아 다이를 기판에 완전히 부착하는 장치일 수 있다. 그리고 기판은 일면에 다이(또는 칩)가 탑재되는 PCB로 구성될 수 있다.
본 실시예의 다이 본딩 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 육면체 박스형 구조의 하우징(10) 내에 구성될 수 있다.
하우징(10)은 그 내부에 다이 본딩 장치가 구성되고, 다이 본딩을 위해 다이가 올려진 기판이 투입되는 동시에 다이가 부착된 기판이 배출될 수 있는 구조를 갖으며, 내부를 볼 수 있는 투시창(12), 공정 제어를 위한 콘트롤러(14) 등도 함께 구성될 수 있다. 물론, 수리 및 점검 등을 위한 도어도 구성되는 것이 바람직하다. 다만, 하우징(10)은 이물질 유입 등을 방지할 수 있도록 밀폐 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
이러한 하우징(10)은 대략 육면체 박스형 구조에 한정되지 않고 실시 조건에 따라 형상 및 구조를 적절하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
하우징(10) 내에는 다이 본딩 공정을 실시할 수 있는 여러 구성 요소들이 구비된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하우징(10) 내에는 로더(20) 및 언로더(30), 기판 이송부(40), 기판 스테이지(50) 및 스테이지 이송부(60), 본딩부(70) 등이 구성된다.
하우징(10) 내에 구성되는 로더(20) 및 언로더(30), 기판 이송부(40), 스테이지 이송부(60), 본딩부(70)의 바람직한 배치 구성을 설명하면, 하우징(10)의 한쪽 측면(도면에서 왼쪽)에 로더(20)와 언로더(30)가 일직선 상에 순차적으로 배치되고, 이 로더(20) 및 언로더(30)의 기판 이송 방향과 직교하는 방향(X축 방향)으로 기판(S)을 이송할 수 있는 기판 이송부(40)가 배치되며, 기판 이송부(40)을 중심으로 기판 이송부(40)와 직교하는 방향(Y축 방향)으로 기판(S)이 올려진 스테이지(60)를 이송할 수 있는 스테이지 이송부(60)가 구비될 수 있다. 그리고 각 스테이지 이송부(60)의 양끝단에는 기판 스테이지(50) 및 다이(D)를 기판(S)에 부착하는 본딩부(70)가 위치될 수 있다.
이러한 주요 구성 부분의 배치 구성은 바람직한 실시예를 예시한 것으로 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.
이제, 상기한 바와 같은 배치 구성을 갖는 본 발명의 주요 구성 부분에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 상기 로더(20) 및 상기 언로더(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(10) 내의 한쪽 측면에 일렬로 순차적으로 배치되어 구성될 수 있다. 즉, 로더(20)와 언로더(30)는 일직선 상에 순차적으로 배치될 수 있는 것이다.
로더(20)는 하우징(10) 외부로부터 다이(D)가 가부착된 기판(S)이 공급되어 대기하는 구성 부분이고, 언로더(30)는 다이(D)가 부착된 기판(S)을 하우징 외부로 배출시킬 수 있는 구성 부분이다.
여기서, 로더(20)를 통해 공급되는 기판(S)은 앞서 설명한 바와 같이 상부에 다이(D)가 1차 부착된 상태로 공급되고, 언로더(30)를 통해 배출되는 기판(S)은 본 발명의 다이 본딩 장치를 통해 다이(D)가 기판(S)에 완전히 부착된 상태로 배출될 수 있다.
상기 하우징(10)에는 로더(20)로 기판(S)을 공급하고, 언로더(30)에서 기판(S)을 배출할 수 있도록 투입구 및 배출구가 구비되는 것이 바람직하다. 투입구 및 배출구는 개폐 구조를 갖도록 도어 등이 설치되어 구성되는 것도 가능하다.
이와 같은 로더(20) 및 언로더(30)는 기판(S)을 순차적으로 이동시킬 수 있는 컨베이어 등 공지의 기판(S)을 이송할 수 있는 여러 장치를 적용하여 구성할 수 있다.
다음, 상기 기판 이송부(40)는 로더(20)를 통해 공급되는 기판(S)을 픽업하여 전달 위치(T)로 이송하거나, 전달 위치(T)에서 기판(S)을 픽업하여 언로더(30)로 이송하는 구성 부분으로서, 로더(20)와 언로더(30)의 기판 이송 방향과 직교하는 방향으로 기판(S)을 이송할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
여기서 전달 위치(T)는 각 스테이지 이송부(60; 61,62,63,64)와 기판 이송부(40; 40a,40b)가 교차하는 지점으로, 기판 이송부(40)에서 각 스테이지 이송부(60)에 기판(S)을 내려 놓거나, 기판 이송부(40)에서 각 스테이지 이송부(60)에 위치하는 기판(S)을 픽업하는 위치이다.
기판 이송부(40)는 기판(S)을 공급하는 부분과 기판(S)을 배출하는 부분으로 나누어 구성될 수 있다. 즉, 기판 이송부(40)는 로더(20)를 통해 공급되는 기판(S)을 픽업하여 전달 위치(T)로 이송하는 공급측 기판 이송부(40a)와, 전달 위치(T)에서 기판(S)을 픽업하여 언로더(30)로 이송하는 배출측 기판 이송부(40b)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판 이송부(40)가 공급측 기판 이송부(40a)와 배출측 기판 이송부(40b)로 나누어져 구성될 경우에, 공급측 기판 이송부(40a)와 배출측 기판 이송부(40b)는 도면에서와 같이 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라 전달 위치(T)는 공급측 기판 이송부(40a)와 각 스테이지 이송부(60)와 교차하는 부분이 공급측 전달 위치(Ta)가 되고, 배출측 기판 이송부(40b)와 각 스테이지 이송부(60)와 교차하는 부분이 배출측 전달 위치(Tb)가 된다.
이와 같은 공급측 기판 이송부(40a)와 배출측 기판 이송부(40b)는, 각각, 기판(S)을 픽업하거나 내려놓는 픽업 헤드(42)와, 이 픽업 헤드(42)의 직선 이동을 안내하는 이송 가이드(45)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이송 가이드(45)는 로더(20) 및 언로더(30)의 배치 방향과 직교하는 방향으로 길게 배치되는 가이드 레일로 구성되는 것이 바람직하고, 픽업 헤드(42)는 이송 가이드(45)의 가이드 레일을 따라 직선 이동하도록 구성될 수 있다. 이때 픽업 헤드(42)를 직선 운동시키는 직선 운동 구동 장치는 이송 가이드(45) 또는 픽업 헤드(42) 중 적어도 어느 한쪽에 설치되어 구성될 수 있다. 직선 운동 구동 장치의 일례로는 리니어 모터를 포함한 리니어 가이드를 이용하여 구성할 수 있다.
픽업 헤드(42)는 헤드부에서 기판(S)을 흡착하여 픽업할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 헤드부를 상하 좌우로 위치 이동이 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 실시예의 기판 이송부(40)는 공급측 기판 이송부(40a)의 픽업 헤드(42a)에서 로더(20)에 공급된 기판(S)을 픽업한 후에, 이송 가이드(45a)를 따라 직선 이동하여 여러 스테이지 이송부(60; 61,62,63,64) 중 어느 하나의 스테이지 이송부와 교차하는 공급측 전달 위치(Ta)에 내려 놓고, 반대로 배출측 기판 이송부(40b)의 픽업 헤드(42b)에서 여러 스테이지 이송부(60; 61,62,63,64) 중 어느 하나의 스테이지 이송부와 교차하는 배출측 전달 위치(Tb)에서 다이(D)가 부착된 기판(S)을 픽업 한 후에 이송 가이드(45)를 따라 직선 이동하여 언로더(30) 위에 내려 놓도록 작동하게 된다.
다음, 상기 기판 스테이지(50)는 상부에 기판(S)이 올려지는 구성 부분으로서, 스테이지 이송부(60)를 따라 직선 이동할 수 있도록 구성된다.
이러한 기판 스테이지(50)는 상부가 대략 판형 구조로 이루어져 기판이 놓일 수 있게 구성될 수 있고, 기판이 올려질 때 정확한 위치에 올려질 수 있도록 기판 정렬 기구가 구성될 수 있다. 또한 기판이 움직이지 않도록 고정하는 기판 고정 기구도 구성될 수 있다.
또한, 기판 스테이지(50)는 본딩부(70)에서 다이(D)가 기판(S)에 부착될 때 기판(S)을 지지하는 기능을 하도록 구성되는 것이 바람직하다.
기판 스테이지(50)의 형상 및 구조는, 기판이 올려질 수 있고, 스테이지 이송부(60)를 따라 기판(S) 이송이 가능하며, 기판(S) 이송 후에 본딩 작업이 이루어질 수 있게 받침대 기능을 수행할 수 있으면, 실시 조건에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이다.
기판 스테이지(50)의 개수는 본딩부(70)와 일대일로 대응되게 본딩부 개수와 동일한 개수로 구성되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 스테이지 이송부(60)는 기판(S)이 올려지는 기판 스테이지(50)를 전달 위치(T)에서 본딩 위치(B)로 이송하거나, 기판 스테이지(50)를 본딩 위치(B)에서 전달 위치(T)로 이송하는 구성 부분으로서, 기판 이송부(40)와 직교하는 방향(도면에서 Y축 방향)으로 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.
스테이지 이송부(60)는 이송 가이드(45)의 하부에 직교하는 방향으로 배치될 수 있으며, LM 가이드 등 직선 운동 기구를 이용하여 기판 스테이지(50)를 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 기판 이송부(40)의 이송 가이드(45) 양쪽(도면에서 상하 쪽)에 본딩부(70)가 각각 구성되어 하나의 쌍(하나의 모듈)을 이루고, 이러한 각각의 모듈이 이송 가이드(45) 길이 방향인 X축 방향으로 일정 간격마다 배치되어 전체적으로 복수의 모듈이 배치될 수 있다. 이때 스테이지 이송부(60)는 기판 이송부(40)의 양쪽 본딩 위치(B)로 연결되어 기판(S)을 전달 및 배출할 수 있도록 기판 스테이지(50)를 이송하는 기능을 수행하게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 이송부(40)와 직교하는 방향으로 4개의 스테이지 이송부(60; 61,62,63,64)가 일정 간격마다 설치되고, 각 스테이지 이송부(60)의 양단부에는 본딩부(70)가 각각 위치하여, 전체적으로 4쌍 즉, 4개의 모듈(M1,M2,M3,M4)이 구비된 구성을 보여준다. 이러한 구조에서 본딩부(70)는 총 8개가 구성될 수 있다.
따라서 각각의 모듈(M1,M2,M3,M4)은, 각각의 스테이지 이송부(61,62,63,64)와, 각 스테이지 이송부(61,62,63,64)를 따라 이동하는 2개씩의 기판 스테이지(51a,51b)(52a,52b)(53a,53b)(54a,54b) 및 각 스테이지 이송부(61,62,63,64)의 양단부에 위치되는 각각의 본딩부(70)로 구성될 수 있다.
또한, 하나의 스테이지 이송부(60)에는 양단부에 위치된 본딩부(70)에 각각 기판(S)을 이송할 수 있도록 두 개의 기판 스테이지(50)가 배치되는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 하나의 스테이지 이송부(60)를 따라 이동하는 두 개의 기판 스테이지(50)는 각각 독립적으로 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 스테이지 이송부(60)도 두 개의 기판 스테이지(50)를 독립적으로 이동시킬 수 있도록 구성된다.
다음, 상기 본딩부(70)는 상기 본딩 위치(B)에 각각 구비되어 기판(S)에 다이(D)를 본딩하는 구성부분으로서, 앞서 설명한 바와 같이 각 스테이지 이송부(60)의 양쪽 끝단에 각각 배치되어 각 스테이지 이송부(60)와 함께 하나의 모듈(M1,M2,M3,M4)을 이루도록 구성될 수 있다.
각 본딩부(70)는 기판(S)에 올려진 다이(D)를 압착 등의 방법으로 부착하도록 구성될 수 있다.
각각의 본딩부(70)는 본딩 위치(B)에 세워지는 지지대(72)와, 이 지지대(72)에 구비되어 기판(S)에 올려진 다이(D)를 열 등을 가하면서 압착하여 부착하는 본딩 헤드(75)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 본딩부(70)는 본딩 헤드(75)가 Z축 방향으로 이동하면서 기판에 올려진 다이를 압착할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 추가로 본딩 헤드(75)가 X축 또는 Y축 방향으로 일정 정도 이동할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.
이와 같은 본딩부(70)는 기판(S)을 탑재한 기판 스테이지(50)가 본딩 위치(B)로 진입하면, 본딩 헤드(75)가 기판(S)에 탑재된 다이(D)를 압착하여 기판(S)에 다이(D)를 부착하도록 작동된다.
여기서, 기판 스테이지(50)는 본딩 헤드(75)가 기판(S)에 탑재된 다이(D)를 압착할 때 안정된 상태에서 부착이 이루어지도록 본딩 위치(B)에서 위치가 고정될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 기판 스테이지(50)의 위치 고정 방법은 스테이지 이송부(60)를 구성하는 직선 이동 기구의 위치 제어 방법을 이용하거나, 기판 스테이지(50)를 잡아주는 별도의 홀딩 장치 등을 설치하여 구성할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치의 작동 예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 기판 투입 및 배출 과정의 참고도, 도 4는 기판 투입시 동작 상태도, 도 5는 기판 배출시 동작 상태도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 다이(D)가 가부착된 기판(S)은 로더(20)로 투입된다. 이때 로더(20)는 복수개의 기판(S)이 공급측 픽업 헤드(42a) 밑으로 순서대로 진입할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.
공급측 픽업 헤드(42a)는 로더(20)를 통해 공급된 기판(S)을 흡착 등의 방법으로 픽업하여 공급측 이송 가이드(45)를 따라 X축 방향으로 이동하는데, 이때 4개의 공급측 전달 위치(Ta) 중 어느 하나의 공급측 전달 위치(Ta)의 상부까지 이동한다. 그리고 기판(S)을 공급받을 기판 스테이지(50)도 스테이지 이송부(60)를 따라 어느 하나의 공급측 전달 위치(Ta)로 이동한다.
도 4에서는 두 번째 모듈(M2)의 도면상 위쪽 기판 스테이지(52a)와 공급측 픽업 헤드(42a)가 각각 공급측 전달 위치(Ta)로 이동한 상태를 보여준다.
이와 같은 상태에서 공급측 픽업 헤드(42a)는 픽업한 기판(S)을 하부에서 대기하고 있는 기판 스테이지(50; 52a) 위에 내려 놓는다. 그리고 공급측 픽업 헤드(42a)는 다른 기판(S)을 이송하기 위해 로더(20) 쪽으로 이동한다.
기판(S)이 올려진 기판 스테이지(50; 52a)는 스테이지 이송부(60; 62)를 따라 본딩 위치(B)로 이동하게 되는데, 도면에서 Y축 방향으로 이동하여 스테이지 이송부(60)의 끝단에 위치한 본딩 위치(B)로 이동한다.
본딩 위치(B)로 기판 스테이지(50)가 도착하면, 기판 스테이지(50)의 위치가 고정되고, 상부에서 본딩부(70)의 본딩 헤드가 내려와서 기판(S)에 올려진 다이(D)를 압착하여 다이(D)를 기판(S)에 부착하게 된다.
이와 같이 하여 본딩 위치(B)에서 다이(D)가 기판(S)에 부착되면, 기판(S)이 올려진 기판 스테이지(50)가 스테이지 이송부(60)를 따라 배출측 전달 위치(Tb)로 이동하면서 기판(S)을 이송한다.
도 5에서는 세 번째 모듈(M3)의 도면상 아래쪽 기판 스테이지(53b)와 배출측 픽업 헤드(42b)가 각각 배출측 전달 위치(Tb)로 이동한 상태를 보여준다.
스테이지 이송부(60; 63)의 작동으로 기판 스테이지(50; 53b)가 배출측 전달 위치(Tb)로 이동하면, 배출측 픽업 헤드(42b)가 기판 스테이지(50; 53b) 상부에 올려진 기판(S)을 픽업한 후에, 이송 가이드(45)를 따라 X축 방향으로 이동하여 언로더(30) 상부에 기판(S)을 내려 놓는다. 언로더(30) 상부에 내려진 기판(S)은 다이(D)가 부착된 기판(S)으로서, 언로더(30)의 이송 방향을 따라 이동한 후에 하우징(10) 외부로 배출된다.
여기서 기판(S)을 하우징(10) 외부로 배출하는 방법은 로봇 등을 이용하거나 별도의 이송 장치를 통해 외부로 배출하도록 구성할 수 있다.
이와 같은 기판(S)의 투입, 이송, 본딩, 배출 과정은 각각의 본딩부(70)로 연속하여 이루어지는데, 8개의 본딩부(70)가 시차를 갖고 제어 알고리즘에 따라 순차적이면서 연속적으로 진행되게 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 어느 본딩 위치(B)에서는 기판(S)이 투입되고, 다른 본딩 위치(B)에서는 본딩 작업이 이루어지고, 또 다른 위치에서는 본딩 작업이 완료되고, 다른 위치에서는 기판(S)이 배출되는 등 각 본딩 위치(B)에서 연속적으로 작업이 이루어지도록 로더(20), 기판 이송부(40), 스테이지 이송부(60), 본딩부(70) 등이 순차적이고 연속적으로 작업이 이루어지도록 제어 알고리즘을 구성하여 제어하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다이 본딩 장치는 제한된 면적을 갖는 하우징(10) 내에 총 8개의 본딩부(70)를 구성하여, 연속적인 본딩 작업으로 효율적인 다이(D) 본딩 작업이 가능하도록 구성되므로 최소의 공간에서 생산량을 극대화시켜 경제성은 물론 공정 효율도 크게 향상시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
앞서 설명한 본 발명의 제 1 실시예의 다이 본딩 장치는 공급측 기판 이송부(40a)와 배출측 기판 이송부(40b)가 각각 구성된 실시예를 설명하였으나, 본 발명에 따른 제 2 실시예의 다이 본딩 장치는 하나의 기판 이송부(40)를 이용하여 기판(S)을 이송할 수 있도록 구성된다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예의 다이 본딩 장치는 하나의 기판 이송부(40)를 통해 기판(S)을 공급하고, 배출할 수 있도록 구성되는 것이다.
이를 위해 하나의 이송 가이드(45)가 X축 방향으로 배치되어 구성되고, 이 이송 가이드(45)를 따라 이동하는 픽업 헤드(42)도 하나가 구성된다.
이때 픽업 헤드(42)는 로더(20) 쪽에 투입된 기판(S)을 픽업함과 아울러, 언로더(30) 쪽에 기판(S)을 배출할 수 있도록 상하 이동 뿐만 아니라 Y축 방향으로 일정 정도 이동이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이외의 구성은 앞서 설명한 본 발명의 제 1 실시예의 구성과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로, 동일 유사한 구성 부분은 도면에 동일한 도면 번호를 부여하고, 반복 설명은 생략한다.
한편, 하나의 이송 가이드(45)의 양쪽에 제 1 실시예에서 설명하였던 공급측 픽업 헤드(42a)와 배출측 픽업 헤드(42b)를 구성하여 이송 가이드(45) 양쪽에서 두 개의 픽업 헤드(42)가 독립적으로 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 제 3 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
본 발명에 따른 제 3 실시예의 다이 본딩 장치는 각 쌍의 본딩부(70)의 개수를 필요에 따라 다양하게 변경하여 구성할 수 있음을 보여준다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 4쌍으로 8개의 본딩부(70)가 구성된 반면, 본 발명의 3 실시예에서는 2쌍으로 4개의 본딩부(70)가 구성된 상태를 보여준다.
이와 같이 본딩부(70)를 1쌍, 2쌍, 3쌍, 4쌍, 4쌍 이상 등 작업 필요 용량 및 장치 설치 공간 등에 따라 본딩부(70)를 적절한 개수로 설정하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이다.
본 실시예에서도 앞서 설명한 실시예의 구성과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 제 4 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
본 발명에 따른 제 4 실시예의 다이 본딩 장치는 모듈의 개수가 4개 이상으로 많아질 경우에 필요에 따라 일측과 타측에 로더(20)(20A) 및 언로더(30)(30A)를 구성할 수 있다.
즉, 도면상 좌측과 우측에 로더(20)(20A) 및 언로더(30)(30A)가 각각 구성되어 기판(S)의 투입 및 배출이 보다 신속하게 이루어지도록 구성되는 것이다.
이때, 기판 이송부(40)는 필요에 따라 추가로 더 구비하여 구성하는 것도 가능하다. 즉, 기판 이송부(40)를 구성하는 각 이송 가이드(45)에 두 개의 픽업 헤드(42)(42A)를 각각 구성하는 것도 가능하다.
여기서도 앞서 설명한 실시예의 구성과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 9은 본 발명에 따른 제 5 실시예의 다이 본딩 장치가 도시된 평면 구성도이다.
본 발명에 따른 제 5 실시예의 다이 본딩 장치는 본딩부(70) 쪽에 기판 스테이지(50) 위에 올려진 기판(S)에 다이(D)를 공급하는 다이공급장치(80)가 구성된다. 이때 다이공급장치(80)는 웨이퍼 등에 구성된 다이(D)를 각각 픽업하여 기판(S) 위에 공급할 수 있도록 구성된다.
즉, 상기한 본 발명의 여러 실시예들에서는 다이(D)가 가부착된 상태의 기판(S)을 공급받아 다이를 기판에 완전히 부착하여 배출하는 구성으로 이루어져 있으나, 본 발명의 제 5 실시예에서는 로더(20)를 통해서는 PCB 등 기판(S)만 공급하고, 다이(D)는 다이공급장치(80)에서 기판 스테이지(50) 상부에 올려진 기판(S) 위에 별도로 공급하면서 앞서 설명한 본딩부(70)에서 다이(D)를 기판(S)에 부착하도록 구성되는 것이다.
이외의 구성은 앞서 설명한 여러 실시예의 구성과 동일 유사하게 구성될 수 있으므로, 앞서 설명한 실시예의 구성과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 하우징 20 : 로더
30 : 언로더 40, 40a, 40b : 기판 이송부
42, 42a, 42b : 픽업 헤드 45, 45a, 45b : 이송 가이드
50, 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b : 기판 스테이지
60, 61, 62,63, 64 : 스테이지 이송부
70 : 본딩부 72 : 지지대
75 : 본딩 헤드 80 : 다이공급장치
D : 다이 S : 기판
B : 본딩 위치 M1, M2, M3, M4 : 모듈
T, Ta, Tb : 전달 위치

Claims (13)

  1. 기판이 공급되는 로더와;
    상기 로더가 위치되는 쪽에 배치되어 다이가 부착된 기판이 배출되는 언로더와;
    상기 로더 및 언로더의 기판 이동 방향과 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 전달 위치로 이송하거나, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 기판 이송부와;
    상기 기판 이송부에 의해 이송된 기판이 올려지는 기판 스테이지와;
    상기 기판 이송부와 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 기판 스테이지를 상기 전달 위치에서 본딩 위치로 이송하거나 상기 본딩 위치에서 상기 전달 위치로 이송하는 스테이지 이송부와;
    상기 본딩 위치에 구비되어 기판에 다이를 본딩하는 본딩부를 포함한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  2. 기판이 공급되는 로더와;
    다이가 부착된 기판이 배출되는 언로더와;
    상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 전달 위치로 이송하거나, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 기판 이송부와;
    상기 기판 이송부에 의해 이송된 기판이 올려지는 기판 스테이지와;
    상기 전달 위치에서 상기 기판 스테이지를 본딩 위치로 이송하거나 상기 본딩 위치에서 상기 기판 스테이지를 상기 전달 위치로 이송하는 스테이지 이송부와;
    상기 본딩 위치에 구비되어 기판에 다이를 본딩하는 본딩부를 포함하고,
    상기 다이 본딩 장치는 사각 평면 상에 배치되되,
    상기 로더 및 언로더는 사각 평면의 일측에 Y축 방향으로 순차적으로 배치되고,
    상기 기판 이송부는 사각 평면의 중앙부에 X축 방향으로 길게 배치되며,
    상기 스테이지 이송부는 상기 기판 이송부와 교차하게 Y축 방향으로 배치되되, 상기 기판 이송부의 길이 방향으로 일정 간격마다 복수 개가 배치되며,
    상기 본딩부는 상기 각 스테이지 이송부의 양단부인 사각 평면의 마주하는 면 쪽에 각각 구성되며,
    상기 기판 스테이지는 상기 각각의 본딩부에 대응하게 상기 각 스테이지 이송부에 2개씩 구성된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로더, 언로더, 기판 이송부, 스테이지 이송부, 본딩부는 하우징 내에 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로더와 언로더는 동일 축선 상으로 순차적으로 배치된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 이송부는, 상기 로더를 통해 공급되는 기판을 픽업하여 상기 전달 위치로 이송하는 공급측 기판 이송부와, 상기 전달 위치에서 기판을 픽업하여 상기 언로더로 이송하는 배출측 기판 이송부를 포함한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 공급측 기판 이송부와 상기 배출측 기판 이송부는 일정 간격을 두고 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 이송부는 기판을 픽업하거나 내려놓는 픽업 헤드와, 상기 픽업 헤드의 직선 이동을 안내하는 이송 가이드를 포함한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 스테이지 이송부는 상기 기판 이송부와 교차되게 배치되되, 상기 기판 이송부의 길이 방향으로 일정 간격마다 복수개가 설치된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 본딩부는 상기 각 스테이지 이송부의 양쪽 끝단에 각각 구성된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판 스테이지는 각 스테이지 이송부에 2개씩 구성된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 본딩부는 상기 기판에 올려진 다이를 압착하는 방식으로 부착하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 본딩부는, 상기 본딩 위치에 세워지는 지지대와, 상기 지지대에 구비되어 상기 기판에 올려진 다이를 압착하는 본딩 헤드를 포함한 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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