KR102433493B1 - 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정 대상 반도체 패키지(10)가 X 방향으로 관통하여 지나가는 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)을 포함하는 리플로우 오븐(300); 상기 리버 플로우 오븐(300)이 끼워지는 장치 프레임(100); 및 상기 장치 프레임(100)에서 X 방향으로 이동하는 광학부(200);를 포함하고, 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)은 가열 구간((330a, 330b, 330c, 330d, 330e)과 냉각 구간(330f, 330g)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반도체 패키지의 워페이지(warpage: 휨)를 측정하기 위한 비젼 측정 장치에 관한 것으로 특히, 반도체 패키지의 SMT [Surface Mounter Technology; 표면 실장 기술] 온도 프로파일에 따른 워페이지의 측정을 위한 비젼 측정 장치에 관한 것이다.
표면 실장 (Soldering Mounting) 과정에서 BGA (Ball Grid Array) 반도체 패키지의 워페이지(warpage: 휨)는 전기 신호 연결(interconnect)에 위험한 영향을 주고 있다. 종종 패키지의 Solder Ball과 Bottom 패키지 또는 보드의 패드 오프닝이 서로 연결되지 않거나 너무 많이 눌리는 일이 발생하곤 한다.
그러므로 반도체 패키지의 SMT 온도 프로 파일에 따라 워페이지의 정확한 측정이 매우 중요하다.
이와 관련하여 미국 특허 제9,383,300호 및 미국 특허 제10,018463호 (종래 Akrometrix사 장비로)에 장비내에서 샘플을 배치하고 대류 방식의 열전달에 의해 샘플의 온도를 증가시키면서 샘플의 상태를 측정하는 발명이 공개되어 있다.
그러나, 상기 공개 특허에서는 대류 방식으로 이루어져 정확한 온도 제어가 힘들다.
이에 본 발명에서는 각각이 다른 온도를 제공하는 다수의 셀을 제공하여 실제 SMT 온도 프로 파일에 맞는 온도 분포를 제공하도록 하여 반도체 패키지의 워페이지 불량 발생 여부에 대한 측정을 하고자 한다.
이와 관련하여 2020년 1월 20일에 공개된 공개 특허 제10-2020-0006468호 및 공개 특허 제10-2020-0006469호등에 본 발명과 같이 각각 다른 온도를 제공하는 다수의 셀을 제공하고 있으나, 각각의 셀 구조, 반도체 패키지의 이동 방식, 광학부등에 있어서 차이가 있다.
본 발명에서는 실제 SMT와 같은 열 분포를 제공할수 있도록 하고자 한다.
본 발명에서는 강제 고온 기체 순환 방식에 의해 측정 부재 전체에 동일한 온도를 제공할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명에서는 장비내의 온도 균일성을 제공할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명에서는 자동으로 장비를 운영할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명에서는 카메라에서 잡광을 제거하고 카메라의 틸트 및 좌우 포커스 보정이 가능하도록 하고자 한다.
본 발명은 측정 대상 반도체 패키지(10)가 X 방향으로 관통하여 지나가는 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)을 포함하는 리플로우 오븐(300); 상기 리버 플로우 오븐(300)이 끼워지는 장치 프레임(100); 및 상기 장치 프레임(100)에서 X 방향으로 이동하는 광학부(200);를 포함하고, 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)은 가열 구간((330a, 330b, 330c, 330d, 330e)과 냉각 구간(330f, 330g)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명에서 상기 리플로우 오븐(300)은 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)의 내부에 설치되는 히터 블록, 상기 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g) 상부 각각에 형성된 윈도우(310a, 310b), 상기 가열 구간의 각각의 셀(330a, 330b, 330c, 330d, 330e) 사이에 위치하고 적외선 램프(351a)가 설치된 적외선 챔버(350a), 상기 반도체 패키지(10)를 이송시키기 위해 상기 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)을 관통하여 지나가는 이송 체인(340), 상기 이송 체인(340)에 의해 X 방향으로 이동되며 상기 반도체 패키지(10)가 놓여지는 이송 트레이(20), 냉각 구간의 셀(330f, 330g)들 사이에 위치하는 냉각 챔버(350f) 및 제1 히터 블록(331a)의 양쪽에 위치하는 제1 및 제2 고온 공기 발생기(361a, 361b)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 이송 체인(340)의 상부에는 돌기(341)가 형성되고, 상기 이송 트레이(20)의 바닥면에는 상기 돌기(341)가 맞추어지는 오목부(21)가 형성되고, 상기 이송 트레이(20)의 상부에는 반도체 패키지(10)의 위치를 고정시키기 위한 다수의 핀(22)이 형성되 있을 수 있다.
또한, 본 발명에서 이송 체인(340)의 상부에는 돌기(341)가 형성되고, 상기 돌기(341)는 이송 트레이(20)의 바닥면에 형성된 오목부(21)에 끼워져서 이송 트레이(20)가 이송 체인(340)을 따라 각각의 셀을 관통하면서 지나갈 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 장치 프레임(100)은 지면에 고정되는 하부 베이스(180), 상기 하부 베이스(180)의 상부에 설치되는 상부 베이스(130) 및 상부 베이스(130)의 상부에서 광학부가 이송되는 광학부 이송 프레임(140)을 포함하고, 상기 광학부 이송 프레임(140)의 전면(141)에는 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)가 설치되고 상기 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)을 따라서 광학부 이송부(150)가 이송될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 광학부 이송부(150)는 상기 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)을 따라 X 방향으로 이동하는 레일 이동 플레이트(155), 광학부(200)가 고정되는 광학부 고정 플레이트(151), 상기 광학부 고정 플레이트(151)를 상하 방향 (Z 방향)으로 이동시키기 위한 모터(154), 상기 모터(154)의 회전에 의하여 회전되는 회전축(154b), 상기 회전축(154b)을 따라 상하 이동하는 상하 이동 블록(154c), 상기 회전축(154b)의 양쪽 측면에 설치되어 상하 이동되는 광학부 고정 플레이트(151)의 Z 방향 이동을 가이드 하기 위한 제1 및 제2 선형 가이드(156a, 156b), 상기 제1 선형 가이드(156a)를 따라 이동하는 제1 및 제2 선형 이송 블록(156aa, 156ab) 및 상기 제2 선형 가이드(156b)를 따라 이동하는 제3 및 제4 선형 이송 블록(156ba, 156bb)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제1 및 제4 선형 이송 블록(156aa, 156ab, 156ba, 156bb) 및 상기 상하 이동 블록(154c)에는 상기 광학부 고정 플레이트(151)가 고정되고, 상기 모터(154), 상기 회전축(154) 및 상기 제1 및 제2 선형 가이드(156a, 156b)는 레일 이동 플레이트(155)에 고정이 될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 광학부(200)는 카메라(250), 라인 빔을 방출하는 광 파이버(210) 및 카메라 고정 플레이트(151)에 고정되는 광학부 플레이트(231), 상기 광학부 플레이트(231)의 단부에서 Y 방향으로 연장되는 수직 플레이트(222), 상기 수직 플레이트(222)로 부터 X 방향으로 연장하는 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b), 상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b) 사이를 덮는 제1 광학부 커버(241a), 제2 카메라 고정 프레임(222b)을 덮는 제2 광학부 커버(241b), 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)를 연결하는 제1 카메라 고정 블록(271) 및 제1 카메라 고정 블록(271) 안쪽에 위치하며 카메라(250)를 고정하는 제2 카메라 고정 블록(260)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)은 각각 제1 내지 제5 모서리(222aa, 222ab, 222ac, 222ad, 222ae; 222ba, 222bb, 222bc, 222bd, 222be)를 구비하는 오각형 형상으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제1 모서리(222ae, 222be) 각각은 상기 수직 플레이트(222)에 고정되고, 제1 광학부 커버(241a)는 상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제2 모서리(222ab, 222bb)를 연결하며 그 사이를 덮는 경사면(241ab)와 경사면(241ab) 상부의 수평면(241aa)를 포함하고, 상기 경사면(241ab)에는 상기 카메라(250)가 위치할 수 있는 카메라 홈(241ac)을 포함하고,상기 제1 카메라 고정 블록(271)은 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제3 모서리를 연결하고, 상기 제2 카메라 고정 블록(260)은 제1 카메라 고정 블록(271) 안쪽과 카메라 홈(241ac)에 설치되고 상기 카메라(250)는 상기 제2 카메라 고정 블록(260)의 안쪽에 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제2 카메라 고정 블록(260)은 카메라(250)의 틸트를 보정하기 위하여 셋스크류가 전진 또는 후진이 가능한 나사홈(261a) 및 핀을 삽입하여 회전될 수 있는 핀 홀(262)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 수직 플레이트(222)에는 광 파이버(210)이 고정되는 광 파이버 고정 블록(280)을 Y 방향 및 Z 방향으로 이동 가능하게 하는 광 파이버 이동 블록(220)을 포함하고, 광 파이버 고정 블록(280)은 개구가 형성된 상부 블록(281)과 하부 블록(286), 및 상기 상부 블록(281)과 하부 블록(286) 사이를 연결하는 제1 및 제2 측면 블록(285a, 285b)을 포함하고, 상기 하부 블록(286) 상부에는 슬릿 고정 블록(283)이 설치되고, 상기 슬릿 고정 블록(283)에 슬릿(282)이 설치되어 상부 블록(281)에 고정된 광 파이버(210)에서 방출되는 라인 빔은 상기 슬릿(282)을 통하여 반도체 패키지(10)의 표면을 비출 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 카메라(250)는 반도체 패키지(10)의 배면을 찰영하고, 상기 비젼 측정 장치는 반도체 패키지(10)에 배면에 형성된 솔더 범프(11a)를 제거하지 않은 이미지를 취득한 후 상기 이미지를 보간법(interpolation)에 의해 솔더 범퍼를 제거한 표면에 대한 데이터를 구한후 필터링을 하여 표면의 워페이지(warpage: 휨)를 측정할 수 있다.
본 발명에서는 실제 SMT에 대응되는 열 분포를 제공하는 다수의 셀을 설치하여 정확한 테스트를 구현할 수 있다.
본 발명에서는 대류 방식의 강제 고온 기체 순환 방식을 사용하여 측정 자재 전체에 동일한 온도를 제공할 수 있게 하였다.
본 발명에서는 각각의 셀에 적합한 온도의 기체가 강제로 순환되도록 하여 장비내의 온도 균일성을 제공하도록 하였다.
본 발명에서는 테스트 장비가 자동으로 운영될 수 있도록 하였다.
본 발명에서는 카메라에서 잡광을 제거하고 카메라의 틸트 및 좌우 포커스 보정이 가능하도록 하였다.
도 1은 본 발명의 비젼 측정 장치에 대한 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 측정 대상 반도체 패키지에 적용되는 온도 분포도이다.
도 2b는 본 발명에 사용되는 셀의 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 셀과 적외선 램프에 대한 개략도이다.
도 4a 및 4b는 리플로우 오븐(300)의 정면에서 본 가열부의 셀(330a, 330b)의 투시도이다.
도 4c는 리플로우 오븐(300)의 정면에서 본 냉각부의 셀(330f, 330g)의 투시도이다.
도 5는 리플로우 오븐(300)의 우측에서 본 셀의 투시도이다.
도 6a 내지 도 6b는 이송 트레이(20)의 평면도이다.
도 7a는 본 발명 장치 프레임(100)의 사시도이다.
도 7b는 본 발명 장치 프레임(100)의 평면도이다.
도 8a는 본 발명 장치 프레임(100)에서 상대적인 움직임이 가능한 광학부(200)와 광학부 이송부(150)에 대한 확대 사시도이다.
도 8b는 도 8a에서 광학부(200)가 제거된 상태의 사시도이다.
도 8c는 도 8에서 광학부 고정 블록(151)이 제거된 상태의 사시도이다.
도 8d는 도 8c의 정면도이다.
도 9a는 광학부의 사시도이다.
도 9b 내지 도 9i는 광학부의 부품도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에서 측정되는 반도체 패키지(10)의 배면도이다.
도 2a는 본 발명의 측정 대상 반도체 패키지에 적용되는 온도 분포도이다.
도 2b는 본 발명에 사용되는 셀의 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 셀과 적외선 램프에 대한 개략도이다.
도 4a 및 4b는 리플로우 오븐(300)의 정면에서 본 가열부의 셀(330a, 330b)의 투시도이다.
도 4c는 리플로우 오븐(300)의 정면에서 본 냉각부의 셀(330f, 330g)의 투시도이다.
도 5는 리플로우 오븐(300)의 우측에서 본 셀의 투시도이다.
도 6a 내지 도 6b는 이송 트레이(20)의 평면도이다.
도 7a는 본 발명 장치 프레임(100)의 사시도이다.
도 7b는 본 발명 장치 프레임(100)의 평면도이다.
도 8a는 본 발명 장치 프레임(100)에서 상대적인 움직임이 가능한 광학부(200)와 광학부 이송부(150)에 대한 확대 사시도이다.
도 8b는 도 8a에서 광학부(200)가 제거된 상태의 사시도이다.
도 8c는 도 8에서 광학부 고정 블록(151)이 제거된 상태의 사시도이다.
도 8d는 도 8c의 정면도이다.
도 9a는 광학부의 사시도이다.
도 9b 내지 도 9i는 광학부의 부품도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에서 측정되는 반도체 패키지(10)의 배면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명은 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)을 포함하는 리플로우 오븐(300), 상기 리버 플로우 오븐(300)이 끼워지는 장치 프레임(100), 상기 장치 프레임(100)에서 X 방향으로 이동하는 광학부(200)를 포함한다.
도 2a는 반도체 패키지의 SMT 온도 프로 파일에 대한 도면으로 본 발명에서는 도 2b와 같이 제1 내지 제7 셀(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f, 330g)를 구성하여, 제 1 내지 제 5 셀은 가열 구간을 구성하고 제 6 내지 제7 셀(330f, 330g)은 냉각 구간을 구성하도록 한다.
가열구간의 각각의 셀(330a, 330b, 330c, 330d, 330e) 사이에는 도 3과 같이 적외선 램프(351a)이 설치된 적외선 챔버(350a)를 구성하여 빠른 시간 내에 두 셀간의 온도차이 만큼 반도체 패키지(10)의 온도를 상승시키도록 한다.
도 4a 은 가열 구간인 제1 및 제2 셀(330a, 330b)에서의 반도체 패키지(10)가 이동되는 구조에 대한 도면이고 도 4b는 제1 및 제2 셀(330a, 330b)에서 반도체 패키지(10)가 가열되는 상태를 도시한다.
이송 체인(340)은 제1 내지 제7 셀(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f, 330g)을 관통하면서 이송이 되고, 이송 체인(340)의 상부에는 돌기(341)가 형성되고, 상기 돌기(341)는 이송 트레이(20)의 바닥면에 형성된 오목부(21)에 끼워져서 이송 트레이(20)가 이송 체인(340)을 따라 각각의 셀을 관통하면서 지나간다.
상기 제 1 및 제2 셀(330a, 330b)의 상부 각각에는 제1 및 제2 윈도우(310a, 310b)가 형성되어 있어서, 카메라는 상기 제1 및 제2 윈도우(310a, 310b)를 통해 이송 트레이(20) 위에 놓여진 반도체 패키지(10)의 관찰할 수 잇다.
제1 및 제2 셀(330a, 330b)의 각각의 내부에는 제1 및 제2 히터 블록(331a, 331b)가 설치되어 복사열(radiation)을 셀 내부를 지나가는 반도체 패키지(10)에 제공한다.
도 4b에서 처럼, 제1 셀(330a)에서의 온도 80℃로 셀안을 유지하고 제2 셀(330b)에서는 100℃로 유지하며 적외선 챔버(350a)에서는 제1 셀과 제2 셀 사이의 온도 차이만큼 빠른 시간에 반도체 패키지(10)를 가열하도록 하도록 95~100℃로 가열한다.
도 4c는 냉각 구간에 대한 도면으로 제6 셀(330f)와 제7 셀(330g)를 도시하고 있으며 제6 셀(330f)는 100℃로 제7 셀(330g)은 60℃로 유지하며, 제6 셀과 제7 셀 사이의 온도 차이 만큼 반도체 패키지(10)를 냉각 시키기 위해서 냉각 챔버(350f)를 구성한다.
도 5는 우측면에서 본 제1 셀(330a)의 투시도로서, 제1 히터 블록(331a) 의 양쪽에는 제1 및 제2 고온 공기 발생기(361a, 361b)가 설치되어 이송 트레이(20)에 고온의 공기를 공급한다.
도 6a 및 도 6b는 이송 트레이(20)에 놓여진 반도체 패키지(10)에 대한 도면으로 이송 트레이(20)에는 반도체 패키지(10)를 고정시키기 위한 다수의 핀(22)이 설치되어 있다.
도 7a는 장치 프레임(100)의 사시도로서, 하부 베이스(180)의 상부에 상부 베이스(130)가 놓여지고, 상부 베이스(130)의 상부에는 광학부 이송 프레임(140)이 설치된다.
광학부 이송 프레임(140)의 앞부분에 오븐 홈(135)이 형성되고 상기 오븐 홈(135)에 리버 플로우 오븐(300)이 설치되며 상기 광학부 이송 프레임(140)의 전면(141)에는 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)가 설치되고 상기 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)을 따라서 광학부 이송부(150)가 이송되고, 광학부 이송부(150)에 고정된 카메라(200)가 이동되면서 플로우 오븐(300)을 관통하며 온도 변화가 이루어지는 반도체 패키지(10)를 관찰하게 된다.
도 8a 내지 도 8d는 광학부(200) 및 이송부(150)에 대한 사시도로서, 이송부(150)는 광학부 고정 플레이트(151), 상기 광학부 고정 플레이트(151)를 상하 (Z 방향)으로 이동시키기 위한 모터(154), 상기 모터(154)의 회전에 의하여 회전되는 회전축(154b), 상기 회전축(154b)을 따라 상하 이동하는 상하 이동 블록(154c), 상기 회전축(154b)의 양쪽 측면에 설치되어 상하 이동되는 광학부 고정 플레이트(151)의 Z 방향 이동을 가이드 하기 위한 제1 및 제2 선형 가이드(156a, 156b), 상기 제1 선형 가이드(156a)를 따라 이동하는 제1 및 제2 선형 이송 블록(156aa, 156ab) 및 상기 제2 선형 가이드(156b)를 따라 이동하는 제3 및 제4 선형 이송 블록(156ba, 156bb)을 포함하고, 상기 제1 및 제4 선형 이송 블록(156aa, 156ab, 156ba, 156bb)은 상기 광학부 고정 플레이트(151)에 고정이 된다.
상기 모터(154), 상기 회전축(154b) 및 상기 제1 및 제2 선형 가이드(156a, 156b)는 레일 이동 플레이트(155)에 고정이 되고, 상기 레일 이동 플레이트(155)가 상기 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)을 따라 X 방향으로 이동한다.
도 9a는 광학부의 사시도이고 도 9b 내지 도 9i는 광학부의 부품도이다.
광학부(200)는 카메라(250), 라인 빔을 방출하는 광 파이버(210) 및 카메라 고정 플레이트(151)에 고정되는 광학부 플레이트(231)를 포함한다.
상기 광학부 플레이트(231)의 단부에는 Y 방향으로 연장되는 수직 플레이트(222)가 설치되고, 상기 수직 플레이트(222)로 부터 X 방향으로 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)가 설치된다.
상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)은 각각 제1 내지 제5 모서리(222aa, 222ab, 222ac, 222ad, 222ae; 222ba, 222bb, 222bc, 222bd, 222be)를 구비하는 오각형 형상으로 이루어지고, 각각의 제1 모서리(222ae, 222be)가 상기 수직 플레이트(222)에 고정된다.
상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)은 제1 광학부 커버(241a)와 제2 광학부 커버(241b)에 의하여 덮여지며, 제1 광학부 커버(241a)는 제2 모서리(222ab, 222bb)를 연결하며 그 사이를 덮는 경사면(241ab)와 경사면(241ab) 상부의 수평면(241aa)를 포함한다.
상기 경사면(241ab)에는 카메라가 위치할 수 있는 카메라 홈(241ac)가 형성되어 있다.
제1 카메라 고정 블록(271)은 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제3 모서리를 연결하고 제2 카메라 고정 블록(260)은 제1 카메라 고정 블록(271) 안쪽과 카메라 홈(241ac)에 설치되고 카메라(250)는 상기 제2 카메라 고정 블록(260)의 안쪽에 고정된다.
상기 제2 카메라 고정 블록(260)에는 셋스크류가 설치되는 나사홈(261a)이 형성되고, 상기 나사홈(261a)을 통해 셋스크큐가 전후진 함에 따라 카메라의 틸트(tilt)를 보정한다.
또한, 제2 카메라 고정 블록(260)에는 핀을 삽입하여 회전시킬수 있는 핀 홀(262)을 형성하여 셋스크류 유격 내에서 카메라 포커스를 보정한다.
또한, 상기 수직 플레이트(222)에는 광 파이버(210)가 고정되는 광 파이버 고정 블록(280)을 Y 방향 및 Z 방향으로 이동 가능하게 하는 광 파이버 이동 블록(220)에는 광 파이버 고정 블록(280)이 고정된다.
광 파이버 고정 블록(280)에는 개구가 형성된 상부 블록(281)과 하부 블록(286) 및 상기 상부 블록(281)과 하부 블록(286) 사이를 연결하는 제1 및 제2 측면 블록(285a, 285b)을 포함한다.
상기 하부 블록(286) 상부에는 슬릿 고정 블록(283)이 설치되고, 상기 슬릿 고정 블록(283)에 슬릿(282)이 설치되어 상부 블록(281)에 고정된 광 파이버(210)에서 방출되는 라인 빔은 상기 슬릿(282)을 통하여 반도체 패키지(10)의 표면을 비추고 카메라는 상기 반도체 패키지(10)를 촬영하여 데이터 처리를 하게 된다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에서 측정되는 반도체 패키지(10)의 배면도로서, 본 발명에서는 반도체 패키지(10)에 형성된 솔더 범프(11a)를 제거하지 않고, 범퍼 사이의 표면(11b)을 데이터화 하고 상기 솔더 범퍼를 제거한 후, 표면(11b)을 보간법(interpolation)에 의해 솔더 범퍼를 제거한 표면에 대한 데이터를 구한후 필터링을 하여 표면의 워페이지(warpage: 휨)를 구한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것 이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위 에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 장치 프레임 130: 상부 베이스
135: 오븐 홈 140: 광학부 이송 프레임
141: 전면부 143a, 143b: 제1 및 제2 이송 레일
150: 광학부 이송부 200: 광학부
210: 광 파이버 250: 카메라
300: 리버 플로우 오븐
135: 오븐 홈 140: 광학부 이송 프레임
141: 전면부 143a, 143b: 제1 및 제2 이송 레일
150: 광학부 이송부 200: 광학부
210: 광 파이버 250: 카메라
300: 리버 플로우 오븐
Claims (6)
- 측정 대상 반도체 패키지(10)가 X 방향으로 관통하여 지나가는 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)을 포함하는 리버 플로우 오븐(300);
상기 리버 플로우 오븐(300)이 끼워지는 장치 프레임(100); 및
상기 장치 프레임(100)에서 X 방향으로 이동하는 광학부(200);를 포함하고,
다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)은 가열 구간((330a, 330b, 330c, 330d, 330e)과 냉각 구간(330f, 330g)을 포함하고,
상기 리버 플로우 오븐(300)은 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)의 내부에 설치되는 히터 블록, 상기 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g) 상부 각각에 형성된 윈도우(310a, 310b), 상기 가열 구간의 각각의 셀(330a, 330b, 330c, 330d, 330e) 사이에 위치하고 적외선 램프(351a)가 설치된 적외선 챔버(350a), 상기 반도체 패키지(10)를 이송시키기 위해 상기 다수의 온도 조절 셀(330a~ 330g)을 관통하여 지나가는 이송 체인(340), 상기 이송 체인(340)에 의해 X 방향으로 이동되며 상기 반도체 패키지(10)가 놓여지는 이송 트레이(20), 냉각 구간의 셀(330f, 330g)들 사이에 위치하는 냉각 챔버(350f) 및 제1 히터 블록(331a)의 양쪽에 위치하는 제1 및 제2 고온 공기 발생기(361a, 361b)를 포함하고
이송 체인(340)의 상부에는 돌기(341)가 형성되고, 상기 이송 트레이(20)의 바닥면에는 상기 돌기(341)가 맞추어지는 오목부(21)가 형성되고, 상기 이송 트레이(20)의 상부에는 반도체 패키지(10)의 위치를 고정시키기 위한 다수의 핀(22)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 장치 프레임(100)은 지면에 고정되는 하부 베이스(180), 상기 하부 베이스(180)의 상부에 설치되는 상부 베이스(130) 및 상부 베이스(130)의 상부에서 광학부가 이송되는 광학부 이송 프레임(140)을 포함하고,
상기 광학부 이송 프레임(140)의 전면(141)에는 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)이 설치되고 상기 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)을 따라서 광학부 이송부(150)가 이송되고,
상기 광학부 이송부(150)는 상기 제1 및 제2 이송 레일(143a, 143b)을 따라 X 방향으로 이동하는 레일 이동 플레이트(155), 광학부(200)가 고정되는 광학부 고정 플레이트(151), 상기 광학부 고정 플레이트(151)를 상하 방향 (Z 방향)으로 이동시키기 위한 모터(154), 상기 모터(154)의 회전에 의하여 회전되는 회전축(154b), 상기 회전축(154b)을 따라 상하 이동하는 상하 이동 블록(154c), 상기 회전축(154b)의 양쪽 측면에 설치되어 상하 이동되는 광학부 고정 플레이트(151)의 Z 방향 이동을 가이드 하기 위한 제1 및 제2 선형 가이드(156a, 156b), 상기 제1 선형 가이드(156a)를 따라 이동하는 제1 및 제2 선형 이송 블록(156aa, 156ab) 및 상기 제2 선형 가이드(156b)를 따라 이동하는 제3 및 제4 선형 이송 블록(156ba, 156bb)을 포함하고,
상기 제1 및 제4 선형 이송 블록(156aa, 156ab, 156ba, 156bb) 및 상기 상하 이동 블록(154c)에는 상기 광학부 고정 플레이트(151)가 고정되고,
상기 모터(154), 상기 회전축(154b) 및 상기 제1 및 제2 선형 가이드(156a, 156b)는 레일 이동 플레이트(155)에 고정이 되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
광학부(200)는 카메라(250), 라인 빔을 방출하는 광 파이버(210) 및 카메라 고정 플레이트(151)에 고정되는 광학부 플레이트(231), 상기 광학부 플레이트(231)의 단부에서 Y 방향으로 연장되는 수직 플레이트(222), 상기 수직 플레이트(222)로 부터 X 방향으로 연장하는 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b), 상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b) 사이를 덮는 제1 광학부 커버(241a), 제2 카메라 고정 프레임(222b)을 덮는 제2 광학부 커버(241b), 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)를 연결하는 제1 카메라 고정 블록(271) 및 제1 카메라 고정 블록(271) 안쪽에 위치하며 카메라(250)를 고정하는 제2 카메라 고정 블록(260)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)은 각각 제1 내지 제5 모서리(222aa, 222ab, 222ac, 222ad, 222ae; 222ba, 222bb, 222bc, 222bd, 222be)를 구비하는 오각형 형상으로 이루어지고,
상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제1 모서리(222ae, 222be) 각각은 상기 수직 플레이트(222)에 고정되고,
제1 광학부 커버(241a)는 상기 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제2 모서리(222ab, 222bb)를 연결하며 그 사이를 덮는 경사면(241ab)와 경사면(241ab) 상부의 수평면(241aa)를 포함하고,
상기 경사면(241ab)에는 상기 카메라(250)가 위치할 수 있는 카메라 홈(241ac)을 포함하고,
상기 제1 카메라 고정 블록(271)은 제1 및 제2 카메라 고정 프레임(222a, 222b)의 제3 모서리를 연결하고,
상기 제2 카메라 고정 블록(260)은 제1 카메라 고정 블록(271) 안쪽과 카메라 홈(241ac)에 설치되고 상기 카메라(250)는 상기 제2 카메라 고정 블록(260)의 안쪽에 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제2 카메라 고정 블록(260)은 카메라(250)의 틸트를 보정하기 위하여 셋스크류가 전진 또는 후진이 가능한 나사홈(261a) 및 핀을 삽입하여 회전될 수 있는 핀 홀(262)을 포함하고,
상기 수직 플레이트(222)에는 광 파이버(210)가 고정되는 광 파이버 고정 블록(280)을 Y 방향 및 Z 방향으로 이동 가능하게 하는 광 파이버 이동 블록(220)을 포함하고,
광 파이버 고정 블록(280)은 개구가 형성된 상부 블록(281)과 하부 블록(286), 및 상기 상부 블록(281)과 하부 블록(286) 사이를 연결하는 제1 및 제2 측면 블록(285a, 285b)을 포함하고,
상기 하부 블록(286) 상부에는 슬릿 고정 블록(283)이 설치되고, 상기 슬릿 고정 블록(283)에 슬릿(282)가 설치되어 상부 블록(281)에 고정된 광 파이버(210)에서 방출되는 라인 빔은 상기 슬릿(282)을 통하여 반도체 패키지(10)의 표면을 비추는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 카메라(250)는 반도체 패키지(10)의 배면을 찰영하고,
상기 비젼 측정 장치는 반도체 패키지(10)에 배면에 형성된 솔더 범프(11a)를 제거하지 않은 이미지를 취득한 후 상기 이미지를 보간법(interpolation)에 의해 솔더 범퍼를 제거한 표면에 대한 데이터를 구한후 필터링을 하여 표면의 워페이지(warpage: 휨)를 측정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치.
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| KR1020200112349A KR102433493B1 (ko) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치 |
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| KR1020200112349A KR102433493B1 (ko) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | 반도체 패키지의 워페이지를 측정하기 위한 비젼 측정 장치 |
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