KR102488502B1 - 픽업 장치 - Google Patents

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    • H01L2224/7592—Load or pressure adjusting means, e.g. sensors

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 중 픽업 대상물을 안정적으로 픽업할 수 있도록 구현한 픽업 장치에 관한 것으로, 진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업하는 피커부; 상기 피커부가 설치되며, 상기 피커부의 상하 운동을 제공하는 지지부; 및 상기 지지부와 상기 피커부 사이에 마련되며, 상기 피커부의 상하 운동을 완충하는 동시에 상기 피커부의 눌림 정도를 측정하는 터치 센서부;를 포함한다.

Description

픽업 장치{PICK UP DEVICE}
본 발명은 픽업 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정 중 픽업 대상물을 안정적으로 픽업할 수 있도록 구현한 픽업 장치에 관한 것이다.
일반적으로, BGA(Ball Grid Array) 반도체 패키지는 반도체 칩이 전도성 와이어를 통해 인쇄회로기판 표면의 구리패턴과 접속되고, 반도체 칩과 전도성 와이어를 보호하기 위한 몰딩 컴파운드가 인쇄회로기판의 표면을 봉지 하는 구조로 형성된다. 상기와 같은 반도체 패키지를 보드에 실장하기 위해 인쇄회로기판의 배면에 형성된 볼랜드에 픽업 대상물(Solder Ball)을 부착하여 외부 접속 단자로서 사용한다.
한편, 반도체패키지의 제조 공정 시, 각 공정의 제조장비들로부터 열을 전달받게 되고, 또한 완성된 반도체 패키지를 전자기기의 보드에 실장 후 전기적인 작동을 위하여 발생되는 반도체 칩의 높은 열을 전달받게 된다.
이때, 인쇄회로기판, 반도체 칩 및 몰딩 컴파운드는 서로 간의 열팽창계수가 달라서, 서로 다른 열적 팽창과 수축을 반복하며 한쪽 방향으로 휘어지는 현상인 워피지(Warpage) 현상을 초래하게 된다.
예를 들어, 인쇄회로기판의 표면에 형성된 구리패턴의 열팽창계수가 가장 큰 것으로 알려져 있고, 또한 반도체 칩 및 몰딩 컴파운드도 서로 다른 열팽창계수를 갖기 때문에, 인쇄회로기판을 비롯하여 전체 반도체 패키지가 한쪽 방향으로 휘어지는 워피지 현상이 발생하게 된다.
이러한 워피지 현상이 발생됨으로 인하여, 인쇄회로기판과 반도체 칩 간의 계면, 그리고 반도체 칩과 몰딩 컴파 운드 수지 간의 계면이 서로 박리되는 계면박리(delamination)가 초래되어, 결국 반도체 패키지의 불량 및 성능 저하를 초래하게 된다.
이를 위해, 제조가 완료된 반도체 패키지에 대하여 워피지 검사를 수행하고 있으며, JEDEC 표준(JEDEC STANDARD JESD22-B112A: Package warpage Measurement of Surface-Mount Integrated Circuits at Elevates Temperature)에 명시된 Thermal Shadow Moire 방식에 따라, 광원을 통해 반도체 패키지 표면으로 빛을 조사한 후 반사된 빛을 감지하는 광학적인 방법으로 워피지 검사가 수행된다.
이때, 종래에는 솔더볼의 위치가 잘못 배치된 경우 자재의 폐기나 수작업으로 수정하여야 한다는 단점을 가지고 있었다.
한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국공개특허 제10-2022-00062202호 (2022.05.16. 공개) 한국등록특허 제10-1864459호 (2018.06.04. 공고)
본 발명의 일측면은 반도체 제조 공정 중 픽업 대상물을 안정적으로 픽업할 수 있도록 구현한 픽업 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치는, 진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업하는 피커부; 상기 피커부가 설치되며, 상기 피커부의 상하 운동을 제공하는 지지부; 및 상기 지지부와 상기 피커부 사이에 마련되며, 상기 피커부의 상하 운동을 완충하는 동시에 상기 피커부의 눌림 정도를 측정하는 터치 센서부;를 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치는, 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물을 확인하는 비전 확인부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비전 확인부는, 반도체 자재로부터 상측으로 이격 설치되어 픽업 대상물을 상측으로부터 상하 수직 방향으로 바라보도록 설치되어 픽업 대상물의 수평 방향으로의 비정상 위치에 안착 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비전 확인부는, 반도체 자재로부터 일측으로 이격 설치되어 픽업 대상물과 동일 레벨상에서 좌우 수평 방향으로 바라보도록 설치되어 픽업 대상물의 수직 방향으로의 비정상 위치에 안착 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 센서부는, 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물과 접촉한 상기 피커부의 눌림 정도의 측정을 통한 접촉식 변위 측정(Contact Displacement Measurement)을 통하여 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물의 높이를 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치는, 상기 피커부가 진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업할 수 있도록 상기 피커부에 진공압을 제공하는 진공 발생부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진공 발생부는, 상기 피커부가 진공압을 형성한 상태에서 저속 하강한 뒤 픽업 대상물과 접촉하여 픽업할 수 있도록 상기 피커부와 픽업 대상물 간의 접촉 전부터에 상기 피커부에 진공압을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치는, 상기 피커부가 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물을 픽업할 경우, 상기 피커부에 형성되는 진공압을 체크하거나, 흡기 유량을 측정하여 상기 피커부에 의한 픽업 대상물의 픽업 여부를 확인하는 유량 감지 센서;를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 반도체 제조 공정 중 픽업 대상물, 특히 반도체 자재의 단자 형성을 위해 특정 패턴으로 올려진 솔더볼이 비정상 위치에 안착된 경우 비정상 위치에 안착된 솔더볼(NG Ball)을 제거 또는 정상 위치로 재배치시킴으로써, 반도체 자재 완성품의 제조품질을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 터치 센서부에 의한 비정상 위치에 안착된 솔더볼의 확인을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 지지부를 설명하는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치(10)는, 피커부(100), 지지부(200) 및 터치 센서부(300)를 포함한다.
피커부(100)는, 터치 센서부(300)에 설치되며, 상하 방향으로 이동하면서 진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업한다.
여기서, 픽업 대상물이라 함은, 반도체 자재의 단자 형성을 위해 특정 패턴으로 올려진 솔더볼이 비정상 위치에 안착된 경우 비정상 위치에 안착된 솔더볼(NG Ball)을 지칭할 것이나 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 제조 공정 중에 음압에 의해 픽업이 가능한 물체이면 그 명칭에 구애됨이 없이 모두 적용이 가능할 것이다.
지지부(200)는, 피커부(100)가 설치되며, 피커부(100)의 상하 운동을 제공한다.
일 실시예에서, 지지부(200)는, 상하 방향으로 슬라이딩 이동이 가능한 슬라이더(210), 슬라이더(210)와 대향하면서 상하 방향으로 연장 형성되는 베이스 플레이트(220), 슬라이더(210)가 맞물려 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 베이스 플레이트(220)에 설치되는 슬라이딩 바아(230), 슬라이더(210)의 전단에 설치되어 후술하는 진공 발생부(400)와 유량 감지 센서(500)가 설치되며 슬라이더(210)와 함께 상하 방향으로 이동되는 설치 플레이트(240), 및 터치 센서부(300)가 직립되어 설치될 수 있도록 설치 플레이트(240)의 전단 하측에 설치되는 거치 프레임(250)을 포함할 수 있다.
터치 센서부(300)는, 지지부(200)와 피커부(100) 사이에 마련되며, 피커부(100)의 상하 운동을 완충하는 동시에 피커부(100)의 눌림 정도를 측정하여 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물과의 접촉 여부를 센싱한다.
일 실시예에서, 터치 센서부(300)는, 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물(B2)과 접촉한 피커부(100)의 눌림 정도의 측정을 통한 접촉식 변위 측정(Contact Displacement Measurement)을 통하여 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물의 높이를 인식할 수 있다.
즉, 터치 센서부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이 정상 위치에 안착된 픽업 대상물(B1)의 높이(L1)와 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물(B2)의 높이(L2) 차이를 판독하여 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물(B2) 여부를 센싱할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센서부(300)는, 하단에 설치되는 하부 스프링(S1)과 상단에 설치되는 상부 스프링(S2)에 의해 지지되어 상술한 거치 프레임(250)에서 지지될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치(10)는, 비전 확인부(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
비전 확인부는, 비전 센서 또는 비전 카메라 등과 같은 이미지 판독을 통한 위치 판독을 위한 구성으로서, 반도체 자재(C)에 설치되어 있는 픽업 대상물들이 패턴 분석을 이용하여 비정상 위치에 안착된 다수 개의 픽업 대상물(B2)을 한 번의 센싱으로 확인한다.
일 실시예에서, 비전 확인부는, 반도체 자재(C)로부터 상측으로 이격 설치되어 픽업 대상물을 상측으로부터 상하 수직 방향으로 바라보도록 설치되어 픽업 대상물의 수평 방향으로의 비정상 위치에 안착 여부를 확인할 수 있다.
뿐만 아니라, 비전 확인부는, 반도체 자재(C)로부터 일측으로 이격 설치되어 픽업 대상물과 동일 레벨상에서 좌우 수평 방향으로 바라보도록 설치되어 픽업 대상물의 수직 방향으로의 비정상 위치에 안착 여부를 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치(10)는, 진공 발생부(400)를 더 포함할 수 있다.
진공 발생부(400)는, 피커부(100)가 진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업할 수 있도록 피커부(100)에 진공압을 제공한다.
일 실시예에서, 진공 발생부(400)는, 피커부(100)가 진공압을 형성한 상태에서 저속 하강한 뒤 픽업 대상물과 접촉하여 픽업할 수 있도록 피커부(100)와 픽업 대상물 간의 접촉 전부터에 피커부(100)에 진공압을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치(10)는, 유량 감지 센서(500)를 더 포함할 수 있다.
유량 감지 센서(500)는, 피커부(100)가 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물을 픽업할 경우, 피커부(100)로 유입되는 흡기 유량을 측정하여 피커부(100)에 의한 픽업 대상물의 픽업 여부를 확인한다.
즉, 유량 감지 센서(500)는, 피커부(100)가 픽업 대상물을 픽업한 경우의 흡기 유량이 감소할 것인 바, 피커부(100)가 픽업 대상물을 픽업하지 않은 경우의 유량과 피커부(100)가 픽업 대상물을 픽업한 경우의 유량 변화를 통하여 피커부(100)에 의한 픽업 대상물의 픽업 여부를 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업 장치(10)는, 반도체 자재의 단자 형성을 위해 특정 패턴으로 올려진 픽업 대상물이 비정상 위치에 안착된 경우 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물을 제거 또는 정상 위치로 재배치시킴으로써, 반도체 자재 완성품의 제조품질을 향상시킬 수 있다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10, 20: 픽업 장치
100: 피커부
200: 지지부
300: 터치 센서부
400: 진공 발생부
500: 유량 감지 센서

Claims (5)

  1. 반도체 제조 공정 중 픽업 대상물을 안정적으로 픽업할 수 있도록 구현한 픽업 장치에 있어서,
    진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업하는 피커부;
    상기 피커부가 설치되며, 상기 피커부의 상하 운동을 제공하는 지지부; 및
    상기 지지부와 상기 피커부 사이에 마련되며, 상기 피커부의 상하 운동을 완충하는 동시에 상기 피커부의 눌림 정도를 측정하는 터치 센서부;를 포함하고,
    상기 터치 센서부는,
    비정상 위치에 안착된 픽업 대상물과 접촉한 상기 피커부의 눌림 정도의 측정을 통한 접촉식 변위 측정(Contact Displacement Measurement)을 통하여 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물의 높이를 인식하며, 정상 위치에 안착된 픽업 대상물의 높이와 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물의 높이 차이를 판독하여 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물 여부를 센싱하는 것을 특징으로 하는, 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    비정상 위치에 안착된 픽업 대상물을 확인하는 비전 확인부;를 더 포함하는, 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피커부가 진공압을 이용하여 픽업 대상물을 픽업할 수 있도록 상기 피커부에 진공압을 제공하는 진공 발생부;를 더 포함하며,
    상기 진공 발생부는,
    상기 피커부가 진공압을 형성한 상태에서 저속 하강한 뒤 픽업 대상물과 접촉하여 픽업할 수 있도록 상기 피커부와 픽업 대상물 간의 접촉 전부터에 상기 피커부에 진공압을 제공하는, 픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피커부가 비정상 위치에 안착된 픽업 대상물을 픽업할 경우, 상기 피커부에 형성되는 진공압을 체크하거나, 흡기 유량을 측정하여 상기 피커부에 의한 픽업 대상물의 픽업 여부를 확인하는 유량 감지 센서;를 더 포함하는, 픽업 장치.
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