KR19980022945A

KR19980022945A - Ic 패키지의 리드핀 검사방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR19980022945A
Application number: KR1019960042242A
Authority: KR
Inventors: 변종은
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-07-06
Also published as: CN1108636C; CN1190793A; JPH10107169A; KR100238269B1; JP2916447B2

Abstract

플랫 패키지(Flat Package)형 IC의 리드핀 검사방법 및 장치가 개시된다. 개시된 플랫 패키지형 IC의 리드핀 검사방법 및 장치는, IC 패키지의 일변에 배열된 리드핀을 사이에 두고 복수의 발광센서와 수광센서를 각각 상호 나란한 상태로 대응되게 위치시킨 상태에서 광을 출사시키고, 리드핀이 광을 차광시켜 수광센서에 수광되는 광량을 측정하여 리드핀의 정렬상태를 검출할 수 있도록 구성되며, 이러한 구성에 의해 흡착 노즐에 흡착된 IC 패키지의 위치 오차를 보정하여 리드핀 검사에 대한 정밀도 및 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

IC 패키지의 리드핀 검사방법 및 그 장치

본 발명은 IC 패키지의 리드핀 검사방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 플랫 패키지형 IC의 리드핀 들뜸 등과 같은 변형 상태를 검사하기 위한 IC 리드핀 검사방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, QFP(Quad Flat Package)와 같은 플랫 패키지형 IC는 다수의 리드핀이 기판에 지지된 상태로 실장된다. 도1은 플랫 패키지형 IC의 일예로서, QFP형 IC 패키지를 나타내 보인 개략적 사시도이다. 이러한 플랫 패키지형 IC(10)는 본체(11)와 그 주위에 배치된 다수의 리드핀(12)을 구비하고 있다. 상기 리드핀(12)은 도시된 바와 같이 패키지 본체(11)로부터 횡방향으로 돌출된 돌출부(121)와, 이 돌출부(121)로부터 하방으로 소정 각도 경사지게 연장된 경사부(122)와, 이 경사부(122)로부터 다시 횡방향으로 연장돌출된 핀부(123)를 가진다.

상기한 구조의 리드핀(12)은, IC 패키지가 기판에 표면 실장될때 그 위치나 방향, 간격 및 높낮이 등의 정렬상태가 규정된 조건을 충족시켜야만 기판과의 정확한 접속상태가 이루어질 수 있다. 하지만, 상기한 바와 같은 규정 조건이 충족되지 않으면 기판에 실장될때 도 2에 도시된 바와 같이 리드핀(12)이 기판(1)으로부터 들뜨는 현상이 발생하여 적절한 납땜이 이루어질 수 없기 때문에 부품 불량의 원인이 된다. 따라서, IC 패키지는 기판에 표면실장되기 전에 리드핀의 규정된 위치나 방향, 간격, 높낮이 차이에 의한 들뜸상태(편평도; Coplanarity)와 같은 정렬상태를 검사하는 과정을 거치게 된다. 이러한 검사 과정을 수행하기 위한 종래 검사방법의 일예로서, IC 패키지의 몸체 일측으로 돌출된 상태로 배열되는 리드핀의 양끝부에 각각 발광센서와 수광센서를 배치하고, 발광센서로부터 광을 출사시켜 수광센서에 도달되는 광량을 측정하여 리드핀의 들뜸상태(편평도; Coplanarity)를 검사하는 방법이 있다. 이러한 종래의 검사방법을 수행하기 위한 장치를 도 3 및 도 4에 개략적으로 도시하였다.

상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 종래의 리드핀 검사장치는 IC 패키지(10)를 흡착하기 위한 흡착 노즐(111)과, 이 흡착 노즐(111)에 흡착되어 공간상에 위치하게 되는 IC 패키지(10)의 몸체(11) 외부로 돌출된 리드핀(12)의 배열방향의 양끝부에 상호 대응되도록 나란하게 마련되는 발광센서(120) 및 수광센서(130)와, 상기 발광센서(120)로부터 출사된 광이 상기 리드핀(12)에 의해 차광되어 상기 수광센서(130)에 도달되는 수광량을 측정하여 상기 리드핀(12)의 정렬상태를 검출할 수 있도록 된 콘트롤러(140)를 포함하여 구성된다.

도 3 및 도 4에서 도면 부호 110은 상기 흡착 노즐(111)을 승강 및 회동운동 가능하게 지지하는 헤드부로서, 예를 들면 상기 IC 패키지(10)의 일변의 리드핀에 대한 상태 검사가 완료되면, 상기 헤드부(110)가 상기 흡착 노즐(111)을 이동 또는 회동시켜 다른변의 리드핀에 대한 상태를 검사할 수 있도록 하는 기능을 가진다. 한편, 상기 헤드부(110)는 예컨대, XY로봇이나 다관절 로봇 등에 의해 직교좌표상의 자유로운 이동이 가능하도록 마련되어 있다. 그리고, 도면 부호 121과 131은 각각 상기 발광센서(120)와 수광센서(130)를 지지하기 위한 지지부재이다.

상기 구성의 종래 리드핀 검사장치는, 예컨대 통상적인 부품공급장치 등에 의해 검사대상 IC패키지(10)가 소정 위치에 위치 정렬되면 센서 등을 통한 신호 감지에 의해 상기 헤드부(110)가 위치 이동된 다음, 상기 흡착 노즐(11)이 하강하여 검사대상 IC패키지(10)를 흡착하게 된다. 이와 같이 흡착된 IC패키지(10)는 상기 헤드부(110)의 이동에 의해 상기 발광센서(120)와 수광센서(130)의 사이의 검사영역에 위치 정렬된다. 이러한 상태에서 상기 발광센서(120)에서 수광센서(130)로 광이 출사된다. 이때, 리드핀(12)의 들뜸상태 즉, 높낮이 편차가 크면 클수록 상기 수광센서(130)에 도달되는 수광량은 적어진다. 따라서, 상기 발광센서(120)로부터 출사된 광이 IC 패키지(10)의 리드핀(12)에 의해 그 일부가 차광되어 나머지의 광이 상기 수광센서(130)에 도달되는 광량의 정도를 측정함으로써 검사대상 IC 패키지(10)의 리드핀(12)의 들뜸상태(편평도; Coplanarity)를 검출할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 IC 패키지 리드핀 검사장치는 기본적으로 검사대상 IC 패키지의 몸체와 리드핀의 배열선 사이가 평행을 이루고 있어야만 정확한 검사결과를 얻을 수 있다는 까다로운 전제조건을 가지고 있기 때문에 실제 검사과정에 있어서 검사결과에 대한 정밀도가 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 검사대상 IC 패키지가 흡착 노즐에 흡착될 때 정확한 위치 결정이 이루어져 있어야만 정확한 검사결과를 얻을 수 있기 때문에 예를 들면, 실제 검사과정에 있어서 위치결정에 대한 오차 발생 및 모델 변경 등의 경우 위치결정에 대한 소요시간이 늘어나 검사 정밀도 및 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 바와 같은 종래 IC 패키지의 리드핀 검사방법 및 장치가 가지는 문제점을 개선코자 하는 것으로서, 본 발명은 흡착 노즐에 흡착된 IC 패키지의 위치 오차를 보정하여 검사 정밀도 및 검사효율을 향상시킨 IC 패키지의 리드핀 검사장치를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 IC 패키지의 리드핀 검사를 수행함에 있어서 그 정밀도 및 효율을 향상시킨 IC 패키지의 리드핀 검사방법을 제공함에 그 다른 목적이 있다.

도 1은 플랫 패키지형 IC를 나타내 보인 개략적 사시도,

도 2는 플랫 패키지형 IC의 기판 실장 상태를 설명하기 위한 개략적 단면도,

도 3은 종래의 IC 패키지 리드핀을 검사하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 사시도,

도 4는 도 3을 A방향에서 본 개략적 측면도,

도 5는 본 발명에 의한 IC 패키지 리드핀 검사장치의 개략적 평면 구성도,

도 6은 도 5에 도시된 리드핀 검사장치를 이용하여 본 발명에 따른 IC 패키지 리드핀 검사방법을 설명하기 위해 나타내 보인 개략도, 그리고

도 7은 본 발명에 의한 IC 패키지 리드핀 검사방법 및 장치에 있어서 복수의 수광센서에 수광된 수광량에 의해 리드핀의 편평도가 검출되는 상태를 설명하기 위해 나타내 보인 그래프이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10..IC 패키지 12..리드핀

210..헤드부 211..흡착노즐

220, 230..지지대 221, 222, 223..발광센서

231, 232, 233..수광센서 240..콘트롤러

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 IC 패키지의 리드핀 검사장치는, 부품 흡착용 노즐과, 상기 노즐에 흡착되어 공간상에 위치하게 되는 IC 패키지의 일변에 배열된 리드핀을 사이에 두고 상호 나란한 상태로 대응되게 마련되는 복수의 발광센서 및 수광센서와, 상기 발광센서로부터 출사된 광이 상기 리드핀에 의해 차광되어 상기 수광센서에 도달되는 광량을 측정하여 상기 리드핀의 정렬상태를 검출할 수 있도록 된 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 IC 패키지의 리드핀 검사방법은, IC 패키지의 일변에 배열된 리드핀을 사이에 두고 복수의 발광센서와 수광센서를 각각 상호 나란한 상태로 대응되게 위치시킨 상태에서 상기 발광센서로부터 상기 수광센서로 각각 광을 출사시키고, 상기 발광센서로부터 출사된 광이 상기 리드핀에 의해 각각 차광되어 상기 수광센서에 도달되는 광량을 측정하여 상기 리드핀의 정렬상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 IC 패키지 리드핀 검사방법 및 그 장치를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 IC 패키지 리드핀 검사장치의 개략적 평면 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 IC 패키지 리드핀 검사장치를 이용하여 본 발명에 따른 IC 패키지 리드핀 검사방법을 설명하기 위한 개략도이다.

먼저, 상기 도 5를 참조하면 본 발명에 의한 리드핀 검사장치는 IC 패키지(10)를 흡착하기 위한 흡착 노즐(211)과, 이 흡착 노즐(211)에 흡착되어 공간상에 위치하게 되는 IC 패키지(10)의 몸체(11)의 외부로 돌출배열된 리드핀(12)을 사이에 두고 그 배열방향의 양끝부에 상호 대응되도록 나란하게 마련되는 3개의 발광센서(221)(222)(223) 및 3개의 수광센서(231)(232)(233)와, 상기 각 발광센서(221)(222)(223)로부터 출사된 광이 상기 리드핀(12)에 의해 각각 차광되어 상기 각 수광센서(231)(232)(233)에 도달되는 수광량을 측정하여 상기 리드핀(12)의 정렬상태를 검출할 수 있도록 된 콘트롤러(240)를 포함하여 구성된다.

상기 구성에 있어서, 상기 3개의 발광센서(221)(222)(223)중 221은 그로부터 출사된 광이 IC패키지(10)의 몸체(11)의 일변(L-L')과 나란한 광축을 형성할 수 있도록 설치된다. 그리고, 222 및 223은 각각 그로부터 출사된 광의 축이 221로부터 출사된 광의 축과 각각 소정의 각도(θ)를 이룰 수 있도록 경사진 상태로 221의 양옆에 나란하게 설치된다. 따라서, 도시된 바와 같이 상기 각 발광센서(221)(222)(223)로부터 출사된 광의 축은 대략 IC패키지(10)의 몸체(11)의 일변(L-L') 중앙부의 한점(F)에서 교차된다. 그리고, 상기 3개의 수광센서(231)(232)(233)는 각각 상기 발광센서(221)(222)(223)의 설치구조와 대응되도록 설치되어 리드핀(12)에 의해 차광되지 않은 광을 수광할 수 있도록 되어 있다.

도 5에서 도면 부호 210은 상기 흡착 노즐(211)을 승강 및 회동운동 가능하게 지지하는 헤드부로서, 예를 들면 상기 IC 패키지(10)의 일변의 리드핀(12)에 대한 검사가 완료되면, 상기 헤드부(210)가 상기 흡착 노즐(211)을 이동 또는 회동시켜 다른변의 리드핀에 대한 상태를 검사할 수 있도록 하는 기능을 가진다. 한편, 상기 헤드부(210)는 예컨대, XY로봇이나 다관절 로봇 등에 의해 직교좌표상의 자유로운 이동이 가능하도록 마련되어 있다. 그리고, 도면 부호 220과 230은 각각 상기 발광센서(221)(222)(223)와 수광센서(231)(232)(233)를 지지하기 위한 지지부재이다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 IC 패키지 리드핀 검사장치는, 예컨대 통상적인 부품공급장치 등에 의해 검사대상 IC패키지(10)가 소정 위치에 위치 정렬되면 센서 등을 통한 신호 감지에 의해 상기 헤드부(210)가 위치 이동된 다음, 상기 흡착 노즐(211)이 하강하여 검사대상 IC패키지(10)를 흡착하게 된다. 이와 같이 흡착된 IC패키지(10)는 상기 헤드부(210)의 이동에 의해 상기 발광센서(221)(222)(223)와 수광센서(231)(232)(233) 사이의 검사영역에 위치 정렬된다. 이러한 상태에서 상기 발광센서(221)(222)(223)에서 수광센서(231)(232)(233)로 광이 출사된다. 이때, IC 패키지(10)의 리드핀(12)의 들뜸상태 즉, 높낮이 편차가 크면 클수록 차광되는 광량이 많아지므로 상기 수광센서(231)(232)(233)에 도달되는 광량은 적어진다. 따라서, 상기 발광센서(221)(222)(223)로부터 출사된 광이 IC 패키지(10)의 리드핀(12)에 의해 차광되어 상기 수광센서(231)(232)(233)에 도달되는 광량의 정도를 측정함으로써 검사대상 IC 패키지(10)의 리드핀(12)의 들뜸상태(편평도; Coplanarity)를 검출할 수 있게 된다.

이하에서는 상술한 본 발명에 의한 IC 패키지 리드핀 검사장치를 이용하여 본 발명에 따른 IC 패키지의 리드핀을 검사하기 위한 방법을 설명하면 다음과 같다. 상기 흡착 노즐(211)에 의해 흡착된 상태로 공간상에 위치하게 되는 IC 패키지(10)는, 그 흡착된 위치의 상태에 따라 상기 발광센서(221)(222)(223)로부터 출사된 광이 IC 패키지(10)의 리드핀(12)에 의해 차광되는 상태가 달라지므로 상기 수광센서(231)(232)(233)에 도달되는 수광량도 다르게 된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 IC 패키지(10)의 리드핀(12)은 수광량이 가장 많은 상태로 출력되는 수광센서(233)의 광축상에 배열되는 부분이 최소폭의 차광영역을 가지므로 이를 기준으로 리드핀(12)의 편평도를 판정하게 된다.

한편, 상기 센서는 검사 대상 IC 패키지의 모델, 규격 등에 따라 검사정밀도를 높이기 위해 예컨대, 5개, 7개 등으로 그 설치 수량을 늘려 설치할 수도 있으나, 현실적으로 그 설치 수량에는 한계가 있으므로 한정되는 복수개의 수광센서에 의해 검출된 수광량에 대해 도 7에 도시된 바와 같이 2차식에 의해 도시되는 곡선으로 도식화하고, 상기 곡선의 꼭지점으로부터 X축에 이르는 거리(L)을 리드핀(12)의 최소 차광폭(L)으로 산출함으로써 리드핀(12)의 편평도를 검출할 수 있다. 즉, 본 실시예에서와 같이 3개쌍의 센서가 설치된 경우에 있어서, 다음의 수학식 (1)에 상기 각 수광센서(231)(232)(233)에서 검출된 수광량을 대입하여 계산하면 최소 차광폭(L)이 산출된다.

Y = aX2 + bX + c

상기 수학식 1 및 도 7에서 Y(축)는 차광폭, X(축)는 출사된 각 광의 축이 이루는 각도(θ)의 값을 나타낸다. 그리고, 미지수 a와 b 및 c는 상기 수광센서(231)(232)(233)의 각각의 설치 각도 (-θ, 0, θ)와, 검출된 수광량(y1, y2, y3)을 상기 수학식 1의 Y에 대입하여 얻을 수 있다.

상기 수학식 1에서 최소 차광폭(L)은, c - b2 / 4a(X = -b/2a 일 때)로 계산되므로 각도값 X(= -b/2a)가 다음 수학식 2의 범위를 만족할 때, c - b2 / 4a를 최소 차광폭으로 삼아 리드핀의 편평도 값으로 취하고, 다음의 수학식 2의 범위를 벗어나는 경우에는 -θ와 θ 중 작은값을 나타내는 차광량을 리드핀의 편평도값으로 취한다.

-θ〈X = -b/2a〈θ

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 IC 패키지의 리드핀 검사방법 및 장치는, 흡착 노즐에 흡착된 IC 패키지의 위치 오차를 보정하여 리드핀 검사에 대한 정밀도 및 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims

부품 흡착용 노즐과,

상기 노즐에 흡착되어 공간상에 위치하게 되는 IC 패키지의 일변에 배열된 리드핀을 사이에 두고 상호 나란한 상태로 각각 대응되게 마련되는 복수의 발광센서 및 수광센서와,

상기 발광센서로부터 출사된 광이 상기 리드핀에 의해 차광되어 상기 수광센서에 도달되는 광량을 측정하여 상기 리드핀의 정렬상태를 검출할 수 있도록 된 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 발광센서와 수광센서는 각각 적어도 3개 이상의 홀수개가 마련되는 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 복수의 발광센서중 어느 하나는 그로부터 출사된 광이 상기 IC 패키지의 몸체 일변과 나란한 제1광축을 형성할 수 있도록 설치되고, 나머지는 각각 그로부터 출사된 광의 축이 상기 제1광축과 소정의 각도를 이룰 수 있도록 경사진 상태로 설치된 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 복수의 발광센서는 각각 그로부터 출사된 광의 광축이 상기 IC패키지의 몸체 일변 중앙부의 한점에서 상호 교차되도록 설치된 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사장치.
IC 패키지의 일변에 배열된 리드핀을 사이에 두고 복수의 발광센서와 수광센서를 각각 상호 나란한 상태로 대응되게 위치시킨 상태에서 상기 각 발광센서로부터 대응되는 상기 각 수광센서로 각각 광을 출사시키고,

상기 각 발광센서로부터 출사된 광이 상기 리드핀에 의해 각각 차광되어 대응되는 상기 각 수광센서에 도달되는 광량을 측정하며,

상기 각 수광센서에 수광된 광량의 출력값을 2차 곡선 수식으로 산출하여, 그 2차 곡선의 꼭지점과 상기 각 광의 축이 이루는 각도값으로부터 리드핀의 최소 차광폭을 계산하여 리드핀의 정렬상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사방법.
제5항에 있어서,

상기 발광센서와 수광센서는 각각 적어도 3개 이상의 홀수개가 마련되는 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 복수의 발광센서중 어느 하나로부터 출사된 광은 상기 IC 패키지의 몸체 일변과 나란한 제1광축을 형성하고, 나머지로부터 각각 출사된 광의 광축은 상기 제1광축과 소정의 각도를 이룰 수 있도록 상기 IC 패키지의 몸체 일변과 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 복수의 발광센서는 각각 그로부터 출사된 광의 광축이 상기 IC패키지의 몸체 일변 중앙부의 한점에서 상호 교차되도록 된 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사방법.
제5항에 있어서,

상기 2차 곡선 수학식은,

Y = aX2 + bX + c (Y는 차광폭, X는 출사된 각 광의 축이 이루는 각도-θ, 0, θ의 값, 그리고, a와 b 및 c는 상기 각 수광센서에서 검출된 수광량의 값과 각 광의 축이 이루는 각도의 값을 대입하여 얻을 수 있는 미지수)에 의해 표시되는 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사방법.
제1항 또는 제9항에 있어서,

상기 리드핀의 최소 차광폭은,

상기 2차 곡선 수학식과, 수학식 -θ〈X = -b/2a〈θ을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 IC 패키지의 리드핀 검사방법.