KR19990016803A - Ｂｇａ 반도체패키지용 검사시스템의 검사부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BGA 반도체패키지용 검사시스템의 검사부에 관한 것으로서, BGA 반도체패키지제조시 자재의 솔더볼을 검사하기 위해 다수의 자재가 안치된 트레이를 수작업을 이용하여 검사장치로 공급할 때 취급부주위에 의한 자재의 유동으로 자재의 손상발생과 취급이 용이하지 못하였고, 비젼에 각각의 자재를 셋팅시 셋팅작업성이 용이하지 못하였으며, 검사의 작업성 저하와 검사신뢰도를 약화시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 BGA 반도체패키지의 솔더볼검사하기 위해 플로어부에 공급된 자재이송트레이에 안치된 자재를 흡착 및 업/다운시키는 흡착블록과 솔더볼에 빛을 발광시키는 램프와 솔더볼의 미스볼 및 볼포지션을 체킹하는 비젼을 구비하여 솔더볼 검사의 미스볼과 볼 포지션의 검사를 용이하게 하고, 검사의 정확성을 기하여 제품의 신뢰도를 높일 수 있게 한 효과가 있다.

Description

ＢＧＡ 반도체패키지용 검사시스템의 검사부

본 발명은 BGA반도체패키지용 검사시스템의 검사부에 관한 것으로서, 특히 BGA 반도체패키지의 제조공정중 솔더볼을 검사할 수 있도록 검사장치에 흡착블록과 비젼을 구비하여 솔더볼의 검사를 용이하게 한 반도체패키지용 검사시스템의 검사부에 관한 것이다.

일반적으로 카파(Cupper)가 적층되고, 그 상부에 PCB가 구비되어 있는 BGA반도체패키지에서는 제조공정중 싱귤레이션[Singulation: BGA반도체패키지에 있어 탑재부에 반도체칩과 와이어와 솔더볼(Solder Ball)과 패키지가 형성된 하나의 유니트(Unit)를 스트립(Strip)단위의 PCB에서 분리시키는 작업이 문제점으로 발생되었다.

즉, 스트립단위의 PCB 에서 형성된 각 패턴에 와이어가 연결되고, 패키지성형 및 솔더볼 융착이 완료된 상태에서 싱귤레이션 작업을 시행하므로서 도 7과 같은 슈퍼 BGA 반도체패키지의 금속층으로 된 카파층에 의해 PCB에 설계된 패턴과 와이어에 충격이 가해져 변형 및 단락 등의 불량이 발생되었고, 싱귤레이션 툴이 카파에 의해 쉽게 마모되는 폐단이 있었으며, 자재에 가해지는 스트레스에 의해 제품의 작동기능성에 대한 품질을 약화시키는 문제점과 고가품인 금속의 싱귤레이션 후 발생된 폐자재의 자재로스가 많이 발생되는 폐단이 있었다.

그러나, 상기한 방법으로 BGA반도체패키지의 제조시에는 싱귤레이션 작업을 배제시켜 제조작업의 생산성과 제품의 품질을 한층 높일 수 있는 장점도 가지고 있다.

이러한 BGA 반도체패키지의 제조과정은 자재를 안치시킬 수 있는 트레이에 적재된 다수의 자재가 공급되면 각 자재를 1개의 스트립으로 이루어진 자재이송트레이(보통 5-6개정도의 자재가 안치될 수 있게 함)에 각각 안치시킨다.

자재이송트레이에 안치된 자재는 다이어태치공정에서 반도체칩을 부착시키고, 와이어본딩공정에서 와이어를 연결본딩시키며, 몰딩공정에서 패키지를 성형시킨다음, 범핑공정에서 PCB에 형성된 랜드에 솔더볼을 융착시킨후 패키지에 인쇄마킹을 한다.

인쇄마킹 완료된 자재는 자재이송트레이에서 트레이에 안치시킨후 각 자재의 솔더볼 포지션과 미스볼 및 불량볼을 검사하는 검사공정을 시행한다.

이렇게 검사공정을 거친 양품자재(완제품)는 트레이에 안치된 상태에서 포장을 하여 출하될 수 있게 한 것이다.

이와같이 된 종래의 BGA반도체패키지의 검사를 행하기 위해서는 반도체칩부착과 와이어본딩과 패키지성형과 솔더볼의 융착이 완료된 자재(P)가 트레이에 다수 적재된 상태에서 비젼이 구비된 검사장치도 작업자의 수작업을 통해 공급안치시킨다.

이렇게 검사장치에 공급된 자재(P)는 작업자가 수동으로 검사장치를 조작시켜 가 자재(P)가 비젼위치에 각 자재(P)가 셋팅되도록 함으로서, 미스볼과 솔더볼의 포지션 등을 검사할 수 있게 한 것이다.

그러나, 상기한 BGA 반도체패키지의 자재를 검사할 때 다수의 자재(P)가 안치된 트레이를 검사장치로 이동운반공급시 취급부주위에 따른 자재(P)의 유동발생으로 자재(P)의 손상과 운반이송이 용이하지 못하였고, 다수의 자재(P)를 비젼에 셋팅시키는 수작업의 난이함으로 검사작업성을 크게 저하시켰고, 수작업에 의존한 검사에 의해 검사 신뢰도를 약화시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, BGA 반도체패키지의 솔더볼검사하기 위해 플로어부에 공급된 자재이송트레이에 안치된 자재를 흡착 및 업/다운시키는 흡착블록과 솔더볼에 빛을 발광시키는 램프와 솔더볼의 미스볼 및 볼포지션을 체킹하는 비젼을 구비하여 솔더볼의 검사작업을 용이하게 한 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 검사시스템의 전체 평면구성도.

도 2는 본 발명의 검사시스템의 전체 정면구성도.

도 3은 본 발명의 검사시스템에 적용된 검사부의 정면도.

도 4는 본 발명의 검사시스템에 적용된 검사부의 좌측면도.

도 5는 본 발명의 검사부의 작동상태도로서,

(a)는 흡착블록의 초기상태도,

(b)는 흡착블록이 자재를 흡착시킨후 상승된 상태도이다.

도 6은 본 발명의 검사시스템의 전체 작동상태도.

도 7은 일반적인 슈퍼 BGA 반도체패키지의 단면구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

S ; 검사장치 50 ; 플로어부

VJ ; 비젼죤 70 ; 검사부

V ; 비젼 71 ; 발광부

72 ; 구멍 73 ; 램프

74 ; 실린더 75 ; 안내로드

80 ; 흡착블록 81 ; 흡착공

82 ; 풀리 82A ; 실린더

83 ; 홀더 84 ; 모터

85 ; 벨트 86 ; 실린더

P ; 자재 SB ; 솔더볼

FT ; 자재이송트레이

이하 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

BGA 반도체패키지의 자재(P)에 형성된 솔더볼(SB)을 검사하는 검사장치(S)의 플로어부(50)에 형성된 비젼죤(VJ)의 하측으로 자재이송트레이(FT)에 안치된 자재(P)를 흡착고정 및 상하 업/다운시킬 수 있도록 설치된 흡착블록(80)과 ;

상기 흡착블록(80)에 흡착된 자재(P)의 솔더볼(SB) 주변에 빛을 발산시킬 수 있도록 비젼죤(VJ) 상부에 설치된 발광부(71)와 ;

상기 솔더볼(SB) 주변에 발광된 빛으로 솔더볼(SB)의 미스볼과 볼포지션을 정확하게 검사할수 있도록 발광부(71) 상부에 설치된 비젼(V)을 가진 검사부(8)와 ;

를 포함하는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 첨부도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 검사장치가 적재된 검사시스템(S)의 구성도로서 자재(P)가 안치된 자재이송트레이(FT)가 적층수납되어진 매거진(M)을 공급시킬 수 있는 공급장치(10)가 검사장치(S)의 베이스(B) 일측에 구비된다.

상기 공급장치(10)의 타측 길이방향에는 공급장치(10)의 매거진(M)에서 인출된 자재이송트레이(FT)의 이송과 이송되는 자재이송트레이(FT)를 안내하는 플로어부(50)를 구비한다.

상기 플로어부(50)의 소정위치 하부에는 자재이송트레이(FT)에 안치된 자재(P)를 흡착과 승하강 및 회전시키고, 이 상부에는 자재(P)의 솔더볼(SB)을 검사하는 검사부(70)를 구비한다.

상기 검사부(70)의 타측에는 솔더볼(SB)의 검사가 완료되어 양품과 불량품을 선별하고, 선별된 각 자재(P)는 자재이송트레이(FT)에서 각 트레이(T)에 공급시킬 수 있는 선별부(90)를 구비한다.

상기 선별부(90)의 타측에는 선별부(90)에서 자재(P)가 선별되어 빈 자재이송트레이(FT)가 배출되는 배출부(100)를 구비한다.

이러한 검사부(70)는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 플로어부(50)의 안내레일(51)에 자재(P)의 솔더볼(SB)을 검사할 수 있는 비젼죤(VJ)의 안내레일(51) 하부에는 흡착블록(80)을 구비한다.

상기 흡착블록(80)은 실린더(82A)에 의해 자재(P)의 하부를 흡착시키는 흡착공(81)이 구비되고, 하부에는 풀리(82)를 구비하여 홀더(83)의 전방에 구비된 모터(84)와 벨트(85)로 연결되고, 홀더(83)하부에는 상하 이송되도록 실린더(86)가 구비된다.

상기한 흡착블록(80)의 상부에는 다수의 램프(73)가 구멍(72) 내주연에 설치된 발광부(71)를 안내로드(75)에 설치하고, 발광부(71)는 실린더(74)에 의해 상하 이송가능하게 하며, 발광부(71)의 상부에는 비젼(V)을 가진 검사부(70)를 구비한 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 6에서 보는바와 같이 1개의 자재이송트레이(FT)에 솔더볼(SB)이 구비된 평균 5∼6개의 자재(P)를 안치시킨상태로 매거진(M)에 적층 수납시킨다.

자재이송트레이(FT)가 적층된 매거진(M)은 공급장치(10)의 인풋컨베이어(11)에 구비된 안내부 상부에 안치시키면 모터(14)의 구동으로 작동하는 벨트에 의해 후방의 스톱퍼(15)까지 이동된 후 정지한다.

상기 안내부에서 스톱퍼(15)에 이동된 매거진(M)은 상부의 그립퍼(20)가 실린더의 작동으로 하강되어 좌우측의 고정구A, B(22)(23)가 매거진(M)의 양측상부에 위치하고, 고정구B(23)는 매거진(M)의 우측면에 접촉된다.

이렇게 그립퍼(20)가 하강되면 실린더의 작동으로 고정구A(22)를 동작시켜 매거진(M)의 좌측면을 고정시킨다.

상기 그립퍼(20)의 고정구A, B(22)(23)가 매거진(M)을 클램핑시키면 실린더의 작동으로 그립퍼(20)가 초기위치까지 상승된 후 후진하여 후방의 엘리베이터(30)으로 매거진(M)을 이송시킨 다음, 하강하여 엘리베이터(30)의 안치구에 매거진(M)을 안치시킨다.

매거진(M)이 안치구에 안치되면 안치구의 상부에 구비된 고정판이 실린더에 의해 하강작동하여 매거진(M)의 상부를 가압고정시키고, 동시에 매거진(M)을 클램핑하고 있는 그립퍼(20)의 고정구A, B(22)(23)가 클램프력이 해제된 상태에서 초기상태로 복귀된다.

이렇게 매거진(M)이 엘리베이터(30)의 안치부에 안치되어 고정판으로 고정되면 도 6(c)에서 보는 바와 같이 푸셔부(40)의 실린더 작동으로 로드(41)가 작동되고, 동시에 매거진(M)내의 자재이송트레이(FT)가 외부로 인출되면서 플로어부(50)의 안내레일(51)에 공급된다.

플로어부(50)의 안내레일(51)에 자재이송트레이(FT)가 공급되면 이송구A(52)가 실린더의 작동으로 하강하여 홀더(55)에 비젼죤(VJ)까지 자재이송트레이(FT)가 이송되도록 하고, 도 5(a)의 흡착블록(80)이 실린더(86)의 작동에 의해 상승하여 실린더(82A)의 흡착력으로 흡착공(81)을 통해 자재(P)를 흡착시켜 도 5(b)와 같이 된다.

이렇게 자재(P)가 흡착블록(80)에 흡착되어 자재이송트레이(FT)에서 상승되면 발광부(71)의 램프(73) 빛이 자재(P)의 솔더볼(SB)에 비쳐지게 된다.

솔더볼(SB)의 램프(73) 빛이 비쳐지면 상부의 비젼(V)이 솔더볼(SB)의 볼포지션과 미스볼을 체킹하여 검사하게 된다.

이때 발광부(71)는 램프(73)의 불빛이 솔더볼(SB)과 그 주변의 금속재의 자재이송트레이(FT) 및 안내레일(51) 등에 난반사되어 비젼(V)에 악영향을 끼치는 것을 방지하도록 실린더(74)의 작동에 의해 안내로드(75)에서 상하 업다운될 수 있게 하여 최상의 위치에 셋팅된 상태로 검사를 시행할 수 있게 한 것이다.

따라서, 램프(73)의 발광에 의한 솔더볼(SB)의 검사를 정확하게 하여 검사신뢰도를 높인 것이다.

또한 상기 검사가 완료되면 실린더(86)의 복귀작동으로 흡착블록(80)이 하강되어 버큠력 해제에 따른 자재(P)를 자재이송트레이(FT)에 안치시킨다.

자재이송트레이(FT)에 자재(P)가 안치되면 이송구A(52)에 의해 1유니트씩 이동되어 1개의 자재이송트레이(FT)에 안치된 모든자재(P)의 검사가 완료되면 자재이송트레이(FT)는 이송구B(60)에 의해 클램프되어 비젼죤(VJ)에서 안내레일(51)을 따라 선별부(90)로 공급된다.

선별부(90)에 자재이송트레이(FT)가 공급되면 검사부(70)에서 양품과 불량을 인식하고 있는 제어시스템에 의해 승하강 및 좌우이동하는 로보트의 가 각각의 자재(P)를 버큠력으로 흡착시켜 양품트레이와 불량트레이에 각각 자재(P)를 선별공급 안치시키고,자재(P)가 비어진 자재이송트레이(FT)는 이송구B(60)의 작동으로 안내레일(51)를 따라 선단부까지 이동되어 상하엎다운되는 배출부(100)에 구비된 빈매거진에 순차적으로 배출될 수 있게 한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 BGA 반도체패키지의 솔더볼검사하기 위해 플로어부에 공급된 자재이송트레이에 안치된 자재를 흡착 및 업/다운시키는 흡착블록과 솔더볼에 빛을 발광시키는 램프와 솔더볼의 미스볼 및 볼포지션을 체킹하는 비젼을 구비하여 솔더볼 검사의 미스볼과 볼포지션의 검사를 용이하게 하고, 검사의 정확성을 기하여 제품의 신뢰도를 높일 수 있게 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. BGA 반도체패키지의 자재(P)에 형성된 솔더볼(SB)을 검사하는 검사장치(S)의 플로어부(50)에 형성된 비젼죤(VJ)의 하측으로 자재이송트레이(FT)에 안치된 자재(P)를 흡착고정 및 상하 업/다운시킬 수 있도록 설치된 흡착블록(80)과 ;

   상기 흡착블록(80)에 흡착된 자재(P)의 솔더볼(SB) 주변에 빛을 발산시킬 수 있도록 비젼죤(VJ) 상부에 설치된 발광부(71)와 ;

   상기 솔더볼(SB) 주변에 발광된 빛으로 솔더볼(SB)의 미스볼과 볼포지션을 정확하게 검사할수 있도록 발광부(71) 상부에 설치된 비젼(V)을 가진 검사부(8)와 ;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 BGA 반도체패키지용 검사시스템의 검사부.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡착블록(80)은 검사장치(S)의 베이스(B) 상부에 설치된 실린더(86)에 의해 상하 업다운되는 홀더(83) 상부에 설치되고, 상부에는 흡착공(81)과 이 하부에 실린더(83)을 연결시키며, 실린더(82A)의 상부에는 풀리(82)를 구비하여 홀더(83)의 상부에 구비된 모터(84)와 벨트(85)로 연결시킨 것을 특징으로 하는 BGA 반도체패키지용 검사시스템의 검사부.
3. 제1항에 있어서, 상기 발광부(71)는 비젼죤(VJ)의 후방에 구비된 안내로드(75)에 전방으로 실린더(74)에 의해 상하 이송가능하게 설치하고, 발광부(71)의 중앙에는 구멍(72)을 형성하며, 구멍(72) 내주연에는 다수의 램프(73)가 형성된 것을 특징으로 하는 BGA 반도체패키지용 검사시스템의 검사부.