KR200368650Y1

KR200368650Y1 - 반도체 패키지의 테스트 핸들러

Info

Publication number: KR200368650Y1
Application number: KR20-2004-0025645U
Authority: KR
Inventors: 김석호; 김용운; 장명철
Original assignee: 에스피반도체통신 주식회사
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2004-11-26

Abstract

본 고안은 반도체 패키지 검사공정에 사용되는 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지(package)의 전기적 특성 검사와 마킹 작업, 외관 검사 그리고 최종 포장까지 연속적으로 수행할 수 있는 반도체 패키지의 테스트 핸들러(test handler) 및 그 검사 방법에 관한 것이다. 본 고안은 상기 반도체 패키지들을 공급하는 피이더(feeder); 상기 피이더로부터 공급되는 반도체 패키지를 홀딩하는 복수의 홀더들; 상기 홀더들이 가장자리에 등간격으로 설치되는 그리고 상기 홀더에 놓여진 반도체 패키지를 검사를 위한 위치로 이동시키기 위해 회전하는 인덱스 테이블; 상기 인덱스 테이블 주변에 인접하게 배치되는 그리고 상기 홀더에 놓여져 있는 상기 반도체 패키지에 테스트 소켓을 통해 일시적으로 연결되어 상기 반도체 패키지의 전기적 특성을 검사하는 테스터 장치; 상기 테스터장치에서 전기적 특성 검사를 마친 반도체 패키지의 일면에 정보를 마킹하는 마킹장치; 및 상기 마킹장치에서 마킹처리된 반도체 패키지의 외관을 촬영하여 외관 검사를 하는 비젼장치를 포함하는데 있다.

Description

반도체 패키지의 테스트 핸들러{TEST HANDLER FOR TEST OF SEMICONDUCTOR PACKAGE}

본 고안은 본 고안은 반도체 패키지 검사공정에 사용되는 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지(package)의 전기적 특성 검사와 마킹 작업, 외관 검사 그리고 최종 포장까지 연속적으로 수행할 수 있는 반도체 패키지의 테스트핸들러(test handler)에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼에 칩(Chip) 상태로 존재하던 반도체 집적회로는 일련의 패키징(Packaging) 공정을 거치면서 외부의 충격으로부터 칩이 보호되는 패키지 형태로 재가공된다. 가공이 끝난 반도체 패키지(Package)는 사용자에게 전달되기에 앞서 최종적으로 전기적인 기능 검사(Final test)를 수행하게 된다. 이때, 컴퓨터에 각종 계측기기를 장착한 테스터(tester)와 패키지를 자동으로 이송시켜 테스터와 연결시키는 장치인 핸들러(handler)를 사용하게 되며, 이러한 설비를 테스트 핸들러라고 한다.

일반적으로, 이 테스트 핸들러에서 전기적 특성 검사를 마친 반도체 패키지는 마킹설비로 옮겨진 후 각종 정보(반도체 칩의 종류, 제조회사, 상호 등)를 마킹하게 된다. 그리고, 마킹 검사 시스템으로 이동되어 그 마킹 상태(외관 상태)를 검사하게 된다. 그러나, 대부분의 마킹 검사 시스템에서는 마킹과 관련된 부분만을 검사하고 있을 뿐, 마킹 부분 외의 외관불량 검출 능력은 매우 부족한 실정이다. 대표적인 것으로, 리드(LEAD)의 스텐드 오프(stand off) 불량 검출 능력이 종전의 마킹 검사 시스템에서는 떨어지는 것이다.

그래서, 반도체 패키지의 외관 검사는 다수의 사람이 일일이 수작업으로 검사하고 있는 실정으로, 그 검사 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 정확성도 매우 떨어지는 단점이 있다. 또한 인건비 증가로 인해 결국 제품의 가격을 상승시키는 한 원인이 되고 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 반도체 패키지의 리드 불량을 정확하고 신속하게 검사함과 동시에 양품 및 불량품으로 분류하여 신속 정확하게 배출할 수 있는 새로운 형태의 패키지 검사를 위한 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 전기적 특성 검사, 마킹 작업 그리고 마킹 불량 검사 및 리드 불량 검사를 인-라인 방식으로 순차적으로 연속 진행할 수 있는 새로운 형태의 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 장치 구성을 보여주는 평면 구성도;

도 2는 본 고안에서 가장 중요한 비젼장치를 설명하기 위한 도면;

도 3은 비젼장치에서 반도체 패키지의 리드 촬영 방식을 보여주는 도면;

도 4는 본 고안의 테스트 핸들러에서의 검사 방법에 대한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 인덱스 테이블

120 : 테스터 장치

130 : 마킹 장치

140 : 비젼 장치

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 상기 반도체 패키지들을 공급하는 피이더(feeder); 상기 피이더로부터 공급되는 반도체 패키지를 홀딩하는 복수의 홀더들; 상기 홀더들이 가장자리에 등간격으로 설치되는 그리고 상기 홀더에 놓여진 반도체 패키지를 검사를 위한 위치로 이동시키기 위해 회전하는 인덱스 테이블; 상기 인덱스 테이블 주변에 인접하게 배치되는 그리고 상기 홀더에 놓여져 있는 상기 반도체 패키지에 테스트 소켓을 통해 일시적으로 연결되어 상기 반도체 패키지의 전기적 특성을 검사하는 테스터 장치; 상기 테스터장치에서 전기적 특성 검사를 마친 반도체 패키지의 일면에 정보를 마킹하는 마킹장치; 및 상기 마킹장치에서 마킹처리된 반도체 패키지의 외관을 촬영하여 외관 검사를 하는 비젼장치를 포함하는데 있다.

본 고안에 의하면, 상기 비젼장치는 상기 반도체 패키지의 마킹 상태를 촬영하는 제1카메라; 상기 반도체 패키지의 리드를 촬영하는 제2카메라; 및 상기 제1카메라와 상기 제2카메라로부터 영상신호를 전송 받아, 미리 입력되어 있는 테이터와 비교하여 마킹 불량 유무 및 리드 불량 유무를 판정하는 마이컴을 포함한다.

본 고안에 의하면, 상기 비젼장치는 상기 반도체 패키지의 리드에 그림자가 생기도록 상기 반도체 패키지의 리드 측방에서 빛을 조사하는 조명장치를 더 포함하고, 상기 제2카메라는 상기 조명장치에 의해 발생된 상기 반도체 패키지의 리드 그림자를 촬영하고, 상기 마이컴은 그림자의 길이와 모양에 따라 리드 불량 유무를 판정하게 된다.

본 고안에 의하면, 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러는 상기 마이컴으로부터 발생되는 신호에 의해 양품만을 선별적으로 상기 홀더로부터 추출하여 케리어 테이프에 수납하는 추출장치와, 상기 홀더로부터 이탈된 불량품을 받아내는 부품받이를 더 포함한다.

본 고안에 의하면, 상기 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러는 상기 마킹장치와 상기 비젼장치 사이에 설치되어, 반도체 패키지의 표면에 붙은 이물질을 제거하는 크리닝장치를 더 포함한다.

본 고안에 의하면, 상기 인덱스 테이블은 일정각도만큼씩 회전된 후 정지하고 다시 일정각도만큼씩 회전되는 동작을 반복하여 작동된다.

본 고안의 반도체 패키지의 검사 방법은 상기 반도체 패키지들을 회전하는 인덱스 테이블에 설치된 홀더들에 순차적으로 공급하는 단계; 상기 인덱스 테이블을 회전시켜 상기 홀더에 수납되어 있는 반도체 패키지를 검사를 위한 위치들로 이동시키는 단계; 상기 인덱스 테이블의 회전에 의해 이동된 상기 반도체 패키지에테스트 소켓을 일시적으로 연결하여 상기 반도체 패키지의 전기적 특성을 검사하는 단계; 상기 인덱스 테이블의 회전에 의해 이동된 상기 반도체 패키지의 일면에 정보를 마킹하는 단계; 상기 인덱스 테이블의 회전에 의해 이동된 상기 반도체 패키지의 외관을 촬영하여 외관 검사를 하는 비젼단계를 포함한다.

본 고안에 의하면, 상기 비젼단계는 상기 반도체 패키지의 리드에 그림자가 생기도록 조명장치를 사용하여 상기 반도체 패키지의 리드 측방에서 빛을 조사하는 단계; 상기 조명장치에 의해 발생된 상기 반도체 패키지의 리드 그림자를 촬영하는 단계; 상기 촬상된 그림자의 길이와 모양을 미리 입력되어 있는 테이터와 비교하여 리드 불량 유무를 판별하는 단계를 포함한다.

본 고안에 의하면, 상기 비젼단계는 상기 반도체 패키지의 마킹 상태를 촬영하는 단계; 상기 촬상된 영상과 미리 입력되어 있는 테이터를 비교하여 마킹 불량 유무를 판정하는 단계를 더 포함한다.

본 고안에 의하면, 양품만을 선별적으로 상기 홀더로부터 추출하여 케리어 테이프에 수납하는 추출단계를 더 포함한다.

예컨대, 본 고안의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

본 고안은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1은 본 고안의 장치 구성을 보여주는 평면 구성도이고, 도 2는 본 고안에서 가장 중요한 비젼장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 비젼장치에서 반도체 패키지의 리드 촬영 방식을 보여주는 도면이다. 도 4는 본 고안의 테스트 핸들러에서의 검사 방법에 대한 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 테스트 핸들러(100)는 반도체 패키지의 전기적 특성 검사공정, 마킹 공정, 비젼 공정 그리고 분류 공정(양품과 불량품 분류)을 연속적으로 처리할 수 있는 인라인 방식의 시스템이다. 그 구성을 크게 나누어보면 피이더(102), 인덱스 테이블(110), 홀더들(112), 테스터 장치(120), 마킹 장치(130), 비젼 장치(140), 그리고 추출장치 등을 포함한다.

상기 인덱스 테이블(110)은 가장자리에 상기 홀더(112)들이 30도 간격으로 12개가 설치된다. 반도체 패키지(10)는 상기 피이더(102)를 통해 상기 홀더(112)들에 순차적으로 수직하게 공급된다. 이렇게 상기 홀더(112)에 공급된 반도체 패키지(10)는 30도 간격으로 회전되는 인덱스 테이블에 의해 12개의 포지션(p1-p12)으로 이동된다. 즉, 상기 인덱스 테이블은 30도 회전된 후, 일정시간 동안 정지한 다음 다시 30도 회전하는 식으로 작동된다. 상기 인덱스 테이블이 일시 정지된 시간동안 각 포지션에서는 각 공정들(전기적 특성 검사공정, 마킹 공정, 비젼 공정 그리고 분류 공정)이 진행된느 것이다.

우선, 각 포지션에서의 공정 과정을 간단하게 설명하면 다음과 같다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 제1포지션(p1)에서는 상기 피이더(102)로부터 상기 홀더(112)로 반도체 패키지(10)가 공급된다(s12). 제2포지션(p2)에서는 홀더(112)에 홀딩된 반도체 패키지가 정렬된다. 제3포지션 내지 제5포지션(p3-p5)에서는 반도체 패키지의 전기적 특성 검사가 3단계에 걸쳐 진행된다(s14). 제7포지션(p7)에서는 반도체 패키지의 표면에 각종 정보(반도체 칩의 종류, 제조회사, 상호 등)를 마킹하는 공정이 진행된다(s16). 제8포지션(p8)에서는 브러쉬(180)를 사용하여 반도체 패키지 표면을 청소하게 된다(s18). 제9포지션(p9)에서는 반도체 패키지의 표면 검사(즉 비젼 공정)가 진행된다(s20). 제10포지션(p10)에서는 정품으로 판정된 반도체 패키지(10)가 홀더(112)로부터 이탈되고, 이탈된 반도체 패키지는 추출장치(150)에 의해 진공흡착된 상태로 캐리어 테이프(160)로 옮겨진다(s22). 제11포지션(p11)에서는 불량품으로 판정된 반도체 패키지가 홀더로부터 이탈되어 부품받이통(170)에 담겨진다(s24).

상기 테스터 장치(120)는 제3,4,5포지션 각각에 인접하게 배치되어 상기 반도체 패키지(10)에 일시적으로 연결되는 테스트 소켓들(122)을 갖으며, 이 테스트 소켓(122)이 각각의 포지션에 위치된 반도체 패키지(10)의 리드(12)에 연결되면 상기 테스터 장치(120)로부터 전기적인 신호가 상기 테스트 소켓(122)을 통해 반도체 패키지(10)에 인가되어 반도체 패키지의 전기적 특성을 검사하게 된다.

상기 마킹장치(130)는 상기 제7포지션 전방에 설치된다. 상기 마킹장치(130)는 레이저를 이용하여 반도체 패키지(10) 표면에 문자를 마킹하게 된다. 물론, 상기 마킹장치(130)는 상기 테스터 장치에서 전기적 특성 검사 결과 양품 판정을 받은 반도체 패키지에만 마킹을 실시하게 된다.

마킹 처리된 반도체 패키지는 제8포지션(p8)에 설치된 크리닝 장치인 브러쉬(180)에 의해 표면이 청소된 후 제9포지션(p9)으로 이동된다. 필요에 따라 상기 크리닝 장치는 반도체 패키지 표면으로 청정공기를 분사하여 표면에 붙은 이물질을 제거하는 에어분사 장치를 구비할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 비젼장치(140)는 본 고안에서 가장 중요한 구성요소이다. 상기 비젼장치(140)는 상기 마킹장치(130)에서 마킹처리된 반도체 패키지(양품)의 외관을 촬영하여 외관 불량 유무를 판단하게 된다. 상기 비젼장치(140)는 제1카메라(142), 제2카메라(144), 조명장치(146) 그리고 마이컴(148)을 포함한다. 상기 제1,2카메라(142,144)와 조명장치(146)는 상기 제9포지션(p9) 전방에 인접하게 배치된다. 상기 제1카메라(142)는 반도체 패키지(10)의 일면(마킹된 면)의 정면에서 촬영하며, 상기 제2카메라(144)는 상기 조명장치(146)에 의해 발생된 상기 반도체 패키지의 리드(12) 그림자(12a)를 측방향에서 촬영하게 된다. 상기 조명장치(146)는 상기 제2카메라(144)와는 대칭되는 방향에 배치되어 상기 반도체 패키지의 리드(12)의 그림자가 생기도록 상기 반도체 패키지의 리드 측방에서 빛을 조사하게 된다.

상기 마이컴(148)은 상기 제1카메라(142)로부터 영상신호를 전송받아 미리 입력되어 있는 테이터와 비교하여 마킹 불량, 표면상태(스크래치 및 오염) 등을 판단하게 된다. 또한, 상기 마이컴(148)은 상기 제2카메라(144)로부터 영상정보(리드그림자의 길이와 모양)를 전송받아 미리 입력되어 있는 데이터와 비교하여 리드 불량(stand-off)을 검출하게 된다. 즉, 도 3에서와 같이 상기 리드(12)가 휘어지면 그림자의 길이(또는 폭)가 길어지거나 짧아지게 되고, 마이컴은 리드 그림자의 길이를 가지고 스텐드 오프를 측정하게 된다.

상기 마이컴(148)은 사용자가 용이하게 작동할 수 있는 위치에 설치되고, 상기 마이컴(148)의 내용을 디스플레이할 수 있는 모니터(미도시됨)를 통해 상기 카메라들에 의해 촬영된 영상을 직접 확인할 수도 있다. 그리고, 상기 마이컴(148)의 키보드를 통해 상기 반도체 패키지의 양품 및 불량품의 개수와 비율을 사용자가 용이하게 확인할 수도 있다. 또한, 상기 마이컴의 신호에 의해 상기 추출장치 등을 각각 구동시켜 상기 반도체 패키지의 양품, 불량품을 분류할 수 있는 것이다.

이처럼, 본 고안에서는 상기 제2카메라(144)가 반도체 패키지의 리드(12)를 직접 촬영하지 않고 간접방식으로 리드(12)의 그림자(12a)를 촬영하는 것은, 리드가 금속(구리)으로 되어 있기 때문에 리드를 직접 촬영할 경우 조명에 의한 난반사 등으로 깨끗한 영상을 얻을 수 없어 정확한 판별이 어렵고, 이를 해결하기 위해서는 소프트웨어 적인 처리에 많은 어려움이 있기 때문이다.

상기 제9포지션(p9)에서 비젼 검사를 마친 반도체 패키지는 제10포지션(p10)에서 양품만 추출하게 된다. 즉, 양품판정을 받은 반도체 패키지가 상기 제10포지션(p10)에 위치되면, 상기 홀더의 하단부가 오픈 되면서 반도체 패키지(10)가 상기 제10포지션 아래에 설치된 가이드(114)를 따라 흘러내린 후, 추출장치(150)에 의해 진공 흡착되어 캐리어 테이프(160)에 수납되어 포장된다. 그리고 이 캐리어 테이프는 릴(reel;162)에 감겨서 출하된다.

그리고, 불량품으로 판정된 반도체 패키지(10)는 홀더(112)에 수납된 상태로 제11포지션(p11)으로 이송되고, 홀더(112)의 하단부가 오픈되면서 홀더에 수납된 반도체 패키지(불량품)는 제11포지션에 위치된 부품받이(170)로 떨어지게 된다.

한편, 본 고안은 상기의 구성으로 이루어진 반도체 패키지에 대한 테스트 핸들러에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기 인덱스 테이블의 회전은 모터 구동에 의해 이루어지는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서, 본 고안에 따른 테스트 핸들러의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 고안을 적용하면, 마킹 검사와 외관 검사를 효율적으로 수행할 수 있다. 특히, 반도체 패키지의 리드 그림자를 가지고 판별함으로써, 조명에 의한 난반사 등이 없어 외관 검사의 정확성과 신뢰성을 높이고 외관 결함이 검출율을 향상시킬 수 있다.

Claims

반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러에 있어서:

상기 반도체 패키지들을 공급하는 피이더(feeder);

상기 피이더로부터 공급되는 반도체 패키지를 홀딩하는 복수의 홀더들;

상기 홀더들이 가장자리에 등간격으로 설치되는 그리고 상기 홀더에 놓여진 반도체 패키지를 검사를 위한 위치로 이동시키기 위해 회전하는 인덱스 테이블;

상기 인덱스 테이블 주변에 인접하게 배치되는 그리고 상기 홀더에 놓여져 있는 상기 반도체 패키지에 테스트 소켓을 통해 일시적으로 연결되어 상기 반도체 패키지의 전기적 특성을 검사하는 테스터 장치;

상기 테스터장치에서 전기적 특성 검사를 마친 반도체 패키지의 일면에 정보를 마킹하는 마킹장치;

상기 마킹장치에서 마킹처리된 반도체 패키지의 외관을 촬영하여 외관 검사를 하는 비젼장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.
제1항에 있어서,

상기 비젼장치는

상기 반도체 패키지의 마킹 상태를 촬영하는 제1카메라;

상기 반도체 패키지의 리드를 촬영하는 제2카메라; 및

상기 제1카메라와 상기 제2카메라로부터 영상신호를 전송 받아, 미리 입력되어 있는 테이터와 비교하여 마킹 불량 유무 및 리드 불량 유무를 판정하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.
제2항에 있어서,

상기 비젼장치는

상기 반도체 패키지의 리드에 그림자가 생기도록 상기 반도체 패키지의 리드 측방에서 빛을 조사하는 조명장치를 더 포함하고,

상기 제2카메라는 상기 조명장치에 의해 발생된 상기 반도체 패키지의 리드 그림자를 촬영하고,

상기 마이컴은 그림자의 길이와 모양에 따라 리드 불량 유무를 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.
제2항에 있어서,

상기 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러는

상기 마이컴으로부터 발생되는 신호에 의해 양품만을 선별적으로 상기 홀더로부터 추출하여 케리어 테이프에 수납하는 추출장치와,

상기 홀더로부터 이탈된 불량품을 받아내는 부품받이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.
제2항에 있어서,

상기 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러는

상기 마킹장치와 상기 비젼장치 사이에 설치되어, 반도체 패키지의 표면에 붙은 이물질을 제거하는 크리닝장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.
제2항에 있어서,

상기 크리닝 장치는 상기 반도체 패키지의 표면을 닦기 위한 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.
제2항에 있어서,

상기 인덱스 테이블은 일정각도만큼씩 회전된 후 정지하고 다시 일정각도만큼씩 회전되는 동작을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사를 위한 테스트 핸들러.