KR20070059653A - 픽 앤드 플레이스 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 픽 앤드 플레이스 시스템은 반도체 패키지를 운반하는 캐리어, 상기 캐리어로부터 상기 반도체 패키지를 픽업하는 하나 이상의 제1픽커가 방사형으로 배열되어, 소정의 방향으로 회전하는 제1로터리, 상기 제1 로터리에 대하여 수직 방향으로 배치되며, 상기 제1로터리의 제1픽커에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지를 픽업하는 하나 이상의 제2픽커가 방사형으로 배열되고, 소정의 방향으로 회전하는 제2로터리, 제1로터리에 대향하도록 배치되어, 상기 제1픽커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 검사하는 제1카메라, 상기 제2로터리에 대향하도록 배치되어, 상기 제2픽커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 검사하는 제2카메라, 상기 제2로터리에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지를 안착하여 운반하기 위한 트레이 트랜스퍼를 포함하는 트레이 구동기구 및 상기 제2로터리를 수평 방향으로 이동시켜 상기 트래이 트랜스퍼 상단에 위치시키는 수평 방향 구동기구로 이루어진 픽 앤드 플레이스 시스템에 대한 것이다.
본 발명의 픽 앤드 플레이스 시스템에 의하여 시스템 전체의 설치 공간이 축소된다.
픽 앤드 플레이스, 로터리, 카메라, 픽커, (로터리) 픽커

Description

픽 앤드 플레이스 시스템{PICK AND PLACE SYSTEM}
도 1은 종래 발명의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 픽 앤드 플레이스 시스템의 사시도이고,
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 픽 앤드 플레이스 시스템의 정면도이고,
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 한 실시예에 따른 픽 앤드 플레이스 시스템의 부분 상세도이다.
*도면에 대한 설명*
10 : 카세트 로더 20 : 캐리어 트랜스퍼
30 : 캐리어 익스펜더 40 : 얼라인 카메라
50 : 제1로터리 55 : 제1픽커
60 : 제1카메라 70 : 제2로터리(픽업헤드)
75 : 제2픽커 80 : 제2카메라(볼카메라)
85 : 수평방향 구동기구 90 : 트레이 트랜스퍼
95 : 트레이 언로더 100 : (반도체 패키지) 캐리어
200 : 이송 및 검사 장치 300 : 트레이 구동기구
400 : 릴언로더
본 발명의 픽 앤드 플레이스 시스템에 대한 것으로, 특히 전체적인 시스템의 소형화를 위한 것이다.
일반적으로 일정한 반도체 제조 공정을 통해 제조된 반도체 패키지는 조립 공정을 통하여 패키지화 된다. 또한, 이러한 반도체 패키지 들은 소잉(sawing) 공정을 통하여 분리된다. 이렇게 분리된 각 반도체 패키지 들을 트레이(tray)에 이송시키는 공정을 픽 앤드 플레이스 공정이라 한다. 이 때, 사용되는 시스템이 픽 앤드 플레이스 시스템이다.
종래의 픽 앤드 플레이스 시스템의 이송 및 검사 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 카세트 로더(cassette roader)에 장착되어 있는 반도체 패키지를 케리어 트랜스퍼(carrier transfer)가 캐리어 익스펜더(carrier expander)로 이송한다. 이 때, 얼라인 카메라(align camera)가 케리어의 위치를 확인한 후 버티컬 로터리(vertical rotary)가 반도체 패키지를 픽업한다. 그리고, 서피스 카메라(surface camera)가 검사를 한다. 그리고 픽업헤드(pickup head)가 반도체 패키지를 픽업한다. 그리고, 일정 구간 수평 이동하여 그 하측의 상기 반도체 패키지의 볼을 볼 카메라(ball camera)로 검사한다. 이 때, 상기 픽업헤드는 상기 볼 검사 후 트레이 트렌스퍼(tray transfer)에 불량 또는 양호한 패키지를 분리하여 안착하거나 릴언로더(reel unroader)로 이송한 후 그 안에 양호한 패키지를 안착할 수도 있다.
따라서, 종래의 픽 앤드 플레이스 시스템은 볼 카메라와 트레이 픽터의 공간 이 따로 필요하게 된다. 또한, 각각의 반도체 패키지를 상기 장치로 이동하면서 검사함으로서, 전체 시스템 설치 면적이 증가하게 되고 검사 속도가 느려지게 된다. 또한, 릴언로더가 상기 시스템에 일체형으로 되어 있어, 사용자의 요구에 따라 분리가 불가능한 단점이 있다.
본 발명의 목적은 회전형 픽 앤드 플레이스 시스템이 픽업과 동시에 반도체 패키지를 검사할 수 있어 전체 시스템을 소형화 및 고속화하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 한 특징에 따른 픽 앤드 플레이스 시스템은 반도체 패키지를 운반하는 캐리어, 상기 캐리어로부터 상기 반도체 패키지를 픽업하는 하나 이상의 제1픽커가 방사형으로 배열되어, 소정의 방향으로 회전하는 제1로터리, 상기 제1 로터리에 대하여 수직 방향으로 배치되며, 상기 제1로터리의 제1픽커에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지를 픽업하는 하나 이상의 제2픽커가 방사형으로 배열되고, 소정의 방향으로 회전하는 제2로터리, 제1로터리에 대향하도록 배치되어, 상기 제1픽커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 검사하는 제1카메라, 상기 제2로터리에 대향하도록 배치되어, 상기 제2픽커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 검사하는 제2카메라, 상기 제2로터리에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지를 안착하여 운반하기 위한 트레이 트랜스퍼를 포함하는 트레이 구동기구 및 상기 제2로터리를 수평 방향으로 이동시켜 상기 트래이 트랜스퍼 상단에 위치시키는 수평 방향 구동기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 패키지를 수납하는 릴을 장착할 수 있는 공간이 소정의 크기로 증대 및 그 분리가 가능한 릴언로더를 더 포함한다.
상기 제2 피커에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지가 상기 제2로터리에 의해 소정의 각도로 회전하여, 상기 제2 카메라에 대향하도록 배치될 때, 상기 제2 카메라가 상기 반도체 패키지를 검사하는 것이 바람직하다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 픽 앤드 플레이스 시스템을 설명하도록 한다.
도 2와 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 픽앤드 플레이스 시스템은 캐리어(100), 이송 및 검사 장치(200), 수평방향 구동기구(85) 및 트레이 구동기구(300)를 포함한다.
캐리어(100)는 카세트 로더(10), 캐리어 트랜스퍼(20), 및 캐리어 익스팬더(30)를 포함한다.
먼저, 카세트 로더(10)는 상기 반도체 패키지가 부착된 웨이퍼 카세트를 안착한다.
캐리어 트랜스퍼(20)는 상기 카세트 로더(10)의 반도체 패키지를 캐리어 익 스팬더(30)로 이송시킨다.
캐리어 익스팬더(30)는 X-Y 축으로 왕복 운동, 세타(theta) 회전, 및 Z 축 운동(또는 업 다운 운동)이 가능하도록 설계되어 있다. 따라서, 상기 얼라인 카메라(40)가 상기 웨이퍼의 격자 무늬를 체크한 후, 상기 캐리어 익스팬더(30)가 X-Y-Z축 및 세타 보정을 한다. 그리고, 상기 캐리어 익스팬더(30)의 반도체 패키지는 제1로터리(50)에 공급되기 위해 일렬로 정렬된다. 이 후, 상기 캐리어 익스팬더(30)는 상기 반도체 패키지를 상기 제1로터리(50)로 공급한다.
도4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상기 이동 및 검사 장치(200)은 제1로터리 (50), 제2로터리(70), 제1카메라(60), 제2카메라(80)를 포함한다.
상기 제1로터리(50)는 상기 캐리어 익스팬더(30)에 상기 제1로터리(50)에 전달되기 위해 미리 안착되어 있는 상기 반도체 패키지를 픽업한다. 그리고, 상기 제1로터리(50)는 상기 반도체 패키지를 제2로터리(70)에 전달한다. 따라서 제1로터리(50)는 상기 캐리어 익스팬더(30)의 상부에 위치한다.
상기 제2로터리(70)는 상기 제1로터리(50)에 상기 제2로터리(70)에 전달되기 위해 미리 안착되어 있는 상기 반도체 패키지를 픽업한다. 그리고, 상기 제2로터리(70)는 상기 반도체 패키지를 트레이 트랜스퍼(90)에 전달한다. 따라서, 제2로터리(70)는 상기 제1로터리(50)의 상부에 위치한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 제1로터리(50) 및 제2로터리(70)의 동작을 도4을 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 캐리어 익스팬더(30)의 새로운 반도체 패키지(이하 제1반도체 패키지라 한다.)를 제1로터리(50)가 흡착되기 위해 제1로터리(50)의 제1픽커(55)가 하사점으로 하강한다. 이 때, 이미 흡착된 제1로터리(50)의 상측 제1픽커(55)의 반도체 패키지(이하 제2반도체 패키지라 한다.)를 제2로터리(70)의 하측 제2픽커(75)가 흡착하도록 제1로터리(50)의 상측 제1픽커(55)가 상사점으로 상승한다.
그리고, 상기 제1반도체 패키지를 제1로터리(50)의 하측 제1픽커(55)가 픽업한다. 이 때, 제2반도체 패키지를 제2로터리(70)의 하측 제2픽커(75)가 픽업한다.
그리고, 상기 제1반도체 패키지를 픽업한 제1로터리(50)의 하측 제1픽커(55)는 상사점으로 상승한다. 이 때, 상기 제1로터리(50)의 상측 제1픽커(75)가 하사점으로 하강한다.
이 경우, 상기 제1로터리(50)의 제1픽커(55) 중에 회전하여 하측에 위치한 제1픽커(55) 만이 상승 및 하강 운동을 한다. 또한, 상기 제2로터리(70)의 제2픽커(75)는 상승 및 하강 하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제2로터리(70)의 제2픽커(75)는 상기 제1로터리(50)의 제1픽커(55)가 상승할 때 고정 상태에서 상기 반도체 패키지를 흡착하는 것이 바람직하다.
그리고, 제1로터리(50)의 제1픽커(55)와 제2로터리(70)의 제2픽커(75)가 각각 제1반도체 패키지 및 제2반도체 패키지를 픽업 완료하면, 상기 제1로터리(50) 및 제2로터리(70)가 동시에 소정 방향으로 회전한다.
이렇게 제1 로터리(50)과 제2 로터리(70)는 회전하여 다시 상기와 같은 픽업 공정을 반복한다. 그리고, 상기 제1카메라(60)와 제2카메라(80)가 전 단계와 동일 한 방법으로 회전된 상기 제1반도체 패키지 및 제2 반도체 패키지를 검사한다.
다시, 도 2로 돌아와서, 상기 제1로터리(50) 및 제2로터리(70)의 픽커(55,75)들은 상기 반도체 패키지를 안전하게 이동시킨다. 또한 상기 픽커(55,75)들은 각각 일정 거리를 수직 방향을 기준으로 상하 왕복 이동된다. 이 때, 상기 로터리(50,70) 들이 아닌 상기 픽커 들(55,75) 만이 상하 왕복 운동한다. 따라서, 상기 카메라 들(60,80)이 상기 픽커 들(55,75)의 상기 반도체 패키지를 충분히 검사할 수 있는 시간이 확보된다. 이 경우, 상기 제1픽커(55) 만이 상하 왕복 운동하고 상기 제2픽커(75)는 고정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 픽커(55,75)들은 이동 장치와 흡착부로 구성된다. 상기 이동 장치는 구동 모터와 완충 스프링 등로 구성된다. 상기 흡착부는 흡착홀과 스텝 모터 등으로 구성된다. 상기 스텝 모터는 2개 이상이 바람직하다. 그리고, 상기 이동 장치와 흡착부는 상기 반도체 패키지를 손상 없이 픽업 하기 위해 그 강도와 속도가 적절히 제어되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 픽커(55,75)들의 상기 로터리(50,70)에서의 위치는 방사형으로 배열되며, 그 개수는 짝수 개가 바람직하다.
제1카메라(60)는 반도체 패키지의 서피스(surface), 마크(mark), 크랙(crack) 및 칩핑(chipping) 등을 검사한다. 제2카메라(80)는 반도체 패키지의 볼(ball) 등을 검사한다.
상기 마크는 상기 반도체 패키지의 상면에 프린트되는 도안이나 명칭을 나타 낸다. 또한, 상기 크랙은 상기 반도체 패키지의 결함 또는 패키지 외관 불량 여부를 나타낸다. 그리고, 상기 칩핑은 상기 반도체 패키지의 가공 공정 중에 생기는 불량 여부를 나타낸다. 상기 볼 검사는 상기 반도체 패키지의 하측면에 위치한 볼의 이상 유무 등의 검사를 나타낸다.
본 발명의 실시예에서 제1카메라(60)는 상기 제1로터리(50)에 대향하도록 배치된다. 본 발명의 실시예에서 제2 카메라는 상기 제2로터리(70)에 대향하도록 배치된다.
여기서, 상기 제1카메라(60) 및 제2카메라(80)의 렌즈는 상기 반도체 패키지의 정확한 검사가 이루어지도록 각각 제1로터리(50) 및 제2로터리(70)의 상기 반도체 패키지와 인접 배치된다. 또한, 각각 제1로터리(50) 및 제2로터리(70)의 제1픽커(55) 및 제2픽커(75)에 의해 픽업된 반도체 패키지의 이상 유무를 검사한다. 따라서, 상기 제1카메라(60) 및 제2카메라(80)와 그 검사 대상인 반도체 패키지와의 인접 거리 및 검사 시간은 검사 대상인 반도체 패키지의 구조의 정밀도 및 검사 신뢰도에 따라 달라진다.
그리고, 상기 로터리(50,70) 들은 원형 형태로 되어 있어 종래 기술과 비교하여 진동이 적다. 따라서, 상기 카메라 들(60,80)이 상기 진동에 따른 에러 없이 상기 반도체 패키지를 정밀하게 검사할 수 있다. 또한, 상기 카메라 들(60,80)이 상기 반도체 패키지의 정밀한 검사를 할 때, 상기 진동이 없어질 때까지 대기하는 시간이 줄어든다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 수평 방향 구동기구(85)는 제2로터리(70)를 소정의 방향으로 이동시키는 장치이다. 따라서, 상기 제2로터리(70)가 상기 반도체 패키지를 픽업한다. 그 후, 상기 수평 방향 구동기구(85)는 상기 반도체 패키지를 픽업한 상기 제2로터리(70)를 수평 방향으로 이동시킨다. 그리고, 상기 제2로터리(70) 는 상기 반도체 패키지를 상기 트레이 트랜스퍼(90)에 안착시키기 위하여 상하 왕복 운동한다.
구형으로 제조된 회전형 상기 제2로터리(70)는 상기 수평 방향 구동기구(85)의 지지를 받는다. 이러한 상기 제2로터리(70)의 로터리(Rotary) 형태는 종래 발명의 직선(straight line)형 픽업헤드보다 하기 트레이 트랜스퍼(90)에 안착될 시 진동이 적다.
본 발명의 실시예에 따른 트레이 구동기구(300)는 트레이 트랜스퍼(90)와 트레이 언로더(100)를 포함한다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래의 트레이 구동기구(300)는 트레이 트랜스퍼(90)와 트레이 언로더(100) 이외에도 반도체 패키지가 안착되는 트레이 픽커 및 볼을 검사하는 볼 카메라(80)를 포함해야 했다. 그러나 본 발명에서는 상기 제2카메라(80)가 상기 제1픽커에 의해 전달된 제2픽커의 반도체 패키지를 즉시 검사한다. 즉, 상기 제2로터리(70)의 제2카메라(80)가 즉시 검사함으로서, 상기 종래 발명의 트레이 픽커(미도시) 및 볼 카메라(80)가 필요하지 않게 되었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 트레이 구동기구(300)는 종래 발명에 비해 시스템 공간 축소을 가능하게 하였다. 또한, 종래 발명의 볼 카메라(80)가 차지하는 공간이 없어, 다음 공정인 하기 릴언로더(110)로 즉시 상기 반도체 패키지를 이송시킬 수 있다.
상기 릴언로더(110)는 상기 검사가 완료된 반도체 패키지를 투입하기 위한 릴을 공급하는 릴 공급장치와 릴을 적재하는 릴 적재 장치로 구성되어 있다. 본 발명의 릴언로더(110)는 전체 시스템에서 분리 가능하다. 따라서, 본 발명의 픽 앤드 플레이스 시스템의 제2로터리(70)와 제2카메라(80)로 인한 전체 공간이 축소된다. 따라서, 상기 릴언로더(110)의 크기가 종래 발명에 비해 증대될 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 픽 앤드 플레이스 시스템으로 인해 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제2카메라와 트레이픽커의 설치 공간이 필요 없어 전체 설치 공간이 축소된다.
둘째, 제1로터리 및 제2로터리의 픽업 공정과 제1카메라 및 제2카메라의 반도체 패키지 검사 공정이 동시에 이루어져 시스템의 고속화가 가능하다.
셋째, 트레이 구동기구의 설치 공간이 줄어들고, 릴 언로더가 분리형으로 사용자의 요구에 따라 탈착 및 부착할 수 있어 시스템의 공간이 축소될 수 있다.
넷째, 반도체 패키지 이송기구가 로터리 형태로서 진동에 따른 에러 없이 카메라들이 반도체 패키지를 정밀하게 검사할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명 되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이 다.

Claims (3)

  1. 픽 앤드 플레이스 시스템에 있어서,
    반도체 패키지를 운반하는 캐리어;
    상기 캐리어로부터 상기 반도체 패키지를 픽업하는 하나 이상의 제1픽커가 방사형으로 배열되어, 소정의 방향으로 회전하는 제1로터리;
    상기 제1 로터리에 대하여 수직 방향으로 배치되며, 상기 제1로터리의 제1픽커에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지를 픽업하는 하나 이상의 제2픽커가 방사형으로 배열되고, 소정의 방향으로 회전하는 제2로터리;
    제1로터리에 대향하도록 배치되어, 상기 제1픽커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 검사하는 제1카메라;
    상기 제2로터리에 대향하도록 배치되어, 상기 제2픽커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 검사하는 제2카메라;
    상기 제2로터리에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지를 안착하여 운반하기 위한 트레이 트랜스퍼를 포함하는 트레이 구동기구; 및
    상기 제2로터리를 수평 방향으로 이동시켜 상기 트래이 트랜스퍼 상단에 위치시키는 수평 방향 구동기구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽 앤드 플레이스 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 패키지를 수납하기 위한 릴을 장착하며, 결합 및 분리가 가능한 릴언로더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 픽 앤드 플레이스 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 피커에 의해 픽업된 상기 반도체 패키지가 상기 제2로터리에 의해 소정의 각도로 회전하여, 상기 제2 카메라에 대향하도록 배치될 때, 상기 제2 카메라가 상기 반도체 패키지를 검사하는 것을 특징으로 하는 상기 픽 앤드 플레이스 시스템.
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