KR20110001460U

KR20110001460U - 반도체의 아이씨의 트리밍 검사장치 및 그사용법

Info

Publication number: KR20110001460U
Application number: KR2020090010204U
Authority: KR
Inventors: 김교월
Original assignee: 김교월
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-02-11

Abstract

정보통신이 발달할수록 이에 따른 통신시스템도 이에 맞추어 발전해야한다.또한 시스템의 소형화와 경량화로 가는 추세이다. 본 발명품은 반도체의 표면 및 트리 밍 상태 등을 자동검사하여 이의 불량 여부를 Machine Vision에서 자동검출하여 불량을 체크 및 분류하는 장비이다. Trimming의 검사 항목은 Lead Pitch, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr, Dambar Broken, Dambar Broken, Dambar Uncut

Dambar Burr, Nick, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr 등이 있다. 반도체 표면 및 Trimming 검사 결과 창에는 Trimming검사 항목에 대한 에러 개수를 표시하고, 양품과 불량품의 총개수, 검사 총개수 및 양품 만족도의 개수를 표시하도록 발명 하 였 다. 본 발명품은 반도체의 Trimming 상태를 자동으로 검사하여 제조라인에서 품질을 실시간 으 로 검사하여 불량률의 원인규명과 품질향상에 기여하며 생산성을 높이는 것이 목적이다.본 시스템의 구성은 머신 비전 시스템과 검사 방법 및 검사알고리즘 그리고 불량을 분류하는 시스템으로 구성된다. 본 시스템의 구성은 반도체의 Trimming 상태 검사를 위한 1대의 Line Scan CCD Camera, Frame Grabber, Image Processing을 위한 컴퓨터, 조명장치 등의 하드웨어와 소프트웨어 및 Riview검사를 위한 1대의 Area Scan CCD Camera, Frame Grabber, Image Processing을 위한 컴퓨터, 조명장치 등의 하드웨어와 소프트웨어 로 구성되어 있다. 우선 대상물체의 영상을 촬영하는 장치로서, 영상 자료는 Image Frame Grabber를 통해 컴퓨터의 메모리까지 전송된다. CCD Camera는 Camera Body, 신호용 케이 블, 렌즈 등으로 구성되어 있다. CCD Camera에 저장된 영상 자료를 전송받는 장치로서, CCD 카메라의 구동 및 인터페이스 등도 담당하게 된다. 본 시스템에서 사용하는 Frame Grabber는 카메라 인터페이스, 이미지 메모리와 PCI 버스 인터페이스 등 세 부분으로 구성되어 있다. 기구 부 는 부품을 원활하게 하고 정확한 검사 시스템 위로 이송하기 위한 이송 메커니즘, 최적의 검사 환경을 위한 광학 메커니즘 및 조명 제어를 위한 하우징 으 로 이루어지며 광학부는 부품의 이미지를 얻기 위한 카메라 및 렌즈, 특수 조명 및 광학 필터로 구성된다. 제어반은 검사 대상의 위치를 보정 하기 위한 모션 제어부 및 근접 센서, 조명 제어부, 검사 프로그램을 구동하기 위한 호스트 컴퓨터와 주변 장비에 출력을 주고 불량 부품에 대한 리포트를 담당하는 PLC 및 기타 전기, 전자 시스템으로 이루어져 있다.검사 소프트웨어는 메인 컴퓨터에 탑재된 Windows XP의 O/S에서 구동 되며, 주변 장치를 제어하고 검사를 수행하며 검사 항목 및 파라미터 설정뿐만 아니라 반도체의 IC의 Trimming 상태에 대한 이미지를 저장하는 핵심적인 역할을 한다.

반도체의 IC 의 트리밍 Inspection System, 반도체부품검사장비,LCD부품검사장비,전기부품검사장비,전자부품검사장비,기계부품검사장비.

Description

반도체의 아이씨의 트리밍 검사장치 및 그사용법{The development equipment of auto trimmibg defect machine vision and using methods of semiconductor IC}

본 검사기술분야는 가전 및 통신 기기 등에 필수적으로 장착 되는 반도체 부품소자로서 생산시에 육안으로는 불량 여부를 식별할 수 없으며 현미경을 통해 10배 이상으로 확대 및 공정상에서 흘러가면서 자동검사를 해야한다. 본 검사장치는 반도체의 IC의 Trimming 외관의 품질상태를 자동으로 검사하는 중요한 장치로서 정확한 불량검사가 요구되며, 신속 정확하게 처리되는 것이 필요하다. 또한 본 발명 검사장비 구성은 [대표도] 와 같이 크게 구분하면, 제품을 정렬로 비젼부 에 투입하는 Feeder부, Escape 및 transfer 부, 기구부, 검사부 및 조명,광학부, 제어반 및 검사 소프트웨어 부, 구동 motor부로 이루어져 있다. 기구부 는 반도체 IC Trimming 상태의 이동 및 정렬을 원활하게 하고 정확한 검사 시스템 위로 이송하기 위한 이송 메커니즘, 최적의 검사 환경을 위한 광학 메커니즘 및 조명 제어를 위한 하우징으로 이루어지며 광학부는 선명한 이미지를 얻기 위한 카메라 및 렌즈, 고휘도 LED특수 조명 및 광학 필터로 구성된다. 또한 검사부는1set의 Line scan camera 를 사용해야되며 불량 발생시 반도체의 IC의 Trimming 상태 재생을 목적으로 Review 및 불량부분을 확대해서 볼 때에는 1Set의 Area camera를 사용한다. 검사조 건은 전수검사용으로 개발되었다. 그리고 반도체의 IC의 Trimming 상태의 자동검사 방법은 다음과 같다.

-. 공정 최종단계의 Conveyor에서 배출되는 반도체의 IC의 Trimming 상태를 검사기로 인입시킨다

-. 인입된 반도체의 IC의 Trimming 표면의 상태는 진행하는 상황에서 IC 위면 을 촬영하여 검사한다.

-. 각 검사 마다 반도체의 IC의 Trimming 상태의 불량 유,무를 판별한다.

-. 양품의 경우 양품 Cassete로 적재되도록 한다.

-. 불량품의 경우 불량품 Cassete 로 적재되도록 한다.

-. 검과 결과 및 통계를 Display 한다.따라서 본 장치는 생산공정상에서 자동화 기술을 채택한 분야의 일환으로써 로봇기술을 이용한 검사장비이며 영상인식 처리 기술과 정밀제어기술 그리고 정밀 광학기술,기계설계기술이 필요한 분야이다.

[문헌1] D.A. Belsley,E.kuh,and R.E. Welsch, Regression Diagnosticx, John

Wiley & Sons,1980

[문헌2] Helett-Packard Development company, " understanding pixel defects in

TFT-LCD flat panel monitors," Hewlett - Packard. 2004

[문헌3] Image processing, Craig A.Lindly

[문헌4] FARA MVE-02 Hardware

[문헌5] Laser Focus World ,A PennWell Publication

[문헌6] The design world of motor's parts

[문헌7] Rfael.C conzalez and Richard E. Woods, Digital Image

ProcessingrenticHall 2001.

[문헌8] Simon Haykim, Adaptive Filter 쐐교 Prence Hall 2002.

[문헌9] Tannas. L> E.Jr, " Evolution of flat-panel display," proceedings of

the IEEE,vol82,no.4,pp499-509,Apr.1994

본 발명된 검사장비는 기존에 검사가 잘 안 되는 분야를 새로운 방식의 알고리즘을 이용해서 개발했으며 검사 속도와 정밀도를 종래방식대비 최신의 작업환경에 맞게 개발하였다. 본 개발된 검사항목들과 이의 해결 방법들에 대해서는 다음과 같다. 우선 검사항목의 종류는 Lead Pitch, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr,Dambar Broken, Dambar Broken, Dambar Uncut,Dambar Burr, Nick, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr이 있다. 이와같은 검사항목들을 효과적으로 검출해내는 검사알고리즘은 다음과 같다

- Reference Model 생성 및 수정

Reference Model의 생성 목적은 설정된 Reference Model를 기준으로 패키지가 이동, 회전되어도 이동, 회전량 수치를 보상하여 마크의 양불 검사하려는 데 있다.

Tools 상자 안에 Reference Model 버튼을 눌러서 위의 그림과 같이 패키지 왼쪽 외곽 끝에 Reference Model ROI를 2개 설정한다. 잘못 만들어진 Reference Model을 삭제할 때는 Select 버튼이 선택된 상태에서 Reference Model이 삭제 가능상태가 될 때 Delete 버튼을 눌러 삭제한다. Reference Model ROI의 크기 조절은 먼저 Select 버튼을 선택한다. Surface Area ROI 생성 및 수정이 끝나면 Next 버튼을 눌러 다음단계를 실행한다. Reference Model ROI가 수정가능 상태에서 마우스나 키보드의 이동 키를 사용하여 수정한다. 본 시스템은 [대표도]와 같이 반도체의 IC의 Trimming 상태를 정렬로 비젼부 에 투입하는 Feeder부, transfer부, 기구부, 검사부 및 조명 및 광학부, 제어반 및 검사 소프트웨어부, 구동 motor부 로 이루어져 있다. 우선 Feeder부는 적재된 반도체의 IC의 본 발명된 검사장비는 기존에 검사가 잘 안 되는 분야를 새로운 방식의 알고리즘을 이용해서 개발했으며 검사 속도와 정밀도를 휠 씬 작업환경에 맞게 개발하였다. 본 개발된 검사항목들과 이의 해결 방법들에 대해서는 다음과 같다. 우선 검사항목의 종류는 Lead Pitch, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr, Dambar Broken, Dambar Broken, Dambar Uncut,Dambar Burr, Nick, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr이 있다.

이와 같은 검사항목들을 효과적으로 검출해내는 검사알고리즘은 다음과 같다

- Surface Area 생성 및 수정

Surface Area의 생성 목적은 가공된 패키지의 몰드 면에 Chipping이나 Scratch Surface에러가 발생 되었는지를 검사하기 위한 것이다. Tools 상자 안에 Surface Area버튼 를 눌러서 위의 그림과 같이 백색 외곽틀 중앙에 설정한다. 잘못 만들어 진 Surface Area을 삭제할 때는 Select 버튼이 선택된 상태에서 Surface Area가 삭제 가능상태가 될 때 Delete 버튼을 눌러 삭제한다. Surface Area ROI의 크기 조절은 먼저 Select 버튼 상자를 선택하여, Surface Area ROI 수정가능 상태에서 마우스나 키보드의 이동 키를 사용하여 수정한다. 반도체 아이씨 부품 표면 및 트리밍자동검사장비 검사에서 Surface Area는 Picker의 외곽 틀과 패키지 사이의 중간에 설정하는 것이 좋다.

Surface Area ROI 생성 및 수정이 끝나면 Next 버튼을 눌러 다음단계를 실행한다.

Reference Model ROI가 수정가능 상태에서 마우스나 키보드의 이동 키를 사용하여 수정한다태 하나하나를 100PPM이상으로 정열 하여 Escape에 공급한다. 그런 다음 Transfer 는 Escape에 정열된 반도체의 IC를 비젼부의 stage에 올려놓는 역할을 하며, 또한 기구부 는 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태의 흐름을 원활하게 하고 정확한 검사 시스템 위로 이송하기 위한 이송 메커니즘, 최적의 검사 환경을 위한 광학 메커니즘 및 조명 제어를 위한 하우징 으 로 이루어지며, 조명 및 광학부는 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태의 이미지를 얻기 위한 1Set의 Line Scan카메라 및 렌즈, 고휘도 LED특수 조명 및 광학 필터로 구성된다. 제어파트는 모션 제어부 및 근접 센서, 조명 제어부, 검사 프로그램을 구동하기 위한 호스트 컴퓨터와 주변 장비에 출력을 주고 불량 부품에 대한 리포트를 담당하는 PLC 및 기타 전기, 전자 시스템으로 개발 되였으며 아래 그림은 제어보드 블록도와 흐름도를 나타낸 것으로 그 기능에 관한 것을 나타냈다.

반도체 부품 소자 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태의 검사 시스템의 시작은 검사 소프트웨어에서 시작을 하는데, 사용자가 검사 대상 및 검사 파라미터를 조절하여 검사의 판단 정도를 설정하고 검사를 시작한다. 이송 메커니즘은 반도체 부품 소자 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태의 흐름을 자동으로 감지하고 작동하면서, 반도체 부품 소자 IC 는 카메라와 광학부가 있는 검사 위치에 도달하면 조명과 카메라가 동작하여 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태 의 이미지를 얻게 되고 이를 메인 컴퓨터에서 전송받아 검사를 수행하여 불량인지 정상인지를 판단하 게 된다. Frame Grabber은 Machine Vision application 프로그램에서 이미지 획득을 위한 Plug-n-play Board로서 Frame Grabber와 연결된 카메라를 여러 Trigger, Strobe와 asynchronous reset option들과 쉽게 인터페이스 시킬 수 있으며, 외부 이벤트에 대한 조종 및 모니터 링을 위한 I/O 기능이 있다. Frame Grabber는 Camera Interface, Image memory, PCI-bus Interface등의 3개의 주요 부분으로 구성되며, Connector Pin-Out은 15-pin / 26-pin두개의 비디오 커넥터와 디지털 I/O 포트로 구성된다.1. 전원 단자, 2. 카메라 펄스 단자, 3. 조명 펄스 단자 4. 모터 드라이버 단자, 5. Limit 센서 단자

그러면 단자별 기능에 대해 간략히 요약하면 다음과 같다.

1) MCU : PC와 시리얼 통신을 해서 받은 명령을 실행 하는 매개체.

2) 전원부 : 전자 부품에 필요한 전압, 전류를 인가하는 회로.

3) 모터 구동부 및 조명 :모터를 구동하기 위한 펄스와 구동 방향 신호를

만들어 주는 회로 및 조명 신호 인가.

4) 펄스 생성부 : X-Y Stage가 이동하면서 검사 물을 찍을 수 있게 카메라에

펄스를 주는 회로.

5) 센서 구동부 : 검사 물의 유무 판정하는 회로.

불량이 검출될 경우 메인 컴퓨터는 PLC에 불량출력 신호를 보내어 사용자가 불량을 인지할 수 있도록 외부로 출력신호를 내보냄과 동시에 Ejecting 메커니즘에 신호를 보내어 불량품을 Eject하게 한다. 사용자는 외부출력의 신호를 모니터 링 하면서 필요 시 검사 설정에 관한 매개변수를 변경하거나 검사 정도를 조절하는 추가 작업을 수행할 수 있게 설계되었다.

1. 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태 검사부

(1) Line scan CCD camera, 8K ----------1 set

(2) magnification lens-----------------1 set

(3) Front Ring LED light --------------1 unit

(4) frame grabber board ---------------1 set

(5) fixtures for camera and light------1 unit

2. 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태 재 검사부

(1) Area scan CCD camera, 1K ----------1 set

(2) magnification lens(x 50)------------1 set

(3) light -----------------------------1 unit

(4) frame grabber board ---------------1 set

(5) fixtures for camera and light------1 unit

3. System control unit

(1) MCU Part

(2) RS-232C 시리얼 통신으로 PC 에서 제어

(3) Camera Trigger Signal 발생

(4) PC에 Image를 전달

(5) PC에서 Vision system과 logistic system, sensor 등을 통합

제어

4. Personal Computer

(1) PC for IC trimming inspection & Review---------2 set

master PC and Sleeve PC

(2) PC for Reinspection------------1 set

5. Logistic System

(1) frame--------------------------1 unit

(2) aligning unit------------------1 unit

(3) 불량 main 검출용 컨베이어------1 unit

(4) Extra 컨베이어-----------------1 unit

(5) 불량 제품 분리 장치------------1 식

(6) 기타 불량 제품 분리 장치-------1 식

(7) sensors------------------------1 unit

6. Image processing software

(1) image processing algorithm-----2 units

(2) GUI -----------------1 unit

7. General

1.Descriptions of Objects to Be Inspected

(1) Objects : Defect for 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태.

(2) Conveyor Line Speed: 60meter/min

(3) 검사 Tact time 및 속도:

- Inspection time : 20~40 ms

- Inspection accuracy :0.2~03Mil

(4).검사 피사체의 검사 항목:

- Package Surface :Reject trimming

- Package Dimension :12um(0.5Mil)

- Miss Align :12um(0.5Mil)

Lead Pitch, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr

Dambar Broken, Dambar Broken, Dambar Uncut

Dambar Burr, Nick, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr등

(5) Rosolution: 5um

(6) Detection Capability: 5um defects or larger.

본 개발시스템은 반도체 부품 소자 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태의 부품을 검사하고 검사 결과를 사용자에게 리포트 하며 불량품을 분리해 내기 위한 머신 비전 시스템의 구성과 검사 방법 그리고 사양에 관한 것이다.최적의 검사 환경을 위한 광학 메커니즘 및 조명 제어를 위한 하우징 으 로 이루어지며 조명과 카메라가 동작하여 반도체 부품 소자 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태의 이미지를 얻게 되고 이를 메인 컴퓨터에서 전송받아 검사를 수행하여 불량인지 정상인지를 판단하게 된다.불량이 검출될 경우 메인 컴퓨터는 PLC에 불량출력 신호를 보내어 사용자가 불량을 인지할 수 있도록 외부로 출력 신호를 사용자는 외부출력의 신호를 모니터링 하면서 필요 시 검사 설정에 관한 매개변수를 변경하거나 검사 정도를 조절하는 추가 작업을 수행할 수 있다. 내보냄과 동시에 Ejecting 메커니즘에 신호를 보내어 불량품을 Eject하게 한다.따라서 본 발명품은 반도체 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태를 자동으로 검사하여 제조라인에서 품질을 실시간으로 검사하여 불량률의 원인규명과 품질향상에 기여하며 생산성을 높이는 효과가 있으며,불량이 검출될 경우 메인 컴퓨터는 PLC에 불량출력 신호를 보내어 사용자가 불량을 인지할 수 있도록 외부로 출력신호를 내보냄과 동시에 Ejecting 메커니즘에 신호를 보내어 불량품을 자동으로 Eject하는 효과가 있다. 또한 사용자는 필요 시 검사 설정에 관한 매개변수를 변경하거나 검사 정도를 조절할 수 있도록 개발되어 종래의 단순 기능대비 훨씬 유연하고 편리하도록 설계되어 궁극적으로는 불량률을 감소시켜 품질향상과 생산성 향상에 기여되도록 개발되었다.

본 발명품은 종래의 문제점인 정렬 및 검사과정에서 오염이 안되게 설계하였으며 검사속도를 종래방식 대비 전체 처리 시간을 약 2배 이상 단축시켰고, 검사정밀도 즉 검사 수율은 기존대비 약 3배 향상시켰으며 다음과 같이 개발되었다.

본 발명품은 반도체 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태를 검사하고 검사 결과를 사용자에게 리포트 하며 불량품을 분리해 내기 위한 머신비전 시스템의 구성과 검사 방법 그리고 사양에 관한 것이다. 본 Vision System은 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태검사를 위한 1대의 Line Scan CCD Camera, Frame Grabber, Image Processing을 위한 컴퓨터, 조명장치 등의 하드웨어와 소프트웨어및 Review검사를 위한 1대의 Area Scan CCD Camera, Frame Grabber, Image Processing을 위한 컴퓨터, 조명장치 등의 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있다.본 시스템의 사용자는 모니터, 마우스, 키보드를 이용하여 운영하며, 사용자가 쉽고 간편하게 운용할 수 있도록 버튼식 메뉴와 Wizard 방식을 채택하였다. 본 시스템은 카메라 부, Frame Grabber 부,광학부, 제어반 및 검사 소프트웨어 4개 모듈 및 기구부 로 개발되었다.

- 디지탈 CCD 카메라는 대상물체의 영상을 촬영하는 장치로서, 영상 자료는 Image Frame Grabber를 통해 컴퓨터의 메모리까지 전송된다. CCD Camera는 Camera Body, 신호용 케이블, 렌즈 등으로 구성되어 있다.

- Frame Grabber 는 CCD Camera에 저장된 영상 자료를 전송받는 장치로서, CCD 카메라의 구동 및 인터페이스 등도 담당하게 된다. 본 시스템에서 사용하는 Frame Grabber는 카메라 인터페이스, 이미지 메모리와 PCI 버스 인터페이스 등 세 부분으 로 구성되어 있다.

- 조명장치는 검사 대상 및 항목에 따라 적절한 조명장치가 사용되며, 본 시스템의 조명 장치는 Top 조명으로서 Red LED Light, Source와 Bracket으로 구성된다. Review 조명장치 는 Top 조명으로서 Red LED Light 과 Half Mirror 조명으로 구성된다.

- 제어 장치는 모션 제어부 및 근접 센서, 조명 제어부, 검사 프로그램을 구동하기 위한 호스트 컴퓨터와 주변 장비에 출력을 주고 불량 부품에 대한 리포트를 담당 하는 PLC 및 기타 전기, 전자 시스템으로 개발됐다.

- 소프트웨어 부문 는 검사 프로그램의 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태 이미지를 얻기 위한 프레임 그래버, PLC에 검사 결과 신호를 보내주는 디지털 I/O와 같은 하드웨어 인터페이스 모듈과 사용자와의 인터페이스 및 검사 상태를 디스플레이하기 위한 UI 모듈, 검사 항목의 선택 및 검사 환경 설정을 위한 검사 설정 모듈, 이미지의 분석 및 처리, 계측 등을 담당하는 커널 모듈로 개발됐다. 본 개발된 검사항목들과 이의 해결 방법들에 대해서는 다음과 같다. 우선 검사항목의 종류는 Lead Pitch, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr, Dambar Broken, Dambar Broken, Dambar Uncut,Dambar Burr, Nick, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr등이 있다

1) Reference Model 생성 및 수정

Reference Model의 생성 목적은 설정된 Reference Model를 기준으로 패키지가 이동, 회전되어도 이동, 회전량 수치를 보상하여 IC Trimming의 양불 검사하려는 데 있다.

2) Trimming Model 생성 및 수정

Trimming Model의 생성 목적은 Lead Pitch, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr

Dambar Broken, Dambar Broken, Dambar Uncut, Dambar Burr, Nick, Mold Burr, Lead Damage, Gate Burr등의 에러를 검사하기 위한 것이다.

Tools 상자 안에 Trimming Model 버튼을 눌러서 검사할 기준이 될 적당한 글자 위치를 찾아 설정한다. Trimming Model의 ROI의 크기 조절은 먼저 Select 버튼을 누른 상태에서 Trimming Model ROI 3개를 각각 선택하여, 수정가능 상태에서 마우스나 키보드의 이동 키를 사용하여 수정한다. Trimming Model ROI 생성 및 수정이 끝나면 Next 버튼을 눌러 다음 단계를 실행한다. Trimming Model ROI에서 Reference Model를 설정할 때는 모양이 서로 다른 것이 좋다.

3) Reduce Area의 입력 값 : 패키지 이진화 처리 후 획득된 패키지 크기에서 입력된 수치 만큼 패키지 크기를 감소시킨 것을 실제 패키지라고 본다. 이와 같이 처리하는 이유는 패키지와 백색 외곽 틀 사이 Surface Area에서, 이진화 처리 후 획득된 패키지 영역이 Chipping이 아님에도 불구 하고 Chipping으로 에러 처리할 가능성이 있기 때문이다.

4) Min/Max 입력 값 : 패키지 영역을 획득하기 위한 이진화 처리 입력 값이다.

최적의 검사 조건을 설정하기 위해서는 Chipping Area의 크기를 60 Pixel, Reduce Area의 값을 2 Pixel, 패키지 표면의 Gray 값은 50이내로 맞추어 이진화 처리 후 패키지 영역을 잡는 것이 좋다.조명이 밝거나, 이 물질이 묻어 패키지 표면의 Gray 값이 50이상이면 Chipping이 발생할 수 있기 때문에 조명 전압을 조절하거나 카메 라 Irish로 밝기를 조절하여 적절히 맞춘다.

5) Scratch Surface 파라미터 박스

Reject 처리된 패키지의 Scratch를 검사하기 위한 파라미터를 수정하는 박스로서 Scratch Length가 입력된 Pixel 값 이상이면 에러로 판정한다. 조명이 밝거나, 이 물질이 묻어 패키지 표면의 Gray 값이 50이상이면 Scratch Surface 에러가 발생할 수 있기 때문에 조명 전압을 조절하거나 카메라 Irish로 밝기를 조절하여 적절히 맞춘다.

6) Missing Reference 파라미터 박스

Missing Reference 검사의 목적은 패키지 Picker에 패키지가 있는지 여부를 판단하는데 있다. Missing Reference는 Train된 정보를 가지고 패턴 검사를 수행하게 되는데 Accept Score 입력 값 이하이면 에러로 판단하며, 패턴 검사는 각도 허용오차내에서 검색한다.

7) Gray Search : 패턴검사를Gray 값 0~255의 변화 수치로 탐색하는 것이다. (검사 속도는 Binary Search에 비해 느리나, 검사가 Binary Search에 비해 정확도가 낫다)

8)Binary Search : 패턴검사를Gray 값 0과 1의 변화 수치로 탐색하는 것이다. (검사 속도는 Gray Search에 비해 빠르나, 검사가 Binary Search에 비해 정확도가 다소 떨어진다). 본 개발시스템의 검사 tact time 은 20~40 ms 이고 Inspection accuracy 은 0.2~03Mil이다. 소프트웨어 파트는 [도1]의 도식과 같이 검사 프로그램의 반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태 이미지를 얻기 위한 프레임 그래버, PLC에 검사 결과 신호를 보내주는 디지털 I/O와 같은 하드웨어 인터페이스 모듈과 사용자와의 인터페이스 및 검사 상태를 디스플레이 하기 위한 UI 모듈, 검사 항목의 선택 및 검사 환경 설정을 위한 검사 설정 모듈, 이미지의 분석 및 처리, 계측 등을 담당하는 커널 모듈로 개발됐다. 다음은 각 도면 등에 관한 것인데 우선 [도 3]은 본 개발장비 개념도로 X-Y 정밀Stage를 조정하여 정렬 를 맞추고 검사가 하는 것을 나타낸 것이며. [도 4]는 전체 화면을 나타낸 것으로 장비의 디스플레이 Data 및 제어를 하는 UI이며, [도 5]는 비젼시스템 의 카메라,조명, 광학계 등의 Calibration 완료 화면이다, 그리고 [도 6]은 반도체의 IC의 Marking 된 글자 및 Seral No.및 표면의 상태 검사 장비 외관 모습 이며, [도 7]은 제어보드 흐름도를 나타낸 것이며, [도 8]은 검사방법을 Flow chart로 나타낸 것이다. [도 9]은 측정기의 각도 조절위치 등을 나타낸 것이 이며, [도 10]은 전체장비 사진 및 각 파트부 을 나타낸 것이다. [도 11]은 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부 이며, [도 12]은 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부의 정면도,측면도이다. [도 13]은 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부의 평면도이며, [도 14]는 전체장비 도면 및 정면도,평면도,측면도,입면도를 나타낸 것이다.

[도 1]은 영상 획득 및 영상처리 등 Software 내부 구조도 이다.

[도 2]는 전체장비의 작동 흐름 및 부품의 정렬 등의 과정을 도식화했으며 각부의 제어과정도 포함되어있어 이해가 쉽도록 구성하였다.

[도 3]은 전체 장비 구조도 및 구성도이다.

[도 4]은 검사화면 GUI이다.

[도 5]는 비젼시스템 의 카메라,조명, 광학계 등의 Calibration 완료 화면이다.

[도 6]는 전체 장비 외관도 이다.

[도 7]은 제어보드 흐름도를 나타낸 것이다.

[도 8]은 검사방법을 Flow chart로 나타낸 것이다.

[도 9]은 측정기의 각도 조절위치 등을 나타낸 것이다.

[도 10]은 전체장비 외관사진을 나타낸 것이다.

[도 11]은 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부.

[도 12]은 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부의 평면도이다.

[도 13]은 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부의 정면도,측면도이다.

[도 14]은 전체장비 외부도면 및 정면도,측면도,입면도 을 나타낸 것이다.

Claims

반도체의 IC의 trimming 및 표면의 상태 자동 검사 장비의 발명
[도1] 및 영상 획득 및 영상처리 등 Software 내부 구조도
[도 2] 및 전체장비의 작동 흐름 및 정렬 등의 과정을 도식화한 도식도

각부의 제어과정도 이미지 획득 부의 기구설계도,구조도
[도 3] 및 반도체 IC trimming 및 표면 검사장비의 기구설계도,구조도,기능등
[도 4] 및 화면 구성도,구조도
[도 5] 및 장비 전체외관,외관도.
[도 6]및 반도체 IC trimming 및 표면검사 비젼시스템 의 사진 및 카메라,조명, 광학계 등의 align원리.
[도 7] 및 제어보드 흐름도, 제어기구설계도,제어구조도,기능
[도 8] 및 시스템작동원리 및 방법
[도 9]및 측정기의 각도 조절위치
[도 10] 및 전체장비 각 부품 및 구성 설계등
본고에 적용된 Motorised X-Y-Z Stage 설계도 및 Stage조정방법
[도 11] 및 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부.
[도 12] 및 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부의 정면도,측면도.
[도 13] 및 자체 개발한 Auto X-Y-Z motorized Stage부의 평면도.
[도 10] 및 전체장비 사진 및 각 구성 및 설계.
[도 14] 및 전체장비 외부도면 및 정면도,측면도,입면도