KR20130104782A - 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 그 검사방법 Download PDF

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Abstract

필름형 기판상에 형성된 다수의 리드선과 반도체 소자에 형성된 다수의 범프 간의 솔더링 후 촬영된 이미지를 통해 리드선와 범프 간 정렬상태를 검사하기 위한 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 그 검사방법이 개시된다. 개시된 검사장치는 상기 필름형 기판의 저면을 슬라이딩 가능하게 지지하는 필름백업지그; 상기 필름백업지그의 하부에 배치되어 상기 필름백업지그에 형성된 관통구멍을 통해 상기 반도체 소자가 솔더링된 상기 필름형 기판의 일부를 촬영하기 위한 촬영부; 상기 촬영부를 X-Y 평면상 이동 및 Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지하는 위치조정부; 및 상기 촬영부에서 촬영한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여 불량유무를 판별하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 그 검사방법{BONDING INSPECTION APPARATUS FOR FLIP CHIP ASSEMBLY AND METHOD AS THE SAME}
본 발명은 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것으로, 특히 필름형 기판에 형성된 다수의 리드선과 각 리드선에 대응하는 반도체 소자의 다수의 범프 간의 본딩 정렬상태를 검사하기 위한 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로 플립칩 어셈블리는 도 1을 참고하면, 반도체용 패턴을 이루는 다수의 비금속 리드선(2)이 반도체용 패턴을 이루고 있는 플렉시블한 필름형 기판(F)과, 저면에 상기 리드선(2)과 본딩되는 다수의 범프(4) 패턴을 형성한 반도체 소자(3)를 포함한다.
이 경우 반도체 소자(3)는 필름형 기판(F)에 본딩 후, 리드선(2)과 범프(4) 간의 본딩 정렬상태를 확인하기 위해, 비젼장치를 통해 촬영된 이미지를 판독한다.
이 경우 비전장치는 본딩장치에 인접하게 배치되며, 필름형 기판(F)과 비접촉 상태를 유지하도록 소정 간격을 두고 이격된 위치에서 본딩 부분을 촬영한다.
그런데, 얇은 두께로 이루어진 기판형 필름(F)은 본딩 과정에서 발생하는 고열에 의해 평평하던 면이 대략 파도 형상으로 연속적으로 다소 뒤틀린다. 이에 따라 비젼장치에 의해 촬영되는 부분도 비전장치의 카메라로부터 정확한 방향(예를 들면, 카메라의 촬영방향이 기판 이송방향의 직각방향으로 유지되는 방향)으로 촬영되지 못해, 왜곡된 이미지가 촬영되는 경우가 종종 발생하였다. 이러한 왜곡된 이미지는 본딩 정렬상태의 검사 신뢰도를 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.
상기와 같은 기계적인 요인과 더불어, 종래의 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치를 통해 이루어지는 검사과정도 검사 신뢰도를 높이지 못하는 요인이 된다. 즉, 종래 검사과정은 도 3과 같이, 리드선(2)과 범프(4)가 솔더링된 영역을 검사 이미지로 채택하여, 리드선(2)의 중심선(2a)과 펌프(4)의 중심선(4a)을 각각 산출한 뒤, 각 중신선(2a,4a) 간의 거리(D)를 산출함으로써, 다수의 리드선(2)과 다수의 범프(4) 간의 본딩 정렬상태를 판독하게 된다.
그런데, 촬영된 이미지는 판독의 정확도를 향상시키기 위해 주로 그레이스케일로 저장하는데, 이렇게 그레이스케일로 저장된 이미지는 도 3과 달리 리드선(2)과 범프(4)가 겹치는 부분은 이미지가 불명확하게 나타난다. 즉, 상기 이미지에서 범프(4)가 검은 색으로 보이고 리드선(2)은 흰색 계열로 보이는데, 이때 리드선(2)의 에지(edge) 부분이 범프(4)와 같이 검은색으로 보인다. 그리고 리드선(2)은 내측 부분이 대략 흰색 영역으로 보인다. 이에 따라, 상기에서 종래 검사 방법을 설명하기 위해 예시로 나타낸 도 3과 달리 범프(4)와 리드선(2) 간의 경계가 명확하게 드러나지 않고, 리드선(2)의 중앙 부분으로 갈수록 밝은 색상이 나타나기 때문에 실제 리드선(2)의 폭보다 좁은 폭을 가진 것으로 보인다.
따라서, 리드선(2)의 중심이 대략 범프(4)의 에지 부분에 본딩되는 경우 리드선(2)의 중심선 산출에 오류가 발생할 확률이 높고, 이와 같이 잘못된 기준을 기반으로 하여 이루어지는 위치 보정 역시 부정확하게 이루어질 확률이 높아지므로, 신뢰성 있는 보정을 기대하기 어려운 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 본딩 시 고온에 의해 열 변형된 필름형 기판의 일부를 필름백업지그에 의해 탄력적으로 지지함으로써, 왜곡 현상이 일어나지 않는 이미지를 촬영할 수 있는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 필름형 기판에 인쇄된 다수의 리드선의 중심과 과 반도체 소자에 형성된 마크의 중심선을 기준으로 산출된 거리를 통해 본딩 정렬상태를 산출하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 필름형 기판상에 형성된 다수의 리드선과 반도체 소자에 형성된 다수의 범프 간의 솔더링 후 촬영된 이미지를 통해 리드선와 범프 간 정렬상태를 검사하기 위한 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치에 있어서, 상기 필름형 기판의 저면을 슬라이딩 가능하게 지지하는 필름백업지그; 상기 필름백업지그의 하부에 배치되어 상기 필름백업지그에 형성된 관통구멍을 통해 상기 반도체 소자가 솔더링된 상기 필름형 기판의 일부를 촬영하기 위한 촬영부; 상기 촬영부를 X-Y 평면상 이동 및 Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지하는 위치조정부; 및 상기 촬영부에서 촬영한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여 불량유무를 판별하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치를 제공한다.
상기 필름백업지그는 상기 위치조정부의 승강 조절에 따라 상기 필름형 기판을 탄력적으로 가압하는 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 돌출부는 상기 필름형 기판의 폭보다 좁은 폭을 가지며, 상기 필름형 기판의 이송방향을 따라 배치되는 것이 바람직하다.
상기 돌출부는 중앙부분이 양측보다 더 높게 형성되고 상기 중앙부분에는 상기 필름형 기판의 저면과 직접 접촉하는 평면상의 접촉면이 형성될 수 있다.
상기 필름백업지그의 관통구멍은 상기 접촉면으로부터 상기 필름백업지그를 수직으로 관통 형성될 수 있다.
상기 필름백업지그의 관통구멍은 상기 필름백업지그의 하측으로부터 상측으로 갈수록 점차 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 필름백업지그는 무정전 수지로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 필름백업지그는 테프론 코팅되는 것도 가능하다.
상기 촬영부는 상기 필름백업지그 하단부에 설치되는 조명유닛; 상기 조명유닛 하측에 배치되는 렌즈부; 및 상기 렌즈부 하측에 배치되는 CCD 카메라를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 필름형 기판상에 형성된 다수의 리드선과 반도체 소자에 형성된 다수의 범프 간의 솔더링 후 촬영된 이미지를 통해 리드선와 범프 간 정렬상태를 검사하기 위한 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법에 있어서, 상기 다수의 리드선 중 서로 평행하게 배치된 리드선의 일부를 포함하는 제1 검사영역을 설정하는 단계; 상기 제1 검사영역에 포함되는 각 리드선의 중심선의 위치를 산출하는 단계; 상기 반도체 소자 상에 형성된 마크를 포함하는 제2 검사영역을 설정하는 단계; 상기 마크의 중심선의 위치를 산출하는 단계; 상기 마크의 중심선으로부터 상기 다수의 리드선의 중심선 간의 거리를 각각 산출하는 단계; 및 상기 산출된 각 거리와 미리 설정된 기준 거리를 각각 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법을 제공한다.
상기 제1 기준영역에 포함되는 각 리드선의 중심선의 위치를 산출하는 단계는, 각 리드선에 대하여 각각, 리드선의 좌측부분과 좌측의 경계에 인접한 부분을 포함하는 제1 티칭영역과, 상기 리드선의 우측부분과 우측의 경계에 인접한 부분을 포함하는 제2 티칭영역을 설정하는 단계; 상기 제1 티칭영역을 좌측에서부터 우측으로 색상 값의 변동량을 검출하여 좌측 경계점을 산출하고, 상기 제2 티칭영역을 우측에서부터 좌측으로 색상 값의 변동량을 검출하여 우측 경계점을 산출하는 단계; 및 상기 좌측 경계점 및 우측 경계점 간의 거리를 산출하고, 산출된 거리 값의 중심을 각 리드선의 중심점으로 설정하는 단계를 포함하며, 상기 각 리드선의 중심선은 각 리드선의 중심점을 각각 적어도 2이상 설정하고, 각 리드선의 2이상 설정된 중심점 들을 연결하여 이루어질 수 있다.
상기 촬영된 이미지의 색상타입은 그레이스케일(grayscale)인 것이 바람직하다.
상기 제1 검사영역 설정 단계에서 상기 제1 검사영역을 다수 곳 설정하거나, 상기 제2 검사영역을 다수 곳 설정하는 것도 물론 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 필름백업지그를 통해 기판의 슬라이딩 가능한 상태로 탄력적으로 지지함으로써 최적의 촬영이 이루어질 수 있는 조건을 확보하고, 또한 이러한 조건 하에서 촬영된 왜곡 없는 정확한 이미지를 통해 마크와 다수의 리드선 간의 간격을 정확하게 산출하고 이 산출된 값을 미리 설정된 기준 거리에 비교함으로써 본딩 정렬상태의 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 리드선 패턴이 인쇄된 필름형 기판을 나타내는 평면도,
도 2는 다수의 범프 패턴이 형성된 반도체 소자를 나타내는 저면도,
도 3은 종래의 본딩 정렬상태를 검사하기 위해 촬영된 이미지를 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치를 나타내는 측면도,
도 5는 도 4에 도시된 기판형 필름을 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치를 나타내는 정면도,
도 7은 도 4에 도시된 필름백업지그를 나타내는 도면,
도 8은 도 7에 도시된 필름백업지그의 접촉부를 나타내는 평면도,
도 9는 도 8에 나타낸 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 나타내는 단면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 어셈블리용 본딩 검사과정을 나타내는 흐름도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 어셈블리용 본딩 검사를 위해 촬영된 이미지를 나타내는 개략도, 및
도 12는 도 11에 개시된 리드선 중 어느 하나를 확대한 상태를 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치 및 이를 이용한 검사방법을 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치(1)는 본딩장치에 의해 필름형 기판(F) 상에 형성된 다수의 리드선(2)과 반도체 소자(3)에 형성된 다수의 범프가 솔더링된 부분을 촬영하고, 이 촬영된 이미지를 통해 리드선과 범프 간 정렬상태를 검사한다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치(1)는 촬영부(10), 위치조정부(30) 필름백업지그(50) 및 제어부(70)를 포함한다.
촬영부(10)는 필름백업지그(50)의 하단부에 설치되는 광반사부(11)와, 광반사부(11)의 하측에 배치되는 렌즈부(13)와, 렌즈부(13)의 하측에 배치되는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라(15)를 포함한다. 이 경우, 광반사부(11), 렌즈부(13) 및 CCD 카메라(15)는 대략 Z축 방향(수직 방향)으로 배치된다.
광반사부(11)는 일측에 조명유닛(12)로부터 발상되는 빛을 광반사부(11)로 안내하기 위한 광가이드튜브(11a)의 일단이 결합된다. 광반사부(11)는 광가이드튜브(11a)에 의해 광반사부(11) 내부로 안내되는 빛을 상방향으로 가이드하기 위해, 광반사부(11) 내부에 통상의 광반사부재(미도시)(예를 들면, 프리즘 등)를 구비한다.
렌즈부(13)는 경통(13a,13b)과, 경통(13a,13b) 내부에 소정 간격을 두고 배치되는 다수의 렌즈(미도시)를 구비한다.
위치조정부(30)는 경통(13a)의 외주를 파지하는 제1 내지 제3 LM블록(33a,35a,37a)과 각 LM블록(33a,35a,37a)이 슬라이딩 결합하는 제1 내지 제3 LM가이드(33b,35b,37b)를 포함한다.
제1 LM블록(33a)은 일측에 상하로 간격을 두고 한 쌍의 서포트(31a,31b)가 설치된다. 한 쌍의 서포트(31a,31b)는 렌즈부(13)의 경통(13a,13b)을 지지하여, 렌즈부(13)가 대략 수직 방향으로 유지되도록 한다. 제1 LM가이드(33b)는 제1 LM블록(33a)을 Z축 방향(수직 방향)으로 가이드하기 위해, 제1 브라켓(39a)의 일측에 Z축 방향으로 배치된다. 또한 제1 LM가이드(33b)는 제1 LM블록(33a)을 Z축 방향으로 위치를 조정한 후 고정하기 위한 고정볼트(B1)를 일측에 구비한다.
제2 LM블록(35a)은 제1 브라켓(39a)의 하단에 수평으로 설치된다. 제2 LM가이드(35b)는 제2 LM블록(35a)을 Y축 방향(수평 방향)으로 가이드하기 위해, 제2 브라켓(39b)의 상단에 Y축 방향으로 배치된다. 또한 제1 LM가이드(35b)는 제2 LM블록(33a)을 Y축 방향으로 위치를 조정한 후 고정하기 위한 고정볼트(B2)를 일측에 구비한다.
제3 LM블록(37a)은 제2 브라켓(39a)의 일측에 고정 설치되며, 제3 LM가이드(37b)는 제3 LM블록(37a)을 X축 방향(수평 방향)으로 안내하도록 제3 브라켓(39c)의 일측에 수평방향으로 설치된다. 이 경우 제3 LM가이드(37b)도 제1 및 제2 LM가이드(33b,35b)와 마찬가지로 제3 LM블록(37a)을 고정시키기 위한 고정볼트(B3)를 일측에 구비한다. 제3 브라켓(39c)은 지면 또는 본딩장치(미도시)의 일부분에 고정 설치된다.
이와 같이 구성된 위치조정부(30)는 렌즈부(10) 및 필름백업지그(50)를 Z축 방향을 승강시키거나 X-Y 평면상에서의 수평 방향으로 이동할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 내지 제3 LM블록(33a,35a,37a)이 사용자에 의해 수동으로 조정되는 것으로 설명하지만, 이에 국한되지 않고 볼스크류와 스텝모터를 구비한 통상의 자동구동 방식으로 제1 내지 제3 LM블록(33a,35a,37a)을 조정하는 것도 물론 가능하다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 필름백업지그(50)는 필름형 기판(F)의 저면을 슬라이딩 가능하게 지지하며, 촬영부(10)의 최상단(구체적으로는 광반사부(11)의 상단)에 고정 설치된다.
이와 같이 촬영부(10)에 고정 설치된 필름백업지그(50)는 위치조정부(30)의 승강 동작(구체적으로는 제1 LM블록(33a)의 Z축 방향 위치 이동)에 의해, 필름형 기판(F)의 저면을 임의의 압력으로 탄력적으로 지지할 수 있다. 필름백업지그(50)에 의해 탄력 지지되는 필름형 기판(F)은 검사영역이 탄력에 의해 대략 평면을 유지하게 되므로 촬영부(10)에 의해 획득한 촬영 이미지의 왜곡현상을 최소화하여 검사의 신뢰도를 극대화할 수 있다.
상기 필름백업지그(50)는 몸체부(51) 및 접촉부(53)를 포함한다.
몸체부(51)는 커플러(59)에 의해 광반사부(11)의 상단에 분리 가능하게 체결되며, 아울러 렌즈부(13)를 통과한 빛을 접촉부(53)로 안내하기 위해 몸체부(51)의 축방향으로 몸체부(51) 중앙을 관통하는 광통과구멍(51a)이 형성된다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 접촉부(53)는 몸체부(51)의 상면에 소정 각도로 시계방향 및 반시계방향으로 회전 가능하게 결합되며, 중앙에 접촉부(53)를 관통하는 관통구멍(53a)이 형성된다. 이 경우 관통구멍(53a)은 연결부(51)의 광통과구멍(51a)과 동심으로 배치되며, 광통과구멍(51a)을 통해 입사되는 빛을 필름형 기판(F)의 검사영역으로 집중시킬 수 있도록 대략 원뿔형상으로 이루어진다.
또한, 접촉부(53)의 하부(53b)는 대략 원형으로 이루어지며, 외경이 연결부(51)의 외경과 대략 동일하게 이루어진다. 접촉부(53)의 하부(53b)는 관통구멍(53a)을 중심으로 좌우에 한 쌍의 곡선형 장공(54a,54b)이 대칭 형성된다. 이 경우 접촉부(53)는 한 쌍의 곡선형 장공(54a,54b)을 통해 관통구멍(53a)을 중심으로 시계방향 및 반시계방향으로 자유롭게 조정된다. 접촉부(53)는 상기 한 쌍의 곡선형 장공(54a,54b)을 관통하여 연결부(51)에 각각 체결되는 고정볼트(미도시)를 통해 연결부(51)로부터 분리 가능하게 결합된다.
더욱이 접촉부(53)는 하부(53b)의 상면에 돌출부(53c)가 연장 형성된다. 돌출부(53c)는 대략 하부(53b)의 직경보다 좁은 폭을 가지며 소정 길이로 형성된다. 이와 같은 돌출부(53c)는 필름형 기판의 이송방향을 따라 배치된다.
또한, 돌출부(53c)는 관통구멍(53a)이 위치하는 중앙부분이 돌출부(53c)의 양측보다 더 높게 돌출 형성된다. 이 경우 돌출부(53c)의 중앙부분에는 필름형 기판(F)의 저면과 직접 접촉하는 접촉면(53d)이 평면상으로 형성되고, 접촉면(53d)의 양측은 외측으로 하향하는 경사면(53e)이 형성된다. 이에 따라 돌출부(53c)는 필름형 기판(F)과의 접촉면적을 최소화할 수 있으므로 필름형 기판(F)의 이송 시 간섭을 줄일 수 있다.
상술한 필름형 기판(F)과의 마찰에 관련하여, 접촉부(53)는 필름형 기판(F)과의 마찰을 최소화하기 위해 낮은 마찰계수를 갖도록 테프론 코팅하는 것이 바람직하다. 이러한 테프론 코팅에 의해 접촉부(53)는 화학적 비활성, 내열성 및 우수한 절연 안정성을 확보할 수 있다.
더욱이 접촉부(53)는 정전기에 의해 필름형 기판(F)과 이에 솔더링된 반도체 소자(S)에 영향을 주지 않도록 무정전 수지로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 필름형 기판(F)은 반도체 소자를 실장하는 본딩 공정을 거치면서 고온에 노출된다. 이로 인해 얇은 두께를 가지는 필름형 기판(F)은 열에 의해 대략 웨이브 형상으로 변형이 이루어진다. 이와 같이 필름형 기판(F)이 평평하지 못한 상황에서 검사가 이루어질 경우 검사 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 접촉면(53d)이 필름형 기판(F)의 저면을 상방향으로 눌러 탄력적으로 가압함으로써 필름형 기판(F)의 검사 부분을 평평하게 유지하는 것이 바람직하다.
제어부(70)는 촬영부(10)에서 촬영한 이미지(예를 들면, 색상타입이 그레이스케일(grayscale)인 이미지)와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여 불량유무를 판별한다. 이와 같은 제어부(70)의 역할을 하기에서는 촬영부(10)에 의해 촬영된 이미지를 통해 검사과정을 통해 설명한다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 다수의 리드선(201-204) 중 서로 평행하게 배치된 리드선의 일부를 포함하는 제1 검사영역(101)을 설정한다(S1).
이어서, 제1 검사영역(101)에 포함되는 각 리드선(201-204)의 중심점(CP1-1,CP-2,…,CP4-1,CP4-2)의 위치를 산출한다(S2). 상기 각 중심점(CP)의 위치를 산출하기 위한 과정은 각 리드선(201-204)에 대하여 모두 동일하므로 하나의 리드선(201)에 대해서만 설명한다.
도 12를 참고하면, 리드선(201)에 대하여 좌측부분과 좌측의 경계에 인접한 부분을 포함하는 제1 티칭영역(TA1)을 설정하고, 리드선(L)의 우측부분과 우측의 경계에 인접한 부분을 포함하는 제2 티칭영역(TA2)을 설정한다.
그 후, 제1 티칭영역(TA1) 내에서 리드선(201)을 향해 좌측에서부터 우측으로 색상 값의 변동량을 검출하여 좌측 경계점(LP)을 산출한다. 마찬가지로 제2 티칭영역(TA2) 내에서 리드선(201)을 향해 우측에서부터 좌측으로 색상 값의 변동량을 검출하여 우측 경계점(RP)을 산출한다.
계속해서 좌측 경계점(LP)과 우측 경계점(RP) 사이의 거리를 산출하고, 이렇게 산출된 거리 값의 중심을 리드선(201)의 중심점(CP1-1)으로 설정한다.
상기와 같은 과정을 통해, 각 리드선(201-204)에 대한 중심점(CP1-1,CP2-1,CP3-1,CP4-1)을 설정한 후, 상기 각 중심점(CP1-1,CP2-1,CP3-1,CP4-1)이 설정된 영역(101a) 외에 각 리드선(201-204)의 임의의 부분을 포함하는 영역(101b)에 대하여 각각 다른 중심점(CP1-2,CP2-2,CP3-2,CP4-2)을 설정한다.
이와 같이, 각 리드선(201-204)에 대하여 각각 적어도 2개의 중심점(CP1-1,CP-2,…,CP4-1,CP4-2)이 설정되면, 상기 각 리드선(201-204)이 갖는 2개의 중심점(CP1-1,CP-2,…,CP4-1,CP4-2)을 연결하여 각 리드선(201-204)의 중심을 가로지르는 각 중심선(CL1-CL4)을 설정할 수 있다.
한편, 도 11을 참고하면, 반도체 소자(3) 상에 형성된 마크(M)의 중심점(MCP1)을 찾기 위해, 먼저 마크(M)를 포함하는 제2 검사영역(102)을 설정한다(S3).
이어서 제2 검사영역(102)에 포함된 마크(M)의 중심선(MCL)을 산출한다(S4). 상기 마크(M)의 중심선(MCL)을 산출하기 위해 먼저 마크(M)의 중심점(MCP1)의 위치를 산출한다. 이 경우 마크(M)의 중심점(MCP1) 위치를 산출하는 과정은 마크(M)의 최하단(M1)과 최상단(M2)의 각 외곽선을 검출하고, 각 외곽선 간의 중심을 마크(M)의 중심점(MCP1)로 설정한다. 이때, 마크(M)의 최상단(M1)과 최하단(M2)을 이루는 외곽은 서로 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 계속해서, 마크(M)의 중심을 가로지르는 중심선(MCL)을 설정하기 위해 상기 중심점(MCP1)을 설정하는 동일한 방법으로 마크(M)의 다른 중심점(MCP2)을 설정한다. 이렇게 설정된 마크(M)의 2개의 중심점(MCP1,MCP2)을 연결하여 마크(M)의 중심선(MCL)을 설정한다. 이 경우, 마크(M)의 중심선(MCL)은 각 리드선(201-204)의 각 중심선(CL1-CL4)과 평행을 이룬다.
그 후, 마크(M)의 중심선(MCL)으로부터 각 리드선(201-204)의 중심선(CL1-CL4) 간의 거리(D1-D4)를 각각 산출한다(S5).
이와 같이 산출된 각 거리(D1-D4)와 미리 설정된 각 기준 거리들과 각각 비교함으로써, 필름형 기판(F)에 형성된 다수의 리드선과 반도체 소자의 다수의 범프 간 본딩 정렬상태를 정확하게 검사할 수 있다.
한편, 본딩 시 발생하는 고열에 의해 필름형 기판(F)은 반도체 소자(3)의 길이방향(도 6에 기재된 Y축 방향)으로 심하게 수축 또는 팽창되는데, 이때 필름형 기판(F)에 실장되는 반도체 소자(3)가 종횡비가 큰 직사각형상일 경우, 선택된 제1 검사영역(101)에서 필름형 기판(F)이 심하게 변형되어 리드선이 패턴이 일정하지 않게 나타나는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 선택된 제1 검사영역(101)에 이물(particle)이 묻어 있는 경우에도 리드선의 패턴이 불명확하게 보일 가능성이 존재한다.
이러한 문제를 해소할 수 있도록, 본 발명은 촬영된 이미지 내에서 리드선을 포함하는 제1 검사영역을 임의로 여러 곳 설정하고, 다수로 설정된 제1 검사영역을 통해 각각 제2 검사영역의 마크(M)의 중심선과의 거리를 각각 비교한다. 이때 비교 값이 미리 설정된 기준 거리와 가장 근접한 거리를 갖는 제1 검사영역을 기준으로 본딩 정렬상태를 검사할 수 있다.
또한, 반도체 소자(3)에 대한 제2 검사영역(102)의 경우에도 설정을 1곳으로 제한할 필요는 없으며, 촬영된 이미지에 나타난 반도체 소자(3)의 임의의 부분에 대하여 다수 곳에 제2 검사영역을 설정할 수 있다.
따라서 본 발명은 하기 표 1과 같이 제1 검사영역과 제2 검사영역을 다양한 조합 중 어느 하나를 선택하여 검사를 행할 수 있다.
제1 검사영역 제2 검사영역
제1 조합 예 단일 단일
제2 조합 예 다수 단일
제3 조합 예 단일 다수
제4 조합 예 다수 다수
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10: 촬영부 11: 광반사부
13: 렌즈부 15: 카메라
30: 위치조정부 31a,31b: 서포트
33a,35a,37a: 제1-제3 LM블록 33b,35b,37b: 제1-제3 LM가이드
39a,39b,39c: 제1-제3 브라켓 50: 필름백업지그
51: 몸체부 53: 접촉부
53c: 돌출부 53d: 접촉면
70: 제어부

Claims (14)

  1. 필름형 기판상에 형성된 다수의 리드선과 반도체 소자에 형성된 다수의 범프 간의 솔더링 후 촬영된 이미지를 통해 리드선와 범프 간 정렬상태를 검사하기 위한 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치에 있어서,
    상기 필름형 기판의 저면을 슬라이딩 가능하게 지지하는 필름백업지그;
    상기 필름백업지그의 하부에 배치되어 상기 필름백업지그에 형성된 관통구멍을 통해 상기 반도체 소자가 솔더링된 상기 필름형 기판의 일부를 촬영하기 위한 촬영부;
    상기 촬영부를 X-Y 평면상 이동 및 Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지하는 위치조정부; 및
    상기 촬영부에서 촬영한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여 불량유무를 판별하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필름백업지그는 상기 위치조정부의 승강 조절에 따라 상기 필름형 기판을 탄력적으로 가압하는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 필름형 기판의 폭보다 좁은 폭을 가지며, 상기 필름형 기판의 이송방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부는 중앙부분이 양측보다 더 높게 형성되고 상기 중앙부분에는 상기 필름형 기판의 저면과 직접 접촉하는 평면상의 접촉면이 형성되는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필름백업지그의 관통구멍은 상기 접촉면으로부터 상기 필름백업지그를 수직으로 관통하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 필름백업지그의 관통구멍은 상기 필름백업지그의 하측으로부터 상측으로 갈수록 점차 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름백업지그는 무정전 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필름백업지그는 테프론 코팅되는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 필름백업지그 하단부에 설치되는 조명유닛;
    상기 조명유닛 하측에 배치되는 렌즈부; 및
    상기 렌즈부 하측에 배치되는 CCD 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사장치.
  10. 필름형 기판상에 형성된 다수의 리드선과 반도체 소자에 형성된 다수의 범프 간의 솔더링 후 촬영된 이미지를 통해 리드선와 범프 간 정렬상태를 검사하기 위한 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법에 있어서,
    상기 다수의 리드선 중 서로 평행하게 배치된 리드선의 일부를 포함하는 제1 검사영역을 설정하는 단계;
    상기 제1 검사영역에 포함되는 각 리드선의 중심선의 위치를 산출하는 단계;
    상기 반도체 소자 상에 형성된 마크를 포함하는 제2 검사영역을 설정하는 단계;
    상기 마크의 중심선의 위치를 산출하는 단계;
    상기 마크의 중심선으로부터 상기 다수의 리드선의 중심선 간의 거리를 각각 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 각 거리와 미리 설정된 기준 거리를 각각 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기준영역에 포함되는 각 리드선의 중심선의 위치를 산출하는 단계는,
    각 리드선에 대하여 각각, 리드선의 좌측부분과 좌측의 경계에 인접한 부분을 포함하는 제1 티칭영역과, 상기 리드선의 우측부분과 우측의 경계에 인접한 부분을 포함하는 제2 티칭영역을 설정하는 단계;
    상기 제1 티칭영역을 좌측에서부터 우측으로 색상 값의 변동량을 검출하여 좌측 경계점을 산출하고, 상기 제2 티칭영역을 우측에서부터 좌측으로 색상 값의 변동량을 검출하여 우측 경계점을 산출하는 단계; 및
    상기 좌측 경계점 및 우측 경계점 간의 거리를 산출하고, 산출된 거리 값의 중심을 각 리드선의 중심점으로 설정하는 단계를 포함하며,
    상기 각 리드선의 중심선은 각 리드선의 중심점을 각각 적어도 2이상 설정하고, 각 리드선의 2이상 설정된 중심점 들을 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 촬영된 이미지의 색상타입은 그레이스케일(grayscale)인 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 검사영역을 다수 곳 설정하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법.
  14. 제10항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제2 검사영역을 다수 곳 설정하는 것을 특징으로 하는 플립칩 어셈블리용 본딩 검사방법.
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