KR20130106608A - 리플로우 검사 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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이영주
명선영
함석진
박성찬
이현정
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Abstract

본 발명에 따른 리플로우 검사 시스템은 오븐, 상기 오븐 내부에서 리플로우 검사 대상을 거치하고, 일측에 상기 리플로우 검사 대상의 온도를 감지하는 온도감지센서를 구비한 스테이지, 상기 오븐의 일측에서 상기 리플로우 검사 대상으로 광을 조사하는 광원부, 상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하고, 상기 리플로우 검사 대상의 이미지 정보를 획득하여 외부로 전달하는 촬상부, 상기 촬상부에서 획득한 이미지 정보를 처리하는 영상처리부, 및 스테이지, 온도감지센서, 및 영상처리부에 연결되어 리플로우 검사과정의 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

리플로우 검사 시스템 및 그 제어 방법{REFLOW INSPECTION APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 리플로우 검사 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자 산업의 발전에 따라, 빠른 처리속도와 높은 집적도를 갖는 반도체 장치가 요구되며, 이에 따라 서브미크론 단위의 소자크기를 갖는 회로 제품의 생산이 요구된다. 이와 같은 요구에 따라, 리소그래피 기술분야에서도 높은 해상도를 갖는 노광장비와 광에 민감한 포토레지스트 조성물에 관한 기술개발을 하고 있다. 특히, 최소 피쳐 사이즈를 가지는 구조에 대한 패턴의 치수 정밀도를 높이는 노력이 수행되고 있다.
고집적 반도체 소자의 제조를 위해서는, 식각 및 이온 주입 공정의 마스크로서 사용되는 포토레지스트 패턴을 보다 정밀하고 미세하게 형성할 필요가 있다. 이를 위해서는, 광에 민감한 포토레지스트가 요구되기도 하나, 민감한 포토레지스트를 사용하는 경우에는 복잡한 부가 공정이 수반되는 단점이 있다.
노광장비의 광원의 파장은 얻을 수 있는 최소 해상도와 직접적인 관련이 있다. 예를 들어, 기존의 G-라인(λ=435nm) 노광 장비는 약 0.5μm의 해상 한계를 가지며, I-라인(λ=365nm) 노광 장비는 약 0.3μm의 해상 한계를 갖는다. 또한, 0.15μm 정도의 CD(critical dimension)을 구현하기 위해 KrF(λ=248nm)의 광원을 사용하거나, 또는 0.13μm 이하급 소자의 제조를 위해 ArF(λ=193nm)에 대한 연구가 계속되고 있다.
그러나, 최근의 소자 디자인 룰은 상기 해상한계보다 더 감소될 것으로 예상되므로 현재의 노광 장비의 한계를 극복할 수 있는 기술개발이 요구된다.
특히, 미세한 CD를 가지는 패턴, 또는 소자의 셀 어레이 영역에서 높은 아스팩트비를 가지는 미세한 콘택홀을 포함하는 고집적 소자를 제조하는 경우에 있어서, 현재의 노광 장비의 해상 한계를 극복하기 위한 다양한 공정기술들이 개발되고 있다.
이러한 공정기술들 중 예컨대, 국내공개특허공보 제 2008-0060080호(2008년 7월 1일 공개)에 기재된 포토 레지스트 리플로우(reflow) 기술, 및 국내등록특허공보 제 10-0739089호(2007년 7월 6일 등록)에 기재된 솔더 페이스트 리플로우 기술을 포함한 리플로우 기술을 예로 들 수 있다.
먼저, 레지스트 리플로우 기술은 미세 패턴을 형성하는 포토레지스트를 가열하여 유동할 수 있도록 하여, 즉 리플로우하여 원하는 CD를 갖는 라인 앤드 스페이스(line and space, L/S) 또는 원하는 크기의 콘택홀을 형성하는 방법이다.
상기 레지스트 리플로우 기술을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 최종 L/S 패턴의 CD 또는 콘택홀을 원하는 크기보다 더 크게 초기 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 원하는 크기는 사용하는 노광장비의 해상한계보다 작은 것이 일반적이다. 이어서, 상기 초기 포토레지스트 패턴을 포토레지스트의 유리전이온도(glass transition temperature, Tg) 이상의 온도로 가열하여, 상기 포토레지스트 패턴의 포토레지스트를 유동, 즉 리플로우(reflow)가 가능하도록 한다. 즉, 상기 가열에 의하여 상기 포토레지스트의 점도는 감소되고, 이로 인하여 포토레지스트가 리플로우하게 되어 L/S 패턴의 CD 또는 콘택홀의 개구 크기가 감소되며, 이에 따라 원하는 미세 패턴을 얻게 된다.
이어서, 솔더 페이스트 리플로우 기술은 반도체칩이나 저항칩 등과 같은 다양한 형태의 소형 전자부품이 기판에 실장(surface mounting)될 수 있도록 용융상태의 솔더 페이스트(solder phaste)가 일정한 패턴으로 도포되고, 고온 전달에 의해 소형 전자부품을 기판에 접착한다.
이와 같은 솔더 페이스트의 도포과정은 예를 들어, 스크린 프린터(screen printer)"라고 하는 솔더 페이스트 도포장치에 의해 수행되며, 상기 스크린 프린터는 특정 패턴의 개구부가 형성된 금속 마스크(metal mask)상에 공급된 솔더 페이스트를 스퀴즈(squizzee)로 압착하여 인쇄회로기판의 부품장착부에 도포하게 된다.
즉, 종래의 솔더 페이스트 도포 구조는 표면 실장형 인쇄회로기판에 일정 패턴 및 일정량의 솔더 페이스트를 도포하기 위하여 슬릿 또는 홀이 가공된 솔더마스크를 이용하여 제 위치에 솔더 페이스트를 도포하는 구조이다. 이에 상기 솔더마스크 위에 솔더 페이스트를 일정량 덜어내어 고무재질의 스퀴즈를 이용하여 긁어줌으로써, 상기 솔더 마스크의 슬릿 또는 홀에 솔더 페이스트가 침투하여 인쇄회로기판 위의 동박에 솔더 페이스트 패턴을 형성하게 된다.
이후, 상기 회로기판으로부터 마스크를 분리한 다음 질소 분위기 하에서 온도를 상승시켜 솔더 페이스트 리플로우를 실시하면, 상기 솔더 페이스트가 반구형의 솔더 범프로 형성된다.
이어서, 반도체칩이나 저항칩 등과 같은 다양한 형태의 소형 전자부품이 솔더 범프를 매개로 하여 기판에 실장된다.
이러한 리플로우 기술들은 용융점(Eutectic potint) 및 용융점 근방에서의 젖음성 등과 같은 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트의 성능을 미세 패턴 또는 범프의 형성 조건과 상태에 직결되는 가장 중요한 요소로 갖는다.
그러나, 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트의 리플로우 과정에서 순간적으로 발생하는 용융 현상, 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트의 표면 및 계면에서의 변화를 측정할 수 있는 장치는 거의 없다. 또한, 솔더 페이스트와 같이 유기 용매, 유기 접착제 등이 혼합된 경우, 가열시 발생하는 스모크(Smoke)에 의한 가시성 확보의 어려움으로 인하여 실시간으로 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트의 성능 검사는 거의 불가능하다.
본 발명의 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 리플로우 과정에서 발생하는 스모크를 제거하면서 리플로우 성능을 검사하는 리플로우 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 리플로우 과정에서 발생하는 스모크를 제거하면서 리플로우 성능을 검사하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템은 오븐; 상기 오븐 내부에서 리플로우 검사 대상을 거치하고, 일측에 상기 리플로우 검사 대상의 온도를 감지하는 온도감지센서를 구비한 스테이지; 상기 오븐의 일측에서 상기 리플로우 검사 대상으로 광을 조사하는 광원부; 상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하고, 상기 리플로우 검사 대상의 이미지 정보를 획득하여 외부로 전달하는 촬상부; 상기 촬상부에서 획득한 이미지 정보를 처리하는 영상처리부; 및 스테이지, 온도감지센서, 및 영상처리부에 연결되어 리플로우 검사과정의 제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템에서 상기 오븐은 상기 리플로우 검사 대상을 가열하는 리플로우 가스가 인입하는 인입구, 및 리플로우 처리 후의 가스를 배출하는 배출구를 다수 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템에서 상기 촬상부는 렌즈가 구비된 개구부를 통해 입사된 광을 광섬유를 통해 상기 영상처리부로 전달하는 카메라부; 및 상기 개구부에 인접한 영역에 도출 형태로 구비되고, 외부에서 상기 제어부와 연결된 흡기 펌프에 연결된 흡기 튜브;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템에서 상기 흡기 튜브는 상기 렌즈가 갖는 초점거리보다 짧은 길이로 돌출되고, 상기 흡기 튜브의 단부는 돌출방향에 대해 소정의 예각을 갖는 경사진 절단면을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템에서 상기 제어부는 상기 영상처리부로부터 수신한 이미지 정보의 명도에 따라 상기 흡기 펌프의 동작을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템에서 상기 제어부는 온도감지센서, 및 영상처리부에 연결되어, 실시간으로 상기 리플로우 검사 대상의 리플로우 검사정보를 수신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법은 리플로우 검사 대상을 오븐 내의 스테이지에 장착하는 단계; 리플로우 성능검사를 위한 리플로우 공정조건에 따라 상기 리플로우 검사 대상을 리플로우하는 단계; 제어부가 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 실시간으로 검출하는 단계; 검출된 상기 리플로우 검사 대상의 정보가 리플로우 성능을 검사할 수 있는 양호한 정보인지를 상기 제어부가 판단하는 단계; 상기 판단 단계의 결과에 따라, 상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하면서, 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 다시 실시간으로 최종 검출하는 단계; 및 상기 최종 검출된 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 이용하여 상기 리플로우 검사 대상의 리플로우 성능을 검사하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법에서 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 실시간으로 검출하는 단계는 렌즈가 구비된 개구부를 통해 입사된 광을 광섬유를 통해 영상처리부로 전달하는 카메라부와 상기 개구부에 인접한 영역에 도출 형태로 구비되고, 외부에서 상기 제어부와 연결된 흡기 펌프에 연결된 흡기 튜브를 포함하는 촬상부; 및 상기 스테이지 일측에 구비된 온도감지센서; 를 이용하여, 상기 리플로우 검사 대상의 이미지 정보 및 온도정보를 실시간으로 검출한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법에서 상기 리플로우 성능을 검사할 수 있는 양호한 정보인지를 판단하는 단계는 상기 제어부가 상기 영상처리부를 통해 실시간으로 검출한 상기 리플로우 검사 대상의 이미지 명도가 상기 리플로우 검사 대상의 초기 이미지 명도보다 낮은지 여부를 판단한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법에서 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 다시 실시간으로 검출하는 단계는 상기 흡기 튜브의 단부에 형성된 경사진 절단면을 통해 상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법에서 상기 리플로우 성능을 검사하는 단계는 상기 최종 검출된 상기 리플로우 검사 대상의 정보에 포함된 이미지 정보로부터 접촉 폭(D)과 접촉 각(θ)을 검출하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 리플로우 검사 시스템은 대상의 리플로우 성능을 검사하는 과정에서 발생하는 스모크를 제거하여 시인성을 개선하므로, 리플로우 성능을 검사할 수 있는 이미지 정보를 용이하게 획득할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법은 리플로우 검사과정의 시인성을 개선한 신뢰성있는 이미지 정보를 이용하여 용이하게 대상의 리플로우 성능을 검사할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 촬상부를 확대하여 도시한 확대도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법에 따라 리플로우 검사를 설명하기 위한 예시도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 촬상부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)은 오븐(110), 오븐(110) 내부에서 리플로우 검사 대상(200)을 거치하고, 일측에 리플로우 검사 대상(200)의 온도를 감지하는 온도감지센서(131)를 구비한 스테이지(130), 오븐(110)의 일측에서 리플로우 검사 대상(200)으로 광을 조사하는 광원부(120)에 대응하고 리플로우 검사 대상(200)의 이미지 정보를 획득하여 외부로 전달하는 촬상부(140), 촬상부(140)에서 획득한 이미지 정보를 처리하는 영상처리부(140-2), 및 스테이지(130), 온도감지센서(131), 영상처리부(140-2) 및 흡기 펌프(150)의 조정 밸브 등에 연결되어 전반적인 제어를 수행하는 제어부(160)를 포함한다.
여기서, 리플로우 검사 대상(200)은 리플로우 공정이 적용되는 전자 부품의 시료를 그 대상으로 하고, 예를 들어 리플로우 공정 전에 기판 상에 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트 등을 형성한 상태의 시료를 대상으로 할 수 있다.
오븐(110)은 검사조건에 따라 리플로우 검사 대상(200)을 가열하는 리플로우 가스가 인입하는 인입구, 및 리플로우 처리 후의 가스를 배출하는 배출구를 다수 구비한다. 여기서, 오븐(110)에 인입되는 리플로우 가스는 검사조건에 따라 리플로우 검사 대상(200)을 가열하기 위해 소정의 온도로 예열되어 인입되는 비활성 가스, 예를 들어 질소 가스, 아르곤 가스 등을 이용할 수 있다.
물론, 오븐(110)은 리플로우 가스가 필요없이, 그 내부에 히터 등의 열원을 구비하여 리플로우 검사 대상(200)을 가열할 수도 있다.
스테이지(130)는 오븐(110) 내에서 리플로우 검사 대상(200)을 상부면에 거치하기 위한 금속판(132), 및 일측에 리플로우 검사 대상(200)의 온도를 감지하는 온도감지센서(131)를 구비한다. 이러한 스테이지(130)는 제어부(160)의 제어에 의해 예컨대, 전동 모터 등을 이용하여 X-Y-Z 축을 따라 이동할 수 있어서, 리플로우 검사 대상(200)을 용이하게 촬상할 수 있는 위치로 이동할 수 있다.
또한, 온도감지센서(131)는 스테이지(130)의 일측에서 금속판(132)에 접촉하고, 금속판(132)을 따라 열전도된 리플로우 검사 대상(200)의 온도를 실시간으로 감지할 수 있다. 더욱 정확하게 리플로우 검사 대상(200)의 온도를 감지하기 위해, 온도감지센서(131)는 리플로우 검사 대상(200)의 기판에 접촉하여 열전도 현상에 의해 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트의 용융 온도를 감지할 수 있다.
촬상부(140)는 오븐(110) 내부에서 리플로우 검사 대상(200)을 거치한 스테이지(130)를 중심으로 일측에 구비된 광원부(120)에 대응하여 장착되고, 외부의 영상처리부(140-2)와 흡기 펌프(150)에 연결된다.
구체적으로, 촬상부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 초소형 카메라 구조로서 렌즈가 구비된 개구부(141-1)를 갖는 초소형 카메라부(141), 및 개구부(141-1)에 인접한 영역에 도출 형태로 구비되고 흡기 펌프(150)에 연결된 흡기 튜브(142)를 포함한다.
이러한 촬상부(140)는 개구부(141-1)의 렌즈를 통해 입사된 광을 광섬유를 통해 영상처리부(140-2)로 전달하고, 선택적으로 개구부(141-1)에 인접한 다른 영역에 별도의 광원을 구비하여 리플로우 검사 대상(200)으로 광을 조사할 수도 있다.
또한, 촬상부(140)는 개구부(141-1)에 인접하여 외부로 소정 길이로 돌출된 흡기 튜브(142)를 구비하고, 제어부(160)의 제어에 의해 리플로우 검사 대상(200)에 대한 리플로우 검사과정에서 발생하는 스모크를 흡기 튜브(142)를 통해 흡기한다.
이에 따라, 촬상부(140)는 흡기 튜브(142)를 통해 스모크를 제거하여 리플로우 검사 대상(200)의 리플로우 과정의 시인성을 개선하고, 개구부(141-1)의 렌즈를 통해 리플로우 검사 대상(200)의 이미지 정보를 획득하여 외부의 영상처리부(140-2)로 전달한다.
특히, 흡기 튜브(142)는 개구부(141-1)의 렌즈가 갖는 초점거리보다 작은 길이로 돌출되고, 단부의 형태는 스모크의 제거를 용이하게 수행하기 위해 돌출방향에서 소정의 예각을 갖는 경사진 절단면(142-2)으로 형성된다. 이러한 흡기 튜브(142)의 절단면(142-2)은 개구부(141-1)를 기준으로 상,하,좌,우에 위치하여 리플로우 검사 대상(200)에 근접하여, 리플로우 검사과정에서 발생하는 리플로우 검사 대상(200)의 스모크를 흡기한다.
제어부(160)는 리플로우 검사 시스템(100)의 전반적인 제어를 수행하여, 특히 스테이지(130), 온도감지센서(131), 영상처리부(140-2) 및 흡기 펌프(150)의 조정 밸브 등에 연결되어 리플로우 검사과정의 제어를 수행한다.
특히, 제어부(160)는 영상처리부(140-2)를 통해 전달된 이미지 정보가 스모크 등에 의해 가려져 리플로우 검사를 수행할 수 없는 에러 이미지 정보로 판단하면, 흡기 펌프(150)를 가동하여 흡기 튜브(142)를 통해 스모크를 흡기 제거하게 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)은 흡기 튜브(142)를 이용하여 리플로우 검사 대상(200)에서 발생하는 스모크가 리플로우 검사 대상(200)에 대한 이미지 촬상을 방해하는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)은 리플로우 과정에서 발생하는 스모크를 제거하면서 리플로우 검사 대상(200)의 리플로우 성능을 용이하게 검사할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)의 제어 방법에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4a와 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법에 따라 리플로우 검사를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)의 제어 방법은 리플로우 검사 대상(200)의 리플로우 성능을 검사하는 과정에 관한 제어 방법으로 먼저 리플로우 검사 대상(200)을 스테이지(130)에 장착한다(S310).
여기서, 리플로우 검사 대상(200)은 리플로우 공정이 적용되는 전자 부품의 시료를 그 대상으로 하고, 예를 들어 리플로우 공정 전에 기판 상에 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트 등을 형성한 상태의 시료를 대상으로 한다.
이때, 리플로우 검사 대상(200)은 스테이지(130)의 일측에 장착된 온도감지센서(131)에 접촉하도록 장착되어, 실시간으로 온도감지센서(131)에 의해 감지된 리플로우 검사 대상(200)의 온도 정보가 제어부(160)로 전달된다.
또한, 촬상부(140)가 리플로우 검사 대상(200)에 근접하여 장착되어, 특히 흡기 튜브(142)의 경사진 절단면이 리플로우 검사 대상(200)에 근접하여 장착된다.
리플로우 검사 대상(200)을 스테이지(130)에 장착한 후, 리플로우 검사 대상(200)은 리플로우 성능검사를 위해 리플로우 공정조건에 따라 리플로우된다(S320).
리플로우 공정조건은 다양한 공정조건을 포함할 수 있고, 예를 들어 리플로우가 이루어지는 가열 온도에 관한 조건을 포함한다. 즉, 리플로우 검사 대상(200)을 가열하기 위해 소정의 온도로 예열되어 오븐(110)으로 인입되는 질소 가스, 아르곤 가스 등의 비활성 가스, 또는 오븐(110) 내부에 구비된 히터 등의 가열 장치를 이용하여 오븐(110)의 분위기 온도를 설정된 리플로우 가열 온도 조건으로 상승시킬 수 있다.
이렇게 리플로우 공정조건에 따라 검사 대상(200)의 리플로우를 수행함에 따라, 제어부(160)는 촬상부(140)와 영상처리부(140-2)를 통해 실시간으로 검사 대상(200)의 이미지 정보를 검출한다(S330).
물론, 제어부(160)는 도 4a에 도시된 이미지처럼 촬상부(140)와 영상처리부(140-2)를 통해 검사 대상(200)에 대해 리플로우를 수행하기 전부터 검사 대상(200)의 이미지를 검출할 수 있다.
실시간으로 검사 대상(200)의 이미지 정보를 검출함에 따라, 제어부(160)는 검출된 이미지 정보가 검사 대상(200)의 리플로우 성능을 검사할 수 있는 양호한 이미지 정보인지를 판단한다(S340).
즉, 검사 대상(200)에 대해 리플로우를 수행하는 과정에서 리플로우 검사 대상(200)에서 발생하는 스모크가 촬상부(140)의 개구부(141-1)로 입사하는 광을 차단하여, 촬상부(140)가 양호한 이미지 정보를 검출하지 못하는지를 판단할 수 있다.
이에 따라, 제어부(160)는 촬상부(140)와 영상처리부(140-2)를 통해 검출된 이미지의 명도가 리플로우를 수행하기 전의 초기 이미지 명도보다 낮은, 예컨대 초기 이미지 명도의 90% 이하로 낮은 명도인 것으로 검출되면, 양호한 이미지 정보가 아닌 것으로 판단하고 흡기 펌프(150)를 가동하여 흡기 튜브(142)가 스모크를 흡기하게 한다(S345).
이후, 흡기 튜브(142)가 스모크를 흡기함에 따라, 제어부(160)는 촬상부(140)와 영상처리부(140-2)를 통해 다시 실시간으로 검사 대상(200)의 이미지 정보를 검출한다.
반면에, 판단 단계(S340)에서 검출된 이미지 정보가 검사 대상(200)의 리플로우 성능을 검사할 수 있는 양호한 이미지 정보이면, 제어부(160)는 검출된 이미지 정보로부터 검사 대상(200)의 리플로우 성능을 검사한다(S350).
예를 들어, 제어부(160)는 리플로우 성능을 검사하기 위한 항목으로, 용융 시작 온도, 리플로우 시간, 젖음성(wettability) 등을 검사할 수 있다.
구체적으로, 제어부(160)는 리플로우 과정에서 검사 대상(200)의 포토 레지스트 또는 솔더 페이스트 등이 용융되는 시점의 온도 정보를 온도감지센서(131)로부터 수신하여 용융 시작 온도를 검출할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 리플로우 검사 대상(200)을 스테이지(130)에 장착하여 리플로우를 수행하기 전의 시점부터 리플로우를 수행한 후의 시점까지 실시간으로 검출된 시간 정보로부터 리플로우 시간 정보를 검출할 수 있다.
특히, 제어부(160)는 도 5에 도시된 리플로우 후에 검출된 솔더 페이스트의 이미지 정보로부터 솔더 페이스트의 접촉 폭(D)과 접촉 각(θ) 등을 검출하여 젖음성을 검사할 수 있다.
이후, 제어부(160)는 이러한 리플로우 성능의 검사결과를 모니터 등의 디스플레이부에 리플로우 검사 대상(200)의 리플로우 성능정보로서 디스플레이할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)의 제어 방법은 대상(200)의 리플로우 성능을 검사하는 과정에서 발생하는 스모크를 제거하여 시인성을 개선하므로, 리플로우 성능을 검사할 수 있는 이미지 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리플로우 검사 시스템(100)의 제어 방법은 리플로우 검사과정의 시인성을 개선한 신뢰성있는 이미지 정보를 이용하여 용이하게 대상(200)의 리플로우 성능을 검사할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 리플로우 검사 시스템 110: 오븐
120: 광원부 130: 스테이지
131: 온도감지센서 132: 금속판
140: 촬상부 140-2: 영상처리부
141: 초소형 카메라부 142: 흡기튜브
150: 흡기 펌프 160: 제어부

Claims (12)

  1. 오븐;
    상기 오븐 내부에서 리플로우 검사 대상을 거치하고, 일측에 상기 리플로우 검사 대상의 온도를 감지하는 온도감지센서를 구비한 스테이지;
    상기 오븐의 일측에서 상기 리플로우 검사 대상으로 광을 조사하는 광원부;
    상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하고, 상기 리플로우 검사 대상의 이미지 정보를 획득하여 외부로 전달하는 촬상부;
    상기 촬상부에서 획득한 이미지 정보를 처리하는 영상처리부; 및
    스테이지, 온도감지센서, 및 영상처리부에 연결되어 리플로우 검사과정의 제어를 수행하는 제어부;
    를 포함하는 리플로우 검사 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오븐은 상기 리플로우 검사 대상을 가열하는 리플로우 가스가 인입하는 인입구, 및 리플로우 처리 후의 가스를 배출하는 배출구를 다수 구비하는 리플로우 검사 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상부는
    렌즈가 구비된 개구부를 통해 입사된 광을 광섬유를 통해 상기 영상처리부로 전달하는 카메라부; 및
    상기 개구부에 인접한 영역에 도출 형태로 구비되고, 외부에서 상기 제어부와 연결된 흡기 펌프에 연결된 흡기 튜브;
    를 포함하는 리플로우 검사 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 흡기 튜브는 상기 렌즈가 갖는 초점거리보다 짧은 길이로 돌출되고,
    상기 흡기 튜브의 단부는 돌출방향에 대해 소정의 예각을 갖는 경사진 절단면을 갖는 리플로우 검사 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상처리부로부터 수신한 이미지 정보의 명도에 따라 상기 흡기 펌프의 동작을 제어하는 리플로우 검사 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 온도감지센서, 및 영상처리부에 연결되어, 실시간으로 상기 리플로우 검사 대상의 리플로우 검사정보를 수신하는 리플로우 검사 시스템.
  7. 리플로우 검사 대상을 오븐 내의 스테이지에 장착하는 단계;
    리플로우 성능검사를 위한 리플로우 공정조건에 따라 상기 리플로우 검사 대상을 리플로우하는 단계;
    제어부가 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 실시간으로 검출하는 단계;
    검출된 상기 리플로우 검사 대상의 정보가 리플로우 성능을 검사할 수 있는 양호한 정보인지를 상기 제어부가 판단하는 단계;
    상기 판단 단계의 결과에 따라, 상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하면서, 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 다시 실시간으로 최종 검출하는 단계; 및
    상기 최종 검출된 상기 리플로우 검사 대상의 정보를 이용하여 상기 리플로우 검사 대상의 리플로우 성능을 검사하는 단계;
    를 포함하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 리플로우 검사 대상의 정보를 실시간으로 검출하는 단계는
    렌즈가 구비된 개구부를 통해 입사된 광을 광섬유를 통해 영상처리부로 전달하는 카메라부와 상기 개구부에 인접한 영역에 도출 형태로 구비되고, 외부에서 상기 제어부와 연결된 흡기 펌프에 연결된 흡기 튜브를 포함하는 촬상부; 및
    상기 스테이지 일측에 구비된 온도감지센서; 를 이용하여,
    상기 리플로우 검사 대상의 이미지 정보 및 온도정보를 실시간으로 검출하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 리플로우 성능을 검사할 수 있는 양호한 정보인지를 판단하는 단계는
    상기 제어부가 상기 영상처리부를 통해 실시간으로 검출한 상기 리플로우 검사 대상의 이미지 명도가 상기 리플로우 검사 대상의 초기 이미지 명도보다 낮은지 여부를 판단하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 양호한 정보인지를 판단하는 기준은 상기 리플로우 검사 대상의 초기 이미지 명도의 90%를 기준으로 하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 리플로우 검사 대상의 정보를 다시 실시간으로 검출하는 단계는
    상기 흡기 튜브의 단부에 형성된 경사진 절단면을 통해 상기 리플로우 검사 대상에서 발생하는 스모크를 흡기하는 단계를 더 포함하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 리플로우 성능을 검사하는 단계는
    상기 최종 검출된 상기 리플로우 검사 대상의 정보에 포함된 이미지 정보로부터 접촉 폭(D)과 접촉 각(θ)을 검출하는 단계를 더 포함하는 리플로우 검사 시스템의 제어 방법.
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