KR20130107656A - 반도체 패키지 검사유닛, 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 포밍 공정과 싱귤레이션 공정이 완료된 반도체 패키지를 촬상(撮像)하여 포밍된 리드 등의 성형 불량 여부를 효율적이고 정확하게 판단할 수 있는 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 관한 것이다.

Description

반도체 패키지 검사유닛, 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법{Semiconductor Package Inspecting Unit, Semiconductor Package Inspecting Device and Semiconductor Package Inspecting method}

본 발명은 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 반도체 패키지의 포밍 공정과 싱귤레이션 공정이 완료된 반도체 패키지를 촬상(撮像)하여 포밍된 리드 등의 성형 불량 여부를 효율적이고 정확하게 판단할 수 있는 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 관한 것이다.

반도체 패키지는 리드 프레임의 리드와 리드 사이의 댐바(Dam-Bar)를 절단하는 트림(trim) 공정, 트림 공정이 끝난 패키지의 리드를 일정한 모양을 갖추도록 하는 포밍(forming) 공정, 리드 프레임에서 복수 개의 반도체 패키지들을 개별화하는 싱귤레이션(singulation) 공정 등으로 제조될 수 있다.

포밍 공정은 반도체 패키지의 측면 등에 구비된 리드가 기판 상의 패턴 또는 접점에 접합될 수 있도록 리드를 미리 결정된 형상으로 프레스 등을 통하여 성형하는 공정이다.

각각의 반도체 패키지에는 복수 개의 리드가 구비될 수 있으며, 각각의 리드는 접합되는 기판의 각각의 접점에 정확하게 접합될 수 있도록 성형되어야 한다.

그러나, 포밍 공정에서 성형 불량이 발생된 경우에는 하방으로 절곡된 리드의 높이 편차 등이 발생될 수 있으며, 이와 같은 높이 편차는 반도체 패키지를 기판에 접합하는 접합과정의 불량을 야기할 수 있다.

따라서, 기판에 접합하기 전에 트리밍 또는 포밍 공정에서 성형 불량이 발생된 반도체 패키지의 유무를 검사하여 불필요한 공정 또는 완제품 불량을 줄이기 위한 방법이 필요하다.

또한, 이러한 검사는 반도체 패키지의 리드 등을 촬상하여 촬상된 이미지를 근거로 리드의 성형 불량 여부를 판단하는 방법으로 수행될 수 있지만, 개별 반도체 패키지 단위로 검사공정이 수행되는 경우에는 검사효율이 지나치게 낮을 수 있다.

또한, 반도체 패키지의 리드를 촬상하기 위하여 조명이 제공될 수 있으며, 제공된 조명이 리드 등에 반사되는 경우, 빛반사에 의한 반사광이 과다한 경우 정확한 리드의 이미지를 얻기 어렵다.

또한, 일반적으로 반도체 패키지의 리드는 반도체 자재의 측면 방향으로 대칭되도록 구비되며, 포밍 성형된 리드의 스탠드 오프(Stand Off: 반도체 패키지 하면에서부터 성형된 리드 끝단부 까지의 높이를 뜻함) 측정 시 반도체 패키지 하면 촬상을 위한 초점거리와 리드 끝단부 촬상을 위한 초점 거리가 상이하여 스탠드 오프를 측정하기 위한 광학 촬상시 초첨거리에 따라 영상이 선명하지 못한 영역이 발생될 수 있으며, 초점거리의 불일치에 의한 촬상 이미지의 뭉개짐이 발생되면, 촬상된 이미지에서 각각의 위치를 선정하기 어려워 스탠드 오프를 정확하게 측정할 수 없어 리드의 길이를 측정하여 리드의 성형 과정에서 발생되는 불량을 정확하게 판단하기 어렵다.

본 발명은 반도체 패키지의 포밍 공정과 싱귤레이션 공정이 완료된 반도체 패키지를 촬상하여, 포밍된 리드 등이 존재하는 반도체 패키지를 판별할 수 있으며, 검사효율이 향상되고, 검사의 정확성을 담보할 수 있는 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 검사블록, 상기 검사블록 양측에 배치되어 상기 검사블록 방향으로 조명을 제공하는 적어도 1개 이상의 조명부 및, 상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하기 위한 비전유닛을 포함하는 반도체 패키지 검사유닛을 제공한다.

또한, 상기 돌출부의 측단의 폭은 한 쌍의 반사부 상단 사이의 거리와 일치할 수 있다.

이 경우, 상기 검사블록의 돌출부의 안착부 저면으로부터의 돌출 높이는, 리드의 외측 단부에서부터 반사부까지의 수평 거리와 리드의 외측 단부에서부터 돌출부의 상면까지의 수직거리 간의 편차가 비전유닛의 초점심도(DOF: depth of field) 이내가 되도록 결정될 수 있다.

그리고, 상기 돌출부의 측면 경사는 상기 반사부의 측면 경사보다 작을 수 있다.

여기서, 상기 돌출부의 측면과 상면은 평면(平面)이며, 선접촉(Line Contact)할 수 있다.

또한, 상기 비전유닛에서 촬상한 이미지로부터 리드의 외측 단부와 돌출부의 측면 단부 간의 수평방향 거리를 계산하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단할 수 있다.

또한, 상기 조명부는 적어도 1개 이상의 광원, 상기 광원이 장착되는 기판 및 상기 광원 하부에 구비되어 상기 광원에서 조사되는 빛이 입사되어 확산되어 측부의 경사진 조사면을 통해 조명을 제공하는 확산부재를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 확산부재의 하단은 검사대상 반도체 패키지가 상기 안착부에 안착된 상태에서 상기 반도체 패키지의 리드의 하단보다 더 아래의 위치에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 확산부재는 하방으로 갈수록 그 폭이 좁아질 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포밍 성형된 리드를 구비하는 복수 개의 반도체 패키지를 함께 픽업하는 픽업부, 반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부, 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 복수 개의 검사블록, 상기 검사블록 양측에 배치되어 상기 검사블록 방향으로 조명을 제공하는 적어도 1개 이상의 조명부, 상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하며, 복수 개의 상기 검사블록을 따라 변위 가능한 비전부 및, 상기 비전부에서 촬상된 이미지를 통해 반도체 패키지의 성형 불량 여부를 판단하며, 상기 픽업부, 상기 검사블록, 상기 조명부 및 상기 비전부를 제어하는 제어부를 포함하는 반도체 패키지 검사장치를 제공한다.

이 경우, 각각의 검사블록 사이에 각각 구비되는 상기 조명부는 양측 검사블록에 조명을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 검사블록은 상기 검사블록의 안착부에 안착된 상기 반도체 패키지를 진공 흡착하기 위한 흡착홀을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 픽업부는 한 쌍이 구비되고, 각각의 상기 픽업부는 복수 개의 반도체 패키지를 함께 픽업하기 위한 복수 개의 픽업유닛을 구비하고, 상기 한 쌍의 픽업부는 동일한 이송부에 장착될 수 있다.

이 경우, 상기 한 쌍의 픽업부 중 어느 하나의 픽업부는 반도체 패키지를 싱귤레이션 공정이 수행되는 싱귤레이션 장치에서 상기 검사블록으로 검사대상 반도체 패키지를 이송하며, 다른 하나의 픽업부는 상기 검사블록에서 검사된 반도체 패키지를 반출장치로 이송할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 비전부에서 촬상된 이미지로부터 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하기 위한 수평방향 길이를 판단하고, 상기 제어부에 저장된 기준길이와 비교하여 반도체 패키지 리드의 성형 불량 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 리드의 외측 단부와 돌출부 측면 단부 간의 수평방향 거리를 계산하여 스탠드오프 길이를 구할 수 있다.

또한, 또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부, 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 검사블록의 상기 안착부 상에 반도체 패키지를 안착시키는 반도체 패키지 안착과정, 반도체 패키지가 안착된 검사블록의 양측에 구비된 조명부을 이용하여 조명을 제공하며, 상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하는 반도체 패키지 촬상과정, 촬상된 이미지로부터 기준위치 및 각각의 리드의 단부의 위치를 판단하여, 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 리드의 스탠드 오프 판단과정 및, 상기 리드의 스탠드 오프 판단과정에서 판단 결과에 따라 반도체 패키지의 리드의 불량을 판단하는 반도체 패키지 불량 판단과정;을 포함하는 반도체 패키지 검사방법을 제공한다.

이 경우, 반도체 패키지 촬상과정은 하방으로 갈수록 상기 검사블록과 거리가 증가되도록 경사진 조명부를 구성하는 확산부재의 조명 조사면에서 조명을 제공하는 상태로 수행될 수 있다.

또한, 상기 리드의 스탠드 오프 판단과정은 촬상된 이미지에서 상기 돌출부의 측면 단부 위치와 리드의 외측 단부 위치 간의 수평거리를 측정하여 스탠드 오프를 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 의하면, 복수 개의 반도체 패키지를 함께 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법으로 이송하여 안착시켜 검사 공정을 수행할 수 있으므로 반도체 패키지 검사 공정의 효율이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 의하면, 적어도 1열 이상의 반도체 패키지를 각각의 안착부에 함께 안착시킨 뒤 검사 공정을 수행하며, 각각의 반도체 패키지 안착부 사이에 조명유닛을 구비하고 조명유닛에서 조사되는 조명을 양방향으로 공유하며, 반도체 패키지 검사 공정을 위한 비전유닛을 공유하게 되므로 복수 개의 반도체 패키지를 함께 검사하기 위한 검사장치의 설비비용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 의하면, 조명부를 구성하는 확산부재가 경사면이 되도록 구성하여 촬상대상 리드에 빛반사에 의한 반사광을 최소화하여 비전유닛에 의하여 촬상된 이미지의 정확성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법에 의하면, 검사대상 반도체 패키지의 리드의 스탠드 오프를 판단하기 위한 기준위치를 리드 끝단부의 촬상 초점거리와 동일한 초점거리를 갖는 검사블록의 특정 영역으로 선정하여 촬상된 이미지로부터 리드의 스탠드 오프를 판단하는 과정의 정확성을 향상시켜, 불량 반도체 패키지의 검출을 위한 검사장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치를 포함하는 반도체 패키지 제조설비를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사방법을 간략화하여 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛에 의하여 촬상된 이미지의 일예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛을 구성하는 검사블록의 일예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛의 상세도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛에 의하여 촬상된 이미지의 다른 예를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치의 안착부 근방의 단면도를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치의 측면도를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치의 블록 구성도를 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사방법을 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)를 포함하는 반도체 패키지 제조설비(1)를 도시한다.

반도체 패키지는 리드 프레임의 리드와 리드 사이의 댐바를 절단하는 트림(trim) 공정, 트림 공정이 끝난 패키지의 리드를 일정한 모양을 갖추도록 하는 포밍(forming) 공정, 리드 프레임에서 복수 개의 반도체 패키지들을 개별화하는 싱귤레이션(singulation) 공정 등으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)에 의한 반도체 패키지 검사 공정은 상기 싱귤레이션 공정의 후속 공정으로 수행될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 싱귤레이션 공정을 위한 싱귤레이션 장치(2)는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)와 나란히 구비되어 검사대상 반도체 패키지의 이송경로가 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)를 구성하는 픽업부는 상기 싱귤레이션 장치(2)로부터 검사대상 반도체 패키지를 이송하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 반도체 패키지 검사 공정의 효율을 향상시키기 위하여 복수 개의 반도체 패키지를 함께 이송, 안착 및 검사를 수행할 수 있다는 특징을 갖는다. 따라서, 상기 픽업부(110)는 복수 개의 검사대상 반도체 패키지를 함께 픽업할 수 있도록 복수 개의 픽업유닛(도면부호 미도시)을 구비할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 뒤로 미룬다.

도 1에 도시된 바와 같이, 싱귤레이션 장치(2)에 의한 싱귤레이션 공정, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 공정이 완료되면, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)를 구성하는 픽업부(110)에 의하여 검사완료된 반도체 패키지를 반출장치(3)에 이송할 수 있다.

상기 반출장치(3)에 적재된 반도체 패키지 중 검사결과 불량이라고 판단되는 반도체 패키지는 후속공정으로 공급되지 않도록 분리되거나, 불량품으로 관리되도록 할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 한 쌍의 픽업부(110a, 110b)를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 싱귤레이션 장치(2)에서 픽업하는 픽업과정과 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)에서 검사가 완료된 반도체 패키지를 반출하기 위한 픽업과정은 각각의 픽업부(110a, 110b)에 의하여 수행될 수 있으며, 반도체 검사장치 및 반출장치(3)로 이송하는 과정도 각각의 픽업부(110a, 110b)에 의하여 독립적으로 수행될 수 있다. 그리고, 각각의 픽업부(110a, 110b)는 반도체 패키지를 픽업한 상태로 하나의 이송부(120)에 의하여 이송될 수 있다.

한 쌍의 상기 픽업부(110a, 110b)는 각각 싱귤레이션 장치(2) 및 반도체 패키지 검사장치(1000)에서 픽업과정을 각각 수행하고, 상기 이송부(120)에 의하여 이송되어 반도체 패키지 검사장치(1000) 및 반출장치(3)로 이송하고, 픽업된 상태의 반도체 패키지를 반도체 패키지 검사장치(1000) 및 반출장치(3)에 각각 안착시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사방법을 간략화하여 도시한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 리드를 구비하는 반도체 패키지의 트리밍 또는 포밍 공정에서 반도체 패키지의 리드의 성형 불량을 판단하기 위한 검사장치이다.

또한, 각각의 반도체 패키지의 측면에서 직접 리드의 측면 이미지를 촬상하기 위해서는 카메라를 복수 개 구비하거나 칩을 회전시켜야 하는 번거로움이 있으므로, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 반도체 패키지(C)의 복수 측면에 구비된 리드가 포함된 이미지의 촬상(撮像) 횟수를 최소화하기 위하여 반도체 패키지의 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시켜 검사블록(200) 하부에 구비되는 비전유닛(510)에 의하여 촬상하여 촬상된 이미지를 분석하여 반도체 패키지의 하면으로부터 리드 끝단까지의 높이(Stand Off), 리드간의 왜곡(Skew) 등을 검사한다.

상기 검사블록(200)은 상면에 안착부(210)가 구비될 수 있으며, 하부에 경사진 반사부(213)가 구비될 수 있다.

물론, 상기 반도체 패키지의 하면으로부터 리드 끝단까지의 높이(Stand Off)는 특정 반도체 패키지의 대향하는 측면에 구비된 리드들에서도 발생되어서는 안되지만, 동일한 측면에 구비된 리드들에서 발생되지 않는 것이 더 중요할 수 있다. 동일 측면에 구비된 리드들 중 특정 리드의 성형 불량이 발생되면 특정 리드가 구비된 측면의 리드들에서 접합불량이 발생될 가능성이 더 크기 때문이다.

도 2에서는 특정 리드의 성형 불량을 설명하기 위하여 대향하는 측면에 구비된 리드들을 관찰하기 용이하도록 측면도를 예로 들어 설명한다.

구체적으로 도 2(a)는 정상적으로 트리밍 또는 포밍 공정이 수행된 반도체 패키지(C1)의 검사과정의 예를 도시하며, 도 2(b)는 비정상적으로 포밍 공정이 수행된 반도체 패키지(C2)의 검사과정의 예를 도시한다.

구체적으로 도 2(a)에 도시된 예는 검사블록(200)에 안착된 반도체 패키지(C1)의 양측면에서 연장되어 절곡 성형된 리드(l)의 단부(le)의 포밍 각도(α)가 대칭적임을 확인할 수 있다. 물론, 각각의 리드의 수는 복수 개일 수 있으며, 모든 리드의 성형 공정에서 동일한 각도로 포밍 되었음을 전제한다.

구체적으로 상기 검사블록(200) 하부에 경사진 상태로 구비되는 반사부(213)에 의하여 하방으로 반사된 이미지는 비전유닛(510)에서 촬상될 수 있으며, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부는 촬상된 이미지로부터 각각의 리드의 스탠드 오프의 판단을 위한 수평방향 길이(d, 이하 설명의 편의를 위하여 '스탠드 오프(stand off)'라 칭함)를 추출할 수 있다.

도 2(a)에 도시된 예는 좌측 및 우측 리드들의 스탠드 오프가 d1(d1=d2, 반사부 상단의 위치는 패키지 하면의 위치와 같으며, d1 및 d2는 기준길이와 동일하다고 가정)가 기준길이와 동일하면, 리드의 길이 또는 형상에 문제가 없다고 판단할 수 있다.

그러나, 도 2(b)에 도시된 예는 좌측 리드의 단부의 성형 각도는 문제가 없으나 우측 리드의 단부의 성형각도는 β이다. 즉, 기준 성형각도인 α보다 크다. 이는 충분한 포밍작업이 우측 리드의 단부에서 수행되지 못했음을 의미할 수 있다.

따라서, 상기 반사부(213)에 의하여 반사되어 촬상된 이미지에서 판단된 리드의 길이 중 우측 리드의 스탠드 오프(d4)가 좌측 리드의 스탠드 오프(d3, d3은 기준길이와 동일하다고 가정) 보다 크다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부는 기준길이(d1, d2, d3)보다 긴 스탠드 오프(d4)를 갖는 도 2(b)에 도시된 반도체 패키지의 리드를 성형 불량이라고 판단할 수 있다.

즉, 반도체 패키지의 하면으로부터 리드 끝단까지의 높이(Stand Off)가 도 2(b)에 도시된 반도체 패키지의 오른쪽 리드의 경우 정상적인 리드에 비해 크게 성형되어 접합불량이 발생될 수 있기 때문이다.

이와 같이, 검사대상 반도체 패키지가 안착된 검사블록(200) 하부에 구비된 반사부(213)에 의하여 반사된 하나의 이미지를 통해 서로 마주보는 측면에 구비되는 리드(l)의 성형 상태의 불량 여부를 한번에 판단할 수 있다.

일측면에 구비된 복수의 리드들 같의 높이편차를 판단할 수 있음은 물론이다. 만일 반도체 패키지의 4측면 모두에 리드가 구비되는 경우, 서로 대향하는 두 쌍의 측면에 구비되는 리드 등을 검사하는 과정을 두번 반복하는 방법으로 검사를 수행할 수 있다. 이 경우, 픽업부 등은 반도체 패키지를 픽업한 상태에서 반도체 패키지를 회전시킬 수 있는 회전기능을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 적어도 1열 이상의 열로 반도체 패키지가 안착되는 검사블록(200)를 구비하여, 동시에 복수 개의 반도체 패키지의 검사공정을 수행할 수 있다는 특징을 갖는다. 이와 같은 특징을 갖기 위한 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법의 구조적 특징에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛의 예를 도시하며, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛에 의하여 촬상된 이미지의 일예를 도시한다.

설명의 편의를 위하여 조명부에 경사지지 않은 조명 조사면을 갖는 반도체 패키지 검사유닛을 포함하는 경우를 비교하여 설명한다.

도 3(a)는 조명부의 조명 조사면이 수직한 반도체 패키지 검사유닛(10')을 도시하며, 도 3(b)는 조명부의 조명 조사면이 경사진 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛(10)을 도시한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛(10)은 반도체 패키지가 안착되는 안착부(210), 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부(213) 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부(215)를 구비하는 검사블록(200), 상기 검사블록 양측에 배치되어 상기 검사블록 방향으로 조명을 제공하는 적어도 1개 이상의 조명부(300) 및, 상기 검사블록(200) 하부에 구비되어 상기 검사블록(200)의 반사부(213)에서 반사된 이미지를 촬상하기 위한 비전유닛(510)을 포함할 수 있다.

상기 검사블록(200), 구체적으로 검사블록 상부 또는 상면에 형성된 안착부(210)는 각각의 반도체 패키지가 안착되어 검사 공정이 수행되는 거치대 역할을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 검사블록(200)의 안착부(210)는 상기 검사블록(200)의 상부에 상기 검사블록(200)의 길이 방향을 따라 적어도 2개 이상 구비될 수 있다. 이에 관하여는 후술한다.

그리고, 상기 검사블록(200)은 안착된 반도체 패키지의 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시기키 위한 반사부(213) 또는 반사구조물이 구비될 수 있다.

도 3에 도시된 실시예에서, 상기 검사블록(200)은 상부에 반도체 패키지가 안착되는 안착부(210) 및 하부에 반사부(213)가 구비되는 경우를 도시한다.

도 3에 도시된 실시예에서, 상기 반사부(213)는 상기 검사블록(200) 하부에 경사진 상태로 구비될 수 있다. 상기 반사부(210)는 상기 안착부(210)가 구비되는 검사블록(200) 하부에 경사진 상태로 구비될 수 있다.

상기 반사부(213)는 검사블록 하부에 부착되는 미러 또는 검사블록의 하부 경사면을 경면 가공하여 형성된 경면부 형태로 제공될 수 있다. 리드의 측면 이미지를 검사블록(200)의 반사부(213) 또는 반사면에 의하여 촬상하기 위해서는 각각의 촬상방향으로 조명이 제공되어야 한다.

따라서, 상기 검사블록(200) 양측에 조명부(300)가 구비될 수 있다. 상기 조명부(300)는 검사블록(200) 하부에 구비된 비전유닛에 의한 촬상시 반도체 패키지의 측면 방향으로 조명을 제공하기 위하여 구비될 수 있다.

상기 조명부(300)는 적어도 1개 이상의 광원(310)과 상기 광원이 장착되는 기판(320) 및 상기 광원(310) 하부에 구비되어 상기 광원에서 조사되는 빛을 확산시키는 확산부재(330', 330)를 포함할 수 있다.

상기 광원(310)은 LED 소자 등일 수 있으며, 상기 조명부(300)는 복수 개의 광원(310)이 구비된 PCB 기판(320)을 포함할 수 있다. 상기 광원(310)이 하방을 향하도록 뒤집힌 상태로 제공될 수 있으며, 상기 기판의 길이방향을 따라 복수 개의 광원(310, 도 8 참조)이 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 광원(310) 하부에는 각각의 광원(310)에서 조사되는 빛이 입사되어 확산되는 확산부재(330', 330)가 구비된다.

상기 확산부재(330', 330)는 안료가 혼입된 수지 재질 등으로 구성될 수 있으며, 상기 광원 등에서 입사된 빛이 확산되어 표면에서 영역별 밝기 편차가 최소화될 수 있다. 상기 확산부재(330', 330)은 반투명한 상태의 구조물일 수 있다.

도 3(a)에 도시된 반도체 패키지 검사유닛의 조명부(300')는 수직한 조명 조사면을 통해 조명을 제공하는 것을 가정한다. 즉, 확산부재(330')의 조사면(331')이 경사진 상태이며, 도 3(b)에 도시된 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛(10)의 조명부(300)는 경사진 조명 조사면(331)을 통해 조명을 제공한다. 즉, 확산부재(330)의 조사면(331)이 경사진 상태이다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛(10)이 경사진 조사면을 구비하는 확산부재를 적용한 이유는 다음과 같다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 조명 조사면에서 조사되는 빛이 리드(l)의 절곡 형태에 따라 빛이 간접조명이 아닌 직접 조명 형태로 반사되기 쉽다. 풀어서 설명하면, 반도체 패키지의 리드가 상기 반사부(213) 측으로 하방 절곡된 상태에서 상기 비전유닛(510) 측으로 돌출된 영역은 수직한 조명 조사면(331)에서 조사된 조명, 즉 빛이 조명으로 사용되는 정도를 넘어 빛의 직접적인 반사현상이 발생될 수 있으며, 이는 상기 비전유닛(510)에서 촬상되는 이미지에도 빛의 반사에 의한 반사광이 직접 촬상될 수 있다.

확산부재에 의하여 확산(반사)되는 빛 중 상향으로 반사되는 빛은 리드 단부에서 절곡부 범위까지 도달하여 상기 반사광이 촬상 이미지에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

즉, 도 3에 A로 표기된 부분은 도 4(a)에 도시된 촬상 이미지에서도 리드(l)의 높이(Stand Off) 판단을 위한 구간(D)에 반사광이 조사되어 높이(Stand Off) 판단을 위한 구간(D)의 정확한 측정을 불가능하게 한다.

이와 같은 이미지는 리드의 불량 여부를 판단하는 과정의 정확성 및 검사유닛의 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 상기 반사광으로 인하여 리드 끝단부에서 절곡부에 이르는 부분에서 반사된 반사광이 촬상되어 리드 끝단부의 위치를 선정하기 힘들고, 이로 인하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 정확하게 측정하기 힘들다.

즉, 스탠드 오프의 판단을 위한 구간(D)의 시점 또는 종점을 불분명하게 하기 때문이다.

그러나, 도 3(b)에 도시된 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(10)는 조명부(300)의 확산부재(330)의 조명 조사면(331)은 일정 각도 경사를 갖는다. 즉, 조명 조사면에 경사를 형성하여 절곡된 부분에서 반사될 수 있는 빛의 양이 최소화되도록 조명 조사면과 리드의 절곡부 등이 마주보지 않도록 확산부재를 하방으로 갈수록 검사블록에서 멀어지도록 경사면을 형성하여 리드의 절곡부 등에서 반사되어 비전유닛으로 투사되는 반사광을 최소화하고, 필요한 조명 기능을 제공할 수 있다.

이는 인물사진 또는 실내 사진 촬상시 피사체에 직접 조명을 사용하지 않고 실내공간의 천정 등을 통한 간접조명을 사용하는 것과 비슷한 원리이다. 이는 조명 조사면을 경사지게 형성하여 확산부재에 의하여 반사되는 빛의 주된 조사 방향을 하방으로 변경하여, 리드 단부에 도달되는 반사광을 최소화하여 반사광을 최소화할 수 있다.

따라서, 반도체 패키지의 리드의 하방으로 절곡된 부분(B)에서 반사되는 빛의 양이 줄어들 수 있으므로, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 비전유닛(510)에서 촬상된 높이(Stand Off) 판단을 위한 구간(D)의 이미지에서도 반사광의 양을 최소화할 수 있다.

그리고, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛(10)의 조명부(300)를 구성하는 상기 확산부재(330)는 하방으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형태로 구성될 수 있다.

즉, 경사진 조명 조사면(331)을 구성하는 방법으로 상기 확산부재(330)는 등변 역삼각형 또는 등변 역사다리꼴 형태로 하방으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형태를 취하도록 하여 확산부재(330)의 측부의 조사면(331)을 일정 각도의 경사를 갖도록 할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치는 복수 열의 반도체 패키지를 동시에 픽업하고 검사하기 위한 장비이며, 각각의 검사블록 사이에 구비되는 조명부의 조명을 공유하기 위하여 상기 확산부재(330)의 양조사면을 모두 경사면이 되도록 상기 확산부재(330)는 등변 역삼각형 또는 등변 역사다리꼴 형태로 구성할 수 있다.

그리고, 상기 확산부재(330)가 상기 리드(l)의 하부 영역에 충분한 조명을 제공할 수 있도록 상기 확산부재의 하단(330e)은 검사대상 반도체 패키지가 상기 안착부(210)에 안착된 상태에서 상기 반도체 패키지의 리드의 하단(le) 이하의 위치에 배치될 수 있다.

반사되는 반사광은 최소화하도록 경사면을 형성하지만, 리드 등의 하부 방향으로도 충분한 조명 기능을 제공할 수 있어야 하기 때문이다.

상기 확산부재(330)의 측부의 경사진 조사면(331)의 수직방향에 대한 경사각도(Θ)는 45도 이하일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛을 구성하는 검사블록의 일예를 도시하며, 도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛의 상세도를 도시하며, 도 7은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛에 의하여 촬상된 이미지의 일다른 예를 도시한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛을 구성하는 검사블록(200)은 반도체 패키지가 각각 안착될 수 있는 복수 개의 안착부(210)가 그 길이방향으로 이격된 위치에 구비될 수 있으며, 상기 안착부(210) 사이에 미리 결정된 높이로 돌출된 돌출부(215)가 구비될 수 있다.

각각의 상기 검사블록(200)은 그 안착부(210)에 안착된 상기 반도체 패키지를 흡착하기 위한 흡착홀(211)이 안착부(210) 저면에 구비되고, 상기 흡착홀(211)에 선택적으로 음의 공압이 인가될 수 있도록 구성될 수 있다.

따라서, 각각의 검사블록(200)에는 검사 공정에서 선택적으로 공압을 인가하기 위한 공압유로(미도시, 도 9 참조)가 구비되며, 상기 흡착홀(211)과 연통되도록 구성될 수 있다.

하나의 검사블록(200)에 구비되는 각각의 안착부(210)는 동일한 공압유로에 연통될 수도 있고, 각각의 공압유로를 구비할 수도 있다.

상기 검사블록(200)의 안착부(210) 사이에 구비되는 돌출부(215)는 각각의 안착부(210)을 구획하는 역할과 후술하는 리드의 스탠드 오프를 측정함에 있어서 기준위치를 제공하는 역할도 수행할 수 있다. 이에 대한 설명은 뒤로 미룬다.

상기 안착부에 안착된 반도체 패키지의 위치 결정 또는 이탈 방지를 위하여 상기 안착부 둘레에 걸림턱(212)가 구비될 수 있으며, 상기 안착부의 하방 측면에 경사진 형태의 반사부(213)이 구비될 수 있다.

하나의 검사블록에 구비되는 안착부의 개수는 후술하는 반도체 패키지 검사장치의 픽업부의 픽업유닛의 개수에 대응하여 그 개수가 증감될 수 있으며, 도 5를 포함한 도면에서는 하나의 검사블록에 2개의 안착부가 구비되는 경우를 도시한다.

도 5에 도시된 검사블록의 안착부(210)의 저면으로부터 상기 돌출부(215)의 상면 까지의 돌출부의 돌출 높이는 h로 표시된다. 구체적인 돌출 높이 h를 결정하는 방법을 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6의 확대도를 참조하면, 상기 검사블록(200) 하부에 구비된 비전유닛(510)은 상기 검사블록(200)의 반사부에서 반사된 반도체 패키지의 리드들의 이미지를 함께 촬상하고, 그 리드들의 스탠드 오프를 측정하여 리드의 불량 여부를 판단한다.

그리고, 리드의 스탠드 오프는 도 2를 참조한 설명에 기재된 바와 같이, 반사부의 상단과 각각의 리드의 하단 사이 영역의 반사된 이미지일 수 있다.

즉, 제1 이미지광(l1)은 각각의 리드(l)의 하단(le)의 이미지가 상기 반사부(213)에서 반사되어 비전유닛(510)으로 투사된다. 그리고, 제2 이미지광(l2)은 리드(l)의 중간지점에서 상기 반사부(213)의 상단에서 반사되어 상기 비전유닛(510)으로 전달된다.

이 경우, 각각의 이미지광의 광경로를 검토하면 다음과 같다.

제1 이미지광(l1)은 상기 반사부(213)에 반사되기 전 광경로의 길이(a+b, 상기 반사부에서 상기 안착부에 안착된 반도체 패키지의 리드 하단까지의 수평방향 길이)를 따라 투사되며, 제2 이미지광(l2), 구제적으로 반사부(213)의 경계영역을 식별하도록 하는 이미지광은 광경로의 길이(c)를 통하여 투사된다.

즉, 제1 이미지광(l1)의 반사 후 광경로와 제1 이미지광(l1) 및 제2 이미지광(l2)의 교차점 이후의 제2 이미지광(l2)의 광경로의 길이는 동일하다고 가정하면, 제1 이미지광(l1) 및 제2 이미지광(l2)의 광경로의 길이 편차는 광경로의 길이(a+b)와 광경로의 길이(c)의 편차로 계산될 수 있다. 도 6의 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 광경로는 광경로의 길이(a+b) > 광경로의 길이(c) 임을 쉽게 확인할 수 있다. 따라서, 상기 비전유닛(510)의 초첨거리를 광경로의 길이(a+b)로 설정한 경우 리드의 내측 단부 영역의 초첨이 정확하게 맞지 않을 수 있으며, 초첨이 맞지 않으므로 리드의 스탠드 오프를 측정하기 위한 경계선 또는 기준위치를 명확하게 판단할 수 없거나, 측정오차를 유발하게 된다.

상기 비전유닛(510)의 초점거리를 리드의 하단(le)로 설정한 경우, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 상기 비전유닛(510)에서 촬상된 이미지에서 각각의 리드(l)의 높이(Stand Off) 판단을 위한 구간(D")의 반사부(213)측 경계는 초점거리 등의 불일치에 의하여 이미지 번짐 현상을 확인할 수 있으며, 각각의 리드의 높이(Stand Off) 판단을 위한 기준위치를 결정하기 어렵다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛은 상기 반도체 패키지의 리드의 스탠드 오프를 측정하기 위한 기준위치를 반사부(213)의 경계영역이 아닌 검사블록의 특정 영역으로 선정할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 검사블록(200)의 안착부(210) 사이에 구비되는 돌출부(215)의 모서리(215e)를 상기 비전유닛(510)에 촬상된 이미지의 기준위치로 결정할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(215)의 상단과 상기 안착부(210)의 저면 높이가 동일함을 전제로 상기 돌출부(215)를 미리 결정된 높이 h만큼 돌출시키고 상기 비전유닛(510)에서 촬상된 이미지에서 상기 돌출부(215)의 테두리(215e) 부분을 기준위치로 설정하는 방법을 사용할 수 있다.

상기 돌출부의 측면과 상면은 평면(平面)이며, 선접촉(Line Contact)을 하고 있으므로, 하방에서 촬영시 상기 돌출부(215)의 테두리(215e)의 정확한 촬영이 가능하다.

도 6의 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 비전유닛(510)에서 촬상된 이미지에서 상기 돌출부(215)의 테두리(215e) 부분을 기준위치로 설정하면, 제1 이미지광(l1) 및 제2 이미지광(l2)의 광경로의 길이 편차는 광경로의 거리(a+b)와 광경로의 거리(c+h, 상기 반도체 패키지의 리드 하단에서 상기 돌출부의 상면까지의 수직방향 길이)의 편차로 계산될 수 있다.

여기서, 광경로의 편차가 제거되려면 a+b=c+h의 길이 관계가 성립하면 되고, 상기 돌출부(215)의 돌출높이 h는 a+b=c+h의 관계로부터 a+b-c의 크기로 설정하면 제1 이미지광(l1) 및 제2 이미지광(l2)의 광경로의 길이 편차가 제거되고, 상기 비전유닛(510)에 의한 이미지 촬상시 상기 리드의 하단(le)과 상기 돌출부(215)의 테두리(215e)의 초첨거리를 일치시킬 수 있다.

여기서, 돌출부는 검사블록에 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 구비될 수도 있다. 별도로 구비하는 경우, 상기 돌출부(215)의 돌출 높이의 선정이 자유로울 수 있다.

도 7(b)에 도시된 바와 같이, 촬상된 이미지 중 돌출부(215)의 테두리(215e)에 의하여 결정되는 경계선(P)을 각각의 리드의 스탠드 오프를 측정하기 위한 리드의 내측 기준위치(P)로 선정하고 각각의 상기 리드의 외측 하단(le)의 이미지로부터 추출되는 각각의 측정위치, 각각의 리드의 스탠드 오프 판단을 위한 구간(D)의 하부경계를 판단하여, 각각의 리드의 수평방향 길이(y축 방향)를 정확하게 판단할 수 있다.

그리고, 상기 돌출부(217)에서 하방으로 연결되는 측면(217)의 경사(수직축에 대하여 이루는 경사)는 상기 반사부(215)의 경사보다 작게 구성하여, 상기 비전유닛(510)에 의하여 촬상된 이미지에서 돌출부 영역이 어느 부분인지 쉽게 확인이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 도 6의 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부의 측단의 폭은 한 쌍의 반사부 상단 사이의 거리와 일치될 수 있다. 장착의 용이성과 검사블록의 길이방향 최대폭이 일정하게 되도록 하기 위함이다.

정리하면, 상기 비전유닛(510)의 초점거리를 리드의 하단(le)로 설정한 경우, 상기 검사블록(210)의 반사부(215)에서 상기 안착부(210)에 안착된 반도체 패키지의 리드 하단(le)까지의 수평방향 거리(a+b)와 상기 반도체 패키지의 리드 하단(le)에서 상기 돌출부(215)의 상면까지의 수직방향 거리(c+h)가 같아지는 크기를 갖도록 하는 경우, 기준위치로 결정된 돌출부의 테두리(215e)와 각각의 리드의 하단(le)의 이미지가 모두 선명할 수 있으며, 각각의 리드의 높이(Stand Off) 판단을 위한 구간(D)의 크기를 정확하게 측정할 수 있다.

그러나 초점거리를 동일하게 한다는 것은 이론적으로 가능할 뿐이므로, 상기 검사블록의 돌출부의 안착부 저면으로부터의 돌출 높이(h)는, 리드의 외측 단부에서부터 반사부까지의 수평 거리와 리드의 외측 단부에서부터 돌출부의 상면까지의 수직거리 간의 편차가 비전유닛의 초점심도(DOF: depth of field) 이내가 되도록 결정하면 된다.

도 8은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치를 도시한다.

도 1 내지 도 7은 반도체 패키지가 안착되는 검사블록이 하나인 경우와 각각의 검사블록의 양쪽에 조명을 제공하는 조명부가 구비되는 반도체 패키지 검사유닛에 관한 것이다.

그러나, 검사효율을 향상시키고, 조명부 등을 효율적으로 공유하기 위하여 본 발명은 복수 개의 검사블록을 구비하고, 각각의 검사블록 사이에 조명부를 배치하여, 검사블록 사이에 개재되는 조명부가 인접한 검사블록 측으로 동시에 조명을 제공하는 반도체 자재 검사장치를 소개한다.

전술한 반도체 패키지 검사유닛과 관련된 구성은 대부분 반도체 패키지 검사장치에 적용되므로 도 1 내지 도 7을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 포밍 성형된 리드를 구비하는 복수 개의 반도체 패키지를 함께 픽업하는 픽업부(도 1의 110 참조), 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부(213) 및 상기 반도체 패키지가 안착되는 안착부(210)가 구비되는 복수 개의 검사블록(200), 상기 검사블록 양측에 각각 상하방향으로 배치되어, 경사진 조명 조사면을 통해 상기 검사블록 방향으로 조명을 제공하는 적어도 1개 이상의 조명부(300), 상기 검사블록(200) 하부에 구비되어 상기 검사블록(200)의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하며, 복수 개의 상기 검사블록을 따라 변위 가능한 비전부(500) 및, 상기 비전부(500)에서 촬상된 이미지를 통해 반도체 패키지의 성형 불량 여부를 판단하며, 상기 픽업부(110), 상기 검사블록(200), 상기 조명부(300) 및 상기 비전부(500)를 제어하는 제어부(도 6의 700 참조)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치는 전술한 바와 같이, 동시에 복수 개의 검사대상 반도체 패키지를 이송 및 검사되도록 하기 위하여 복수 개의 반도체 패키지를 픽업할 수 있는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 의하여 픽업되어 반도체 패키지 검사장치(1000)로 이송된 반도체 패키지는 검사블록(200)에 안착되어 검사될 수 있다.

포밍 성형된 리드가 구비된 반도체 패키지는 리드의 측면 높이의 편차가 발생되면 반도체 패키지의 접합과정에서 불량이 발생될 수도 있으므로, 반도체 칩의 측면 이미지를 촬상하여 상기 리드의 높이차 등을 판단할 필요가 있다.

또한, 반도체 패키지의 리드는 일반적으로 대칭형으로 반도체 패키지에 구비될 수 있으므로, 적어도 반도체 패키지의 2방향 측면으로 배치될 수 있다. 설명의 편의상 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)에서 검사되는 검사대상 반도체는 서로 마주보는 양측면에 리드가 구비되는 것으로 가정한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 적어도 1열 이상의 반도체 패키지를 함께 픽업하여 검사 공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 싱귤레이션 공정에서 함께 싱귤레이션되는 반도체 패키지의 수와 상기 픽업부에 의하여 한번에 픽업되는 반도체 패키지의 수는 동일한 것이 바람직하다.

제품별 공정 관리의 효율성 차원에서도 싱귤레이션 공정에서 함께 싱귤레이션되는 반도체 패키지의 수와 상기 픽업부에 의하여 한번에 픽업되는 반도체 패키지의 수는 동일한 것이 유리하다.

싱귤레이션, 픽업, 검사 공정 등에서 함께 작업되는 반도체 패키지의 수를 모두 일치시킬 수 있다.

구체적으로, 도 8에 도시된 한 쌍의 검사블록(200)은 2열로 안착되는 반도체 패키지 중 첫 번째 행의 반도체 패키지가 안착되기 위한 검사블록(200)이 도시되었다. 따라서, 상기 첫 번째 행과 수직한 방향으로 각각의 열을 구성하는 반도체 패키지가 안착되기 위한 검사블록(200)은 미리 결정된 간격으로 구비될 수 있다.

상기 검사블록(200)의 간격은 픽업부의 픽업유닛의 간격과 동일하게 구성되어 한번에 안착 및 픽업할 수 있도록 구성될 수도 있다. 상기 픽업부의 픽업유닛의 간격이 조절 가능하도록 구성되는 경우, 다양한 간격을 갖는 검사블록을 구비하는 경우에도 적용될 수 있다.

검사대상 반도체 패키지가 단일 반도체 패키지라면 반도체 패키지의 양측면 방향으로 한 쌍의 조명이 구비되어야 한다. 그러나, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 적어도 1열로 배치된 반도체 패키지를 함께 검사하도록 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)를 구성하는 조명부(300)는 광원에서 제공되는 빛을 직접 조사하지 않고, 확산부재 등에 의하여 확산되어 빛의 세기 등이 고르게 분포된 조명을 사용할 수 있다.

이러한 확산부재를 사용하는 경우, 각각의 조명부(300)에 인접한 검사블록(200)에 안착된 반도체 패키지 방향으로 조명을 제공할 수 있으므로, 각각의 검사블록(200)의 수보다 적은 수의 조명부(300)를 구비할 수 있다.

즉, 상기 조명부(300)는 상기 검사블록(200) 중 최외곽 검사블록(200) 외측 및 각각의 검사블록(200) 사이에 구비될 수 있다. 또한, 각각의 조명부(300)를 구성하는 확산부재(330)는 경사진 조명 조사면을 갖는 것은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 반도체 패키지 검사유닛과 마찬가지이며, 전술한 모든 실시예들은 본 발명에 따른 반도체 패키지 처리장치에도 그대로 적용될 수 있다.

도 8에 도시된 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 2열의 반도체 패키지를 함께 픽업하여 검사 공정을 수행할 수 있으며, 각각의 열은 8행이라고 가정하면, 최외곽 행 검사블록(200) 외곽 및 각각의 검사블록(200) 사이에 조명부(300)가 구비되면 9개의 조명부(300)를 구비하면 각각의 검사블록(200)에 안착된 반도체 패키지의 측면에 조명을 제공할 수 있다.

따라서, 각각의 조명부(300)의 조명을 인접한 검사블록(200)에 안착된 반도체 패키지에서 공유할 수 있으므로, 반도체 패키지 검사장치(1000)의 구성의 최소화할 수 있으며, 설비의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 검사블록(200) 및 조명부(300)는 각각의 영역이 구획되도록 홈이 형성된 바디프레임(400)을 매개로 설치될 수 있다.

즉, 각각의 검사블록(200)의 안착부(210)는 상기 바디프레임(400) 상에 형성된 장공 형태의 개구부(410)의 저면에 배치될 수 있으며, 상기 개구부(410)는 장공 형태로 구성되며, 하나의 홈 저면에 복수 열의 검사블록(200) 중 하나의 검사블록(200)의 안착부(210)가 나란히 배치될 수 있다.

상기 장공 형태의 개구부(410)은 서로 평행하게 이격되어 검사블록(200) 행의 수에 대응하는 개수가 형성될 수 있으며, 각각의 개구부 사이에는 조명홀(420)이 구비될 수 있으며, 각각의 조명홀(420)에는 내부에 확산부재(330)가 배치되고, 상기 확산부재(330) 상부에는 광원(310)이 배치될 수 있다.

그리고, 상기 광원이 구비된 기판(320)은 상기 바디프레임(400) 상에 형성된 체결홀(421) 등에 체결부재에 의하여 체결될 수 있다.

상기 확산부재(330)는 측면 방향으로 면광원 역할을 수행할 수 있다.

즉, 상기 검사블록(200)에 안착된 반도체 패키지의 측면(+y축 방향 측면 및 -y축 방향 측면)에서 하방으로 절곡 및 연장된 리드의 측면 이미지를 하방(-z축 방향)으로 반사시킬 수 있다.

따라서, 상기 반사부(213)가 구비된 상기 검사블록(200) 하부의 단면은 역삼각형 형태를 갖을 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 검사블록(200) 근방의 단면도(x축 방향)를 도시한다.

도 9에 도시된 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 2열의 반도체 패키지를 함께 안착시켜 검사를 수행할 수 있다. 환언하면, 상기 검사블록(200)에는 포밍 성형된 리드를 구비하는 반도체 패키지가 안착되는 안착부가 길이방향으로 적어도 2개 이상 구비되며, 복수 개의 검사블록(200)이 평행하게 배치되어 안착부가 복수 열로 배치되는 결과를 얻을 수 있다.

상기 안착부(210)는 흡착홀(211)이 구비될 수 있으며, 도 9에 도시된 실시예에서는 각각의 검사블록(200)은 별도의 공압유로(220)가 선택적으로 공압을 인가할 수 있도록 구비되는 경우를 도시하였으나, 하나의 안착부에 구비되는 공압유로는 서로 공유될 수 있음은 전술한 바와 같다.

상기 검사블록(200)의 둘레는 상기 검사블록(200)이 거치되어 지지되는 지지블록(240)에 상기 검사블록(200)이 안정적으로 지지될 수 있도록 고정하는 고정블록(230)이 구비될 수 있다. 상기 검사블록(200)과 상기 고정블록(230)은 단턱을 형성하여 상기 고정블록(230)이 상기 검사블록(200)의 이탈을 방지하는 구조를 갖을 수 있다.

상기 검사블록(200) 및 상기 지지블록(240)은 각각 유로가 형성되어 하나의 공압유로를 연결하도록 구성되며, 상기 지지블록(240)에는 공압 구동부(250)가 연결되어, 검사과정에서 선택적으로 공압유로에 공압을 인가할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 측면도를 도시한다. 도 10에 도시된 반도체 패키지 검사장치(1000)는 상기 검사블록(200) 하부에 구비되어 상기 검사블록(200)의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하며, 상기 검사블록(200)를 따라 변위가능하며, 비전부(500)를 구성하는 비전유닛(510)을 포함할 수 있다.

상기 비전부(500)는 이미지를 촬상하는 비전유닛(510)과 상기 비전유닛(510)이 이송되기 위하여 장착되는 비전 이송부(520) 및 상기 비전 이송부(520)를 구동하여 상기 비전유닛(510)을 이송하는 비전 구동부(530)를 포함할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 검사블록(200)에 구비된 반사부에 의하여 검사대상 반도체 패키지의 측면에서 돌출되어 하방으로 절곡 및 연장된 리드(l)의 측면 이미지는 각각의 검사블록(200)에 구비된 반사부(213)에 의하여 반사되어 상기 비전유닛(510)에 의하여 촬상될 수 있다.

상기 검사블록(200) 주변 상부에는 조명부(300)를 구성하는 확산부재(330)가 구비될 수 있으며, 상기 비전유닛(510)에 의한 촬상과정에서 조명기능을 제공한다. 상기 확산부재(330)는 그 측부의 조명 조사면이 경사면 형태로 구성되며, 그 하단이 리드의 하단보다 하부에 배치되므로, 촬상된 이미지에서 불필요한 반사광의 양을 최소화할 수 있으며, 리드 하방으로 충분한 조명을 제공할 수 있다. 확산부재를 통하여 균일하게 확산된 조명 조사면을 통해 리드의 하방으로 조명을 제공할 수 있다.

상기 비전유닛(510)은 복수 개의 안착부의 열방향(y축 방향)으로 구동될 수 있고, 더 나아가 정밀한 촬상을 위하여, 안착부의 행방향(x축 방향)으로 구동되도록 구성될 수도 있다.

이 경우, 상기 비전유닛(510)은 비전 구동부(530)에 의하여 안착부의 열방향(y축 방향) 또는 행방향(x축 방향)으로 구동된다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부는 상기 비전유닛(510)을 각각의 검사블록(200) 하방 위치로 스텝 이송되도록 상기 비전 구동부(530)를 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 블록 구성도를 도시한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부는 상기 비전유닛(510)에서 촬상된 이미지와 비교하기 위한 비교 데이터가 저장되는 메모리(710)와 메모리(710)에 저장된 정보와 촬상된 이미지를 비교하여 검사대상 반도체 패키지의 리드의 성형 불량 여부를 판단하는 프로세서(720)를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)는 선행 공정인 싱귤레이션 공정 또는 후속 반출 공정을 위한 싱귤레이션 장치(2) 또는 반출 장치(3)와 통신을 위한 통신모듈(730)을 더 구비할 수 있다.

따라서, 통신모듈(730)을 통해 싱귤레이션 장치(2)로부터 새로운 검사대상 반도체 패키지의 싱귤레이션 완료여부 또는 반출장치(3)의 반출 상태 확인을 위한 통신 데이터의 교환이 가능할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치 및 반도체 패키지 검사방법을 구성하는 각각의 구성요소들의 상태를 파악하기 위한 적어도 하나 이상의 감지부(S)가 구비될 수 있다.

통신 모듈(730)을 통하여 제공되는 정보를 통해 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부(700)는 전체 반도체 제조공정에서 각각의 공정 간의 공백을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부(700)는 복수 개의 픽업유닛(111)이 구비된 픽업부(110)와 이송부(130)를 제어하여 검사대상 또는 검사 완료된 반도체 패키지를 각각 후속 공정을 위한 위치로 픽업하여 이송할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치(1000)의 제어부(700)는 검사대상 반도체 패키지가 각각의 검사블록(200)에 안착된 경우, 검사블록(200)와 공압유로에 의하여 연결된 공압 구동부(250)가 음의 공압을 인가하도록 제어할 수 있으며, 검사 공정에서는 상기 조명부(300)의 광원을 점등하고, 상기 비전유닛(510)로 하여금 각각의 반도체 패키지의 리드를 포함하는 반사 이미지를 촬상하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(700)는 비전유닛(510)이 순차적으로 이송되면서 각각의 검사블록(200)에 안착된 반도체 패키지의 이미지를 촬상할 수 있도록 상기 비전 구동부(530)를 제어할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사방법을 도시한다. 도 1 내지 도 11을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지 검사방법은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사유닛 또는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사장치를 사용하여 리드를 구비하는 반도체 패키지의 포밍 등의 과정에서 발생된 불량을 검사할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키기 검사방법은 반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부, 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 검사블록의 상기 안착부 상에 반도체 패키지를 안착시키는 반도체 패키지 안착과정(S100), 반도체 패키지가 안착된 검사블록의 양측에 구비된 조명부을 이용하여 조명을 제공하며, 상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하는 반도체 패키지 촬상과정(S200), 상기 반도체 패키지 촬상과정(S200)에서 촬상된 이미지로부터 기준위치 및 각각의 리드의 단부의 위치를 판단하여, 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300) 및, 상기 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300)에서 판단 결과에 따라 반도체 패키지의 리드의 불량을 판단하는 반도체 패키지 불량 판단과정(S400)을 포함하는 반도체 패키지 검사방법을 제공한다.

여기서, 반도체 패키지 촬상과정(S200)에서 제공되는 조명과 관련하여 하방으로 갈수록 상기 검사블록과 거리가 증가되도록 경사진 조명 조사면에서 조명을 제공한다. 경사진 조사면은 전술한 조명부를 구성하는 확산부재의 측부에 구비됨은 전술한 바와 같다.

상기 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300)은 상기 반도체 패키지 촬상과정에서 촬상된 이미지 중 상기 검사블록의 특정 영역의 위치인 기준위치를 측정하는 기준위치 측정단계(S310)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 검사블록의 특정 영역은 상기 검사블록 안착부 사이에 구비된 돌출된 돌출부의 모서리일 수 있다.

또한, 상기 반도체 패키지의 불량을 판단하기 위하여 촬상된 이미지로부터 상기 리드의 스탠드 오프를 판단하기 위하여 상기 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300)은 상기 반도체 패키지 촬상과정(S200)에서 촬상된 이미지 중 리드의 외측 단부의 위치를 측정하는 리드 단부의 위치 측정단계(S320)를 포함할 수 있다.

상기 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300)은 상기 기준위치와 각각의 상기 리드의 외측 단부의 위치의 편차를 계산하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 리드의 스탠드 오프 판단단계(S330)를 포함할 수 있다.

상기 반도체 패키지 촬상과정(S200)에서 촬상된 이미지는 상기 제어부의 메모리(710)에 저장되고, 상기 제어부에 입력된 알고리즘 등에 따라 상기 제어부(700)는 상기 리드 단부의 위치 측정단계(S320) 및 상기 리드의 스탠드 오프 판단단계(S330)를 수행하여, 상기 기준 위치 또는 리드 단부의 위치를 이미지 상에서 측정, 파악 또는 저장하여 그에 따른 상기 기준 위치 또는 리드 단부의 위치의 편차를 통해 상기 반도체 패키지의 리드의 스탠드 오프를 판단할 수 있다.

구체적으로, 상기 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300)은 촬상된 이미지에서 상기 돌출부의 측면 단부 위치와 리드의 외측 단부 위치 간의 수평거리를 측정하여 스탠드 오프를 계산하는 방법이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 리드의 스탠드 오프 판단과정(S300)에서 판단된 리드의 스탠드 오프에 따라 반도체 패키지의 리드의 불량을 판단하는 반도체 패키지 불량 판단과정(S400)을 수행할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 제어부(700)는 상기 비전유닛 에서 촬상된 이미지에서 각각의 반도체의 측면에서 하방으로 포밍 및 연장된 리드의 촬상 이미지로부터 전술한 방법의 판단과정에 의하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하여, 상기 제어부에 저장된 기준길이와 비교하여 반도체 패키지 리드의 성형 불량 여부를 판단할 수 있다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

1000 : 반도체 패키지 검사장치
10 : 반도체 패키지 검사유닛
110 : 픽업부 120 : 이송부
200 : 검사블록 210 : 안착부
300 : 조명부 400 : 바디프레임
500 : 비전부 700 : 제어부

Claims (19)

1. 반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 검사블록;
   상기 검사블록 양측에 배치되어 상기 검사블록 방향으로 조명을 제공하는 적어도 1개 이상의 조명부; 및,
   상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하기 위한 비전유닛;을 포함하는 반도체 패키지 검사유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부의 측단의 폭은 한 쌍의 반사부 상단 사이의 거리와 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 검사블록의 돌출부의 안착부 저면으로부터의 돌출 높이는, 리드의 외측 단부에서부터 반사부까지의 수평 거리와 리드의 외측 단부에서부터 돌출부의 상면까지의 수직거리 간의 편차가 비전유닛의 초점심도(DOF: depth of field) 이내가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
4. 제2항에 있어서,
   상기 돌출부의 측면 경사는 상기 반사부의 측면 경사보다 작은 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
5. 제4항에 있어서,
   상기 돌출부의 측면과 상면은 평면(平面)이며, 선접촉(Line Contact)을 하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 비전유닛에서 촬상한 이미지로부터 리드의 외측 단부와 돌출부의 측면 단부 간의 수평방향 거리를 계산하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조명부는 적어도 1개 이상의 광원, 상기 광원이 장착되는 기판 및 상기 광원 하부에 구비되어 상기 광원에서 조사되는 빛이 입사되어 확산되어 측부의 경사진 조사면을 통해 조명을 제공하는 확산부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
8. 제7항에 있어서,
   상기 확산부재는 하방으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
9. 제8항에 있어서,
   상기 확산부재의 하단은 검사대상 반도체 패키지가 상기 안착부에 안착된 상태에서 상기 반도체 패키지의 리드의 하단보다 더 아래의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사유닛.
10. 포밍 성형된 리드를 구비하는 복수 개의 반도체 패키지를 함께 픽업하는 픽업부;
    반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부, 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 복수 개의 검사블록;
    상기 검사블록 양측에 배치되어 상기 검사블록 방향으로 조명을 제공하는 적어도 1개 이상의 조명부;
    상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하며, 복수 개의 상기 검사블록을 따라 변위 가능한 비전부; 및,
    상기 비전부에서 촬상된 이미지를 통해 반도체 패키지의 성형 불량 여부를 판단하며, 상기 픽업부, 상기 검사블록, 상기 조명부 및 상기 비전부를 제어하는 제어부;를 포함하는 반도체 패키지 검사장치.
11. 제10항에 있어서,
    각각의 검사블록 사이에 각각 구비되는 상기 조명부는 양측 검사블록에 조명을 제공하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 검사블록은 상기 검사블록의 안착부에 안착된 상기 반도체 패키지를 진공 흡착하기 위한 흡착홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사장치.
13. 제10항에 있어서,
    상기 픽업부는 한 쌍이 구비되고, 각각의 상기 픽업부는 복수 개의 반도체 패키지를 함께 픽업하기 위한 복수 개의 픽업유닛을 구비하고, 상기 한 쌍의 픽업부는 동일한 이송부에 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 픽업부 중 어느 하나의 픽업부는 반도체 패키지를 싱귤레이션 공정이 수행되는 싱귤레이션 장치에서 상기 검사블록으로 검사대상 반도체 패키지를 이송하며, 다른 하나의 픽업부는 상기 검사블록에서 검사된 반도체 패키지를 반출장치로 이송하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사장치.
15. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 비전부에서 촬상된 이미지로부터 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하기 위한 수평방향 길이를 계산하고, 상기 수평방향 길이를 상기 제어부에 저장된 기준길이와 비교하여 반도체 패키지 리드의 성형 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 리드의 외측 단부와 돌출부 측면 단부 간의 수평방향 거리를 계산하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사장치.
17. 반도체 패키지가 안착되는 안착부, 상기 반도체 패키지 리드의 측면 이미지를 하방으로 반사시키는 반사부, 및 상면의 높이가 상기 안착부의 저면의 높이 보다 미리 결정된 수직거리만큼 더 높이 위치하는 돌출부를 구비하는 검사블록의 상기 안착부 상에 반도체 패키지를 안착시키는 반도체 패키지 안착과정;
    반도체 패키지가 안착된 검사블록의 양측에 구비된 조명부을 이용하여 조명을 제공하며, 상기 검사블록 하부에 구비되어 상기 검사블록의 반사부에서 반사된 이미지를 촬상하는 반도체 패키지 촬상과정;
    촬상된 이미지로부터 기준위치 및 각각의 리드의 단부의 위치를 판단하여, 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 리드의 스탠드 오프 판단과정; 및,
    상기 리드의 스탠드 오프 판단과정에서 판단 결과에 따라 반도체 패키지의 리드의 불량을 판단하는 반도체 패키지 불량 판단과정;을 포함하는 반도체 패키지 검사방법.
18. 제17항에 있어서,
    반도체 패키지 촬상과정은 하방으로 갈수록 상기 검사블록과 거리가 증가되도록 경사진 조명부를 구성하는 확산부재의 조명 조사면에서 조명을 제공하는 상태로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사방법.
19. 제17항에 있어서,
    상기 리드의 스탠드 오프 판단과정은 촬상된 이미지에서 상기 돌출부의 측면 단부 위치와 리드의 외측 단부 위치 간의 수평거리를 측정하여 각각의 리드의 스탠드 오프를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사방법.
    

Images