KR20160035721A - 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법 - Google Patents

Abstract

다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법은 본딩 헤드를 촬상하여 상기 본딩 헤드의 제1 중심점을 산출하는 단계, 상기 본딩 헤드에 장착되어 기판에 본딩될 다이를 진공 흡착할 헤드 툴을 촬상하여 상기 헤드 툴의 제2 중심점을 산출하는 단계, 상기 제1 및 제2 중심점들 간의 위치차를 산출하는 단계, 및 상기 헤드 툴을 상기 본딩 헤드에 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하여 툴 소켓에 놓을 때 상기 산출한 위치차를 셋팅된 이동 거리에 보정하여 상기 본딩 헤드를 이동시키는 단계를 포함한다.

Description

다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법{METHOD FOR CHANGING A HEAD TOOL USING DIE BONDING DEVICE}

본 발명은 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 회로 패턴이 인쇄된 기판에 웨이퍼로부터 제조된 다이를 개별적으로 본딩하기 위한 픽업 모듈의 헤드 툴을 본딩 헤드에 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지는 다이가 회로 패턴이 인쇄된 기판 상에 연결된 구조를 갖는 전자 부품 중의 하나이다. 상기 반도체 패키지는 일 예로, 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등과 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다.

상기 반도체 패키지는 실리콘 재질의 얇은 단결정 기판으로 이루어진 웨이퍼(wafer)를 기초로 하여 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 패키지는 상기 웨이퍼 상에 회로 패턴이 패터닝된 다수의 다이들을 형성하는 팹 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 다이들 각각을 스테이지에 놓여진 상기 기판에 전기적으로 연결시키는 본딩 공정 등을 수행하여 제조된다.

이들 중, 상기 본딩 공정에서는 상기 다이들 각각을 픽업 모듈로 진공 흡착 방식을 통해 픽업한 상태에서 상기 스테이지에 놓여진 상기 기판에 본딩한다. 여기서, 상기 픽업 모듈은 외부로부터 진공압이 제공되는 진공홀이 형성된 본딩 헤드와 상기 본딩 헤드에 장착되어 상기 다이를 실질적으로 진공 흡착하는 헤드 툴로 구성된다. 이때, 상기 헤드 툴은 상기 다이의 종류에 따라 사이즈가 달라질 경우에도 이를 호환하여 사용할 수 있도록 상기 본딩 헤드에 교체가 가능한 구조를 갖는다. 이에, 상기 본딩 공정에서는 상기 헤드 툴의 교체를 용이하게 위하여 다수의 헤드 툴들이 보관되는 툴 소켓이 상기 본딩되는 기판과 인접한 위치에 구성되어 있다.

그러나, 상기 헤드 툴을 상기 본딩 헤드에 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하여 상기 툴 소켓에 놓을 때 상기 본딩 헤드를 사전에 셋팅된 이동 거리만큼 이동함으로써, 상기 헤드 툴이 상기 본딩 헤드에 틀어지게 장착되거나 상기 툴 소켓의 중심에 정확하게 놓이지 않을 경우 상기의 교체 과정에서 상기 헤드 툴이 파손될 수 있는 심각한 상황이 발생될 수 있다.

대한민국 특허등록 제10-1248313호 (등록일; 2013.03.21, 헤드 교체 장치 및 이를 포함하는 다이 본딩 시스템)

본 발명의 목적은 다이를 실질적으로 진공 흡착 방식을 통해 픽업하는 헤드 툴을 본딩 헤드에 안전하게 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하여 툴 소켓에 안전하게 놓을 수 있는 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법은 본딩 헤드를 촬상하여 상기 본딩 헤드의 제1 중심점을 산출하는 단계, 상기 본딩 헤드에 장착되어 기판에 본딩될 다이를 진공 흡착할 헤드 툴을 촬상하여 상기 헤드 툴의 제2 중심점을 산출하는 단계, 상기 제1 및 제2 중심점들 간의 위치차를 산출하는 단계, 및 상기 헤드 툴을 상기 본딩 헤드에 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하여 툴 소켓에 놓을 때 상기 산출한 위치차를 셋팅된 이동 거리에 보정하여 상기 본딩 헤드를 이동시키는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 제1 중심점을 산출하는 단계에서는 상기 본딩 헤드의 외부로부터 진공압이 제공되는 진공홀의 중심으로 산출할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 제2 중심점을 산출하는 단계에서는 상기 헤드 툴이 상기 툴 소켓에 놓여있을 경우 상기 툴 소켓의 중심을 영점으로 하여 산출할 수 있다.

다른 실시예에 따른 상기 제2 중심점을 산출하는 단계에서는 상기 헤드 툴이 상기 본딩 헤드에 장착되어 있을 경우 상기 다이가 진공 흡착되는 제2 진공홀의 중심으로 산출할 수 있다.

이러한 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법에 따르면, 본딩 헤드의 제1 중심점과 헤드 툴의 제2 중심점을 각각 제1 및 제2 카메라들을 통해 촬상하여 산출한 다음, 이 제1 및 제2 중심점들 간의 위치차를 산출하여 이를 통해 헤드 툴을 상기 본딩 헤드에 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하여 툴 소켓에 놓고자 할 때 셋팅된 이동 거리를 보정함으로써, 상기 헤드 툴을 상기 본딩 헤드에 정확하게 장착하거나 상기 툴 소켓에 정확하게 놓을 수 있다.

이와 같이, 상기 본딩 헤드에 상기 헤드 툴을 정확한 위치에서 안전하게 교체할 수 있음에 따라, 배경기술의 설명에서와 같이 교체 과정에서 발생될 수 있는 상기 헤드 툴의 파손을 원천적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치의 스테이지와 픽업 모듈을 측면에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 다이 본딩 장치에서 헤드 툴을 교체하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 단계들에서 본딩 헤드의 제1 중심점을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩용 헤드 툴 교체 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치의 스테이지와 픽업 모듈을 측면에서 바라본 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는 회로 패턴이 인쇄되어 다이(10)가 본딩되는 기판(20)이 놓여지는 스테이지(200), 상기 스테이지(200)와 연결되어 상기 스테이지(200)를 x축 방향으로 이동시키는 x축 구동부(300), 상기 다이(10)를 외부로부터 픽업하여 상기 기판(20)에 본딩시키는 픽업 모듈(400) 및 상기 픽업 모듈(400)과 연결되어 상기 픽업 모듈(400)을 y축 방향으로 이동시키는 y축 구동부(500)를 포함한다. 이에, 상기 픽업 모듈(400)에 의해 픽업된 다이(10)는 상기 x축 구동부(300) 및 상기 y축 구동부(500)를 통해 평면적으로 자유롭게 이동하면서 상기 기판(20)에 본딩될 수 있다.

이때, 상기 픽업 모듈(400)에는 상기 기판(20)의 상기 다이(10)가 본딩되는 위치를 정확하게 확인하기 위하여 제1 카메라(410)가 설치되어 있고, 상기 y축 구동부(500) 상에는 상기 다이(10)가 상기 픽업 모듈(400)에 정확하게 픽업되었는지를 확인하기 위하여 제2 카메라(510)가 설치되어 있다.

또한, 상기 픽업 모듈(400)은 상기 다이(10)의 종류에 따라 사이즈가 달라질 경우에도 이를 호환하여 픽업할 수 있도록 본딩 헤드(420)와 상기 본딩 헤드(420)의 하단에서 상기 다이(10)를 실질적으로 진공 흡착하여 픽업하는 헤드 툴(430)로 구분되어 있다.

이에, 상기 헤드 툴(430)의 교체가 상기 다이(10)를 상기 기판(20)에 본딩하는 공정 중에서 효율적으로 진행될 수 있도록 상기 스테이지(200)의 일측에는 다수의 헤드 툴(430)들이 보관되는 툴 소켓(250)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 툴 소켓(250)의 상기 헤드 툴(430)을 수용하는 수용 홈(260)은 작업자가 손쉽게 놓을 수 있도록 상기 헤드 툴(430)보다는 소정의 차이로 넓게 형성시키는 것이 바람직하다.

이하, 상기 다이 본딩 장치(100)에서 상기 헤드 툴(430)을 상기 본딩 헤드(420)에 장착하거나 상기 본딩 헤드(420)로부터 분리하여 상기 툴 소켓(250)에 놓는 교체 방법에 대하여 도 3 및 도 4를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 도 1에 도시된 다이 본딩 장치에서 헤드 툴을 교체하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이며, 도 4는 도 3에 도시된 단계들에서 본딩 헤드의 제1 중심점을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 추가적으로 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 헤드 툴(430)을 교체하기 위하여, 우선 상기 픽업 모듈(400)에 설치된 상기 제1 카메라(410)를 이용해 상기 픽업 모듈(400)의 본딩 헤드(420)를 촬상하여 상기 본딩 헤드(420)의 제1 중심점을 산출한다(S100). 구체적으로, 상기 본딩 헤드(420)의 상기 헤드 툴(430)과 상기 다이(10)를 진공 흡착하기 위한 진공압이 외부로부터 제공되는 진공홀(422)의 중심을 통해 상기 제1 중심점을 산출할 수 있다.

이어서, 상기 픽업 모듈(400)의 상기 본딩 헤드(420)에 장착되어 상기 다이(10)를 실질적으로 진공 흡착 방식을 통해 픽업하는 헤드 툴(430)을 촬상하여 상기 헤드 툴(430)의 제2 중심점을 산출한다(S200). 이에, 상기 헤드 툴(430)이 상기 본딩 헤드(420)에 장착되어 있을 경우에는 상기 y축 구동부(500) 상에 설치된 상기 제2 카메라(510)를 이용해 상기 헤드 툴(430)을 촬상하여 상기 제2 중심점을 산출할 수 있다. 이때, 상기 제2 중심점은 상기 S100 단계에서의 본딩 헤드(420)와 유사하게 상기 헤드 툴(430)의 상기 다이(10)를 진공 흡착하기 위한 제2 진공홀(미도시)의 중심을 통해 산출될 수 있다. 이와 달리, 상기 헤드 툴(430)이 상기 툴 소켓(250)의 수용 홈(260)에 놓여져 있을 경우에는 상기 수용 홈(260)의 중심을 영점으로 하여 상기 제2 중심점을 산출할 수 있다. 이 경우, 상기 수용 홈(260)의 중심은 실질적으로 상기 S100 단계에서 산출된 상기 제1 중심점과 동일할 수 있다.

이어서, 상기 S100 단계에서 산출된 제1 중심점과 상기 S200 단계에서 산출된 제2 중심점 간의 평면적인 위치차를 산출한다(S300). 예를 들어, 상기 제1 중심점이 정확하게 상기 본딩 헤드(420)의 진공홀(422)의 정중앙에 위치하여 (0,0)으로 산출되고, 상기 제2 중심점이 상기 툴 헤드의 제2 진공홀 또는 상기 수용 홈(260)의 정중앙으로부터 약간 벗어나게 위치하여 (0.8,-0.6)으로 산출될 경우, 상기 위치차는 x축 방향으로 0.8, y축 방향으로 -0.6으로 산출될 수 있다.

이어서, 상기 헤드 툴(430)을 교체하기 위하여 상기 본딩 헤드(420)에 장착하거나 상기 본딩 헤드(420)로부터 분리하여 툴 소켓(250)에 놓을 때 상기에서 산출된 위치차를 셋팅된 이동 거리에 보정하여 상기 본딩 헤드(420)를 이동시킨다(S400). 예를 들어, 상기 헤드 툴(430)을 교체하고자 할 때 상기 본딩 헤드(420)의 이동 거리가 x축 방향으로 20, y축 방향으로 20으로 셋팅되어 있을 경우, 상기의 예에서 산출된 위치차를 보정하여 x축 방향으로 20.8, y축 방향으로 19.4 만큼 이동하도록 상기 본딩 헤드(420)를 제어할 수 있다.

따라서, 상기 본딩 헤드(420)의 제1 중심점과 상기 헤드 툴(430)의 제2 중심점을 각각 제1 및 제2 카메라(410, 510)들을 통해 촬상하여 산출한 다음, 이 제1 및 제2 중심점들 간의 위치차를 산출하여 이를 통해 헤드 툴(430)을 상기 본딩 헤드(420)에 장착하거나 상기 본딩 헤드(420)로부터 분리하여 툴 소켓(250)에 놓고자 할 때 셋팅된 이동 거리를 보정함으로써, 상기 헤드 툴(430)을 상기 본딩 헤드(420)에 정확하게 장착하거나 상기 툴 소켓(250)에 정확하게 놓을 수 있다.

이와 같이, 상기 본딩 헤드(420)에 상기 헤드 툴(430)을 정확한 위치에서 안전하게 교체할 수 있음에 따라, 배경기술의 설명에서와 같이 교체 과정에서 발생될 수 있는 상기 헤드 툴(430)의 파손을 원천적으로 방지할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 다이 20 : 기판
100 : 다이 본딩 장치 200 : 스테이지
250 : 툴 소켓 260 : 수용 홈
300 : x축 구동부 400 : 픽업 모듈
410 : 제1 카메라 420 : 본딩 헤드
422 : 진공홀 430 : 헤드 툴
500 : y축 구동부 510 : 제2 카메라

Claims (4)

1. 본딩 헤드를 촬상하여 상기 본딩 헤드의 제1 중심점을 산출하는 단계;
   상기 본딩 헤드에 장착되어 기판에 본딩될 다이를 진공 흡착할 헤드 툴을 촬상하여 상기 헤드 툴의 제2 중심점을 산출하는 단계;
   상기 제1 및 제2 중심점들 간의 위치차를 산출하는 단계; 및
   상기 헤드 툴을 상기 본딩 헤드에 장착하거나 상기 본딩 헤드로부터 분리하여 툴 소켓에 놓을 때 상기 산출한 위치차를 셋팅된 이동 거리에 보정하여 상기 본딩 헤드를 이동시키는 단계를 포함하는 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 중심점을 산출하는 단계에서는 상기 본딩 헤드의 외부로부터 진공압이 제공되는 진공홀의 중심으로 산출하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 중심점을 산출하는 단계에서는 상기 헤드 툴이 상기 툴 소켓에 놓여있을 경우 상기 툴 소켓의 중심을 영점으로 하여 산출하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 중심점을 산출하는 단계에서는 상기 헤드 툴이 상기 본딩 헤드에 장착되어 있을 경우 상기 다이가 진공 흡착되는 제2 진공홀의 중심으로 산출하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩용 헤드 툴의 교체 방법.

Images