KR20170019062A

KR20170019062A - 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법

Info

Publication number: KR20170019062A
Application number: KR1020150112932A
Authority: KR
Inventors: 남기중; 이강산; 이대섭; 양민수
Original assignee: (주)다원넥스뷰
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-02-21
Also published as: KR101718719B1

Abstract

복수의 프로브가 안착되는 적어도 하나의 트레이; 상기 트레이에 안착된 프로브를 파지하는 제1그리퍼; 상기 제1그리퍼로부터 상기 프로브를 전달받아, 상기 프로브를 기구적으로 정렬하는 포밍 유닛; 솔더 페이스트가 수용되는 적어도 하나의 납조를 구비하고 x축 및 y축을 포함하는 평면상에서 움직이는 납조부, 상기 납조부의 상측에 위치하여 상기 납조에 솔더페이스트를 공급하는 실린지, 및 상기 납조부의 움직임에 의해 상기 납조에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하는 스퀴지를 구비하는 디핑 유닛; 상기 프로브가 본딩되는 기판을 고정하는 척유닛; 상기 포밍 유닛에 의해 정렬된 상기 프로브를 파지하며, 상기 납조에 상기 프로브를 디핑하여 상기 솔더 페이스트를 상기 프로브의 하부에 도포되도록 하고, 상기 프로브를 상기 기판상의 본딩 위치로 이동시키는 제2그리퍼; 레이저를 조사하여 상기 프로브를 상기 기판의 전극에 솔더링하는 레이저부; 상기 트레이에 안착된 프로브의 위치를 매핑하는 제1비전수단; 및 상기 제2그리퍼에 파지되어 상기 기판상으로 이동된 상기 프로브가 본딩될 정위치에 위치하였는지 확인하는 제4비전수단;을 포함하는 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 본딩방법을 제공하여, 납조의 이동 동작을 통해, 실린지와 스퀴지의 이동수단이 필요없도록 하여, 솔더페이스트 디핑 과정을 효율적으로 수행할 수 있다.

Description

프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법{Probe Bonding Device and Probe Bonding Method Using the Same}

본 발명은 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔더페이스트 도포의 효율성을 높일 수 있는 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 관한 것이다.

프로브 카드는 웨이퍼(Wafer) 상에 형성된 칩(Chip)의 전기적인 특성을 검사하는데에 사용되는 장치이다.

도 1은 일반적인 프로브 카드(10)를 도시한 도면인데, 도 1을 참조하면, 프로브 카드(10)는 기판(세라믹, 유기 또는 웨이퍼 등)(11), 상기 기판에 형성된 전극(12) 및 상기 전극에 본딩된 복수의 프로브(13)를 포함한다.

한편, 반도체 공정을 통하여 제조된 웨이퍼 상의 칩은 상기 칩에 형성된 패드들을 통해 전기적인 신호를 입력받아 소정의 동작을 수행한 후 처리결과를 다시 패드를 통해 웨이퍼 검사 시스템(Wafer test system)으로 전달하게 되는데, 이와 같이 상기 칩이 올바르게 작동되는지를 판별하기 위하여 프로브 카드가 사용된다.

도 2는 종래의 프로브 본딩장치(20)를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래의 프로브 본딩장치(20)는 트레이(21), 제1그리퍼(22), 포밍유닛(23), 제2그리퍼(24), 납조(25), 척유닛(26), 비전수단(27) 및 레이저부(28)를 포함하여 구성된다.

상기 종래의 프로브 본딩 장치(20)는, 트레이(21)에 실장된 프로브를 상기 제1그리퍼(22)가 파지하여 포밍유닛(23)으로 이송시킨 후, 상기 프로브를 포밍유닛(23)을 이용하여 기구적으로 정렬시키게 된다. 이후, 제2그리퍼(24)로 상기 프로브를 다시 파지하여 납조(25)에 디핑시켜 솔더 페이스트를 상기 프로브의 하부에 도포하게 된다. 이후, 상기 제2그리퍼(24)는 솔더 페이스트가 도포된 상기 프로브를 척유닛(26)상에 고정된 기판의 본딩 위치로 이송시키고, 상기 레이저부(28)에 의해서 레이저를 조사하여 본딩을 완료하게 된다. 한편, 상기 프로브를 상기 납조(25)에 디핑시키기 이전에 상기 납조에 솔더페이스트를 공급하는 실린지에 의해 솔더페이스트를 공급하고, 스퀴지를 상기 납조 상면으로 이동시켜 상기 납조에 충진된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하도록 한다. 이는 상기 프로브에 솔더페이스트가 균일하게 도포되게 하기 위함이다.

그런데, 이와 같은 방법에 의하는 경우, 상기 실린지를 상기 납조로 이동시키는 과정과 이후 다시 실린지를 상기 납조의 상부에서 이탈하도록 한후, 상기 스퀴지를 상기 납조의 상면으로 이동시켜야 하는 등의 과정이 필요하므로, 상기 실린지와 상기 스퀴지를 전후좌우 방향뿐만 아니라 때에 따라서는 상하이동이 필요하므로 이의 이동을 위한 다수의 장치가 필요하고, 그 과정에서 시간이 과다하게 소요될 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 납조의 이동 동작을 통해, 실린지와 스퀴지의 이동수단이 필요없도록 하여, 솔더페이스트 디핑 과정을 효율적으로 수행할 수 있는 프로브 본딩 장치 및 이를 이용한 프로브 본딩 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 프로부 본딩장치는, 복수의 프로브가 안착되는 적어도 하나의 트레이; 상기 트레이에 안착된 프로브를 파지하는 제1그리퍼; 상기 제1그리퍼로부터 상기 프로브를 전달받아, 상기 프로브를 기구적으로 정렬하는 포밍 유닛; 솔더 페이스트가 수용되는 적어도 하나의 납조를 구비하고 x축 및 y축을 포함하는 평면상에서 움직이는 납조부, 상기 납조부의 상측에 위치하여 상기 납조에 솔더페이스트를 공급하는 실린지, 및 상기 납조부의 움직임에 의해 상기 납조에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하는 스퀴지를 구비하는 디핑 유닛; 상기 프로브가 본딩되는 기판을 고정하는 척유닛; 상기 포밍 유닛에 의해 정렬된 상기 프로브를 파지하며, 상기 납조에 상기 프로브를 디핑하여 상기 솔더 페이스트를 상기 프로브의 하부에 도포되도록 하고, 상기 프로브를 상기 기판상의 본딩 위치로 이동시키는 제2그리퍼; 레이저를 조사하여 상기 프로브를 상기 기판의 전극에 솔더링하는 레이저부; 상기 트레이에 안착된 프로브의 위치를 매핑하는 제1비전수단; 및 상기 제2그리퍼에 파지되어 상기 기판상으로 이동된 상기 프로브가 본딩될 정위치에 위치하였는지 확인하는 제4비전수단;을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치에서, 상기 납조부는, z축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치에서, 상기 납조는, 상기 납조부가 회전하는 원주방향을 따라 복수개가 동일한 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치에서, 상기 납조부는, 상기 복수개의 납조가 형성된 간격만큼 회전하고 멈추는 동작을 주기적으로 반복할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치에서, 상기 스퀴지는, 상기 납조부의 상면에 접촉되고, 상기 납조부의 회전에 따라 상기 납조에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치는, 상기 프로브가 상기 납조에서 디핑되는 것을 모니터링하는 제3비전수단;을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치는, 상기 포밍 유닛에 의한 상기 프로브의 정렬상태를 확인하는 제2비전수단; 및 상기 레이저부에 의한 솔더링 과정을 모니터링하는 제5비전수단;을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩방법은, 적어도 하나의 트레이에 복수의 프로브를 안착시키는 프로브 안착단계; 제1그리퍼로 상기 프로브를 파지하여 포밍 유닛으로 이송시키느 제1이송단계; 포밍 유닛에 의해 상기 프로브를 기구적으로 정렬하는 정렬단계; 제2그리퍼로 상기 프로브를 파지하여 솔더 페이스트가 수용된 납조에 디핑함으로써, 상기 프로브의 하부에 솔더 페이스트를 도포하는 솔더 페이스트 도포단계; 상기 제2그리퍼에 의해 파지된 상기 프로브를 기판의 전극 상측으로 이동시키는 제2이송단계; 상기 프로브를 상기 기판의 전극을 향해 하강시키는 프로브 하강 단계; 및 레이저를 조사하여 상기 프로브를 상기 기판의 전극에 솔더링하는 솔더링 단계;를 포함하되, 상기 솔더 페이스트 도포단계는, 납조부에 형성된 납조에 솔더 페이스트를 공급하는 솔더 페이스트 공급단계; 상기 납조부(151)를 x축과 y축을 포함하는 평면상에서 움직여, 상기 납조부 상면에 접촉되도록 고정된 스퀴지에 의해 상기 납조에 수용된 솔더 페이스트의 상면을 평탄하게 하는 납조부 회전단계; 및 상기 납조에 상기 프로브의 하부를 디핑하여 솔더 페이스트를 도포하는 디핑단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩방법에서, 상기 납조부 회전단계는, z축과 평행한 회전축을 중심으로 상기 납조부를 회전시키는 단계일 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩방법에서, 상기 디핑단계는, 상기 프로브의 하부가 상기 납조에 수용된 솔더페이스트에 잠긴상태에서 상기 프로브를 흔들어주는 단계일 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 의하면, 납조의 이동 동작을 통해, 실린지와 스퀴지의 이동수단이 필요없도록 하여, 솔더페이스트 디핑 과정을 효율적으로 수행할 수 있다.

도 1은 프로브 카드를 도시한 참고도.
도 2는 종래의 프로브 본딩장치의 개략 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 본딩장치의 개략 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 본딩장치의 일부분을 도시한 개략 사시도.
도 6은 프로브가 안착된 트레이를 도시한 참고도.
도 7은 프로브를 기구적으로 정렬하는 방법을 설명하기 위한 참고도.
도 8은 디핑 유닛을 도시한 개략 사시도.
도 9는 제2그리퍼에 의해 프로브가 납조에 디핑되는 것을 설명하기 위한 참고도.
도 10은 제4비전수단을 이용하여 프로브의 높이를 보정하는 방법을 설명하기 위한 참고도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 프로브 본딩방법을 도시한 순서도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 본딩장치(100)의 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 본딩장치(100)의 일부분을 확대 도시한 확대 사시도이다.

본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해 방향을 정의하면, 도면상에 표시된 x, y 및 z는 각각 길이방향, 폭방향 및 높이방향을 나타낸다. 여기에서, 길이방향 및 폭방향은 수평면과 평행한 방향일 수 있으며, 높이방향은 수평면에 수직한 방향일 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 본딩장치(100)는, 복수의 프로브(13)가 안착되는 적어도 하나의 트레이(110), 상기 프로브(13)를 파지하는 제1그리퍼(120), 상기 프로브(13)를 기구적으로 정렬하는 포밍유닛(130), 상기 프로브(13)를 파지하는 제2그리퍼(140), 솔더페이스트가 수용된 납조(151a)를 구비하는 디핑유닛(150), 기판을 고정하는 척유닛(160), 레이저를 조사하여 상기 프로브(13)를 본딩하는 레이저부(170), 상기 트레이(110)에 안착된 상기 프로브(13)의 위치를 매핑하는 제1비전수단(210), 상기 포밍 유닛(130)에 의한 상기 프로브(13)의 정렬상태를 확인하는 제2비전수단(220), 상기 프로브(13)가 상기 납조(151a)에서 디핑되는 것을 모니터링하는 제3비전수단(130), 상기 제2그리퍼(140)에 파지되어 상기 기판상으로 이동된 상기 프로브(13)가 본딩될 정위치에 위치하였는지 확인하는 제4비전수단(240), 상기 레이저부(170)에 의한 본딩을 모니터링하는 제5비전수단(250) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

트레이(110)는 복수의 프로브(13)가 안착되도록 구비될 수 있다. 도 6은 프로브(13)가 안착된 트레이(110)를 도시한 참고도이다. 도 6을 참조하면, 상기 트레이(110)는 상기 프로브(13)의 하부가 수직으로 삽입될 수 있도록 삽입홈(111)이 등간격으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 트레이(110)는 폭방향 및 길이방향, 즉, x축 및 y축을 따라 이동할 수 있다.

이때에, 제1비전수단(210)은 상기 프로브(13)가 안착된 위치를 매핑할 수 있으며, 후술하는 제1그리퍼(120)는 상기 제1비전수단(210)에 의해 매핑된 상기 플고브(13)의 위치로 이동하여 상기 프로브(13)를 파지할 수 있다.

제1그리퍼(120)는 상기 프로브(13)를 파지하여 후술하는 포밍 유닛9130)으로 상기 프로브(13)를 이송시킬 수 있다. 이때에, 상기 제1그리퍼(120)는 상기 프로브(13)의 양 측면에서 파지한다.

포밍유닛(130)은 상기 제1그리퍼(120)에 의해 이송된 상기 프로브(13)를 전달받아, 상기 프로브(13)를 기구적으로 정렬할 수 있다. 도 7은 상기 프로브(13)를 기구적으로 정렬하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 도 7을 참조하면, 상기 포밍유닛(130)은 상기 프로브(13)를 상기 제1그리퍼(120)로부터 전달받아 파지할 수 있도록 한 쌍의 지그(131, 132)를 구비할 수 있다. 상기 한 쌍의 지그(131, 132) 중 어느 하나의 지그(131)에는 상기 프로브(13)의 하단이 접촉될 수 있도록 하는 지그단부(131a)가 형성될 수 있다.

제2그리퍼(140)는 한 쌍의 죠우(Jaw)(141, 142)를 구비할 수 있으며, 상기 한 쌍의 죠우(141, 142) 중 어느 하나의 죠우(142)에는 상기 프로브(13)의 상단이 접촉될 수 있도록 하는 죠우단부(142a)가 형성될 수 있다.

도 7의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 상기 제2그리퍼(140)는 상기 포밍유닛(130)에 의해 파지된 상기 프로브(13)를 파지할 수 있다. 이때에, 상기 제2그리퍼9140)는 상기 프로브(13)를 최소의 압력으로 파지한 상태에서 z축을 따라 하강하여, 상기 프로브(13)의 상단은 상기 죠우단부(142a)에 접촉하고, 상기 프로브(13)의 하단은 상기 지그단부(131a)에 접촉하도록 할 수 있다. 이를 통하여, 상기 프로브(13)를 기구적으로 정렬할 수 있게 된다.

이때에, 제2비전수단(220)은 상기 포밍유닛(130) 및 상기 제2그리퍼(140)에 의해 상기 프로브(13)의 기구적인 정렬이 제대로 되었는지 모니터링 할 수 있다.

도 8은 디핑유닛(150)을 도시한 개략 사시도이다. 도 8을 참조하면, 디핑유닛(150)은, 적어도 하나의 납조(151a)를 구비하고 x축 및 y축을 포함하는 평면상에서 움직이는 납조부(151), 상기 납조부(151)의 상측에 위치하여 상기 납조(151a)에 솔더페이스트를 공급하는 실린지(152), 및 상기 납조부(151)의 상측에 위치하여, 상기 납조부(151)의 움직임에 의해 상기 납조(151a)에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하는 스퀴지(153)를 구비할 수 있다.

이때에, 상기 납조부(151)는 z축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전할 수 있으며, 상기 납조(151a)는 상기 납조부(151)가 회전하는 원주방향을 따라 복수가가 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 납조부(151)는 상기 복수개의 납조(151a)가 형성된 간격만큼 회전하고 멈추는 동작을 주기적으로 반복할 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 상기 실린지(152)가 상기 복수의 납조(151a) 중 어느 하나에 솔더페이스트를 공급하면, 상기 납조부(151)는 솔더페이스트가 공급된 납조(151a)에 인접한 다른 납조(151a)가 상기 실린지(152)로부터 솔더페이스트를 공급받을 수 있는 위치로 이동하도록 회전할 수 있다. 또한, 이때에 상기 납조부(151)가 회전하면서, 솔더페이스트가 공급된 상기 납조(151a)는 상기 스퀴지(153)의 하단을 지나게 되므로, 상기 납조(151a)에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 할 수 있다.

도 9는 제2그리퍼(140)에 의해 프로브(13)가 납조(151a)에 디핑되는 것을 설명하기 위한 참고도이다. 도 9를 참조하면, 상기 납조부(151)의 회전에 의해 상기 납조(151a)에 수용된 솔더페이스트의 상면이 평탄하게 된 이후, 상기 제2그리퍼(140)는 상기 프로브(13)를 파지하여, 상기 프로브(13)를 상기 납조(151a)에 디핑함으로써, 상기 프로브(13)의 하부에 솔더페이스트가 도포되도록 할 수 있다. 이 때에, 상기 제2그리퍼(140)는 상기 프로브(13)가 상기 납조(151a)에 디핑된 상태에서 솔더페이스트가 균일하게 도포되도록 하기 위해서, 길이방향(x축 방향) 및/또흔 폭방향(y축 방향)으로 왕복 이동하도록 할 수 있다. 또한, 이때에 상기 제2그리퍼(140)는 다른 과정에서보다 파지압력을 강하게 할 수 있다. 이를 통해서 디핑과정에서 상기 제2그리퍼(140)에 의해 파지된 상기 프로브(13)의 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 이때에 제3비전수단9230)은 상기 제2그리퍼(140)에 의해 파지된 상기 프로브(13)에 솔더페이스트가 제대로 도포되는지 모니터링 할 수 있다.

척유닛(160)은 상면에 상기 프로브(13)가 본딩되는 기판을 고정할 수 있다. 또한, 상기 척유닛(160)은 상기 기판을 예열하는 예열수단을 구비할 수 있으며, x, y, z 축방향으로의 이동 및 회전이 가능하도록 구비될 수 있다.

제4비전수단(240)은, 길이방향(x축방향), 폭방향(y축방향) 및 높이방향(z축방향)을 따라 이동할 수 있다.

상기 제4비전수단(140)은 상기 프로브(13)가 상기 기판상의 본딩위치로 이동할 수 있도록 위치정보를 파악할 수 있다. 다시 말해서, 상기 제4비전수단(240)은 상기 제2그리퍼(140)에 의해 파지된 상기 프로브(13)의 x, y, z 좌표를 측정하여, 본딩위치로 상기 프로브(13)가 이동하도록 할 수 있다.

한편, 제어부(미도시)는 상기 제2그리퍼(140) 및 상기 제4비전수단(240) 중 적어도 어느 하나의 높이를 소정의 간격만큼 순차적으로 조절하면서, 상기 제4비전수단(240)이 상기 프로브(13)의 일단을 복수회 촬영하도록 하여, 복수의 촬영된 영상을 근거로 상기 기판 상면으로부터 상기 프로브(13)까지의 노핑에 관한 정보를 취득할 수 있다.

도 10은 상기 제4비전수단(240)을 이용하여 상기 프로브(13)의 높이를 보정하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 도 10의 (a)를 참조하면, 상기 제4비전수단(240)의 높이를 상기 표준높이 상하로 소정의 간격으로 이동시켜 복수회 촬영할 수 있다. 이때, 상기 소정의 간격은 1㎛일 수 있다. 다시 말해서, 상기 제4비전수단(240)의 높이를 1㎛ 간격으로 조절하면서, 상기 프로브(13)의 일단을 복수회 촬영할 수 있다. 이때 촬영된 복수의 영상 중 가장 선명한 영상을 추출할 수 있으며, 상기 가장 선명한 영상이 촬영된 상기 제4비전수단(240)의 높이를 이용하여 상기 프로브(13)의 높이정보를 획득할 수 있다.

또한, 도 10의 (b)를 참조하면, 상기 제4비전수단(240)의 높이를 소정의 간격만큼 순차적으로 조절하면서, 상기 제4비전수단(240)이 상기 기판(B)상에 구비된 전극(L)을 복수회 촬영하도록 하여, 복수의 촬영된 영상 중 가장 선명한 영상이 촬영된 제4비전수단(240)의 높이를 이용하여 상기 기판(B) 상에 구비된 전극(L)의 높이에 관한 정보를 취득할 수 있다.

여기에서, 상기 제어부는 상기 프로브(13)의 높이정보와 상기 전극(L)의 높이에 관한 정보를 통해서, 상기 기판(B) 상에 구비된 전극(L)으로부터 상기 프로브(13)까지의 높이인 측정높이를 산정할 수 있다.

한편, 상기 제어부에는 상기 기판(B) 상에 구비된 전극(L)으로부터 상기 프로브(13)까지의 표준높이가 입력되어 있을 수 있다. 다시 말해서, 상기 표준높이는, 상기 기판(B)과 상기 프로브(13)의 기구적 정렬이 정확할 때의 상기 기판(B) 상의 전극(L)으로부터 상기 프로브(13)까지의 높이일 수 있다.

따라서, 상기 제어부에 사전 입력된 표준높이와 상기 측정높이를 비교하여, 상기 표준높이와 상기 측정높이가 일치하면, 상기 프로브(13)의 높이방향으로의 정렬이 제대로 되어있음을 확인할 수 있다. 또한, 상기 표준높이와 상기 측정높이가 일치하지 않는 경우, 상기 제어부는 상기 제2그리퍼(140)의 높이를 상기 표준높이와 상기 측정높이의 차이만큼 보정함으로써, 상기 프로브(13)의 높이를 보정할 수 있다.

이에 의해, 상기 프로브(13)가 상기 기판의 본딩위치에 정확히 위치하도록 할 수 있다.

레이저부(170)는 상기 제2그리퍼(140)에 의해 파지된 상기 프로브(13)가 상기 기판상의 본딩위치에 위치하면, 레이저를 조사하여 상기 프로브913)의 하부에 도포된 솔더페이스트를 용융시켜 상기 프로브(13)를 상기 기판에 본딩할 수 있다.

이때에, 상기 제2그리퍼(140)는 상기 레이저부(170)에 의해서 레이저가 조사되기 전에는, 상기 프로브(13)가 상기 기판에 접촉되지 않고 소정의 간격을 유지하고 있도록 할 수 있다. 이후, 상기 제2그리퍼(140)는 상기 레이저부(170)에 의해서 레이저가 조사되어 상기 솔더페이스트가 용융되는 과정에서, 상기 프로브913)가 상기 기판에 접촉되도록 하강시킬 수 있다.

이를 통해서, 상기 프로브(13)의 하부에 도포된 솔더페이스트가 상기 프로브(13)의 하단보다 먼저 상기 기판에 접촉하여 상기 프로브(13)의 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 레이저부(170)는 x, y축이 이루는 수평면과 소정의 각도를 이루도록 상기 프로브(13)의 측면을 향해 레이저를 조사할 수 있다.

여기에서, 상기 제5비전수단(250)은 상기 레이저부(170)에 의해 레이저가 조사되어 상기 프로브(13)가 상기 기판에 본딩되는 과정을 모니터링할 수 있다. 이에 더하여, 상기 제5비전수단(250)은 상기 레이저부(170)에서 조사되는 레이저와 평행한 방향으로 촬영하는 동축 카메라일 수 있으며, 이를 통해서, 상기 프로브(13)가 정확한 위치에 본딩되는지 보다 명확하게 확인할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩방법(S100)을 도시한 순서도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 의한 프로브 본딩방법(S100)은 프로브 안착단계(S110), 제1이송단계(S120), 정렬단계(S130), 솔더페이스트 도포단계(S140), 제2이송단계(S150), 프로브 높이 확인단계(S160), 프로브 하강단계(S170), 솔더링 단계(S180), 제2하강단계(S190), 및 솔더링 확인단계(S199)를 포함할 수 있다.

프로브 안착단계(S110)는 적어도 하나의 트레이(110)에 복수의 프로브(13)를 안착시키는 단계일 수 있다. 여기에서 상기 트레이(110)에 안착된 복수의 프로브(13)의 위치는 제1비전수단(210)에 의해 매핑될 수 있다.

제1이송단계(S120)는 제1그리퍼(120)로 상기 프로브(13)를 파지하여 포밍유닛(130)으로 이송시키는 단계일 수 있다. 이때에, 상기 제1그리퍼(120)는 상기 제1비전수단(210)에 의한 매핑 정보에 따라 상기 프로브(13)의 위치를 파악하여 상기 프로브(13)를 파지할 수 있다.

정렬단계(S130)는 포밍유닛(130)에 의해 상기 프로브(13)를 기구적으로 정렬하는 단계일 수 있다. 이때에 상기 포밍유닛(130)은, 상기 제1그리퍼(120)로부터 상기 프로브(13)를 전달받아, 적어도 어느 하나의 지그(131)에 지그단부(131a)가 형성된 한 쌍의 지그(131, 132)로 상기 프로브(13)의 하부를 파지할 수 있다. 이후, 제2그리퍼(140)는, 적어도 하나의 죠우(142)에 죠우단부(142a)가 형성된 한 쌍의 죠우(141, 142)를 이용하여, 상기 프로브(13)의 상부를 파지할 수 있다. 그런 다음, 상기 제2그리퍼(140)는 z축 방향으로 하강하여 상기 프로브(13)의 상단은 상기 상기 죠우단부(142a)에 접촉하고, 상기 프로브(13)의 하단은 상기 지그단부(131a)에 접촉되도록 함으로써 상기 프로브(13)를 기구적으로 정렬할 수 있다.

솔더 페이스트 도포단계(S140)는 상기 제2그리퍼(140)로 상기 프로브(13)를 파지하여 솔더 페이스트가 수용된 납조(151a)에 디핑함으로써, 상기 프로브의 하부에 솔더 페이스트를 도포하는 단계일 수 있다.

이때에 상기 솔더페이스트 도포단계(S140)는, 실린지(152)가 z축과 평행한 회전축을 중심으로 회전가능한 납조부(151)에 형성된 납조(151a)에 솔더 페이스트를 공급하는 솔더페이스트 공급단계(S141), 상기 납조부(151)를 x축 및 y축을 포함하는 평면상에서 움직여 스퀴지(153)에 의해 상기 납조(151a)에 수용된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하는 납조부 회전단계(S142), 및 상기 납조(151a)에 상기 프로브(13)의 하부를 디핑하여 솔더페이스트를 도포하는 디핑단계(S143)를 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 납조부 회전단계(S142)는 z축과 평행한 회전축을 중심으로 상기 납조부를 회전시키는 단계일 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 상기 실린지(152)가 상기 납조부(151)의 상면에 원주방향을 따라 일정간격으로 형성된 복수개의 납조(151a) 중 어느 하나에 솔더 페이스트를 공급하면, 상기 납조부(151)가 회전하여, 상기 납조부(151) 상부에 위치한 스퀴지(153)에 의해 솔더페이스트의 상면이 평탄하게 되도록 하고, 이후, 상기 솔더페이스트에 상기 프로브(13)를 디핑하여 솔더페이스트가 상기 프로브(13)에 균일하게 도포되도록 할 수 있으며, 복수개 형성된 납조(151a)를 통해서 보다 효율적이고 균일한 솔더페이스트 도포가 가능해진다.

한편, 상기 디핑단계(S143)에서, 상기 프로브(13)의 하부가 상기 납조(151a)에 수용된 솔더 페이스트에 잠긴 상태에서, 상기 프로브(13)를 x축 및 y축을 포함하는 평면상에서 왕복운동을 시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 프로브(13)를 상기 솔더 페이스트에 잠긴상태에서 흔들 수 있다. 이를 통해서, 상기 프로브(13)의 하부에 솔더페이스트가 균일하게 도포되도록 할 수 있다.

제2이송단계(S150)는 상기 제2그리퍼(140)에 의해 파지된 상기 프로브(13)를 기판의 전극 상측으로 이동시키는 단계일 수 있다. 이때에, 상기 제4비전수단(240)에 의해 상기 프로브(13)를 적절한 x, y 축상의 좌표로 이동시킬 수 있다.

프로브 높이 확인단계(S160)는, 상기 기판의 전극 상측으로 이동된 상기 프로브(13)의 일단을 제4비전수단(240) 또는 상기 제2그리퍼(140)의 높이를 소정의 간격만큼 조절하면서 복수회 촬영하여 상기 프로브(13)의 높이를 산출하는 단계일 수 있다. 또한, 상기 프로브 높이 확인 단계(S160)는, 상기 기판(B)의 전극(L)으로부터 상기 프로브(13)까지의 표준높이를 입력하는 표준높이 입력단계(S161), 상기 제4비전수단(240)의 높이를 순차적으로 조절하면서 상기 프로브(13)의 일단을 복수회 촬영하는 프로브 촬영단계(S162), 상기 프로브 촬영단계(S162)에서 복수회 촬영된 영상 중 가장 선명한 영상이 촬영된 상기 제4비전수단(240)의 높이를 근거로 프로브 높이정보를 산출하는 프로브 높이정보 산출단계(S163), 상기 제4비전수단(240)의 높이를 순차적으로 조절하면서 상기 기판(B)의 전극(L)을 촬영하는 전극 촬영단계(S164), 상기 전극 촬영단계(S164)에서 복수회 촬영된 영상 중 가장 선명한 영상이 촬영된 제4비전수단(240)의 높이를 근거로 전극 높이정보를 산출하는 전극 높이정보 산출단계(S165), 상기 프로브 높이정보와 상기 전극 높이정보를 통해 상기 기판(B)의 전극(L)으로부터 상기 프로브까지의 측정높이를 산출하는 측정높이 산출단계(S166), 상기 표준높이와 상기 측정높이를 비교하는 높이 비교단계(S167), 및 상기 표준높이와 상기 측정높이가 차이가 나는 경우, 해당 차이만큼 상기 제2그리퍼(140)의 높이를 조절하는 높이 보정단계(S166)를 포함할 수 있다.

다시 말해서, 상기 프로브(13)의 정렬이 정확하게 된 경우의 상기 기판(B)의 전극(L)으로부터 상기 프로브(13)까지의 높이인 표준높이가 사전에 입력될 수 있다. 이에, 상기 제4비전수단(240)은 소정의 간격(예를 들어 1㎛)으로 순차적으로 높이를 변화시키면서 상기 프로브(13)의 일단을 복수회 촬영하고, 촬영된 영상 중 가장 선명한 영상이 촬영된 상기 제4비전수단(240)의 높이를 산출할 수 있다. 이를 이용하여 상기 프로브(13)의 높이정보를 산출할 수 있다.

또한, 상기 제4비전수단(240)은 소정의 간격(예를 들어 1㎛)으로 순차적으로 높이를 변화시키면서 상기 기판(B)상의 전극(L)을 복수회 촬영하고, 촬영된 영상 중 가장 선명한 영상이 촬영된 상기 제4비전수단(240)의 높이를 산출할 수 있다. 이를 이용하여 상기 기판(B)상의 전극(L)의 높이정보를 산출할 수 있다.

이에 더하여, 상기 프로브(13)의 높이정보와 상기 기판상(B)의 전극(L)의 높이정보를 이용하여 상기 기판(B)상의 전극(L)으로부터 상기 프로브(13)까지의 측정높이를 산출할 수 있다.

이후, 상기 측정높이를 상기 표준높이와 비교하여, 상기 표준높이와 상기 측정높이가 차이가 있는 경우에는 상기 프로브(13)의 z축 좌표에 오차가 있다는 것이므로, 그 차이만큼 상기 제2그리퍼(140)의 높이를 조절하여 이를 보정할 수 있다.

프로브 하강 단계(S170)은, 상기 프로브(13)를 상기 기판의 전극을 향해 하강시키는 단계일 수 있다. 한편, 상기 프로브 하강 단계(S170)에서, 상기 프로브(13)의 하단이 상기 기판의 전극에 접촉하지 않도록 소정의 간격을 유지하는 지점까지 상기 프로브를 하강시킬 수 있다.

솔더링 단계(S180)는, 레이저를 조사하여 상기 프로브를 상기 기판의 전극에 솔더링하는 단계일 수 있다.

제2하강 단계(S190)는, 상기 솔더 페이스트가 용융되면, 상기 프로브를(13) 재차 하강시켜 상기 프로브(13)의 하단을 상기 기판의 전극에 접촉되도록 하는 단계일 수 있다. 이를 통해서, 상기 프로브(13)의 하부에 도포된 솔더페이스트가 상기 프로브의 하단보다 먼저 상기 기판에 접촉하여 상기 프로브(13)의 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

솔더링 확인단계(S199)는, 상기 제4비전수단(240)이 상기 기판(B)의 전극(L)에 솔더링된 상기 프로브(13)의 일단을 촬영하여, 상기 프로브(13)가 정위치에 솔더링되었는지 확인하는 단계일 수 있다.

즉, 상기 제4비전수단(240)은, 상기 프로브(13)의 일단을 촬영하여, 상기 프로브(13)의 x, y, z 좌표를 산출할 수 있다. 여기에서, 상기 제4비전수단(240)이 높이를 일정간격으로 순차적으로 변경시키면서 상기 프로브(13)의 일단을 복수회 촬영하여, 촬영된 영상 중 가장 선명하게 영상이 촬영된 상기 제4비전수단(240)의 높이를 근거로 상기 프로브(13)의 z 좌표를 산출할 수 있다.

또한, 이때에 상기 프로브(13)의 위치에 오차가 발생했다고 판단되는 경우에, 상기 제어부는, 위치에 오차가 발생한 상기 프로브(13)에 소정의 표시를 할 수 있으며, 오차가 지속적으로 발생되는 경우, 해당하는 상기 기판에는 솔더링을 더이상 진행하지 않도록 할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

13: 프로브
100: 프로브 본딩장치
110: 트레이
120: 제1그리퍼
130: 포밍유닛
140: 제2그리퍼
150: 디핑 유닛
160: 척유닛
170: 레이저부
210: 제1비전수단
220: 제2비전수단
230: 제3비전수단
240: 제4비전수단
250: 제5비전수단
S100: 프로브 본딩방법
S110: 프로브 안착안계
S120: 제1이송단계
S130: 정렬단계
S140: 솔더 페이스트 도포단계
S150: 제2이송단계
S160: 프로브 높이 확인단계
S170: 프로브 하강단계
S180: 솔더링 단계
S190: 제2하강단계

Claims

복수의 프로브가 안착되는 적어도 하나의 트레이;
상기 트레이에 안착된 프로브를 파지하는 제1그리퍼;
상기 제1그리퍼로부터 상기 프로브를 전달받아, 상기 프로브를 기구적으로 정렬하는 포밍 유닛;
솔더 페이스트가 수용되는 적어도 하나의 납조를 구비하고 x축 및 y축을 포함하는 평면상에서 움직이는 납조부, 상기 납조부의 상측에 위치하여 상기 납조에 솔더페이스트를 공급하는 실린지, 및 상기 납조부의 움직임에 의해 상기 납조에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하는 스퀴지를 구비하는 디핑 유닛;
상기 프로브가 본딩되는 기판을 고정하는 척유닛;
상기 포밍 유닛에 의해 정렬된 상기 프로브를 파지하며, 상기 납조에 상기 프로브를 디핑하여 상기 솔더 페이스트를 상기 프로브의 하부에 도포되도록 하고, 상기 프로브를 상기 기판상의 본딩 위치로 이동시키는 제2그리퍼;
레이저를 조사하여 상기 프로브를 상기 기판의 전극에 솔더링하는 레이저부;
상기 트레이에 안착된 프로브의 위치를 매핑하는 제1비전수단; 및
상기 제2그리퍼에 파지되어 상기 기판상으로 이동된 상기 프로브가 본딩될 정위치에 위치하였는지 확인하는 제4비전수단;을 포함하는 프로브 본딩장치.
제1항에 있어서,
상기 납조부는, z축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전하는 프로브 본딩장치.
제2항에 있어서,
상기 납조는, 상기 납조부가 회전하는 원주방향을 따라 복수개가 동일한 간격으로 형성된 프로브 본딩장치.
제3항에 있어서,
상기 납조부는 상기 복수개의 납조가 형성된 간격만큼 회전하고 멈추는 동작을 주기적으로 반복하는 프로브 본딩장치.
제2항에 있어서,
상기 스퀴지는, 상기 납조부의 상면에 접촉되고, 상기 납조부의 회전에 따라 상기 납조에 공급된 솔더페이스트의 상면을 평탄하게 하는 프로브 본딩장치.
제1항에 있어서,
상기 프로브가 상기 납조에서 디핑되는 것을 모니터링하는 제3비전수단;을 더 포함하는 프로브 본딩장치.
제1항에 있어서,
상기 포밍 유닛에 의한 상기 프로브의 정렬상태를 확인하는 제2비전수단; 및
상기 레이저부에 의한 솔더링 과정을 모니터링하는 제5비전수단;을 더 포함하는 프로브 본딩장치.
적어도 하나의 트레이에 복수의 프로브를 안착시키는 프로브 안착단계;
제1그리퍼로 상기 프로브를 파지하여 포밍 유닛으로 이송시키느 제1이송단계;
포밍 유닛에 의해 상기 프로브를 기구적으로 정렬하는 정렬단계;
제2그리퍼로 상기 프로브를 파지하여 솔더 페이스트가 수용된 납조에 디핑함으로써, 상기 프로브의 하부에 솔더 페이스트를 도포하는 솔더 페이스트 도포단계;
상기 제2그리퍼에 의해 파지된 상기 프로브를 기판의 전극 상측으로 이동시키는 제2이송단계;
상기 프로브를 상기 기판의 전극을 향해 하강시키는 프로브 하강 단계; 및
레이저를 조사하여 상기 프로브를 상기 기판의 전극에 솔더링하는 솔더링 단계;를 포함하되,
상기 솔더 페이스트 도포단계는,
납조부에 형성된 납조에 솔더 페이스트를 공급하는 솔더 페이스트 공급단계;
상기 납조부(151)를 x축과 y축을 포함하는 평면상에서 움직여, 상기 납조부 상면에 접촉되도록 고정된 스퀴지에 의해 상기 납조에 수용된 솔더 페이스트의 상면을 평탄하게 하는 납조부 회전단계; 및
상기 납조에 상기 프로브의 하부를 디핑하여 솔더 페이스트를 도포하는 디핑단계;를 포함하는 프로브 본딩방법.
제8항에 있어서,
상기 납조부 회전단계는,
z축과 평행한 회전축을 중심으로 상기 납조부를 회전시키는 단계인 프로브 본딩방법.
제8항에 있어서,
상기 디핑단계는,
상기 프로브의 하부가 상기 납조에 수용된 솔더페이스트에 잠긴상태에서 상기 프로브를 흔들어주는 단계인 프로브 본딩방법.