KR20170056415A - 열압착 본딩장치 - Google Patents

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Abstract

열압착을 이용하여 칩을 기판에 본딩하는 열압착 본딩장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 열압착 본딩장치는 개별 단위의 반도체 칩을 기판에 본딩하고, 반도체 칩을 흡착하는 흡착 헤드와, 흡착 헤드의 아래에 필름을 제공하는 필름 제공수단과, 필름을 천공하는 펀칭 유닛을 포함하고, 펀칭 유닛은 베이스와, 베이스에 설치되고 필름을 천공하는 펀칭 핀과, 필름의 아래를 지지하고 펀칭 핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩 블록을 포함하고, 홀딩 블록은 상하로 이동 가능하도록 마련되어 홀딩 블록이 아래로 이동하는 경우 상기 펀칭 핀이 상기 필름을 천공하는 것을 특징으로 한다.

Description

열압착 본딩장치{Apparatus of Thermocompression Bonding}
본 발명은 열압착 본딩장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열압착을 이용하여 칩을 기판에 본딩하는 열압착 본딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩을 회로기판에 부착하기 위한 공정은 매우 정밀히 수행되어야 하며, 기판에는 반도체 칩이 고정되는 복수의 실장영역이 마련된다. 한편 반도체 칩과 회로기판의 실장영역은 정확한 전기적 연결이 수행되어야 하고, 불량률을 줄이기 위하여 상기 실장영역의 정확한 위치(패턴)에 반도체 칩이 실장되어야 한다.
전술한 반도체 칩 실장 공정은 본딩 공정이라 지칭될 수 있다. 정밀한 작업이 요구되는 공정의 특수성에 따라 회로기판의 전체적인 위치와 회로기판의 반도체 칩 고정부의 위치(실장영역) 검사가 완료된 후 반도체 칩이 회로기판에 실장된다.
열압착 본딩장치는 웨이퍼로부터 개별 반도체 칩을 분리하고, 이를 본딩 픽커가 칩의 하면(범프 형성면)이 아래를 향하도록 픽업한 상태에서 본딩 대상 기판에 칩을 본딩하는 장치를 의미한다.
칩을 본딩하는 방법에는 범프에 플럭스를 도포하여 기판의 접속단자에 범프를 부착하는 방법과, 기판에 플럭스를 도포하여 접속단자를 기판에 부착하는 방법이 있다. 이 때, 반도체 칩은 가열된 상태로 압착하게 되고 이러한 방법을 열압착 방식이라 한다.
하지만 이러한 열압착 방식은 본딩 픽커가 칩을 가압하는 압력에 의해 접착수단이 칩의 측면 등을 타고 올라가 본딩 픽커의 하면에 묻거나 접착수단을 가열하는 동안에 발생하는 가스에 의해 본딩 픽커가 오염되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 종래의 열압착 본딩장치는 정밀도가 중요하기 때문에 갠트리에 의해 본딩픽커를 이동시키는 경우에는 X축 및 Y축 무빙으로 인한 진동 발생으로 정밀도가 확보되지 못하였고, 또한 한 개의 본딩픽커가 작업하는 동안 다른 한 개의 본딩픽커를 작업하는 경우에는 정밀도를 검증할 수 없어서 열압착 본딩장치에는 하나의 웨이퍼에 한 개의 본딩픽커만으로 열압착 본딩을 하고 있었다. 따라서 기존의 열압착 본딩장치는 생산량(UPH)이 저하될 수 밖에 없는 컨셉이었다.
한편, 한국 공개특허공보 제10-2000-0035067호에는 반도체 칩을 반전시켜서 기판 상에 직접 본딩하는 열압착 본딩장치에 관하여 개시되어 있다.
한국 공개특허공보 제10-2000-0035067호(2000. 06. 26. 공개)
따라서, 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 정밀도와 UPH를 향상시킨 열압착 본딩장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 자세하게는 갠트리 타입으로 이동되는 본딩픽커의 X축 무빙 횟수를 줄이면서도, 흡착헤드와 반도체칩이 실장될 기판을 동시에 검사하는 슬릿비전의 열변형에 따른 오차를 작업중에 수시로 검사함으로써 정밀도를 확보 및 검증함으로써 하나의 웨이퍼를 복수개의 본딩픽커가 열압착 본딩작업을 수행할 수 있어서 UPH를 향상시킬 수 있는 열압착 본딩장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 열압착 방식 중에 본딩 픽커가 오염되는 것을 방지할 수 있는 열압착 본딩장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 개별 단위의 반도체 칩을 기판의 실장위치에 열압착 본딩하는 열압착 본딩장치에 있어서, 개별 단위의 반도체 칩으로 절단된 자재를 공급하는 자재 공급부; 상기 자재 공급부로부터 상기 반도체 칩을 픽업하여 상하를 반전시키는 플립오버 픽커; 상기 플립오버픽커로부터 개별 반도체 칩을 전달받아 칩이 적재되는 시트 블록에 내려놓는 유닛픽커; 상기 시트 블록 상의 반도체 칩을 흡착 지지하기 위한 흡착홀이 형성되어 있으며, 상기 반도체 칩을 필름을 통해 흡착하기 위하여, 하단에 필름이 마련되는 본딩헤드; 상기 본딩헤드의 하단에 필름을 제공하는 필름제공수단; 상기 본딩헤드에 형성된 흡착홀과 대향되는 위치에 상기 필름에 구멍을 형성하기 위하여, 상기 필름의 하면을 지지하고 내부에 펀칭핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩블록을 구비하는 펀칭 유닛; 및 상기 본딩헤드에 흡착된 반도체 칩을 열압착 본딩하기 위한 기판이 재치되는 히팅테이블을 포함하는 열압착 본딩장치가 제공될 수 있다.
상기 펀칭 유닛은, 베이스; 상기 베이스에 설치되며 상기 필름을 천공하는 펀칭 핀; 상기 필름의 하면을 지지하고 상기 펀칭 핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩 블록; 및 상기 베이스와 상기 홀딩블록 사이에 개재되는 제1탄성부재를 구비하며, 상기 홀딩 블록은 상하로 이동 가능하도록 마련되어, 상기 홀딩 블록이 아래로 이동하는 경우 상기 펀칭 핀이 상기 필름을 천공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 펀칭 유닛은 상기 펀칭 핀과 상기 핀 고정부재 사이에 개재되는 제2 탄성부재를 더 포함하며, 상기 제2 탄성부재는 상기 펀칭 핀이 상기 필름을 천공할 때 상기 펀칭 핀에 가해지는 압력보다 큰 압력에서 형상이 변하도록 마련될 수 있다.
상기 자재공급부와 상기 히팅테이블은 일부 중첩된 공간을 갖는 복층 형태로 배치되며, 상기 플립오버픽커가 상기 자재공급부 상의 반도체 칩을 흡착하여 반전시킨 상태로 승하강 운동이 가능한 유닛픽커에 전달하고, 상기 유닛픽커가 상기 반도체 칩을 시트 블록에 적재한 후에 상기 시트 블록 상의 반도체 칩을 본딩헤드가 픽업하여 상기 기판에 본딩하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 펀칭 유닛은 상기 홀딩 블록의 상하 이동을 안내하되, 상기 홀딩 블록의 외주면에 돌출되는 플랜지부의 상부를 덮는 걸림턱이 형성되어 상기 홀딩 블록의 이탈을 방지하는 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 펀칭 유닛은 상기 베이스의 아래에 고정되어 상기 펀칭핀을 지지하는 핀 고정부재를 더 포함하고, 상기 펀칭 핀은 상기 베이스를 아래에서 관통하여 상기 베이스의 상부로 돌출되도록 마련되고, 상기 펀칭 핀의 외주면에 돌출되는 플랜지부가 상기 베이스의 하면에 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유닛 픽커에 픽업된 반도체 칩의 하면에 위치하는 범프를 검사하는 업룩킹 비전과, 상기 기판의 실장 위치와 상기 본딩 픽커에 흡착된 반도체 칩 사이에 개재되어 상기 기판의 실장 위치와 반도체 칩의 정렬 상태를 검사하는 슬릿 비전을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
X축 및 Y축 방향으로 이동가능한 본딩픽커가 상기 히팅테이블을 기준으로 서로 대향되게 한 쌍으로 마련되며, 상기 본딩픽커의 이송경로에 상기 본딩 픽커의 오차를 보정하기 위한 기준이 되는 제1 보정마크와, 상기 슬릿 비전의 오차를 보정하기 위한 기준이 되는 제2 보정마크가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 슬릿 비전의 칩 비전과 기판 비전의 틀어짐을 교정하기 위한 교정부를 더 포함하며, 상기 교정부는 "ㄷ"자 형태로 구성되어 상면에는 피두셜 마크가 형성된 칩 교정지그가 배치되고, 하면에는 피두셜 마크가 형성된 기판 교정지그가 배치되되, 상기 칩 교정지그의 중심부와 상기 기판 교정지그의 중심부가 일치한 상태로 동축에 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 슬릿 비전은 이동 가능하게 구비된 동축비전이며, 상기 기판 교정지그와 상기 칩 교정지그의 검사결과 얻어진 위치를 기준 위치로 설정하고, 상기 히팅테이블 상에 놓여진 기판에 상기 본딩헤드에 흡착된 반도체 칩을 열압착 본딩하기 전에 상기 슬릿 비전으로 검사를 하여 얻어진 위치값을 비교하여 본딩헤드의 이동량을 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 흡착헤드는 발열부를 구비하여, 열압착 방식으로 상기 반도체칩을 기판에 본딩하며, 상기 흡착 헤드의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 흡착 헤드의 가압력을 측정하는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 시트 블록(162)과 상기 펀칭 유닛은 칩 캐리어에 나란히 구비되며, 상기 칩 캐리어는 캐리어 로봇에 의해 Y축 방향으로 이동가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치는 본딩 픽커와 칩 사이에 필름을 개재시켜 본딩 픽커가 칩을 가압하는 압력에 의해 범프가 용해되어 형성되는 접착수단이 칩의 측면 등을 타고 올라가거나 열압착 방식중에 발생되는 가스에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 필름에 흡착홀을 천공시킴으로써 필름을 사이에 두고 칩을 흡착할 수 있다.
또한, 칩을 흡착하는 흡착 블록이 필름의 상면을 지지함으로써 필름이 천공되는 과정에서 늘어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 펀칭 유닛의 홀딩 블록이 필름의 하면에서 천공홀의 주변을 지지함으로써 천공과정에서 발생하는 버(burr)가 아래로 뒤집히는 것을 방지 할 수 있다. 따라서 흡착 헤드가 칩을 흡착할 때 칩이 수평으로 배치되도록 할 수 있다.
또한, 흡착 헤드가 미스얼라인되는 경우에 펀칭 핀이 아래로 들어가도록 하여 흡착 헤드 또는 펀칭 핀의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본딩 영역과 칩 공급 영역을 2층 구조로 구성하여 공간 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 하나의 웨이퍼를 처리하는 공정에 2 개의 흡착 헤드를 구비함으로써 흡착 헤드가 하나일 때와 비교하여 생산량을 2배로 증가시킬 수 있으며, 이때 갠트리의 구조 및 재질을 더욱 강화시킴으로써 구동시 흔들림이나 진동을 감쇄할 수 있다.
또한, 흡착 헤드를 이송하기 위해 갠트리 구조를 적용하여 헤드 로봇을 마련하되, 흡착 헤드가 X축 방향으로 이동하면서 하나의 X축 방향 행으로 반도체 칩을 순차적으로 본딩하는 동안 캐리어 로봇이 Y축 방향으로 칩 캐리어를 이동시킬 수 있다. 즉, 흡착 헤드가 반도체 칩을 핸들링하는 때에 Y축 방향으로 이동할 필요 없이 동일 행에서 작업할 수 있으므로 흡착 헤드의 진동 발생을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 캐리어의 평면도이다.
도 4는 도 3의 다른 실시예에 따른 칩 캐리어의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 픽커를 나타내는 측면도이다.
도 6은 흡착 헤드가 펀칭 유닛 상에서 필름을 천공하기 전의 모습을 확대하여 나타내는 측단면도이다.
도 7은 도 6의 A 영역 확대도이다.
도 8은 흡착 헤드가 펀칭 유닛 상에서 필름을 천공한 후의 모습을 나타내는 A 영역 확대도이다.
도 9는 펀칭 핀이 하강한 상태에서 버의 형상을 나타내는 확대도이다.
도 10은 흡착 헤드가 본 발명의 다른 실시예에 따른 펀칭 유닛 상에서 필름을 천공한 후의 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 11은 도 10의 B 영역 확대도이다.
도 12는 흡착 헤드가 미스얼라인된 경우의 모습을 나타내는 B 영역 확대도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 이격 장치를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름 이격 장치를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 후프 유닛을 나타내는 분해사시도이다.
도 16은 후프 유닛이 슬릿 비전을 검사하는 모습을 나타내는 확대도이다.
도 17은 제1 본딩 픽커가 제1 칩 캐리어 상에서 작업하는 동안 제2 칩 캐리어가 유닛 픽커로부터 반도체 칩을 전달받기 위해 대기하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 18은 제2 칩 캐리어가 유닛 픽커로부터 반도체 칩을 전달 받아 제2 본딩 픽커의 작업 영역으로 이동하고, 제1 칩 캐리어는 유닛 픽커로부터 새로운 반도체 칩을 전달받기 위해 대기하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 19는 흡착 헤드가 필름을 천공하기 위해 펀칭 유닛 위에 위치하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 20은 흡착 헤드가 필름을 천공한 후 시트 블록 상부에 위치하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 21은 업룩킹 비전이 흡착 헤드의 중심 위치를 검출하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 22는 업룩킹 비전이 시트 블록에 형성된 피두셜 홀을 검출하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 23은 펀칭 유닛의 옵셋 값을 반영하여 펀칭 유닛과 필름 헤드의 중심 위치를 교정하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 24는 업룩킹 비전이 유닛 픽커에 흡착된 반도체 칩을 검사하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 25는 반도체 칩의 볼 면에 이물질이 부착되고, 크랙이 생긴 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래에서 소개하는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 제시하는 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로도 구체화될 수 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기 등을 다소 과장하여 표현할 수 있다.
열압착 본딩공정은 쏘잉(sawing)머신을 사용하여 복수 개의 반도체 칩으로 절단된 웨이퍼에서 각각의 칩을 흡착하고 각각의 칩이 위치될 기판의 본딩 위치(또는 실장영역)에 칩을 각각 실장시키는 공정이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)는 흡착 헤드(141) 및 히팅 테이블(154) 중 하나 이상에서 가해지는 열에 의해 범프가 기판의 접속단자에 열압착되면서 칩을 기판에 실장한다.
도 1과 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)의 측면도이다.
열압착 본딩공정은 웨이퍼로부터 절단된 칩을 플립오버 픽커(120)가 흡착하는 단계와, 상기 칩의 상면 및 하면이 반전되도록 상기 플립오버 픽커(120)를 상하로 180도 만큼 회전하여 반전시키는 단계와, 상기 플립오버 픽커(120)에 흡착된 칩을 유닛 픽커(130)로 전달하는 단계와, 상기 유닛 픽커(130)에 픽업된 칩의 하면을 검사하는 단계와, 칩을 시트 블록(162)에 내려놓는 단계와, 본딩 픽커(140)를 펀칭 유닛(170)으로 이동시켜 필름(148)을 펀칭하여 천공시키는 단계와, 상기 본딩 픽커(140)를 상기 시트 블록(162)으로 이동시켜 칩을 흡착하는 단계와, 상기 본딩 픽커(140)를 본딩 위치로 이동시키는 단계와, 상기 본딩 픽커(140)에 흡착된 칩과 기판의 접속단자 사이의 정렬 상태를 검사하는 단계와, 상기 본딩 픽커(140)를 가압하여 칩을 접속단자에 열 압착하여 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)는 개별 단위의 칩으로 절단된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부(110)와, 상기 웨이퍼 공급부(110)로부터 칩을 픽업하는 플립오버 픽커(120)와, 상기 플립오버 픽커(120)로부터 칩을 픽업하는 유닛 픽커(130)와, 상기 유닛 픽커(130)가 칩을 내려 놓는 시트 블록(162)과, 흡착 헤드(141)의 아래에 마련되는 필름(148)을 펀칭하는 펀칭 유닛(170)과, 상기 유닛 픽커(130)에 픽업된 칩의 하면(범프가 부착된 범프면)을 검사하는 업룩킹 비전(155)과, 상기 흡착 헤드(141)에 픽업된 칩과 기판의 본딩 위치의 정렬 상태를 검사하는 슬릿 비전(151)과, 기판을 지지하는 히팅 테이블(154)을 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)는 하층과 상층으로 마련되는 2층 구조를 포함할 수 있다. 하층에는 웨이퍼 공급부(110)와 플립오버 픽커(120)가 마련될 수 있고, 상층 테이블(150)에는 유닛 픽커(130)와, 업룩킹 비전(155)과, 흡착 헤드(141)와, 슬릿 비전(151)과, 히팅 테이블(154) 등이 마련될 수 있다.
그리고 상층 테이블(150)의 일부는 개구되어 하층에 설치되는 플립오버 픽커(120)로부터 상층에 설치되는 유닛 픽커(130)로 칩이 전달될 수 있다.
웨이퍼 공급부(110)는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 테이블(111)을 포함하고, 웨이퍼 테이블(111)은 제1 방향 레일(112)을 따라 X축 방향으로 이동하고, 제2 방향 레일(113)을 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 웨이퍼 테이블(111)은 X축과 Y축 방향으로 이동하면서 픽업 대상이 되는 칩이 플립오버 픽커(120)가 픽업할 수 있는 장소에 위치하도록 한다.
플립오버 픽커(120)는 웨이퍼로부터 칩을 흡착하여 유닛 픽커(130)에 전달할 수 있다. 플립오버 픽커(120)는 상하 방향으로 180도 회전하여 칩의 상하를 반전시키는 플립오버 헤드(121)를 포함하고, 플립오버 헤드(121)는 제3 방향 레일(122)을 따라 Z축 방향으로 이동할 수 있다.
이 때, 웨이퍼 공급부(110)에서 열압착 본딩면에 형성된 범프가 위를 향하도록 웨이퍼를 공급하는 경우, 칩은 플립오버 픽커(120)에 의해 픽업된 후 회전에 의해 상하 위치가 반전되어 범프가 형성되는 본딩면이 아래를 향하고 흡착 헤드(141)에 의해 흡착되는 흡착면은 위를 향하게 된다.
플립오버 픽커(120)의 흡착과정을 자세히 설명하면, 웨이퍼 하방에 위치하는 이젝터(114)의 타격에 의해 개별 칩이 웨이퍼로부터 분리될 수 있으며, 플립오버 픽커(120)는 흡착 등의 방식에 의하여 칩을 픽업할 수 있다. 또한, 이젝터(114)와 플립오버 픽커(120)가 Z방향으로 동기 제어되어 칩을 웨이퍼로부터 분리할 수 있다. 즉, 이젝터(114)의 상승에 따라 플립오버 픽커(120)도 함께 상승하여 칩 분리 작업을 수행할 수 있다. 한편, 플립오버 픽커(120)의 픽업 방법은 흡착뿐만 아니라 접착을 포함할 수 있으며 그립(gripping) 방식에 의하는 것도 가능하다.
유닛 픽커(130)는 플립오버 픽커(120)로부터 칩을 전달받고, 업룩킹 비전(155)은 유닛 픽커(130)에 픽업된 칩의 본딩면을 검사할 수 있다.
유닛 픽커(130)는 제1 방향 레일(131)을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있고, 제3 방향 레일(132)을 따라 Z축 방향으로 이동할 수 있다. 한편, 유닛 픽커(130)의 픽업 방법은 흡착뿐만 아니라 접착을 포함할 수 있으며 그립(gripping) 방식에 의하는 것도 가능하다.
업룩킹 비전(155)은 칩의 하면에 형성된 범프의 정렬 상태, 범프의 부착 상태, 또는 범프의 오염 상태 등을 검사할 수 있다. 이러한 검사는 카메라의 촬상에 의할 수 있으며, 유닛 픽커(130)의 이송경로 아래에 위치하여 상방향(up-looking)으로 촬상이 가능하도록 배치될 수 있다.
다음으로 도 3을 참고하여 칩 캐리어(160)를 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 캐리어(160)의 평면도이다.
도 3을 참고하면, 칩 캐리어(160)는 업룩킹 비전(155)에 의해 검사가 완료된 칩이 안착되는 시트 블록(162)과 본딩 픽커(140)에 제공되는 필름(148)을 펀칭하는 펀칭 유닛(170)을 포함할 수 있다. 그리고 칩 캐리어(160)는 캐리어 로봇(161)에 의해 Y축 방향으로 이동할 수 있고, 실린더에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다.
그리고 칩 캐리어(160)는 탈착 가능하도록 마련될 수 있다. 따라서 시트 블록(162)이 오염되거나 펀칭 유닛(170)이 고장나는 경우 칩 캐리어(160)를 교환함으로써 공정의 중단을 최소로 할 수 있다.
시트 블록(162)에는 칩의 범프가 아래로 향하도록 하여 안착될 수 있다. 그리고 시트 블록(162)에는 칩을 흡착하는 흡착홀(163)이 형성될 수 있다.
펀칭 유닛(170)은 필름(148)을 펀칭하여 본딩 픽커(140)의 진공압이 칩에 전달될 수 있도록 할 수 있다. 펀칭 유닛(170)에 대하여는 이후 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 3의 다른 실시예에 따른 칩 캐리어(160-1)의 평면도이다.
도 4를 참고하면, 칩 캐리어(160-1)는 시트 블록(162)과 펀칭 유닛(170)이 Y축 방향 또는 본딩 픽커(140)가 이동하는 방향으로 수직하는 방향으로 정렬되어 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 실시에의 경우에는 시트 블록(162)과 펀칭유닛(170)이 동일한 축에 배치되어 있지 않아서 흡착 헤드(141)가 필름(148)을 펀칭한 후 칩 캐리어(160) 또는 본딩 픽커(140)가 X축 방향으로 이동하여 시트 블록(162)에 안착된 칩을 픽업하게 되는데 이때 X축 방향으로의 무빙으로 장비 전체에 진동이 가해질 수 있는 문제가 있다.
따라서 도 4와 같이 칩 캐리어(160-1) 상에 시트 블록(162)과 펀칭 유닛(170)이 동일한 Y축 선상에 배치됨으로써 본딩 픽커(140)는 칩 캐리어(160-1)와 펀칭 유닛(180) 사이에서 이동하는 때에 X축 방향으로 이동할 필요 없이 Y축 방향으로 이동하는 것으로 충분할 수 있다. 이러한 구성에 의해 갠트리에 의해 이동하는 본딩픽커의 X축 무빙이 최소화되어 장비 내 진동이 저감될 수 있어서, 도 4의 칩 캐리어(160-1)를 적용하는 것이 더욱 바람직하다.
다시 도 1과 도 2를 참고하면, 칩 캐리어(160)는 상층 테이블(150) 상에 한 쌍으로 마련될 수 있다. 따라서 하나의 유닛 픽커(130)가 두 개의 칩 캐리어(160)에 차례로 칩을 내려 놓을 수 있기 때문에 공정 시간이 단축될 수 있다. 그리고 본딩 픽커(140)와 슬릿 비전(151) 역시 칩 캐리어(160)의 개수에 대응하여 상층 테이블(150) 상에 한 쌍으로 마련될 수 있다. 따라서 유닛 픽커(130)가 플립오버 픽커(120)로부터 칩을 전달받는 동안 두 개의 본딩 픽커(140)가 연속적으로 칩을 기판에 본딩하는 공정을 수행함으로써 공정이 중단되지 않고 계속적으로 연속될 수 있다.
유닛 픽커(130)의 동작에 의해 이루어지는 과정에 대하여 자세히 설명하면, 유닛 픽커(130)는 Z축 방향으로 움직이면서 범프가 아래를 향하도록 회전된 칩을 플립오버 픽커(120)로부터 픽업한다. 그리고 유닛 픽커(130)는 X축 방향으로 움직여 업룩킹 비전(155)의 촬상 영역으로 이동한다.
업룩킹 비전(155)의 촬상 결과가 양호로 판단되는 경우 칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)에 칩을 내려 놓는다. 이 때, 캐리어 로봇(161)은 Y 축 방향으로 이동하여 칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)이 유닛 픽커(130)의 아래에 위치하도록 한다.
또는 칩 캐리어(160)는 움직이지 않고 유닛 픽커(130)가 Y축 방향으로 움직여 칩 캐리어(160)의 시트 블록(162) 상에 칩을 올려 놓을 수 있다. 이 경우 유닛 픽커(130)는 제2 방향 레일(미도시)에 의해 Y축 방향으로 가이드될 수 있다.
도 5는 본딩 픽커(140)를 나타내는 측면도이다.
도 5를 참고하면, 본딩 픽커(140)는 시트 블록(162) 상에 놓여진 칩의 상면을 흡착하는 흡착 헤드(141)를 포함할 수 있다.
흡착 헤드(141)는 XYZ 좌표계의 공간 상의 임의의 위치로 움직이도록 마련될 수 있다. 일 예로, 흡착 헤드(141)와 연결되는 헤드 몸체(144)는 헤드 로봇(145)에 설치되는 제3 방향 레일(147)을 따라 Z축 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 헤드 몸체(144)는 헤드 로봇(145)에 설치되는 제1 방향 레일을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 헤드 로봇(145)은 상층 테이블(150) 상에 설치되는 제2 방향 레일(146)을 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있다.
흡착 헤드(141)는 Z축 방향으로 승강하도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 동력을 전달하는 모터(142)와 모터(142)의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전달하는 동력전달부재(143)를 포함할 수 있다. 일 예로, 동력전달부재(143)는 웜과 웜기어 또는 랙과 랙 피니언 기어 등을 포함할 수 있다.
또한, 흡착 헤드(141)는 헤드 몸체(144)와 상대적으로 Z축을 중심으로 자전 하도록 마련될 수 있다. 따라서 칩이 비틀어진 상태에서 흡착된 경우에도 흡착 헤드(141)가 회전함으로써 칩의 범프와 기판의 접속 단자의 위치를 일치시킬 수 있다.
또한, 본딩 픽커(140)는 칩에 열과 압력을 가하도록 마련될 수 있다. 본딩 픽커(140)에 마련되는 발열부에서 발생하는 열은 칩의 범프에 전달된다. 그리고 흡착 헤드(141)가 하강하면서 칩에 압력이 가해진다. 구체적으로, 칩을 기판의 실장 위치로 이동시켜 칩에 열과 압력을 가하면 범프가 변형되면서 칩과 기판이 본딩될 수 있다. 이러한 과정을 열압착 본딩이라 한다.
슬릿 비전(151)은 흡착 헤드(141)와 기판 사이에 위치하여 흡착 헤드(141)에 픽업된 칩의 범프와 기판의 접속 단자의 정렬 상태가 양호한 지를 판단할 수 있다. 그리고 슬릿 비전(151)의 정렬 정보에 오차가 발생하는 경우, 그 오차를 해소하기 위해 흡착 헤드(141)가 이동하거나 회전할 수 있다.
또한, 슬릿 비전(151)은 XY 평면 상의 임의의 위치로 움직이도록 마련될 수 있다. 일 예로, 슬릿 비전(151)은 상층 테이블(150) 상에 설치되는 제1 방향 레일(152)을 따라 X축 방향으로 이동하고, 제2 방향 레일(153)을 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있다.
본딩 픽커(140)의 동작에 의해 이루어지는 과정에 대하여 자세히 설명하면, 본딩 픽커(140)는 펀칭 유닛(170)이 있는 곳으로 이동하여 필름(148)을 펀칭하고, 시트 블록(162)으로 이동하여 흡착 헤드(141)가 필름(148)을 사이에 두고 칩의 흡착면을 흡착한 후 실장 위치로 이동한다. 그리고 기판과 흡착 헤드(141) 사이에 슬릿 비전(151)이 위치하여 칩의 정렬 상태를 검사한다. 만일 칩이 XY 평면 상에서 어긋나 위치하는 경우 흡착 헤드(141)를 이동시켜 오차를 해소하고, 칩의 배치 방향이 Z축을 중심으로 어긋나 있는 경우 흡착 헤드(141)를 회전시켜 오차를 해소한다.
칩의 정렬이 완료되면 슬릿 비전(151)이 흡착 헤드(141)의 하강에 간섭되지 않는 위치로 이동하고, 흡착 헤드(141)가 Z축 방향으로 하강하여 칩을 기판에 실장한다. 이 때, 칩을 본딩하기 위해 열압착 방식을 이용할 수 있다. 즉, 칩에 열을 가함과 동시에 가압하여 범프가 용해되면서 칩이 기판에 본딩된다. 본딩이 완료된 후에도 슬릿 비전(151)을 이용하여 기판에 본딩이 완료된 반도체 칩을 검사할 수 있는 PBI(Post Bonding Inspection) 검사를 할 수 있다. 슬릿 비전(151)은 본딩 픽커(140)와 갠트리 구조, 그리고 칩 캐리어(160)의 구조에 전혀 영향을 받지 않기 때문에 흡착 헤드(141)가 필름 펀칭 작업을 하는 동안 PBI를 전수검사하여도 UPH에 전혀 영향을 받지않는다.
한편, 히팅 테이블(154)은 기판을 지지할 수 있다. 그리고 히팅 테이블(154)은 기판에 열을 가할 수 있다. 기판은 히팅 테이블(154)에서 발생하는 열에 의해 일정 온도 범위를 유지할 수 있다.
미설명된 부호는 제1 보정마크(156)와, 제2 보정마크(미도시)와, 온도센서(158)와, 로드셀(159)이다.
열압착 본딩장치(100)는 본딩 공정이 반복됨에 따라 흡착 헤드(141)와 슬릿 비전(151)의 위치 정렬에 오차가 발생할 수 있다. 특히, 열압착 방식 중에 발생하는 고열과 흡착 헤드(141)에 가해지는 압력은 이러한 오차 발생을 가속화시킬 수 있다. 따라서 칩이 기판의 실장 위치에 정확히 본딩되도록 하기 위해서는 흡착 헤드(141)와 슬릿 비전(151)을 미리 설정된 위치로 초기화 하는 것이 중요하다.
본딩 과정에서 발생한 흡착 헤드(141)와 슬릿 비전(151)의 오차를 바로잡아 초기 상태로 정렬시키기 위해서, 흡착 헤드(141)는 제1 보정마크(156)의 정보를 기초로 초기화를 진행하고, 슬릿 비전(151)은 제2 보정마크(미도시)의 정보를 기초로 초기화를 진행할 수 있다.
그리고 온도센서(158)는 흡착 헤드(141)에 전달되는 온도를 측정할 수 있다. 흡착 헤드(141)의 온도가 기준 온도 보다 높거나 낮은 경우에는 본딩의 정확도 또는 품질이 떨어질 수 있기 때문이다.
그리고 로드셀(159)은 흡착 헤드(141)가 가하는 압력을 측정할 수 있다. 흡착 헤드(141)가 칩을 가하는 압력이 기준 보다 높거나 낮은 경우 본딩의 정확도 또는 품질이 떨어질 수 있기 때문이다.
한편, 칩이 열압착 방식에 의해 기판에 본딩되는 과정에서 본딩 픽커(140)가 칩을 가압하는 압력에 의해 범프가 용해되어 형성되는 접착수단이 칩의 측면 등을 타고 올라가 본딩 픽커(140)의 하면에 묻거나 접착수단을 가열하는 동안에 발생하는 가스에 의해 본딩 픽커(140)가 오염되는 문제가 발생할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)는 흡착 헤드(141)와 칩 사이에 필름(148)을 개재할 수 있다. 이 때, 흡착 헤드(141)의 진공압이 칩에 가해지기 위해서는 필름(148)을 천공하여 홀을 형성하여야 한다. 따라서 본 발명의 일 실시에에 다른 열압착 본딩장치(100)는 필름(148)을 천공하는 펀칭 유닛(170)을 더 포함할 수 있다.
필름(148)은 풀 롤러(194)에 감겨서 제공된 상태로 마련되고, 흡착 헤드(141)의 양 측에 마련되는 한 쌍의 가이드 롤러(193)를 통해 안내되어 풀 롤러(194)의 반대 편에 위치하는 엠프티 릴(195)에 감겨 보관될 수 있다.
그리고 폴 롤러(194), 엠프티 릴(195), 가이드 롤러(193), 및 필름 릴(149) 중 어느 하나 이상은 필름 구동 롤러(196)에 의해 동작하여 필름(148)을 이송하는 구동 롤러일 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펀칭 유닛(170)에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 흡착 헤드(141)가 본 발명의 일 실시예에 따른 펀칭 유닛(170) 상에서 필름(148)을 천공하기 전의 모습을 나타내는 측단면도이고, 도 7은 도 6의 A 영역 확대도이다. 그리고 도 8은 흡착 헤드(141)가 펀칭 유닛(170) 상에서 필름(148)을 천공한 후의 모습을 나타내는 A 영역 확대도이다.
흡착홀(174a)의 저면에는 칩을 흡착하는 흡착 블록(174)이 마련될 수 있다. 그리고 흡착 블록(174)에는 칩에 진공압을 가하는 흡착홀(174a)이 형성될 수 있다. 그리고 흡착 블록(174)은 흡착 헤드(141)와 탈착 가능하게 마련되어 교환이 용이할 수 있다.
필름(148)은 흡착 블록(174)의 저면을 감싸도록 마련될 수 있다. 또한, 필름(148)의 양 측에는 한 쌍의 필름 릴(149)이 마련되어, 필름(148)을 한 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서 본딩 과정에서 필름(148)이 손상되는 경우 손상된 필름(148)을 옆으로 이동시켜 새 필름(148)이 흡착 블록(174)의 저면을 감싸도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펀칭 유닛(170)은 칩 캐리어(160)에 설치되어 필름(148)을 천공하는 펀칭 핀(171)과, 필름(148)이 천공되는 동안 필름(148)의 저면을 지지하는 홀딩 블록(172)을 포함할 수 있다. 한편, 도면에는 펀칭 핀(171)이 설치되는 베이스가 칩 캐리어(160)와 일체로 형성되는 것을 도시하였다. 그러나 베이스는 칩 캐리어(160)와 별도로 마련될 수도 있다.
펀칭 핀(171)은 복수로 마련될 수 있다. 그리고 펀칭 핀(171)은 흡착 블록(174)의 흡착홀(174a)의 위치에 대응하는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 펀칭 핀(171)의 선단부는 천공 과정에서 흡착홀(174a)의 내부로 수용되되, 흡착홀(174a)과 간섭되지 않는 형상으로 마련될 수 있다. 일 예로, 펀칭 핀(171)의 선단부는 위로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔 형태일 수 있다.
또한, 펀칭 핀(171)은 칩 캐리어(160)에 분리 가능하도록 결합할 수 있다. 일 예로, 펀칭 핀(171)은 칩 캐리어(160)의 아래에서 위로 삽입되되, 펀칭 핀(171)의 아래에 돌출되는 플랜지부(171a)가 칩 캐리어(160)의 저면에 걸리도록 마련될 수 있다. 그리고 핀 고정부재(175)가 칩 캐리어(160)의 저면에 결합되어 펀칭 핀(171)을 고정할 수 있다. 핀 고정부재(175)는 칩 캐리어(160)와 탈착 가능하도록 마련되고, 일 예로, 고정볼트(175a)에 의해 결합될 수 있다.
홀딩 블록(172)은 필름(148)의 저면을 지지할 수 있다. 특히, 흡착 블록(174)에 의해 가압되는 가압 영역을 지지하도록 마련될 수 있다. 그리고 홀딩 블록(172)은 펀칭 핀(171)이 관통되는 핀 수용홀(172a)이 형성될 수 있다. 즉, 펀칭 핀(171)은 홀딩 블록(172)의 내부에서 핀 수용홀(172a)을 관통하여 필름(148)을 천공한다.
홀딩 블록(172)은 상하로 이동하도록 마련될 수 있다. 초기 위치에서는 홀딩 블록(172)의 상면이 펀칭 핀(171)의 꼭지 보다 높거나 같은 위치로 마련될 수 있다. 그리고 본딩 픽커(140)의 가압에 의해 홀딩 블록(172)이 하강하면 상대적으로 펀칭 핀(171)이 상승하면서 필름(148)을 천공할 수 있다.
또한, 홀딩 블록(172)은 제1 탄성부재(176)에 의해 지지될 수 있다. 제1 탄성부재(176)는 홀딩 블록(172)과 칩 캐리어(160) 사이에 마련될 수 있다. 제1 탄성부재(176)는 홀딩 블록(172)에 외력이 가해지지 않은 경우에는 홀딩 블록(172)을 위로 밀어 올리는 힘을 작용한다. 그리고 본딩 픽커(140)가 홀딩 블록(172)을 가압하는 경우에는 제1 탄성부재(176)의 형상이 변형되면서 홀딩 블록(172)이 아래로 이동하는 것을 허용한다. 일 예로, 제1 탄성부재(176)는 코일 스프링일 수 있으며, 제1 탄성부재(176)의 하단은 칩 캐리어(160)의 상면에 요입되는 제1 탄성부재 수용홈(176a)에 수용될 수 있다.
또한, 칩 캐리어(160)에는 홀딩 블록(172)의 상하 이동을 안내하는 가이드부재(173)가 설치될 수 있다. 그리고 가이드부재(173)는 홀딩 부재의 외경에 돌출되는 플랜지부(172b)의 상부를 덮도록 마련되는 걸림턱(173a)을 형성할 수 있다. 따라서 홀딩 블록(172)은 가이드부재(173)를 이탈하지 않는다.
또한, 가이드부재(173)는 칩 캐리어(160)에 분리 가능하도록 결합할 수 있다. 일 예로, 가이드부재(173)는 칩 캐리어(160)를 관통하는 고정볼트(173b)에 의해 결합될 수 있다.
핀 수용홀(172a)은 천공 과정에서 상승하는 펀칭 핀(171)에 간섭되지 않도록 마련될 수 있다. 일 예로, 핀 수용홀(172a)은 펀칭 핀(171)의 단부 형상에 대응하는 형상을 가지고, 핀 수용홀(172a)의 내경이 펀칭 핀(171)의 외경보다 더 크도록 마련될 수 있다.
한편, 펀칭 핀(171)이 필름(148)을 천공하는 과정에서 필름(148)의 천공홀 주변에는 위를 향해 버(burr)가 형성된다. 만일, 필름(148)의 하면을 지지하는 홀딩 블록(172)이 없거나, 핀 수용홀(172a)의 크기가 펀칭 핀(171)의 외경보다 많이 큰 경우에는 펀칭 핀(171)이 하강하는 과정에서 버가 펀칭 핀(171)을 따라 내려와 아래를 향할 수 있다. 이처럼 필름(148)의 버가 아래를 향하는 경우 흡착 헤드(141)에 진공압이 작용하여도 칩이 필름(148)에 밀착되지 않고, 수평으로 배치되지 않을 수 있다. 이는 기판에 칩을 본딩 하는 과정에서 오차를 유발시킬 수 있다.
그러나 도 9을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 펀칭 유닛(170)에서는 필름(148)의 버가 필름(148)의 천공홀의 위를 향해 돌출되어 있는 것을 알 수 있다. 도 9는 펀칭 핀(171)이 하강한 상태에서 버의 형상을 나타내는 확대도이다.
홀딩 블록(172)의 상면에 형성되는 핀 수용홀(172a)의 내경은 펀칭 핀(171)이 가장 높이 상승하였을 때 홀딩 블록(172)의 상면과 동일 평면에 위치하는 펀칭 핀(171)의 외경 보다 작은 정도로 크게 마련될 수 있다.
또한, 홀딩 블록(172)의 상면에 형성되는 핀 수용홀(172a)의 내경은 흡착 블록(174)의 하면에 형성되는 흡착홀(174a)의 내경과 비교하여 같거나 작을 수 있다. 버가 형성되는 영역의 최대 크기는 흡착홀(174a)의 내경을 넘을 수 없다. 따라서 핀 수용홀(172a)의 내경이 그보다 작거나 같은 경우, 펀칭 핀(171)이 하강할 때 필름(148)의 버가 펀칭 핀(171)을 따라 핀 수용홀(172a) 내부로 들어가는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 10과 도 11를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 펀칭 유닛(170-1)에 대하여 설명하기로 한다.
도 10은 흡착 헤드(141)가 본 발명의 다른 실시예에 따른 펀칭 유닛(170-1) 상에서 필름(148)을 천공한 후의 모습을 나타내는 측단면도이고, 도 11은 도 10의 B 영역 확대도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 펀칭 유닛(170-1)은 펀칭 핀(171)이 상하로 이동하도록 마련될 수 있다. 이 때, 펀칭 핀(171)은 일정 압력 이상에서만 아래로 내려가도록 마련되어, 펀칭 핀(171)이 필름(148)을 천공하는 도중에는 펀칭 핀(171)이 아래로 내려가지 않을 수 있다.
또한, 펀칭 핀(171)은 제2 탄성부재(177)에 의해 지지될 수 있다. 제2 탄성부재(177)는 펀칭 핀(171)과 핀 고정부재(175) 사이에 마련될 수 있다. 제2 탄성부재(177)는 펀칭 핀(171)에 일정 크기 이상의 압력이 가해지지 않는 경우에는 펀칭 핀(171)을 위로 밀어 올리는 힘을 작용한다. 그리고 일 정 크기 이상의 압력이 가해지는 경우에는 제2 탄성부재(177)의 형상이 변형되면서 펀칭 핀(171)이 아래로 이동하는 것을 허용한다. 일 예로, 제2 탄성부재(177)는 코일 스프링일 수 있으며, 제2 탄성부재(177)의 상단은 펀칭 핀(171)의 하부에 마련되는 플랜지부(171a)에 지지되고, 제2 탄성부재(177)의 하단은 핀 고정부재(175)에 지지될 수 있다.
도 12는 흡착 헤드(141)가 미스얼라인(misalign)된 경우의 모습을 나타내는 B 영역 확대도이다.
도 12를 참고하면, 펀칭 핀(171)은 흡착 헤드(141)가 미스얼라인 된 경우에 아래로 내려가도록 마련됨으로써 흡착 헤드(141) 또는 펀칭 핀(171)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해 제2 탄성부재(177)의 탄성계수는 천공 과정에서 필름(148)이 펀칭 핀(171)을 가압하는 정도의 압력에서는 탄성변형을 일으키지 않지만, 그보다 큰 압력에서 탄성변형이 시작하도록 선택될 수 있다.
즉, 제2 탄성부재(177)는 흡착 헤드(141)의 가압에 의해 홀딩 블록(172)이 아래로 내려가면서 필름(148)이 펀칭 핀(171)에 가하는 압력의 크기 범위에서는 변형되지 않기 때문에 펀칭 핀(171)이 아래로 내려가지 않아 필름(148)을 천공할 수 있다. 그러나 이보다 큰 압력이 작용하는 경우, 예를 들어 미스얼라인된 흡착 헤드(141)가 펀칭 핀(171)을 가압하는 경우에는 제2 탄성부재(177)가 변형하여 펀칭 핀(171)이 아래로 이동하게 된다.
도 4에서는 칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)의 일 측에는 흡착 헤드(141)에 흡착되어 있는 필름(148)에 홀을 뚫어주기 위한 펀칭 유닛(170)이 나란히 배치될 수 있음을 설명한 바 있다. 그리고 칩 캐리어(160)는 캐리어 로봇(161)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 마련된다.
그리고 도 12에서는 미스얼라인을 피하기 위해서는 흡착 헤드(141)는 펀칭 유닛(170)에 형성된 핀 수용홀(172a)의 위치와 흡착홀(174a)의 위치가 정렬된 상태에서 필름(148)을 천공하여야 함을 설명한 바 있다. 만일, 흡착 헤드(141)가 펀칭 유닛(170)의 핀 수용홀(172a)과 어긋나게 배치된 상태에서 펀칭 핀(171)을 이용하여 필름(148)을 뚫게 되면, 도 12에 도시된 것과 같이 펀칭 핀(171)이나 흡착 블록(174)에 손상을 입힐 수 있기 때문이다.
따라서, 펀칭 유닛(170)이 흡착 헤드(141)에 흡착된 필름(148)의 정확한 위치를 천공하기 위해 흡착 헤드(141)와 펀칭 유닛(170)의 상대 위치를 일치 시켜는 교정작업이 필요하다.
본 발명의 실시예는 흡착 헤드(141)와 펀칭 유닛(170)의 교정작업을 위해 흡착 헤드(141)의 위치를 검출하는 비전 카메라와 펀칭 유닛(170)의 위치를 검출할 수 있는 비전 카메라를 각각 설치하는 것이 아니라 하나의 업룩킹 비전(155)을 이용하여 흡착 헤드(141)와 펀칭 유닛(170)의 상대 위치를 보정하여 일치시키는 작업을 수행할 수 있다. 다만, 하나의 비전을 이용하기 때문에 펀칭 유닛(170)의 위치를 검출하기 위한 기준이 되는 보정부를 칩 캐리어(160)의 하면에 마련하였다. 일 예로, 보정부는 피듀셜 또는 보정마크를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 이격 장치(190)를 나타내는 도면이다.
펀칭 유닛(170)이 필름(148)을 펀칭하는 일련의 공정을 거쳐 반도체 칩이 기판에 열압착 본딩이 된 후에는 다음 반도체 칩의 작업을 위해 앞서 진행되었던 동일한 작업이 반복된다. 이를 위해, 펀칭된 필름(148)은 필름 릴(149)로 감아서 회수하고 새로운 필름(148)을 흡착 헤드(141) 아래에 대기시켜야 한다.
그러나 열 압착 시 열에 의해 필름(148)이 녹으면서 흡착 헤드(141)에 달라붙는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 본딩 픽커(140)는 필름 이격 장치(190)를 이용하여 필름(148)을 밀어냄으로써 흡착 헤드(141)에 달라붙은 필름(148)을 떼어낼 수 있다.
필름 이격 장치(190)는 필름(148)을 밀어내는 필름 이격 롤러(191)와, 필름 이격 롤러(191)와 연결되어 상하 이동 가능하게 마련되는 롤러 이송 장치(192)를 포함할 수 있다.
필름 이격 롤러(191)는 회전 가능한 롤러 형상으로 마련되어 필름(148)을 밀어내는 과정에서 필름(148)에 가하는 손상을 최소화할 수 있다. 그리고 필름 이격 롤러(191)와 연결되는 롤러 이송 장치(192)는 필름 이격 롤러(191)를 상하 방향 이동시킬 수 있고, 예를 들어 실린더 일 수 있다.
필름 이격 장치(190)는 흡착 헤드(141)의 일 측에 위치할 수 있고, 흡착 헤드(141)의 양 측에 위치하는 필름 릴(149) 중 어느 하나와 흡착 헤드(141) 사이에 마련될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름 이격 장치(190-1)를 나타내는 도면이다.
도 14를 참고하면, 필름 이격 장치(190-1)는 흡착 헤드(141)의 양 측에 위치할 수 있고, 흡착 헤드(141)의 양 측에 위치하는 필름 릴(149)과 흡착 헤드(141) 사이에 각각 마련될 수 있다.
이 경우 한 쌍의 필름 이격 장치(190-1)는 동시에 구동 가능하거나 상대적으로 구동 가능할 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 필름 이격 장치(190-1)의 동작 만으로 필름(148)이 흡착 헤드(141)에서 잘 떨어지지 않을 때 다른 하나의 필름 이격 장치(190-1)가 동작하도록 마련될 수 있다.
다음으로 도 15와 도 16을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 후프 유닛(180)에 대하여 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 후프 유닛(180)을 나타내는 분해사시도이고, 도 16은 후프 유닛(180)이 슬릿 비전(151)을 검사하는 모습을 나타내는 확대도이다.
앞에서 흡착 헤드(141)와 기판 사이에 위치하여 흡착 헤드(141)에 픽업된 반도체 칩의 범프와 기판의 접속 단자의 정렬 상태가 양호한지를 판단할 수 있는 슬릿 비전(151)이 구비됨을 설명한 바 있다.
본 발명의 실시예는 슬릿 비전(151)의 상부에 마련되는 칩 비전과 하부에 마련되는 기판 비전의 틀어짐을 교정하기 위한 교정부인 후프 유닛(180)을 포함할 수 있다.
후프 유닛(180)은 상층 테이블(150)에 설치될 수 있다. 후프 유닛(180)은 슬릿 비전(151)의 틀어짐을 보정하는 글라스 홀더(182)와 상층 테이블(150)에 설치되어 글라스 홀더(182)를 지지하는 글라스 서포트(181)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 글라스 홀더(182)는 복수의 볼트 등을 이용하여 글라스 서포트(181)에 설치될 수 있다. 그리고 볼트가 관통하는 글라스 홀더(182)의 결합홀(182b)은 상하 방향으로 연장되는 장공 형태로 마련될 수 있다. 따라서 글라스 홀더(182)는 글라스 서프트(181)에 설치되되 상하 방향으로 미세 위치를 조절 가능하도록 설치될 수 있다.
글라스 홀더(182)는 "ㄷ"자 형태로 마련되고, 상부 홀더와 하부 홀더 사이의 공간에 슬릿 비전(151)이 위치할 수 있다.
글라스 홀더(182)는 슬릿 비전(151)의 상부에 마련되는 칩 비전이 촬상할 수 있는 피두셜 마크가 구비되는 상부 글라스(183)와, 슬릿 비전(151)의 하부에 마련되는 기판 비전이 촬상할 수 있는 피두셜 마크가 구비되는 하부 글라스(184)를 포함할 수 있다. 상부 글라스(183)는 피두셜 마크가 형성된 칩 교정 지그로 사용되고, 하부 글라스(184)는 피두셜 마크가 형성된 기판 교정 지그로 사용될 수 있다.
그리고 상부 글라스(183)의 중심부와 하부 글라스(184)의 중심부는 서로 일치하도록 동축으로 배치될 수 있다. 위 아래를 동축으로 모두 검사할 수 있는 슬릿 비전(151)이 상부 글라스(183)와 하부 글라스(184)의 피듀셜 마크를 검출함으로써 슬릿 비전(151)의 기울어짐을 확인할 수 있다.
그리고 상부 글라스(183)는 상부 글라스 홀더(185)에 고정된 상태에서 글라스 홀더(182)의 상부 홀더에 설치될 수 있다. 그리고 하부 글라스(184)는 하부 글라스 홀더(186)에 고정된 상태에서 글라스 홀더(182)의 하부 홀더에 설치될 수 있다.
그리고 상부 글라스 홀더(185)는 글라스 홀더(182)의 상부 홀더에 마련되는 가이드 레일(182a)을 따라 상부 홀더 상에서 상하 방향으로 미세 위치를 조절 가능하도록 설치될 수 있다. 마찬가지로 하부 글라스 홀더(186)는 글라스 홀더(182)의 하부 홀더에 마련되는 가이드 레일(182a)을 따라 하부 홀더 상에서 상하 방향으로 미세 위치를 조절 가능하도록 설치될 수 있다.
또한, 후프 유닛(180)은 상부 글라스(183)와 하부 글라스(184)의 위치를 보정할 수 있는 어저스트 수단을 포함한다.
예를 들어, 후프 유닛(180)은 글라스 홀더(182)가 글라스 서포트(181)에 설치되는 위치를 정밀하게 조절할 수 있도록 제1 어저스트 블록(187)을 포함할 수 있다. 제1 어저스트 블록(187)은 글라스 서포트(181)에 고정된 상태에서 글라스 홀더(182)의 상하 방향 미세 위치를 조절할 수 있도록 마련될 수 있다.
그리고 후프 유닛(180)은 상부 글라스 홀더(185)가 글라스 홀더(182)의 상부 홀더에 설치되는 위치를 정밀하게 조절할 수 있도록 제2 어저스트 블록(188)을 포함할 수 있다. 제2 어저스트 블록(188)은 글라스 홀더(182)의 상부 홀더에 고정된 상태에서 상부 글라스 홀더(185)의 상하 방향 미세 위치를 조절할 수 있도록 마련될 수 있다.
도 16을 참고하면, 슬릿 비전(151)은 “ㄷ”자 형태의 글라스 홀더(182)의 내부 공간에서 움직이도록 마련되고, 슬릿 비전(151)의 상부에 마련되는 칩 비전은 피두셜 마크가 형성된 상부 글라스(183)를 검사하고, 슬릿 비전(151)의 하부에 마련되는 기판 비전은 피두셜 마크가 형성된 하부 글라스(184)를 검사함으로써 슬릿 비전(151)의 틀어짐을 검사할 수 있다.
또한, 후프 유닛(180)은 열변형이 거의 없는 강성의 스틸 또는 글라스 소재로 마련될 수 있고, 상부 글라스와 하부 글라스는 열변형이 거의 없는 글라스 재질을 이용할 수 있다.
슬릿 비전(151)은 이동 가능하게 구비된 동 축 비전이며, 칩 교정 지그로 이용되는 상부 글라스(183)와 기판 교정 지그로 이용되는 하부 글라스(184)의 검사 결과를 통해 얻어진 위치를 기준 위치로 설정할 수 있다.
그리고 슬릿 비전(151)은 반도체 칩이 기판에 본딩되기 전까지 후프 유닛(180)을 통해 칩 비전과 기판 비전의 오차를 확인하여 보상할 수 있다. 그리고 슬릿 비전(151)은 후프 유닛(180)의 영역에서 주기적으로 상부 글라스(183)와 하부 글라스(184)의 피듀셜 마크를 검사하여 열 변형에 대한 오차를 검사할 수 있다. 그리고 슬릿 비전(151)이 지지되는 상층 테이블(150)이 히터 또는 히팅 테이블(154)에 의하여 열을 받으면서 슬릿 비전(151)의 변형이 발생될 수 있으므로, 후프 유닛(180)을 이용하여 변형 여부를 주기적으로 확인하여 보상함으로써 정확성을 기할 수 있다. 이러한 슬릿 비전(151)의 오차 검사는 흡착 헤드(141)의 구동에 영향을 주기 않기 때문에 작업 중에 주기적으로 그리고 수시로 확인하여 보상할 수 있다.
그리고 흡착 헤드(141)에 흡착된 반도체 칩을 히팅 테이블(154) 상에 놓여진 기판에 열압착 본딩하기 전에 슬릿 비전(151)으로 검사를 하여 얻어진 위치 값을 비교하여 흡착 헤드(141)의 이동량을 보정할 수도 있다.
도 17은 제1 본딩 픽커(140-1)가 제1 칩 캐리어(160-2) 상에서 작업하는 동안 제2 칩 캐리어(160-3)가 유닛 픽커(130)로부터 반도체 칩을 전달받기 위해 대기하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 18은 제2 칩 캐리어(160-2)가 유닛 픽커(130)로부터 반도체 칩을 전달 받아 제2 본딩 픽커(140-2)의 작업 영역으로 이동하고, 제1 칩 캐리어(160-2)는 유닛 픽커(130)로부터 새로운 반도체 칩을 전달받기 위해 대기하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
여기서, X축 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩 픽커(140)는 칩 캐리어(160) 상의 반도체 칩(P)을 전달받을 때 X축 방향으로만 이동하고, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 칩 캐리어(160)가 반도체 칩(P)의 Y축의 열을 본딩 픽커(140)의 작업 영역과 동일한 행을 맞춰줄 수 있다. 따라서 갠트리 구조에 의해 이동 가능한 본딩 픽커(140)는 Y축 이동을 최소화할 수 있어서 진동 발생을 저감할 수 있다.
즉, 제1 칩 캐리어(160-2)가 제1 본딩픽커(140-1)에 반도체 칩(P)을 전달하는 동안 제2 칩 캐리어(160-3)는 유닛 픽커(130)으로부터 새로운 반도체 칩을 전달받고, 그 후 제2 본딩 픽커(140-2) 측으로 반도체 칩(P)을 전달하기 위하여 제2 칩 캐리어(160-3)를 Y축 방향으로 이동하는 동안 작업이 완료된 제1 칩 캐리어(160-2)가 Y축 방향으로 이동하여 유닛 픽커(130)로부터 새로운 반도체 칩을 전달받으러 이동하며, 이러한 동작이 서로 순차적으로 반복된다.
한편, 펀칭 유닛(170)과 흡착 헤드(141)의 위치를 정렬시킨 상태에서 흡착 헤드(141)에 흡착되어 있는 필름(148)을 천공하면, 본딩 픽커(140)가 일 방향으로 이동하여 시트 블록(162) 위에 적재된 반도체 칩을 픽업하고 히팅 테이블(154)로 이동하여 반도체 칩에 열과 압력을 가하여 반도체 칩과 기판을 본딩한다.
앞서 도 11 및 도 12와 관련하여 하나의 업룩킹 비전(155)을 이용하여 본 발명의 흡착 헤드(141)에 흡착된 필름(148)의 정확한 위치를 천공하기 위해 흡착 헤드(141)와 펀칭 유닛(170)의 상대 위치를 일치시키는 교정 작업이 필요하다는 것을 설명한 바 있지만, 이에 대해 도 19 내지 도 23을 참고하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
업룩킹 비전(155)은 칩 캐리어(160)의 Y축 방향 상에 위치한다. 칩 캐리어(160)는 캐리어 로봇(161)에 의해 Y축 방향으로 이동하여 업룩킹 비전(155)이 위치하는 곳으로 이동할 수 있고, 업룩킹 비전(155)은 칩 캐리어(160)에 마련되는 피듀셜 정보를 확인할 수 있다.
업룩킹 비전(155)이 칩 캐리어(160)의 위치를 확인할 수 있도록 칩 캐리어(160)의 하면에 칩 캐리어(160)의 위치 검출을 위한 피듀셜 마크를 형성하는 것이 중요하다.
이를 위해 피듀셜을 포함하는 교정부는 칩 캐리어(160)의 하면에 부착되는 형태로 마련하거나, 시트 블록(162)의 하부면에 형성되는 피두셜 홀(164)의 형태로 마련될 수 있다. 교정부를 시트 블록(162)에 부착하는 과정에서 위치값이 틀어지는 문제가 발생할 가능성이 있기 때문에, 시트 블록(162)과 일체로 형성되는 피두셜 홀(164)을 마련함으로써 이러한 변수를 제거할 수 있으므로, 시트블록(162)의 하부면에 피두셜 홀(164)을 마련하는 것이 더욱 바람직하다.
이 때, 피두셜 홀(164)은 시트 블록(162)을 상하 방향으로 관통하도록 형성될 수도 있을 것이다.
업룩킹 비전(155)은 칩 캐리어(160)의 하면에 형성된 피두셜 홀(164)을 검사하고, 피두셜 홀(164)과 펀칭 유닛(170)의 이격거리에 관한 정보를 통해 펀칭 유닛(170)의 위치를 검출할 수 있다.
도 19는 흡착 헤드(141)가 필름(148)을 천공하기 위해 펀칭 유닛(170) 위에 위치하는 모습을 나타내는 도면이다.
펀칭 유닛(170)이 마련되는 칩 캐리어(160)는 캐리어 로봇(161)에 의해 Y축 방향으로 이동하여 본딩 픽커(140)의 흡착 헤드(141)가 위치하는 영역으로 이동하고, 본딩 픽커(140)는 X축 방향으로 이동하여 칩 캐리어(160)의 펀칭 유닛(170)이 위치하는 영역으로 이동한다.
보다 상세하게는 칩 캐리어(160)와 연결되고 이를 지지하는 캐리어 로봇(161)은 캐리어 이송부재(165)에 연결될 수 있고, 캐리어 이송부재(165)는 캐리어 이송 모터(166)의 동력에 의해 동작할 수 있다.
예를 들어, 캐리어 이송부재(165)는 스크류로 마련될 수 있고, 캐리어 이송 모터(166)와 벨트 등에 의해 연결될 수 있다. 그리고 캐리어 로봇(161)은 캐리어 이송부재(165)와 결합하는 너트 부재를 포함하도록 마련되어 캐리어 이송부재(165)의 회전 운동에 의해 직선 왕복 운동하도록 마련될 수 있다.
즉, 캐리어 이송 모터(166)의 구동력은 캐리어 이송부재(165)에 전달되어 이를 회전시키고, 캐리어 이송부재(165)가 일 방향으로 회전하면 이와 너트 결합된 캐리어 로봇(161)을 Y축 상의 일 방향으로 이동한다. 반대로, 캐리어 이송부재(165)가 반대 방향으로 회전하면 캐리어 로봇(161)이 Y축 상의 반대 방향으로 이동할 수 있다.
그리고 캐리어 로봇(161)은 Y축 방향으로 마련되는 캐리어 이송 레일(167)을 따라 이동할 수 있다.
도 20은 흡착 헤드(141)가 필름(148)을 천공한 후 시트 블록(162) 상부에 위치하는 모습을 나타내는 도면이다.
칩 캐리어(160)는 Y축 방향으로 이동하여 흡착 헤드(141)가 시트 블록(162)의 상부에 위치하도록 할 수 있다. 이 때, 칩 캐리어(160)는 미리 저장된 시트 블록(162)과 펀칭 유닛(170)의 거리만큼 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 따라서 본딩 픽커(140)가 이동하지 않고도 흡착 헤드(141)와 시트 블록(162)이 정렬되도록 할 수 있다.
도 21 내지 도 23은 펀칭 유닛(170)이 흡착 헤드(141)의 정 위치에서 필름(148)을 천공하기 위한 교정방법을 나타낸 것이다. 아래 도면을 통해 흡착 헤드(141)와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치를 맞추는 과정을 설명하기로 한다.
도 21은 업룩킹 비전(155)이 흡착 헤드(141)의 중심 위치를 검출하는 모습을 나타내는 도면이다.
본딩 픽커(140)는 Y축 방향으로 이동하여 흡착 헤드(141)가 업룩킹 비전(155)의 상부에 위치하도록 할 수 있다. 그리고 업룩킹 비전(155)은 흡착 헤드(141)를 촬상하여 흡착 헤드(141)의 중심 위치를 검출하고, 흡착 헤드(141)의 흡착홀(174a)이 형성된 각각의 위치를 검출한다.
도 22는 업룩킹 비전(155)이 시트 블록(162)에 형성된 피두셜 홀(164)을 검출하는 모습을 나타내는 도면이다.
칩 캐리어(160)는 Y축 방향으로 이동하여 시트 블록(162)이 업룩킹 비전(155)의 상부에 위치하도록 한다. 이 때 칩 캐리어(160)가 Y축 방향으로 이동하는 거리는 미리 저장되어 있을 수 있다.
그리고 업룩킹 비전(155)은 시트 블록(162)의 하부에 형성된 피두셜 홀(164)을 촬상하여, 흡착 헤드(141)의 중심 위치와 피두셜 홀(164)의 중심 위치 사이의 옵셋 거리(D1)를 알 수 있다. 이 때, 칩 캐리어(160)에 형성된 피두셜 홀(164)의 중심 위치와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치 사이의 거리(D2)는 설계치수로써 미리 저장된 값이다.
즉, 업룩킹 비전(155)이 피두셜 홀(164)의 위치를 검출함으로써 펀칭 유닛(170)의 위치 정보를 획득할 수 있다.
또한, 앞의 정보들을 통해 흡착 헤드(141)의 중심 위치와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치 사이의 거리를 알 수 있다. 즉, 흡착 헤드(141)의 중심 위치와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치 사이의 거리는 피두셜 홀(164)의 중심 위치와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치 사이의 거리(D2)에 앞서 구한 흡착 헤드(141)의 중심 위치와 피두셜 홀(164)의 중심 위치 사이의 옵셋 거리(D1)을 반영한 거리이다.
따라서, 옵셋 거리(D1)를 반영하여 구해진 흡착 헤드(141)의 중심 위치와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치 사이의 거리만큼 시트 블록(162)을 Y축 방향으로 이동시켜 흡착 헤드(141)의 중심 위치와 펀칭 유닛(170)의 중심 위치를 일치시킬 수 있다.
이와 같은 교정 과정을 통해 흡착 헤드(141)의 핀 수용홀(172a)과 펀칭 유닛(170)의 펀칭 핀(171)이 일치하도록 위치 설정함으로써 흡착 헤드(141)와 펀칭 유닛(170)의 위치를 정렬할 수 있다.
도 24는 업룩킹 비전(155)이 유닛 픽커(130)에 흡착된 반도체 칩(P)을 검사하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 25는 반도체 칩(P)의 볼 면에 이물질(D)이 부착되고, 크랙(C)이 생긴 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 열압착 본딩장치(100)는 웨이퍼로부터 볼업 상태로 절단된 반도체 칩(P)을 플립오버 픽커(120)가 반도체 칩의 상, 하면을 반전시키면, 유닛 픽커(130)가 상하 반전된 반도체 칩(P)을 픽업하여 업룩킹 비전(155)이 위치하는 곳으로 이동하고, 업룩킹 비전(155)이 반도체 칩(P)의 볼 면(또는 범프 면)을 검사를 한 후 칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)에 반도체 칩(P)을 내려놓는 과정을 수행한다.
이 때, 업룩킹 비전(155)이 볼 면을 미리 검사하여 불량 반도체 칩(P)을 선별하면, 불량으로 판단되는 반도체 칩(P)은 본딩 과정으로 진행되지 않고 리젝트 처리된다. 즉, 업룩킹 비전(155)으로 반도체칩의 이물질을 미리 검사함으로써 불량 반도체칩이 기판에 본딩되는 것을 방지할 수 있습니다.
도 25를 참고하면, 업룩킹 비전(155)은 반도체 칩(P)의 볼 면에 크랙(C)이 존재하거나 이물질(D)이 부착된 상태를 건사할 수 있다.
100: 열압착 본딩장치, 110: 웨이퍼 공급부,
111: 웨이퍼 테이블, 112: 제1 방향 레일,
113: 제2 방향 레일, 114: 이젝터,
120: 플립오버 픽커,
121: 플립오버 헤드, 122: 제3 방향 레일,
130: 유닛 픽커, 131: 제1 방향 레일,
132: 제3 방향 레일, 140: 본딩 픽커,
141: 흡착 헤드, 142: 모터,
143: 동력전달부재, 144: 헤드 몸체,
145: 헤드 로봇, 146: 제2 방향 레일,
147: 제3 방향 레일, 148: 필름,
149: 필름 릴, 150: 상층 테이블,
151: 슬릿 비전, 152: 제1 방향 레일,
153: 제2 방향 레일, 154: 히팅 테이블,
155: 업룩킹 비전, 156: 제1 보정마크,
158: 온도센서, 159: 로드셀,
160: 칩 캐리어, 161: 캐리어 로봇,
162: 시트 블록, 163: 흡착홀,
164: 피두셜 홀, 165: 캐리어 이송부재,
166: 캐리어 이송 모터, 167: 캐리어 이송 레일,
170: 펀칭 유닛, 171: 펀칭 핀,
171a: 플랜지부, 172: 홀딩 블록,
172a: 핀 수용홀, 172b: 플랜지부,
173: 가이드부재, 173a: 걸림턱,
173b: 고정볼트, 174: 흡착 블록,
174a: 흡착홀, 175: 핀 고정부재,
175a: 고정볼트, 176: 제1 탄성부재,
176a: 제1 탄성부재 수용홈, 177: 제2 탄성부재,
180: 후프 유닛, 181: 글라스 서포트,
182: 글라스 홀더, 183: 상부 글라스,
184: 하부 글라스, 185: 상부 글라스 홀더,
186: 하부 글라스 홀더, 187: 제1 어저스트 블록,
188: 제2 어저스트 블록,
190: 필름 이격 장치, 191: 필름 이격 롤러,
192: 롤러 이송 장치, 193: 가이드 롤러,
194: 풀 롤러, 195: 엠프티 릴,
196: 필름 구동 롤러.

Claims (12)

  1. 개별 단위의 반도체 칩을 기판의 실장위치에 열압착 본딩하는 열압착 본딩장치에 있어서,
    개별 단위의 반도체 칩으로 절단된 자재를 공급하는 자재 공급부;
    상기 자재 공급부로부터 상기 반도체 칩을 픽업하여 상하를 반전시키는 플립오버 픽커;
    상기 플립오버픽커로부터 개별 반도체 칩을 전달받아 칩이 적재되는 시트 블록에 내려놓는 유닛픽커;
    상기 시트 블록 상의 반도체 칩을 흡착 지지하기 위한 흡착홀이 형성되어 있으며, 상기 반도체 칩을 필름을 통해 흡착하기 위하여, 하단에 필름이 마련되는 본딩헤드;
    상기 본딩헤드의 하단에 필름을 제공하는 필름제공수단;
    상기 본딩헤드에 형성된 흡착홀과 대향되는 위치에 상기 필름에 구멍을 형성하기 위하여, 상기 필름의 하면을 지지하고 내부에 펀칭핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩블록을 구비하는 펀칭 유닛; 및
    상기 본딩헤드에 흡착된 반도체 칩을 열압착 본딩하기 위한 기판이 재치되는 히팅테이블을 포함하는 열압착 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펀칭 유닛은,
    베이스;
    상기 베이스에 설치되며 상기 필름을 천공하는 펀칭 핀;
    상기 필름의 하면을 지지하고 상기 펀칭 핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩 블록; 및
    상기 베이스와 상기 홀딩블록 사이에 개재되는 제1탄성부재를 구비하며,
    상기 홀딩 블록은 상하로 이동 가능하도록 마련되어, 상기 홀딩 블록이 아래로 이동하는 경우 상기 펀칭 핀이 상기 필름을 천공하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펀칭 유닛은 상기 펀칭 핀과 상기 핀 고정부재 사이에 개재되는 제2 탄성부재를 더 포함하며,
    상기 제2 탄성부재는 상기 펀칭 핀이 상기 필름을 천공할 때 상기 펀칭 핀에 가해지는 압력보다 큰 압력에서 형상이 변하도록 마련되는 칩 본딩장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자재공급부와 상기 히팅테이블은 일부 중첩된 공간을 갖는 복층 형태로 배치되며, 상기 플립오버픽커가 상기 자재공급부 상의 반도체 칩을 흡착하여 반전시킨 상태로 승하강 운동이 가능한 유닛픽커에 전달하고, 상기 유닛픽커가 상기 반도체 칩을 시트 블록에 적재한 후에 상기 시트 블록 상의 반도체 칩을 본딩헤드가 픽업하여 상기 기판에 본딩하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펀칭 유닛은 상기 홀딩 블록의 상하 이동을 안내하되, 상기 홀딩 블록의 외주면에 돌출되는 플랜지부의 상부를 덮는 걸림턱이 형성되어 상기 홀딩 블록의 이탈을 방지하는 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 펀칭 유닛은 상기 베이스의 아래에 고정되어 상기 펀칭핀을 지지하는 핀 고정부재를 더 포함하고,
    상기 펀칭 핀은 상기 베이스를 아래에서 관통하여 상기 베이스의 상부로 돌출되도록 마련되고, 상기 펀칭 핀의 외주면에 돌출되는 플랜지부가 상기 베이스의 하면에 지지되는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유닛 픽커에 픽업된 반도체 칩의 하면에 위치하는 범프를 검사하는 업룩킹 비전과,
    상기 기판의 실장 위치와 상기 본딩 픽커에 흡착된 반도체 칩 사이에 개재되어 상기 기판의 실장 위치와 반도체 칩의 정렬 상태를 검사하는 슬릿 비전을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  8. 제7항에 있어서,
    X축 및 Y축 방향으로 이동가능한 본딩픽커가 상기 히팅테이블을 기준으로 서로 대향되게 한 쌍으로 마련되며, 상기 본딩픽커의 이송경로에 상기 본딩 픽커의 오차를 보정하기 위한 기준이 되는 제1 보정마크와, 상기 슬릿 비전의 오차를 보정하기 위한 기준이 되는 제2 보정마크가 형성된 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 슬릿 비전의 칩 비전과 기판 비전의 틀어짐을 교정하기 위한 교정부를 더 포함하며,
    상기 교정부는 "ㄷ"자 형태로 구성되어 상면에는 피두셜 마크가 형성된 칩 교정지그가 배치되고, 하면에는 피두셜 마크가 형성된 기판 교정지그가 배치되되, 상기 칩 교정지그의 중심부와 상기 기판 교정지그의 중심부가 일치한 상태로 동축에 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 슬릿 비전은 이동 가능하게 구비된 동축비전이며,
    상기 기판 교정지그와 상기 칩 교정지그의 검사결과 얻어진 위치를 기준 위치로 설정하고, 상기 히팅테이블 상에 놓여진 기판에 상기 본딩헤드에 흡착된 반도체 칩을 열압착 본딩하기 전에 상기 슬릿 비전으로 검사를 하여 얻어진 위치값을 비교하여 본딩헤드의 이동량을 보정하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 흡착헤드는 발열부를 구비하여, 열압착 방식으로 상기 반도체칩을 기판에 본딩하며,
    상기 흡착 헤드의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 흡착 헤드의 가압력을 측정하는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 시트 블록(162)과 상기 펀칭 유닛은 칩 캐리어에 나란히 구비되며,
    상기 칩 캐리어는 캐리어 로봇에 의해 Y축 방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
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