KR20190028861A - 다이 픽업 유닛 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

다이 본딩 장치는 복수의 다이들로 분할된 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지 및 상기 다이들을 선택적으로 픽업하고 상기 픽업된 다이를 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 다이를 이송하기 위하여 다이 픽업 유닛을 포함하는 다이 이송부를 포함한다. 상기 다이 픽업 유닛은 상기 다이를 픽업하여 이송하기 위한 픽업 헤드와 상기 픽업 헤드의 하부에 장착되어 진공을 이용하여 상기 다이를 흡착하기 위한 콜릿을 포함한다. 상기 콜릿은 직사각 형태이며, 상부면에 상기 픽업 헤드와의 장착을 위한 한 쌍의 홀들을 가지며, 상기 픽업 헤드는 팔각 플레이트 형태를 갖고, 하부면에 상기 콜릿의 홀들에 삽입되는 한 쌍의 제1 돌출부들 및 상기 콜릿의 장착 위치를 안내하기 위해 상기 콜릿의 장변측을 가이드하는 한 쌍의 제2 돌출부들을 구비한다.

Description

다이 픽업 유닛 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치{Die pickup unit and die bonder including the same}
본 발명의 실시예들은 다이 픽업 유닛 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다이 본딩 공정에서 웨이퍼로부터 다이를 픽업하고 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 다이를 이송하는 다이 픽업 유닛과 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 다이 본딩 공정은 소잉 공정을 통해 개별화된 다이들을 기판에 본딩하기 위한 공정으로, 상기 다이 본딩 공정에서 웨이퍼로부터 상기 다이들을 픽업하여 이송하는 픽업 유닛이 사용될 수 있다. 상기 픽업 유닛은 상기 진공을 이용하여 상기 다이를 픽업하기 위한 콜릿과 상기 콜릿이 결합되는 픽업 헤드를 포함한다.
일 예로서, 상기 픽업 헤드와 상기 콜릿은 자기력을 이용하여 서로 결합될 수 있다. 또한, 상기 픽업 헤드에는 진공을 제공하기 위한 공압 배관이 구비될 수 있으며, 상기 콜릿에는 상기 공압 배관과 연결되어 상기 다이를 픽업하기 위한 복수의 흡착홀들이 구비될 수 있다.
상기 콜릿은 장시간 사용으로 인한 마모 또는 다른 사이즈의 다이를 흡착하기 위해 교체가 요구될 수 있다. 상기 콜릿은 교체를 위해 패널 상에 형성된 콜릿 수용홈에 삽입되어 적재되고, 상기 콜릿 교체시 상기 콜릿은 상기 픽업 헤드와 자기력을 이용하여 결합된다.
상기 콜릿 수용홈은 상기 콜릿의 각 면에 대응하는 위치에 영구 자석을 구비하고, 상기 영구 자석의 자력을 상기 콜릿을 고정한다. 그러나, 상기 영구 자석의 자력이 균일하지 않는 경우, 상기 콜릿의 일측이 상기 픽업 헤드에 먼저 장착될 수 있다. 따라서, 상기 픽업 헤드와 상기 콜릿의 결합 불량이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 픽업 헤드와 콜릿의 교체에는 상당한 시간이 요구되고, 상기 다이 본딩 장치의 가동율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 장치의 가동율을 향상시킬 수 있는 다이 픽업 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들은 상기 다이 픽업 유닛을 포함하는 다이 본딩 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 다이 픽업 유닛은 다이를 픽업하여 이송하기 위한 픽업 헤드와 상기 픽업 헤드의 하부에 장착되어 진공을 이용하여 상기 다이를 흡착하기 위한 콜릿을 포함하고, 상기 콜릿은 직사각 형태이며, 상부면에 상기 픽업 헤드와의 장착을 위한 한 쌍의 홀들을 가지며, 상기 픽업 헤드는 팔각 플레이트 형태를 갖고, 하부면에 상기 콜릿의 홀들에 삽입되는 한 쌍의 제1 돌출부들 및 상기 콜릿의 장착 위치를 안내하기 위해 상기 콜릿의 장변측을 가이드하는 한 쌍의 제2 돌출부들을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 픽업 헤드의 폭은 상기 콜릿의 장변의 길이보다는 짧고 상기 콜릿의 단변의 길이보다는 길 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 돌출부들 및 상기 제2 돌출부들은 상기 픽업 헤드의 하부면 둘레를 따라 서로 일정 간격 이격되도록 배치되며, 상기 픽업 헤드의 중심으로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 장치는 복수의 다이들로 분할된 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지 및 상기 다이들을 선택적으로 픽업하고 상기 픽업된 다이를 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 다이를 이송하기 위하여 다이 픽업 유닛을 포함하는 다이 이송부를 포함하되, 상기 다이 픽업 유닛은 상기 다이를 픽업하여 이송하기 위한 픽업 헤드와 상기 픽업 헤드의 하부에 장착되어 진공을 이용하여 상기 다이를 흡착하기 위한 콜릿을 포함하며, 상기 콜릿은 직사각 형태이며, 상부면에 상기 픽업 헤드와의 장착을 위한 한 쌍의 홀들을 가지며, 상기 픽업 헤드는 팔각 플레이트 형태를 갖고, 하부면에 상기 콜릿의 홀들에 삽입되는 한 쌍의 제1 돌출부들 및 상기 콜릿의 장착 위치를 안내하기 위해 상기 콜릿의 장변측을 가이드하는 한 쌍의 제2 돌출부들을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는 상기 웨이퍼 스테이지의 일측에 배치되며 상기 픽업된 다이가 놓여지는 버퍼 스테이지를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 버퍼 스테이지는 상기 픽업된 다이가 놓여지는 척과 상기 척이 배치되는 패널을 포함하되, 상기 패널에는 상기 콜릿의 제거를 위한 콜릿 제거부와 상기 콜릿의 교체를 위하여 상기 콜릿들을 각각 수납하기 위한 콜릿 수용부들이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 콜릿 제거부는, 상기 픽업 헤드와 상기 콜릿이 통과 가능하도록 형성된 정사각형의 개구 및 상기 개구의 각 내측면들에는 상기 픽업 헤드와 상기 개구를 통해 하방으로 이동된 후 이어서 상방으로 이동되는 동안 상기 상방 이동을 제한하여 상기 콜릿을 상기 픽업 헤드로부터 분리시키기 위한 걸림 부재들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 각 걸림 부재들은 상기 팔각형 플레이트 형상의 픽업 헤드와 대응하는 형상의 리세스를 구비하여 상기 각 걸림 부재들은 상기 픽업 헤드의 상하 이동을 제한하는 것을 방지하고, 상기 콜릿과 두 지점에서 접촉할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 콜릿 수용부는, 상기 콜릿의 교체를 위해 상기 콜릿을 각각 수용하기 위한 제1 수용홈과 상기 픽업 헤드의 제2 돌출부들을 각각 수용하기 위한 한 쌍의 제2 수용홈들을 갖는 몸체 및 상기 몸체의 내측면을 따라 구비되며 자성체인 상기 콜릿의 상부 패드로 자력을 가하여 상기 콜릿들을 수평 상태로 고정하는 수납용 영구 자석들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 다이를 픽업하기 위한 다이 픽업 유닛은 픽업 헤드의 제1 돌출부들을 콜릿의 홀들에 삽입하고, 제2 돌출부들로 상기 콜릿의 장변측을 가이드한다. 따라서, 상기 콜릿을 상기 픽업 헤드에 신속하고 안정적으로 장착할 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 장치에서 버퍼 스테이지의 패널 상에 구비되는 콜릿 수용부들은 상기 콜릿을 수용하기 위한 제1 수용홈의 양측에 상기 픽업 헤드의 제2 돌출부들을 각각 수용하기 위한 한 쌍의 제2 수용홈들을 갖는다. 따라서, 상기 픽업 헤드가 상기 콜릿 수용부들과 간섭없이 상기 콜릿을 장착할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 버퍼 스테이지의 개구에 구비된 걸림 부재들은 상기 팔각형 플레이트 형상의 픽업 헤드와 대응하는 형상의 리세스를 구비한다. 따라서, 상기 각 걸림 부재들은 상기 픽업 헤드의 상하 이동을 제한하는 것을 방지하고, 상기 콜릿과 두 지점에서 접촉하여 상기 콜릿을 상기 픽업 헤드로부터 안정적으로 분리할 수 있다.
결과적으로, 상기 다이 픽업 유닛에서 상기 콜릿의 교체를 신속하고 안정적으로 수행할 수 있으므로, 상기 다이 픽업 유닛을 포함하는 다이 본딩 장치의 가동율이 크게 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 픽업 유닛을 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 다이 픽업 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 픽업 헤드를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 4는 다이 픽업 유닛에 의해 픽업된 다이가 놓여지는 버퍼 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 버퍼 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다이 픽업 유닛 및 이를 갖는 다이 본딩 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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 실시 예를 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.
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 픽업 유닛을 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 2는 다이 픽업 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 3은 픽업 헤드를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 픽업 유닛(200)과 이를 포함하는 다이 본딩 장치(100)는 웨이퍼(10)로부터 다이(20)를 픽업하여 기판(미도시) 상에 본딩하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 복수의 다이들(20)로 분할된 웨이퍼(10)로부터 다이(20)를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송부(102)를 포함할 수 있다. 상기 다이 이송부(102)는 상기 다이 픽업 유닛(200)과 상기 다이 픽업 유닛(200)을 이동시키기 위한 구동부(104)로 이루어질 수 있다.
상기 웨이퍼(10)는 상기 복수의 다이들(20)이 다이싱 테이프(30)에 부착된 상태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 다이싱 테이프(30)는 대략 원형 링 형태의 마운팅 프레임(40)에 장착될 수 있으며, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지(110)를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(110) 상에는 상기 마운팅 프레임(40)을 파지하기 위한 클램프(112)가 구비될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(30)는 상기 웨이퍼 스테이지(110) 상에 배치된 확장 링(114)에 의해 지지될 수 있다. 특히, 상기 확장 링(114)은 상기 웨이퍼(10)와 상기 마운팅 프레임(40) 사이의 다이싱 테이프(30) 가장자리 부위를 지지할 수 있으며, 상기 클램프(112)는 상기 다이싱 테이프(30)를 확장시키기 위하여 상기 마운팅 프레임(40)을 하방으로 이동시킬 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 웨이퍼 스테이지(110)에는 상기 클램프(112)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 클램프 구동부(미도시)가 장착될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(30)의 확장에 의해 상기 다이들(20) 사이의 간격이 확장될 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(110)의 하부에는 상기 다이들(20)을 상기 다이싱 테이프(30)로부터 분리시키기 위하여 상기 다이들(20)을 선택적으로 상승시키기 위한 다이 이젝터(120)가 구비될 수 있으며, 상기 다이 이젝터(120)에 의해 상승된 다이(20)는 상기 다이 이송부(102)에 의해 픽업된 후 이송될 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지(110)는 상기 다이 이젝터(120)의 동작을 위한 개구를 가질 수 있다.
도 4는 다이 픽업 유닛에 의해 픽업된 다이가 놓여지는 버퍼 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 버퍼 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 웨이퍼 스테이지(110)의 일측에는 상기 다이 픽업 유닛(200)에 의해 픽업된 다이(20)가 놓여지는 버퍼 스테이지(130)가 배치될 수 있다. 상기 버퍼 스테이지(130)는 상기 웨이퍼(10)로부터 분리된 다이(20)의 정렬을 위하여 사용될 수 있다. 특히, 상기 버퍼 스테이지(130)는 별도의 구동부(132)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있으며, 또한 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 버퍼 스테이지(130) 상에 지지된 다이(20)는 상부 카메라(미도시)를 통해 이미지가 획득될 수 있으며 상기 버퍼 스테이지(130)는 상기 이미지를 이용하여 상기 다이(20)의 정렬 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 버퍼 스테이지(130)는 상기 웨이퍼 스테이지(110)의 일측에서 상기 다이(20)가 놓여진 후 상기 다이(20)의 본딩 공정을 위하여 상기 다이(20)의 본딩 영역 즉 상기 기판이 위치된 영역에 인접하도록 상기 구동부(132)에 의해 이동될 수도 있다.
상기 버퍼 스테이지(130)는 상기 다이(20)가 놓여지는 척(134)과 상기 척(134)이 배치되는 패널(136)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 패널(136)은 원형 디스크 형태를 가질 수 있으며, 상기 척(134)은 상기 패널(136)의 중앙 부위에 배치될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 기판 이송부에 의해 이송된 기판 상에 상기 다이(20)가 본딩될 수 있다. 상기 다이 본딩 영역은 상기 기판의 이송 경로 상에 위치될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 다이 이송부(102)는 상기 웨이퍼(10)로부터 상기 버퍼 스테이지(130)의 척(134) 상으로 상기 다이(20)를 이송할 수 있으며, 이어서 상기 척(134)으로부터 상기 기판으로 상기 다이(20)를 이송할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다이 이송부(102)는 상기 웨이퍼(10)로부터 상기 척(134) 상으로 상기 다이(20)를 이송하기 위한 제1 다이 이송부와 상기 척(134)으로부터 상기 기판 상으로 상기 다이(20)를 이송하기 위한 제2 다이 이송부를 포함할 수도 있다.
상기 다이 픽업 유닛(200)은 픽업 헤드(210)와 상기 픽업 헤드(210)에 장착된 콜릿(230)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 콜릿(230)은 자기력을 이용하여 상기 픽업 헤드(210)에 장착될 수 있으며, 상기 다이(20)를 흡착하기 위한 복수의 흡착홀들(232)이 구비될 수 있다. 상기 콜릿(230)에 대응하여 상기 픽업 헤드(210)에는 상기 흡착홀들(232)에 진공을 제공하기 위한 공압 배관(212)이 구비될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 공압 배관(212)은 진공 시스템(미도시)에 연결될 수 있다.
상기 콜릿(230)은 대략 직사각 형태를 가질 수 있으며 경질의 상부 패드(234)와 연질의 하부 패드(236)를 포함할 수 있다. 상기 다이(20)를 흡착하기 위한 흡착홀들(232)은 상기 상부 패드(234)와 하부 패드(236)를 관통하여 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(210)의 공압 배관(212)과의 연결을 위하여 상기 상부 패드(234)의 상부면에는 상기 흡착홀들(232)과 상기 공압 배관(212)을 연결하는 그루브들이 구비될 수 있다.
또한, 상기 콜릿(230)의 상부면, 즉, 상기 상부 패드(234)의 상부면에는 상기 픽업 헤드(210)와의 장착을 위한 한 쌍의 홀들(235)이 구비될 수 있다. 상기 홀들(235)은 직사각 형태를 갖는 상기 콜릿(230)의 장방향을 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다.
상기 픽업 헤드(210)와 상기 콜릿(230)은 자기력에 의해 결합될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 픽업 헤드(210)에는 영구자석(214)이 내장될 수 있으며 상기 상부 패드(234)는 자성체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 패드(236)의 하부면에는 다이 흡착부(238)가 구비될 수 있다. 상기 다이 흡착부(238)는 픽업 대상 다이의 크기와 형상에 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으며, 상기 흡착홀들(232)은 상기 다이 흡착부(238)의 하부면을 통해 형성될 수 있다.
상기 픽업 헤드(210)는 팔각 플레이트 형태를 갖는다. 상기 픽업 헤드(210)는 하부면에 상기 콜릿(230)의 홀들(235)에 삽입되는 한 쌍의 제1 돌출부들(216)들을 갖는다. 상기 제1 돌출부들(216)은 서로 대향하는 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 픽업 헤드(210)는 하부면에 상기 콜릿(230)의 장착 위치를 안내하기 위해 상기 콜릿(210)의 장변측을 가이드하는 한 쌍의 제2 돌출부들(218)을 갖는다. 상기 제2 돌출부들(218)은 서로 대향하는 형태를 가질 수 있다.
상기 팔각 플레이트 형태를 갖는 상기 픽업 헤드(210)의 폭은 상기 직사각형 형태를 갖는 상기 콜릿(230)의 장변의 길이보다는 짧고 상기 콜릿(230)의 단변의 길이보다는 길 수 있다. 따라서, 상기 콜릿(230)이 장착된 상태에서 상기 픽업 헤드(210)의 일부가 상기 콜릿(230)의 양측으로 돌출될 수 있다. 그러므로, 상기 제2 돌출부들(218)은 상기 콜릿(230)의 양측으로 돌출된 상기 픽업 헤드(210)의 일부에 구비되어 상기 콜릿(210)의 장변측을 가이드한다.
상기 제1 돌출부들(216) 및 상기 제2 돌출부들(218)은 상기 픽업 헤드(210)의 하부면 둘레를 따라 서로 일정 간격 이격되도록 배치되며, 상기 픽업 헤드(210)의 중심으로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다. 또한, 상기 제1 돌출부들(216)이 서로 대응하는 방향과 상기 제2 돌출부들(218)이 서로 대응하는 방향은 서로 직교할 수 있다.
한편, 상기 콜릿(210)의 90도 회전된 상태로 상기 픽업 헤드(210)에 장착되는 경우, 상기 제2 돌출부들(218)이 상기 콜릿(210)의 홀들(235)에 삽입되고 상기 제1 돌출부들(216)이 상기 콜릿(210)의 장변측을 가이드할 수 있다.
상기와 같이 상기 다이 픽업 유닛(200)은 상기 픽업 헤드(210)의 제1 돌출부들(216)과 제2 돌출부들(218)을 이용하여 상기 콜릿(230)을 상기 픽업 헤드(210)에 신속하고 안정적으로 장착할 수 있다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 버퍼 스테이지(130)의 패널(136)에는 상기 콜릿(230)의 제거를 위한 콜릿 제거부(140)와 상기 콜릿(230)의 교체를 위하여 콜릿들(230)을 각각 수납하기 위한 콜릿 수용부들(150)이 구비될 수 있다. 일 예로서, 상기 콜릿 제거부(140)와 상기 콜릿 수용부들(150)은 상기 패널(136)의 원주 방향으로 배치될 수 있다.
상기 콜릿 제거부(140)는 상기 픽업 헤드(210)와 상기 콜릿(230)이 통과 가능하도록 상기 패널(136)에 형성된 개구(142)와 상기 개구(142)의 내측면들에 구비되어 상기 콜릿(230)을 제거하기 위한 걸림 부재들(144)로 구성될 수 있다. 상기 개구(142)는 대략 정사각형 모양을 가지며, 상기 걸림 부재들(114)은 상기 개구(142)의 네 개의 내측면들에 각각 구비될 수 있다. 즉, 상기 걸림 부재들(114)은 네 개가 구비될 수 있다.
상기 걸림 부재들(144)은 상기 픽업 헤드(210)와 상기 콜릿(230)이 상기 개구(142)를 통해 하방으로 이동된 후 이어서 상방으로 이동되는 동안 상기 콜릿(230)의 상방 이동을 제한함으로써 상기 콜릿(230)을 상기 픽업 헤드(210)로부터 제거할 수 있다. 이때, 상기 걸림 부재들(144) 중에서 서로 마주보는 어느 두 개의 걸림 부재들(144)이 쌍을 이루어 상기 콜릿(230)의 상방 이동을 제한한다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 걸림 부재들(144)은 상기 개구(142)의 네 개의 내측면들에 스프링(미도시), 예를 들면, 코일 스프링 또는 토션 스프링에 의해 하방으로 회전이 가능하도록 장착될 수 있다. 즉, 상기 걸림 부재들(144)은 상기 콜릿(230)의 하방 이동이 가능하도록 하방으로 회전될 수 있으나, 상기 콜릿(230)이 하방으로 통과된 후 상기 스프링에 의해 초기 위치로 복귀하여 상기 콜릿(230)의 상방 이동을 제한할 수 있다.
한편, 상기와는 다르게, 상기 걸림 부재들(144)은 스프링을 이용하여 상기 개구(142)의 내측면들로부터 진퇴 가능하게 설치될 수도 있다.
상기 각 걸림 부재들(144)들은 상기 팔각형 플레이트 형상의 픽업 헤드(210)와 대응하는 형상의 리세스(146)를 구비한다. 따라서, 상기 걸림 부재들(144) 사이에 상기 픽업 헤드(210)가 상하 이동할 수 있는 대략 팔각형 모양의 공간이 형성될 수 있다. 상기 픽업 헤드(210)가 상기 공간을 통해 상하 이동하므로, 상기 걸림 부재들(144)이 상기 픽업 헤드의 상하 이동을 제한하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 각 걸림 부재들(144)은 상기 리세스(146)에 의해 두 개로 분기되므로, 상기 각 걸림 부재들(144)은 상기 콜릿(210)과 두 지점에서 접촉할 수 있다. 상기 걸림 부재들(144)과 상기 콜릿(210)이 접촉하는 지점을 늘일 수 있으므로, 상기 픽업 헤드(210)로부터 상기 콜릿(210)을 제거할 때, 상기 걸림 부재들(144)이 상기 콜릿(210)에 균일한 힘을 가할 수 있다.
한편, 상기한 바와는 다르게, 상기 콜릿 제거부(140)는 서로 마주보도록 구비되는 한 쌍의 걸림 부재들만을 이용하여 상기 콜릿(230)을 제거하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 개구(142)의 아래에는 상기 픽업 헤드(210)로부터 제거된 콜릿(230)을 회수하기 위한 용기(160)가 배치될 수 있다.
콜릿 수용부(150)는 패널(136) 상에 다수개가 구비될 수 있다. 콜릿 수용부(150)는 내부에 콜릿(230)을 수용하기 위한 제1 수용홈(154) 및 상기 픽업 헤드(210)의 제2 돌출부들(218)을 각각 수용하기 위한 한 쌍의 제2 수용홈들(156)을 갖는 몸체(152)를 갖는다.
상기 제1 수용홈(154)은 직사각형 모양을 가지며, 상기 제1 수용홈(154)의 크기는 콜릿(230)의 상부 패드(234)의 크기와 같거나 약간 클 수 있다.
상기 제2 수용홈들(156)은 직사각형 모양을 갖는 제1 수용홈(154)의 장변 일측에 각각 구비된다. 상기 제2 수용홈(154)들은 상기 제1 수용홈(154)과 연통될 수 있다. 상기 콜릿(230)을 장착하기 위해 상기 픽업 헤드(210)가 하강하더라도 상기 픽업 헤드(210)의 제2 돌출부들(218)이 상기 제2 수용홈들(156)에 수용되므로, 상기 콜릿(230)과 상기 콜릿 수용부(150)의 몸체(152)가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
몸체(152)의 내측 측면에는 콜릿(230)을 고정하기 위한 수납용 영구 자석들(158)이 구비된다. 일 예로, 상기 콜릿(230)이 직사각형 형태를 갖는 경우, 수납용 영구 자석들(158)은 몸체(152)의 내측 마주보는 양 측면에 배치되거나 몸체(152) 내측의 네 측면에 배치될 수 있다. 특히, 상기콜릿(230)의 장변에 대응하는 몸체(152)의 내측면에는 다수의 영구 자석들(158)이 배치될 수 있다.
수납용 영구 자석들(158)은 자성체인 콜릿(230)의 상부 패드(234)를 동일한 자력으로 고정한다. 콜릿(230)이 수납용 영구 자석들(158)에 고정될 때, 몸체(152)에 삽입된 콜릿(230)에서 상부 패드(234)의 높이는 수납용 영구 자석들(158)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 콜릿(230)은 제1 수용홈(154)에서 수평 상태를 유지할 수 있다. 그러므로, 콜릿(230)을 교체하는 경우, 픽업 헤드(210)가 콜릿(230)과 정확하게 결합할 수 있어 콜릿 교체 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 몸체(152)의 제1 수용홈(154) 저면으로부터 수납용 영구 자석들(158)까지의 높이는 콜릿(230)의 두께보다 높을 수 있다. 따라서, 상부 패드(234)가 수납용 영구 자석들(158)에 고정될 때, 하부 패드(236)가 몸체(152)의 제1 수용홈(154) 저면과 이격되며 접촉하지 않는다. 따라서, 하부 패드(236)가 몸체(152)의 제1 수용홈(154) 저면과 접촉하여 발생하는 손상을 방지할 수 있다. 그리고, 콜릿(230)의 두께가 몸체(152)의 제1 수용홈(154) 저면으로부터 수납용 영구 자석들(158)까지의 높이보다 작은 범위 내에서 다양한 두께를 갖는 콜릿(230)들이 콜릿 수용부(150)에 수용될 수 있다.
한편, 몸체(152)의 제1 수용홈(154)의 저면으로부터 수납용 영구 자석들(158)까지의 높이는 콜릿(230)의 두께와 같을 수도 있다. 이때, 상부 패드(234)가 수납용 영구 자석들(158)에 고정될 때, 하부 패드(236)가 몸체(152)의 제1 수용홈(154) 저면과 접촉할 수 있다.
그리고, 수납용 영구 자석들(158)이 콜릿(230)의 상부 패드(234)를 고정하므로, 하부 패드(236)의 크기와 상관없이 콜릿(230)을 수평 상태로 수용할 수 있다. 따라서, 콜릿 수용부(150)는 다양한 종류의 콜릿(230)을 수용할 수 있다.
상기에서는 상기 콜릿 수용부(150)가 상기 몸체(152)를 갖는 것으로 설명되었지만, 몸체(152)가 구비되지 않고 패널(136)의 상부면에 제1 수용홈(154) 및 제2 수용홈들(156)을 직접 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 콜릿 제거 및 교체 방법에 대하여는 본 출원인에 의해 기 출원된 대한민국 특허출원 제10-2012-0121573호 및 제10-2012-0121592호에 상세하게 설명된 바 있으므로 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 다이(20)를 픽업하기 위한 다이 픽업 유닛(200)은 픽업 헤드(210)의 제1 돌출부들(216)을 콜릿(230)의 홀들(235)에 삽입하고, 제2 돌출부들(218)로 상기 콜릿(230)의 장변측을 가이드한다. 따라서, 상기 콜릿(230)을 상기 픽업 헤드(210)에 신속하고 안정적으로 장착할 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)에서 버퍼 스테이지(130)의 패널(136) 상에 구비되는 콜릿 수용부들(150)은 상기 콜릿(230)을 수용하기 위한 제1 수용홈(154)의 양측에 상기 픽업 헤드(210)의 제2 돌출부들(218)을 각각 수용하기 위한 한 쌍의 제2 수용홈들(156)을 갖는다. 따라서, 상기 픽업 헤드(210)가 상기 콜릿 수용부들(150)과 간섭없이 상기 콜릿(230)을 장착할 수 있다.
또한, 상기 버퍼 스테이지(130)의 개구(142)에 구비된 걸림 부재들(144)은 상기 팔각형 플레이트 형상의 픽업 헤드(210)와 대응하는 형상의 리세스(146)를 구비한다. 따라서, 상기 각 걸림 부재들(144)은 상기 픽업 헤드(210)의 상하 이동을 허용하면서 상기 콜릿(230)과 두 지점에서 접촉하여 상기 콜릿(230)을 상기 픽업 헤드(210)로부터 안정적으로 분리할 수 있다.
결과적으로, 상기 다이 픽업 유닛(200)에서 상기 콜릿(230)의 교체를 신속하고 안정적으로 수행할 수 있으므로, 상기 다이 픽업 유닛(200)을 포함하는 다이 본딩 장치(100)의 가동율이 크게 개선될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 웨이퍼 20 : 다이
100 : 다이 본딩 장치 110 : 웨이퍼 스테이지
120 : 다이 이젝터 130 : 버퍼 스테이지
140 : 콜릿 제거부 142 : 개구
144 : 걸림 부재 150 : 콜릿 수용부
200 : 다이 픽업 유닛 210 : 픽업 헤드
230 : 콜릿

Claims (9)

  1. 다이를 픽업하여 이송하기 위한 픽업 헤드와 상기 픽업 헤드의 하부에 장착되어 진공을 이용하여 상기 다이를 흡착하기 위한 콜릿을 포함하는 다이 픽업 유닛에 있어서,
    상기 콜릿은 직사각 형태이며, 상부면에 상기 픽업 헤드와의 장착을 위한 한 쌍의 홀들을 가지며,
    상기 픽업 헤드는 팔각 플레이트 형태를 갖고, 하부면에 상기 콜릿의 홀들에 삽입되는 한 쌍의 제1 돌출부들 및 상기 콜릿의 장착 위치를 안내하기 위해 상기 콜릿의 장변측을 가이드하는 한 쌍의 제2 돌출부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 픽업 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 픽업 헤드의 폭은 상기 콜릿의 장변의 길이보다는 짧고 상기 콜릿의 단변의 길이보다는 긴 것을 특징으로 하는 다이 픽업 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 돌출부들 및 상기 제2 돌출부들은 상기 픽업 헤드의 하부면 둘레를 따라 서로 일정 간격 이격되도록 배치되며, 상기 픽업 헤드의 중심으로부터 동일한 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 다이 픽업 유닛.
  4. 복수의 다이들로 분할된 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지; 및
    상기 다이들을 선택적으로 픽업하고 상기 픽업된 다이를 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 다이를 이송하기 위하여 다이 픽업 유닛을 포함하는 다이 이송부를 포함하되,
    상기 다이 픽업 유닛은 상기 다이를 픽업하여 이송하기 위한 픽업 헤드와 상기 픽업 헤드의 하부에 장착되어 진공을 이용하여 상기 다이를 흡착하기 위한 콜릿을 포함하며,
    상기 콜릿은 직사각 형태이며, 상부면에 상기 픽업 헤드와의 장착을 위한 한 쌍의 홀들을 가지며,
    상기 픽업 헤드는 팔각 플레이트 형태를 갖고, 하부면에 상기 콜릿의 홀들에 삽입되는 한 쌍의 제1 돌출부들 및 상기 콜릿의 장착 위치를 안내하기 위해 상기 콜릿의 장변측을 가이드하는 한 쌍의 제2 돌출부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 웨이퍼 스테이지의 일측에 배치되며 상기 픽업된 다이가 놓여지는 버퍼 스테이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 버퍼 스테이지는 상기 픽업된 다이가 놓여지는 척과 상기 척이 배치되는 패널을 포함하되,
    상기 패널에는 상기 콜릿의 제거를 위한 콜릿 제거부와 상기 콜릿의 교체를 위하여 상기 콜릿들을 각각 수납하기 위한 콜릿 수용부들이 구비되는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 콜릿 제거부는, 상기 픽업 헤드와 상기 콜릿이 통과 가능하도록 형성된 정사각형의 개구 및 상기 개구의 각 내측면들에는 상기 픽업 헤드와 상기 개구를 통해 하방으로 이동된 후 이어서 상방으로 이동되는 동안 상기 상방 이동을 제한하여 상기 콜릿을 상기 픽업 헤드로부터 분리시키기 위한 걸림 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 각 걸림 부재들은 상기 팔각형 플레이트 형상의 픽업 헤드와 대응하는 형상의 리세스를 구비하여 상기 각 걸림 부재들은 상기 픽업 헤드의 상하 이동을 제한하는 것을 방지하고, 상기 콜릿과 두 지점에서 접촉하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 콜릿 수용부는, 상기 콜릿의 교체를 위해 상기 콜릿을 각각 수용하기 위한 제1 수용홈과 상기 픽업 헤드의 제2 돌출부들을 각각 수용하기 위한 한 쌍의 제2 수용홈들을 갖는 몸체 및 상기 몸체의 내측면을 따라 구비되며 자성체인 상기 콜릿의 상부 패드로 자력을 가하여 상기 콜릿들을 수평 상태로 고정하는 수납용 영구 자석들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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