KR20200015990A - High temperature warpage measurement apparatus using multi cell reflow oven - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a warpage measurement apparatus using a multi-cell reflow oven, which can rapidly and correctly measure the warpage of a substrate or a semiconductor chip using a multi-cell reflow oven, and a temperature profile applied to a three-dimensional shape scan technology and a real semiconductor package device. According to the present invention, the warpage measurement apparatus (1) using a multi-cell reflow oven with a heater block comprises: a multi-cell reflow oven part (10) having an upper part formed as an observation window (131) arranged such that a plurality of heating cells (100) each of which has the inside heated to a specific temperature according to a preset temperature profile is formed in a heating cell column; a transferring unit (20) transferring an object under measurement into the heating cells (100); and a three-dimensional shape scanning unit (30) radiating measurement rays to the object under measurement which is transferred in the reflow oven part (10) through the observation window (131), heated and cooled, and capturing and outputting reflection rays reflected from the object being measured.

Description

다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치{HIGH TEMPERATURE WARPAGE MEASUREMENT APPARATUS USING MULTI CELL REFLOW OVEN}Warpage measuring apparatus using multi-cell reflow oven {HIGH TEMPERATURE WARPAGE MEASUREMENT APPARATUS USING MULTI CELL REFLOW OVEN}

본 발명은 워페이지 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다중 셀 리플로우 오븐(Reflow Oven)과 3차원형상스캔 기술 및 실제의 반도체 패키지 장치에 적용되는 온도 프로파일을 이용하여 기판 또는 반도체 칩의 워페이지(warpage)를 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 다중 셀 리블로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a warpage measuring device, and more particularly, to a substrate or a semiconductor chip using a multi-cell reflow oven and a three-dimensional scan technology and a temperature profile applied to an actual semiconductor package device. The present invention relates to a warpage measuring apparatus using a multi-cell reblow oven that enables quick and accurate measurement of warpage.

일반적으로 반도체의 생산공정은 전공정(Fabrication)과, 패키징(Packaging) 공정으로 분류될 수 있다. 패키징 공정이 끝난 반도체는 표면실장을 통해 보드 또는 다른 패키지(bottom package)위에 실장된다. 전공정에서는 웨이퍼 상에 노광, 식각, 임플란테이션 등의 곶정을 통해 회로를 형성하여 반도체 소자를 제작하는 작업이 수행된다. 패키징 공정에서는 완겅된 웨이퍼를 다이 단위로 자르고, 와이어나 범핑을 통해 PCB와 솔더볼까지 전기적으로 연결하는 과정을 통해 최종 반도체 패키지를 완성한다. 솔더볼이 패키지의 바닥면에 붙어 있는 형태로 이루어진 BGA(Ball Grid Array)는 가장 대표적인 반도체 패키지의 한 형태이다. 이후, 패키지를 보드나 다른 패키지 위에 실장하게 디는데, 이를 표면실장기술(SMT; Surface Mount Technologt) 기술이라 한다.In general, a semiconductor production process may be classified into a fabrication process and a packaging process. After the packaging process, the semiconductor is mounted on a board or other package via surface mount. In the previous process, a semiconductor device is fabricated by forming a circuit on the wafer through capping, such as exposure, etching, or implantation. The packaging process cuts the wafer into dies and connects the wires and bumps to the PCB and solder balls to complete the final semiconductor package. Ball grid arrays (BGAs) with solder balls attached to the bottom of the package are one of the most typical semiconductor packages. The package is then mounted on a board or other package, which is referred to as Surface Mount Technologt (SMT) technology.

도 1은 현재 사용되고 있는 반도체 실장장비의 실시예의 사진이고, 도 2는 적용된 온도프로파일을 나타내는 그래프이다.1 is a photograph of an embodiment of a semiconductor mounting apparatus currently being used, Figure 2 is a graph showing the applied temperature profile.

도 1 및 도 2를 참조하여 SMT 공정을 더욱 상세히 설명하면, 전공정에서 제작된 톱패키기 등의 반도체 소자들을 픽업엔플레이스 장치 등의 로더를 통해 리플로우 오븐(Reflow Oven) 내의 컨베이어 또는 컨베어이에 의해 이송되는 PCB 또는 바톰패키지 등의 기판모듈 상에 안착되어 이동된다. 이 과정에서 리플로우 오븐이 기 설정된 온도 프로파일에 따라 내부 영역들을 가열 또는 냉각하는 것에 의해 솔더를 용융시키고 응고시켜 반도체 소자를 기판모듈 등에 실장하여 반도체칩을 제작하게 된다.Referring to FIG. 1 and FIG. 2, the SMT process will be described in more detail. The semiconductor devices such as the top packer manufactured in the previous process may be transferred by a conveyor or a conveyor in a reflow oven through a loader such as a pickup and place device. It is seated and moved on a substrate module such as a PCB or bottom package to be transferred. In this process, the reflow oven melts and solidifies the solder by heating or cooling the internal regions according to a predetermined temperature profile to mount the semiconductor device on a substrate module to manufacture a semiconductor chip.

이때, 리플로우 오븐은 설정된 온도 프로파일에 따라 서로 다른 온도를 가지는 영역으로 분할되며, 일반적으로 입구 측에 인접된 영역에서 기판모듈에 솔더 페이스트를 도포하고, 솔더 페이스트가 도포된 기판모듈에 반도체 소자를 로딩한 후 패키지의 솔더볼과 솔더 페이스트를 용융시키는 가열구간과, 기판모듈 상에 반도체 소자가 실장 되도록 용융된 솔더를 냉각시키는 냉각구간으로 분리된다. 리플로우 오븐에 장입된 반도체 소자는 가열구간과 냉각구간을 지나면서 기판에 고정된 후 언로더에 의해 트레이로 이송된다.At this time, the reflow oven is divided into regions having different temperatures according to the set temperature profile, and in general, solder paste is applied to the substrate module in a region adjacent to the inlet side, and a semiconductor device is applied to the substrate module to which the solder paste is applied. After the loading is separated into a heating section for melting the solder ball and the solder paste of the package, and a cooling section for cooling the molten solder so that the semiconductor device is mounted on the substrate module. The semiconductor device charged in the reflow oven is fixed to the substrate while passing through the heating section and the cooling section and then transferred to the tray by the unloader.

그런데, 이러한 SMT 공정에서는 기판모듈 또는 반도체 소자에 워페이지가 존재하는 경우 반도체 소자와 기판 사이 또는 패키지 온 패키지(pakage on package)의 경우 톱패키지(top package)와 바톰패키지(bottom package) 사이에서 전기적 연결접점 정렬이 이루어지지 않아 전기적 불량을 일으킬 수 있다, However, in such an SMT process, when a warpage is present in a substrate module or a semiconductor device, the semiconductor device is electrically connected between the substrate and the substrate or, in the case of a package on package, between a top package and a bottom package. The connection contact is not aligned, which may cause electrical defects.

구체적으로 반도체 패키지는 여러 다른 물질로 구성되어 있고 그 물질의 열팽창 계수가 다르게 된다. 일 예로 콤파운드는 10~20/4~70PPM(Alpha 1/2), 실리콘 다이는 3PPM, PCB는 15~20PPM의 열팽창 계수를 가지게 된다. 따라서 SMT 과정에서 온도가 변함에 따라 열팽창 계수들의 불일치로 휨이 발생한다. 이러한 휨을 워페이지라 한다. 도 2는 콘케이브 스마일 워페이지(concave smile warpage)를 나타내며, 도 3은 콘벡스 크라잉 워페이지(convex crying warpage)를 나타낸다.Specifically, the semiconductor package is made of different materials, and the thermal expansion coefficient of the material is different. For example, the compound will have a coefficient of thermal expansion of 10 to 20/4 to 70 PPM (Alpha 1/2), silicon die to 3 PPM, and PCB to 15 to 20 PPM. Therefore, as the temperature changes in the SMT process, warpage occurs due to mismatch of thermal expansion coefficients. This warpage is called warpage. FIG. 2 shows concave smile warpage and FIG. 3 shows convex crying warpage.

표면실장(Soldering Mounting) 과정에서 BGA(Ball Grid Array) 반도체 패키지의 워페이지는 전기신호 연결(interconnect)에 위험한 영향을 준다.In the surface mounting process, warpages of ball grid array (BGA) semiconductor packages have a dangerous effect on electrical signal interconnects.

도 4는 온도와 시간에 따른 워페이지 변화를 나타내는 도면이고, 도 5는 BGA 패키지 과정에서의 워페이지에 의한 패키지 결함을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating warpage change with temperature and time, and FIG. 5 is a diagram illustrating a package defect due to warpage in a BGA package process.

도 4와 같이 SMT 과정에서 온도와 시간에 따라 워페이지가 발생하게 되면, 5와 같이, BGA 패키징 과정에서 솔더볼(solder ball)과 바톰패키지(bottom package) 또는 보드의 페드 오프닝이 서로 연결되지 않거나 너무 많이 눌리는 일이 발생하곤 한다. 또한, SMT 공정의 경우에는 반도체 소자가 기판모듈에 정확하게 실장되지 않는 문제점을 가진다. When warpage occurs in accordance with the temperature and time in the SMT process as shown in Figure 4, as shown in Figure 5, during the BGA packaging process solder ball (solder ball) and bottom package (bottom package) or the board opening of the board is not connected or too A lot of pressing happens. In addition, the SMT process has a problem in that the semiconductor device is not correctly mounted on the substrate module.

이러한 문제로 인해 반도체 패키지의 SMT 온도 프로파일에 따른 워페이지의 정확한 측정이 매우 중요하다.Due to this problem, accurate measurement of warpage according to the SMT temperature profile of the semiconductor package is very important.

이에 따라, 한국공개특허 제2002-0065080호는 전공정 중의 노광공정의 수행 이전에 웨이퍼의 뒤틀림(워페이지)을 측정하기 위하여 웨이퍼 워페이지 측정용 키를 샷(shot) 내에 삽입하여 웨이퍼 내의 국부적 영역까지 웨이퍼의 뒤틀림을 측정할 수 있도록 하는 웨이퍼 워페이지 측정 방법을 개시한다.Accordingly, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0065080 discloses a local region in a wafer by inserting a wafer warpage measuring key into a shot in order to measure the warpage (warpage) of the wafer before performing the exposure process in the previous process. A wafer warpage measuring method for measuring warpage of a wafer is disclosed.

그러나 한국공개특허 제2002-0065080호의 경우에는 패키지공정에 적용할 수 없는 문제점을 가진다.However, Korean Patent Publication No. 2002-0065080 has a problem that cannot be applied to a packaging process.

도 6은 종래기술의 고온 오븐을 이용한 워페이지 측정 장치를 나타내는 도면이고, 도 7은 워페이지 측정을 위한 온도 프로파일을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a warpage measuring apparatus using a high-temperature oven of the prior art, Figure 7 is a view showing a temperature profile for warpage measurement.

종래 기술의 워페이지 측정 장치의 경우에는 도 6과 같이 고정식 오븐에 도 7의 온도 프로파일을 적용하여 온도를 가변하면서 워페이지를 측정하였다. 따라서 하나의 고정오븐에 측정시료를 넣은 후 온도를 올리고 내리면서 측정하는 구조를 가진다. 도 8은 JEDEC에서 규정하는 온도 프로파일을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 6의 장비에 의해 구현되는 JEDEC 에서 규정하는 실제의 온도프로파일과의 차이를 나타내는 그래프이다. In the case of the warpage measuring apparatus of the prior art, the warpage was measured while varying the temperature by applying the temperature profile of FIG. Therefore, it has a structure to measure while raising and lowering the temperature after putting the measurement sample in one fixed oven. FIG. 8 is a diagram illustrating a temperature profile defined by JEDEC, and FIG. 9 is a graph illustrating a difference from an actual temperature profile defined by JEDEC implemented by the equipment of FIG. 6.

도 9와 같이, 도 6의 고정식 오븐을 이용하여 워페이지를 측정하는 경우에는, 승온 및 냉각속도가 느려서 JEDEC 에서 규정하는 SMD(고온 솔더링실장) 온도 프로파일을 구현하기 어렵다. 이렇게 다른 온도 프로파일은 측정대상에 다른 열이력을 주어 워페지결과가 실제 SMT에서와 다르게 되는 문제점을 가진다.As shown in FIG. 9, when the warpage is measured using the stationary oven of FIG. 6, it is difficult to implement a SMD (high temperature soldering mounting) temperature profile defined by JEDEC due to a low temperature and cooling rate. Such a different temperature profile gives a different thermal history to the measurement object, causing the warpage result to be different from that of the actual SMT.

즉, 현재의 장비로는 히팅 방식의 제한으로 JEDEC에서 규정하는 온도 프로파일을 구현할 수 없으며, 그러므로 워페이지 측정 결과도 실제 표면 실장에서 일어나는 상황과 달라질 수 있는 문제점을 가진다.That is, the current equipment cannot implement the temperature profile defined by JEDEC due to the limitation of the heating method, and thus the warpage measurement result may be different from the situation occurring in the actual surface mounting.

그리고 워페이지 측정을 위한 고정식 오븐은 가열방법에 있어서도 실제의 리플로우 오븐과 차이가 있다. 리플로우 오븐은 가열된 기체를 강제 순환시켜 일정구역의 온도가 일정하게 유지되도록 하는데, 이를 FCR(Forced Convection Reflow)이라 한다. 그러나, 현재의 워페이지 측정장치는 측정물의 아래쪽에만 IR(Infra Red) 전구를 이용하여 가열하는 방식이거나, 위쪽에 가열구조가 있더라도 열방사 방식을 사용하는 등 실제 실장과정과 많이 달라, 측정 결과의 신뢰도가 떨어진다.In addition, the fixed oven for measuring warpage differs from the actual reflow oven in the heating method. The reflow oven forcibly circulates the heated gas to maintain a constant temperature in a zone, which is called FCR (Forced Convection Reflow). However, the current warpage measuring device is different from the actual mounting process, such as heating by using an infrared (IR) bulb only on the lower side of the workpiece or by using a thermal radiation method even if there is a heating structure on the upper side. The reliability is low.

현재 아크로메트릭스(Akrometrix) 사의 섀도우 모이레(shadow moire) 장비가 널리 사용되고 있다. 그러나 아래와 같이 여러 개선해야 될 점을 가지고 있다. Today, shadow moire equipment from Akrometrix is widely used. However, there are several improvements to be made.

구체적으로, 오븐의 온도 프로파일이 JEDEC 에서 규정하는 스펙을 준수하기 어렵다. 또한, 측정을 위해서 솔더볼을 때어야 하고, 화이트 스프레이를 뿌린 후 건조 해야 한다. 이와 같이, 솔더볼이 떼어졌고 또 측정 중 고온에 오래 노출되기 때문에 측정후 자재는 사용할 수 없게 된다. 그리고 시간당 측정수량이 매우 적어서 대량측정을 해야 할 경우 많은 대수의 장비를 구매해야한다. 이러한 경우에는 장비간의 결과치가 서로 일치하지 않는 경우가 많으며 보정(Calibration)을 수행하는 것이 어렵게 되는 문제점을 가진다.Specifically, the temperature profile of the oven is difficult to comply with the specifications laid down by JEDEC. Also, solder balls should be struck for measurement, sprayed with white spray and dried. In this way, the solder balls are peeled off and exposed to high temperatures during the measurement, so that the material cannot be used after the measurement. And if the amount of measurement per hour is very small and you need to make mass measurements, you have to buy a large number of equipment. In this case, there is a problem in that the result values between the equipments do not coincide with each other and it is difficult to perform calibration.

또한 온도 가열방식로 실제 리플로우 오븐과 상이하여 측정결과치가 실제와 다를 수 있다.In addition, the temperature heating method is different from the actual reflow oven, the measurement result may be different from the actual.

한국공개특허 제2002-0065080호Korean Laid-Open Patent No. 2002-0065080

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 실장을 위한 워페이지의 측정을 실제 반도체 표면실장장치에 적용되는 리플로우 오븐의 구조 및 온도프로파일을 적용하고, 이때 여러 개의 작은 리플로우 오븐을 병렬로 연결한 구조를 가지는 것에 의해, 오븐의 온도 프로파일이 JEDEC에서 규정하는 사양을 준수할 수 있도록 하고, 측정을 위해서 솔더볼을 때어내고 화이트 스프레이를 뿌린 후 건조하지 않도록 하여 측정 후 자재를 사용할 수 있도록 하며, 많은 대수의 장비를 구매함이 없이 시간당 측정수량을 늘릴 수 있도록 하고, 이에 따라, 여러 대의 장비를 사용하여 워페이지를 측정하는 경우에 장비간의 결과치가 서로 일치하지 않는 경우가 많아 보정(Calibration)을 수행하는 것이 어렵게 되는 문제점을 해결하는 다중 셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the structure and temperature profile of the reflow oven that is applied to the actual semiconductor surface mounting apparatus for measuring the warpage for semiconductor mounting, wherein several small ripple By connecting the low ovens in parallel, the temperature profile of the oven can be in compliance with the specifications prescribed by JEDEC, and the solder balls are removed for measurement and sprayed with white spray to prevent drying. It is possible to use it, and to increase the amount of measurement per hour without purchasing a large number of devices. Accordingly, when measuring warpages using multiple devices, the result values between the devices often do not coincide with each other. Multiple solutions to the problem of making calibration difficult An object of the present invention is to provide a warpage measuring apparatus using a cell reflow oven.

또한, JEDEC에서 규정하는 고온 가스 강제 리플로우 방식의 온도 조절장치를 사용함으로써 측정 결과의 신뢰도를 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.Moreover, another object is to improve the reliability of a measurement result by using the temperature control apparatus of the hot gas forced reflow system prescribed | regulated by JEDEC.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히터블록을 구비한 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치는, 상부 또는 측면 중 적어도 일측에 관측창이 구비되고, 기 설정된 온도프로파일에 따라 내부가 특정 온도로 가열되는 다수의 히팅셀들이 히팅셀열을 이루도록 배치되는 다중셀 리플로우 오븐부; 상기 히팅셀들의 내부로 피측정물을 이송시키는 이송부; 및 상기 관측창을 통해 상기 리플로우 오븐부에서 이송되며 가열 및 냉각되는 피측정물로 측정광을 조사한 후 피측정물에서 반사되는 반사광을 촬영하여 출력하는 3차원형상스캔부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven having a heater block of the present invention for achieving the above object, the observation window is provided on at least one side of the upper side or the side, the interior of the predetermined temperature according to the preset temperature profile A multi-cell reflow oven unit in which a plurality of heating cells heated to form a heating cell array; A transfer unit configured to transfer an object to be measured into the heating cells; And a three-dimensional scan unit configured to photograph and output the reflected light reflected from the measured object after irradiating the measured light with the measured object that is transferred from the reflow oven unit through the observation window and heated and cooled. It is done.

또, 본 발명의 히터블록을 구비한 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치에 따르면, 상기 히팅셀은, 상부면 또는 측면에 상기 관측창이 구비되고, 내부를 상기 온도프로파일의 특정 온도로 가열하는 히터와 상기 히터에 의해 가열된 분위기 가스를 대류시키는 대류부가 장착되는 히팅챔버; 상기 피측정물의 이송을 위한 컨베이터 벨트가 이동되도록 컨베이어 이송구가 상부와 하부에 각각 관통 형성되어 상기 히팅챔버의 전면을 차폐하는 전면커버; 및 상기 피측정물의 이송을 위한 컨베이터 벨트가 이동되도록 컨베이어 이송구가 상부와 하부에 각각 관통 형성되어 상기 히팅챔버의 배면을 차폐하는 배면커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven having a heater block of the present invention, the heating cell, the observation window is provided on the upper surface or side, the inside is heated to a specific temperature of the temperature profile A heating chamber to which a heater to be convection and a convection part for convection the atmosphere gas heated by the heater are mounted; A front cover for penetrating a conveyor conveyance port through the upper and lower portions of the conveyor belt to move the conveyor belt for transporting the object to be measured; And a rear cover configured to respectively penetrate the upper and lower portions of the conveyor conveyance port so that the conveyor belt for transporting the object to be measured moves to shield the rear surface of the heating chamber.

또한, 본 발명의 히터블록을 구비한 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치에 따르면, 상기 히팅셀들은, 상기 온도프로파일에 포함되는 분할된 온도 구간의 개수로 형성되어 내부가 각각에 설정되는 온도프로파일의 온도 구간의 온도로 가열되는 히팅셀열을 형성하며 배치 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven having a heater block of the present invention, the heating cells are formed by the number of divided temperature intervals included in the temperature profile is set inside each Characterized in that the arrangement is formed to form a heating cell heat is heated to the temperature of the temperature section of the temperature profile.

또, 본 발명의 히터블록을 구비한 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치에 따르면, 상기 이송부는, 양측의 회전드럼; 상기 회전드럼들에 걸리어지는 다수의 와이어들로 형성되는 와이어벨트 또는 공지의 리플로우용 컨베이어 벨트로 이루어진 벨투부재 및 상기 피측정물의 히팅셀들 사이에서의 이송과 히팅셀 내부에서의 정지를 위하여 상기 벨트부재의 이송 속도와 정지를 위해 상기 회전드럼을 회전 또는 정지시키는 구동력을 제공하는 스탭모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven having a heater block of the present invention, the transfer unit, the rotating drum on both sides; The belt-to-belt member made of a wire belt formed of a plurality of wires hanging on the rotating drums or a known conveyor belt for reflow, and for transferring between the heating cells of the object to be measured and stopping in the heating cell. And a step motor for providing a driving force for rotating or stopping the rotary drum for the feeding speed and the stop of the belt member.

또한, 본 발명의 히터블록을 구비한 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치에 따르면, 상기 3차원형상스캔부는, 3차원 형상스캐너; 상기 3차원 형상스캐너를 이송 가능하게 지지하도록 상기 3차원 형상스캐너의 양측면에 각각 형성되는 가이드레그; 및 상기 가이드레그가 이동되는 가이드레일;을 포함하며, 상기 온도프로파일에 포함되는 가열구간과 냉각구간에서 위치 이동 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven having a heater block of the present invention, the three-dimensional shape scanning unit, three-dimensional shape scanner; Guide legs formed on both side surfaces of the three-dimensional shape scanner to support the three-dimensional shape scanner so as to be transportable; And a guide rail to which the guide leg is moved, and is installed to be movable in a heating section and a cooling section included in the temperature profile.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 다중 셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치는, 셀들의 온도설정과 이동속도를 조절함으로서 JEDEC에서 규정하는 온도 프로파일을 만족시킬 수 있게 되어, 자재에 SMT 와 같은 열이력을 주어 실제 패키지 과정에서 발생하는 워페이지의 결과를 얻을 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The warpage measuring apparatus using the multi-cell reflow oven of the present invention having the above-described configuration is capable of satisfying the temperature profile defined by JEDEC by adjusting the temperature setting and the moving speed of the cells, thereby providing heat such as SMT to the material. This gives the history the effect of getting the results of the warpage occurring during the actual package process.

그리고, 종래기술의 워페이지 측정장치는 아주 넓은 면적에 측정할 자재를 널려놓는 방식이어서 자재간 온도 균일성에 문제가 있었으나, 본 발명은 병렬로 연결된 셀구조의 오븐 사이로 자재가 이동하는 구조이고, 각셀은 강제고온기체 순환방식 (FCR; Force Convection Reflow)을 따르므로, 측정되는 모든 자재에 일정한 온도를 부여할 수 있어 정확하고 신속하게 워페이지를 측정할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the warpage measuring apparatus of the prior art has a problem in the temperature uniformity between materials because the method to lay the material to measure in a very large area, the present invention is a structure in which the material is moved between the oven of the cell structure connected in parallel, each cell FCR follows the Force Convection Reflow (FCR) method, which gives a certain temperature to all materials to be measured, providing the effect of making warpage measurements accurately and quickly.

또한, 본 발명은 레이져 스켄 방식을 사용함으로, 솔더볼을 떼거나 화이트를 뿌릴 필요가 없어, 자재의 낭비를 방지함은 물론, 관련 인력, 시간 및 비용을 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the present invention by using a laser scan method, there is no need to remove the solder ball or spraying white, to prevent the waste of materials, as well as to provide the effect that can reduce the manpower, time and cost.

또한, 본 발명은 각셀에 모두 하나씩 자재(피측정물)가 놓이고 실제의 프로파일을 따르기 때문에 시간당 측정수량이 현저히 증가(약, 4배 이상)하여 피측정물에 대한 워페이지의 측정 시간을 현저히 절감시키는 효과를 제공한다.In addition, in the present invention, since each material (measured object) is placed in each cell and follows the actual profile, the amount of measurement per hour increases significantly (approximately four times or more), thereby significantly reducing the warpage measurement time for the measured object. Provides savings.

또한, 본 발명은 실제 리플로우와 거의 같은 온도프로파일을 적용할 수 있도록 하고, JEDEC에서는 3 X reflow를 허용하므로, 측정 후 자재(피측정물)를 양품으로 사용할 수 있게 되어 반도체 소재의 낭비를 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the present invention allows to apply a temperature profile that is almost the same as the actual reflow, and JEDEC allows for 3 X reflow, thereby reducing the waste of semiconductor materials by enabling the use of the material (measured) as a good product after measurement. It provides the effect of making it possible.

또한, 본 발명은 워페이지 측정의 완전자동화를 이룰 수 있는 효과를 제공한다.The present invention also provides the effect of achieving full automation of warpage measurements.

도 1은 현재 사용되고 있는 반도체 실장장비의 실시예의 사진.
도 2는 콘케이브 스마일 워페이지(concave smile warpage)를 나타내는 도면.
도 3은 콘벡스 크라잉 워페이지(convex crying warpate)를 나타내는 도면.
도 4는 온도와 시간에 따른 워페이지 변화의 예를 나타내는 도면.
도 5는 BGA(Ball Grid Array) 패키지 과정의 워페이지에 의한 결함을 나타내는 도면.
도 6은 종래기술의 워페이지 측정장치를 나타내는 도면.
도 7은 워페이지 측정을 위한 온도 프로파일을 나타내는 도면.
도 8은 JEDEC에서 규정하는 온도 프로파일을 나타내는 도면.
도 9는 도 6의 장비에 의해 구현되는 JEDEC 에서 규정하는 실제의 온도프로파일과의 차이를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치의 사시도.
도 11은 히팅셀의 분해 사시도.
도 12는 본 발명의 다중셀 리블로우 오븐의 측면부에 구비된 측정창 및 카메라를 통해 내부를 관찰하는 모습을 나타낸 참고도.
도 13은 워페이지 측정장치에 포함되는 이송부의 구성을 나타내는 부분 분해사시도.
도 14는 히팅셀 내부의 열대류를 나타내는 히팅셀의 단면도.
도 15는 각각의 히팅셀들의 JEDEC, 규정 온도프로파일의 온도 구간별 온도를 가지도록 가열된 상태를 나타내는 도면.
도 16은 종래기술의 워페이지 측정장치와 본 발명의 워페이지 측정장치의 비교표.1 is a photograph of an embodiment of a semiconductor mounting apparatus currently being used.
FIG. 2 shows a concave smile warpage. FIG.
3 shows a convex crying warpate.
4 shows an example of warpage change with temperature and time.
5 is a diagram illustrating a defect caused by warpage of a BGA (Ball Grid Array) packaging process.
6 is a view showing a warpage measuring apparatus of the prior art.
7 shows a temperature profile for warpage measurements.
8 is a diagram illustrating a temperature profile defined in JEDEC.
9 is a graph showing a difference from an actual temperature profile defined in JEDEC implemented by the equipment of FIG. 6.
10 is a perspective view of a warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven according to an embodiment of the present invention.
11 is an exploded perspective view of a heating cell.
12 is a reference view showing the inside of the observation through the measurement window and the camera provided on the side of the multi-cell reblow oven of the present invention.
Fig. 13 is a partially exploded perspective view showing the structure of a conveying part included in the warpage measuring device.
14 is a cross-sectional view of a heating cell showing tropical flow inside the heating cell.
15 is a view showing a heated state to have a temperature for each temperature section of the JEDEC, the prescribed temperature profile of each heating cell.
16 is a comparison table between the warpage measuring apparatus of the prior art and the warpage measuring apparatus of the present invention.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments according to the concept of the present invention can be variously modified and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the specification or the application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a particular disclosed form, it is to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring", should be interpreted as well.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in more detail the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 다중셀 리프로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치(1)(이하, '워페이지 측정장치(1)'라 함)의 사시도이고, 도 11은 히팅셀(100)의 분해 사시도이며, 12는 상기 워페이지 측정장치(1)에 포함되는 이송부(20)의 구성을 나타내는 부분 분해사시도이다.FIG. 10 is a perspective view of a warpage measuring apparatus 1 (hereinafter, referred to as “warpage measuring apparatus 1”) using a multi-cell reflow oven according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a heating cell 100. ) Is an exploded perspective view, and 12 is a partially exploded perspective view showing the configuration of the transfer unit 20 included in the warpage measuring device (1).

도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 워페이지 측정장치(1)는 다중셀 리플로우 오븐부(10). 이송부(20) 및 차원형상스캔부(30)를 포함하여 구성된다.10 to 13, the warpage measuring device (1) is a multi-cell reflow oven unit (10). It is comprised including the conveyance part 20 and the dimension scan part 30. As shown in FIG.

상기 다중셀 리플로우 오븐부(10)는 상부가 관측창(131)으로 형성되고, 기 설정된 온도프로파일에 따라 내부가 특정 온도로 가열되는 다수의 히팅셀(100)들이 히팅셀열을 이루도록 배치 구성된다. The multi-cell reflow oven unit 10 is configured such that an upper portion of the multi-cell reflow oven unit 10 is configured to form a heating cell array in which a plurality of heating cells 100 are heated to a specific temperature according to a preset temperature profile. .

이때, 도 12와 같이, 상기 다중셀 리플로부 오븐부(10)의 측면부에도 휨 관찰을 위한 관측창과 카메라가 설치될 수도 있다. 즉, 다중셀 리플로우 오븐부(10)의 측면에 내시경 형태의 카메라를 최고 260℃의 고온에 견딜 수 잇는 구조로 설치한 이너 스코프(Inner Scope)를 채용하는 것이다. 상기한 이너 스코프를 필요한 크리티컬(sritical) 온도 구간의 셀에 설치하여 휨을 측면 방향에서 실시간으로 직접 관찰하고, 보드나 톱-바톰 패키지를 함께 로딩할 경우 볼의 접촉상태를 지직접 관찰할 수 있도록 하는 것이다.At this time, as shown in Figure 12, the side window of the multi-cell reflow oven unit 10 may be provided with an observation window and a camera for bending observation. In other words, the inner scope of the multi-cell reflow oven unit 10 is provided with an endoscope type camera having a structure capable of withstanding high temperatures of up to 260 ° C. The inner scope is installed in the cell of the required critical temperature section to directly observe the deflection in real time in the lateral direction and to directly observe the contact state of the ball when the board or top-bottom package is loaded together. will be.

그리고 상기 이송부(20)는 히팅셀(100)들의 내부로 피측정물(S: 톱 패키지(lTop Package) 등의 반도체 소자, 바톰패키지(Bottom Package) 등의 기판 모듈 등)을 이송시키도록 구성된다.The transfer unit 20 is configured to transfer the object to be measured (S: semiconductor device such as a top package, a substrate module such as a bottom package) into the heating cells 100. .

상기 3차원형상스캔부(30)는 관측창(131)을 통해 상기 리플로우 오븐부(10)에서 이송되며 가열 및 냉각되는 피측정물로 측정광을 조사한 후 피측정물에서 반사되는 반사광을 촬영하여 출력하는 것에 의해 온도프로파일에 설정된 각각의 온도별 피측정물(S)의 워페이지를 측정하도록 구성된다.The three-dimensional scan unit 30 is irradiated with the measurement light to the object to be transferred and heated and cooled in the reflow oven unit 10 through the observation window 131 and photographs the reflected light reflected from the object to be measured And by outputting the warpage of the measured object S for each temperature set in the temperature profile.

상기 구성에서 상기 히팅셀(100)들은 도 11과 같이, 전면커버(120), 히팅챔버(130) 및 배면커버(140)를 포함하여 구성된다.In the configuration, the heating cells 100 include a front cover 120, a heating chamber 130, and a rear cover 140 as shown in FIG. 11.

상기 전면커버(120)는 피측정물의 이송을 위한 컨베이터 벨트가 이동되도록 컨베이어 이송구(121)가 상부와 하부에 각각 관통 형성되어 상기 히팅챔버(130)의 전면을 차폐하도록 구성된다.The front cover 120 is configured to cover the front of the heating chamber 130 is formed through the conveyor conveying holes 121 through the upper and lower portions so that the conveyor belt for the transfer of the object to be moved.

상기 히팅챔버(130)는 상부면은 상기 관측창(131)으로 형성되고, 내부를 상기 온도프로파일의 특정 온도로 가열하는 히터(132) 및 히터(132)에 의해 가열된 분위기 가스를 대류시키는 대류부(133)를 포함하고, 내부에 피측정물(S)의 감지를 위한 물체감지센서(미도시), 내부 온도측정을 위한 온도센서(미도시)가 장착 구성된다. 상술한 구성에서 상기 대류부(133)는 히팅챔버(130)의 외부에 배치되는 대류모터(134)와 히팅챔버(130)의 내부로 삽입되는 대류모터축에 축결합되는 블로우어(135)를 포함하여 구성된다.The heating chamber 130 has an upper surface formed with the observation window 131, and convection convection of the atmosphere gas heated by the heater 132 and the heater 132 to heat the inside of the heating chamber to a specific temperature of the temperature profile. It includes a unit 133, the inside is an object detecting sensor (not shown) for the detection of the object to be measured (S), a temperature sensor (not shown) for measuring the internal temperature is configured. In the above-described configuration, the convection part 133 may include the convection motor 134 disposed outside the heating chamber 130 and the blower 135 axially coupled to the convection motor shaft inserted into the heating chamber 130. It is configured to include.

상기 배면커버(140)는 피측정물의 이송을 위한 컨베이터 벨트가 이동되도록 컨베이어 이송구(121)가 상부와 하부에 각각 관통 형성되어 상기 히팅챔버(130)의 배면을 차폐하도록 구성된다.The rear cover 140 is configured to penetrate the conveyor transport hole 121 through the upper and lower portions so that the conveyor belt for transporting the object to be measured is moved to shield the rear surface of the heating chamber 130.

상술한 구성을 가지는 히팅셀(100)들은 워페이지 측정을 위해 설정되는 온도프로파일에 포함되는 분할된 온도 구간의 개수로 형성되어 내부가 각각에 설정되는 온도프로파일의 온도 구간의 온도로 가열되는 히팅셀열을 형성하도록 배치 구성된다.Heating cell 100 having the above-described configuration is formed by the number of divided temperature intervals included in the temperature profile set for the measurement of the warpage heating cell heat is heated to the temperature of the temperature section of the temperature profile set in each It is arranged to form a.

상기와 같이 히팅셀열을 형성하도록 배치되는 각각의 히팅셀(100)들은 피측정물에 대한 영향을 최소하기 위해 내부가 질소 분위기 가스로 충전되며, 상기 히터(132)는 질소 가스를 가열하는 것에 의해 온도프로일 중 설정된 온도 구간의 온도로 가열된다.Each of the heating cells 100 arranged to form a heating cell row as described above is filled with a nitrogen atmosphere gas to minimize the influence on the object to be measured, and the heater 132 is heated by heating nitrogen gas. Heated to the temperature of the set temperature section of the temperature profile.

상기 이송부(20)는 도 13과 같이, 양측의 회전드럼(220) 쌍과, 회전드럼(220)들에 걸리어지는 다수의 와이어들로 형성되는 와이어벨트(230) 및 피측정물(S)의 히팅셀(100)들 사이에서의 이송과 히팅셀(100) 내부에서의 정지를 위하여 상기 와이어벨트(230)의 이송 속도와 정지를 위해 상기 회전드럼(330)을 회전 또는 정지시키는 구동력을 제공하는 스탭모터(210)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 와이어벨트(230) 대신 일반적으로 사용되는 공지의 리플로우용 컨베이어 벨트를 사용할 수도 있다. 그리고 상기 스탭모터(210)는 피층정물(S)이 기 설정된 시간에 해당 온도를 가지는 히팅셀(100)로 유입되고, 기 설정된 시간 동안 정지한 상태를 유지하도록 구동되게 스탭 제어 된다.As shown in FIG. 13, the transfer part 20 includes a pair of rotating drums 220 on both sides and a wire belt 230 and a measurement object S formed of a plurality of wires caught by the rotating drums 220. Providing a driving force to rotate or stop the rotating drum 330 for the feed speed and stop of the wire belt 230 for the transfer between the heating cells 100 and the stop inside the heating cell 100 It is configured to include a step motor 210. In this case, instead of the wire belt 230, a known reflow conveyor belt may be used. In addition, the step motor 210 flows into the heating cell 100 having the corresponding temperature at a predetermined time and is controlled to be driven to maintain the stopped state for a predetermined time.

상기 3차원형상스캔부(30)는 도 10과 같이, 3차원형상스캐너(310), 가이드레그(320) 및 가이드레일(330)을 포함하여 리플로우 오븐부(10)의 상부에 3차원형상스캐너(310)가 위치 이동 가능하게 배치되도록 다수가 구성될 수 있다.The three-dimensional shape scanning unit 30 includes a three-dimensional shape scanner 310, a guide leg 320, and a guide rail 330 as shown in FIG. 10 in a three-dimensional shape on top of the reflow oven unit 10. Many may be configured such that the scanner 310 is disposed to be movable in position.

이때, 3차원형상스캐너(310)는 디지털 프린지 프록젝션부(DFP부), 레이저 기반 3D 스캐너, 스테리요 카메라, DIC(Digital Image Correlation), PMP(Phase mesaurement Profilometry), 모아레(Moire), 셰도우 모아레(Shadow Moire) 장치, 비젼(Vision) 카메라 등으로 다양하게 구성될 수 있다.In this case, the 3D shape scanner 310 may be a digital fringe projection unit (DFP unit), a laser-based 3D scanner, a steriyo camera, a digital image correlation (DIC), a phase mesaurement Profilometry (PMP), a moire, a shadow moiré. (Shadow Moire) device, a vision (Vision) camera, etc. can be variously configured.

상기 DFP부는 서로 다른 주기의 파장을 가지는 디지털 패턴광을 생성하여 조사하는 두 개의 패턴프로젝터 및 두 개의 패턴프로젝터에서 조사되어 피측정물(S)에서 반사되는 패턴광을 촬영하는 카메라를 포함하여, 피측정물의 3차원 표면 형상에 대응하는 패턴광 영상을 촬영하는 것에 의해 피측정물의 워페이지를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상술한 디지털 프린지 프로젝션을 적용한 피측정물에 대한 3차원 표면 형상의 취득은, WTP(Wavelet Transform Profilometry), PSP(Phase Shifting Profilometry) 등의 방법이 적용될 수도 있다.The DFP unit includes two pattern projectors for generating and irradiating digital patterned light having wavelengths of different periods, and a camera for photographing patterned light reflected from the object to be measured by the two pattern projectors. The image may be configured to measure the warpage of the object to be measured by photographing a pattern light image corresponding to the three-dimensional surface shape of the workpiece. In this case, a method such as WTP (Wavelet Transform Profilometry), PSP (Phase Shifting Profilometry), or the like may be applied to the acquisition of the three-dimensional surface shape of the object to which the digital fringe projection described above is applied.

상술한 구성의 3차원형상스캔부(30)는 도 10에 도시된 바와 같이, 가열구간과 냉각구간에서 각각 위치 이동 가능하도록 설치되거나 필요에 따라 2개 이상으로 설치될 수 있다. 이러한 구성에 의해 피측정물(2)이 필요한 온도 구간에 도달했을 때 피측정물(2)의 워페이지를 용이하게 측정할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 10, the three-dimensional scan unit 30 having the above-described configuration may be installed to be movable in position in the heating section and the cooling section, or two or more may be installed as necessary. This configuration makes it possible to easily measure the warpage of the measured object 2 when the measured object 2 reaches the required temperature range.

도 14는 히팅셀(100) 내부의 열대류를 나타내는 히팅셀(100)의 단면도이고, 도 15는 각각의 히팅셀(100)들의 JEDEC, 규정 온도프로파일의 온도 구간별 온도를 가지도록 가열된 상태를 나타내는 도면이다.14 is a cross-sectional view of the heating cell 100 showing the tropical flow inside the heating cell 100, Figure 15 is a heating state to have a temperature of the temperature section of the JEDEC, the prescribed temperature profile of each heating cell 100 It is a figure which shows.

도 14 및 15를 참조하여 상술한 구성을 가지는 워페이지 측정장치(1)의 워페이지 측정 과정을 설명하면 다음과 같아.The warpage measurement process of the warpage measurement apparatus 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 14 and 15 as follows.

먼저, 워페이지 측정장치(1)를 구성하는 각각의 히팅셀(100)들은 도 15의 온도프로파일의 각각의 온도 구간의 온도를 가지도록 가열된다. 이때, 히팅셀(100)들은 가열구간에서는 피측정물의 이송 방향으로 갈수록 온도가 높아지도록 설정되어 피측정물(2)을 가열하고, 냉각구간에서는 피측정물(2)의 이송 방향으로 갈수록 온도가 낮아지도록 설정되어 피측정물(2)을 냉각시키도록 동작한다.First, each heating cell 100 constituting the warpage measuring device 1 is heated to have a temperature of each temperature section of the temperature profile of FIG. 15. In this case, the heating cells 100 are set to have a higher temperature in the heating section toward the conveying direction of the object to be heated, and in the cooling section, the temperature increases toward the conveying direction of the measuring object 2. It is set to be low and operates to cool the object 2.

그리고 대류부(133)는 도 15와 같이, 히팅셀(100)의 내부에서 가열된 질소가스를 대류시키는 것에 의해 히팅셀(100)의 내부가 균일한 온도 분포를 가지도록 한다.And the convection portion 133, as shown in Figure 15, by convection the heated nitrogen gas inside the heating cell 100 so that the inside of the heating cell 100 has a uniform temperature distribution.

상술한 바와 같이 설정된 상태에서, 픽엔플레이스 장치 등의 로더(Loader)가 트레이(tray)로부터 반도체 소자 또는 기판모듈 등의 피측정물(S)을 다중셀 리플로우 오븐부(10)의 장입영역을 통해 이송부(20)의 컨베이어벨트(230)의 상부로 반복하여 장입한다. 이때 로딩 시간은 워페이지 측정장치(1)의 시간 설정과 연동하도록 설정된다.In the set state as described above, a loader, such as a pick-and-place apparatus, moves a charged area of the multi-cell reflow oven unit 10 from the tray to the object S such as a semiconductor element or a substrate module. Through the charging of the conveyor belt 230 of the transfer unit 20 repeatedly. At this time, the loading time is set to be synchronized with the time setting of the warpage measuring device (1).

이와 동시에, 피측정물(S)에 대한 가열과 냉각 과정에서의 워페이지 측정을 위해서 기 설정된 온도프로파일의 히팅셀(100)들에 대응하는 온도에 따라 히터(132)들을 가열시키고 대류부(133)를 통해 히팅셀(100) 내부의 가열된 질소 가스를 대류시키는 것에 의해 히팅셀(100)들이 온도 구배를 가지게 되어 피측정물에 대한 가열 및 냉각을 수행한다.At the same time, the heaters 132 are heated according to the temperatures corresponding to the heating cells 100 of the preset temperature profile for the measurement of the warpage during the heating and cooling of the measured object S, and the convection part 133 Convection of the heated nitrogen gas inside the heating cell 100 through) causes the heating cells 100 to have a temperature gradient to perform heating and cooling of the object to be measured.

이송부(20)는 상술한 바와 같이 서로 다른 온도로 설정된 히팅셀(100)들 사이에서 장입된 피측정물(2)들을 순차적으로 이송하고 정지 상태를 유지하는 것을 반복하는 것에 의해 피측정물(S)을 인출영역으로 이송시킨다.As described above, the transfer part 20 sequentially transfers the measured objects 2 loaded between the heating cells 100 set to different temperatures as described above, and repeats the step of maintaining the stopped state. ) To the draw area.

이 과정에서, 3차원형상스캔부(30)들이 각각 설치된 가열구간과 냉각구간의 사이에서 위치 이동하며 히팅셀(100)들의 상부에 형성된 관측창(131)을 통해 히팅셀(100)들의 내부에서 이송되는 피측정물(S)에 대한 3차원스캔영상을 촬영하는 것에 의해 기설정된 온도프로파일의 각각의 온도 구간에서의 피측정물(S)에 대한 워페이지를 측정할 수 있도록 한다.In this process, the three-dimensional scan unit 30 is moved between the heating section and the cooling section, respectively installed, through the observation window 131 formed on the heating cells 100 in the interior of the heating cells 100 By taking a three-dimensional scan image of the object to be transferred (S), it is possible to measure the warpage for the object to be measured (S) in each temperature section of the predetermined temperature profile.

상술한 바와 같이, 특정 온도에서의 피측정물(S)에 대한 워페이지 측정이 종료되면, 이송부(20)가 인출 영역으로 이송시키고 이 후, 언로더가 해당 피측정물(S)을 트레이로 이동시키고, 이러한 전체 과정을 반복수행하여, 피측정물(S)에 대한 워페이지 측정을 연속적으로 수행할 수 있게 된다. 이 경우, 워페이지 측정이 종료된 피측정물들은 측정결과에 의해 양품과 불량품으로 분류되어 다른 트레이에 놓이게 된다.As described above, when the warpage measurement for the measured object S at a specific temperature is finished, the transfer unit 20 transfers to the withdrawal area, and then the unloader transfers the measured object S to the tray. By moving and repeating the entire process, it is possible to continuously perform the warpage measurement on the object S. In this case, the measured objects whose warpage measurement is completed are classified as good or bad according to the measurement result and placed in another tray.

도 16은 종래기술의 워페이지 측정장치와 본 발명의 워페이지 측정장치(1)의 비교 표이다.Fig. 16 is a comparative table of the warpage measuring apparatus 1 of the prior art and the warpage measuring apparatus 1 of the present invention.

도 16과 같이, 상술한 본 발명의 워페이지 측정장치(1)는 히팅셀들의 온도 설정과 이동속도를 조절함으로써 JEDEC에서 규정하는 온도 프로파일을 만족시킬 수 있게 된다. 이에 의해 자재에 SMT와 같은 열이력을 주어 같은 실제 SMT 실장 장치에서 일어나는 결과를 얻을 수 있도록 한다.As shown in FIG. 16, the warpage measuring apparatus 1 of the present invention can satisfy the temperature profile defined by JEDEC by adjusting the temperature setting and the moving speed of the heating cells. This gives the material the same thermal history as the SMT, so that the result can be obtained in the same actual SMT mounting apparatus.

그리고 열을 이루는 히팅셀(100)들이 열을 이루는 다중셀 리플로우 오븐 방식이며, 히팅셀(100)들 내부가 강제 고온 기체 순환방식(FCR: Forced Convection Reflow)을 따르므로, 측정되는 모든 자재에 일정한 온도를 부여할 수 있게 된다. 이는 종래기술의 워페이지 측정장치가 아주 넓은 면적에 피측정물들을 동시에 배치하여 측정하는 것에 의해 온도균일성을 이루지 못하는 문제점을 해결한다.In addition, the heating cells 100 forming a heat are a multi-cell reflow oven method forming a heat, and the heating cells 100 follow a forced hot gas recirculation method (FCR: Forced Convection Reflow). It is possible to give a constant temperature. This solves a problem that the warpage measuring apparatus of the prior art does not achieve temperature uniformity by simultaneously placing and measuring the measured objects in a very large area.

또한, 레이저 스캔 방식을 사용하는 경우에는 솔더볼을 떼거나 화이트를 뿌필 필요가 없어, 관련 인력을 줄일 수 있게 된다.In addition, when using the laser scan method, there is no need to remove the solder ball or spray white, which reduces the manpower involved.

그리고 각 히팅셀 모두 하나씩 피측정물이 놓인 상태로 실제의 온도프로파일을 따르기 때문에 시간당 측정수량을 현저히 늘릴 수 있어, 워페이지 측정 속도를 현저히 높일 수 있게 된다.In addition, since each heating cell follows the actual temperature profile with the measured object placed one by one, the measurement quantity per hour can be significantly increased, and the warpage measurement speed can be significantly increased.

더욱이 본 발명의 온도 프로파일은 히팅셀(100)별로 온도를 할당하는 것에 의해 실제의 리플로우와 거의 동일하게 되어, 피측정물에 손상이 발생하지 않게 되어, 워페이지 측정 후의 피측정물을 양픔우로 사용할 수 있도록 한다.Furthermore, the temperature profile of the present invention is almost the same as the actual reflow by assigning the temperature for each heating cell 100, so that damage does not occur to the object to be measured, so that the measured object after the warpage measurement is taken as a pain relief. Make it available.

또한, 본 발명의 워페이지 측정의 완정자동화를 달성할 수 있도록 한다.In addition, complete automation of the warpage measurement of the present invention can be achieved.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10: 다중셀 리플로우 오븐부
100: 히팅셀
120: 전면커버
121: 컨베이터 이송구
130: 히팅챔버
131: 관측창
132: 히터
133: 대류부
134: 대류모터
135: 블로어
137: 적외선램프부
138: 적외선램프
140: 배면커버
190: 히터제어부
20: 이송부
210: 스텝모터
220: 회전드럼
230: 컨베이어벨트
30: 3차원 형상스캔부
310: 3차원 형상스캐너
320: 가이드레그
330: 가이드레일
S: 피측정물10: multi-cell reflow oven unit
100: heating cell
120: front cover
121: conveyor conveyer
130: heating chamber
131: observation window
132: heater
133: convection
134: convection motor
135: blower
137: infrared lamp unit
138: infrared lamp
140: back cover
190: heater control unit
20: transfer section
210: step motor
220: rotating drum
230: conveyor belt
30: 3D shape scanning unit
310: 3D shape scanner
320: guide leg
330: guide rail
S: measured object

Claims (5)

상부 또는 측면 중 적어도 일측에 관측창(131)이 구비되고, 기 설정된 온도프로파일에 따라 내부가 특정 온도로 가열되는 다수의 히팅셀(100)들이 히팅셀열을 이루도록 배치되는 다중셀 리플로우 오븐부(10);
상기 히팅셀(100)들의 내부로 피측정물을 이송시키는 이송부(20); 및
상기 관측창(131)을 통해 상기 리플로우 오븐부(10)에서 이송되며 가열 및 냉각되는 피측정물로 측정광을 조사한 후 피측정물에서 반사되는 반사광을 촬영하여 출력하는 3차원형상스캔부(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치.A multi-cell reflow oven unit having an observation window 131 disposed on at least one side of the upper side or the side surface, the plurality of heating cells 100 being heated to a specific temperature according to a preset temperature profile form a heating cell array ( 10);
A transfer unit 20 for transferring an object to be measured into the heating cells 100; And
3D shape scanning unit for irradiating the measurement light to the object to be conveyed from the reflow oven unit 10 through the observation window 131 to be heated and cooled, and photographs and outputs the reflected light reflected from the object to be measured ( 30); Warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 히팅셀(100)은,
상부면은 상기 관측창(131)으로 형성되고, 내부를 상기 온도프로파일의 특정 온도로 가열하는 히터(132)와 상기 히터에 의해 가열된 분위기 가스를 대류시키는 대류부(133)가 장착되는 히팅챔버(130);
상기 피측정물의 이송을 위한 컨베이터 벨트가 이동되도록 컨베이어 이송구(121)가 상부와 하부에 각각 관통 형성되어 상기 히팅챔버(130)의 전면을 차폐하는 전면커버(120); 및
상기 피측정물의 이송을 위한 컨베이터 벨트가 이동되도록 컨베이어 이송구(121)가 상부와 하부에 각각 관통 형성되어 상기 히팅챔버(130)의 배면을 차폐하는 배면커버(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치.The method according to claim 1,
The heating cell 100,
The upper surface is formed of the observation window 131, the heating chamber is equipped with a heater 132 for heating the interior to a specific temperature of the temperature profile and a convection portion 133 for convection of the atmosphere gas heated by the heater 130;
A front cover 120 through which a conveyor conveyance port 121 is formed at an upper portion and a lower portion thereof so as to move the conveyor belt for transferring the object to be measured, thereby shielding the front surface of the heating chamber 130; And
A conveyor cover 121 is formed through the upper and lower portions of the conveyor conveyer 121 so as to move the conveyor belt for transporting the object to be measured, and a rear cover 120 for shielding the rear surface of the heating chamber 130; Warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven. 청구항 1에 있어서,
상기 히팅셀(100)들은,
상기 온도프로파일에 포함되는 분할된 온도 구간의 개수로 형성되어 내부가 각각에 설정되는 온도프로파일의 온도 구간의 온도로 가열되는 히팅셀열을 형성하며 배치 구성되는 것을 특징으로 하는 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치.The method according to claim 1,
The heating cell 100,
Using a multi-cell reflow oven, characterized in that configured to form a heating cell heat is formed by the number of divided temperature sections included in the temperature profile is heated to the temperature of the temperature section of the temperature profile set inside each Warpage measuring device. 청구항 1에 있어서,
상기 이송부(20)는,
양측의 회전드럼(220);
상기 회전드럼(220)들에 걸리어지는 다수의 와이어들로 형성되는 와이어벨트(230) 또는 공지의 리플로우용 컨베이어 벨트로 이루어진 벨트부재 ; 및
상기 피측정물의 히팅셀(100)들 사이에서의 이송과 히팅셀(100) 내부에서의 정지를 위하여 상기 벨트부재의 이송 속도와 정지를 위해 상기 회전드럼(220)을 회전 또는 정지시키는 구동력을 제공하는 스탭모터(210);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치.The method according to claim 1,
The transfer unit 20,
Rotating drum 220 on both sides;
A belt member made of a wire belt 230 formed of a plurality of wires caught by the rotating drums 220 or a known conveyor belt for reflow; And
Providing a driving force for rotating or stopping the rotating drum 220 for the feeding speed and the stop of the belt member for the transfer between the heating cells 100 and the stop of the inside of the heating cell 100 to be measured. Warpage measurement apparatus using a multi-cell reflow oven comprising a; step motor (210). 청구항 1에 있어서,
상기 3차원형상스캔부는,
3차원 형상스캐너(310);
상기 3차원 형상스캐너(310)를 이송 가능하게 지지하도록 상기 3차원 형상스캐너(310)의 양측면에 각각 형성되는 가이드레그(320); 및
상기 가이드레그(320)가 이동되는 가이드레일(330);을 포함하며,
상기 온도프로파일에 포함되는 가열구간과 냉각구간에서 위치 이동 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 다중셀 리플로우 오븐을 이용한 워페이지 측정장치.The method according to claim 1,
The three-dimensional scan unit,
Three-dimensional shape scanner 310;
Guide legs 320 formed on both sides of the three-dimensional shape scanner 310 so as to support the three-dimensional shape scanner 310 so as to be transportable; And
And a guide rail 330 to which the guide leg 320 is moved.
Warpage measuring apparatus using a multi-cell reflow oven, characterized in that the position is installed to be movable in the heating section and the cooling section included in the temperature profile.
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