KR20200114577A - 미소 소자 흡착 픽커 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 미소 소자를 흡착하는 흡착부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커에 있어서, 상기 흡착부는 다공성 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.

Description

미소 소자 흡착 픽커{MICRO ELEMENT ABSORPTION PICKER}
본 발명은 미소 소자 흡착 픽커에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 흡입통로의 크기보다 작은 크기의 소자를 흡착 가능한 미소 소자 흡착 픽커에 관한 것이다.
반도체 소자는 패키지 공정을 마친 후 반도체 소자 검사 장치에 의하여 다양한 검사를 거친다. 소자에 대한 검사는 메모리 소자, CPU, GPU 등과 같은 비메모리 소자, LED 소자, 태양광 소자 등 소자의 종류에 따라서 실온환경에서 수행하는 실온검사, 고온환경에서 수행되는 가열검사 등 다양한 검사들이 있다.
위와 같은 소자의 검사 또는 분류는 소자 핸들러에 의하여 수행되며, 소자 핸들러는 일반적으로 웨이퍼, 트레이 등에 적재되어 복수의 소자들을 로딩하고, 로딩된 소자들을 이송툴에 의하여 픽업하여 이송하면서 검사, 분류 공정 등을 수행한다.
이송툴은 진공압에 의하여 소자를 픽업하는 픽커를 구비한다. 구체적으로, 이송툴은 X축방향 선형이동, X-Y축 선형이동, 회전이동 등 다양한 이동에 의하여 소자를 이송한다.
일반적으로, 픽커는 소자를 흡착하는 기구로서, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로가 형성되고, 일단에 소자가 흡착되는 흡착부가 구비된다. 이때, 소자가 흡착부에 흡착되기 위해서는 소자의 크기가 흡입통로의 크기보다 크게 형성되어야 한다. 즉, 이송의 대상이 되는 소자의 크기는 흡입통로의 크기보다 큼으로써 소자가 흡착부에 흡착되지 않고 흡입통로 내부로 인입되는 것이 방지될 수 있다.
최근에는 픽커의 픽업대상이 되는 소자의 크기가 점차 작아지면서, 흡착부의 흡입통로 또한 작아지고 있는 실정이다. 그러나, 소자의 크기가 수십μm 단위로 작아지고 있는 것에 반해, 흡입통로의 크기를 소자의 크기보다 작은 크기의 수십μm로 제작하는 것에는 현실적으로 어려움이 있다.
이처럼, 흡착 대상물의 크기가 작아짐에 따라 이에 대응하여 흡착 대상물의 크기 보다 작은 크기를 갖는 흡입통로가 일일이 제공되어야 하고, 소자의 크기가 수십μm 단위로 작아지면 흡입통로의 제조 단가가 상승하는 문제점이 발생한다.
또한, 픽커가 멤브레인과 같은 미세한 두께로 형성된 구조물을 포함하는 흡착 대상물을 흡착할 경우, 픽커의 흡착부가 멤브레인에 위치하면 픽커의 흡착력에 의해 멤브레인이 파손될 수 있다. 즉, 멤브레인의 파손을 막기 위해서는 픽커의 흡착부가 멤브레인에 대응되는 위치에 제공되지 않아야 하는데, 이러한 흡착부의 제작이 어렵다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2019-0000479호
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 흡입통로의 크기보다 작은 크기의 미소 소자를 흡착 가능한 미소 소자 흡착 픽커를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 선택적으로 원하는 위치에서 미소 소자의 흡착이 가능한 미소 소자 흡착 픽커를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 미소 소자를 흡착하는 흡착부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커에 있어서, 상기 흡착부는 다공성 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
또한, 상기 다공성 부재는 모재인 금속을 양극 산화하여 형성되고, 양극 산화 시 형성되는 규칙적인 배열을 갖는 복수개의 기공을 포함하는 양극 산화막으로 구비되는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
또한, 상기 흡착부는 복수개의 상기 기공과 수직 방향으로 나란히 형성되는 관통홀을 포함하는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
또한, 상기 흡착부의 하부에 완충부가 구비되는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
또한, 상기 흡착부의 하부 일측에 형성된 오목부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
또한, 상기 흡착부의 상부에 차폐부가 구비되는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
또한, 상기 차폐부는 양극 산화막 형성 시 형성되는 배리어층으로 제공되는 미소 소자 흡착 픽커가 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 미소 소자 흡착 픽커는, 흡입통로의 크기 보다 작은 크기의 미소 소자를 흡착할 수 있다.
또한, 선택적으로 원하는 위치에서 미소 소자를 흡착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미소 소자 흡착 픽커의 사시도.
도 2는 도 1의 미소 소자 흡착 픽커의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
도 4는 제1 실시예의 제1 변형례를 도시한 도면.
도 5는 제1 실시예의 제2 변형례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미소 소자 흡착 픽커의 사시도이고, 도 2는 도 1의 미소 소자 흡착 픽커의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 미소 소자 흡착 픽커(1, 이하, '픽커'라 한다.)는 내부가 빈 형태로 형성되는 바디(10)와, 바디(10)의 내측에 일부가 제공되는 홀더(20)와, 홀더(20)를 통해 바디(10)에 고정되는 베이스(30)와, 베이스(30)에 제공되는 흡착부(40)를 포함한다. 이때, 픽커(1)는 미소 소자(2)를 흡착하는 것으로서, 별도로 제공되는 구동부(미도시)의 구동력을 전달받아 작동될 수 있다. 구체적으로, 픽커(1)는 외부의 구동력에 의해 미소 소자(2)의 위치로 이동될 수 있으며, 후술할 흡입통로(110, 240, 310)에 흡착력을 전달받을 수 있다.
본 발명에서는 미소 소자(2)가 반도체 소자인 것을 예로 설명하겠다. 그러나, 미소 소자(2)는 반도체 소자에 한정되지 않으며, 흡착이 필요한 다양한 미소 크기의 흡착물일 수 있다.
바디(10)는 외부의 구동부와 연결된다. 바디(10)는 내부가 빈 형태로 제공될 수 있으며, 일 예로, 원통 형태로 제공될 수 있다. 또한, 바디(10)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 이때, 바디(10)의 내부 통로는 미소 소자(2)에 흡착력을 제공하는 통로인 제1 흡입통로(110)일 수 있다. 또한, 바디(10)의 제1 흡입통로(110)는 단차가 형성될 수 있으며, 제1 흡입통로(110)의 일부에 후술할 나사산(221)이 결합되는 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
바디(10)의 내측 일부에는 홀더(20)가 구비된다. 구체적으로, 홀더(20)는 바디(10)의 외부로 노출되는 돌출부(210)와, 바디(10)에 결합되는 제1 고정부(220)와, 베이스(30)에 결합되는 제2 고정부(230)를 포함한다. 이때, 돌출부(210)와 고정부(220, 230)의 내측에는 제1 흡입통로(110)와 연통 가능한 제2 흡입통로(240)가 형성된다. 또한, 홀더(20)는 금속 재질로 형성될 수 있으나, 홀더(20)의 재질은 이에 한정되지 않는다.
홀더(20)는 상측에 제1 고정부(220)가 형성되고, 하측에 제2 고정부(230)가 형성되며, 제1 고정부(220)와 제2 고정부(230)의 사이에 돌출부(210)가 형성될 수 있다. 이때, 돌출부(210)의 직경은 바디(10)의 직경과 동일할 수 있으며, 제1 고정부(220) 및 제2 고정부(230)의 직경은 돌출부(210)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 제1 고정부(220)와 제2 고정부(230) 및 돌출부(210)는 내부가 빈 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 제1 흡입통로(110)와 연장되는 제2 흡입통로(240)가 형성될 수 있다. 즉, 구동부의 구동력을 전달받으면 제1 흡입통로(110)와 제2 흡입통로(240)를 따라 화살표 방향으로 흡착력이 제공된다.
제1 고정부(220)는 바디(10)의 내측 홈에 대응하는 나사산(221)을 포함할 수 있다. 따라서, 나사산(221)이 바디(10)의 내측에 끼움 결합될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 고정부(220)와 바디(10)가 나사산(221)을 통해 끼움 결합되는 것을 예로 도시하였으나, 바디(10)와 홀더(20)의 결합은 이에 한정되지 않는다.
제2 고정부(230)는 베이스(30)의 내측에 구비될 수 있다. 구체적으로, 제2 고정부(230)는 베이스(30)의 내측에 제공되어 결합될 수 있다. 즉, 바디(10)와 홀더(20) 및 베이스(30)가 결합될 경우, 홀더(20)는 돌출부(210)만 외부로 노출되고, 제1 고정부(220) 및 제2 고정부(230)는 바디(10)와 베이스(30) 내부에 구비되어 외부로 노출되지 않을 수 있다.
베이스(30)는 홀더(20)를 통해 바디(10)에 결합된다. 베이스(30)는 일측이 개방된 형태로 제공되는 것으로서, 내부에 제1 흡입통로(110) 및 제2 흡입통로(240)와 연통 가능한 제3 흡입통로(310)이 구비될 수 있다. 이때, 베이스(30)는 제3 흡입통로(310)의 하부가 개방된 형태로 형성된다.
베이스(30)의 상부는 홀더(20)와 결합되고, 하부는 흡착부(40)와 결합된다. 이때, 베이스(30)는 상측에서 하측으로 갈수록 직경이 작아지는 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 베이스(30) 내부의 제3 흡입통로(310)도 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제3 흡입통로(310)의 하측이 상측보다 좁게 형성됨에 따라, 베이스(30)의 하부에 결합되는 흡착부(40)에 보다 큰 흡착력이 제공될 수 있다.
베이스(30)는 탄성이 있는 재질로 형성된다. 일 예로, 베이스(30)는 고무 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 베이스(30)는 완충 작용을 할 수 있다. 구체적으로, 픽커(1)가 미소 소자(2)의 위치로 이동될 경우, 작동 오차로 인하여 픽커(1)와 미소 소자(2)가 접촉된 후에도 픽커(1)가 하방으로 힘이 가해질 수 있다. 이로 인해, 미소 소자(2)가 파손될 위험이 있다. 그러나, 베이스(30)가 탄성이 있는 재질로 형성될 경우, 베이스(2)가 완충작용을 함으로써 픽커(1)로 인해 미소 소자(2)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
베이스(30)의 하부에는 흡착부(40)가 제공된다. 흡착부(40)는 미소 소자(2)와 접촉하는 것으로서, 다공성 부재로 제공된다. 일 예로, 다공성 부재는 양극 산화막으로 제공될 수 있다. 이때, 양극 산화막은 모재인 금속을 양극 산화하여 형성된 막을 의미하며, 양극 산화막은 양극 산화 시 형성되는 규칙적인 배열을 갖는 복수개의 기공(410)을 포함한다.
모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극 산화하면 모재의 표면에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극 산화막이 형성된다. 이와 같이 형성된 양극 산화막은 내부에 기공(410)이 형성되지 않은 배리어층(430, 도 6 참조)과, 내부에 기공(410)이 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층(430)은 모재의 상부에 위치하고, 다공층은 배리어층(430)의 상부에 위치한다.
배리어층(430)과 다공층을 갖는 양극 산화막이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극 산화막만이 남게 된다. 이 경우, 배리어층(430)을 제거하면, 양극 산화막은 전체적으로 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질이면서 박판 형태를 이루고, 지름이 균일하고 수직한 형태로 상, 하로 관통 형성되면서 규칙적인 배열을 갖는 기공(410)을 갖게 된다. 이와 같이 배리어층(430)까지 제거된 양극 산화막을 흡착부(40)로 이용할 수 있다.
각각의 기공(410)은 흡착부(40) 내에서 서로 독립적으로 존재하게 된다. 다시 말해, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질로 구성되는 흡착부(40)에는 그 내부 폭이 수 nm 내지 수 백 nm의 크기를 갖는 수 많은 기공(410)이 흡착부(40)를 상, 하로 관통하도록 형성된다.
종래의 흡착부(40)를 포함하지 않는 픽커는 흡입통로의 진공력을 통해 미소 소자(2)를 흡착한다. 따라서, 흡입통로의 진공력이 클 경우, 미소 소자(2)가 파손되는 위험이 있다. 그러나, 본 발명의 흡착부(40)를 포함하는 픽커(1)는 흡입통로의 진공력을 흡착부(40)의 복수개의 기공(410)으로 분산시키고, 각각의 기공(410)을 통과한 흡입력을 통해 미소 소자(2)를 흡착할 수 있다. 즉, 흡착부(40)를 통해 픽커(1)의 흡입력이 분산되어 미소 소자(2)에 제공됨으로써, 미소 소자(2)의 파손이 방지될 수 있다. 또한, 멤브레인과 같은 미세한 두께로 형성된 구조물을 포함하는 흡착 대상물을 흡착할 경우, 분산되어 상대적으로 약해진 흡착력이 멤브레인에 가해짐으로써, 멤브레인의 파손이 방지될 수 있다.
또한, 흡착부(40)는 복수의 수직적 기공(410)을 포함하고, 이러한 수직적 기공(410)을 따라 흡입력이 전달된다. 구체적으로, 흡착부(40)는 균일한 크기의 기공(410)을 포함하고, 이에 따라, 흡입통로(110, 240, 310)의 흡입력이 각각의 기공(410)에 동일하게 분산되어 제공될 수 있다. 즉, 픽커(1)는 미소 소자(2)가 어느 흡착 위치에 있더라도 동일한 흡착력 및 탈착력을 제공할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡착부(40)의 구성에 따르면, 종래의 픽커에 본 발명의 흡착부(40)의 구성만을 채용하여, 흡착 대상물의 크기에 상관없이 이송할 수 있는 효과를 발휘한다. 또한, 양극 산화막의 수 많은 미세 기공(410)을 통해 흡착 대상물인 미소 소자(2)에 전달되는 흡착면을 분산시키게 되어 미소 소자(2)의 파손을 방지할 수 있게 된다.
제1 실시예
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 구동부의 구동력에 의해 흡착부(40)에 미소 소자(2)가 흡착될 수 있다. 이때, 구동부를 통해 바디(10)에 가해진 흡착력은 제1 흡입통로(110)와 제2 흡입통로(240) 및 제3 흡입통로(310)를 통과하여 흡착부(40)의 기공(410)에 전달되어 미소 소자(2)에 대해 화살표 방향으로 흡착력이 발생한다. 즉, 제3 흡입통로(310)에서 미소 소자(2)로 직접적인 흡착력을 제공하지 않고, 흡착부(40)를 통해 미소 소자(2)에 흡착력을 제공할 수 있으므로, 픽커(1)는 제3 흡입통로(310)의 크기와 동일하거나 큰 크기의 미소 소자(2)를 흡착할 수도 있고(도 3(a) 참조), 제3 흡입통로(310)의 크기보다 작은 크기의 미소 소자(2)를 흡착할 수도 있다(도 3(b) 참조). 따라서, 픽커(1)는 흡입통로(110, 240, 310)의 크기보다 작은 크기의 미소 소자(2)를 흡착할 수 있다.
도 4는 제1 실시예의 제1 변형례를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 흡착부(40)에는 금속 모재를 양극 산화하면서 자연 발생적으로 형성되는 기공(410) 이외에 관통홀(420)이 추가로 형성된다. 관통홀(420)은 기공(410)과 수직 방향으로 나란히 형성되는 것으로서, 흡착부(40)의 내부를 상, 하로 관통하는 구성이다.
관통홀(420)은 흡착부(40)를 에칭하여 형성된다. 흡착부(40)를 부분적으로 마스킹하고, 마스킹되지 않은 영역만을 에칭하여 관통홀(420)을 형성한다. 이에 따라, 흡착부(40)는 에칭을 통해 기공(410) 보다 큰 내부 폭을 가지는 관통홀(420)을 용이하게 형성할 수 있으며, 흡착부(40)의 내부는 기공(410)과 관통홀(420)을 통해 공기 유로를 형성할 수 있다.
관통홀(420)은 제3 흡입통로(310)의 범위 내에서 형성된다. 따라서, 제1 흡입통로(110)와 제2 흡입통로(240) 및 제3 흡입통로(310)를 통과한 흡착력은 기공(410) 뿐만 아니라 기공(410) 보다 크게 제공되는 관통홀(420)을 통해 미소 소자(2)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 관통홀(420)을 포함하는 흡착부(410)는 기공(410)만으로 미소 소자(2)를 진공 흡착하는 구성에 비해, 미소 소자(2)에 대한 흡착면적을 키울 수 있다.
또한, 멤브레인과 같은 미세한 두께로 형성된 구조물을 포함하는 흡착 대상물을 흡착할 경우, 흡착부(40)는 멤브레인 부분을 회피하여 관통홀(420)을 위치시킬 수 있다. 구체적으로, 흡착부(40)는 멤브레인 부분에 해당하는 위치에는 관통홀(420)이 위치하지 않고, 기공(410)만 위치하도록 형성되고, 멤브레인 부분을 벗어난 위치에는 관통홀(420)이 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 관통홀(420)을 통해 제공되는 흡착력이 멤브레인을 피하도록 형성됨으로써, 멤브레인의 파손을 방지할 수 있다.
도 5는 제1 실시예의 제2 변형례를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 흡착부(40)는 복수의 층으로 구비될 수 있다. 구체적으로, 흡착부(40)는 양극 산화막이 복수의 층으로 구비되고, 복수의 층이 접합됨으로써 흡착부(40)로 제공될 수 있다.
일 예로, 흡착부(40)는 2개의 층으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 흡착부(40a)와 제2 흡착부(40b)는 동일한 수직 선상에 기공(410) 및 관통홀(420)이 위치할 수 있다. 즉, 제1 흡착부(40a)의 제1 기공(410a)과 제1 관통홀(420a)은 제2 흡착부(40b)의 제2 기공(410a)과 제2 기공(420b)과 동일 수직 선상에 위치하여 연통 가능할 수 있다. 이때, 흡착부(40)의 복수의 층의 접합 방법은 한정되지 않는다. 일 예로, 흡착부(40)는 별도의 접착 부재를 통해 복수의 층이 접착 결합될 수 있다.
구체적으로, 흡착부(40)의 각 층의 상부 또는 하부에는 마스크층(미표기)이 구비될 수 있다. 마스크층은 접착 가능한 재질로 제공될 수 있으며, 일 예로, 마스크층은 에폭시 수지로 제공될 수 있다.
마스크층은 일정 크기를 갖는 홀을 포함하고, 흡착부(40)의 하부에 접착될 수 있다. 마스크층이 접착된 흡착부(40)를 에칭 용액으로 식각하면, 마스크층에 형성된 홀을 따라 흡착부(40)의 일부가 제거된다. 즉, 흡착부(40)는 마스크층의 홀에 대응하는 제거부가 형성되고, 이러한 제거부가 관통홀(420)이 될 수 있다.
관통홀(420)이 형성된 각각의 흡착부(40)는 마스크층을 통해 서로 접착될 수 있다. 이때, 각 마스크층에 형성된 홀이 동일한 간격으로 형성됨으로써, 각각의 관통홀(420)도 동일 수직 선상에 위치하도록 접착될 수 있다.
흡착부(40)는 복수의 층으로 구비됨으로써 강성이 높아지는 효과를 가질 수 있다.
본 실시예에서는, 흡착부(40)가 2개의 층으로 구비되는 것을 예로 도시하였으나, 흡착부(40)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 흡착부(40)는 3개 이상의 층으로 형성될 수 있다.
제2 실시예
이하, 본 발명의 제2 실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1 실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시에에 따른 픽커(1)는, 제1 실시예에서 설명한 흡착부(40)의 상부에 차폐부(430)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
차폐부(430)는 흡착부(40)의 적어도 일부 표면으로 노출되는 기공(410)의 입구를 막도록 형성된다. 차폐부(430)는 흡착부(40)의 상, 하 표면 중에서 적어도 일부 표면에 형성될 수 있다. 차폐부(430)는 흡착부(40)의 표면으로 노출되는 기공(410)의 입구를 막는 기능을 수행할 수 있는 것이라면 그 재질, 형상, 두께에는 한정이 없다. 바람직하게는 차폐부(430)는 포토레지스트(PR, Dry Film PR포함) 또는 금속 재질로 추가로 형성될 수 있고, 배리어층일 수 있다.
본 실시예에서는 차폐부(430)가 배리어층으로 제공되는 것을 예로 설명하겠다.
흡착부(40)는 양극 산화막의 제조 시 형성된 배리어층(430)에 의해 수직 형상의 기공(410)의 상, 하 중 어느 한 부분이 폐쇄되도록 하여 형성될 수 있고, 일부 영역은 에칭 등의 방법으로 관통홀(420)이 형성될 수 있다(도 6(a) 참조).
또한, 흡착부(40)는 별도의 관통홀(420)을 포함하지 않고, 일부분의 배리어층(430)만 제거하여 기공(410)의 상, 하가 서로 관통되도록 형성될 수 있다(도 6(b) 참조). 이때, 배리어층(430)을 제거한 부분은 제3 흡입통로(310)의 범위 내에서 형성된다.
제3 실시예
이하, 본 발명의 제3 실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1 실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 흡착부(40)의 하부 일측에는 오목부(440)가 추가로 형성된다. 오목부(440)는 제3 흡입통로(310)에 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 흡착부(40)와 미소 소자(2)간의 흡착 면적을 넓힐 수 있다.
구체적으로, 흡착부(40)는 기공(410)만을 포함한 상태에서 하부에 오목부(440)가 형성될 수도 있고(도 7(a) 참조), 관통홀(420)을 포함한 상태에서 하부에 오목부(440)가 형성될 수도 있으며(도 7(b) 참조), 차폐부(430)가 일부 형성된 상태에서 하부에 오목부(440)가 형성될 수도 있다(도 7(c) 참조).
또한, 오목부(440)는, 흡착부(40)가 특정 위치, 열 또는 행의 미소 소자(20)를 진공 흡착할 경우에, 비 흡착 대상의 미소 소자(2)와의 간섭을 방지하는 기능을 한다.
구체적으로, 오목부(40)가 미소 소자(2)의 크기 보다 넓게 형성될 경우, 미소 소자(2)는 오목부(40)의 내측으로 흡착될 수 있다. 이때, 오목부(40)에 대응되는 위치의 미소 소자(2)만을 흡착하기 위하여, 흡착부(40)는 오목부(40)를 포함하지 않은 측의 기공(410)을 막힌 구조로 형성할 수 있다. 즉, 오목부(40)가 형성된 측의 기공(410)은 상, 하가 관통되어 공기 유로를 형성하고, 오목부(40)가 형성되지 않은 측의 기공(410)은 상, 하가 밀폐되어 공기 유로를 형성하지 않는다. 이에 따라, 공기 유로를 형성한 측의 미소 소자(2)만 선택적으로 흡착될 수 있다.
제4 실시예
이하, 본 발명의 제4 실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1 실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 흡착부(40)의 하부에는 가이드부(450)가 구비된다. 가이드부(450)의 재질은 포토레지스트(PR, Dry Film PR포함) 또는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 소정의 높이로 흡착부(40)의 표면에 형성될 수 있는 재질이라면 이에 한정은 없다.
가이드부(450)의 돌출된 부분의 단면 형상은 사각형, 원형, 삼각형 등 돌출된 형상이라면 모두 포함된다. 가이드부(450)의 돌출된 부분의 단면 형상은 미소 소자(2)의 형상을 고려하여 구성될 수 있다. 도 8을 참조하면, 가이드부(450)의 돌출된 부분의 단면 형상은 하부로 테이퍼진 형상을 갖는다.
픽커(1)가 미소 소자(2)를 흡착하기 위하여 흡착 위치로 하강할 경우, 픽커(1)의 구동 수단의 구동 오차로 인하여 흡착부(40)와 미소 소자(2)가 서로 접촉하여 미소 소자(2)에 손상을 줄 우려가 있게 마련이다.
미소 소자(2)의 손상 방지를 위해서는 픽커(1)가 미소 소자(2)를 흡착하는 위치에서, 흡착부(40)의 하면과 미소 소자(2)의 상면이 서로 이격되어야 하는 것이 바람직하다. 그런데 흡착부(40)의 하면과 미소 소자(2)간의 이격 틈새가 존재하는 경우에는, 양자가 서로 접촉하는 경우에 비하여 보다 큰 흡착력이 요구된다.
하지만, 제4 실시예의 가이드부(450)에 의하면, 주변 영역으로부터 미소 소자(2)를 흡착하는 영역으로 유입되는 공기의 양을 줄임으로써, 가이드부(450)가 구비되지 않은 구성에 비해, 상대적으로 보다 작은 흡착력에 의해서도 흡착부(40)가 미소 소자(2)를 흡착할 수 있게 된다.
또한, 가이드부(450)는 하부로 테이퍼진 형상을 가짐으로써, 픽커(1)의 상부에서 하부로 갈수록 외측으로 경사진 경사부(451)를 포함한다. 이러한 경사부(451)에 의해 가이드부(450)는 그 단면적(이 경우, 단면적은 픽커(1)의 하면과 평행한 수평면 상의 면적을 의미한다)이 픽커(1)의 상부에서 하부로 갈수록 작아진다. 이에 따라, 픽커(1)의 흡착력에 의해 미소 소자(2)가 픽업될 때, 경사부(451)가 미소 소자(2)를 가이드함으로써, 미소 소자(2)가 정위치로 흡착되어 픽업된다. 다시 말해, 미소 소자(2)가 다른 위치로 흡착되더라도, 가이드부(450)의 경사부(451)를 따라 이동하여, 가이드부(450)의 사이인 흡착 위치로 흡착될 수 있다. 따라서, 미소 소자(2)의 흡착 시 발생할 수 있는 위치 오차의 문제를 해결할 수 있으며, 이를 통해, 정확한 위치로의 미소 소자(2)의 언로딩이 가능할 수 있다.
제5 실시예
이하, 본 발명의 제5 실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1 실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 흡착부(40)의 하부에는 미소 소자(2)의 형태에 따라 단자홈(460)을 구비한다.
픽커(1)에 흡착되는 미소 소자(2)는 돌출된 형태의 단자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 흡착부(40)에 미소 소자(2)가 흡착될 경우, 돌출된 단자로 인해 흡착부(40)와의 흡착 면적이 줄어들게 되어 흡착이 용이하지 않을 수 있다.
하지만, 제5 실시예의 단자홈(460)에 의하면, 미소 소자(2)와의 흡착 면적이 줄어들지 않을 수 있다. 구체적으로, 미소 소자(2)에 2개의 돌출 단자가 형성될 경우, 흡착부(40)의 하부에는 2개의 단자홈(461, 462)이 형성될 수 있다. 이때, 단자홈(461, 462)은 미소 소자(2)의 돌출 단자의 형태에 대응되는 형태이다. 이에 따라, 흡착부(40)에 미소 소자(2)가 흡착될 때, 미소 소자(2)의 돌출된 단자가 흡착부(40)의 단자홈(461, 462) 내부로 인입된 채 흡착될 수 있다. 즉, 흡착부(40)에 미소 소자(2)의 흡착이 용이할 수 있다.
제6 실시예
이하, 본 발명의 제6 실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1 실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 흡착부(40)에는 미소 소자(2)의 흡착 시 미소 소자(2)와 접촉하는 하부층(470)이 구비된다. 하부층(470)은 흡착부(40)에서 미소 소자(2)로 전달되는 흡착력을 막지 않도록 기공(410)에 대응하는 홀을 포함할 수 있다(도 10(a) 참조). 이에 따라, 기공(410)을 통과한 공기가 하부층(470)를 거쳐 용이하게 미소 소자(2)에 전달될 수 있다.
또한, 흡착부(40)에 관통홀(420)이 형성될 경우, 하부층(470)은 관통홀(420)에 대응하는 홀을 포함할 수 있다(도 10(b) 참조). 이에 따라, 관통홀(420)을 통과한 공기가 하부층(470)를 거쳐 용이하게 미소 소자(2)에 전달될 수 있다.
하부층(470)은 미소 소자(2)와의 접촉을 완충시키기 위하여 완충부로 제공될 수 있다. 완충부는 흡착부(40)와 미소 소자(2)간의 접촉을 완충하면서 탄성 복원력을 갖는 것이라면 그 재질에는 제한이 없다.
예를 들어, 완충부는 스펀지, 고무, 실리콘, 발포체를 포함할 수 있고, 바람직하게는 PDMS(Polydimethysiloxane)일 수 있다. 이에 따라, 완충부는 흡착부(40)와 미소 소자(2) 간의 접촉으로 인하여 미소 소자(2)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하부층(470)은 금속 재질을 포함하는 금속부로 제공될 수 있다. 하부층(470)이 금속부로 제공됨에 따라, 미소 소자(2)의 흡착을 방해하는 정전기력을 사전에 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
구체적으로 설명하면, 픽커(1)를 통한 미소 소자(2)의 흡착 과정에서 마찰 등의 원인에 의해 흡착부(40)와 미소 소자(2) 사이에서 의도치 않게 대전에 의한 정전기력이 발생할 수 있다.
이러한 의도치 않은 정전기력은 작은 전하에 의한 정전기력이라 하더라도 수십 μm의 크기를 갖는 미소 소자(2)에 큰 영향을 미치게 된다.
다시 말해, 픽커(1)가 미소 소자(2)를 흡착한 후, 다시 소정 위치에 언로딩할 경우, 정전기력이 발생하게 되면 미소 소자(2)가 픽커(1)의 흡착부(40)에 달라붙어 위치가 틀어진 채 소정 위치에 언로딩되거나, 언로딩 자체가 수행되지 않는 문제점이 발생한다.
이러한 상황에서 본 발명은 하부층(470)을 금속 재질로 포함하여 구성하고 이를 흡착부(40)의 표면에 구비함으로써 픽커(1)를 통한 미소 소자(2)의 흡착 과정에서 발생하는 부정적인 정전기력을 제거할 수 있다.
제7 실시예
이하, 본 발명의 제7 실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1 실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 미소 소자를 흡착한 미소 소자 흡착 픽커의 흡착부 및 베이스의 일부를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 흡착부(40)는 하나 이상의 전극층(480)을 포함한다. 또한, 미소 소자(2)는 하나 이상의 단자(210)를 포함한다. 구체적으로, 미소 소자(2)는 상부로 돌출된 형태의 단자(210)를 포함할 수 있다. 또한, 전극층(480)은 흡착부(40)의 하부에 구비될 수 있으며, 미소 소자(2)의 단자(210)에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
픽커(1)가 미소 소자(2)를 흡착할 경우, 전극층(480)과 단자(210)가 접촉될 수 있다. 이에 따라, 전극층(480)과 미소 소자(2)의 단자(210)가 전기적으로 연결 가능한 상태가 된다. 즉, 픽커(1)가 미소 소자(2)를 흡착하여 위치를 이동시킴과 동시에, 미소 소자(2)의 단자(210)와 전기적으로 연결 가능한 상태가 되어 미소 소자(2)의 검사 과정을 진행할 수 있다.
픽커(1)는 관통홀(420)을 포함하지 않고, 기공(410)을 통해서만 흡착력을 전달하여 미소 소자(2)를 흡착시키거나(도 11(a) 참조), 관통홀(420)을 포함한 상태에서 관통홀(420) 및 기공(410)을 통해 흡착력을 전달받아 미소 소자(2)를 흡착시킬 수 있다(도 11(b) 참조). 이때, 흡착부(40)에서 관통홀(420)을 포함할 경우, 전극층(480)은 관통홀(420)과 겹치지 않는 위치에 구비될 수 있다. 즉, 전극층(480)은 관통홀(420)을 통한 흡착을 방해하지 않을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡착부(40)의 구성에 따르면, 종래의 픽커에 본 발명의 흡착부(40)의 구성만을 채용하여, 흡착 대상물의 크기에 상관없이 이송할 수 있는 효과를 발휘한다. 또한, 양극 산화막의 수 많은 미세 기공(410)을 통해 흡착 대상물인 미소 소자(2)에 전달되는 흡착면을 분산시키게 되어 미소 소자(2)의 파손을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 흡착부(40)를 이루는 다공성 부재가 양극 산화막으로 구비되는 것을 예로 설명하였으나, 다공성 부재는 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 흡착부(40)는 실리콘, 세라믹, 폴리머, 금속 등으로 형성될 수 있다. 흡착부(40)의 다공성 부재가 실리콘으로 제공될 경우, 흡착부(40)는 마이크로 홀 에칭 기술을 통해 마이크로 크기의 수직홀 형성이 가능할 수 있다. 구체적으로, 실리콘으로 형성되는 흡착부(40)는 에칭과 표면 처리(passivation)를 반복하여 홀을 형성할 수 있으며, 이러한 홀은 흡착력을 전달하는 공기 유로로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 베이스(30)에 흡착부(40)가 결합되는 것을 예로 도시하였으나, 흡착부(40)와 베이스(30)의 사이에는 다공성 세라믹이 더 구비될 수 있다. 이러한 다공성 세라믹이 흡착부(40)의 상부에 제공됨으로써, 흡입통로(110, 240, 310)에서 흡착부(40)로 전달되는 진공압이 감소될 수 있다. 또한, 다공성 세라믹이 흡착부(40)를 지지함으로써, 흡착부(40)가 진공압에 의해 변형되는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 미소 소자 흡착 픽커를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 미소 소자 흡착 픽커
10: 바디 20: 홀더
30: 베이스 40: 흡착부
410: 기공 420: 관통홀
430: 차폐부 440: 오목부
450: 가이드부 460: 단자홈
470: 하부층 480: 전극층

Claims (7)

  1. 미소 소자를 흡착하는 흡착부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커에 있어서,
    상기 흡착부는 다공성 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 소자 흡착 픽커.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 다공성 부재는 모재인 금속을 양극 산화하여 형성되고, 양극 산화 시 형성되는 규칙적인 배열을 갖는 복수개의 기공을 포함하는 양극 산화막으로 구비되는 미소 소자 흡착 픽커.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 흡착부는 복수개의 상기 기공과 수직 방향으로 나란히 형성되는 관통홀을 포함하는 미소 소자 흡착 픽커.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착부의 하부에 완충부가 구비되는 미소 소자 흡착 픽커.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착부의 하부 일측에 형성된 오목부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착부의 상부에 차폐부가 구비되는 미소 소자 흡착 픽커.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 양극 산화막 형성 시 형성되는 배리어층으로 제공되는 미소 소자 흡착 픽커.
KR1020190036573A 2019-03-29 2019-03-29 미소 소자 흡착 픽커 KR20200114577A (ko)

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