KR20220037912A - 씨오에프 디스턴스 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 씨오에프 디스턴스 측정장치에 관한 것으로, 운영 단말과, 상기 운영단말기 유/무선 네트워크를 통해 연결된 릴-투-릴 비전시스템을 포함하는 씨오에프 디스턴스 측정장치에 있어서, 캐드(CAD)프로그램, 마스터정보를 추출하는 마스터 프로그램이 내장된 상기 운영 단말과, 상기 운영 단말과 연결되며, 언-코일러, 비전 파트, 리코일러 및 펀칭 파트를 포함하는 상기 릴-투-릴 비전시스템을 포함하며, 상기 비전 파트는 성능검증을 위한 테스트 모듈을 포함하고, 상기 비전 파트의 테스트 모듈을 통해 씨오에프(COF:Chip On Film) 필름의 치수정보를 측정하여 마스터 정보로 저장된 기본치수 정보와 비교하여 측정된 치수정보의 정확성을 판단하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 씨오에프 디스턴스 측정장치에 의하면, 승인도면(CAD)을 활용하여 마스터 파일 생성 시간을 단축(약 70%)시킬 수 있다.

Description

씨오에프 디스턴스 측정장치{COF Disctance Measuring Apparatus}
본 발명은 씨오에프 디스턴스 측정장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면, 승인도면(CAD)을 활용하여 마스터 파일 생성 시간을 단축시키고, 치수불량 유출을 방지하며, 측정 샘플 개수 증가로 고객 만족도가 향상되며, 전수검사를 통하여 공정 능력 평가 활용이 가능한 새로운 형태의 씨오에프 디스턴스 측정장치에 관한 것이다.
반도체 칩에 필요한 전원을 공급하고, 반도체 칩과 메인 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)간에 신호연결을 위해 전기적으로 연결하고, 반도체 칩에서 발생되는 열을 방출하고, 외부의 습기나 불순물로부터 보호될 수 있도록 포장하는 데 필요한 공정을 후 공정의 반도체 패키징 공정이라고 한다.
일반 반도체 패키지는 핀 삽입(Lead-frame) 또는 면 실장을 통해 PCB에 결합하여 칩이 가진 기능을 수행하도록 한다.
한편, COF (Chip on film)는 박막형 필름상에 미세 회로를 형상하고, 디스플레이(Display)용 구동(Drive) IC를 장착한 Driver Package용 연성회로 기판으로서 TV, 모바일(Mobile), 모니터(Monitor), 태블릿(Tablet)등 고해상도 디스플레이에 적용하고 있다.
핸드폰이나 태블릿 등의 모바일 기기, 모니터, TV등 고해상도의 디스플레이 패널의 경우에는 신호의 양이 많아 케이블 방식으로는 가벼운 디스플레이 기기를 만들 수 없으므로, 접을 수 있는 얇은 필름위에 미세 회로를 형성하고 패널의 디스플레이 컨트롤을 위한 Driver IC를 장착한 특별한 연성회로기판의 반도체 패키지를 사용하는 데 이를 COF(Chip On Film)이라고 한다. 역서, COF의 Film 소재의 제품은 릴(Reel) 단위로 생산되어 관리된다.
COF 패키지 생산에 있어서 이슈를 살펴본다. 전자제품의 전체 전기신호 지연은 50% 이상이 패키지 지연에 의해 발생하며 그 지연은 시스템의 크기가 클수록 더 증가한다. 반도체 패키징도 반도체 칩 생산과 마찬가지로 수많은 설비와 프로세스 단계가 얽혀있어 가공 난이도가 높아 생산관리가 매우 어려운 산업이다.
따라서, 생산기술 만으로 제품의 품질을 보증할 수 없으므로, 완성된 제품에 대한 테스트 공정의 중요성이 부각되고 있으며, COF 생산도 예외는 아니다.
COF 검사방법을 살펴본다. 먼저, 육안검사는 확대경을 이용하거나, 영상을 화면에 표시하여 사용자가 직접 불량 여부를 검사하는 방식이다. 최근에는 제품의 미세화와 생산성의 문제로 자동광학검사기에 의해 대체되는 추세이나, 기계적 알고리즘만으로 검사할 수 없는 경우에는 여전히 사용되고 있다.
둘째로, O/S 테스터(Open Short Tester) 방법은, 볼 프루브 등을 이용하여 회로의 단선 또는 합선을 자동으로 판단하는 테스터를 이용하여 불량을 판단한다.
셋째로, 광학자동검사기(Automated Inspection Machine, AOI)를 통한 검사로서, 고해상도 카메라를 이용하여 제품의 영상을 촬영하여, 제품 내의 불량을 자동으로 판단하는 기계 (제품의 패턴과 이물질에 의한 훼손 등을 검사)를 통한 검사방법이 있다.
종래 COF 치수 측정장치를 살펴본다. COF 제품은 필름이라는 소재의 특성상 OS Tester 및 자동광학 검사기(AOI)에 의해 양품으로 분류되었다고 하더라도, 설계 치수 대비 변동성이 발생할 수 있으므로, 납품된 제품이 디스플레이 패널의 제작 과정에서 불량이 발견될 소지가 있으며, 클레임(Claim)의 대상이 된다. 이 문제를 해결하기 위해 COF 생산업체들은 별도의 치수측정 장치를 이용하고 품질을 관리하고 있다.
기존 COF 치수측정 장치의 문제점에 대해 살펴본다.
현재 업체들이 보유하고 있는 일본제 COF치수측정 장치는 자동광학검사기 (AOI) 검사의 요구 해상도인 1마이크로미터 (1,000분의 1 밀리미터) 보다 10배 정밀한 0.1마이크로미터(10,000분의 1밀리미터) 수준으로 측정을 수행한다. 그러나, 이 검사방법은 현미경을 이용하여 고해상도 측정을 수행하므로 검사 속도가 느릴 뿐만 아니라 측정을 위한 세팅 과정이 어려워 생산 제품 전체를 검사할 수 없으므로, 제품의 일부를 추출하여 검사를 시행하고 있는 실정이다.
또한, COF 제조사들은 약 1,000 Unit 당 1개 수준으로 샘플을 추출하여 설계대비 치수를 측정하여 트렌드에 의한 품질관리를 수행하고 있는 한계로 인하여, 패널 제작업체로부터 반복적인 클레임을 당하고 있는 실정이다. 즉, 약 1,000 Unit 당 1개 수준으로 샘플 측정을 수행하기 위해서도 다수의 치수 측정기를 도입하여야 하므로 투자/운영비가 증가되는 문제점이 있다.
한편, COF 필름의 불량은 완성품인 디스플레이 제품의 불량으로 이어지게 된다.
따라서, COF 필름에 대한 정확한 제작 사양(위치 및 크기)을 검사하는 장비가 필요한 실정이다.
도 1은 종래기술에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 과정을 개략적으로 단계별로 설명한 설명도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 과정을 개략적으로 단계별로 설명하면 다음과 같다.
반도체 제품의 캐드 설계자(designer)가 COF을 제품 설계한다-(COF(Chip On Film) 디자인(CAD) 단계).
이후, 설계자가 설계도면의 주요 스펙(SPEC) 작성후 검사부서에 전달한다(약2시간 소요됨).(제품 기본 측정 정보 생성 단계)
이후, 완제품 중 마스터 샘플(master sample)을 지정한다(샘플 선택단계).
이후, 제품별로 마스터 자료를 생성한다(매뉴얼). 이때, 공구 현미경에서 검사할 포인트 위치 별 마크로(Macro)를 제작한다(80~100개소)(약 3~5시간 소요).
이후, 동일한 제품에 마크로(Macro)를 실행한다.
그러나 이러한 종래 기술에 있어서, COF 디스턴스(다수개의 리드(lead)들간의 거리 혹은 간격) 측정을 위한 장치가 복잡하고, 다양한 형태에 맞는 측정 모듈을 제공하기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 측정해야 하는 항목이 많고, 측정오차의 관리가 어려운 문제점이 있었다.
또한, COF 디스턴스 측정 치수의 관리가 어렵고, 측정을 한다고 해도 시간이 많이 소요되며 이에 따라 제품 수율이 떨어지는 악영향을 주는 문제점이 있었다.
[선행기술 문헌]
대한민국 등록특허공보(등록번호 제10-1865338호, 등록일자 2018년05월31일)(발명의 명칭: 선폭 측정장치 및 이를 이용한 선폭 측정방법)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 승인도면(CAD)을 활용하여 마스터 파일 생성 시간을 단축시키고, 치수불량 유출을 방지하며, 측정 샘플 개수 증가로 고객 만족도가 향상되며, 전수검사를 통하여 공정 능력 평가 활용이 가능한 새로운 형태의 씨오에프 디스턴스 측정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 이러한 목적은 운영 단말과, 상기 운영단말기 유/무선 네트워크를 통해 연결된 릴-투-릴 비전시스템을 포함하는 씨오에프 디스턴스 측정장치에 있어서,
캐드(CAD)프로그램, 마스터정보를 추출하는 마스터 프로그램이 내장된 상기 운영 단말과,
상기 운영 단말과 연결되며, 언-코일러, 비전 파트, 리코일러 및 펀칭 파트를 포함하는 상기 릴-투-릴 비전시스템을 포함하며,
상기 비전 파트는 성능검증을 위한 테스트 모듈을 포함하고,
상기 비전 파트의 테스트 모듈을 통해 씨오에프(COF:Chip On Film) 필름의 치수정보를 측정하여 마스터 정보로 저장된 기본치수 정보와 비교하여 측정된 치수정보의 정확성을 판단하는 것을 특징으로 하는 씨오에프 디스턴스 측정장치를 통한 씨오에프 디스턴스 측정장치를 통해 달성된다.
또한, 상기 운영 단말은 마스터 프로그램을 통해, 승인도면의 캐드 파일(cad file) 기반으로 개발하고, 치수 측정항목을 데이터베이스와 연계하여 업체별로 구분관리하고, 오토(auto)(자동) 모드/수동(Manual) 모드를 병행하여 세팅하며, 마스터 파일을 20분/1모델 이내 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비전 파트는 장비 운영과 측정을 위한 카메라 세트가 설치되되,
얼라인먼트(Alignment) 카메라, 라인-스캔(Line-Scan) 카메라 및 2대의 면적(Area) 스캔 카메라가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비전 파트의 테스트 모듈에서는 목적에 맞는 영상을 취득하며, 상기 테스트 모듈은 장비 운영과 측정을 위한 카메라 세트를 포함하되, COF 필름 릴의 측정 시작을 위한 얼라인먼트 측정을 위한 얼라인먼트(Alignment)용 카메라, COF 필름 릴의 실제치수를 측정하기 전에 오차를 보정하기 위하여 오차를 측정하기 위한 2대의 면적(Area) 스캔 카메라, COF 필름 릴의 치수정보를 측정하기 위한 라인-스캔(Line-Scan) 카메라를 포함하고,
상기 라인 스캔 카메라의 치수정보와 저장된 기본치수 정보를 비교하여 측정된 치수정보의 정확성을 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비전 파트는 통상의 비전 기술로 영상을 촬영하여 최상의 이미지를 획득하되,
라인스캔과 면적 스캔을 병행하고, 2개의 면적-스캔 카메라를 통해 릴의 폭부분 상부 및 하부를 촬영하여 실제 제품이 기본저장된 기본 치수 정보에 비해 얼마나 기울어졌는지 기울기값(tangent)을 측정하고, 라인-스캔 카메라를 통해 측정된 치수정보와 기본 치수를 비교하여 측정된 기본치수 정보의 정확성을 확인하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 씨오에프 디스턴스 측정장치에 의하면, 승인도면(CAD)을 활용하여 마스터 파일 생성 시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 치수불량 유출을 방지하며, 측정 샘플 개수 증가로 고객 만족도가 향상되며, 전수검사를 통하여 공정 능력 평가 활용이 가능한 효과가 있다.
또한, 기존 COF 디스턴스 측정시간을 현저히 단축시킬 수 있고, 이로 인해 제품 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, COF 제품을 릴(Reel)단위로 전수 검사가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 과정을 개략적으로 단계별로 설명한 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 과정을 개략적으로 단계별로 설명한 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 장치를 통한 검사과정에서의 주요 알고리즘을 개략적으로 설명한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 디스턴스 측정장치의 개략적인 구성도
도 5는 도 4의 씨오에프(COF:Chip On Film) 디스턴스 측정장치를 통한 씨오에프 디스턴스 측정과정을 개략적으로 나타낸 흐름도
도 6은 도 4의 핵심인 비전 파트(Vision Part)의 테스트 모듈을 개략적으로 나타낸 사진도면
도 7는 도 5의 테스트모듈의 그립 및 스테이지 무빙 파트를 나타낸 사진도면
도 8는 도 5의 비전 파트의 구체적인 사진도면
도 9는 도 5의 비전 파트의 고사양 검사를 위한 과정을 나타낸 도면
도 10은 도 5의 테스트 모듈에서 목적에 맞는 적절한 영상을 취득하는 과정을 도식적으로 나타낸 도면
도 11은 도 4에서의 검사 소프트웨어의 주요 스크린 화면들을 나타낸 사진
도 12 및 도 13은 도 4의 테스트 모듈을 통한 치수측정결과를 나타낸 도면으로서 O/L Input 리드폭을 나타낸 도면
도 14은 도 4의 테스트 모듈을 통한 치수측정결과를 나타낸 도면으로서 O/L Input 피치(pitch) 편차원인을 나타낸 도면
도 15는 도 4의 테스트 모듈을 통한 치수측정결과를 나타낸 도면으로서 I/L 출력 리드폭을 나타낸 도면
도 16은 도 4의 테스트 모듈을 통한 치수측정결과를 나타낸 도면으로서 I/L 출력 피치(pitch)를 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 씨오에프 디스턴스 측정장치를 첨부도면을 참조하여 이하 상세히 설명한다.
즉, 본 발명에 따른 씨오에프 디스턴스 측정장치는 운영 단말과, 상기 운영단말기 유/무선 네트워크를 통해 연결된 릴-투-릴 비전시스템을 포함하는 씨오에프 디스턴스 측정장치에 있어서,
캐드(CAD)프로그램, 마스터정보를 추출하는 마스터 프로그램이 내장된 상기 운영 단말과,
상기 운영 단말과 연결되며, 언-코일러, 비전 파트, 리코일러 및 펀칭 파트를 포함하는 상기 릴-투-릴 비전시스템을 포함하며,
상기 비전 파트는 성능검증을 위한 테스트 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 과정을 개략적으로 단계별로 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 반도체 제품의 캐드 설계자(designer)가 COF 제품 설계한다-(COF(Chip On Film) 디자인(CAD) 단계). 이 부분은 종래방식과 동일하다.
이후, 설계자가 CAD 도면에서 정보를 바로 추출한다(즉, 도면정보에서 마스터(Master)정보를 자동으로 생성한다(약 30분이내).(마스터 정보 생성 단계).
이후, 파일정보를 COF 디스턴스 측정장치 로드(LOAD)한다(파일 로드단계).
이후, 동일한 제품에 마크로(Macro) 실행을 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 씨오에프(COF:Chip On Film) 거리(distance) 검사 장치를 통한 검사과정에서의 주요 알고리즘을 개략적으로 설명하면,
COF 필름(200)을 최상의 이미지 취득을 위해 통상의 비전 기술로 영상을 촬영한다. 측정성능을 보장하기 위한 본 발명에서 구현한 알고리즘을 통해 기존 종래 래기술의 한계를 극복하였는데,
첫째로 라인스캔과 면적(AREA) 스캔을 이용하였다. 즉, COF 제품특성에서 기인하는 보우잉(Bowing) 현상, 칩실장후 기판(substrate)의 변형 등 불완전한 검사조건을 해소하기 위하여, 제품을 검사용 지그(jig)에 고정한 후 스테이지(stage)를 고속으로 이동시킨다(이하 설명참조).
둘째로, 중요 알고리즘으로는, 서로 다른 해상도로 촬영된 두 개의 이미지를 상호 비교하여 차이를 분석해, 이미지 취득에 사용된 해상도보다 정밀한 치수를 측정한다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 라인 스캔에서는 촬영된 이미지를 보정하며, 면적 스캔은 두 개가 한쌍으로 가동되는데, 최초 면적 스캔은 얼라인먼트용이며, 두 번째 면적 스캔은 실제 이동되면서 측정 중에, COF 필름 릴(Reel) 실제의 이동 또는 기울기(기울어짐)가 생겼을 경우 이를 보정하기 위한 기울기 측정용 카메라(tangent camera)이며, 이를 통해 보정값을 추출하는 것이다.
본 발명에 따르면, 기존 AOI 장비에서 일반적으로 사용되는 비전(Vision)기술의 한계를 뛰어넘는 알고리즘을 통해, 촬영된 영상의 해상도보다 높은 정밀도로 COF 치수측정이 가능하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단말기의 마스터 프로그램을 통해,
승인도면의 캐드 파일(cad file) 기반으로 개발하게 되며,
치수 측정항목을 데이터베이스와 연계하여 업체별로 구분관리하게 되며,
오토(auto)(자동) 모드/수동(Manual) 모드를 병행하여 세팅이 가능하며,
마스터 파일을 20분/1모델 이내 생성할 수 있다.
이하 COF 디스턴스(치수) 측정장치에 대하여 첨부도면을 참조로 설명한다.
도 4를 참조하면, COF 치수들을 0.1um의 정밀도로 측정하는 릴-대-릴(Reel-To-Reel) 비전 시스템(Vision System)이다.
즉, 마스터 프로그램을 구비한 단말기가 있고, 이 단말기와 연결된 COF 디스턴스 측정장치가 구비된다.
COF 디스턴스 측정장치는 좌측에서부터 우측으로 순차적으로 설명하면, COF 필름(200)을 언와인딩(Unwinding)시키는 언-코일러 파트(Un-coiler Part)(10), COF 필름(200)을 측정하는 비전 파트(Vision Part)(20), 측정이 완료된 COF 필름을 특정위치 및 사이즈로 타발하는 펀치 파트(Punch Part, Option)(선택)(30), 및 측정 및 기타 과정이 완료된 COF 필름을 와인딩(winding)하는 리-코일러 파트(Re-Coiler Part)(40)로 이루어진다.
자세히 도시되지는 않았지만, 본 발명에서 사용되는 프로그램(소프트웨어)은 예를 들면 다음과 같다.
네트워킹 소프트웨어: DDE(Dynamic Data Exchange)를 완벽하게 지원하여 측정데이터를 스프레드 시트, 데이터베이스를 포함한 로컬 및 외부 소프트웨어, 시스템으로 직접 전송 할 수 있음.
구동 소프트웨어: 기계의 구동 및 조명 통제 등을 가능하게 하는 일련의 셋업 및 운영 소프트웨어.
운영 소프트웨어: 사용자가 접근하여 검사조건을 설정하고, 이미지를 확인할 수 있는 사용자인터페이스. 고객별 제품별 검사 마스터 관리.
검사 알고리즘: 촬영된 영상을 분석하여 설계대비 제품의 차이를 분석하는 본 발명의 핵심 소프트웨어로 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단말기의 마스터 프로그램을 통해,
승인도면의 캐드 파일(cad file) 기반으로 개발하게 되며,
치수 측정항목을 데이터베이스와 연계하여 업체별로 구분관리하게 되며,
오토(auto)(자동) 모드/수동(Manual) 모드를 병행하여 세팅이 가능하며,
마스터 파일을 20분/1모델 이내 생성할 수 있다.
도 5를 참조하여 마스터 과정을 설명하면,
오토캐트(auto CAD) 승인도면 저장단계,
마스터프로그램 가동단계,
파일 오픈단계,
오토 모드/수동 모드 선택단계,
치수항목 점검단계,
파일 저장단계,
측정 장비에 파일을 업로드 하는 단계로 이루어진다.
도 6을 참조하면, 단말기와 연결된 COF 디스턴스 측정장치에서 언-코일러, 리코일러 및 펀칭 파트를 제외한 핵심인 비전 파트(20)의 개략적인 도시한 것으로서, 이후 설명할 얼라인먼트(Alignment) 카메라, 라인-스캔(Line-Scan) 카메라 및 면적(Area) 카메라(2대)가 도시되며(도 8 참조), 또한, 고속 리니어모드(LM) 스테이지(140)(제품이송 스테이지)가 구비되고, 각각의 장치들은 수직 및 수평 지지대들에 제조된 기둥(또는 프레임)에 의해 고정지지된다. 이러한 장치들 혹은 부품들은 저면에 위치된 각종 전기공급장치 및 그 부품들과 전기적으로 연결되어 전기를 공급받고 각종 전기신호 및 제어신호를 송수신하게 된다(이에 대한 자세한 설명은 필요한 부품과 연계동작시 간단히 설명하기로 한다).
도 7을 참조하면, 그립 및 스테이지 무빙 파트에 대하여 설명하면, 고속 리니어모드(LM) 스테이지(STAGE)(140)위에 제품의 PF(PerFer: 스프라킷홀)에 따라 간격 조정이 가능한 고박장치 3조가 설치된다(①②③)(141,142,143). 즉 3조로 구성된 검사를 위한 COF 고박장치가 구비되며, 고박장치 하방에는 고속 리니어모드(LM) 스테이지(④)(144)가 구비되며, 테스트 제품 고박용 그리퍼(Ggripper)가 LM 스테이지(⑤⑥)(145,146) 양측단 근처에 구비된다.
도 8을 참조하면, 비전 파트(120)에는 장비 운영과 측정을 위한 카메라 세트가 설치된다. 즉, 얼라인먼트(Alignment) 카메라(110), 라인-스캔(Line-Scan) 카메라(120) 및 면적(Area) 카메라(2대)(130:131,132)가 설치된다.
비전 파트에 대하여 좀 더 설명한다.
비전 파트는 고사양 검사를 위한 시스템을 구성하였다.
즉, 비전파트에 따르면, COF 제품 특성에서 기인하는 보우잉(Bowing) 현상, 칩실장후 기판(substrate)의 변형 등 불완전한 검사조건을 해소하기 위하여, 제품을 검사용 지그(jig)에 고정한 후 스테이지(stage)를 고속으로 이동시킨다. 이를 통해 최상의 이미지를 취득한다. 또한, 고해상도의 투과 시스템과 반사 시스템을 통해 획득한 다수의 영상들을 비교/분석하여 측정성능을 보장한다.
비전 파트에서는 3단계의 확인과정을 수행한다.
도 9를 참조하면, 얼라인먼트 시스템에서는 COF의 자동검사 시작을 확인한다. 이때 픽셀 해상도(Pixel Resolution)는 15um이다.
이후, 치수 보정검사 시스템에서는 기본 치수의 정확성을 확인한다. 이때 픽셀 해상도(Pixel Resolution)는 1.5um이하이다.
이후 기본 치수검사 시스템에서는 COF의 기본치수를 확인한다. 이때 픽셀 해상도(Pixel Resolution)는 1.8um이하이다.
상기 비전파트 테스트 모듈의 주요 특성을 설명한다.
먼저, 통상의 비전 기술로 영상을 촬영하여 최상의 이미지를 획득한다. 또한 본 발명의 알고리즘 기술을 통해 종래기술의 한계를 극복한다.
이를 위하여, 라인스캔과 면적 스캔을 병행한다. 즉, 위 설명과 같이, COF 제품 특성에서 기인하는 보우잉 현상 칩실장후 기판(substrate)의 변형 등 불완전한 검사조건을 해소하기 위하여, 제품을 검사용 지그(jig)에 고정한 후 스테이지(stage)를 고속으로 이동시킨다.
또한, 서로 다른 해상도로 촬영된 두 개의 이미지를 상호 비교하여 차이를 분석해, 이미지 취득에 사용된 해상도보다 정밀한 치수를 측정한다.
즉, 본 발명에 따르면, 종래기술의 장비에서 사용되는 비전 기술의 한계를 뛰어넘는 알고리즘을 통해, 촬영된 영상의 해상도 보다 높은 정밀도로 COF 치수 측정이 가능하다(1/10 마이크로미터 신뢰도로 1/100 마이크로미터 이하의 정밀도로 측정이 가능하다).
상기 도 9 에서, 릴(reel)의 얼라인키(align key)는 면적 카메라를 통하여 스캐닝하게 된다. 라인 스캐닝 카메라는 컬러(color) 인식을 통하여(색오차) 스캐닝하게 된다.
한편, 릴(reel)이 약 20um~30um 움직이게 되면, 면적스캔 카메라(area scan camera)를 통해 확인할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 비전파트의 테스트 모듈(측정 장치)에서 영상을 취득하는 과정을 설명한다. 즉, 본 발명에 따르면, 비전파트의 테스트 모듈에서는 목적에 맞는 적절한 영상을 아래와 같은 방식으로 취득한다.
즉, 얼라인먼트 카메라 취득 영상은 투과 및 반사를 통해 취득한다.
이후 면적-스캔 카메라 취득 영상은 투과 및 반사를 통해 취득한다.
이후 라인-스캔 카메라 취득 영상은 투과를 통해 취득하고 그영상을 이용하며, 라인-스캔 카메라도 반사를 통해서도 영상을 취득할 수 있다(실시예에서는 원-메탈 기준으로 측정한 것임, 투메탈(two-metal)의 경우는 반사영상도 필요하게됨).
도 11을 참조하면, 본 발명에서, 비전 파트의 테스트 모듈(측정 장치)의 검사 소프트웨어를 통해 수행되는 과정은, 자동 검사, 검사 설정, 하드웨어 셋업, 라인스캔 이미지, 면적스캔 이미지 획득과정이 수행되며, 각각의 과정은 유저 인터페이스화면을 디스플레이장치를 통해 확인할 수 있다.
본 발명에서 비전파트의 테스트 모듈을 통한 치수측정 테스트 결과를 설명한다. 이하 테스트 결과는 예시적인 것이며 여기서 언급한 치수등에 한정되지 않는다.
도 12를 참조하면, O/L(Lead) Input 리드폭을 볼 수 있다. 즉, 선택된 유닛(unit)의 리드(lead)별 상세 내용을 그래프를 통해 살펴볼 수 있다(스펙(spec)은 상단(top)과 하단(bottom)간 거리를 측정한 결과를 나타낸다). 그래프 좌측에서 피크치가 나타난 것을 볼 수 있다. 즉, 유닛(unit)별 평균 트렌드(average trend)가 표시되며, (여기서, 122.5와 119.8은 예시적인 것이며 이후 비교데이터로 사용되게 된다, 예를 들어 이 범위내에 있으면 양호 불량등으로 구분할 수 있을 것이다). 또한, 선택된 유닛의 lead별 상세(detail)에 대해 그래프로 표시되며, 그래프 왼쪽 피크는 예외사항으로서, 이하 도 10에서 설명될 것이다).
참고로 설명하면, 이하 설명에서 O/L Output Lead를 나타내며, 패널(panel)에 연결되는 부분이고, I/L 은 Input Lead를 나타내며, 칩(chip)쪽에 연결되며 PCB 기판 신호가 입력되는 쪽을 나타낸다. O/L 및 I/L 각각 input 및 output이 있으며, input은 전기신호가 입력되는 쪽이고, output는 전기신호가 출력되는 쪽을 나타낸다.
또한, 그래프가 있는 도면에서 위쪽 그래프는 COF 필름의 윗면을 나타내며, 아래쪽 그래프는 COF 필름의 저면을 나타낸다.
도 13을 참조하면, O/L Input 리드폭을 볼 수 있는데, 이를 통해 O/L Input 리드폭 편차 원인을 알 수 있게 된다.
즉, 이물질로 인한 치수 차이가 발생된 것을 알 수 있다. 도 10의 좌측 그래프는 리드폭 및 피치 그래프가 표시된다. 우측 도시된 리드들은 간격표시를 설명하기 위한 것으로서, 리드들간의 폭이 표시되며, 이물질이 있을 경우에는 치수가 달라지는 현상을 도시한다. 이러한 이물질이 리드폭 편차의 원인이 된다.
도 14를 참조하면, O/L Input 피치(pitch) 편차원인을 살펴본다.
도 14의 그래프를 살펴보면, 측정 평균이 정상(130개)과 불량 상태(+1개, +2개)의 숫자를 나타낸다. 또한, 선택된 유닛의 리드(lead)별 상세(detail)가 표시된다. 최하부에 점선 원형으로 표시된(현미경 사진에서) 부분은 비정상이 발생된 부분을 나타낸다. 스페이스(space) 부분에 이물 또는 스크래치 등으로 리드수가 증가한다(스페이스 분할).
도 15를 참조하면, I/L(lead) 출력 리드폭을 살펴본다.
그래프에서, 다른 패턴(B)의 영향으로 스펙(SPEC)과의 차이가 발생한다.
추후 정규 영역(A)과 예외 영역(B)을 구분해서 관리할 수 있다.
도 16을 참조하면, I/L 출력 피치를 살펴본다.
그래프에서, 다른 패턴(B)의 영향으로 스펙(SPEC)과의 차이가 발생한다.
추후 정규 영역(A)과 예외 영역(B)을 불량(C)으로 구분해서 관리할 수 있다.
C는 이물질의 라이트닝(Lightening) 영향으로 리드 손실이 발생한 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 승인도면(CAD)을 활용하여 마스터 파일 생성 시간을 단축(약 70%)시킬 수 있다.
또한, 치수불량 유출을 방지할 수 있다.
또한, 측정 샘플 개수 증가로 고객 만족도가 향상된다.
또한, 경쟁업체 대비 차별화된 기술 확보로 경쟁력이 강화된다.
또한, 전수검사를 통하여 공정 능력 평가 활용이 가능하다. 즉, 원소재 및 온도/습도에 따른 누적 피치 트렌드(PITCH TREND) 분석이 가능하다. 또한, 에칭(etching)액 및 열간 선폭 밸런스(balance) 분석이 가능하다. 또한, 공정별 또는 제조형태별 표준 편차 도출로 인해 공정 표준의 확립이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 측정공정이 자동화됨으로써, 제품 수율이 향상된다.
또한, 제품 측정공정이 연속성을 가지고 진행됨으로써, 측정시간을 단축시킬 수 있고, 프로그래밍처리를 통하여 일정측정구간을 구분하여 측정조건도 변경시킬 수 있다.
또한, COF 디스턴스 측정장치분야에서는 제공하지 못했던 기능으로서, 1um급이 아닌 0.1um급의 미세한 측정이 가능하며, 이러한 과정이 자동화 과정을 통해 자동적으로 프로그래밍(programming)을 통해 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, COF 제품을 릴(Reel)단위로 전수 검사가 가능하다. 1 릴의 유닛(COF 제품)갯수가 약 2000개~3000개(이에 제한되지 않음)가 될 수 있고, 이러한 숫자의 COF 제품을 유닛 구간별로 미리 설정된 프로그램 조건에 따라 약 1시간 ~2시간이내에(1개당 5분이하의 시간이 소요된다고 가정함) 검사가 완료된다. 물론 검사단위는 0.1um이하로 표시될 수 있다. 이때, 오차범위를 0.5um이내로 구현가능하다. 또한 전체 측정결과는 그래프와 표로 표현된다. 또한, 측정 이미지에 대한 데이터베이스(database)가 구축되며 열람도 가능하다. 한편, 1 릴의 COF의 검사항목의 갯수는 임의로 정할 수 있고, 최소 50항목이상 지원이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, CAD 프로그램과 연계하여 고객도면을 이용하여 CAD 연계 기능평가도 가능하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
A. 정규 영역
B. 예외 영역
C. 불량
110: 얼라인먼트 카메라(Alignment Camera)
120: 라인스캔 카메라(Line scan camera)
130: 에어리어스캔 카메라(Area Scan Camera)
140: 고속이동스테이지
200: COF 필름(릴)

Claims (5)

  1. 운영 단말과, 상기 운영단말기 유/무선 네트워크를 통해 연결된 릴-투-릴 비전시스템을 포함하는 씨오에프 디스턴스 측정장치에 있어서,
    캐드(CAD)프로그램, 마스터정보를 추출하는 마스터 프로그램이 내장된 상기 운영 단말과,
    상기 운영 단말과 연결되며, 언-코일러, 비전 파트, 리코일러 및 펀칭 파트를 포함하는 상기 릴-투-릴 비전시스템을 포함하며,
    상기 비전 파트는 성능검증을 위한 테스트 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 비전 파트의 테스트 모듈을 통해 씨오에프(COF:Chip On Film) 필름의 치수정보를 측정하여 마스터 정보로 저장된 기본치수 정보와 비교하여 측정된 치수정보의 정확성을 판단하는 것을 특징으로 하는 씨오에프 디스턴스 측정장치를 통한 씨오에프 디스턴스 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 운영 단말은 마스터 프로그램을 통해, 승인도면의 캐드 파일(cad file) 기반으로 개발하고, 치수 측정항목을 데이터베이스와 연계하여 업체별로 구분관리하고, 오토(auto)(자동) 모드/수동(Manual) 모드를 병행하여 세팅하며, 마스터 파일을 20분/1모델 이내 생성하는 것을 특징으로 하는 씨오에프 디스턴스 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 비전 파트는 장비 운영과 측정을 위한 카메라 세트가 설치되되,
    얼라인먼트(Alignment) 카메라, 라인-스캔(Line-Scan) 카메라 및 2대의 면적(Area) 스캔 카메라가 설치된 것을 특징으로 하는 씨오에프 디스턴스 측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 비전 파트의 테스트 모듈에서는 목적에 맞는 영상을 취득하며, 상기 테스트 모듈은 장비 운영과 측정을 위한 카메라 세트를 포함하되, COF 필름 릴의 측정 시작을 위한 얼라인먼트 측정을 위한 얼라인먼트(Alignment)용 카메라, COF 필름 릴의 실제치수를 측정하기 전에 오차를 보정하기 위하여 오차를 측정하기 위한 2대의 면적(Area) 스캔 카메라, COF 필름 릴의 치수정보를 측정하기 위한 라인-스캔(Line-Scan) 카메라를 포함하고,
    상기 라인 스캔 카메라의 치수정보와 저장된 기본치수 정보를 비교하여 측정된 치수정보의 정확성을 판단하는 것을 특징으로 하는 씨오에프 디스턴스 측정장치를 통한 씨오에프 디스턴스 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 비전 파트는 통상의 비전 기술로 영상을 촬영하여 최상의 이미지를 획득하되,
    라인스캔과 면적 스캔을 병행하고, 2개의 면적-스캔 카메라를 통해 릴의 폭부분 상부 및 하부를 촬영하여 실제 제품이 기본저장된 기본 치수 정보에 비해 얼마나 기울어졌는지 기울기값(tangent)을 측정하고, 라인-스캔 카메라를 통해 측정된 치수정보와 기본 치수를 비교하여 측정된 기본치수 정보의 정확성을 확인하는 것을 특징으로 하는 씨오에프 디스턴스 측정장치.






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