KR20240009647A - 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 디핑(dipping)을 개선하여 작업 편의성을 향상시킨 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 관한 것이다. 본 발명의 프로브 본딩장치는 복수의 프로브가 안착된 트레이 및 솔더 페이스트가 수용된 디핑폿을 포함하는 트레이유닛, 일방향으로 나란하게 배치된 상기 트레이 및 상기 디핑폿을 따라서 이동가능하게 설치된 제1그리퍼를 포함하는 이동유닛을 포함한다.

Description

프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법{Probe Bonding Device and Probe Bonding Method Using the Same}

본 발명은 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 프로브 디핑(dipping)을 개선한 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 관한 것이다.

프로브 카드는 웨이퍼(Wafer) 상에 형성된 칩(Chip)의 전기적인 특성을 검사하는 데에 사용되는 장치이다.

도 1은 일반적인 프로브 카드(10)를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 프로브 카드(10)는 기판(11, 세라믹, 유기 또는 웨이퍼 등), 상기 기판(11)에 형성된 전극(12) 및 상기 전극(12)에 본딩된 복수의 프로브(13)를 포함한다.

한편, 반도체 공정을 통하여 제조된 웨이퍼 상의 칩은 상기 칩에 형성된 패드들을 통해 전기적 신호를 입력받아 소정의 동작을 수행한 후 처리결과를 다시 패드를 통해 웨이퍼 검사 시스템(Wafer Test System)으로 전달하게 되는데, 이와 같이 상기 칩이 올바르게 작동되는지를 판별하기 위하여 프로브 카드가 사용된다.

도 2는 일반적인 프로브 본딩장치(20)를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 일반적인 프로브 본딩장치(20)는 트레이(21), 제1그리퍼(22), 포밍유닛(23), 본딩 그리퍼(24), 납조(25), 척유닛(26), 비전유닛(27) 및 레이저부(28)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 일반적인 프로브 본딩장치(20)는, 트레이(21)에 실장된 프로브를 상기 제1그리퍼(22)가 파지하여 포밍유닛(23)으로 이송시킨 후, 상기 프로브를 포밍유닛(23)을 이용하여 기구적으로 정렬시키게 된다. 이후, 본딩 그리퍼(24)로 상기 프로브를 다시 파지하여 납조(25)에 디핑시켜 솔더 페이스트를 상기 프로브의 하부에 도포하게 된다. 이후, 상기 본딩 그리퍼(24)는 솔더 페이스트가 도포된 상기 프로브를 척유닛(26)상에 고정된 기판의 본딩 위치로 이송시키고, 상기 비전유닛(27)으로 위치를 확인하고 상기 레이저부(28)에 의해서 레이저를 조사하여 본딩을 완료하게 된다.

이와 같이 종래의 프로브 본딩장치 및 방법은 상기 포밍유닛(23)을 이용하여 기구적으로 정렬된 프로브를 다시 파지하여 상기 납조(25)에 디핑시켜 솔더 페이스트를 상기 프로브의 하부에 도포한다. 이는 프로브를 이동시키는 각 과정에서 경로가 중복되며 불필요한 움직임이 많다는 문제점이 있었다. 그로 인해 작업의 편의성이 떨어지고 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프로브 디핑을 개선하여 작업 편의성을 향상시킨 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

더하여, 본 발명은 작업의 순서를 변경하여 작업시간을 단축시키고 생산성을 최대화한 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의한 프로브 본딩장치는 복수의 프로브가 안착된 트레이 및 솔더 페이스트가 수용된 디핑폿을 포함하는 트레이유닛, 일방향으로 나란하게 배치된 상기 트레이 및 상기 디핑폿을 따라서 이동가능하게 설치된 제1그리퍼를 포함하는 이동유닛, 상기 이동유닛에서 이송된 프로브를 파지하여 정렬하는 제2그리퍼를 포함하는 정렬유닛, 상기 정렬유닛에서 이송된 프로브를 파지하여 이송하는 제3그리퍼를 포함하는 본딩유닛, 레이저를 조사하여 프로브를 본딩하는 레이저유닛, 상기 프로브가 본딩되는 웨이퍼를 진공 흡착하여 고정시키는 척유닛 및 상기 척유닛을 이동시켜 정해진 위치에 고정시키는 작업유닛을 포함한다.

또한, 상기 트레이와 상기 디핑폿은 일방향(Y축)으로 이격되어 배치되고, 상기 제1그리퍼는 상기 트레이에서 하나의 프로브를 파지하여 상기 일방향(Y축)으로 이동하여 상기 디핑폿에서 솔더 페이스트를 도포하여 이송할 수 있다.

또한, 상기 제1그리퍼는 상기 트레이 및 상기 디핑폿에서 상기 일방향(Y축)과 수직한 방향(Z축)으로 이격되어 배치되고, 상기 트레이 및 상기 디핑폿과 가까워지거나 멀어지도록 이동가능하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 프로브에 본딩과정에 필요한 적당량의 솔더 페이스트가 도포되었는지 여부를 모니터링하는 비전수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 트레이유닛, 상기 이동유닛 및 상기 정렬유닛은 상기 일방향(Y축)과 수직한 방향(X축)으로 이격되어 배치된 한 쌍으로 각각 구비될 수 있다.

또한, 상기 제3그리퍼는 상기 한 쌍의 정렬유닛에서 각각 이송된 프로브를 순차적으로 파지하여 이송할 수 있다

한편, 본 발명의 프로브 본딩장치를 이용한 프로브 본딩방법은 제1그리퍼가 트레이로 이동하여 하나의 프로브를 파지하는 이동유닛 동작 단계, 상기 제1그리퍼가 상기 트레이와 일방향으로 나란하게 배치된 디핑폿으로 이동하여 상기 프로브에 솔더 페이스트를 도포하는 프로브 디핑 단계, 상기 제1그리퍼에서 제2그리퍼로 프로브를 이동하는 정렬유닛으로 이송 단계, 상기 제2그리퍼에 의해 파지된 프로브를 정렬하는 프로브 정렬 단계, 상기 제2그리퍼에서 제3그러퍼로 프로브를 이동하는 본딩유닛으로 이송 단계 및 상기 제3그리퍼에 의해 파지된 프로브를 본딩하는 프로브 본딩 단계를 포함한다.

또한, 상기 이동유닛 동작 단계는, 상기 제1그리퍼가 상기 트레이의 Z축방향 일측에 배치되고, 상기 제1그리퍼가 상기 트레이와 가까워지도록 Z축방향으로 이동하여 하나의 프로브를 파지하여, 상기 트레이와 멀어지도록 Z축방향으로 이동하는 단계를 포함하고, 상기 프로브 디핑 단계는, 상기 제1그리퍼가 상기 디핑폿을 향하여 Y축방향으로 이동하여 상기 디핑폿의 Z축방향 일측에 배치되고, 상기 제1그리퍼가 상기 디핑폿과 가까워지도록 Z축방향으로 이동하여 상기 프로브에 솔더 페이스트를 도포하여, 상기 디핑폿과 멀어지도록 Z축방향으로 이동하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 프로브에 본딩과정에 필요한 적당량의 솔더 페이스트가 도포되었는지 여부를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로브에 도포된 솔더 페이스트의 양이 부족하다고 판단되는 경우 상기 프로브를 다시 디핑폿으로 이동시켜 솔더 페이스트를 도포하고, 상기 프로브에 도포된 솔더 페이스트의 양이 과다하거나 불량한 경우 상기 프로브를 폐기하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 프로브 본딩장치 및 이를 이용한 프로브 본딩방법에 의하면, 프로브 디핑을 개선하여 작업 편의성을 향상하는 장점이 있다.

더하여, 작업의 순서를 변경하여 작업시간을 단축시키고 생산성을 최대화할 수 있다는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 프로브 본딩장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치를 이용한 프로브 본딩방법을 순서대로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치 중 일부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치에서 수행되는 작업 중 일부를 순서대로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치 중 그리퍼를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치 중 그리퍼의 작동을 순서대로 도시한 도면.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치 중 비전유닛을 도시한 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 부가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 이하, 도면에 표시된 X축, Y축 및 Z축은 각각 제1방향, 제2방향 및 제3방향을 의미한다. 각 방향은 서로 수직한 임의의 방향으로 이해될 수 있으며, 특히 제3방향은 상하방향으로 이해될 수 있다. 또한, 각 방향은 축방향으로 일반적으로 양 방향을 모두 포함하며 필요에 따라 한 방향으로 한정하여 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100)를 도시한 도면이다. 도 3은 프로브 본딩장치(100)을 X, Y, Z축을 포함한 사시도로 도시한 도면이고, 도 4는 프로브 본딩장치(100)를 X, Y축을 포함한 평면도로 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 프로브 본딩장치(100)는 트레이유닛(110), 이동유닛(120), 정렬유닛(130), 본딩유닛(140), 레이저유닛(150), 척유닛(160), 작업유닛(170) 및 비전유닛(180, 190)을 포함한다.

상기 트레이유닛(110)은 복수의 프로브(P)가 안착된 적어도 하나의 트레이(112) 및 솔더 페이스트가 수용된 디핑폿(dipping pot, 114)을 포함한다. 상기 이동유닛(120)은 상기 트레이(112)에서 프로브(P)를 파지하여 상기 디핑폿(114)에서 디핑시키고 이송하는 제1그리퍼(122)를 포함한다. 상기 트레이유닛(110) 및 상기 이동유닛(120)에 대하여는 도 6 및 도 7에서 보다 상세하게 설명한다.

상기 정렬유닛(130)은 상기 이동유닛(120)에서 이송된 프로브(P)를 파지하여 정렬하고 이송하는 제2그리퍼(132)를 포함한다. 상기 본딩유닛(140)은 상기 정렬유닛(130)에서 이송된 프로브(P)를 파지하여 본딩공정을 수행하는 제3그리퍼(142)를 포함한다. 이때, 상기 제1그리퍼(122), 상기 제2그리퍼(132) 및 상기 제3그리퍼(142)를 모두 포함하여 프로브 그리퍼(102)로 명명할 수 있다. 상기 프로브 그리퍼(102)에 대해서는 도 8 및 도 9에서 자세하게 설명한다.

상기 레이저유닛(150)은 본딩을 위한 레이저를 출력하며, 상기 척유닛(160)은 웨이퍼(wafer, 162)를 진공 흡착하여 그 위치를 보정하여 고정시킨다. 또한, 상기 작업유닛(170)은 상기 척유닛(160)을 이동시켜 정해진 위치에 고정시킨다. 예를 들어, 상기 척유닛(160)은 상기 웨이퍼(162)를 360도 회전시킬 수 있으며, 상기 작업유닛(170)은 상기 척유닛(160)을 X, Y축으로 이동시킬 수 있다.

상기 비전유닛(180, 190)은 각 장치에 의한 작업이 수행되는 것을 모니터링하는 복수의 비전수단을 포함한다. 상기 비전유닛(180, 190)에 대해서는 도 10 내지 도 12에서 자세하게 설명한다.

상기 프로브 본딩장치(100)는 프로브 피딩부(feeding part) 및 프로브 본딩부(bonding part)로 구분될 수 있다. 이때, 프로브 피딩부는 본딩을 위한 준비단계로 프로브 피딩과정이 수행되는 장치를 모두 포함하며, 프로브 본딩부는 프로브 본딩과정이 수행되는 장치를 모두 포함한다. 후술할 프로브 본딩장치(100)를 이용한 프로브 본딩방법에는 프로브 피딩과정 및 프로브 본딩과정이 포함된다.

상기 트레이유닛(110), 상기 이동유닛(120) 및 상기 정렬유닛(130)은 프로브 피딩부로 구분되고, 상기 본딩유닛(140), 상기 레이저유닛(150), 상기 척유닛(160) 및 상기 작업유닛(170)은 프로브 본딩부로 구분된다. 또한, 상기 비전유닛은 프로브 피딩부에 포함되는 피딩 비전유닛(180)과 프로브 본딩부에 포함되는 본딩 비전유닛(190)으로 구분될 수 있다.

이때, 상기 프로브 본딩장치(100)는 한 쌍의 프로브 피딩부와 하나의 프로브 본딩부를 포함한다. 그에 따라, 프로브 피딩부에 해당되는 상기 트레이유닛(110), 상기 이동유닛(120), 상기 정렬유닛(130) 및 상기 피딩 비전유닛(180)은 한 쌍으로 마련된다. 즉, 하나의 프로브 본딩장치(100)내에서 프로브 피딩과정이 이원화되어 수행되며 프로브 본딩과정은 일원화되어 수행될 수 있다.

예를 들어, 프로브 피딩부와 프로브 본딩부는 Y축 방향으로 이격되어 배치되고, 한 쌍의 프로브 피딩부는 X축 방향으로 이격되어 배치된다. 도 4를 참고하면, 도면상 프로브 본딩부의 우측에 한 쌍의 프로브 피딩부가 배치되며, 한 쌍의 프로브 피딩부는 상하로 구분되어 배치된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100)를 이용한 프로브 본딩방법을 순서대로 도시한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 프로브 본딩장치(100)를 이용한 프로브 본딩방법에는 프로브 피딩과정 및 프로브 본딩과정이 포함된다. 또한, 프로브 피딩과정은 이원화되어 수행되며, 프로브 본딩과정은 일원화되어 수행된다.

상기 프로브 본딩장치(100)가 작동되면, 이동유닛(120)이 동작한다(S10, S12). 자세하게는, 제1그리퍼(122)가 이동하여 트레이(112)에서 프로브(P)를 파지하여 디핑폿(114)에 디핑시키고(S20, S22), 상기 정렬유닛(130)으로 이송시킨다(S30, S32). 그리고, 제2그리퍼(132)가 프로브(P)를 파지하여 정렬하고(S40, S42), 상기 본딩유닛(140)으로 이송시킨다(S50, S52). 이를 프로브 피딩과정이라 할 수 있다.

그리고, 상기 본딩유닛(140)으로 이송된 프로브(P)를 제3그리퍼(142)가 파지하여 본딩한다(S60). 본딩은 프로브(P)를 상기 척유닛(160)의 웨이퍼(162)에 위치시키고 상기 레이저유닛(150)을 통해 점착시키는 것을 의미한다. 이를 프로브 본딩과정이라 할 수 있다.

이때, 프로브 피딩과정의 이원화를 설명하기 위해, 편의상 한 쌍의 장치들을 제1, 제2를 붙여 구분하였다. 예를 들어, 도 3에서 우측에 위치한 이동유닛을 제1이동유닛이라 하고, 좌측에 위치한 이동유닛을 제2이동유닛으로 구분할 수 있다. 또한, 각 장치에 의해 파지 및 이송되는 프로브를 제1프로브 및 제2프로브로 구분하였다.

그에 따라, 프로브 피딩과정을 제1프로브 피딩과정(S10, S20, S30, S40, S50)과 제2프로브 피딩과정(S12, S22, S32, S42, S52)로 구분할 수 있다. 제1프로브 피딩과정(S10, S20, S30, S40, S50)과 제2프로브 피딩과정(S12, S22, S32, S42, S52)은 시차를 가지고 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1이동유닛의 동작(S10)이 수행됨과 동시에 제2정렬유닛으로 이송(S32) 동작이 수행될 수 있다.

그에 따라, 제1프로브 및 제2프로브는 서로 다른 시차를 가지고 상기 본딩유닛(140)으로 이송될 수 있다. 결과적으로 상기 본딩유닛(140)으로 보다 짧은 간격으로 프로브가 제공될 수 있다. 그에 따라, 대기시간을 최소화하며 작업 생산량이 증대되는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100) 중 일부를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100)에서 수행되는 작업 중 일부를 순서대로 도시한 도면이다. 도 6은 상기 프로브 본딩장치(100)에서 상기 트레이유닛(110) 및 상기 이동유닛(120)이 위치한 부분을 도시하였으며, 도 7은 도 5상에서 이동유닛이 동작(S10, S12)하여 프로브 디핑(S20, S22)이 수행되는 단계를 도시하였다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 트레이유닛(110)은 나란하게 배치된 트레이(112) 및 디핑폿(114)을 포함한다. 자세하게는, 상기 트레이(112)와 상기 디핑폿(114)은 일 직선상 또는 일 축상에 나란하게 배치된다. 예를 들어, 상기 트레이(112)와 상기 디핑폿(114)은 Y축상에 이격배치될 수 있다.

상기 이동유닛(120)은 나란하게 배치된 상기 트레이(112) 및 상기 디핑폿(114)을 따라 이동가능한 제1그리퍼(122)를 포함한다. 자세하게는, 상기 제1그리퍼(122)는 상기 트레이(112) 및 상기 디핑폿(114)의 일측에 위치하고, 상기 트레이(112) 및 상기 디핑폿(114)을 따라서 이동하거나 상기 트레이(112) 및 상기 디핑폿(114)와 가까워지거나 멀어지도록 이동가능하게 설치된다. 예를 들어, 상기 제1그리퍼(122)는 상기 트레이(112) 및 상기 디핑폿(114)에서 Z축으로 이격되어 위치하고, Y축 및 Z축으로 이동가능하게 설치된다.

도 7을 참고하여 상기 제1그리퍼(122)의 이동을 보다 상세하게 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이 이동유닛 동작(S10, S12) 단계가 수행되면, 상기 제1그리퍼(122)는 도 7의 (a)와 같이 상기 트레이(112)와 Z축으로 나란하게 이격배치된다. 이때, 후술할 제1비전수단(182)에 의해 상기 트레이(112)에 배치된 프로브(P)의 상태를 모니터링할 수 있다.

그리고 도 7의 (b)와 같이, 상기 제1그리퍼(122)는 상기 트레이(112)와 가까워지도록 Z축으로 이동한다. 이때, 상기 트레이(112)에 배치된 복수의 프로브(P) 중 어느 하나를 파지할 수 있다. 그리고, 상기 제1그리퍼(122)는 상기 트레이(112)와 멀어지도록 Z축으로 다시 이동한다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이 프로브 디핑(S20, S22) 단계가 수행된다. 도 7의 (c)와 같이 상기 제1그리퍼(122)는 상기 디핑폿(114)을 향해 Y축으로 이동한다. 다시 말하면, 상기 트레이(112)와 상기 디핑폿(114)이 Y축상에 나란하게 배치되어 상기 제1그리퍼(122)는 상기 트레이(112)에서 프로브(P)를 파지하고 Y축을 따라 이동하여 상기 디핑폿(114)에 도달될 수 있다.

그리고 도 7의 (d)와 같이, 상기 제1그리퍼(122)는 상기 디핑폿(114)과 가까워지도록 Z축으로 이동한다. 이때, 상기 제1그리퍼(122)가 파지한 프로브(P)의 적어도 일부에 상기 디핑폿(114)에 수용된 솔더 페이스트가 도포될 수 있다. 그리고, 상기 제1그리퍼(122)는 상기 디핑폿(114)과 멀어지도록 Z축으로 다시 이동한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100) 중 그리퍼(102)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100) 중 그리퍼(102)의 작동을 순서대로 도시한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 그리퍼 또는 프로브 그리퍼(102)는 상기 제1그리퍼(122), 상기 제2그리퍼(132) 및 상기 제3그리퍼(142)를 모두 포함한다. 이때, 상기 그리퍼(102)는 프로브(P)를 파지 및 이동하는 장치를 의미하며 상기 프로브 본딩장치(100) 내에 더 많은 수로 구비될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼(102)는 그리퍼 본체(1028) 및 상기 그리퍼 본체(1028)에서 돌출된 그리퍼 팁(1020, 1022)를 포함한다. 상기 그리퍼 팁은 프로브(P)를 파지하는 부분으로 고정팁(1020)과 이동팁(1022)을 포함하는 한 쌍으로 구비된다. 이때, 상기 고정팁(1020)에는 프로브(P)가 삽입가능한 프로브 홈(1025)이 구비될 수 있다.

또한, 상기 그리퍼(102)는 상기 그리퍼 본체(1028)의 내부에 배치되는 팁 연결부(1021, 1023), 그리퍼 이동부(1024) 및 그리퍼 제어부(1026)를 더 포함한다. 상기 팁 고정부는 상기 고정팁(1020)과 결합되는 고정팁 연결부(1021) 및 상기 이동팁(1022)과 결합되는 이동팁 연결부(1023)를 포함한다.

상기 그리퍼 이동부(1024)는 상기 이동팁 연결부(1023)와 결합되어 상기 이동팁(1022)이 왕복이동가능하게 마련된다. 그리고, 상기 그리퍼 제어부(1026)는 상기 그리퍼 이동부(1024)를 제어하여 상기 이동팁(1022)의 이동범위를 제어할 수 있다. 특히, 상기 그리퍼 제어부(1026)는 전기를 통한 세밀한 제어를 통해 상기 이동팁(1022)의 이동범위를 자유롭게 제어할 수 있다.

도 9를 참고하여 상기 그리퍼(102)가 프로브를 파지하는 과정에 대하여 자세하게 설명한다. 예를 들어, 앞서 설명한 이동유닛 동작(S10, S12) 단계의 수행에 의해 상기 제1그리퍼(122)가 상기 트레이(112)에 배치된 프로브(P)를 파지하는 과정에 해당될 수 있다. 또한, 제2, 3그리퍼(132, 142) 또는 다른 그리퍼 등에 의해 프로브가 파지되는 과정에 해당될 수 있다.

도 9의 (a)와 같이, 상기 그리퍼(102)는 상기 고정팁(1020)과 상기 이동팁(1022)이 소정의 거리로 이격된 상태로 대기한다. 이때, 상기 고정팁(1020)과 상기 이동팁(1022)의 간격을 제1간격(A)으로 정의할 수 있다.

그리고, 도 9의 (b)와 같이 상기 그리퍼(102)는 상기 프로브 홈(1025)에 프로브가 삽입되도록 이동한다. 예를 들어, 상기 그리퍼(102)는 상기 프로브 홈(1025)에 프로브가 삽입되도록 Z축방향으로 이동할 수 있다. 이때, 상기 이동팁(1022)을 상기 고정팁(1020)을 향해 이동시킨다. 즉, 상기 그리퍼 제어부(1026)가 상기 고정팁(1020)과 상기 이동팁(1022)의 간격이 상기 제1간격(A)보다 작아지도록 제어한다. 이를 제2간격(B, B<A)이라 하고, 상기 제2간격(B)은 상기 그리퍼 제어부(1026)에 의해 미리 설정된 값에 해당될 수 있다.

그리고, 도 9의 (c)와 같이 상기 이동팁(1022)을 상기 고정팁(1020)을 향해 계속 이동시켜 상기 고정팁(1020)과 상기 이동팁(1022)의 간격이 상기 제2간격(B)보다 작아질 수 있다. 이를 제3간격(C, C<B)이라 하고, 상기 제3간격(C)은 상기 이동팁(1022)이 상기 프로브와 접촉하여 소정의 힘으로 눌러 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3간격(C)은 상기 이동팁(1022)의 이동에 대한 저항값으로 결정될 수 있다.

그리고, 도 9의 (d)와 같이 상기 이동팁(1022)을 상기 고정팁(1020)과 멀어지도록 이동시킨다. 이때, 상기 그리퍼 제어부(1026)가 상기 고정팁(1020)과 상기 이동팁(1022)의 간격이 다시 상기 제2간격(B)이 되도록 제어할 수 있다. 그와 함께 상기 그리퍼(102)는 상기 프로브 홈(1025)에 프로브가 완전히 삽입되도록 이동한다.

그리고, 도 9의 (e)와 같이 상기 이동팁(1022)을 상기 고정팁(1020)을 향해 이동시켜 프로브를 고정 및 파지할 수 있다. 이때, 상기 그리퍼 제어부(1026)가 상기 고정팁(1020)과 상기 이동팁(1022)의 간격이 다시 상기 제3간격(C)이 되도록 제어할 수 있다.

이와 같은 제어에 의해 프로브의 두께나 길이 등이 변화하여도 상기 그리퍼(102)는 안정적으로 프로브를 파지할 수 있다. 또한, 상기 이동팁(1022)과 프로브의 접촉저항을 피드백받을 수 있어 프로브의 파손 등을 방지할 수 있다. 더하여 별도의 지정된 값이 없어도 자동적으로 간격을 조절하여 프로브를 파지할 수 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 프로브 본딩장치(100) 중 비전유닛(180, 190)을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 비전유닛(180, 190)은 각 장치에 의한 작업이 수행되는 것을 모니터링하는 복수의 비전수단을 포함한다. 특히, 이와 같은 과정은 검사 단계라 하고, 각 비전수단과 도 5를 참고하여 함께 수행되는 검사 단계를 자세하게 설명한다.

또한, 상기 비전유닛은 프로브 피딩부에 포함되는 피딩 비전유닛(180)과 프로브 본딩부에 포함되는 본딩 비전유닛(190)으로 구분될 수 있다. 상기 피딩 비전유닛(180)은 제1 내지 4비전수단(182, 184, 186, 188)을 포함하고, 상기 본딩 비전유닛(190)은 제5 내지 8비전수단(192, 194, 196, 198)을 포함한다. 이는 예시적인 것으로 보다 다양한 비전수단을 포함할 수 있다.

도 10은 상기 제1 내지 4비전수단(182, 184, 186, 188)을 도시한 것으로, 프로브 피딩부의 일부를 도시한 도면이다. 이때, 상기 프로브 피딩부는 이원화된 한 쌍으로 구비되고 각 비전수단은 각 프로브 피딩부에 구비된다. 즉, 상기 프로브 본딩장치(100)는 한 쌍의 제1 내지 4비전수단(182, 184, 186, 188)을 포함한다.

상기 제1비전수단(182)은 이동유닛 동작(S10, S12) 단계에서 사용된다. 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이, 상기 제1그리퍼(122)가 상기 트레이(112)의 일 측에 위치하도록 이동한다. 그리고, 상기 제1비전수단(182)에 의해 상기 트레이(112)에 배치된 프로브의 검사가 수행된다. 자세하게는, 상기 제1비전수단(182)을 통해 해당위치에 프로브가 존재하는지 여부 또는 존재하는 프로브가 정상상태인지 여부를 검사한다.

또한, 해당위치에 프로브가 존재하지 않거나 존재하는 프로브가 정상상태가 아닌 경우 다시 이동위치를 설정하여 검사한다. 그리고, 해당위치에 프로브가 존재하며 프로브가 정상상태인 경우 검사를 마치고, 상기 제1그리퍼(122)를 이동하여 프로브를 파지할 수 있다.

상기 제2비전수단(184)은 프로브 디핑(S20, S22) 단계 후에 사용된다. 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이, 프로브는 상기 디핑폿(114)에서 솔더 페이스트가 도포된다. 상기 제2비전수단(184)은 상기 프로브에 적당한 솔더 페이스트가 도포되었는지 여부를 검사하는 단계에서 사용된다.

즉, 상기 제2비전수단(182)을 통해 상기 프로브에 본딩과정에 필요한 적당량의 솔더 페이스트가 도포되었는지 여부를 검사한다. 상기 프로브에 도포된 솔더 페이스트의 양이 부족하다고 판단되는 경우, 상기 프로브를 다시 디핑폿(114)으로 이동시켜 솔더 페이스트를 도포할 수 있다. 또한 상기 프로브에 도포된 솔더 페이스트의 양이 과다하거나 불량한 경우 프로브를 폐기처분할 수 있다.

그리고, 솔더 페이스트의 양이 적당한 경우 검사를 마치고, 상기 제1정렬유닛으로 이송(S30, S32)된다. 또한, 상기 제1정렬유닛으로 이송(S30, S32)되고 상기 제2비전수단(182)에 의한 검사 단계가 수행될 수도 있다.

상기 제3, 4비전수단(186, 188)은 프로브 정렬(S40, S42) 단계에서 사용된다. 상기 제3비전수단(186) 및 상기 제4비전수단(188)은 서로 다른 방식으로 프로브를 검사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3비전수단(186)과 상기 제4비전수단(188)은 서로 다른 방향에서 프로브를 모니터링하여 그 위치를 보정할 수 있다. 또한, 상기 제3비전수단(186)은 프로브의 수직도를 검사하고, 상기 제4비전수단(188)은 프로브의 정렬을 검사할 수 있다.

도 11은 상기 제5, 6비전수단(192, 194)을 도시한 것으로, 프로브 본딩부의 일부를 도시한 도면이다. 상기 제5, 6비전수단(192, 194)은 본딩유닛으로 이송(S50, S52) 단계 후에 사용된다. 이때, 상기 제5, 6비전수단(192, 194)은 이원화되어 이송된 프로브를 각각 검사하기 위해 한 쌍으로 구비될 수 있다 즉, 상기 프로브 본딩장치(100)는 한 쌍의 제5, 6비전수단(192, 194)을 포함한다.

상기 제5비전수단(192) 및 상기 제6비전수단(194)은 서로 다른 방식으로 프로브를 검사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5비전수단(192)은 상기 제3그리퍼(142)가 프로브를 파지한 후 프로브의 높이를 측정할 수 있다. 또한, 상기 제6비전수단(194)은 본딩을 위한 프로브의 수직도를 검사할 수 있다.

도 12는 상기 제7, 8비전수단(196, 198)을 도시한 것으로, 프로브 본딩부의 일부를 도시한 도면이다. 상기 제7, 8비전수단(196, 198)은 프로브 본딩(S60) 단계에서 사용된다. 상기 제7비전수단(196) 및 상기 제8비전수단(198)은 서로 다른 방식으로 검사를 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 제7비전수단(196)은 상기 프로브와 상기 웨이퍼(162)의 위치를 검사한다. 그리고 이를 통하여 상기 프로브 또는 상기 웨이퍼(162)의 위치를 보정하고, 본딩에 적합한 위치에 해당될 때까지 위치값을 검사 및 보정할 수 있다. 그리고, 본딩에 적합한 위치에 도달하는 경우 검사를 마치고 상기 레이저유닛(150)을 작동한다.

상기 제8비전수단(198)은 상기 프로브가 정상적으로 본딩되었는지 여부를 검사한다. 그에 따라 상기 레이저유닛(150)을 다시 작동하여 다시 본딩하거나 프로브를 제거할 수 있다. 정상적으로 본딩된 경우 단계를 마치고 종료한다. 이때, 상기 제8비전수단(198)에 의한 검사는 마지막 검사 단계에 해당될 수 있다.

앞서 설명한 바에 따른 본 발명의 프로브 본딩장치(100)를 이용한 본딩방법을 정리한다. 상기 프로브 본딩장치(100)가 구동되면, 상기 이동유닛 동작(S10, S12) 단계가 수행된다. 상기 제1그리퍼(122)가 상기 트레이(112)로 이동하고, 상기 제1비전수단(182)에 의해 상기 트레이(112)에 위치한 프로브를 검사한다.

그리고, 상기 제1그리퍼(122)가 프로브를 파지하여 상기 디핑폿(114)으로 이동하여 프로브 디핑(S20, S22) 단계가 수행된다. 프로브를 상기 디핑폿(114)으로 이동시켜 솔더 페이스트를 도포한 후, 상기 제2비전수단(184)에 의해 그 상태를 검사한다.

그리고, 상기 정렬유닛으로 이송(S30, S32) 단계 및 프로브 정렬(S40, S42) 단계가 수행된다. 상기 제2그리퍼(132)에 의해 프로브를 파지하고, 상기 제3, 4비전수단(186, 188)에 의해 그 상태를 검사하여 위치를 보정한다. 상기와 같은 단계는 이원화되어 수행되고 순차적으로 다음단계를 수행하도록 제어될 수 있다.

그리고, 상기 본딩유닛으로 이송(S50, S52) 단계가 수행된다. 상기 제3그리퍼(142)에 의해 프로브를 파지하고, 상기 제5, 6비전수단(192, 194)에 의해 그 상태를 검사하여 위치를 보정한다. 그리고 상기 척유닛(160)의 웨이퍼(162)로 프로브를 이동시킨다.

그리고, 상기 프로브 본딩(S60) 단계가 수행된다. 상기 제7비전수단(196)에 의해 상기 웨이퍼(162) 및 프로브의 위치를 검사 및 보정하고 상기 레이저유닛(150)을 작동한다. 상기 제8비전수단(198)에 의해 본딩여부를 검사하고 종료한다. 당연하게도 이상과 같은 단계는 계속적으로 수행된다. 또한, 각 단계는 동시에 수행될 수 있으며 순차적으로 수행된다.

이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 프로브 본딩장치
102: 그리퍼
110: 트레이유닛
120: 이동유닛
130: 정렬유닛
140: 본딩유닛
150: 레이저유닛
160: 척유닛
170: 작업유닛
180, 190: 비전유닛
P: 프로브

Claims (10)

1. 복수의 프로브가 안착된 트레이 및 솔더 페이스트가 수용된 디핑폿을 포함하는 트레이유닛;
   일방향으로 나란하게 배치된 상기 트레이 및 상기 디핑폿을 따라서 이동가능하게 설치된 제1그리퍼를 포함하는 이동유닛;
   상기 이동유닛에서 이송된 프로브를 파지하여 정렬하는 제2그리퍼를 포함하는 정렬유닛;
   상기 정렬유닛에서 이송된 프로브를 파지하여 이송하는 제3그리퍼를 포함하는 본딩유닛;
   레이저를 조사하여 프로브를 본딩하는 레이저유닛;
   상기 프로브가 본딩되는 웨이퍼를 진공 흡착하여 고정시키는 척유닛; 및
   상기 척유닛을 이동시켜 정해진 위치에 고정시키는 작업유닛을 포함하는 프로브 본딩장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트레이와 상기 디핑폿은 일방향(Y축)으로 이격되어 배치되고,
   상기 제1그리퍼는 상기 트레이에서 하나의 프로브를 파지하여 상기 일방향(Y축)으로 이동하여 상기 디핑폿에서 솔더 페이스트를 도포하여 이송하는 것을 특징으로 하는 프로브 본딩장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1그리퍼는 상기 트레이 및 상기 디핑폿에서 상기 일방향(Y축)과 수직한 방향(Z축)으로 이격되어 배치되고,
   상기 트레이 및 상기 디핑폿과 가까워지거나 멀어지도록 이동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 프로브 본딩장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 프로브에 본딩과정에 필요한 적당량의 솔더 페이스트가 도포되었는지 여부를 모니터링하는 비전수단을 더 포함하는 프로브 본딩장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 트레이유닛, 상기 이동유닛 및 상기 정렬유닛은 상기 일방향(Y축)과 수직한 방향(X축)으로 이격되어 배치된 한 쌍으로 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 본딩장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제3그리퍼는 상기 한 쌍의 정렬유닛에서 각각 이송된 프로브를 순차적으로 파지하여 이송하는 것을 특징으로 하는 프로브 본딩장치.
7. 제1그리퍼가 트레이로 이동하여 하나의 프로브를 파지하는 이동유닛 동작 단계;
   상기 제1그리퍼가 상기 트레이와 일방향으로 나란하게 배치된 디핑폿으로 이동하여 상기 프로브에 솔더 페이스트를 도포하는 프로브 디핑 단계;
   상기 제1그리퍼에서 제2그리퍼로 프로브를 이동하는 정렬유닛으로 이송 단계;
   상기 제2그리퍼에 의해 파지된 프로브를 정렬하는 프로브 정렬 단계;
   상기 제2그리퍼에서 제3그러퍼로 프로브를 이동하는 본딩유닛으로 이송 단계; 및
   상기 제3그리퍼에 의해 파지된 프로브를 본딩하는 프로브 본딩 단계를 포함하는 프로브 본딩방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 이동유닛 동작 단계는,
   상기 제1그리퍼가 상기 트레이의 Z축방향 일측에 배치되고, 상기 제1그리퍼가 상기 트레이와 가까워지도록 Z축방향으로 이동하여 하나의 프로브를 파지하여, 상기 트레이와 멀어지도록 Z축방향으로 이동하는 단계를 포함하고,
   상기 프로브 디핑 단계는,
   상기 제1그리퍼가 상기 디핑폿을 향하여 Y축방향으로 이동하여 상기 디핑폿의 Z축방향 일측에 배치되고, 상기 제1그리퍼가 상기 디핑폿과 가까워지도록 Z축방향으로 이동하여 상기 프로브에 솔더 페이스트를 도포하여, 상기 디핑폿과 멀어지도록 Z축방향으로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 본딩방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 프로브에 본딩과정에 필요한 적당량의 솔더 페이스트가 도포되었는지 여부를 모니터링하는 단계를 더 포함하는 프로브 본딩방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 프로브에 도포된 솔더 페이스트의 양이 부족하다고 판단되는 경우 상기 프로브를 다시 디핑폿으로 이동시켜 솔더 페이스트를 도포하고, 상기 프로브에 도포된 솔더 페이스트의 양이 과다하거나 불량한 경우 상기 프로브를 폐기하는 단계를 더 포함하는 프로브 본딩방법.