WO2017023130A1 - 프로브핀 본딩 장치 - Google Patents

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WO2017023130A1
WO2017023130A1 PCT/KR2016/008617 KR2016008617W WO2017023130A1 WO 2017023130 A1 WO2017023130 A1 WO 2017023130A1 KR 2016008617 W KR2016008617 W KR 2016008617W WO 2017023130 A1 WO2017023130 A1 WO 2017023130A1
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WO
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unit
bonding
probe pin
probe
array
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PCT/KR2016/008617
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English (en)
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최지훈
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크루셜머신즈 주식회사
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips

Definitions

  • the present invention relates to a probe pin bonding apparatus, and more particularly to a probe pin bonding apparatus for bonding the probe pin to the probe card automatically.
  • a probe card is a device for checking the electrical performance of a chip formed on a semiconductor substrate. More specifically, a plurality of probe pins are bonded on the probe card, and the plurality of probe pins are in contact with pads of the semiconductor chip to check whether the chip is normal by applying an electrical signal.
  • a person transfers a probe pin on a wafer to a cassette using tweezers. That is, in the related art, since a person has to manually erect the probe pins on the wafer vertically and load them in a cassette, there is a problem that scratches occur on the probe pins or defects occur due to warpage.
  • the thickness of the probe pin becomes smaller to reduce the gap between the probe pins, the restoring force of the probe pins is greatly reduced. That is, the probe pin on the wafer is more likely to be easily damaged by a small impact in the process of manually transferring the cassette. Therefore, there is a need to automate the transfer of probe pins with minimal force that does not damage the probe pins.
  • the present invention is to provide a probe pin bonding device for fully bonding the probe pin to the probe card.
  • an embodiment of the present invention is a probe pin bonding device for coupling the probe pin to the probe card, the pickup unit for transferring the probe pin on the wafer; An array unit for aligning the probe pins transferred from the pickup unit; And a bonding unit which transfers the probe pins aligned in the array unit and bonds the probe pins to the probe card.
  • the pickup unit, the array unit and the bonding unit may each include a pickup vision module, an array vision module and a bonding vision module for recognizing the shape and position of the probe pin.
  • the array unit may be characterized in that the top surface of the probe pin is aligned so as to be in parallel with a predetermined horizontal line of the array vision module.
  • the pickup unit comprises: a pickup grip module for transferring the probe pin on the wafer to a base unit; And a turn grip module configured to rotate to one side while picking up the probe pin positioned on the base unit and seating the probe pin on the array unit.
  • the base unit has a porous chuck
  • the porous chuck may be characterized in that the fixed by vacuum suction the probe pin seated on the upper surface.
  • the base unit may be rotated to one side or the other side to align the probe pin in a predetermined form.
  • a dipping unit for storing solder paste may be further included between the array unit and the bonding unit.
  • the bonding unit may further include a laser module for bonding the probe pin to the probe card by irradiating a laser beam on the solder paste applied to the lower portion of the probe pin. have.
  • the bonding unit may further include a linear measuring module for measuring the elevation of the probe card.
  • the pickup unit has a pickup grip vacuum unit and a pickup turn vacuum unit
  • the bonding unit has a bonding vacuum unit
  • the vacuum unit is characterized in that the vacuum suction the probe pin to transfer can do.
  • the probe pin may be automatically bonded to the probe card. Specifically, the probe pins are directly transported on the wafer by the pickup unit, aligned through the array unit, and bonded to the probe card by the bonding unit. In other words, a person does not have to work to mount the probe pin upright on the cassette.
  • the pickup unit and the bonding unit transfer the probe pins with a uniform stress that does not damage the probe pins, it is possible to prevent damage from occurring while the probe pins are being transferred.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a state in which a pickup grip module of a probe pin bonding apparatus picks up a probe pin on a wafer.
  • Figure 2 is a top view showing the base unit of the probe pin bonding device.
  • FIG 3 is a front view showing a state in which the turn grip module of the probe pin bonding device transfers the probe pin to the array unit.
  • FIG. 4 is a front view illustrating the array unit of the probe pin bonding apparatus.
  • 5 is a side view showing the array unit of the probe pin bonding apparatus.
  • FIG. 6 is a view illustrating a state in which probe pins are aligned using an array vision module of a probe pin bonding apparatus.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a bonding grip module and a dipping unit of a probe pin bonding apparatus.
  • FIG. 8 is a front view showing a state in which the linear measurement module of the probe pin bonding apparatus measures the elevation of the probe card.
  • 9 is a side view showing a state of measuring the height of the probe of the probe pin of the probe pin bonding device.
  • FIG. 10 is a front view illustrating a state in which the probe pin of the probe pin bonding apparatus is bonded to the probe card.
  • the probe pin bonding apparatus 1000 includes a pickup unit 100, an array unit 300, and a bonding unit 400.
  • a pickup unit 100 As shown in FIGS. 1 to 10, the probe pin bonding apparatus 1000 includes a pickup unit 100, an array unit 300, and a bonding unit 400.
  • a bonding unit 400 As shown in FIGS. 1 to 10, the probe pin bonding apparatus 1000 includes a pickup unit 100, an array unit 300, and a bonding unit 400.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a state in which a pickup grip module of a probe pin bonding device picks up a probe pin on a wafer
  • FIG. 2 is a top view illustrating a base unit of a probe pin bonding device
  • FIG. 3 is a turn of the probe pin bonding device. Front view showing a state in which the grip module transfers the probe pins to the array unit.
  • the probe pin 10 may include a first pin body 11, a second pin body 12, a meter reading 13, and a test body 14.
  • one end of the first pin body 11 may extend upward and the other end may be extended to one side, and one end and the other end may be bent and extended vertically.
  • it may be formed in a ' ⁇ ' shape.
  • the second fin body 12 may be formed extending from one end of the first fin body 11 to one side.
  • the meter reading 13 may be provided at one end of the upper surface of the second fin body 12 and is formed to protrude upward.
  • the test body 14 may be provided to protrude from one end of the second pin body 12 to one side.
  • the shape of the probe pin 10 is not limited to one embodiment, and any probe pin 10 implemented by a person skilled in the art may be included in one embodiment.
  • the pickup unit 100 includes a pickup grip module 110, a first pickup vision module 120, a pickup turn module 130, and a second pickup vision module 140.
  • the probe pin 10 on the wafer W may be transferred to the array unit 300.
  • the pickup grip module 110 has a pickup grip body 111 and a pickup grip vacuum part 112, and transfers the probe pin 10 on the wafer W to the base unit 200.
  • the pick-up grip body 111 forms the outer shape of the pick-up grip module 110, the through hole for making the interior of the pick-up grip body 111 in a vacuum state in conjunction with the pick-up grip vacuum body 113 inside (Not shown) may be provided.
  • the pickup grip vacuum unit 112 has a pickup grip vacuum body 113 and a pickup grip vacuum hole 114, and may vacuum-adsorb the probe pin 10.
  • the pickup grip vacuum body 113 may be coupled to one side of the pickup grip body 111, and may make the interior of the pickup grip body 111 in a vacuum state.
  • the pickup grip vacuum hole 114 is connected to a through hole provided in the pickup grip body 111 and extends at a lower end of the pickup grip body 111. At this time, the inner diameter of the pickup grip vacuum hole 114 is formed to a size that the probe pin (P) can be adsorbed.
  • the first pickup vision module 120 is provided at one side of the pickup grip module 110. In addition, when the pickup grip module 110 picks up the probe pin 10 on the wafer W, the first pickup vision module 120 recognizes the shape of the probe pin 10 to determine the shape of the pickup grip module 110. Determine where vacuum will be absorbed. That is, the first pickup vision module 120 may allow the pickup grip module 110 to safely and accurately vacuum suck the probe pin 10.
  • the pickup grip module 110 provided as described above may be interlocked with the first pickup vision module 120 so as to vacuum-adsorb the probe pin P on the wafer W to the pickup grip vacuum hole 114. 200).
  • the base unit 200 has a base body 210, a porous chuck 215, and a base motor 220.
  • the base body 210 is formed in a cylindrical shape, and may be provided to be rotatable to one side or the other side.
  • the shape of the base body 210 is not limited to the cylindrical shape.
  • the base body 210 may be formed in a disc shape.
  • the base body 210 may be provided in a shape in which a porous vaccum chuck 215 may be embedded in an upper surface thereof.
  • the porous chuck 215 may be mounted and fixed to the top surface of the base body 210.
  • the porous chuck 215 may be formed of a porous ceramic on the uppermost layer, and a light source and a vacuum module may be provided on the lower layer of the porous ceramic.
  • the porous ceramic is made of microcracks having a very small gap compared to the probe pin 10 seated on the upper surface. Therefore, when the vacuum module sucks air from the upper surface of the porous chuck 215, there is no fear that the probe pin 10 may fall into the microcracks of the porous chuck 215, and a direct physical pressure is applied to the probe pin 10. There is no support. That is, the probe pin 10 may be securely adsorbed and fixed to the upper surface of the porous chuck 215.
  • the second pickup vision module 140 may accurately recognize the shape of the probe pin 10 on the top of the porous chuck 215.
  • the base motor 220 is provided on one side of the base body 210 and may rotate the base body 210 to one side or the other side. In this case, the base motor 220 may rotate with the second pickup vision module 140 to rotate the base body 210.
  • the second pickup vision module 140 recognizes the shape of the probe pin 10 loaded on the base unit 200.
  • the second pickup vision module 140 rotates the base body 210 so as to interlock with the base motor 220 so that the probe pin 10 has a predetermined shape.
  • the preset shape of the probe pin 10 may be a form in which the pickup turn module 130 easily transfers the probe pin 10 to the array unit 300.
  • the pickup turn module 130 includes a pickup turn body 131, a pickup turn shaft 132, and a pickup turn vacuum unit 133, and the pickup pin module 130 picks up the probe pin 10 located on the base unit 200 to one side. Rotation may be characterized in that seated on the array unit (300).
  • the pickup turn body 131 forms the outer shape of the pickup turn module 130, and may be formed in a cylindrical shape, but the shape of the pickup turn body 131 is not limited to one embodiment. Does not.
  • the pickup turn shaft 132 is provided at an upper end of the pickup turn body 131.
  • the pickup turn body 131 is hinged to be rotatable to one side or the other side of the pickup turn rotation shaft 132 as an axis.
  • the pickup turn vacuum unit 133 includes a pickup turn vacuum body 134 and a pickup turn vacuum bar 135, and may vacuum-adsorb the probe pin 10 on the base unit 200.
  • the pickup turn vacuum body 134 is coupled to one side of the pickup turn body 131 and penetrates the inside of the pickup turn body 131 to be connected to the pickup turn vacuum bar 135.
  • the pickup turn vacuum bar 135 is coupled to the other side of the pickup turn body 131, one side of which is open and the other side may be provided in a pillar shape in a sealed state, and a long hole may be formed therein.
  • the pickup turn vacuum body 134 may vacuum the inside of the pickup turn vacuum bar 135 so that the probe pin 10 may be vacuum-adsorbed on one side of the pickup turn vacuum bar 135.
  • the second pickup vision module 140 may be provided adjacent to one side of the pickup turn body 131, and may recognize the position and shape of the probe pin 10.
  • the pick-up turn module 130 provided as described above vacuum-adsorbs the probe pin 10 on the base unit 200, and then rotates the pick-up body 131 using the pick-turn rotation shaft 132 to probe pins ( 10) can be erected vertically.
  • the second pick-up vision module 140 recognizes the position and shape of the probe pin 10, so that the probe pin 10 is vacuum-adsorbed accurately on the pickup turn vacuum bar 135, and the array unit 300. Can be seated.
  • the probe pin 10 may be provided so that the lower side of the first pin body 11 is seated on the array unit 300 and fixed.
  • the pickup unit 100 may further include a driving module (not shown).
  • the driving module includes a plurality of driving units (not shown), and is connected to the pickup grip module 110, the first pickup vision module 120, the pickup turn module 130, and the second pickup vision module 140, respectively. It may be provided to transport each module.
  • the pickup unit 100 may allow the pickup grip module 110 and the pickup turn module 130 to be provided as one pickup transfer module (not shown).
  • the pick-up grip module 110 and the probe pin 10 on the base unit 200 are rotated to lift the probe pin 10 on the wafer W to the base unit 200.
  • the pickup unit 100 is configured by dividing it into a pickup turn module 130 that is fixed to the array unit 300 in an upright position, but the pickup grip module 110 and the pickup turn module 130 function as one pickup transfer module. It may be arranged to be performed by.
  • the probe pin 10 may be mounted to the array unit 300 without passing through the base unit 200. That is, the pick-up transfer module rotates the probe pin 10 to be directly mounted to the array unit 300 while lifting the probe pin 10 on the wafer W to align the probe pin 10. Can be.
  • Figure 4 is a front view showing the array unit of the probe pin bonding device
  • Figure 5 is a side view showing the array unit of the probe pin bonding device
  • Figure 6 is a state of aligning the probe pin using the array vision module of the probe pin bonding device It is a figure which shows.
  • the array unit 300 includes an array grip module 310 and an array vision module 320, and aligns the probe pins 10 transferred from the pickup unit 100. .
  • the array grip module 310 includes an array upper body 311, an array lower body 312, an array grip body 313, an array fastener 314, an array connector 315, and an array motor 316. .
  • the array upper body 311 forms an upper outline of the array grip module 310
  • the array lower body 312 forms a lower outline of the array grip module 310.
  • the center when viewed from the front, the upper surface of the array lower body 312, as shown in Figure 4, the center may protrude upwards to extend to the rear.
  • the lower surface of the array upper body 311 may have a shape in which a center thereof is recessed upward to correspond to the array lower body 312. That is, the lower surface of the array upper body 311 and the upper surface of the array lower body 312 may be provided in engagement with each other.
  • the array upper body 311 and the array lower body 312 when viewed from the side it may be provided so that the surfaces in contact with each other to form a curved surface.
  • the lower surface of the array upper body 311 and the upper surface of the array lower body 312 may be provided to slide forward or backward in engagement with each other.
  • the array connector 315 is provided to connect the upper array body 311 and the lower array body 312, when the upper array body 311 is slid from the lower array body 312, the upper array body 311 Is provided so as not to be separated from the array lower body 312.
  • the array connector 315 may be provided to extend in the longitudinal direction of the array upper body 311 to guide the movement path of the array upper body 311.
  • the shape of the array connecting body 315 is not limited to one embodiment, and may include any type of the upper body 311 that can be slid without leaving the array lower body 312.
  • the array motor 316 may be provided in the array lower body 312 and provide power for sliding the array upper body 311 forward or backward. At this time, the position of the array motor 316 is not limited to one embodiment, any position that can provide power to slide the front or rear of the array upper body 311 is included in one embodiment.
  • the array grip bodies 313 may be provided in a pair on the upper side of the array upper body 311, and the pair of array grip bodies 313 may be provided to adjust the gap therebetween.
  • the array fastener 314 may be provided at one side of the array upper body 311, and may narrow or widen the interval of the array grip body 313. That is, when the probe pin 10 is seated on the array grip body 313, the array fastener 314 narrows the interval of the array grip body 313, so that the probe pin 10 is the array grip body 313. Can be fixed to the At this time, the array fastener 314 may be adjusted to apply a stress to the probe pin 10 in consideration of the thickness of the probe pin 10 so as not to damage.
  • the array vision module 320 is provided on the side of the array grip module 310, and may recognize the shape of the probe pin 10 viewed from the side. In addition, the array vision module 320 may be interlocked with the array motor 316 to allow the array motor 316 to slide forward or backward through the array upper body 311.
  • the array unit 300 provided as described above may align the probe pin 10 fixed to the array grip body 313 by sliding the array upper body 311 forward or backward.
  • FIG. 6 is a view of a state before the array vision module 320 aligns the probe pins 10
  • FIG. 6 shows that the array vision module 320 is a probe pin ( Fig. 10 shows the state after alignment.
  • the probe pin 10 fixed to the array grip body 313 may be inclined to one side when recognized by the array vision module 320.
  • the array vision module 320 is assigned a predetermined horizontal line (H). Then, the array vision module 320 recognizes whether the upper surface of the second pin body 12 is parallel to the horizontal line H when viewed from the side. Subsequently, when the array motor 316 is interlocked with the array vision module 320 so that the upper surface of the second pin body 12 is not parallel to the horizontal line H, the upper surface of the second pin body 12 is the horizontal line H. Sliding the array upper body 311 to the front or rear to be parallel to.
  • the upper array body 311 is in a sliding state. Is fixed at.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a bonding grip module and a dipping unit of a probe pin bonding apparatus
  • FIG. 8 is a front view illustrating a state in which a linear measurement module of the probe pin bonding apparatus measures an elevation of a probe card.
  • Figure 9 is a side view showing the state of measuring the height of the probe of the probe pin of the probe pin bonding device
  • Figure 10 is a front view showing a state of bonding the probe pin of the probe pin bonding device to the probe card.
  • the bonding unit 400 includes a bonding grip module 410, a bonding vision module 420, a linear measurement module 430, and a laser module 440.
  • the probe pins 10 aligned at 300 may be transferred and bonded to the probe card P.
  • the bonding grip module 410 has a bonding grip body 411, a bonding grip slope 412, a bonding grip suction surface 413, and a bonding vacuum part 414.
  • the bonding grip body 411 forms the outer shape of the bonding grip module 410.
  • the bonding grip inclined surface 412 is an inclined surface formed on one side of the bonding grip body 411, and the inclined surface may be formed such that the area of the bonding grip body 411 gradually decreases toward the lower side thereof.
  • the angle formed by the inclined surface of the bonding grip slope 412 may be provided in consideration of the laser beam irradiation angle of the laser module 440. Details related to this will be described later.
  • Bonding grip suction surface 413 is formed on one side lower portion of the bonding grip body 411, the side of the probe pin 10 may be vacuum suction. More specifically, the bonding grip adsorption surface 413 refers to a surface where a step is formed inside the bonding grip body 411, and the depth of the step may be provided to be equal to or smaller than the thickness of the probe pin 10. Can be.
  • the bonding vacuum part 414 includes a bonding vacuum tube 415, a bonding vacuum hole 416, and a bonding vacuum buffer 417, and is provided on the bonding grip body 411.
  • the bonding vacuum tube 415 penetrates into one side from the other side of the bonding grip body 411 and is inserted therein.
  • the bonding vacuum hole 416 is provided on the bonding grip suction surface 413 and is connected to the bonding vacuum tube 415.
  • the inner diameter of the bonding vacuum hole 416 is provided so that the probe pin 10 may be adsorbed to the bonding vacuum hole 416.
  • the bonding vacuum buffer 417 is provided on one side of the bonding grip body 411 and covers one side of the bonding vacuum tube 415 and the bonding vacuum hole 416.
  • the bonding grip module 410 provided as described above may suction and transfer the probe pins 10 aligned by the array unit 300 by vacuum suction.
  • the bonding grip module 410 transfers the probe pin 10 vacuum-absorbed from the array unit 300 to the dipping unit 500.
  • the dipping unit 500 is provided inside the upper surface of the dipping body 510 and the dipping body 510 to form an outer shape, and has a storage hole 515 in which the solder paste 520 is accommodated.
  • the solder paste 520 is an adhesive material for bonding the probe pin 10 to the probe card (P).
  • the bonding grip module 410 inserts the probe pin 10 into the storage hole 515 so that the lower side of the first pin body 11 is accommodated in the solder paste 520. Then, the probe pin 10 may be taken out to check whether the solder paste 520 is well coated on the first pin body 11 using the array vision module 320. If the array vision module 320 recognizes that the solder paste 520 is applied to the first pin body 11 less than the predetermined area, the bonding grip module 410 solders the probe pin 10 again. The paste 520 may be accommodated.
  • the region where the solder paste 520 is applied to the probe pin 10 is not limited to one embodiment, and the regions bonded to the probe card P may be in the state where the solder paste 520 is coated. have.
  • the dipping unit 500 may have a separate dipping vision module (not shown), and the dipping vision module may check a state in which the solder paste 520 is applied to the probe pin 10.
  • the linear measurement module 430 includes a linear body 431 and a linear probe 432.
  • the position of the position where the probe pin 10 is bonded is bonded. Elevation can be measured.
  • the linear body 431 forms the outer shape of the linear measurement module 430
  • the linear probe 432 is formed to extend in the lower portion of the linear body 431, the contact with the probe card (P).
  • the linear meter 432 can measure the elevation of the probe card (P) in the contact position.
  • the linear measurement module 430 is not limited to one embodiment, and a device for measuring the elevation of the probe card P as a measuring device using a wavelength such as light is also included in one embodiment.
  • the linear measurement module 430 may calculate an error range and a correction value for a predetermined reference value.
  • the linear measurement module 430 may be linked with the bonding grip module 410 to adjust the position when the probe pin 10 is bonded to the probe card P.
  • the bonding grip module 410 transfers the probe pin 10 to the position to be bonded.
  • the bonding grip module 410 maintains the probe pin 10 spaced apart from the probe card P at a predetermined interval.
  • the reason why the bonding grip module 410 separates the probe pin 10 from the probe card P by a predetermined interval is that the bonding grip module 410 moves the probe pin 10 to the upper surface of the probe card P. This is because damage to the probe pin 10 may occur when moved to contact. Specifically, the upper surface of the probe card (P) is slightly different in elevation at each position. Therefore, when the bonding grip module 410 contacts the probe pin 10 with the probe card P, the probe pin 10 is compressed by the bonding grip module 410 and the probe card P, thereby causing damage. May occur.
  • the bonding grip module 410 separates the probe pin 10 from the probe card P by a predetermined interval, and the solder paste 520 is formed in a minute gap between the probe pin 10 and the probe card P. FIG. It can be bonded by allowing it to be filled and cured.
  • the bonding grip module 410 calculates an elevation correction value of the probe card P transmitted from the linear measurement module 430 and maintains the probe pin 10 separated from the probe card P by a predetermined interval. You can do that.
  • the bonding vision module 420 may be located above the bonding grip module 410, and may recognize the position and shape of the probe pin 10 transferred by the bonding grip module 410.
  • the probe pin 10 may be interlocked with the bonding grip module 410 to maintain the state spaced apart from the probe card P by a predetermined interval.
  • the bonding vision module 420 provided in conjunction with the bonding grip module 410 may control the probe pin 10 to be correctly positioned at a predetermined position on the probe card P.
  • the bonding unit 400 may further include a monitoring vision module 450, the monitoring vision module 450 recognizes the test body 14 protruding from the right end of the second pin body 12, The x, y coordinate or height of the meter 13 can be measured.
  • the monitoring vision module 450 is physically difficult to locate at the same height as the meter (13). Accordingly, the monitoring vision module 450 measures the x, y coordinates or the height of the meter 13 at a position relatively higher than the meter 13. However, when the height of the meter 13 is measured at a position higher than the meter 13, it takes a long time to reflect the light reaching the meter 13, so that the correct height of the meter 13 is quickly measured. Difficult to measure
  • the inspection body 14 is provided in a position and shape that can be recognized by the surveillance vision module 450 more quickly in consideration of the position of the surveillance vision module 450. Therefore, the inspection body 14 may be recognized by the monitoring vision module 450 more quickly than the meter reading 13. That is, the monitoring vision module 450 may quickly determine the height of the meter reading 13 by measuring the height of the test piece 14.
  • the monitoring vision module 450 may check the height of the probe 13 before bonding the probe pin 10 to the probe card P, and may perform correction. In addition, in the case of the probe pin 10 that cannot be corrected, the monitoring vision module 450 skips it for use in advance or skips it for use at another location, thereby subsequently replacing the defective probe pin 10 bonded to the probe card P with the probe card. Removing from (P) and bonding the new probe pin 10 to the probe card (P) can be prevented from occurring.
  • the bonding grip module 410 moves the laser module 440 to the solder paste 520 in a state in which the probe pin 10 is separated from the probe card P by a predetermined interval. Irradiation may harden the solder paste 520. That is, the solder paste 520 is hardened by the laser beam so that the probe pin 10 and the probe card P are bonded.
  • the laser module 440 may be located at one side of the bonding grip module 410, and the bonding grip slope 412 may apply the laser beam to the solder paste 520 on which the laser module 440 is applied to the probe pin 10.
  • An inclined surface may be in a state of being easily irradiated.
  • the bonding grip slope 412 has a preferable angle formed by the laser beam of the probe card P and the laser module 440 at 50 to 60 degrees. A slope may be provided in consideration of the point of °.
  • the angle of irradiation of the laser beam between the bonding grip slope 412 and the laser module 440 is not limited thereto.
  • all the probe pin 10 can be included in one embodiment if it can be bonded to the probe card (P). .
  • the bonding unit 400 may freely adjust a gap between the probe pins 10 bonded to the probe card P.
  • the bonding grip module 410 is provided with a bonding grip suction surface 413 having a step formed on one side thereof, and transfers one side of the probe pin 10 in a vacuum suction state. Therefore, when the bonding grip module 410 moves while bonding the probe pin 10 from one side to the other side of the probe card P, there is no fear of contacting the probe pin 10 bonded immediately before. That is, the distance between the probe pins 10 bonded to the probe card P can be freely adjusted.
  • the probe pin 10 is directly transferred on the wafer W by the pickup unit 100 to be aligned through the array unit 300, and then bonded to the bonding unit 400. Is bonded to the probe card P. That is, even if a person does not work by mounting the probe pin 10 on the wafer W in a cassette (not shown), the pickup unit 100 automatically probes the probe pin 10 on the wafer W. Can be transferred to the card (P) can be a quick operation.
  • the pickup unit 100 and the bonding unit 400 transfer the probe pin 10 with a uniform stress that does not damage the probe pin 10, damage occurs while the probe pin 10 is being transferred. Can be prevented.

Abstract

본 발명은 프로브핀 본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브핀을 프로브카드에 전자동으로 본딩하기 위한 프로브핀 본딩 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예는 프로브카드에 프로브핀을 결합시키는 프로브핀 본딩 장치로서, 웨이퍼 상의 프로브핀을 이송하는 픽업유닛; 상기 픽업유닛으로부터 이송된 상기 프로브핀을 정렬하는 어레이유닛; 및 상기 어레이유닛에서 정렬된 상기 프로브핀을 이송하여 프로브카드에 본딩시키는 본딩유닛을 포함하는 것인 프로브핀 본딩 장치를 제공한다.

Description

프로브핀 본딩 장치
본 발명은 프로브핀 본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브핀을 프로브카드에 전자동으로 본딩하기 위한 프로브핀 본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 프로브카드는 반도체 기판 상에 형성된 칩의 전기적 성능을 검사하기 위한 장치이다. 보다 구체적으로, 프로브카드 상에는 무수히 많은 복수의 프로브핀이 본딩되며, 복수의 프로브핀은 반도체 칩의 패드와 접촉하여 전기적신호를 인가하는 방식으로 칩의 정상유무를 확인한다.
이러한 반도체 소자는 지속적으로 고집적화됨에 따라 반도체 소자의 회로 패턴도 미세화되고 있는 추세이다. 이에 따라, 반도체 소자의 미세 회로 패턴의 간격과 대응되는 간격을 갖도록 프로브핀이 본딩된 프로브카드도 요구되고 있다.
그러나, 종래의 프로브카드의 제조방법은 전자동화가 이루어져 있지 않기 때문에 하나의 프로브카드를 제조하기 위해 많은 시간이 소요되었으며, 불량률도 높았다.
보다 구체적으로, 종래에는 사람이 핀셋을 이용하여 웨이퍼 상의 프로브핀을 카세트로 옮겨 적재하였다. 즉, 종래에는 사람이 직접 수작업으로 웨이퍼 상의 프로브핀을 세로로 세운 다음 카세트에 적재해야 했기 때문에, 프로브핀에 스크래치가 발생하거나, 휨이 발생하여 불량이 발생하는 문제가 있었다.
특히, 최근에는 프로브핀 사이의 간격을 줄이기 위해 프로브핀의 두께가 더욱 미세해지고 있기 때문에 프로브핀의 복원력이 크게 감소하고 있다. 즉, 웨이퍼 상의 프로브핀은 카세트에 수작업으로 옮겨지는 과정에서 작은 충격으로도 쉽게 손상이 발생할 가능성이 더욱 높아지고 있다. 따라서, 프로브핀에 손상이 가지 않는 최소한의 힘을 통해 프로브핀의 이송을 자동화 할 필요가 있다.
또한, 종래에는 사람이 프로브핀을 직접 이송하는 경우, 각 사람의 기술 숙련도에 따라 웨이퍼 상의 프로브핀을 카세트에 적재하는 시간이 서로 다르고, 숙련된 사람일 경우에도, 시간당 생산량에 차이가 발생하기 때문에 정확하게 시간 경과에 따른 반제품의 생산량을 예측하는 것이 어려웠다.
그리고, 종래에는 프로브핀을 이송하는 장치의 두께로 인해, 프로브카드에 부착되는 프로브핀 간의 간격을 좁히는데 한계가 있었다. 구체적으로, 프로브카드 상으로 프로브핀을 그립하여 이송하는 그립모듈이 일정한 두께를 갖고 있기 때문에, 프로브핀의 두께를 얇게 제조하더라도 프로브카드에 부착되는 프로브핀들의 간격이 최소한 그립모듈의 두께 이하로는 좁힐 수 없다는 한계가 있었다.
따라서, 전자동으로 이루어지고, 프로브핀에 가해지는 충격을 최소화할 수 있으며, 프로브카드에 부착되는 프로브핀의 간격을 최소화할 수 있는 프로브핀 본딩 장치가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 프로브핀을 프로브카드에 전자동으로 본딩하기 위한 프로브핀 본딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 프로브카드에 프로브핀을 결합시키는 프로브핀 본딩 장치로서, 웨이퍼 상의 프로브핀을 이송하는 픽업유닛; 상기 픽업유닛으로부터 이송된 상기 프로브핀을 정렬하는 어레이유닛; 및 상기 어레이유닛에서 정렬된 상기 프로브핀을 이송하여 프로브카드에 본딩시키는 본딩유닛을 포함하는 것인 프로브핀 본딩 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 픽업유닛, 어레이유닛 및 본딩유닛은 각각 프로브핀의 형상 및 위치를 인식하는 픽업비젼모듈, 어레이비젼모듈 및 본딩비젼모듈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 어레이유닛은 상기 프로브핀의 상면이 상기 어레이비젼모듈의 기설정된 수평선과 평행을 이루도록 정렬하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 픽업유닛은, 상기 웨이퍼 상의 상기 프로브핀을 베이스유닛으로 이송하는 픽업그립모듈; 및 상기 베이스유닛에 위치한 상기 프로브핀을 픽업한 상태에서 일측으로 회전하여 상기 어레이유닛에 안착시키는 턴그립모듈을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스유닛은 포러스척을 갖고, 상기 포러스척은 상면에 안착된 상기 프로브핀을 진공흡착하여 고정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스유닛은 일측 또는 타측으로 회전하여 상기 프로브핀을 기설정된 형태로 정렬하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 어레이유닛과 상기 본딩유닛 사이에 솔더 페이스트를 보관하는 디핑유닛이 더 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본딩유닛은 상기 프로브핀의 하부에 도포된 상기 솔더 페이스트에 레이저빔을 조사하여 상기 프로브핀을 상기 프로브카드에 본딩시키는 레이저모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본딩유닛은 상기 프로브카드의 표고를 측정하는 리니어측정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 픽업유닛은 픽업그립진공부 및 픽업턴진공부를 갖고, 상기 본딩유닛은 본딩진공부를 갖으며, 상기 진공부들은 상기 프로브핀을 진공흡착하여 이송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 프로브핀이 프로브카드에 자동으로 본딩될 수 있다. 구체적으로, 프로브핀은 픽업유닛에 의해 웨이퍼 상에서 직접 이송되어 어레이유닛을 거쳐 정렬되며, 본딩유닛에 의해 프로브카드에 본딩된다. 즉, 사람이 프로브핀을 카세트에 일일이 세워서 장착하는 작업을 하지 않아도 된다.
또한, 프로브카드에 프로브핀을 본딩하는 작업이 전자동화 되기 때문에 균일한 생산성을 갖는다. 즉, 반제품의 시간당 생산량을 정확하게 예측할 수 있다.
그리고, 픽업유닛과 본딩유닛은 프로브핀에 손상을 가하지 않는 균일한 응력으로 프로브핀을 이송하기 때문에, 프로브핀이 이송되는 중에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 프로브핀 본딩 장치의 픽업그립모듈이 웨이퍼 상의 프로브핀을 픽업하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 프로브핀 본딩 장치의 베이스유닛을 나타낸 상면도이다.
도 3은 프로브핀 본딩 장치의 턴그립모듈이 프로브핀을 어레이유닛으로 이송하는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 4는 프로브핀 본딩 장치의 어레이유닛을 나타낸 정면도이다.
도 5는 프로브핀 본딩 장치의 어레이유닛을 나타낸 측면도이다.
도 6은 프로브핀 본딩 장치의 어레이비젼모듈을 사용하여 프로브핀을 정렬하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 프로브핀 본딩 장치의 본딩그립모듈과 디핑유닛을 나타낸 사시도이다.
도 8은 프로브핀 본딩 장치의 리니어측정모듈이 프로브카드의 표고를 측정하는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 9는 프로브핀 본딩 장치의 프로브핀의 검침의 높이를 측정하는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 10은 프로브핀 본딩 장치의 프로브핀을 프로브카드에 본딩시키는 상태를 나타낸 정면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도10에 도시된 바와 같이, 프로브핀 본딩 장치(1000)는 픽업유닛(100), 어레이유닛(300), 본딩유닛(400)을 포함한다. 이하, 각 도면을 사용하여 각 구성을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 프로브핀 본딩 장치의 픽업그립모듈이 웨이퍼상의 프로브핀을 픽업하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 프로브핀 본딩 장치의 베이스유닛을 나타낸 상면도이며, 도 3은 프로브핀 본딩 장치의 턴그립모듈이 프로브핀을 어레이유닛으로 이송하는 상태를 나타낸 정면도이다.
우선, 본 발명의 일실시예에 따른 프로브핀(10)을 설명하도록 한다.
프로브핀(10)은 제1 핀몸체(11), 제2 핀몸체(12), 검침(13) 및 검사체(14)로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 제1 핀몸체(11)는 일단이 상측으로 연장되고 타단으로 일측으로 연장되어 일단과 타단이 수직으로 절곡 연장될 수 있다. 일 예로, ‘ㄴ’ 형상으로 이루어질 수도 있다.
제2 핀몸체(12)는 제1 핀몸체(11)의 상단으로부터 일측으로 연장되어 형성될 수 있다.
검침(13)은 제2 핀몸체(12)의 상면 일단부에 마련될 수 있으며, 상부로 돌출 형성된다.
검사체(14)는 제2 핀몸체(12)의 일단에서 일측으로 돌출 형성되어 마련될 수 있다.
프로브핀(10)의 형상은 일실시예에 한정되지 않으며, 통상의 기술자에 의해 실시되고 있는 프로브핀(10)이라면 모두 일실시예에 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 픽업유닛(100)은 픽업그립모듈(110), 제1 픽업비젼모듈(120), 픽업턴모듈(130) 및 제2 픽업비젼모듈(140)을 포함하며, 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 어레이유닛(300)으로 이송할 수 있다.
픽업그립모듈(110)은 픽업그립몸체(111), 픽업그립진공부(112)를 갖으며, 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 베이스유닛(200)으로 이송할 수 있다.
구체적으로, 픽업그립몸체(111)는 픽업그립모듈(110)의 외형을 형성하며, 내측에는 픽업그립진공체(113)와 연동하여 픽업그립몸체(111)의 내부를 진공상태로 만들기 위한 관통공(미도시)이 마련될 수 있다.
픽업그립진공부(112)는 픽업그립진공체(113) 및 픽업그립진공홀(114)을 갖으며, 프로브핀(10)을 진공흡착 할 수 있다.
구체적으로, 픽업그립진공체(113)는 픽업그립몸체(111)의 일측에 결합되어 마련될 수 있으며, 픽업그립몸체(111)의 내부를 진공상태로 만들 수 있다.
픽업그립진공홀(114)은 픽업그립몸체(111)의 내부에 마련된 관통공과 연결되어 픽업그립몸체(111)의 하단에 연장 형성된다. 이 때, 픽업그립진공홀(114)의 내경은 프로브핀(P)이 흡착될 수 있는 크기로 형성된다.
제1 픽업비젼모듈(120)은 픽업그립모듈(110)의 일측에 마련된다. 그리고, 제1 픽업비젼모듈(120)은 픽업그립모듈(110)이 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 픽업할 때, 프로브핀(10)의 형상을 인식하여 픽업그립모듈(110)의 진공흡착 될 위치를 판단한다. 즉, 제1 픽업비젼모듈(120)은 픽업그립모듈(110)이 프로브핀(10)을 안전하고 정확하게 진공흡착하여 이송하도록 할 수 있다.
상기와 같이 마련된 픽업그립모듈(110)은 제1 픽업비젼모듈(120)과 상호 연동되어 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(P)을 픽업그립진공홀(114)에 진공흡착시킨 상태로 베이스유닛(200)으로 이송할 수 있다.
베이스유닛(200)은 베이스몸체(210), 포러스척(215) 및 베이스모터(220)를 갖는다.
*구체적으로, 베이스몸체(210)는 원기둥 형상으로 이루어지되, 일측 또는 타측으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 이 때, 베이스몸체(210)의 형상은 원기둥 형상으로 한정되지 않는다. 일 예로, 베이스몸체(210)는 원판 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 베이스몸체(210)는 상면에 포러스척(porous vaccum chuck, 215)이 함입될 수 있는 형상으로 마련될 수도 있다.
포러스척(215)은 베이스몸체(210)의 상면에 안착 및 고정되어 마련될 수 있다. 그리고, 도시하지는 않았으나, 포러스척(215)은 최상층이 포러스 세라믹(porous ceramic)으로 이루어져 있으며, 포러스 세라믹 하층에는 광원과 진공모듈이 마련될 수 있다. 이 때, 포러스 세라믹은 상면에 안착된 프로브핀(10)에 비해 틈이 매우 작은 미소크랙으로 이루어져 있다. 따라서, 진공모듈이 포러스척(215)의 상면의 공기를 흡입할 시, 프로브핀(10)이 포러스척(215)의 미소크랙으로 빠질 우려가 없고, 프로브핀(10)에 직접적인 물리적 압력이 가해지지도 않는다. 즉, 프로브핀(10)이 포러스척(215)의 상면에 안전하게 흡착 및 고정되도록 할 수 있다.
또한, 포러스척(215)의 포러스 세라믹은 미소크랙이 무수히 존재하기 때문에 포러스 세라믹의 하층에 마련된 광원으로부터 발산된 빛이 투과하기 용이하다. 즉, 제2 픽업비젼모듈(140)이 포러스척(215)의 상부에서 프로브핀(10)의 형상을 정확하게 인식하도록 할 수 있다.
베이스모터(220)는 베이스몸체(210)의 일측에 구비되며, 베이스몸체(210)를 일측 또는 타측으로 회전시킬 수 있다. 이 때, 베이스모터(220)는 제2 픽업비젼모듈(140)과 연동되어 베이스몸체(210)를 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 제2 픽업비젼모듈(140)은 베이스유닛(200)에 적재된 프로브핀(10)의 형상을 인식한다. 그리고, 제2 픽업비젼모듈(140)은 베이스모터(220)와 연동되어 프로브핀(10)이 기설정된 형태가 되도록 베이스몸체(210)를 회전시킨다. 이 때, 프로브핀(10)의 기설정된 형태는 픽업턴모듈(130)이 프로브핀(10)을 어레이유닛(300)으로 이송하기 용이한 형태일 수 있다.
픽업턴모듈(130)은 픽업턴몸체(131), 픽업턴회전축(132) 및 픽업턴진공부(133)를 포함하며, 베이스유닛(200)에 위치한 프로브핀(10)을 픽업한 상태에서 일측으로 회전하여 어레이유닛(300)에 안착시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 각 구성을 설명하면, 픽업턴몸체(131)는 픽업턴모듈(130)의 외형을 형성하며, 원기둥 형상으로 이루어질 수 있으나, 픽업턴몸체(131)의 형상은 일실시예에 한정되지는 않는다.
픽업턴회전축(132)은 픽업턴몸체(131)의 상단에 마련된다. 그리고, 픽업턴몸체(131)는 픽업턴회전축(132)을 축으로 하여 일측 또는 타측으로 회전 가능하도록 힌지 결합된다.
픽업턴진공부(133)는 픽업턴진공체(134) 및 픽업턴진공바(135)를 포함하며, 베이스유닛(200) 상의 프로브핀(10)을 진공흡착 할 수 잇다.
구체적으로, 픽업턴진공체(134)는 픽업턴몸체(131)의 일측에 결합되어 픽업턴몸체(131)의 내측을 관통하여 픽업턴진공바(135)와 연결된다.
픽업턴진공바(135)는 픽업턴몸체(131)의 타측에 결합되며, 일측은 개방되고 타측은 밀폐된 상태의 기둥형상으로 마련될 수 있으며, 내부에 장방향의 홀이 형성될 수 있다.
픽업턴진공체(134)는 픽업턴진공바(135)의 내부를 진공상태로 만들어 픽업턴진공바(135)의 일측에 프로브핀(10)이 진공흡착 되도록 할 수 있다.
제2 픽업비젼모듈(140)은 픽업턴몸체(131)의 일측에 인접하여 마련되며, 프로브핀(10)의 위치 및 형상을 인식할 수 있다.
상술한 바와 같이 마련된 픽업턴모듈(130)은 베이스유닛(200) 상의 프로브핀(10)을 진공흡착한 다음, 픽업턴회전축(132)을 이용하여 픽업턴몸체(131)를 회전시켜 프로브핀(10)이 수직으로 세워지도록 할 수 있다. 이 때, 제2 픽업비젼모듈(140)은 프로브핀(10)의 위치 및 형상을 인식하여, 프로브핀(10)이 픽업턴진공바(135)에 정확하게 진공흡착되고, 어레이유닛(300)에 안착되도록 할 수 있다. 이 때, 프로브핀(10)은 제1 핀몸체(11)의 하측이 어레이유닛(300)에 안착되어 고정되도록 마련될 수 있다.
그리고, 도시하지는 않았으나, 픽업유닛(100)에는 구동모듈(미도시)이 더 구비될 수 있다.
구동모듈은 복수의 구동유닛(미도시)을 포함하며, 각각 픽업그립모듈(110)과 제1 픽업비젼모듈(120), 픽업턴모듈(130) 및 제2 픽업비젼모듈(140)에 연결되어 각 모듈을 이송하도록 마련될 수 있다.
또한, 픽업유닛(100)은 픽업그립모듈(110)과 픽업턴모듈(130)이 하나의 픽업이송모듈(미도시)로 마련되도록 할 수도 있다. 구체적으로, 일실시예에서는 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 상측으로 들어올려 베이스유닛(200)으로 이송하는 픽업그립모듈(110)과 베이스유닛(200) 상의 프로브핀(10)을 회전시켜 세운 상태로 어레이유닛(300)에 고정하는 픽업턴모듈(130)로 나누어 픽업유닛(100)을 구성하였으나, 픽업그립모듈(110)과 픽업턴모듈(130)의 기능을 하나의 픽업이송모듈에 의해 수행되도록 마련할 수도 있다. 이 경우, 프로브핀(10)은 베이스유닛(200)을 거치지 않고 어레이유닛(300)에 장착될 수 있다. 즉, 픽업이송모듈은 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 상측으로 들어올린 상태에서 프로브핀(10)이 어레이유닛(300)에 바로 장착될 수 있도록 회전하여 프로브핀(10)을 정렬할 수 있다.
도 4는 프로브핀 본딩 장치의 어레이유닛을 나타낸 정면도이고, 도 5는 프로브핀 본딩 장치의 어레이유닛을 나타낸 측면도이며, 도 6은 프로브핀 본딩 장치의 어레이비젼모듈을 사용하여 프로브핀을 정렬하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 어레이유닛(300)은 어레이그립모듈(310), 어레이비젼모듈(320)을 포함하며, 픽업유닛(100)으로부터 이송된 프로브핀(10)을 정렬한다.
어레이그립모듈(310)은 어레이상부몸체(311), 어레이하부몸체(312), 어레이그립체(313), 어레이조임체(314), 어레이연결체(315) 및 어레이모터(316)를 포함한다.
어레이상부몸체(311)는 어레이그립모듈(310)의 상부 외형을 형성하며, 어레이하부몸체(312)는 어레이그립모듈(310)의 하부 외형을 형성한다.
구체적으로, 어레이하부몸체(312)의 상면은 정면에서 보았을 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙이 상부로 돌출 형성되어 후방까지 연장될 수 있다. 그리고, 어레이상부몸체(311)의 하면은 어레이하부몸체(312)와 대응되도록 중앙이 상부로 함입된 형상일 수 있다. 즉, 어레이상부몸체(311)의 하면과 어레이하부몸체(312)의 상면은 서로 맞물려 구비될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 어레이상부몸체(311)와 어레이하부몸체(312)는 측면에서 보았을 때, 서로 접하는 면이 곡면을 이루도록 구비될 수 있다.
이처럼 마련된 어레이상부몸체(311)의 하면과 어레이하부몸체(312)의 상면은 서로 맞물린 상태에서 전방 또는 후방으로 슬라이딩되도록 마련될 수 있다.
어레이연결체(315)는 어레이상부몸체(311)와 어레이하부몸체(312)를 연결하도록 마련되되, 어레이상부몸체(311)가 어레이하부몸체(312)로부터 슬라이딩될 때, 어레이상부몸체(311)가 어레이하부몸체(312)로부터 이탈하지 않도록 마련된다.
특히, 어레이연결체(315)는 어레이상부몸체(311)의 길이방향으로 복수개가 연장 형성되어 어레이상부몸체(311)의 이동 경로를 가이드 하도록 마련될 수 있다. 이 때, 어레이연결체(315)의 형상은 일실시예에 한정되지 않으며, 어레이상부몸체(311)가 어레이하부몸체(312)를 이탈하지 않고 슬라이딩될 수 있는 형태라면 모두 포함할 수 있다.
어레이모터(316)는 어레이하부몸체(312)에 마련될 수 있으며, 어레이상부몸체(311)를 전방 또는 후방으로 슬라이딩시키기 위한 동력을 제공한다. 이 때, 어레이모터(316)의 위치는 일실시예에 한정되지 않고, 어레이상부몸체(311)에 전방 또는 후방으로 슬라이딩시킬 수 있는 동력을 제공할 수 있는 위치라면 모두 일실시예에 포함된다.
어레이그립체(313)는 어레이상부몸체(311)의 상측에 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 어레이그립체(313)는 상호간에 간격이 조절 가능하도록 마련될 수 있다.
어레이조임체(314)는 어레이상부몸체(311)의 일측에 마련될 수 있으며, 어레이그립체(313)의 간격을 좁히거나 넓힐 수 있다. 즉, 어레이그립체(313)에 프로브핀(10)이 안착될 시, 어레이조임체(314)가 어레이그립체(313)의 간격을 좁힘으로써, 프로브핀(10)이 어레이그립체(313)에 고정되도록 할 수 있다. 이 때, 어레이조임체(314)는 프로브핀(10)의 두께를 고려하여, 프로브핀(10)에 손상이 가지 않을 정도의 응력을 가하도록 조절될 수 있다.
어레이비젼모듈(320)은 어레이그립모듈(310)의 측면에 마련되며, 프로브핀(10)을 측면에서 바라본 형상을 인식할 수 있다. 그리고, 어레이비젼모듈(320)은 어레이모터(316)와 연동되어 어레이모터(316)가 어레이상부몸체(311)를 전방 또는 후방으로 슬라이딩시키도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 마련된 어레이유닛(300)은 어레이상부몸체(311)를 전방 또는 후방으로 슬라이딩시킴으로써, 어레이그립체(313)에 고정된 프로브핀(10)을 정렬할 수 있다.
구체적으로, 도 6의 (a)는 어레이비젼모듈(320)이 프로브핀(10)을 정렬하기 전의 상태를 인식한 도면이고, 도 6의 (b)는 어레이비젼모듈(320)이 프로브핀(10)을 정렬한 후의 상태를 인식한 도면이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 어레이그립체(313)에 고정된 프로브핀(10)은 어레이비젼모듈(320)에 의해 인식될 때, 일측으로 기울어진 형상일 수 있다. 구체적으로, 어레이비젼모듈(320)에는 기설정된 수평선(H)이 지정된다. 그리고, 어레이비젼모듈(320)은 제2 핀몸체(12)의 상면이 측면에서 보았을 때, 수평선(H)과 평행하는지를 인식한다. 이어서, 어레이모터(316)는 어레이비젼모듈(320)과 연동되어 제2 핀몸체(12)의 상면이 수평선(H)과 평행하지 않을 경우, 제2 핀몸체(12)의 상면이 수평선(H)과 평행하도록 어레이상부몸체(311)를 전방 또는 후방으로 슬라이딩 시킨다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 핀몸체(12)의 상면이 어레이비젼모듈(320)에 지정된 수평선(H)과 평행하도록 정렬되면, 어레이상부몸체(311)는 슬라이딩된 상태에서 고정된다.
도 7은 프로브핀 본딩 장치의 본딩그립모듈과 디핑유닛을 나타낸 사시도이며, 도 8은 프로브핀 본딩 장치의 리니어측정모듈이 프로브카드의 표고를 측정하는 상태를 나타낸 정면도이다.
그리고, 도 9는 프로브핀 본딩 장치의 프로브핀의 검침의 높이를 측정하는 상태를 나타낸 측면도이고, 도 10은 프로브핀 본딩 장치의 프로브핀을 프로브카드에 본딩시키는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본딩유닛(400)은 본딩그립모듈(410), 본딩비젼모듈(420), 리니어측정모듈(430) 및 레이저모듈(440)을 포함하며, 어레이유닛(300)에서 정렬된 프로브핀(10)을 이송하여 프로브카드(P)에 본딩시킬 수 있다.
본딩그립모듈(410)은 본딩그립몸체(411), 본딩그립경사면(412), 본딩그립흡착면(413) 및 본딩진공부(414)를 갖는다.
본딩그립몸체(411)는 본딩그립모듈(410)의 외형을 형성한다.
본딩그립경사면(412)은 본딩그립몸체(411)의 일측면에 형성되는 경사면으로서, 본딩그립몸체(411)의 측면이 하부로 갈수록 면적이 점차 감소하도록 경사면이 형성될 수 있다. 그리고, 본딩그립경사면(412)의 경사면이 이루는 각도는 레이저모듈(440)의 레이저빔 조사 각도를 고려하여 마련될 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
본딩그립흡착면(413)은 본딩그립몸체(411)의 일측면 하부에 형성되며, 프로브핀(10)의 측면이 진공흡착 될 수 있다. 보다 구체적으로, 본딩그립흡착면(413)은 본딩그립몸체(411)의 내측으로 단차가 형성된 면을 지칭하며, 이 때, 단차의 깊이는 프로브핀(10)의 두께보다 같거나 작도록 마련될 수 있다.
본딩진공부(414)는 본딩진공튜브(415), 본딩진공홀(416) 및 본딩진공버퍼(417)를 포함하며, 본딩그립몸체(411)에 마련된다.
구체적으로, 본딩진공튜브(415)는 본딩그립몸체(411)의 타측면에서 일측면으로 관통되어 삽입된다.
본딩진공홀(416)은 본딩그립흡착면(413)에 마련되며 본딩진공튜브(415)와 연결된다. 그리고, 본딩진공홀(416)의 내경은 프로브핀(10)이 본딩진공홀(416)에 흡착 가능하도록 마련된다.
본딩진공버퍼(417)는 본딩그립몸체(411)의 일측면에 마련되되, 본딩진공튜브(415) 및 본딩진공홀(416)의 일측을 덮는다.
이처럼 마련된 본딩그립모듈(410)은 어레이유닛(300)에 의해 정렬된 프로브핀(10)을 진공흡착하여 이송할 수 있다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 우선, 본딩그립모듈(410)은 어레이유닛(300)으로부터 진공흡착한 프로브핀(10)을 디핑유닛(500)으로 이송한다.
디핑유닛(500)은 외형을 형성하는 디핑몸체(510)와 디핑몸체(510)의 상면 내측에 마련되며, 솔더페이스트(520)가 수용된 저장홀(515)을 갖는다. 여기서, 솔더페이스트(520)는 프로브핀(10)이 프로브카드(P)에 본딩되도록 하기 위한 접착 소재이다.
본딩그립모듈(410)은 프로브핀(10)을 저장홀(515)에 넣어 제1 핀몸체(11)의 하측이 솔더페이스트(520)에 수용되도록 한다. 그리고나서, 프로브핀(10)을 꺼내어 솔더페이스트(520)가 제1 핀몸체(11)에 잘 도포되었는지를 어레이비젼모듈(320)을 이용하여 확인할 수 있다. 만약, 어레이비젼모듈(320)이 인식하기에 제1 핀몸체(11)에 솔더페이스트(520)가 기설정된 영역보다 적게 도포되었을 경우, 본딩그립모듈(410)은 재차 프로브핀(10)을 솔더페이스트(520)에 수용시키도록 할 수 있다. 여기서, 솔더페이스트(520)가 프로브핀(10)에 도포되는 영역은 일실시예에 한정되지 않으며, 프로브카드(P)에 본딩되는 영역은 모두 솔더페이스트(520)가 도포된 상태가 되도록 할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 디핑유닛(500)은 별도의 디핑비젼모듈(미도시)을 갖고, 디핑비젼모듈은 프로브핀(10)에 솔더페이스트(520)가 도포된 상태를 확인하도록 할 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 리니어측정모듈(430)은 리니어몸체(431) 및 리니어검침(432)을 포함하고, 프로브카드(P)에 있어서, 프로브핀(10)이 본딩되는 위치의 표고를 측정할 수 있다.
구체적으로, 리니어몸체(431)는 리니어측정모듈(430)의 외형을 형성하고, 리니어검침(432)은 리니어몸체(431)의 하부에 연장 형성되어, 프로브카드(P)에 접촉된다. 이 때, 리니어검침(432)은 접촉한 위치의 프로브카드(P)의 표고를 측정할 수 있다.
단, 리니어측정모듈(430)은 일실시예에 한정되지 않으며, 빛과 같은 파장을 이용한 측정장치로 프로브카드(P)의 표고를 측정하는 장치도 일실시예에 모두 포함된다.
이처럼 마련된 리니어측정모듈(430)은 기설정된 기준치에 대한 오차 범위와 보정값을 계산할 수 있다. 그리고, 리니어측정모듈(430)은 본딩그립모듈(410)과 연동되어 프로브핀(10)이 프로브카드(P)에 본딩될 때의 위치가 조절되도록 할 수 있다.
다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 본딩그립모듈(410)은 프로브핀(10)을 본딩될 위치로 이송한다. 이 때, 본딩그립모듈(410)은 프로브핀(10)이 프로브카드(P)와 소정의 간격을 두고 떨어진 상태를 유지하도록 한다.
여기서, 본딩그립모듈(410)이 프로브핀(10)을 프로브카드(P)로부터 기설정된 간격만큼 떨어트려 놓는 이유는 본딩그립모듈(410)이 프로브핀(10)을 프로브카드(P)의 상면에 접하도록 이동시킬 경우, 프로브핀(10)에 손상이 발생할 수 있기 때문이다. 구체적으로, 프로브카드(P)의 상면은 각 위치마다 미세하게 표고의 차이가 있다. 따라서, 본딩그립모듈(410)이 프로브핀(10)을 프로브카드(P)에 접하도록 할 때, 프로브핀(10)이 본딩그립모듈(410)과 프로브카드(P)에 의해 압착되어 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 본딩그립모듈(410)이 프로브핀(10)을 프로브카드(P)로부터 기설정된 간격만큼 떨어트려 놓고, 프로브핀(10)과 프로브카드(P) 사이의 미세한 틈에 솔더페이스트(520)가 채워지며 경화되도록 하여 본딩시킬 수 있다.
그리고, 본딩그립모듈(410)은 리니어측정모듈(430)로부터 전송된 프로브카드(P)의 표고 보정값을 계산하여 프로브핀(10)이 프로브카드(P)로부터 기설정된 간격만큼 떨어진 상태를 유지하도록 할 수 있다.
본딩비젼모듈(420)은 본딩그립모듈(410)의 상측에 위치할 수 있으며, 본딩그립모듈(410)이 이송하는 프로브핀(10)의 위치 및 형상을 인식할 수 있다. 그리고, 프로브핀(10)이 프로브카드(P)로부터 기설정된 간격만큼 떨어진 상태를 유지하도록 본딩그립모듈(410)과 연동될 수 있다. 이처럼 본딩그립모듈(410)과 연동되어 마련되는 본딩비젼모듈(420)은 프로브핀(10)이 프로브카드(P) 상의 기설정된 위치에 올바로 위치하도록 제어할 수 있다.
한편, 본딩유닛(400)은 감시비젼모듈(450)을 더 포함할 수 있으며, 감시비젼모듈(450)은 제2 핀몸체(12)의 우측 끝단에 돌출 형성된 검사체(14)를 인식하여, 검침(13)의 x, y 좌표 또는 높이를 측정할 수 있다.
보다 상세하게는, 감시비젼모듈(450)은 검침(13)과 동일한 높이에 위치하는 것이 물리적으로 어렵다. 따라서, 감시비젼모듈(450)은 검침(13)보다 상대적으로 높은 위치에서 검침(13)의 x, y 좌표 또는 높이를 측정하게 된다. 그러나, 검침(13)보다 상대적으로 높은 위치에서 검침(13)의 높이를 측정하게 되면, 검침(13)에 도달한 빛이 반사되는데 오랜 시간이 소요되어, 정확한 검침(13)의 높이를 신속하게 측정하기 어렵다.
반면에, 검사체(14)는 감시비젼모듈(450)의 위치를 고려하여 보다 신속하게 감시비젼모듈(450)에 인식될 수 있는 위치 및 형상으로 마련된다. 따라서, 검사체(14)는 검침(13)에 비해 신속하게 감시비젼모듈(450)에 인식될 수 있다. 즉, 감시비젼모듈(450)은 검사체(14)의 높이를 측정하여 검침(13)의 높이를 신속하게 알아낼 수 있다.
이처럼, 감시비젼모듈(450)은 프로브핀(10)을 프로브카드(P)에 본딩하기 전에 검침(13)의 높이를 확인하여, 보정을 실시할 수 있다. 또한, 감시비젼모듈(450)은 보정이 불가능한 프로브핀(10)의 경우 미리 폐기하거나 또는 다른 위치에 사용하기 위해 스킵함으로써, 차후 프로브카드(P)에 본딩된 불량 프로브핀(10)을 프로브카드(P)로부터 제거하고 새로운 프로브핀(10)을 프로브카드(P)에 본딩하는 작업이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 프로브핀(10)에 불량이 발생한 것을 본딩 작업이 모두 끝난 후에 알게 될 경우, 이를 수정하기 위한 작업은 많은 시간이 소요된다. 일 예로, 하나의 행에 열 개의 프로브핀(10)이 본딩되어 있다고 가정할 때, 세번째의 프로브핀(10)이 불량인 경우 세번째부터 열번째까지의 프로브핀(10)을 모두 제거한 다음 다시 본딩 작업을 실시해야 한다. 따라서, 미리 검침(13)의 높이를 보정하거나 보정이 불가능한 프로브핀(10)을 스킵할 경우, 상술한 리본딩(re-bonding)작업이 필요한 경우를 최소화할 수 있다.
다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 본딩그립모듈(410)은 프로브핀(10)을 프로브카드(P)로부터 기설정된 간격만큼 떨어트려놓은 상태에서 레이저모듈(440)을 솔더페이스트(520)에 조사하여 솔더페이스트(520)를 경화시킬 수 있다. 즉, 솔더페이스트(520)는 레이저빔에 의해 경화되면서 프로브핀(10)과 프로브카드(P)가 본딩되도록 한다.
레이저모듈(440)은 본딩그립모듈(410)의 일측에 위치할 수 있으며, 본딩그립경사면(412)은 레이저모듈(440)이 프로브핀(10)에 도포된 솔더페이스트(520)에 레이저빔을 조사하기 용이하도록 경사면이 형성된 상태일 수 있다. 그리고, 레이저모듈(440)이 솔더페이스트(520)에 레이저빔을 조사할 때, 본딩그립경사면(412)은 프로브카드(P)와 레이저모듈(440)의 레이저빔이 이루는 바람직한 각도가 50~60°인 점을 고려하여 경사면이 마련될 수 있다. 다만, 본딩그립경사면(412)과 레이저모듈(440)의 레이저빔 조사 각도는 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 레이저모듈(440)의 레이저빔 조사 각도는 솔더페이스트(520)에 레이저빔을 조사하였을 때, 프로브핀(10)이 프로브카드(P)에 본딩시킬 수 있다면 모두 일실시예에 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이 마련된, 본딩유닛(400)은 프로브카드(P)에 본딩되는 프로브핀(10) 사이의 간격을 자유롭게 조절할 수 있다.
구체적으로, 본딩그립모듈(410)은 일측에 단차가 형성된 본딩그립흡착면(413)이 마련되어, 프로브핀(10)의 일측을 진공흡착한 상태로 이송한다. 따라서, 본딩그립모듈(410)은 프로브카드(P)에 프로브핀(10)을 일측부터 타측으로 이동하며 본딩할 때, 직전에 본딩된 프로브핀(10)에 접촉할 우려가 없다. 즉, 프로브카드(P)에 본딩되는 프로브핀(10) 사이의 간격을 자유롭게 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 프로브핀 본딩 장치(1000)는 프로브핀(10)이 픽업유닛(100)에 의해 웨이퍼(W) 상에서 직접 이송되어 어레이유닛(300)을 거쳐 정렬되고, 본딩유닛(400)에 의해 프로브카드(P)에 본딩된다. 즉, 사람이 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 카세트(미도시)에 일일이 세워서 장착하는 작업을 하지 않아도 픽업유닛(100)에 의해 자동으로 웨이퍼(W) 상의 프로브핀(10)을 프로브카드(P)로 이송할 수 있어 신속한 작업이 가능하다.
*또한, 프로브카드(P)에 프로브핀(10)을 본딩하는 작업이 전자동화 되기 때문에 균일한 생산성을 갖고, 시간에 따른 반제품의 생산량을 정확하게 예측할 수 있다.
그리고, 픽업유닛(100)과 본딩유닛(400)은 프로브핀(10)에 손상을 가하지 않는 균일한 응력으로 프로브핀(10)을 이송하기 때문에, 프로브핀(10)이 이송되는 중에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 프로브카드에 프로브핀을 결합시키는 프로브핀 본딩 장치로서,
    웨이퍼 상의 프로브핀을 이송하는 픽업유닛;
    상기 픽업유닛으로부터 이송된 상기 프로브핀을 정렬하는 어레이유닛; 및
    상기 어레이유닛에서 정렬된 상기 프로브핀을 이송하여 프로브카드에 본딩시키는 본딩유닛을 포함하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽업유닛, 어레이유닛 및 본딩유닛은 각각 프로브핀의 형상 및 위치를 인식하는 픽업비젼모듈, 어레이비젼모듈, 본딩비젼모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 어레이유닛은 상기 프로브핀의 상면이 상기 어레이비젼모듈의 기설정된 수평선과 평행을 이루도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽업유닛은,
    상기 웨이퍼 상의 상기 프로브핀을 베이스유닛으로 이송하는 픽업그립모듈; 및
    상기 베이스유닛에 위치한 상기 프로브핀을 픽업한 상태에서 일측으로 회전하여 상기 어레이유닛에 안착시키는 턴그립모듈을 갖는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스유닛은 포러스척을 갖고, 상기 포러스척은 상면에 안착된 상기 프로브핀을 진공흡착하여 고정하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스유닛은 일측 또는 타측으로 회전하여 상기 프로브핀을 기설정된 형태로 정렬하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이유닛과 상기 본딩유닛 사이에 솔더 페이스트를 보관하는 디핑유닛이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 본딩유닛은 상기 프로브핀의 하부에 도포된 상기 솔더 페이스트에 레이저빔을 조사하여 상기 프로브핀을 상기 프로브카드에 본딩시키는 레이저모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 본딩유닛은 상기 프로브카드의 표고를 측정하는 리니어측정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽업유닛은 픽업그립진공부 및 픽업턴진공부를 갖고, 상기 본딩유닛은 본딩진공부를 갖으며, 상기 진공부들은 상기 프로브핀을 진공흡착하여 이송하는 것을 특징으로 하는 것인 프로브핀 본딩 장치.
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