WO2020184859A1 - Transfer device and method for transferring semiconductor chip - Google Patents

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WO2020184859A1
WO2020184859A1 PCT/KR2020/002375 KR2020002375W WO2020184859A1 WO 2020184859 A1 WO2020184859 A1 WO 2020184859A1 KR 2020002375 W KR2020002375 W KR 2020002375W WO 2020184859 A1 WO2020184859 A1 WO 2020184859A1
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semiconductor chip
push pin
axis
stage
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유병소
김정식
박종인
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㈜큐엠씨
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    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for transferring a semiconductor chip, and more particularly, to an apparatus for transferring a light emitting diode chip.
  • a light emitting diode (LED) chip proceeds by forming a circuit of each chip on a wafer and then separating it into a plurality of individual chips. Such a light emitting diode chip undergoes several transfer processes in package and module processes.
  • this transfer process is for the purpose of classifying chips according to defects in quality, or transferring to a transfer tape or a substrate to adjust the chip spacing or direction of the chip, or for the purpose of mounting circuits. Transfer to the substrate.
  • a conventional transfer device ie, a pick up & place device
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2016-0008187 discloses a chip transfer device and a transfer method.
  • micro LED chip eg, micro LED
  • chip size 5 ⁇ m to 300 ⁇ m
  • ultra-miniature LED chips can be applied to optical applications that require low power consumption, miniaturization, and weight reduction, and thus research and development are being actively conducted.
  • a vacuum when adsorbing a light emitting diode chip in a pick up step and a vacuum in the center to place a light emitting diode chip adsorbed in a place step are provided.
  • the diameter of the collet hole is several micrometers, it is not possible to secure sufficient vacuum pressure to hold the LED chip and air pressure to destroy the vacuum due to the pipe resistance of the collet hole.
  • the present invention has been devised to solve this problem, and one surface of a first substrate (including a substrate such as a mounting tape and a wafer) on which a semiconductor chip is mounted and a second substrate to which the semiconductor chip is transferred (transfer tape, substrate, circuit board)
  • a first substrate including a substrate such as a mounting tape and a wafer
  • a second substrate to which the semiconductor chip is transferred
  • transfer tape, substrate, circuit board To provide a transfer device and a transfer method for transferring a semiconductor chip to a transfer tape by pushing the other surface of a first substrate in a state in which) are disposed facing each other.
  • an embodiment of the present invention is a transfer device for transferring a semiconductor chip, a stage on which a first substrate on which the semiconductor chip is mounted is mounted, and the semiconductor chip is transferred.
  • a portion corresponding to the semiconductor chip is pushed from the other surface of the first substrate to remove the semiconductor chip. 2
  • It includes a push pin module transferred to the substrate.
  • the push pin module includes a push pin unit including a push pin for pushing the other surface of the first substrate and a load control unit for adjusting a load applied to the push pin when the semiconductor chip is transferred to the second substrate.
  • the load control unit may include at least one of a voice coil motor (VCM) and a spring.
  • VCM voice coil motor
  • the load control unit includes a VCM stator and a VCM mover, and when the semiconductor chip is transferred to the second substrate, a predetermined load or more on the push pin When this is applied, the VCM mover may move in a direction opposite to the moving direction of the push pin.
  • the load control unit may adjust the load applied to the push pin to be maintained as the preset load.
  • a flat portion parallel to one surface of the first substrate may be formed at the tip portion of the push pin.
  • the stage includes: a first substrate seating portion on which the first substrate is seated; A stage X-axis moving unit connected to the first substrate seating portion and controlling movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction; And a stage Y-axis moving part connected to the stage X-axis moving part and controlling movement of the stage X-axis moving part in a Y-axis direction orthogonal to the X-axis.
  • stage X-axis moving part the first X-axis actuator connected to the first base material mounting portion, the first X-axis actuator for controlling the movement of the first base material mounting portion in the X-axis direction;
  • a second X-axis actuator that is disposed to be spaced apart from the first X-axis actuator, is connected to the first substrate seating portion, and controls the movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction.
  • the stage Y-axis moving part may include a first Y-axis actuator connected to the stage X-axis moving part and controlling movement of the stage X-axis moving part in the Y-axis direction; And a second Y-axis actuator that is disposed to be spaced apart from the first Y-axis actuator, is connected to the stage X-axis moving part, and controls the movement of the stage X-axis moving part in the Y-axis direction.
  • the first X-axis actuator and the second X-axis actuator are controlled to be synchronously driven, and the first Y-axis actuator and the second Y-axis actuator are synchronized. It can be controlled to be driven.
  • the stage may further include a first substrate rotating means for controlling rotation of the first substrate on a surface parallel to one surface of the first substrate. have.
  • the first substrate rotation means may include a servo motor and a link section connected to the servo motor.
  • the work table includes: a second substrate seating portion on which the second substrate is seated; And a work table Z-axis moving part that controls the movement of the second base material mounting part in the vertical direction, wherein the work table Z-axis moving part is installed below the second base material mounting part, and the second base material is mounted
  • a horizontal guide rail disposed parallel to one side of the unit;
  • An inclined guide rail installed below the second substrate seating portion to be spaced apart from the horizontal guide rail in a vertical direction and disposed to be inclined with one surface of the second substrate seating portion;
  • a separation distance control means disposed between the horizontal guide rail and the inclined guide rail, and controlling a separation distance between the horizontal guide rail and the inclined guide rail.
  • the separation distance control means comprises: a horizontal guide coupled to the horizontal guide rail and moving along the horizontal guide rail; An inclined guide coupled to the inclined guide rail and moving along the inclined guide rail; And a screw coupled to the horizontal guide and the inclined guide to move the horizontal guide and the inclined guide together.
  • the worktable Z-axis moving part is installed under the second base material seating part, and is formed in a column shape extending in a vertical direction, so that the horizontal guide rail and the It may further include a plurality of Z-axis guides whose length increases or decreases according to the spacing of the inclined guide rail.
  • At least one of a separation distance between the push pin module and the work table, a separation distance between the push pin and the work table, and a separation distance between the stage and the work table may further include a sensor for setting (setting).
  • the senor may be a touch sensor.
  • a device comprising: a first substrate scanning unit for scanning the first substrate; And a second substrate scanning unit for scanning the second substrate.
  • the semiconductor chip may be a light emitting diode (LED) chip.
  • LED light emitting diode
  • Another embodiment of the present invention provides a method for transferring a semiconductor chip, comprising: preparing a first substrate on which the semiconductor chip is mounted; Preparing a second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred; Transferring the semiconductor chip to the second substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the first substrate with a push pin in a state in which one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other; Including, the step of transferring the semiconductor chip to the second substrate includes the step of maintaining a load applied to the push pin as a preset load.
  • the preparing of the first substrate on which the semiconductor chip is mounted on the one surface includes: preparing a preliminary substrate on which the semiconductor chip is mounted on one surface; Preparing the first substrate; And transferring the semiconductor chip to the first substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the preliminary substrate with the push pin in a state in which one surface of the preliminary substrate and the first substrate are disposed to face each other.
  • transferring the semiconductor chip to the first substrate may include maintaining a load applied to the push pin as a preset load.
  • semiconductor chips can be transferred without damage, and a constant load can be applied to all semiconductor chips, so that the transferred semiconductor chips can be transferred to a uniform height.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a stage provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic diagram of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a Z-axis moving part of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a Z-axis guide provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are views for explaining driving of a Z-axis moving part of a work table provided in a transfer apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a push pin module provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a load control unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining the characteristics of a spring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of setting a sensor and a work table provided in the transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • 11A to 11C are views for explaining a method of setting to the same process conditions using a sensor provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip mounted on a first substrate to a second substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view for explaining a method of transferring a semiconductor chip using a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip to a second substrate according to another embodiment of the present invention.
  • unit includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized using two or more hardware, or two or more units may be realized using one hardware.
  • the Z-axis direction refers to the vertical direction
  • the X-axis direction refers to one direction on a horizontal plane orthogonal to the Z-axis direction
  • the Y-axis direction is orthogonal to the X-axis direction on the horizontal plane orthogonal to the Z-axis direction.
  • the X-axis direction does not mean a fixed direction, but an arbitrary direction on a horizontal plane orthogonal to the Z-axis direction.
  • the meaning of orthogonal or vertical is not limited to precisely forming an angle of 90 degrees, and includes a concept that is substantially orthogonal or perpendicular.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • a transfer apparatus 100 includes a stage 110, a work table 120, and a push pin module 130.
  • the transfer apparatus 100 may further include a control unit (not shown) having a memory.
  • the control unit controls each configuration of the transfer device 100 so that the transfer device 100 operates.
  • each component of the transfer apparatus 100 is described to directly perform an operation, but such description includes the control unit controlling each component so that each component performs a corresponding operation.
  • a first substrate on which a plurality of semiconductor chips are mounted is mounted on the stage 110.
  • the first substrate is a substrate on which a semiconductor chip is mounted, and may include a tape, a wafer, a substrate, and the like.
  • the semiconductor chip is a chip formed by using a deposition process, an etching process, etc. on a substrate or a wafer, and may be, for example, a light emitting diode (LED) chip.
  • the semiconductor chip may be a micro light emitting diode chip having a size of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m, and may mean a product before packaging and a product that has been packaged. Further, in the present invention, the semiconductor chip may mean a micro LED.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a stage provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • the stage 110 includes a first substrate seating portion 112, a stage X-axis moving portion 113, a stage Y-axis moving portion 116, and a first substrate rotating means 119.
  • a first substrate is seated on the first substrate seating portion 112, and the first substrate seating portion 112 supports the periphery of the first substrate to hold the first substrate.
  • the central portion of the first substrate mounting portion 112 is open, and through this, the semiconductor chip mounted on the first substrate may be transferred to the second substrate positioned below the stage 110.
  • the first substrate mounting portion 112 may be moved in the X-axis direction and/or the Y-axis direction for mounting the first substrate.
  • the first substrate mounting portion 112 can be moved between the preparation position (position in FIG.
  • the module 130 may be moved in the X-axis and/or Y-axis directions to transfer each semiconductor chip to the second substrate at the same fixed position.
  • the stage X-axis moving part 113 is connected to the first base material mounting part 112 to move the first base material mounting part 112 in the X-axis direction.
  • the stage X-axis moving unit 113 includes a first X-axis actuator 114 and a second X-axis actuator 115.
  • the first X-axis actuator 114 is installed on one side of the first substrate seating portion 112 and is connected to the first substrate seating portion 112 to allow movement of the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction. Control.
  • the second X-axis actuator 115 is installed on the other side of the first substrate seating portion 112 and is connected to the first substrate seating portion 112 to allow the movement of the second substrate seating portion 112 in the X-axis direction. Control.
  • the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 are formed in a shape elongated in the X-axis direction, and are spaced apart from each other to allow the movement of the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction. Control.
  • the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 are controlled to be synchronously driven in order to more accurately and quickly control the movement of the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction.
  • the first base material mounting part 112 can be quickly and without delay. You can control the movement in the X-axis direction.
  • the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 may include a linear motor or the like.
  • the stage Y-axis moving part 116 is connected to the stage X-axis moving part 113 to move the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction.
  • the stage Y-axis moving unit 116 includes a first Y-axis actuator 117 and a second Y-axis actuator 118.
  • the first Y-axis actuator 117 is installed on one side of the stage X-axis moving part 113, and is connected to the stage X-axis moving part 113 to allow the stage X-axis moving part 113 to move in the Y-axis direction. Control.
  • the second Y-axis actuator 118 is installed on the other side of the stage X-axis moving part 113, and is connected to the stage X-axis moving part 113 to control the movement of the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction.
  • the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 are formed in a shape elongated in the Y-axis direction, and are spaced apart from each other to allow movement of the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction. Control.
  • the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 control the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 to move together in the Y-axis direction, respectively.
  • the stage Y-axis moving part 116 can control the movement of the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction, through which the first base material connected to the stage X-axis moving part 113 is mounted.
  • the movement of the unit 112 in the Y-axis direction can be controlled.
  • first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 are controlled to be synchronously driven in order to more accurately and quickly control the movement in the Y-axis direction.
  • the Y-axis direction of the X-axis stage moving part 113 is quickly and without delay. It is possible to control the movement of, and accordingly, the movement of the first base material seating unit 112 connected to the X-axis stage moving unit 113 in the Y-axis direction can be quickly controlled without delay.
  • the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 may include a linear motor or the like.
  • the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 are shown to be disposed in the lower side of the stage X-axis moving unit 113, but are not limited thereto, and depending on the configuration, the stage X It may be disposed on the same plane as the shaft moving part 113 or may be disposed above the side.
  • the first substrate rotating means 119 controls rotation on a surface parallel to one surface of the first substrate of the first substrate seated on the first substrate seating portion 112. Before transferring the semiconductor chip mounted on the first substrate to the second substrate, it is necessary to quickly and precisely align the angle of the semiconductor chip mounted on the first substrate.
  • the first substrate rotating means 119 is a servo motor. (servo motor) and a link clause connected to the servo motor. The rotation by the link section allows the first substrate to rotate at a high speed, while stably controlling the rotation.
  • the transfer device 100 includes a work table 120.
  • the work table 120 is positioned below the stage 110, and a second substrate to which a plurality of semiconductor chips mounted on the first substrate is to be transferred is mounted.
  • the second substrate is a substrate to which the semiconductor chip is to be transferred, and includes a tape, a substrate, and a circuit board.
  • FIG 3 is a schematic diagram of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • the work table 120 includes a second base material seating part 122, a work table Z-axis moving part 124, a work table Y-axis moving part 126, and a work table X-axis moving part 128. And a second substrate rotation means (129).
  • a second substrate is seated on the second substrate seating portion 122, and the second substrate seating portion 122 supports the entire second substrate to hold the second substrate.
  • the second substrate mounting portion 122 may be moved in an X-axis direction, a Y-axis direction, and/or a Z-axis direction for mounting the second substrate.
  • the second substrate mounting portion 122 may be moved in the Z-axis direction to adjust the spacing between the stage 110 and each semiconductor chip at the same fixed position during the transfer process. It may be moved in the X-axis and/or Y-axis direction so that it can be transferred to the second substrate.
  • the work table Z-axis moving part 124 is provided below the second base material mounting part 122 and controls the movement of the second base material mounting part 122 in the Z-axis direction (up-down direction).
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a Z-axis moving part of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • the work table Z-axis moving part 124 includes a first horizontal plate 211, a second horizontal plate 213, a Z-axis guide 215, a horizontal guide rail 217, and a horizontal guide 219 ), an inclined guide rail 221, an inclined guide 223, and a separation distance control means 225.
  • the first horizontal plate 211 is formed in a rectangular or square plate shape with one side parallel to one side of the second substrate, and is coupled to the second substrate mounting portion 122 under the second substrate mounting portion 122.
  • the second horizontal plate 213 is formed in a rectangular or square plate shape with one side parallel to one side of the second substrate, and is spaced apart from the first horizontal plate 211 by a predetermined distance under the first horizontal plate 211. Installed.
  • the shape of the two horizontal plates 211 and 213 is illustrated and described as having a rectangular or square plate shape, but is not limited thereto.
  • the second horizontal plate 213 is fixed and the first horizontal plate 211 is installed to be movable in the Z-axis direction. As the first horizontal plate 211 moves in the Z-axis direction, the first horizontal plate 211 ) And the second substrate mounting portion 122 is also moved in the Z-axis direction.
  • the Z-axis guide 215 is installed between the first horizontal plate 211 and the second horizontal plate 213 in the shape of a column extending in the vertical direction. One end of the Z-axis guide 215 is coupled to the first horizontal plate 211, and the other end is coupled to the second horizontal plate 213.
  • the Z-axis guide 215 may increase or decrease in length in the vertical direction.
  • a plurality of Z-axis guides 215 may be installed. In this embodiment, four are installed near the vertices of two horizontal plates 211 and 213 having a rectangular or square shape facing each other to connect the two horizontal plates 211 and 213.
  • the second substrate mounting portion 122 coupled with the first horizontal plate 2111 can be stably raised and lowered while maintaining parallelism.
  • An example of a Z-axis guide 215 provided in the work table Z-axis moving part 124 is shown in FIG. 5.
  • the Z-axis guide 215 includes a first outsleeve 310, a second outsleeve 320, a retainer 330, and a needle ( 340) and a post (post) 350
  • the first out sleeve 310 is coupled to the first horizontal plate 211
  • the second out sleeve 320 is coupled to the second horizontal plate 213 do.
  • the first out sleeve 310 and the second out sleeve 320 are connected by a post 350
  • a retainer 330 is installed outside the post 350.
  • the retainer 330 is disposed inside at least one of the two out sleeves 310, and a needle 340 is disposed on the outer side of the retainer 330.
  • the first out sleeve 310 coupled with the first horizontal plate 211 and the post 350 fixedly coupled with the first out sleeve 310 rise together.
  • the spacing between the first out sleeve 310 and the second out sleeve 320 increases, so that the lengths of the plurality of Z-axis guides 215 are increased.
  • the first out sleeve 310 coupled with the first horizontal plate 211 and the post 350 fixedly coupled with the first out sleeve 310 descend together. Is done. Accordingly, the distance between the first out sleeve 310 and the second out sleeve 320 is reduced, so that the lengths of the plurality of Z-axis guides 215 are constantly decreased.
  • the Z-axis guide 215 has a first out sleeve 310, a second out sleeve 320, a retainer 330, a needle 340, and a post 350 as described above.
  • a guide such as a linear motion guide or a cross roller guide may be used as the Z-axis guide 215.
  • the horizontal guide rail 217 is disposed parallel to one surface of the second horizontal plate 213 on the upper surface of the second horizontal plate 213 and is coupled to the second horizontal plate 213.
  • the horizontal guide rail 217 provides a moving path of the horizontal guide 219 so that the horizontal guide 219 coupled with the horizontal guide rail 217 moves along the horizontal guide rail 217. Accordingly, the horizontal guide 219 is coupled with the horizontal guide rail 217 so that it can be moved in a horizontal direction along a moving path provided by the horizontal guide rail 217 as shown in the arrow shown in FIG. 4.
  • the inclined guide rail 221 is installed so as to be inclined with one surface of the first horizontal plate 211 on the lower surface of the first horizontal plate 211 and is coupled to the first horizontal plate 211.
  • the inclined guide rail 221 provides a moving path of the inclined guide 223 so that the inclined guide 223 coupled with the inclined guide rail 221 moves along the inclined guide rail 221. Accordingly, the inclined guide 223 is coupled with the inclined guide rail 221 so that it can be moved in an inclined direction along a moving path provided by the inclined guide rail 221 like the arrow shown in FIG. 4.
  • the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 are installed to be spaced apart in the vertical direction. At this time, since the inclined guide rail 221 is installed inclined and the horizontal guide rail is installed horizontally, the distance between the horizontal guide rail 217 at one end of the inclined guide rail 221 is relatively It is narrow (the right part in FIG. 4) and the spacing between the horizontal guide rail 217 at the other end of the inclined guide rail 221 is relatively large (left part in FIG. 4).
  • the vertical separation distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is controlled by the separation distance control means 225.
  • the separation distance control means 225 is composed of a horizontal guide 219, an inclined guide 223, a screw 227, and a servo motor 229.
  • the screw 227 connected to the servo motor 229 is formed in a rod shape elongated in the horizontal direction, and rotates by driving the servo motor 229.
  • the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are coupled with the screw 227, and the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are linearly moved together by the rotational motion of the screw 227.
  • the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are moved along the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 in the direction of the arrow shown in FIG. 6A by the rotational motion of the screw 227.
  • the movement the distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is relatively narrow
  • the overall distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 increases.
  • the first horizontal plate 211 rises, and the post 350 of the Z-axis guide 215 moves in the direction of the arrow shown in FIG. 6A to increase the length of the Z-axis guide 215.
  • the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are moved along the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 by the rotational motion of the screw 227.
  • the overall distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is reduced.
  • the first horizontal plate 211 descends, and the post 350 of the Z-axis guide 215 moves in the direction of the arrow shown in FIG. 6B, so that the length of the Z-axis guide 215 decreases.
  • the work table Z-axis moving part 124 moves along the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 by the rotational motion of the screw 227, the horizontal guide 219 and the inclined guide 223
  • the spacing between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is changed, and accordingly, the first horizontal plate 211 coupled with the inclined guide rail 221 rises and falls, and the Z-axis guide 215 ) Will increase or decrease.
  • the work table Z-axis moving part 124 may move the second substrate seating part 122 coupled with the first horizontal plate 211 in the Z-axis direction (up-down direction).
  • the second base material seating part 122 coupled with the work table Z-axis moving part 124 is moved more stably and precisely while maintaining the horizontal level. It becomes possible to do.
  • the work table Y-axis moving part 126 is installed under the work table Z-axis moving part 124, and by moving the work table Z-axis moving part 124 in the Y-axis direction, Controls the movement of the second substrate seating portion 122 connected to the table Z-axis moving portion 124 in the Y-axis direction.
  • the work table Y-axis moving unit 126 may include a linear motor.
  • the work table X-axis moving part 128 is installed under the work table Y-axis moving part 126, and by moving the work table Y-axis moving part 126 in the X-axis direction, the work table Y-axis moving part 126 ) To control the movement in the X-axis direction of the work table Z-axis moving part 124 and the second base material seating part 122 connected to it.
  • the work table X-axis moving unit 128 may include a linear motor.
  • the second substrate rotating means 129 controls the rotation of the second substrate seated on the second substrate seating portion 122 on a surface parallel to one surface of the second substrate.
  • the first base rotation means 129 includes a servo motor.
  • the transfer device 100 includes a push pin module 130.
  • the push pin module 130 transfers the semiconductor chip mounted on the first substrate to the second substrate at the transfer process position.
  • transfer may refer to transfer of a semiconductor chip from a first substrate to a second substrate and adhesion (bonding) of the semiconductor chip to the second substrate.
  • the push pin module 130 transfers the semiconductor chip to the second substrate by pushing the other surface of the first substrate using a push pin in a state in which one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a push pin module provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • the push pin module 130 includes a push pin unit 410, a connection guide 420, and a load control unit 430.
  • the push pin unit 410 is for pushing the other surface of the first base material, and includes a push pin 412 and a push pin housing 414.
  • the push pin housing 414 protects the push pin 412 and contacts the first substrate.
  • the push pin 412 moves in the vertical direction to push the other surface of the first substrate to transfer the semiconductor chip corresponding to the corresponding portion to the second substrate.
  • the push pin unit 410 further includes a vacuum unit 416 that allows the first substrate to be separated from the corresponding semiconductor chip after the semiconductor chip is transferred to the second substrate by the push pin 412.
  • the load control unit 430 controls a load applied to the push pin 412 when the semiconductor chip is transferred to the second substrate, and the load control unit 430 and the push pin unit 410 are connected to the connection guide 420. Connected by When the semiconductor chip is transferred to the second substrate, the semiconductor chip and the second substrate come into contact with each other. At this time, a load is applied to the push pin 412 pushing the other surface of the first substrate on which the semiconductor chip is mounted.
  • the load control unit 430 controls the load applied to the push pin 412, and the load applied to the push pin 412 is transmitted to the load control unit 430 through the connection guide 420, and the load
  • the adjustment unit 430 adjusts the load applied to the push pin 412 to be maintained as a preset load. In addition, the load control unit 430 adjusts the load applied to the push pin 412 to be the same when each semiconductor chip is transferred to the second substrate.
  • the load control unit 430 may include a voice coil motor (VCM).
  • VCM voice coil motor
  • the voice coil motor is a linear motor including a permanent magnet and a coil, and can control a linear motion by controlling a current (or voltage) flowing through the voice coil, and includes a VCM stator 432 and a VCM mover 434.
  • the VCM stator 432 is installed so as to be fixed
  • the VCM mover 434 is disposed between the connection guide 420 and the VCM stator 432, and the moving direction of the push pin 412 or the direction opposite to the moving direction It is installed to be able to move.
  • the VCM mover 434 moves the connection guide 420 connected to the VCM mover 434 in the moving direction of the push pin 412 or in the opposite direction to the push pin unit 410 connected to the connection guide. Move.
  • a load is applied to the push pin 412. If more than a preset load is applied to the push pin 412, the load is adjusted.
  • the unit 430 adjusts the current (or voltage) of the voice coil motor to move the VCM mover 434 in the direction opposite to the direction of the push pin 412, so that the load applied to the push pin 412 is Adjust to maintain the set load.
  • FIG. 8 A diagram for explaining the load applied to the push pin 412 and the action and effect of the load control unit 430 in the transfer process using the push pin 412 is shown in FIG. 8.
  • the load applied to the push pin 412 Will increase.
  • the load control unit 430 is not provided, the load applied to the push pin 412 continues to increase (see 810), so that a load above the semiconductor chip damage limit load is applied to the semiconductor chip and the semiconductor chip is damaged. .
  • the load control unit 430 is provided as in the present invention, and the preset load is set to be less than the semiconductor chip damage limit load, the load applied to the push pin 412 is preset by the load control unit 430 Since it is maintained under the load (see 820), the semiconductor chip is not damaged.
  • the gap between the semiconductor chip and the second substrate may be different due to a variation in the thickness of the semiconductor chip.
  • the gap between the semiconductor chip and the second substrate may be different due to the difference in parallelism between the first substrate and the second substrate, and the thickness deviation of the second substrate or the height deviation of the circuit traces formed on the second substrate
  • the spacing between the semiconductor chip and the second substrate may be different. This problem caused by the deviation of the gap between the semiconductor chip and the second substrate can be solved by adjusting the moving distance of the push pin 412 according to the gap between the semiconductor chip and the second substrate, but the semiconductor chip is transferred very quickly.
  • the transfer device 100 may allow the same load to be applied to the push pin 412 even if a gap between the semiconductor chip and the second substrate occurs due to the load control unit 430. Even if the moving distance of the push pin 412 is not adjusted, it is possible to prevent damage to the semiconductor chip.
  • the load adjustment unit 430 may include a spring.
  • the spring (not shown) has a characteristic that the load increases linearly up to a specific displacement amount (a), and maintains a constant load (b) even if the displacement amount increases after the displacement amount (a).
  • the characteristics of the spring are similar to the picture shown in Fig. 8, so when the spring is installed to be connected to the push pin 412, the load applied to the push pin 412 is adjusted to maintain a constant load. I can.
  • the spring is fixed with a constant load (b) according to the characteristics of the spring, there is an inconvenience of replacing the spring itself in order to adjust this.
  • VCM voltage-driven load control unit 430
  • the load value to which the semiconductor chip is damaged may vary depending on the material, characteristics, and thickness of the semiconductor chip.
  • VCM it is possible to change the preset load value by adjusting the applied current (or voltage), so if the VCM is used as the load control unit 430, it is not necessary to replace the VCM depending on the semiconductor chip, and more precisely The load applied to the push pin 412 can be adjusted.
  • each semiconductor chip can be transferred to the second substrate at a uniform height.
  • the push pin 412 is formed in a shape with a sharp tip as the cross section becomes narrower as it goes down to the lower end, but a flat portion having a predetermined width is formed at the tip of the push pin 412.
  • a plane parallel to one surface of the first substrate is formed on the flat portion of the push pin 412. Therefore, since the flat portion of the tip portion of the push pin 412 comes into contact with the semiconductor chip, the pressure density between the push pin 412 and the semiconductor chip is reduced compared to the case where the tip portion of the push pin 412 is sharp. It can prevent breakage.
  • the flat portion of the push pin 412 is parallel to one surface of the first substrate, it is possible to prevent the semiconductor chip from being obliquely transferred when the semiconductor chip is transferred to the second substrate.
  • the transfer apparatus 100 further includes a first substrate scanning unit 140, a second substrate scanning unit 150, and a push pin scanning unit 160. I can.
  • the first substrate scanning unit 140 scans the position of the semiconductor chip mounted on the first substrate when the stage 110 is in standby at the ready position.
  • the first substrate scanning unit 140 may scan an arrangement form and an arrangement interval of a plurality of semiconductor chips mounted on the first substrate.
  • the second substrate scanning unit 150 is positioned on the work table 120 and scans the position of the circuit traces disposed on the second substrate.
  • the push pin scan unit 160 periodically scans whether or not the push pin 412 is positioned at the correct position (the center of the push pin housing 414). For example, the push pin scanning unit 160 may scan whether the push pin 412 is positioned at a correct position after the push pin 412 is replaced.
  • the push pin scanning unit 160 scans whether or not the push pin 412 is positioned at a correct position, but is not limited thereto.
  • the push pin scanning unit does not need to be included in the transfer device 100. That is, if the first substrate scan unit 140 can perform all the functions of the push pin scan unit, the push pin scan unit may not be included in the transfer apparatus 100.
  • the transfer device 100 may include a reticle (not shown).
  • the reticle may be used when synchronizing the alignment of the first substrate scan unit 140 and the second substrate scan unit 150. Further, the reticle may be used to synchronize the alignment of the push pin 412 and the first substrate scanning unit 140. And the reticle can be used for automatic calculation of the rotation center of the first and/or second substrate.
  • the push pin 412 provided in the transfer device 100 may be replaced, and when the push pin 412 is replaced, the same process conditions are secured after the push pin 412 is replaced. You need a setting to do it. That is, in order to secure the same process conditions as before even after the push pin 412 is replaced, the separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120, which is the lowermost part of the push pin module 130, and the push pin 412 ) And the separation distance between the work table 120 should always be kept the same. In addition, the separation distance between the stage 110 and the work table 120 must also be set according to process conditions.
  • the transfer device 100 includes a separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120, a separation distance between the push pin 412 and the work table 120, and the stage 110.
  • the work table 120 may be provided with a sensor 450 for setting the separation distance.
  • the sensor 450 provided in the transfer device 100 may be in the form of a touch sensor, and is installed around the work table 120.
  • the separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120 using the sensor 450, the separation distance between the push pin 412 and the work table 120, and the separation between the stage 110 and the work table 120 A method of setting the distance is shown in FIGS. 10 and 11A to 11C.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of setting a sensor and a work table provided in the transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • 11A to 11C are views for explaining a method of setting to the same process conditions using a sensor provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor 450 and the work table 120 are set.
  • the setting jig 460 is disposed on the upper surface of the work table 120, and the height of the sensor 450 is adjusted so that the sensor 450 is touched on the lower surface of the setting jig 460. do.
  • the height of the sensor 450 at this time corresponds to the position of '0'.
  • the setting jig 460 is formed in a flat plate shape, and the setting jig 460 is arranged to be in close contact with the upper surface of the work table 120.
  • the push pin The push pin housing 414 is lowered so that the lower surface of the housing 414 touches the sensor 450.
  • the position of the push pin housing 414 becomes a position of '0' equal to the height of the sensor 450, and the position of '0' can be manually or automatically input to the control unit.
  • the height of the push pin housing 414 may be adjusted based on the position at this time to set the same process conditions.
  • the push pin 412 is The push pin 412 is protruded from the push pin housing 414 so as to touch the sensor 450. At this time, the position of the push pin 412 becomes a position of “0” equal to the height of the sensor 450, and the position of “0” may be manually or automatically input to the control unit. In addition, the height of the push pin 412 may be adjusted based on the position at this time to set the same process conditions.
  • the separation distance between the stage 110 and the work table 120 after moving the stage 110 to the top of the sensor 450 as shown in FIG. 11C, the lower surface of the stage 110 is The work table 120 and the sensor 450 are raised together to touch the sensor 450. At this time, the position of the stage 110 becomes a position of “0” equal to the height of the sensor 450, and the position of “0” may be manually or automatically input to the control unit.
  • the separation distance between the stage 110 and the work table 120 may be set according to the process conditions based on the position at this time.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip mounted on a first substrate to a second substrate using a transfer device according to an embodiment of the present invention.
  • a first substrate on which a semiconductor chip is mounted is mounted on the first substrate mounting portion 112 of the stage 110, and the second substrate is mounted on the second substrate mounting portion of the work table 120 ( 122) (S910). Then, the first substrate and the second substrate are aligned.
  • control unit identifies the first substrate containing the semiconductor chips and the second substrate. An input regarding identification is received (S920).
  • the control unit extracts the first substrate-related data and the second substrate-related data from the memory based on the input regarding the identification of the first substrate and the identification of the second substrate (S930).
  • the data related to the second substrate includes the pattern (including position) of the circuit traces on the second substrate, the number of semiconductor chips to be transferred to the circuit traces, and the relative positions of the semiconductor chips and the quality requirements of the semiconductor chips.
  • the data related to the first substrate includes a relative position of the semiconductor chip and a map thereof.
  • control unit determines the initial orientation of the first substrate and the second substrate for transfer of the semiconductor chip (S940).
  • the control unit controls the stage 110 and the work table 120 to move the first substrate and the second substrate to the transfer process position, and the first substrate The first and second substrates are rotated so that the and second substrates have a determined initial orientation (S950).
  • the control unit includes a stage X-axis moving part 113, a stage Y-axis moving part 116, and a first base material rotating means so that the first base material mounting part 112 on which the first base material is mounted is moved and/or rotated. Control (119).
  • control unit includes a work table Z-axis moving part 124, a work table Y-axis moving part 126, and a work table X-axis so that the second base material mounting part 122 on which the second base material is mounted is moved and/or rotated. It controls the moving part 128 and the second base rotation means 129. At this time, the control unit determines the position of the circuit trace to which the semiconductor chip is to be transferred and the semiconductor chip to be transferred from the first substrate.
  • control unit controls the push pin module 130 so that the semiconductor chip mounted on the first substrate is transferred to the second substrate (S960).
  • the process of performing the transfer process by controlling the push pin module 130 is shown in detail in FIG. 13.
  • the first substrate 520 may be, for example, a tape
  • the second substrate 540 may be, for example, a substrate or a circuit board.
  • the push pin module 130 descends to contact a position corresponding to the target semiconductor chip 510 on the other surface of the first substrate 520.
  • the push pin 412 protrudes from the push pin housing 414 toward the other surface of the first substrate 520, so that the target semiconductor chip 510 is transferred to the second substrate 540 Is transferred onto the circuit trace 530.
  • the first substrate 520 is entirely bent downward by the push pin 412, and in some cases, a part of the first substrate 520 may be pierced by the push pin 412.
  • a load is applied to the push pin 412.
  • the load applied to the push pin 412 by the load control unit 430 provided in the push pin module 130 is controlled and maintained by a preset load, and accordingly, the height of the transferred target semiconductor chip 510 is constant. Can be maintained.
  • the first substrate 520 is separated from the target semiconductor chip 510
  • the first substrate 520 is adsorbed to the push pin module 130 using the vacuum unit 416 so that it can be performed.
  • the entire transfer process is not completed by transferring one semiconductor chip, but the transfer of all the semiconductor chips mounted on the first substrate is completed or the semiconductor chip mounted on the first substrate Is completed when there is no more place to transfer to the second substrate. Accordingly, after the transfer of one semiconductor chip is completed, if the entire transfer process is not completed, transfer of the next semiconductor chip is performed.
  • the first substrate seating portion 112 of the stage 110 and the worktable 120 are disposed to transfer the next semiconductor chip. 2
  • the base material seating portion 122 is moved.
  • the first base material receiving part 112 is moved using the stage X-axis moving part 113 and the stage Y-axis moving part 116, and the second base material receiving part 122 is the worktable Y-axis moving part 126
  • the work table is moved using the X-axis moving unit 128.
  • the first substrate mounting portion 112 is positioned on the stage X-axis for transfer of the next semiconductor chip.
  • the moving part 113 is used to move in the X-axis direction, and the second substrate seating part 122 is moved in the Y-axis direction using the worktable Y-axis moving part 126.
  • both the first substrate seating portion 112 and the second substrate seating portion 122 are moved in the same direction (both in the X-axis direction or both in the Y-axis direction), the first substrate seating portion 112 and the second substrate seating portion Since the precision may be degraded due to the impact of the movement of 122, the first substrate seating portion 112 is moved in the X-axis direction, and the second substrate seating portion 122 is moved in the Y-axis direction.
  • the first base material mounting part 112 After performing the transfer process while moving the first base material mounting part 112 in the X-axis direction using the stage X-axis moving part 113 to transfer all the semiconductor chips arranged in the same row, the first base material mounting part After moving 112 by a predetermined distance in the Y-axis direction using the stage Y-axis moving part 116, a transfer process is performed. Then, a transfer process is performed while moving the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction using the stage X-axis moving portion 113.
  • the second substrate seating portion 122 also performs a transfer process while moving similarly to the first substrate seating portion 112. After performing the transfer process while moving the second substrate mounting portion 122 in the Y-axis direction using the worktable Y-axis moving portion 126, and after all the semiconductor chips are transferred to the circuit traces arranged in the same row, the second The substrate seating portion 122 is moved by a predetermined distance in the X-axis direction using the work table X-axis moving portion 128 and then a transfer process is performed. Then, a transfer process is performed while moving the second base material seating portion 122 in the Y-axis direction using the work table Y-axis moving portion 126.
  • the first base material is rotated using the first base material rotation means 119. Since the orientation of the semiconductor chip mounted on the first substrate may be slightly different for each semiconductor chip, the first substrate is rotated using the first substrate rotation means 119 according to the orientation of the target semiconductor chip before transferring the semiconductor chip. And rotate precisely.
  • the first base rotation means 119 includes a servo motor and a link section connected to the servo motor.
  • step S960 which is a transfer process, is performed again.
  • the transfer process is terminated, and the push pin module 130 rises away from the first substrate.
  • the semiconductor chip may be a light emitting diode chip.
  • the light emitting diode chip may be classified into a red light emitting diode (red LED) chip, a green light emitting diode (green LED) chip, and a blue light emitting diode (blue LED) chip.
  • red LED red light emitting diode
  • green LED green light emitting diode
  • blue LED blue light emitting diode
  • a red light emitting diode chip, a green light emitting diode chip, and a blue light emitting diode chip must be alternately transferred to a second substrate having a circuit trace.
  • the first substrate on which the red LED chip is mounted is mounted on the stage 110 to perform the transfer process, and the first substrate on which the green LED chip is mounted is placed on the stage 110 to perform the transfer process.
  • the first substrate on which the blue LED chip is mounted may be mounted on the stage 110 to perform a transfer process.
  • the transfer process is performed in the order of a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip is described, but is not limited thereto, and the order of the LED chips in which the transfer process is performed in the present invention is not limited. .
  • the red LED chip transfer process performed first is that there is no LED chip transferred first to the second substrate, so the transfer process is performed by making the separation distance between the stage 110 and the work table 120 relatively close. can do.
  • the green LED chip transfer process performed next is the transfer process in the state that the red LED chip is present on the second substrate, so that the stage 110 and the worktable 120 are compared with the red LED chip transfer process. The transfer process can be performed by increasing the separation distance a little.
  • the blue light-emitting diode chip transfer process performed last is the transfer process in the state that the red light-emitting diode chip and the green light-emitting diode chip are present on the second substrate, so that the separation distance between the stage 110 and the work table 120 is maximized.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip to a second substrate according to another embodiment of the present invention.
  • a preliminary substrate on which a semiconductor chip is mounted on one surface is mounted on a stage 110 waiting at a ready position (S1000).
  • the arrangement interval or position between the semiconductor chips mounted on the preliminary substrate is uneven. Rather than performing the process of directly transferring the semiconductor chips mounted on the preliminary substrate to the second substrate, it is preferable to rearrange the arrangement intervals or positions between the semiconductor chips to be suitable for performing the transfer process and then transfer them to the second substrate. There are cases.
  • step S1000 the first substrate to which the semiconductor chip is to be transferred is mounted on the work table 120.
  • the first substrate scanning unit 140 scans the semiconductor chip mounted on the preliminary substrate. At this time, the first substrate scanning unit 140 scans the position of the semiconductor chip mounted on the preliminary substrate.
  • stage 110 moves to the transfer process position, and the transfer process is performed (S1010).
  • the semiconductor chip is transferred to the first substrate so that the semiconductor chip is synchronized with the arrangement spacing between circuit traces disposed on the second substrate to be finally transferred. That is, through the rearrangement process, an arrangement interval between semiconductor chips mounted on one surface of the first substrate and an arrangement interval between circuit traces arranged on the second substrate are synchronized in advance.
  • the transfer process (S1010) in the rearrangement process is performed in the same manner as described in FIG. 11. That is, the semiconductor chip mounted on the preliminary substrate is pushed by the push pin 412 and transferred to the first substrate, and the load applied to the push pin 412 is a load control unit 430 provided in the push pin module 130 ) Is controlled and maintained by a preset load, and accordingly, the height of the transferred semiconductor chip can be kept constant.
  • step S980 of FIG. 12 the preliminary substrate seated on the stage 110 and the first substrate seated on the work table 120 must be moved to transfer the next semiconductor chip.
  • the stage 110 The movement of the and work table 120 corresponds to step S980 of FIG. 12, and a detailed description refers to step S980 of FIG. 12 and is omitted here.
  • the first substrate on which the semiconductor chip is mounted on one surface is mounted on the stage 110 waiting at the ready position.
  • the second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred is seated on the work table 120 (S1020), and the stage 110 and the work table 120 are moved to the transfer process position, and the transfer process is performed (S1030). Since steps S1020 and S1030 correspond to the transfer process described in FIG. 12, a detailed description is referred to FIG. 12 and is omitted herein.
  • the transfer device according to the present invention when a semiconductor chip is transferred using the transfer device according to the present invention, it becomes possible to transfer the semiconductor chip in a short time and with high positional accuracy. In particular, compared to the transfer by the conventional pickup and place method, the time required for the transfer process is significantly reduced.
  • the transfer device according to the present invention is provided with a load control unit, and if it is used, semiconductor chips can be transferred without damage, and a constant load can be applied to all semiconductor chips, so that the transferred semiconductor chips have a uniform height. Can be transferred to.
  • transfer device 110 stage
  • first substrate seating portion 113 stage X-axis moving portion
  • first X-axis actuator 115 second X-axis actuator
  • stage Y-axis moving part 117 first Y-axis actuator
  • first horizontal plate 213 second horizontal plate
  • first out sleeve 320 second out sleeve
  • load adjustment unit 432 VCM stator
  • VCM mover 450 sensor

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Abstract

A transfer device for transferring a semiconductor chip comprises: a stage having one surface on which a first substrate having a semiconductor chip mounted thereon is placed; a work table on which a second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred is placed; and a pressing pin module, which pushes a part corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the first substrate while one surface of the first substrate and the second substrate are arranged to face each other, thereby transferring the semiconductor chip to the second substrate. The pressing pin module comprises: a pressing pin unit including a pressing pin for pushing the other surface of the first substrate; and a load adjusting unit for adjusting a load applied to the pressing pin when the semiconductor chip is transferred to the second substrate.

Description

반도체 칩을 전사하는 전사 장치 및 방법Transfer device and method for transferring semiconductor chips
본 발명은 반도체 칩을 전사하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광다이오드 칩을 전사하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for transferring a semiconductor chip, and more particularly, to an apparatus for transferring a light emitting diode chip.
일반적으로 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode) 칩은 웨이퍼에 각 칩의 회로를 형성한 후, 다수 개의 개별 칩들로 분리하는 과정으로 진행된다. 이러한 발광다이오드 칩은 패키지 및 모듈 공정에서 여러 번의 전사 공정을 거치게 된다.In general, a light emitting diode (LED) chip proceeds by forming a circuit of each chip on a wafer and then separating it into a plurality of individual chips. Such a light emitting diode chip undergoes several transfer processes in package and module processes.
이러한 전사 공정은 목적에 따라서 칩의 양품 불량에 따른 분류를 목적으로 하거나 칩 간격을 조절하거나 칩의 방향을 조절하기 위하여 전사 테입(transfer tape) 또는 기판으로 전사를 하며, 또는 실장하기 위한 목적으로 회로기판으로 전사를 한다.Depending on the purpose, this transfer process is for the purpose of classifying chips according to defects in quality, or transferring to a transfer tape or a substrate to adjust the chip spacing or direction of the chip, or for the purpose of mounting circuits. Transfer to the substrate.
종래의 전사 장치(즉, 픽업 앤 플레이스(pick up & place) 장치)는 각 발광다이오드 칩을 집어서(pick up), 기판에 놓음으로써(place) 각 발광다이오드 칩을 기판으로 전사시킨다. 이와 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0008187호에는 칩 전사 장치 및 전사 방법이 개시되어 있다.A conventional transfer device (ie, a pick up & place device) transfers each light emitting diode chip to a substrate by picking up each light emitting diode chip and placing it on a substrate. In this regard, Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2016-0008187 discloses a chip transfer device and a transfer method.
한편, 최근 칩 크기가 5㎛ 내지 300㎛ 수준인 초소형 발광다이오드 칩(예를 들어, 마이크로 LED)이 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다. 이러한 초소형 발광다이오드 칩은 저전력화, 소형화, 경량화가 필요한 광 응용 분야에 적용 가능해 이에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.Meanwhile, a micro LED chip (eg, micro LED) with a chip size of 5 μm to 300 μm has recently been in the spotlight as a next-generation display device. These ultra-miniature LED chips can be applied to optical applications that require low power consumption, miniaturization, and weight reduction, and thus research and development are being actively conducted.
종래의 픽업 앤 플레이스 방식의 전사 장치 및 방법은 픽업(pick up) 단계에서 발광다이오드 칩을 흡착할 때의 진공과, 플레이스(place) 단계에서 흡착된 발광다이오드 칩을 플레이스 할 수 있도록 중앙에 진공을 파괴하기 위해 공기가 흐르는 홀(hole)이 있는 콜렛(collet)을 사용한다. 그러나 콜렛홀(collet hole)의 직경이 수 마이크로미터가 될 때에는 콜렛홀의 관로저항에 의하여 발광다이오드 칩을 잡을 수 있는 충분한 진공 압력과 진공을 파괴하기 위한 공기 압력을 확보할 수 없다.In the conventional pickup and place transfer device and method, a vacuum when adsorbing a light emitting diode chip in a pick up step and a vacuum in the center to place a light emitting diode chip adsorbed in a place step are provided. To destroy, use a collet with a hole through which air flows. However, when the diameter of the collet hole is several micrometers, it is not possible to secure sufficient vacuum pressure to hold the LED chip and air pressure to destroy the vacuum due to the pipe resistance of the collet hole.
발광다이오드 칩의 크기가 수 마이크로미터까지 작아짐에 따라 종래의 픽업 앤 플레이스 방식을 이용하여 발광다이오드 칩을 전사하기 어려운 문제점이 생겼다.As the size of the LED chip is reduced to several micrometers, it is difficult to transfer the LED chip using the conventional pickup and place method.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재(탑재 테입, 웨이퍼 등의 기판을 포함)의 일면과 반도체 칩이 전사될 제 2 기재(전사 테입, 기판, 회로기판을 포함)가 마주보게 배치된 상태에서 제 1 기재의 타면을 밀어서 반도체 칩을 전사 테입으로 전사시키는 전사 장치 및 전사 방법을 제공하고자 한다.The present invention has been devised to solve this problem, and one surface of a first substrate (including a substrate such as a mounting tape and a wafer) on which a semiconductor chip is mounted and a second substrate to which the semiconductor chip is transferred (transfer tape, substrate, circuit board To provide a transfer device and a transfer method for transferring a semiconductor chip to a transfer tape by pushing the other surface of a first substrate in a state in which) are disposed facing each other.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 반도체 칩을 전사하는 전사 장치에 있어서, 일면에 상기 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재가 안착되는 스테이지, 상기 반도체 칩이 전사될 제 2 기재가 안착되는 워크 테이블 및 상기 제 1 기재의 일면과 상기 제 2 기재가 마주보게 배치된 상태에서 상기 제 1 기재의 타면에서 상기 반도체 칩에 대응하는 부분을 밀어서 상기 반도체 칩을 상기 제 2 기재로 전사하는 누름 핀 모듈을 포함한다. 상기 누름 핀 모듈은 상기 제 1 기재의 타면을 밀기 위한 누름 핀을 포함하는 누름 핀 유닛과 상기 반도체 칩이 상기 제 2 기재로 전사될 때, 상기 누름 핀에 인가되는 하중을 조절하는 하중 조절 유닛을 포함한다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, an embodiment of the present invention is a transfer device for transferring a semiconductor chip, a stage on which a first substrate on which the semiconductor chip is mounted is mounted, and the semiconductor chip is transferred. In a state in which the worktable on which the second substrate to be is mounted and one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other, a portion corresponding to the semiconductor chip is pushed from the other surface of the first substrate to remove the semiconductor chip. 2 It includes a push pin module transferred to the substrate. The push pin module includes a push pin unit including a push pin for pushing the other surface of the first substrate and a load control unit for adjusting a load applied to the push pin when the semiconductor chip is transferred to the second substrate. Include.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 하중 조절 유닛은 보이스 코일 모터(VCM; voice coil motor) 및 스프링 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the load control unit may include at least one of a voice coil motor (VCM) and a spring.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 하중 조절 유닛은 VCM 고정자와 VCM 가동자를 포함하고, 상기 반도체 칩이 상기 제 2 기재로 전사될 때, 상기 누름 핀에 기설정된 하중 이상이 인가되면, 상기 VCM 가동자가 상기 누름 핀의 진행 방향과 반대 방향으로 이동할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the load control unit includes a VCM stator and a VCM mover, and when the semiconductor chip is transferred to the second substrate, a predetermined load or more on the push pin When this is applied, the VCM mover may move in a direction opposite to the moving direction of the push pin.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 하중 조절 유닛은, 상기 누름 핀에 인가되는 하중이 상기 기설정된 하중으로 유지되도록 조절할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the load control unit may adjust the load applied to the push pin to be maintained as the preset load.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 누름 핀의 첨단 부분에는 상기 제 1 기재의 일면과 평행한 평평부가 형성되어 있을 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, a flat portion parallel to one surface of the first substrate may be formed at the tip portion of the push pin.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 스테이지는, 상기 제 1 기재가 안착되는 제 1 기재 안착부; 상기 제 1 기재 안착부와 연결되어, 상기 제 1 기재 안착부의 X축 방향으로의 이동을 제어하는 스테이지 X축 이동부; 및 상기 스테이지 X축 이동부와 연결되어, 상기 스테이지 X축 이동부의 상기 X축과 직교하는 Y축 방향으로의 이동을 제어하는 스테이지 Y축 이동부; 를 포함하고, 상기 스테이지 X축 이동부는, 상기 제 1 기재 안착부와 연결되어, 상기 제 1 기재 안착부의 상기 X축 방향으로의 이동을 제어하는 제 1 X축 액추에이터; 및 상기 제 1 X축 액추에이터와 이격되게 배치되며, 상기 제 1 기재 안착부와 연결되어, 상기 제 1 기재 안착부의 상기 X축 방향으로의 이동을 제어하는 제 2 X축 액추에이터;를 포함하고, 상기 스테이지 Y축 이동부는, 상기 스테이지 X축 이동부와 연결되어, 상기 스테이지 X축 이동부의 상기 Y축 방향으로의 이동을 제어하는 제 1 Y축 액추에이터; 및 상기 제 1 Y축 액추에이터와 이격되게 배치되며, 상기 스테이지 X축 이동부와 연결되어, 상기 스테이지 X축 이동부의 상기 Y축 방향으로의 이동을 제어하는 제 2 Y축 액추에이터;를 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the stage includes: a first substrate seating portion on which the first substrate is seated; A stage X-axis moving unit connected to the first substrate seating portion and controlling movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction; And a stage Y-axis moving part connected to the stage X-axis moving part and controlling movement of the stage X-axis moving part in a Y-axis direction orthogonal to the X-axis. Including, wherein the stage X-axis moving part, the first X-axis actuator connected to the first base material mounting portion, the first X-axis actuator for controlling the movement of the first base material mounting portion in the X-axis direction; And a second X-axis actuator that is disposed to be spaced apart from the first X-axis actuator, is connected to the first substrate seating portion, and controls the movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction. The stage Y-axis moving part may include a first Y-axis actuator connected to the stage X-axis moving part and controlling movement of the stage X-axis moving part in the Y-axis direction; And a second Y-axis actuator that is disposed to be spaced apart from the first Y-axis actuator, is connected to the stage X-axis moving part, and controls the movement of the stage X-axis moving part in the Y-axis direction. .
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 X축 액추에이터와 상기 제 2 X축 액추에이터가 동기 구동되도록 제어되고, 상기 제 1 Y축 액추에이터와 상기 제 2 Y축 액추에이터가 동기 구동되도록 제어될 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the first X-axis actuator and the second X-axis actuator are controlled to be synchronously driven, and the first Y-axis actuator and the second Y-axis actuator are synchronized. It can be controlled to be driven.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 스테이지는, 상기 제 1 기재가 상기 제 1 기재의 일면과 평행한 면 상에서 회전하는 것을 제어하는 제 1 기재 회전 수단을 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the stage may further include a first substrate rotating means for controlling rotation of the first substrate on a surface parallel to one surface of the first substrate. have.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 기재 회전 수단은, 서보 모터(servo motor)와 서보 모터에 연결된 링크절을 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the first substrate rotation means may include a servo motor and a link section connected to the servo motor.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 워크 테이블은, 상기 제 2 기재가 안착되는 제 2 기재 안착부; 및 상기 제 2 기재 안착부의 상하 방향으로의 이동을 제어하는 워크 테이블 Z축 이동부;를 포함하고, 상기 워크 테이블 Z축 이동부는, 상기 제 2 기재 안착부 하부에 설치되며, 상기 제 2 기재 안착부의 일면과 평행하게 배치되는 수평 가이드 레일; 상기 제 2 기재 안착부 하부에 상기 수평 가이드 레일과 상하 방향으로 이격되게 설치되며, 상기 제 2 기재 안착부의 일면과 경사지게 배치되는 경사 가이드 레일; 및 상기 수평 가이드 레일과 상기 경사 가이드 레일 사이에 배치되어, 상기 수평 가이드 레일과 상기 경사 가이드 레일의 이격 간격을 제어하는 이격 간격 제어 수단;을 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the work table includes: a second substrate seating portion on which the second substrate is seated; And a work table Z-axis moving part that controls the movement of the second base material mounting part in the vertical direction, wherein the work table Z-axis moving part is installed below the second base material mounting part, and the second base material is mounted A horizontal guide rail disposed parallel to one side of the unit; An inclined guide rail installed below the second substrate seating portion to be spaced apart from the horizontal guide rail in a vertical direction and disposed to be inclined with one surface of the second substrate seating portion; And a separation distance control means disposed between the horizontal guide rail and the inclined guide rail, and controlling a separation distance between the horizontal guide rail and the inclined guide rail.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 이격 간격 제어 수단은, 상기 수평 가이드 레일과 결합되어 상기 수평 가이드 레일을 따라 이동하는 수평 가이드; 상기 경사 가이드 레일과 결합되어 상기 경사 가이드 레일을 따라 이동하는 경사 가이드; 및 상기 수평 가이드와 상기 경사 가이드와 결합되어, 상기 수평 가이드와 상기 경사 가이드를 함께 이동시키는 스크류;를 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the separation distance control means comprises: a horizontal guide coupled to the horizontal guide rail and moving along the horizontal guide rail; An inclined guide coupled to the inclined guide rail and moving along the inclined guide rail; And a screw coupled to the horizontal guide and the inclined guide to move the horizontal guide and the inclined guide together.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 워크 테이블 Z축 이동부는, 상기 제 2 기재 안착부의 하부에 설치되며, 상하 방향으로 길게 뻗은 기둥 형상으로 형성되어 상기 수평 가이드 레일과 상기 경사 가이드 레일의 이격 간격에 따라 길이가 증감하는 복수의 Z축 가이드를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer device according to the present invention, the worktable Z-axis moving part is installed under the second base material seating part, and is formed in a column shape extending in a vertical direction, so that the horizontal guide rail and the It may further include a plurality of Z-axis guides whose length increases or decreases according to the spacing of the inclined guide rail.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 누름 핀 모듈과 상기 워크 테이블 간의 이격 거리, 상기 누름 핀과 상기 워크 테이블 간의 이격 거리 및 상기 스테이지와 상기 워크 테이블 간의 이격 거리 중 적어도 하나를 셋팅(setting)하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, at least one of a separation distance between the push pin module and the work table, a separation distance between the push pin and the work table, and a separation distance between the stage and the work table It may further include a sensor for setting (setting).
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 센서는 터치 센서일 수 있다. In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, the sensor may be a touch sensor.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 기재를 스캔하기 위한 제 1 기재 스캔 유닛; 및 상기 제 2 기재를 스캔하기 위한 제 2 기재 스캔 유닛;을 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer apparatus according to the present invention, there is provided a device comprising: a first substrate scanning unit for scanning the first substrate; And a second substrate scanning unit for scanning the second substrate.
본 발명에 따른 칩 전사 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 칩은 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode) 칩일 수 있다.In some embodiments of the chip transfer device according to the present invention, the semiconductor chip may be a light emitting diode (LED) chip.
본 발명의 다른 실시예는 반도체 칩을 전사하는 방법에 있어서, 일면에 상기 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재를 준비하는 단계; 상기 반도체 칩이 전사될 제 2 기재를 준비하는 단계; 상기 제 1 기재의 일면과 상기 제 2 기재가 마주보게 배치된 상태에서 상기 제 1 기재의 타면에서 상기 반도체 칩에 대응하는 부분을 누름 핀으로 밀어서 상기 반도체 칩을 상기 제 2 기재로 전사시키는 단계; 를 포함하고, 상기 반도체 칩을 상기 제 2 기재로 전사시키는 단계는 상기 누름 핀에 인가되는 하중을 기설정된 하중으로 유지시키는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention provides a method for transferring a semiconductor chip, comprising: preparing a first substrate on which the semiconductor chip is mounted; Preparing a second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred; Transferring the semiconductor chip to the second substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the first substrate with a push pin in a state in which one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other; Including, the step of transferring the semiconductor chip to the second substrate includes the step of maintaining a load applied to the push pin as a preset load.
본 발명에 따른 칩 전사 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 일면에 상기 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재를 준비하는 단계는, 일면에 반도체 칩이 탑재된 예비 기재를 준비하는 단계; 상기 제 1 기재를 준비하는 단계; 및 상기 예비 기재의 일면과 상기 제 1 기재가 마주보게 배치된 상태에서 상기 예비 기재의 타면에서 상기 반도체 칩에 대응하는 부분을 상기 누름 핀으로 밀어서 상기 반도체 칩을 상기 제 1 기재로 전사시키는 단계를 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer method according to the present invention, the preparing of the first substrate on which the semiconductor chip is mounted on the one surface includes: preparing a preliminary substrate on which the semiconductor chip is mounted on one surface; Preparing the first substrate; And transferring the semiconductor chip to the first substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the preliminary substrate with the push pin in a state in which one surface of the preliminary substrate and the first substrate are disposed to face each other. Can include.
본 발명에 따른 칩 전사 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 칩을 상기 제 1 기재로 전사시키는 단계는 상기 누름 핀에 인가되는 하중을 기설정된 하중으로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.In some embodiments of the chip transfer method according to the present invention, transferring the semiconductor chip to the first substrate may include maintaining a load applied to the push pin as a preset load.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the above-described exemplary embodiments, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 초소형 반도체 칩을 높은 위치 정밀도로 전사시키는 것이 가능하다.According to the above-described problem solving means of the present invention, it is possible to transfer a micro semiconductor chip with high positional accuracy.
또한, 상기 하중 조절 유닛을 이용하면, 반도체 칩을 손상 없이 전사시킬 수 있고, 모든 반도체 칩에 일정한 하중을 인가할 수 있어 전사된 반도체 칩이 균일한 높이로 전사될 수 있다.In addition, when the load control unit is used, semiconductor chips can be transferred without damage, and a constant load can be applied to all semiconductor chips, so that the transferred semiconductor chips can be transferred to a uniform height.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 스테이지의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a stage provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 워크 테이블의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 워크 테이블 Z축 이동부의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a Z-axis moving part of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 Z축 가이드의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a Z-axis guide provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 워크 테이블 Z축 이동부의 구동을 설명하기 위한 도면이다.6A and 6B are views for explaining driving of a Z-axis moving part of a work table provided in a transfer apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비된 누름 핀 모듈의 개략도이다.7 is a schematic diagram of a push pin module provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하중 조절 유닛을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a load control unit according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링의 특성을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the characteristics of a spring according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비된 센서와 워크 테이블을 셋팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of setting a sensor and a work table provided in the transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비된 센서를 이용하여 동일한 공정 조건으로 셋팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.11A to 11C are views for explaining a method of setting to the same process conditions using a sensor provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩을 제 2 기재에 전사하는 방법을 도시한 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip mounted on a first substrate to a second substrate according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치를 이용하여 반도체 칩을 전사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining a method of transferring a semiconductor chip using a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 칩을 제 2 기재에 전사하는 방법을 도시한 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip to a second substrate according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부재를 사이에 두고 "전기적으로 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 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" with another part, it is not only "directly connected", but also "electrically connected" with another element or member interposed therebetween. Include. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, and one or more other components are not excluded unless specifically stated to the contrary. It is to be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, actions, elements, parts, or combinations thereof, does not preclude the possibility of preliminary exclusion.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In the present specification, the term "unit" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized using two or more hardware, or two or more units may be realized using one hardware.
본 명세서에서 Z축 방향은 상하 수직 방향을 의미하고, X축 방향은 Z축 방향과 직교하는 수평면 상에서의 일방향을 의미하며, Y축 방향은 Z축 방향과 직교하는 수평면 상에서의 X축 방향과 직교하는 방향을 의미하나, X축 방향은 고정된 방향을 의미하는 것은 아니며, Z축 방향과 직교하는 수평면 상에서의 임의의 방향을 의미한다. 또한, 여기서 직교 또는 수직의 의미는 정확하게 90도 각도를 이루는 것으로 한정되지 않으며, 실질적으로 직교 또는 수직을 이루는 개념을 포함하는 것이다.In this specification, the Z-axis direction refers to the vertical direction, the X-axis direction refers to one direction on a horizontal plane orthogonal to the Z-axis direction, and the Y-axis direction is orthogonal to the X-axis direction on the horizontal plane orthogonal to the Z-axis direction. However, the X-axis direction does not mean a fixed direction, but an arbitrary direction on a horizontal plane orthogonal to the Z-axis direction. In addition, the meaning of orthogonal or vertical is not limited to precisely forming an angle of 90 degrees, and includes a concept that is substantially orthogonal or perpendicular.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 스테이지(110), 워크 테이블(120) 및 누름 핀 모듈(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a transfer apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a stage 110, a work table 120, and a push pin module 130.
본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 메모리를 가지는 제어 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 제어 유닛은 전사 장치(100)가 동작하도록 전사 장치(100)의 각 구성을 제어한다. 이하에서는 전사 장치(100)의 각 구성이 동작을 직접 수행하도록 기재되어 있지만, 이러한 기재는 제어 유닛이 각 구성이 해당 동작을 수행하도록 각 구성을 제어하는 것도 포함한다.The transfer apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a control unit (not shown) having a memory. The control unit controls each configuration of the transfer device 100 so that the transfer device 100 operates. Hereinafter, each component of the transfer apparatus 100 is described to directly perform an operation, but such description includes the control unit controlling each component so that each component performs a corresponding operation.
스테이지(110)에는 일면에 복수의 반도체 칩(semiconductor chip)이 탑재된 제 1 기재가 안착된다. 본 발명에서 제 1 기재는 반도체 칩이 탑재되어 있는 기재로서, 테입(Tape), 웨이퍼(wafer), 기판(substrate) 등을 포함할 수 있다. 본 발명에서 반도체 칩은 기판 또는 웨이퍼 등에 증착 공정, 식각 공정 등을 이용하여 형성된 칩으로, 예컨대 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode) 칩일 수 있다. 본 발명에서 반도체 칩은 크기가 5㎛ 내지 300㎛인 초소형 발광다이오드 칩일 수 있으며, 패키징되기 전의 제품 및 패키징 처리된 제품을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명에서 반도체 칩은 마이크로 LED를 의미할 수도 있다.A first substrate on which a plurality of semiconductor chips are mounted is mounted on the stage 110. In the present invention, the first substrate is a substrate on which a semiconductor chip is mounted, and may include a tape, a wafer, a substrate, and the like. In the present invention, the semiconductor chip is a chip formed by using a deposition process, an etching process, etc. on a substrate or a wafer, and may be, for example, a light emitting diode (LED) chip. In the present invention, the semiconductor chip may be a micro light emitting diode chip having a size of 5 μm to 300 μm, and may mean a product before packaging and a product that has been packaged. Further, in the present invention, the semiconductor chip may mean a micro LED.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 스테이지의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a stage provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 스테이지(110)는 제 1 기재 안착부(112), 스테이지 X축 이동부(113), 스테이지 Y축 이동부(116) 및 제 1 기재 회전 수단(119)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the stage 110 includes a first substrate seating portion 112, a stage X-axis moving portion 113, a stage Y-axis moving portion 116, and a first substrate rotating means 119.
제 1 기재 안착부(112)에는 제 1 기재가 안착되며, 제 1 기재 안착부(112)는 제 1 기재의 주연부를 지지함으로써 제 1 기재를 보지(保持)한다. 제 1 기재 안착부(112)의 중앙부는 개방되어 있고, 이를 통해 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩이 스테이지(110)의 하방에 위치한 제 2 기재로 전사될 수 있다. 제 1 기재 안착부(112)는 제 1 기재의 탑재를 위해 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 제 1 기재 안착부(112)는 준비 위치(도 1에서의 위치)와 전사 공정 위치(워크 테이블 상(120) 상의 위치) 사이를 이동할 수 있으며(화살표 참조), 전사 공정시에 누름 핀 모듈(130)이 동일하게 고정된 위치에서 각 반도체 칩을 제 2 기재로 전사시킬 수 있도록 X축 및/또는 Y축 방향으로 이동될 수 있다.A first substrate is seated on the first substrate seating portion 112, and the first substrate seating portion 112 supports the periphery of the first substrate to hold the first substrate. The central portion of the first substrate mounting portion 112 is open, and through this, the semiconductor chip mounted on the first substrate may be transferred to the second substrate positioned below the stage 110. The first substrate mounting portion 112 may be moved in the X-axis direction and/or the Y-axis direction for mounting the first substrate. In addition, the first substrate mounting portion 112 can be moved between the preparation position (position in FIG. 1) and the transfer process position (position on the work table 120) (refer to the arrow), and during the transfer process, the push pin The module 130 may be moved in the X-axis and/or Y-axis directions to transfer each semiconductor chip to the second substrate at the same fixed position.
스테이지 X축 이동부(113)는 제 1 기재 안착부(112)와 연결되어 제 1 기재 안착부(112)를 X축 방향으로 이동시킨다. 이를 위해, 스테이지 X축 이동부(113)는 제 1 X축 액추에이터(114)와 제 2 X축 액추에이터(115)를 구비한다. 제 1 X축 액추에이터(114)는 제 1 기재 안착부(112)의 일측에 설치되며, 제 1 기재 안착부(112)와 연결되어 제 1 기재 안착부(112)의 X축 방향으로의 이동을 제어한다. 제 2 X축 액추에이터(115)는 제 1 기재 안착부(112)의 타측에 설치되며, 제 1 기재 안착부(112)와 연결되어 제 2 기재 안착부(112)의 X축 방향으로의 이동을 제어한다. 제 1 X축 액추에이터(114)와 제 2 X축 액추에이터(115)는 X축 방향으로 길게 뻗은 형상으로 형성되며, 서로 이격 배치되어 제 1 기재 안착부(112)의 X축 방향으로의 이동을 함께 제어한다. 또한, 보다 정밀하고 신속하게 제 1 기재 안착부(112)의 X축 방향 이동 제어를 위해 제 1 X축 액추에이터(114)와 제 2 X축 액추에이터(115)는 동기 구동되도록 제어된다. 이와 같이 제 1 기재 안착부(112)의 양측에 서로 이격 배치된 2개의 X축 액추에이터(114, 115)를 동기 구동되도록 제어하면, 지연(delay) 없이 신속하게 제 1 기재 안착부(112)의 X축 방향의 이동을 제어할 수 있다. 여기서, 제 1 X축 액추에이터(114)와 제 2 X축 액추에이터(115)는 리니어 모터(linear motor) 등을 포함할 수 있다.The stage X-axis moving part 113 is connected to the first base material mounting part 112 to move the first base material mounting part 112 in the X-axis direction. To this end, the stage X-axis moving unit 113 includes a first X-axis actuator 114 and a second X-axis actuator 115. The first X-axis actuator 114 is installed on one side of the first substrate seating portion 112 and is connected to the first substrate seating portion 112 to allow movement of the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction. Control. The second X-axis actuator 115 is installed on the other side of the first substrate seating portion 112 and is connected to the first substrate seating portion 112 to allow the movement of the second substrate seating portion 112 in the X-axis direction. Control. The first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 are formed in a shape elongated in the X-axis direction, and are spaced apart from each other to allow the movement of the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction. Control. In addition, the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 are controlled to be synchronously driven in order to more accurately and quickly control the movement of the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction. In this way, when the two X-axis actuators 114 and 115 arranged spaced apart from each other on both sides of the first base material mounting part 112 are controlled to be synchronously driven, the first base material mounting part 112 can be quickly and without delay. You can control the movement in the X-axis direction. Here, the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 may include a linear motor or the like.
스테이지 Y축 이동부(116)는 스테이지 X축 이동부(113)와 연결되어 스테이지 X축 이동부(113)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 이를 위해, 스테이지 Y축 이동부(116)는 제 1 Y축 액추에이터(117)와 제 2 Y축 액추에이터(118)를 구비한다. 제 1 Y축 액추에이터(117)는 스테이지 X축 이동부(113)의 일측에 설치되며, 스테이지 X축 이동부(113)와 연결되어 스테이지 X축 이동부(113)의 Y축 방향으로의 이동을 제어한다. 제 2 Y축 액추에이터(118)는 스테이지 X축 이동부(113)의 타측에 설치되며, 스테이지 X축 이동부(113)와 연결되어 스테이지 X축 이동부(113)의 Y축 방향으로의 이동을 제어한다. 제 1 Y축 액추에이터(117)와 제 2 Y축 액추에이터(118)는 Y축 방향으로 길게 뻗은 형상으로 형성되며, 서로 이격 배치되어 스테이지 X축 이동부(113)의 Y축 방향으로의 이동을 함께 제어한다. 즉, 제 1 Y축 액추에이터(117)와 제 2 Y축 액추에이터(118)는 각각 제 1 X축 액추에이터(114)와 제 2 X축 액추에이터(115)가 함께 Y축 방향으로 이동하도록 제어한다. 상기의 구성으로 스테이지 Y축 이동부(116)는 스테이지 X축 이동부(113)를 Y축 방향으로의 이동을 제어할 수 있으며, 이를 통해 스테이지 X축 이동부(113)와 연결된 제 1 기재 안착부(112)의 Y축 방향으로의 이동을 제어할 수 있다. 또한, 보다 정밀하고 신속하게 Y축 방향 이동 제어를 위해 제 1 Y축 액추에이터(117)와 제 2 Y축 액추에이터(118)는 동기 구동되도록 제어된다. 이와 같이 X축 스테이지 이동부(113)의 양측에 서로 이격 배치된 2개의 Y축 액추에이터(117, 118)를 동기 구동되도록 제어하면, 지연 없이 신속하게 X축 스테이지 이동부(113)의 Y축 방향의 이동을 제어할 수 있으며, 이에 따라 X축 스테이지 이동부(113)와 연결된 제 1 기재 안착부(112)의 Y축 방향의 이동도 지연 없이 신속하게 제어할 수 있게 된다. 여기서, 제 1 Y축 액추에이터(117)와 제 2 Y축 액추에이터(118)는 리니어 모터 등을 포함할 수 있다. The stage Y-axis moving part 116 is connected to the stage X-axis moving part 113 to move the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction. To this end, the stage Y-axis moving unit 116 includes a first Y-axis actuator 117 and a second Y-axis actuator 118. The first Y-axis actuator 117 is installed on one side of the stage X-axis moving part 113, and is connected to the stage X-axis moving part 113 to allow the stage X-axis moving part 113 to move in the Y-axis direction. Control. The second Y-axis actuator 118 is installed on the other side of the stage X-axis moving part 113, and is connected to the stage X-axis moving part 113 to control the movement of the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction. Control. The first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 are formed in a shape elongated in the Y-axis direction, and are spaced apart from each other to allow movement of the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction. Control. That is, the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 control the first X-axis actuator 114 and the second X-axis actuator 115 to move together in the Y-axis direction, respectively. With the above configuration, the stage Y-axis moving part 116 can control the movement of the stage X-axis moving part 113 in the Y-axis direction, through which the first base material connected to the stage X-axis moving part 113 is mounted. The movement of the unit 112 in the Y-axis direction can be controlled. In addition, the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 are controlled to be synchronously driven in order to more accurately and quickly control the movement in the Y-axis direction. When controlling the two Y- axis actuators 117 and 118 spaced apart from each other to be synchronously driven on both sides of the X-axis stage moving part 113 in this way, the Y-axis direction of the X-axis stage moving part 113 is quickly and without delay. It is possible to control the movement of, and accordingly, the movement of the first base material seating unit 112 connected to the X-axis stage moving unit 113 in the Y-axis direction can be quickly controlled without delay. Here, the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 may include a linear motor or the like.
도 2에서는 제 1 Y축 액추에이터(117)와 제 2 Y축 액추에이터(118)가 스테이지 X축 이동부(113)의 측하방에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 구성에 따라 스테이지 X축 이동부(113)와 동일 평면상에 배치되거나 측상방에 배치될 수도 있다.In FIG. 2, the first Y-axis actuator 117 and the second Y-axis actuator 118 are shown to be disposed in the lower side of the stage X-axis moving unit 113, but are not limited thereto, and depending on the configuration, the stage X It may be disposed on the same plane as the shaft moving part 113 or may be disposed above the side.
제 1 기재 회전 수단(119)은 제 1 기재 안착부(112)에 안착되는 제 1 기재의 제 1 기재의 일면과 평행한 면 상에서 회전하는 것을 제어한다. 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩을 제 2 기재에 전사하기 전에 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩의 각도를 신속하면서도 정밀하게 정렬할 필요가 있으며, 이를 위해 제 1 기재 회전 수단(119)은 서보 모터(servo motor)와 서보 모터에 연결된 링크절을 포함한다. 링크절에 의한 회전으로 제 1 기재를 빠른 속도로 회전하면서도 안정적으로 회전을 제어할 수 있다.The first substrate rotating means 119 controls rotation on a surface parallel to one surface of the first substrate of the first substrate seated on the first substrate seating portion 112. Before transferring the semiconductor chip mounted on the first substrate to the second substrate, it is necessary to quickly and precisely align the angle of the semiconductor chip mounted on the first substrate. For this purpose, the first substrate rotating means 119 is a servo motor. (servo motor) and a link clause connected to the servo motor. The rotation by the link section allows the first substrate to rotate at a high speed, while stably controlling the rotation.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 워크 테이블(120)을 구비한다. 워크 테이블(120)은 스테이지(110)의 하방에 위치하며, 제 1 기재에 탑재된 복수의 반도체 칩이 전사될 제 2 기재가 안착된다. 여기서 제 2 기재는 반도체 칩이 전사될 기재로서, 테입, 기판, 회로기판 등을 포함한다.Referring back to FIG. 1, the transfer device 100 according to an embodiment of the present invention includes a work table 120. The work table 120 is positioned below the stage 110, and a second substrate to which a plurality of semiconductor chips mounted on the first substrate is to be transferred is mounted. Here, the second substrate is a substrate to which the semiconductor chip is to be transferred, and includes a tape, a substrate, and a circuit board.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 워크 테이블의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 워크 테이블(120)은 제 2 기재 안착부(122), 워크 테이블 Z축 이동부(124), 워크 테이블 Y축 이동부(126), 워크 테이블 X축 이동부(128) 및 제 2 기재 회전 수단(129)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the work table 120 includes a second base material seating part 122, a work table Z-axis moving part 124, a work table Y-axis moving part 126, and a work table X-axis moving part 128. And a second substrate rotation means (129).
제 2 기재 안착부(122)에는 제 2 기재가 안착되며, 제 2 기재 안착부(122)는 제 2 기재의 전체를 지지함으로써 제 2 기재를 보지(保持)한다. 제 2 기재 안착부(122)는 제 2 기재의 탑재를 위해 X축 방향, Y축 방향 및/또는 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 제 2 기재 안착부(122)는 스테이지(110)와의 이격 간격을 조절하기 위해 Z축 방향으로 이동될 수 있으며, 전사 공정시에 누름 핀 모듈(130)이 동일한 고정된 위치에서 각 반도체 칩을 제 2 기재로 전사시킬 수 있도록 X축 및/또는 Y축 방향으로 이동될 수 있다.A second substrate is seated on the second substrate seating portion 122, and the second substrate seating portion 122 supports the entire second substrate to hold the second substrate. The second substrate mounting portion 122 may be moved in an X-axis direction, a Y-axis direction, and/or a Z-axis direction for mounting the second substrate. In addition, the second substrate mounting portion 122 may be moved in the Z-axis direction to adjust the spacing between the stage 110 and each semiconductor chip at the same fixed position during the transfer process. It may be moved in the X-axis and/or Y-axis direction so that it can be transferred to the second substrate.
워크 테이블 Z축 이동부(124)는 제 2 기재 안착부(122)의 하부에 설치되어, 제 2 기재 안착부(122)를 Z축 방향(상하 방향)으로 이동을 제어한다.The work table Z-axis moving part 124 is provided below the second base material mounting part 122 and controls the movement of the second base material mounting part 122 in the Z-axis direction (up-down direction).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비되는 워크 테이블 Z축 이동부의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a Z-axis moving part of a work table provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 워크 테이블 Z축 이동부(124)는 제 1 수평판(211), 제 2 수평판(213), Z축 가이드(215), 수평 가이드 레일(217), 수평 가이드(219), 경사 가이드 레일(221), 경사 가이드(223) 및 이격 간격 제어 수단(225)을 포함한다.4, the work table Z-axis moving part 124 includes a first horizontal plate 211, a second horizontal plate 213, a Z-axis guide 215, a horizontal guide rail 217, and a horizontal guide 219 ), an inclined guide rail 221, an inclined guide 223, and a separation distance control means 225.
제 1 수평판(211)은 일면이 제 2 기재의 일면과 평행한 직사각형 또는 정사각형의 판 형상으로 형성되며, 제 2 기재 안착부(122)의 하부에 제 2 기재 안착부(122)와 결합되도록 설치된다. 제 2 수평판(213)은 일면이 제 2 기재의 일면과 평행한 직사각형 또는 정사각형의 판 형상으로 형성되며, 제 1 수평판(211)의 하부에 제 1 수평판(211)과 소정 거리 이격되게 설치된다. 본 실시예에서는 2개의 수평판(211, 213)의 형상이 직사각형 또는 정사각형의 판 형상인 것으로 도시하고 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서 제 2 수평판(213)은 고정되고 제 1 수평판(211)이 Z축 방향으로 이동할 수 있게 설치되어, 제 1 수평판(211)이 Z축 방향으로 이동함에 따라 제 1 수평판(211)과 결합된 제 2 기재 안착부(122)도 함께 Z축 방향으로 이동된다.The first horizontal plate 211 is formed in a rectangular or square plate shape with one side parallel to one side of the second substrate, and is coupled to the second substrate mounting portion 122 under the second substrate mounting portion 122. Installed. The second horizontal plate 213 is formed in a rectangular or square plate shape with one side parallel to one side of the second substrate, and is spaced apart from the first horizontal plate 211 by a predetermined distance under the first horizontal plate 211. Installed. In the present embodiment, the shape of the two horizontal plates 211 and 213 is illustrated and described as having a rectangular or square plate shape, but is not limited thereto. Here, the second horizontal plate 213 is fixed and the first horizontal plate 211 is installed to be movable in the Z-axis direction. As the first horizontal plate 211 moves in the Z-axis direction, the first horizontal plate 211 ) And the second substrate mounting portion 122 is also moved in the Z-axis direction.
Z축 가이드(215)는 상하 방향으로 길게 뻗은 기둥 형상의 형상으로 제 1 수평판(211)과 제 2 수평판(213) 사이에 설치된다. Z축 가이드(215)의 일단은 제 1 수평판(211)과 결합되며, 타단은 제 2 수평판(213)과 결합된다. Z축 가이드(215)는 상하 방향으로 길이가 증가되거나 감소될 수 있다. Z축 가이드(215)는 복수 개 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 서로 마주보는 직사각형 또는 정사각형 형상의 2개의 수평판(211, 213)의 꼭지점 부근에 4개 설치되어 2개의 수평판(211, 213)을 연결한다. 제 1 수평판(211)이 상승하여 제 1 수평판(211)과 제 2 수평판(213) 사이의 이격 간격이 증가하면, 4개의 Z축 가이드(215)의 상하 방향의 길이가 증가하게 된다. 반대로 제 1 수평판(211)이 하강하여 제 1 수평판(211)과 제 2 수평판(213) 사이의 이격 간격이 감소하면, 4개의 Z축 가이드(215)의 상하 방향의 길이가 감소하게 된다. 이와 같이 제 1 수평판(211)의 상승 및 하강에 따라 각 꼭지점 부근에 설치된 복수의 Z축 가이드(215) 각각의 길이가 증가 및 감소하므로, 제 1 수평판(211)과 제 2 수평판(213)의 평행이 유지된 채로 안정적으로 상승 및 하강할 수 있게 된다. 이에 따라, 제 1 수평판(2111)과 결합된 제 2 기재 안착부(122)가 평행이 유지된 채로 안정적으로 상승 및 하강할 수 있게 된다. 워크 테이블 Z축 이동부(124)에 구비되는 Z축 가이드(215)의 일 예를 도 5에 나타내었다.The Z-axis guide 215 is installed between the first horizontal plate 211 and the second horizontal plate 213 in the shape of a column extending in the vertical direction. One end of the Z-axis guide 215 is coupled to the first horizontal plate 211, and the other end is coupled to the second horizontal plate 213. The Z-axis guide 215 may increase or decrease in length in the vertical direction. A plurality of Z-axis guides 215 may be installed. In this embodiment, four are installed near the vertices of two horizontal plates 211 and 213 having a rectangular or square shape facing each other to connect the two horizontal plates 211 and 213. When the first horizontal plate 211 rises and the spacing between the first horizontal plate 211 and the second horizontal plate 213 increases, the length of the four Z-axis guides 215 in the vertical direction increases. . On the contrary, when the first horizontal plate 211 descends and the spacing between the first horizontal plate 211 and the second horizontal plate 213 decreases, the length of the four Z-axis guides 215 in the vertical direction decreases. do. In this way, the length of each of the plurality of Z-axis guides 215 installed near each vertex increases and decreases as the first horizontal plate 211 rises and falls, so that the first horizontal plate 211 and the second horizontal plate ( It is possible to stably ascend and descend while maintaining the parallel of 213). Accordingly, the second substrate mounting portion 122 coupled with the first horizontal plate 2111 can be stably raised and lowered while maintaining parallelism. An example of a Z-axis guide 215 provided in the work table Z-axis moving part 124 is shown in FIG. 5.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, Z축 가이드(215)는 제 1 아웃슬리브(outsleeve)(310), 제 2 아웃슬리브(320), 리테이너(retainer)(330), 니들(needle)(340) 및 포스트(post)(350)를 포함하며, 제 1 아웃슬리브(310)는 제 1 수평판(211)과 결합되고, 제 2 아웃슬리브(320)는 제 2 수평판(213)과 결합된다. 그리고 제 1 아웃슬리브(310)과 제 2 아웃슬리브(320)는 포스트(350)에 의해 연결되며, 포스트(350)의 외측에는 리테이너(330)가 설치된다. 리테이너(330)는 2개의 아웃슬리브(310) 중 적어도 하나의 내부에 배치되며, 리테이너(330)의 외부의 측면에는 니들(340)이 배치된다. 4 and 5, the Z-axis guide 215 includes a first outsleeve 310, a second outsleeve 320, a retainer 330, and a needle ( 340) and a post (post) 350, the first out sleeve 310 is coupled to the first horizontal plate 211, the second out sleeve 320 is coupled to the second horizontal plate 213 do. Further, the first out sleeve 310 and the second out sleeve 320 are connected by a post 350, and a retainer 330 is installed outside the post 350. The retainer 330 is disposed inside at least one of the two out sleeves 310, and a needle 340 is disposed on the outer side of the retainer 330.
제 1 수평판(211)이 상승하면 제 1 수평판(211)과 결합되어 있는 제 1 아웃슬리브(310) 및 제 1 아웃슬리브(310)와 고정 결합되어 있는 포스트(350)가 함께 상승하게 된다. 이에 따라, 제 1 아웃슬리브(310)와 제 2 아웃슬리브(320)의 이격 간격이 증가하게 되어 복수의 Z축 가이드(215)의 길이가 일정하게 증가하게 된다. 반대로, 제 1 수평판(211)이 하강하면 제 1 수평판(211)과 결합되어 있는 제 1 아웃슬리브(310) 및 제 1 아웃슬리브(310)와 고정 결합되어 있는 포스트(350)가 함께 하강하게 된다. 이에 따라, 제 1 아웃슬리브(310)와 제 2 아웃슬리브(320)의 이격 간격이 감소하게 되어 복수의 Z축 가이드(215)의 길이가 일정하게 감소하게 된다. When the first horizontal plate 211 rises, the first out sleeve 310 coupled with the first horizontal plate 211 and the post 350 fixedly coupled with the first out sleeve 310 rise together. . Accordingly, the spacing between the first out sleeve 310 and the second out sleeve 320 increases, so that the lengths of the plurality of Z-axis guides 215 are increased. On the contrary, when the first horizontal plate 211 descends, the first out sleeve 310 coupled with the first horizontal plate 211 and the post 350 fixedly coupled with the first out sleeve 310 descend together. Is done. Accordingly, the distance between the first out sleeve 310 and the second out sleeve 320 is reduced, so that the lengths of the plurality of Z-axis guides 215 are constantly decreased.
이와 같이 도 4 및 도 5에 도시된 가이드를 이용하면 종래의 가이드에 비해 보다 안정적이고 정밀하게 승하강이 가능하다. 본 실시예에서 Z축 가이드(215)는 상기와 바와 같이, 제 1 아웃슬리브(310), 제 2 아웃슬리브(320), 리테이너(330), 니들(340) 및 포스트(350)를 구비한 형태로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상하 방향으로 길이가 안정적으로 증가되거나 감소될 수 있으면 다른 형태의 가이드를 이용할 수 있다. 예컨대, Z축 가이드(215)는 LM 가이드(linear motion guide)나 크로스 롤러 가이드(cross roller guide) 등의 가이드가 이용될 수 있다.As described above, when the guide shown in FIGS. 4 and 5 is used, it is possible to elevate and descend more stably and accurately than the conventional guide. In this embodiment, the Z-axis guide 215 has a first out sleeve 310, a second out sleeve 320, a retainer 330, a needle 340, and a post 350 as described above. Although shown and described as, it is not limited thereto, and other types of guides may be used as long as the length can be stably increased or decreased in the vertical direction. For example, as the Z-axis guide 215, a guide such as a linear motion guide or a cross roller guide may be used.
다시 도 4를 참조하면, 수평 가이드 레일(217)은 제 2 수평판(213)의 상면에 제 2 수평판(213)의 일면과 평행하게 배치되며, 제 2 수평판(213)과 결합된다. 수평 가이드 레일(217)은 수평 가이드 레일(217)과 결합된 수평 가이드(219)가 수평 가이드 레일(217)을 따라 이동되도록 수평 가이드(219)의 이동 경로를 제공한다. 이에 따라, 수평 가이드(219)는 도 4에 표시된 화살표처럼 수평 가이드 레일(217)이 제공하는 이동 경로를 따라 수평 방향으로 이동될 수 있도록 수평 가이드 레일(217)과 결합된다. Referring back to FIG. 4, the horizontal guide rail 217 is disposed parallel to one surface of the second horizontal plate 213 on the upper surface of the second horizontal plate 213 and is coupled to the second horizontal plate 213. The horizontal guide rail 217 provides a moving path of the horizontal guide 219 so that the horizontal guide 219 coupled with the horizontal guide rail 217 moves along the horizontal guide rail 217. Accordingly, the horizontal guide 219 is coupled with the horizontal guide rail 217 so that it can be moved in a horizontal direction along a moving path provided by the horizontal guide rail 217 as shown in the arrow shown in FIG. 4.
경사 가이드 레일(221)은 제 1 수평판(211)의 하면에 제 1 수평판(211)의 일면과 경사지게 배치되도록 설치되며, 제 1 수평판(211)과 결합된다. 경사 가이드 레일(221)은 경사 가이드 레일(221)과 결합된 경사 가이드(223)가 경사 가이드 레일(221)을 따라 이동되도록 경사 가이드(223)의 이동 경로를 제공한다. 이에 따라, 경사 가이드(223)는 도 4에 표시된 화살표처럼 경사 가이드 레일(221)이 제공하는 이동 경로를 따라 경사진 방향으로 이동될 수 있도록 경사 가이드 레일(221)과 결합된다.The inclined guide rail 221 is installed so as to be inclined with one surface of the first horizontal plate 211 on the lower surface of the first horizontal plate 211 and is coupled to the first horizontal plate 211. The inclined guide rail 221 provides a moving path of the inclined guide 223 so that the inclined guide 223 coupled with the inclined guide rail 221 moves along the inclined guide rail 221. Accordingly, the inclined guide 223 is coupled with the inclined guide rail 221 so that it can be moved in an inclined direction along a moving path provided by the inclined guide rail 221 like the arrow shown in FIG. 4.
수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)은 상하 방향으로 이격되게 설치된다. 이때 경사 가이드 레일(221)은 경사지게 설치되어 있고, 수평 가이드 레일은 수평하게 설치되어 있으므로, 경사진 방향에 따라 경사 가이드 레일(221)의 일단의 수평 가이드 레일(217)과의 이격 간격은 상대적으로 좁고(도 4에서 오른쪽 부분) 경사 가이드 레일(221)의 타단의 수평 가이드 레일(217)과의 이격 간격은 상대적으로 멀게 된다(도 4에서 왼쪽 부분).The horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 are installed to be spaced apart in the vertical direction. At this time, since the inclined guide rail 221 is installed inclined and the horizontal guide rail is installed horizontally, the distance between the horizontal guide rail 217 at one end of the inclined guide rail 221 is relatively It is narrow (the right part in FIG. 4) and the spacing between the horizontal guide rail 217 at the other end of the inclined guide rail 221 is relatively large (left part in FIG. 4).
수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)의 상하 방향 이격 간격은 이격 간격 제어 수단(225)에 의해 제어된다. 본 실시예에서 이격 간격 제어 수단(225)은 수평 가이드(219), 경사 가이드(223), 스크류(227) 및 서보 모터(servo motor)(229)로 구성된다. 서보 모터(229)와 연결된 스크류(227)는 수평 방향으로 길게 뻗은 봉 형상으로 형성되며, 서보 모터(229)의 구동에 의해 회전 운동을 하게 된다. 수평 가이드(219)와 경사 가이드(223)는 스크류(227)와 결합되어 있으며, 스크류(227)의 회전 운동에 의해 수평 가이드(219)와 경사 가이드(223)는 함께 직선 운동을 하게 된다. 즉, 스크류(227)의 회전 운동에 의해, 수평 가이드(219)는 수평 가이드 레일(217)을 따라 이동하고, 경사 가이드(223)는 경사 가이드 레일(221)을 따라 이동한다. 스크류(227)의 회전 운동에 의해 수평 가이드(219)와 경사 가이드(223)의 이동을 도 6a 및 도 6b에 나타내었다.The vertical separation distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is controlled by the separation distance control means 225. In this embodiment, the separation distance control means 225 is composed of a horizontal guide 219, an inclined guide 223, a screw 227, and a servo motor 229. The screw 227 connected to the servo motor 229 is formed in a rod shape elongated in the horizontal direction, and rotates by driving the servo motor 229. The horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are coupled with the screw 227, and the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are linearly moved together by the rotational motion of the screw 227. That is, by the rotational motion of the screw 227, the horizontal guide 219 moves along the horizontal guide rail 217, and the inclined guide 223 moves along the inclined guide rail 221. The movement of the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 by the rotational motion of the screw 227 is shown in FIGS. 6A and 6B.
도 6a에 나타낸 바와 같이, 스크류(227)의 회전 운동에 의해 수평 가이드(219)와 경사 가이드(223)가 수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)을 따라 도 6a에 표시된 화살표 방향으로 이동(수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)의 이격 간격이 상대적으로 좁은 위치)하게 되면, 수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)의 전체적인 이격 간격이 증가하게 되고, 이에 따라 제 1 수평판(211)이 상승하게 되며, Z축 가이드(215)의 포스트(350)가 도 6a에 표시된 화살표 방향으로 이동하여 Z축 가이드(215)의 길이가 증가하게 된다. 반면에 도 6b에 나타낸 바와 같이, 스크류(227)의 회전 운동에 의해 수평 가이드(219)와 경사 가이드(223)가 수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)을 따라 도 6b에 표시된 화살표 방향으로 이동(수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)의 이격 간격이 상대적으로 먼 위치)하게 되면, 수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)의 전체적인 이격 간격이 감소하게 되고, 이에 따라 제 1 수평판(211)이 하강하게 되며, Z축 가이드(215)의 포스트(350)가 도 6b에 표시된 화살표 방향으로 이동하여 Z축 가이드(215)는 의 길이가 감소하게 된다.As shown in FIG. 6A, the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are moved along the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 in the direction of the arrow shown in FIG. 6A by the rotational motion of the screw 227. When the movement (the distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is relatively narrow), the overall distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 increases. Accordingly, the first horizontal plate 211 rises, and the post 350 of the Z-axis guide 215 moves in the direction of the arrow shown in FIG. 6A to increase the length of the Z-axis guide 215. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 are moved along the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 by the rotational motion of the screw 227. When moving in the direction (the distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is relatively far), the overall distance between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is reduced. As a result, the first horizontal plate 211 descends, and the post 350 of the Z-axis guide 215 moves in the direction of the arrow shown in FIG. 6B, so that the length of the Z-axis guide 215 decreases.
즉, 워크 테이블 Z축 이동부(124)는 스크류(227)의 회전 운동에 의해 수평 가이드(219)와 경사 가이드(223)가 수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)을 따라 이동하면서 수평 가이드 레일(217)과 경사 가이드 레일(221)의 이격 간격을 변화시키게 되고, 이에 따라 경사 가이드 레일(221)과 결합되어 있는 제 1 수평판(211)이 승하강하게 되며, Z축 가이드(215)의 길이가 증감하게 된다. 그 결과로 워크 테이블 Z축 이동부(124)는 제 1 수평판(211)과 결합된 제 2 기재 안착부(122)를 Z축 방향(상하 방향)으로 이동시킬 수 있다. 워크 테이블 Z축 이동부(124)가 이와 같은 구성을 가지게 되면, 워크 테이블 Z축 이동부(124)와 결합된 제 2 기재 안착부(122)를 수평을 유지한 상태에서 보다 안정적이고 정밀하게 이동하는 것이 가능하게 된다.That is, the work table Z-axis moving part 124 moves along the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 by the rotational motion of the screw 227, the horizontal guide 219 and the inclined guide 223 The spacing between the horizontal guide rail 217 and the inclined guide rail 221 is changed, and accordingly, the first horizontal plate 211 coupled with the inclined guide rail 221 rises and falls, and the Z-axis guide 215 ) Will increase or decrease. As a result, the work table Z-axis moving part 124 may move the second substrate seating part 122 coupled with the first horizontal plate 211 in the Z-axis direction (up-down direction). When the work table Z-axis moving part 124 has such a configuration, the second base material seating part 122 coupled with the work table Z-axis moving part 124 is moved more stably and precisely while maintaining the horizontal level. It becomes possible to do.
다시 도 3을 참조하면, 워크 테이블 Y축 이동부(126)는 워크 테이블 Z축 이동부(124)의 하부에 설치되며, 워크 테이블 Z축 이동부(124)를 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 워크 테이블 Z축 이동부(124)와 연결된 제 2 기재 안착부(122)의 Y축 방향으로의 이동을 제어한다. 이를 위해, 워크 테이블 Y축 이동부(126)는 리니어 모터를 포함할 수 있다.3, the work table Y-axis moving part 126 is installed under the work table Z-axis moving part 124, and by moving the work table Z-axis moving part 124 in the Y-axis direction, Controls the movement of the second substrate seating portion 122 connected to the table Z-axis moving portion 124 in the Y-axis direction. To this end, the work table Y-axis moving unit 126 may include a linear motor.
워크 테이블 X축 이동부(128)는 워크 테이블 Y축 이동부(126)의 하부에 설치되며, 워크 테이블 Y축 이동부(126)를 X축 방향으로 이동시킴으로써, 워크 테이블 Y축 이동부(126)와 연결된 워크 테이블 Z축 이동부(124) 및 제 2 기재 안착부(122)의 X축 방향으로의 이동을 제어한다. 이를 위해 워크 테이블 X축 이동부(128)는 리니어 모터를 포함할 수 있다.The work table X-axis moving part 128 is installed under the work table Y-axis moving part 126, and by moving the work table Y-axis moving part 126 in the X-axis direction, the work table Y-axis moving part 126 ) To control the movement in the X-axis direction of the work table Z-axis moving part 124 and the second base material seating part 122 connected to it. To this end, the work table X-axis moving unit 128 may include a linear motor.
제 2 기재 회전 수단(129)은 제 2 기재 안착부(122)에 안착되어 있는 제 2 기재의 제 2 기재의 일면과 평행한 면 상에서의 회전을 제어한다. 이를 위해 제 1 기재 회전 수단(129)은 서보 모터를 포함한다.The second substrate rotating means 129 controls the rotation of the second substrate seated on the second substrate seating portion 122 on a surface parallel to one surface of the second substrate. To this end, the first base rotation means 129 includes a servo motor.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 누름 핀 모듈(130)을 구비한다. 누름 핀 모듈(130)은 전사 공정 위치에서 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩을 제 2 기재로 전사한다. 본 발명에서 전사는 반도체 칩의 제 1 기재에서 제 2 기재로의 이송 및 반도체 칩의 제 2 기재에의 접착(본딩)을 의미할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the transfer device 100 according to an embodiment of the present invention includes a push pin module 130. The push pin module 130 transfers the semiconductor chip mounted on the first substrate to the second substrate at the transfer process position. In the present invention, transfer may refer to transfer of a semiconductor chip from a first substrate to a second substrate and adhesion (bonding) of the semiconductor chip to the second substrate.
누름 핀 모듈(130)은 제 1 기재의 일면과 제 2 기재가 마주보게 배치된 상태에서 누름 핀을 이용하여 제 1 기재의 타면을 밀어서 반도체 칩을 제 2 기재로 전사한다.The push pin module 130 transfers the semiconductor chip to the second substrate by pushing the other surface of the first substrate using a push pin in a state in which one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비된 누름 핀 모듈의 개략도이다.7 is a schematic diagram of a push pin module provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 누름 핀 모듈(130)은 누름 핀 유닛(410), 연결 가이드(420) 및 하중 조절 유닛(430)을 구비한다.Referring to FIG. 7, the push pin module 130 includes a push pin unit 410, a connection guide 420, and a load control unit 430.
누름 핀 유닛(410)은 제 1 기재의 타면을 밀기 위한 것으로, 누름 핀(412) 및 누름 핀 하우징(414)을 포함한다. 누름 핀 하우징(414)은 누름 핀(412)을 보호하고, 제 1 기재와 접촉한다. 누름 핀(412)은 상하 방향으로 이동함으로써 제 1 기재의 타면을 밀어 해당 부분에 대응하는 반도체 칩을 제 2 기재로 전사한다. 누름 핀 유닛(410)은 누름 핀(412)에 의해 반도체 칩이 제 2 기재로 전사된 후, 제 1 기재가 해당 반도체 칩으로부터 분리될 수 있도록 하는 진공 유닛(416)을 더 포함한다.The push pin unit 410 is for pushing the other surface of the first base material, and includes a push pin 412 and a push pin housing 414. The push pin housing 414 protects the push pin 412 and contacts the first substrate. The push pin 412 moves in the vertical direction to push the other surface of the first substrate to transfer the semiconductor chip corresponding to the corresponding portion to the second substrate. The push pin unit 410 further includes a vacuum unit 416 that allows the first substrate to be separated from the corresponding semiconductor chip after the semiconductor chip is transferred to the second substrate by the push pin 412.
하중 조절 유닛(430)은 반도체 칩이 제 2 기재로 전사될 때 누름 핀(412)에 인가되는 하중을 조절하며, 하중 조절 유닛(430)과 누름 핀 유닛(410)은 연결 가이드(420)에 의해 연결된다. 반도체 칩이 제 2 기재로 전사될 때, 반도체 칩과 제 2 기재가 서로 접촉하게 되는데, 이때 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재의 타면을 미는 누름 핀(412)에 하중이 인가된다. 하중 조절 유닛(430)은 이 누름 핀(412)에 인가되는 하중을 조절하는 것으로, 누름 핀(412)에 인가되는 하중은 연결 가이드(420)를 통해 하중 조절 유닛(430)에 전달되며, 하중 조절 유닛(430)은 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 기설정된 하중으로 유지되도록 조절한다. 또한, 하중 조절 유닛(430)은 각 반도체 칩이 제 2 기재로 전사될 때 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 동일하게 되도록 조절한다.The load control unit 430 controls a load applied to the push pin 412 when the semiconductor chip is transferred to the second substrate, and the load control unit 430 and the push pin unit 410 are connected to the connection guide 420. Connected by When the semiconductor chip is transferred to the second substrate, the semiconductor chip and the second substrate come into contact with each other. At this time, a load is applied to the push pin 412 pushing the other surface of the first substrate on which the semiconductor chip is mounted. The load control unit 430 controls the load applied to the push pin 412, and the load applied to the push pin 412 is transmitted to the load control unit 430 through the connection guide 420, and the load The adjustment unit 430 adjusts the load applied to the push pin 412 to be maintained as a preset load. In addition, the load control unit 430 adjusts the load applied to the push pin 412 to be the same when each semiconductor chip is transferred to the second substrate.
이러한 하중 조절 유닛(430)은 보이스 코일 모터(VCM; voice coil motor)를 포함할 수 있다.The load control unit 430 may include a voice coil motor (VCM).
보이스 코일 모터는 영구 자석과 코일을 포함하는 선형 모터로서, 보이스 코일에 흐르는 전류(또는 전압)를 조절하여 직진 운동을 조절할 수 있으며, VCM 고정자(432) 및 VCM 가동자(434)를 포함한다. 이때, VCM 고정자(432)는 고정되도록 설치되고, VCM 가동자(434)는 연결 가이드(420)와 VCM 고정자(432) 사이에 배치되며, 누름 핀(412)의 진행 방향 또는 진행 방향과 반대 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. VCM 가동자(434)는 VCM 가동자(434)와 연결된 연결 가이드(420)를 누름 핀(412)의 진행 방향 또는 진행 방향과 반대 방향으로 이동시켜, 연결가이드와 연결된 누름 핀 유닛(410)을 이동시킨다.The voice coil motor is a linear motor including a permanent magnet and a coil, and can control a linear motion by controlling a current (or voltage) flowing through the voice coil, and includes a VCM stator 432 and a VCM mover 434. At this time, the VCM stator 432 is installed so as to be fixed, the VCM mover 434 is disposed between the connection guide 420 and the VCM stator 432, and the moving direction of the push pin 412 or the direction opposite to the moving direction It is installed to be able to move. The VCM mover 434 moves the connection guide 420 connected to the VCM mover 434 in the moving direction of the push pin 412 or in the opposite direction to the push pin unit 410 connected to the connection guide. Move.
누름 핀(412)이 제 1 기재의 타면을 밀어 반도체 칩을 제 2 기재로 전사시킬 때 누름 핀(412)에는 하중이 인가되는데, 누름 핀(412)에 기설정된 하중 이상이 인가되면, 하중 조절 유닛(430)은 보이스 코일 모터의 전류(또는 전압)를 조절하여 VCM 가동자(434)를 누름 핀(412)의 진행 방향과 반대 방향으로 이동시킴으로써, 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 기설정된 하중으로 유지되도록 조절한다.When the push pin 412 pushes the other surface of the first substrate and transfers the semiconductor chip to the second substrate, a load is applied to the push pin 412. If more than a preset load is applied to the push pin 412, the load is adjusted. The unit 430 adjusts the current (or voltage) of the voice coil motor to move the VCM mover 434 in the direction opposite to the direction of the push pin 412, so that the load applied to the push pin 412 is Adjust to maintain the set load.
누름 핀(412)을 이용한 전사 과정에서 누름 핀(412)에 인가되는 하중과 하중 조절 유닛(430)의 작용 및 효과를 설명하기 위한 도면을 도 8에 나타내었다. 도 8에 도시된 바와 같이, 누름 핀(412)을 이용한 전사 과정에서 누름 핀(412)이 제 1 기재의 타면을 밀어 반도체 칩이 제 2 기재에 닿게 되면, 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 증가하게 된다. 이때, 하중 조절 유닛(430)이 구비되지 않는다면, 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 계속 증가하게 되어(810 참조), 반도체 칩 손상 한계 하중 이상의 하중이 반도체 칩에 인가되고 반도체 칩이 파손된다. 이에 반해 본 발명과 같이 하중 조절 유닛(430)이 구비되고, 기설정 하중이 반도체 칩 손상 한계 하중 이하로 설정된다면, 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 하중 조절 유닛(430)에 의해 기설정 하중으로 유지되므로(820 참조), 반도체 칩이 파손되지 않게 된다. A diagram for explaining the load applied to the push pin 412 and the action and effect of the load control unit 430 in the transfer process using the push pin 412 is shown in FIG. 8. As shown in FIG. 8, when the push pin 412 pushes the other surface of the first substrate and the semiconductor chip touches the second substrate in the transfer process using the push pin 412, the load applied to the push pin 412 Will increase. At this time, if the load control unit 430 is not provided, the load applied to the push pin 412 continues to increase (see 810), so that a load above the semiconductor chip damage limit load is applied to the semiconductor chip and the semiconductor chip is damaged. . On the other hand, if the load control unit 430 is provided as in the present invention, and the preset load is set to be less than the semiconductor chip damage limit load, the load applied to the push pin 412 is preset by the load control unit 430 Since it is maintained under the load (see 820), the semiconductor chip is not damaged.
반도체 칩 전사 공정에서는 많은 수의 반도체 칩을 전사하게 된다. 이때, 반도체 칩 두께에 편차에 의해 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격이 상이하게 될 수 있다. 또한, 제 1 기재와 제 2 기재의 평행도 차이에 의해서도 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격이 상이하게 될 수 있으며, 제 2 기재의 두께 편차나 제 2 기재에 형성되어 있는 회로 트레이스의 높이 편차에 의해서도 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격이 상이하게 될 수 있다. 이러한 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격의 편차에 따라 발생하는 문제는 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격에 따라 누름 핀(412)의 이동거리를 조절한다면 해결할 수 있지만, 매우 빠르게 반도체 칩을 전사해야 하는 전사 공정에서 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격을 측정하여 이를 기초로 각 반도체 칩을 전사할 때 누름 핀(412)의 이동거리를 조절하는 것은 사실상 불가능하다. 반도체 칩의 두께, 제 1 기재와 제 2 기재의 평행, 제 2 기재의 두께, 제 2 기재의 회로 트레이스의 높이 등의 편차는 공정을 아무리 정밀하게 한다고 하더라도 발생할 수밖에 없는 문제이므로, 하중 조절 유닛(430)이 구비되지 않으면, 많은 반도체 칩을 전사하는 과정에서 반도체 칩의 손상이 필연적으로 발생하게 된다. 그러나 본 발명에 따른 전사 장치(100)는 하중 조절 유닛(430)에 의해 반도체 칩과 제 2 기재 사이의 간격의 편차가 발생하더라도 누름 핀(412)에 동일한 하중이 인가되도록 할 수 있으며, 이에 따라 누름 핀(412)의 이동거리를 조절하지 않더라도 반도체 칩이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.In the semiconductor chip transfer process, a large number of semiconductor chips are transferred. At this time, the gap between the semiconductor chip and the second substrate may be different due to a variation in the thickness of the semiconductor chip. In addition, the gap between the semiconductor chip and the second substrate may be different due to the difference in parallelism between the first substrate and the second substrate, and the thickness deviation of the second substrate or the height deviation of the circuit traces formed on the second substrate Also, the spacing between the semiconductor chip and the second substrate may be different. This problem caused by the deviation of the gap between the semiconductor chip and the second substrate can be solved by adjusting the moving distance of the push pin 412 according to the gap between the semiconductor chip and the second substrate, but the semiconductor chip is transferred very quickly. It is virtually impossible to measure the distance between the semiconductor chip and the second substrate in the transfer process to be performed, and to adjust the movement distance of the push pin 412 when transferring each semiconductor chip based on this. Variations in the thickness of the semiconductor chip, parallel between the first substrate and the second substrate, the thickness of the second substrate, and the height of the circuit traces of the second substrate are inevitable problems even if the process is made precisely, so the load control unit ( If 430) is not provided, damage to the semiconductor chip will inevitably occur in the process of transferring many semiconductor chips. However, the transfer device 100 according to the present invention may allow the same load to be applied to the push pin 412 even if a gap between the semiconductor chip and the second substrate occurs due to the load control unit 430. Even if the moving distance of the push pin 412 is not adjusted, it is possible to prevent damage to the semiconductor chip.
또한, 하중 조절 유닛(430)은 스프링을 포함할 수 있다. 스프링(미도시)은 도 9에 도시된 바와 같이, 특정 변위량(a)까지는 하중이 선형으로 증가하고, 해당 변위량(a) 이후부터는 변위량이 증가하더라도 일정한 하중(b)을 유지하는 특성을 가진다. 도 9에 도시된 바와 같이 스프링의 특성은 도 8에 도시된 그림과 유사하므로, 스프링이 누름 핀(412)과 연결되도록 설치되면, 누름 핀(412)에 인가되는 하중이 일정한 하중으로 유지되도록 조절할 수 있다. 다만, 스프링은 스프링의 특성에 따라 일정한 하중(b)이 고정되므로, 이를 조절하기 위해서는 스프링 자체를 교체하여야 하는 불편함이 있다. 반도체 칩의 재질, 특성, 두께에 따라 반도체 칩이 손상을 받는 하중 값이 다를 수 있으므로, 스프링보다는 VCM을 하중 조절 유닛(430)으로 이용하는 것이 바람직하다. VCM의 경우에는 인가되는 전류(또는 전압)를 조절하여 기설정 하중 값을 변경하는 것이 가능하므로 하중 조절 유닛(430)으로 VCM을 이용하면, 반도체 칩에 따라 VCM을 교체하지 않아도 되고, 보다 정밀하게 누름 핀(412)에 인가되는 하중을 조절할 수 있게 된다.In addition, the load adjustment unit 430 may include a spring. As shown in FIG. 9, the spring (not shown) has a characteristic that the load increases linearly up to a specific displacement amount (a), and maintains a constant load (b) even if the displacement amount increases after the displacement amount (a). As shown in Fig. 9, the characteristics of the spring are similar to the picture shown in Fig. 8, so when the spring is installed to be connected to the push pin 412, the load applied to the push pin 412 is adjusted to maintain a constant load. I can. However, since the spring is fixed with a constant load (b) according to the characteristics of the spring, there is an inconvenience of replacing the spring itself in order to adjust this. It is preferable to use the VCM as the load control unit 430 rather than a spring, since the load value to which the semiconductor chip is damaged may vary depending on the material, characteristics, and thickness of the semiconductor chip. In the case of VCM, it is possible to change the preset load value by adjusting the applied current (or voltage), so if the VCM is used as the load control unit 430, it is not necessary to replace the VCM depending on the semiconductor chip, and more precisely The load applied to the push pin 412 can be adjusted.
그리고 누름 핀(412)이 제 1 기재의 타면을 밀어 반도체 칩을 제 2 기재로 전사시킬 때, 누름 핀(412)에 동일한 하중이 인가되도록 조절하지 않으면, 제 2 기재에 전사된 반도체 칩의 높이가 상이해질 수 있다. 본 발명에서는 하중 조절 유닛(430)을 이용하여 누름 핀(412)에 인가되는 하중을 동일하게 유지시킴으로써, 각 반도체 칩이 균일한 높이로 제 2 기재에 전사되도록 할 수 있게 된다.And when the push pin 412 pushes the other surface of the first substrate to transfer the semiconductor chip to the second substrate, the height of the semiconductor chip transferred to the second substrate is not adjusted so that the same load is applied to the push pin 412. Can be different. In the present invention, by using the load control unit 430 to maintain the same load applied to the push pin 412, each semiconductor chip can be transferred to the second substrate at a uniform height.
또한, 누름 핀(412)은 하단부로 내려올수록 단면이 좁아지면서 전체적으로 첨단부가 뾰족한 형상으로 형성되나, 누름 핀(412)의 최첨단 부분에는 소정의 넓이를 갖는 평평부가 형성되어 있다. 이 누름 핀(412)의 평평부에는 제 1 기재의 일면과 평행한 평면이 형성되어 있다. 따라서 누름 핀(412)의 최첨단 부분의 평평부가 반도체 칩과 접촉하게 되므로, 누름핀(412)의 최첨단 부분이 뾰족한 경우에 비해 누름 핀(412)과 반도체 칩 사이의 압력 밀도가 감소되어 반도체 칩이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 누름 핀(412)의 평평부는 제 1 기재의 일면과 평행하므로, 반도체 칩이 제 2 기재에 전사될 때 반도체 칩이 경사지게 전사되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the push pin 412 is formed in a shape with a sharp tip as the cross section becomes narrower as it goes down to the lower end, but a flat portion having a predetermined width is formed at the tip of the push pin 412. A plane parallel to one surface of the first substrate is formed on the flat portion of the push pin 412. Therefore, since the flat portion of the tip portion of the push pin 412 comes into contact with the semiconductor chip, the pressure density between the push pin 412 and the semiconductor chip is reduced compared to the case where the tip portion of the push pin 412 is sharp. It can prevent breakage. In addition, since the flat portion of the push pin 412 is parallel to one surface of the first substrate, it is possible to prevent the semiconductor chip from being obliquely transferred when the semiconductor chip is transferred to the second substrate.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 제 1 기재 스캔 유닛(140), 제 2 기재 스캔 유닛(150) 및 누름 핀 스캔 유닛(160)을 더 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the transfer apparatus 100 according to an embodiment of the present invention further includes a first substrate scanning unit 140, a second substrate scanning unit 150, and a push pin scanning unit 160. I can.
제 1 기재 스캔 유닛(140)은 스테이지(110)가 준비 위치에서 대기 중일 때, 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩의 위치를 스캔한다. 예를 들어, 제 1 기재 스캔 유닛(140)은 제 1 기재에 탑재된 복수의 반도체 칩의 배열 형태, 배열 간격 등을 스캔할 수 있다.The first substrate scanning unit 140 scans the position of the semiconductor chip mounted on the first substrate when the stage 110 is in standby at the ready position. For example, the first substrate scanning unit 140 may scan an arrangement form and an arrangement interval of a plurality of semiconductor chips mounted on the first substrate.
제 2 기재 스캔 유닛(150)은 워크 테이블(120) 상에 위치하고, 제 2 기재에 배치된 회로 트레이스의 위치를 스캔한다.The second substrate scanning unit 150 is positioned on the work table 120 and scans the position of the circuit traces disposed on the second substrate.
누름 핀 스캔 유닛(160)은 누름 핀(412)이 올바른 위치(누름 핀 하우징(414)의 중앙)에 위치하고 있는지 여부를 주기적으로 스캔한다. 예를 들어, 누름 핀 스캔 유닛(160)은 누름 핀(412)이 교체된 후에 누름 핀(412)이 올바른 위치에 위치하고 있는지 여부를 스캔할 수 있다.The push pin scan unit 160 periodically scans whether or not the push pin 412 is positioned at the correct position (the center of the push pin housing 414). For example, the push pin scanning unit 160 may scan whether the push pin 412 is positioned at a correct position after the push pin 412 is replaced.
본 실시예의 전사 장치(100)에서는 누름 핀 스캔 유닛(160)이 누름 핀(412)이 올바른 위치에 위치하고 있는지 여부를 스캔하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제 1 기재 스캔 유닛(140)을 이용하여 누름 핀(412)이 올바른 위치에 위치하고 있는지 여부를 스캔할 수 있다면, 누름 핀 스캔 유닛은 전사 장치(100)에 포함되지 않아도 된다. 즉, 제 1 기재 스캔 유닛(140)이 누름 핀 스캔 유닛의 기능을 모두 수행할 수 있으면, 누름 핀 스캔 유닛은 전사 장치(100)에 포함되지 않을 수 있다.In the transfer apparatus 100 of the present embodiment, it has been illustrated and described that the push pin scanning unit 160 scans whether or not the push pin 412 is positioned at a correct position, but is not limited thereto. For example, if the first substrate scanning unit 140 can be used to scan whether the push pin 412 is positioned at the correct position, the push pin scanning unit does not need to be included in the transfer device 100. That is, if the first substrate scan unit 140 can perform all the functions of the push pin scan unit, the push pin scan unit may not be included in the transfer apparatus 100.
본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 레티클(reticle)(미도시)을 포함할 수 있다. 레티클은 제 1 기재 스캔 유닛(140)과 제 2 기재 스캔 유닛(150)의 정렬(alignment)을 동기화할 때 이용될 수 있다. 또한, 레티클은 누름 핀(412)과 제 1 기재 스캔 유닛(140)의 정렬을 동기화할 때 이용될 수 있다. 그리고 레티클은 제 1 기재 및/또는 제 2 기재의 회전 중심의 자동 연산을 위해 이용될 수 있다.The transfer device 100 according to an embodiment of the present invention may include a reticle (not shown). The reticle may be used when synchronizing the alignment of the first substrate scan unit 140 and the second substrate scan unit 150. Further, the reticle may be used to synchronize the alignment of the push pin 412 and the first substrate scanning unit 140. And the reticle can be used for automatic calculation of the rotation center of the first and/or second substrate.
본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)에 구비된 누름 핀(412)은 교체되는 경우가 발생하며, 누름 핀(412)이 교체되는 경우 누름 핀(412) 교체 후 동일한 공정 조건을 확보하기 위한 셋팅(setting)이 필요하다. 즉, 누름 핀(412)이 교체된 이후에도 이전과 동일한 공정 조건을 확보하기 위해, 누름 핀 모듈(130)의 최하부인 누름 핀 하우징(414)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리와 누름 핀(412)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리는 항상 동일하게 유지되어야 한다. 또한, 스테이지(110)와 워크 테이블(120) 간의 이격 거리도 공정 조건에 따라 셋팅되어야 한다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)는 누름 핀 하우징(414)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리, 누름 핀(412)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리 및 스테이지(110)와 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 셋팅하기 위한 센서(450)를 구비할 수 있다. The push pin 412 provided in the transfer device 100 according to an embodiment of the present invention may be replaced, and when the push pin 412 is replaced, the same process conditions are secured after the push pin 412 is replaced. You need a setting to do it. That is, in order to secure the same process conditions as before even after the push pin 412 is replaced, the separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120, which is the lowermost part of the push pin module 130, and the push pin 412 ) And the separation distance between the work table 120 should always be kept the same. In addition, the separation distance between the stage 110 and the work table 120 must also be set according to process conditions. To this end, the transfer device 100 according to an embodiment of the present invention includes a separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120, a separation distance between the push pin 412 and the work table 120, and the stage 110. ) And the work table 120 may be provided with a sensor 450 for setting the separation distance.
본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)에 구비되는 센서(450)는 터치 센서 형태일 수 있으며, 워크 테이블(120) 주변에 설치된다. 센서(450)를 이용하여 누름 핀 하우징(414)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리, 누름 핀(412)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리 및 스테이지(110)와 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 셋팅하는 방법을 도 10과 도 11a 내지 도 11c에 나타내었다.The sensor 450 provided in the transfer device 100 according to an embodiment of the present invention may be in the form of a touch sensor, and is installed around the work table 120. The separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120 using the sensor 450, the separation distance between the push pin 412 and the work table 120, and the separation between the stage 110 and the work table 120 A method of setting the distance is shown in FIGS. 10 and 11A to 11C.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비된 센서와 워크 테이블을 셋팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치에 구비된 센서를 이용하여 동일한 공정 조건으로 셋팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of setting a sensor and a work table provided in the transfer device according to an embodiment of the present invention. 11A to 11C are views for explaining a method of setting to the same process conditions using a sensor provided in a transfer device according to an embodiment of the present invention.
누름 핀 하우징(414)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리, 누름 핀(412)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리 및 스테이지(110)와 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 셋팅하기에 앞서, 먼저 센서(450)와 워크 테이블(120)을 셋팅한다. 이를 위해, 도 10에 도시된 바와 같이, 워크 테이블(120) 상면에 셋팅 지그(460)를 배치시키고, 셋팅 지그(460)의 하면에 센서(450)가 터치되도록 센서(450)의 높이를 조절한다. 이때의 센서(450)의 높이를 '0'의 위치에 해당한다. 셋팅 지그(460)는 평판 형상으로 형성되며, 셋팅 지그(460)는 워크 테이블(120)의 상면에 밀착되도록 배치된다.Prior to setting the separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120, the separation distance between the push pin 412 and the work table 120, and the separation distance between the stage 110 and the work table 120, First, the sensor 450 and the work table 120 are set. To this end, as shown in FIG. 10, the setting jig 460 is disposed on the upper surface of the work table 120, and the height of the sensor 450 is adjusted so that the sensor 450 is touched on the lower surface of the setting jig 460. do. The height of the sensor 450 at this time corresponds to the position of '0'. The setting jig 460 is formed in a flat plate shape, and the setting jig 460 is arranged to be in close contact with the upper surface of the work table 120.
다음으로, 누름 핀 하우징(414)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 셋팅하기 위해서는, 도 11a에 도시된 바와 같이 누름 핀 하우징(414)을 센서(450)의 상부로 이동시킨 후, 누름 핀 하우징(414)의 하면이 센서(450)에 터치되도록 누름 핀 하우징(414)을 하강시킨다. 이때의 누름 핀 하우징(414)의 위치가 센서(450)의 높이와 동일한 '0'의 위치가 되며, 이 '0'의 위치를 수동 또는 자동으로 제어 유닛에 입력할 수 있다. 그리고 이때의 위치를 기준으로 누름 핀 하우징(414)의 높이를 조절하여 동일한 공정 조건이 되도록 셋팅할 수 있다.Next, in order to set the separation distance between the push pin housing 414 and the work table 120, after moving the push pin housing 414 to the top of the sensor 450 as shown in FIG. 11A, the push pin The push pin housing 414 is lowered so that the lower surface of the housing 414 touches the sensor 450. At this time, the position of the push pin housing 414 becomes a position of '0' equal to the height of the sensor 450, and the position of '0' can be manually or automatically input to the control unit. In addition, the height of the push pin housing 414 may be adjusted based on the position at this time to set the same process conditions.
그리고 누름 핀(412)과 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 셋팅하기 위해서는, 도 11b에 도시된 바와 같이 누름 핀(412)을 센서(450)의 상부로 이동시킨 후, 누름 핀(412)이 센서(450)에 터치되도록 누름 핀(412)을 누름 핀 하우징(414)으로부터 돌출시킨다. 이때의 누름 핀(412)의 위치가 센서(450)의 높이와 동일한 '0'의 위치가 되며, 이 '0'의 위치를 수동 또는 자동으로 제어 유닛에 입력할 수 있다. 그리고 이때의 위치를 기준으로 누름 핀(412)의 높이를 조절하여 동일한 공정 조건이 되도록 셋팅할 수 있다.And in order to set the separation distance between the push pin 412 and the work table 120, after moving the push pin 412 to the top of the sensor 450, as shown in FIG. 11B, the push pin 412 is The push pin 412 is protruded from the push pin housing 414 so as to touch the sensor 450. At this time, the position of the push pin 412 becomes a position of “0” equal to the height of the sensor 450, and the position of “0” may be manually or automatically input to the control unit. In addition, the height of the push pin 412 may be adjusted based on the position at this time to set the same process conditions.
상기에서 설명한 방법을 통해 누름 핀(412)을 교체하더라도 항상 동일한 공정 조건으로 셋팅할 수 있게 된다.Even if the push pin 412 is replaced through the method described above, it is always possible to set the same process conditions.
마찬가지로, 스테이지(110)와 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 셋팅하기 위해서는, 도 11c에 도시된 바와 같이 스테이지(110)를 센서(450)의 상부로 이동시킨 후, 스테이지(110)의 하면이 센서(450)에 터치되도록 워크 테이블(120)과 센서(450)를 함께 상승시킨다. 이때의 스테이지(110)의 위치가 센서(450)의 높이와 동일한 '0'의 위치가 되며, 이 '0'의 위치를 수동 또는 자동으로 제어 유닛에 입력할 수 있다. 그리고 이때의 위치를 기준으로 스테이지(110)와 워크 테이블(120) 간의 이격 거리를 공정 조건에 맞게 셋팅할 수 있다.Similarly, in order to set the separation distance between the stage 110 and the work table 120, after moving the stage 110 to the top of the sensor 450 as shown in FIG. 11C, the lower surface of the stage 110 is The work table 120 and the sensor 450 are raised together to touch the sensor 450. At this time, the position of the stage 110 becomes a position of “0” equal to the height of the sensor 450, and the position of “0” may be manually or automatically input to the control unit. In addition, the separation distance between the stage 110 and the work table 120 may be set according to the process conditions based on the position at this time.
이하에서는 본 발명의 일 실시예 따른 전사 장치를 이용하여 반도체 칩을 전사하는 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of transferring a semiconductor chip using the transfer device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 장치를 이용하여 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩을 제 2 기재에 전사하는 방법을 도시한 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip mounted on a first substrate to a second substrate using a transfer device according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 우선, 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재를 스테이지(110)의 제 1 기재 안착부(112)에 안착시키고, 제 2 기재를 워크 테이블(120)의 제 2 기재 안착부(122)에 안착시킨다(S910). 그리고 제 1 기재와 제 2 기재를 정렬한다.Referring to FIG. 12, first, a first substrate on which a semiconductor chip is mounted is mounted on the first substrate mounting portion 112 of the stage 110, and the second substrate is mounted on the second substrate mounting portion of the work table 120 ( 122) (S910). Then, the first substrate and the second substrate are aligned.
다음으로, 어느 반도체 칩들을 제 2 기재로 전사시킬 것인지 및 제 2 기재 상에 반도체 칩들을 어디에 위치시킬 것인지를 결정하기 위해, 제어 유닛은 반도체 칩들을 포함하는 제 1 기재의 식별 및 제 2 기재의 식별에 관한 입력을 수신한다(S920).Next, to determine which semiconductor chips to transfer to the second substrate and where to place the semiconductor chips on the second substrate, the control unit identifies the first substrate containing the semiconductor chips and the second substrate. An input regarding identification is received (S920).
다음으로, 제어 유닛은 제 1 기재의 식별 및 제 2 기재의 식별에 관한 입력에 기초하여 제 1 기재 관련 데이터 및 제 2 기재 관련 데이터를 메모리로부터 추출한다(S930). 제 2 기재 관련 데이터는 제 2 기재 상에서 회로 트레이스의 패턴(위치 포함), 회로 트레이스로 전사될 반도체 칩의 수 및 반도체 칩의 상대적 위치 및 반도체 칩의 품질 요건을 포함한다. 또한, 제 1 기재 관련 데이터는 반도체 칩의 상대적 위치 및 이에 대한 맵을 포함한다.Next, the control unit extracts the first substrate-related data and the second substrate-related data from the memory based on the input regarding the identification of the first substrate and the identification of the second substrate (S930). The data related to the second substrate includes the pattern (including position) of the circuit traces on the second substrate, the number of semiconductor chips to be transferred to the circuit traces, and the relative positions of the semiconductor chips and the quality requirements of the semiconductor chips. In addition, the data related to the first substrate includes a relative position of the semiconductor chip and a map thereof.
다음으로, 제어 유닛은 반도체 칩의 전사를 위한 제 1 기재 및 제 2 기재의 초기 배향을 결정한다(S940). Next, the control unit determines the initial orientation of the first substrate and the second substrate for transfer of the semiconductor chip (S940).
제 1 기재 및 제 2 기재의 초기 배향이 결정되면, 제어 유닛은 스테이지(110)와 워크 테이블(120)을 제어하여 제 1 기재 및 제 2 기재가 전사 공정 위치로 이동되도록 이동시키고, 제 1 기재와 제 2 기재가 결정된 초기 배향을 갖도록 제 1 기재와 제 2 기재를 회전시킨다(S950). 이를 위해, 제어 유닛은 제 1 기재가 안착된 제 1 기재 안착부(112)가 이동 및/또는 회전되도록 스테이지 X축 이동부(113), 스테이지 Y축 이동부(116) 및 제 1 기재 회전 수단(119)을 제어한다. 또한, 제어 유닛은 제 2 기재가 안착된 제 2 기재 안착부(122)가 이동 및/또는 회전되도록 워크 테이블 Z축 이동부(124), 워크 테이블 Y축 이동부(126), 워크 테이블 X축 이동부(128) 및 제 2 기재 회전 수단(129)을 제어한다. 이때, 제어 유닛은 반도체 칩이 전사될 회로 트레이스의 위치 및 제 1 기재에서 전사될 반도체 칩을 결정한다.When the initial orientation of the first substrate and the second substrate is determined, the control unit controls the stage 110 and the work table 120 to move the first substrate and the second substrate to the transfer process position, and the first substrate The first and second substrates are rotated so that the and second substrates have a determined initial orientation (S950). To this end, the control unit includes a stage X-axis moving part 113, a stage Y-axis moving part 116, and a first base material rotating means so that the first base material mounting part 112 on which the first base material is mounted is moved and/or rotated. Control (119). In addition, the control unit includes a work table Z-axis moving part 124, a work table Y-axis moving part 126, and a work table X-axis so that the second base material mounting part 122 on which the second base material is mounted is moved and/or rotated. It controls the moving part 128 and the second base rotation means 129. At this time, the control unit determines the position of the circuit trace to which the semiconductor chip is to be transferred and the semiconductor chip to be transferred from the first substrate.
다음으로, 제어 유닛은 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩이 제 2 기재로 전사되도록 누름 핀 모듈(130)을 제어한다(S960). 누름 핀 모듈(130)을 제어하여 전사 공정을 수행하는 과정을 도 13에 상세히 나타내었다.Next, the control unit controls the push pin module 130 so that the semiconductor chip mounted on the first substrate is transferred to the second substrate (S960). The process of performing the transfer process by controlling the push pin module 130 is shown in detail in FIG. 13.
도 13을 참조하면, 도 13(a)와 같이 S950 단계에서 결정된 타겟 반도체 칩(510)이 탑재된 제 1 기재(520), 회로 트레이스(530)를 가지는 제 2 기재(540) 및 누름 핀 모듈(130)이 정렬되어 배치된 상태로 준비된다. 여기서, 제 1 기재(520)는 예를 들어, 테입이고, 제 2 기재(540)는 예를 들어, 기판 또는 회로 기판일 수 있다.Referring to FIG. 13, as shown in FIG. 13(a), a first substrate 520 on which a target semiconductor chip 510 determined in step S950 is mounted, a second substrate 540 having a circuit trace 530, and a push pin module (130) is prepared in an aligned and placed state. Here, the first substrate 520 may be, for example, a tape, and the second substrate 540 may be, for example, a substrate or a circuit board.
이어서, 도 13(b)와 같이 누름 핀 모듈(130)이 하강하여 제 1 기재(520)의 타면에서 타겟 반도체 칩(510)에 대응하는 위치에 접촉한다.Subsequently, as shown in FIG. 13B, the push pin module 130 descends to contact a position corresponding to the target semiconductor chip 510 on the other surface of the first substrate 520.
이후, 도 13(c)와 같이 누름 핀(412)이 누름 핀 하우징(414)으로부터 제 1 기재(520)의 타면을 향해 돌출되고, 이에 따라 타겟 반도체 칩(510)이 제 2 기재(540)의 회로 트레이스(530) 위로 전사된다. 여기서 누름 핀(412)에 의해 제 1 기재(520)가 전체적으로 하방으로 벤딩되며, 경우에 따라서는 누름 핀(412)에 의해 제 1 기재(520)의 일부가 뚫릴 수도 있다. 이와 같이 누름 핀(412)이 타겟 반도체 칩(510)을 밀어 제 2 기재(520)로 타겟 반도체 칩(510)이 전사될 때, 누름 핀(412)에는 하중이 인가된다. 누름 핀 모듈(130)에 구비되는 하중 조절 유닛(430)에 의해 누름 핀(412)에 인가되는 하중은 기설정된 하중으로 조절되어 유지되며, 이에 따라 전사되는 타겟 반도체 칩(510)의 높이는 일정하게 유지될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 13(c), the push pin 412 protrudes from the push pin housing 414 toward the other surface of the first substrate 520, so that the target semiconductor chip 510 is transferred to the second substrate 540 Is transferred onto the circuit trace 530. Here, the first substrate 520 is entirely bent downward by the push pin 412, and in some cases, a part of the first substrate 520 may be pierced by the push pin 412. As described above, when the push pin 412 pushes the target semiconductor chip 510 and the target semiconductor chip 510 is transferred to the second substrate 520, a load is applied to the push pin 412. The load applied to the push pin 412 by the load control unit 430 provided in the push pin module 130 is controlled and maintained by a preset load, and accordingly, the height of the transferred target semiconductor chip 510 is constant. Can be maintained.
이어서, 도 13(d)와 같이, 누름 핀(412)에 의해 타겟 반도체 칩(510)이 제 2 기재(540)로 전사된 후, 제 1 기재(520)가 타겟 반도체 칩(510)으로부터 분리될 수 있도록 진공 유닛(416)을 이용하여 제 1 기재(520)를 누름 핀 모듈(130)에 흡착시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 13(d), after the target semiconductor chip 510 is transferred to the second substrate 540 by the push pin 412, the first substrate 520 is separated from the target semiconductor chip 510 The first substrate 520 is adsorbed to the push pin module 130 using the vacuum unit 416 so that it can be performed.
그리고 도 13(e)와 같이, 진공 유닛(416)의 작동을 중단하고, 돌출된 누름 핀(412)을 상승시켜 누름 핀(412)을 누름 핀 하우징(414) 내부로 인입시킨다. 이로써 타겟 반도체 칩(510)의 제 2 기재(540)로의 전사가 마무리된다.And, as shown in FIG. 13(e), the operation of the vacuum unit 416 is stopped, and the protruding push pin 412 is raised to bring the push pin 412 into the push pin housing 414. This completes the transfer of the target semiconductor chip 510 to the second substrate 540.
제 1 기재에 탑재된 반도체 칩의 전사 공정은 하나의 반도체 칩의 전사로 전체 전사 공정이 완료되는 것이 아니라, 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩이 모두 전사가 완료되거나 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩을 더 이상 제 2 기재에 전사할 곳이 없을 경우 완료된다. 따라서 하나의 반도체 칩의 전사가 마무리된 이후, 전체 전사 공정이 완료되지 않은 상태이면 다음 반도체 칩의 전사가 수행된다. In the transfer process of the semiconductor chip mounted on the first substrate, the entire transfer process is not completed by transferring one semiconductor chip, but the transfer of all the semiconductor chips mounted on the first substrate is completed or the semiconductor chip mounted on the first substrate Is completed when there is no more place to transfer to the second substrate. Accordingly, after the transfer of one semiconductor chip is completed, if the entire transfer process is not completed, transfer of the next semiconductor chip is performed.
본 실시예에서는 누름 핀 모듈(130)은 전사 공정이 수행되는 동안 위치가 고정되기 때문에 다음 반도체 칩의 전사를 위해서는 스테이지(110)의 제 1 기재 안착부(112)와 워크 테이블(120)의 제 2 기재 안착부(122)가 이동하게 된다. 제 1 기재 안착부(112)는 스테이지 X축 이동부(113)와 스테이지 Y축 이동부(116)를 이용하여 이동되며, 제 2 기재 안착부(122)는 워크 테이블 Y축 이동부(126)와 워크 테이블 X축 이동부(128)를 이용하여 이동된다.In this embodiment, since the position of the push pin module 130 is fixed while the transfer process is performed, the first substrate seating portion 112 of the stage 110 and the worktable 120 are disposed to transfer the next semiconductor chip. 2 The base material seating portion 122 is moved. The first base material receiving part 112 is moved using the stage X-axis moving part 113 and the stage Y-axis moving part 116, and the second base material receiving part 122 is the worktable Y-axis moving part 126 And the work table is moved using the X-axis moving unit 128.
하나의 반도체 칩의 전사가 마무리되면, 즉, 누름 핀(412)이 상승하여 누름 핀 하우징(414) 내부로 인입되면, 다음 반도체 칩의 전사를 위해 제 1 기재 안착부(112)는 스테이지 X축 이동부(113)를 이용하여 X축 방향으로 이동시키고, 제 2 기재 안착부(122)는 워크 테이블 Y축 이동부(126)를 이용하여 Y축 방향으로 이동시킨다. 제 1 기재 안착부(112)와 제 2 기재 안착부(122)를 모두 동일한 방향(모두 X축 방향이나 모두 Y축 방향)으로 이동시키면, 제 1 기재 안착부(112)와 제 2 기재 안착부(122)의 이동에 따른 충격으로 정밀도가 떨어질 수 있으므로, 제 1 기재 안착부(112)는 X축 방향으로 이동시키고, 제 2 기재 안착부(122)는 Y축 방향으로 이동시킨다. When the transfer of one semiconductor chip is completed, that is, when the push pin 412 rises and is inserted into the push pin housing 414, the first substrate mounting portion 112 is positioned on the stage X-axis for transfer of the next semiconductor chip. The moving part 113 is used to move in the X-axis direction, and the second substrate seating part 122 is moved in the Y-axis direction using the worktable Y-axis moving part 126. When both the first substrate seating portion 112 and the second substrate seating portion 122 are moved in the same direction (both in the X-axis direction or both in the Y-axis direction), the first substrate seating portion 112 and the second substrate seating portion Since the precision may be degraded due to the impact of the movement of 122, the first substrate seating portion 112 is moved in the X-axis direction, and the second substrate seating portion 122 is moved in the Y-axis direction.
제 1 기재 안착부(112)를 스테이지 X축 이동부(113)를 이용하여 X축 방향으로 이동시켜 가면서 전사 공정을 수행하여 동일한 행에 배열된 반도체 칩이 모두 전사된 이후에는 제 1 기재 안착부(112)를 스테이지 Y축 이동부(116)를 이용하여 Y축 방향으로 일정 거리 이동시킨 후 전사 공정을 수행한다. 그리고 다시 제 1 기재 안착부(112)를 스테이지 X축 이동부(113)를 이용하여 X축 방향으로 이동시켜 가면서 전사 공정을 수행한다. After performing the transfer process while moving the first base material mounting part 112 in the X-axis direction using the stage X-axis moving part 113 to transfer all the semiconductor chips arranged in the same row, the first base material mounting part After moving 112 by a predetermined distance in the Y-axis direction using the stage Y-axis moving part 116, a transfer process is performed. Then, a transfer process is performed while moving the first substrate seating portion 112 in the X-axis direction using the stage X-axis moving portion 113.
제 2 기재 안착부(122)도 제 1 기재 안착부(112)와 유사하게 이동하면서 전사 공정을 수행한다. 제 2 기재 안착부(122)를 워크 테이블 Y축 이동부(126)를 이용하여 Y축 방향으로 이동시켜 가면서 전사 공정을 수행하여 동일한 열에 배열된 회로 트레이스에 반도체 칩이 모두 전사된 이후에는 제 2 기재 안착부(122)를 워크 테이블 X축 이동부(128)를 이용하여 X축 방향으로 일정 거리 이동시킨 후 전사 공정을 수행한다. 그리고 다시 제 2 기재 안착부(122)를 워크 테이블 Y축 이동부(126)를 이용하여 Y축 방향으로 이동시켜 가면서 전사 공정을 수행한다.The second substrate seating portion 122 also performs a transfer process while moving similarly to the first substrate seating portion 112. After performing the transfer process while moving the second substrate mounting portion 122 in the Y-axis direction using the worktable Y-axis moving portion 126, and after all the semiconductor chips are transferred to the circuit traces arranged in the same row, the second The substrate seating portion 122 is moved by a predetermined distance in the X-axis direction using the work table X-axis moving portion 128 and then a transfer process is performed. Then, a transfer process is performed while moving the second base material seating portion 122 in the Y-axis direction using the work table Y-axis moving portion 126.
제 1 기재 안착부(112)와 제 2 기재 안착부(122)를 각각 X축 방향, Y축 방향으로 이동시킨 이후에는 제 1 기재 회전 수단(119)을 이용하여 제 1 기재를 회전시킨다. 제 1 기재에 탑재된 반도체 칩의 배향은 각 반도체 칩마다 미세하게 차이가 있을 수 있으므로, 반도체 칩을 전사하기 전에 타겟 반도체 칩의 배향에 따라 제 1 기재를 제 1 기재 회전 수단(119)을 이용하여 정밀하게 회전시킨다. 이를 위해 상술한 바와 같이 제 1 기재 회전 수단(119)은 서보 모터와 서보 모터에 연결된 링크절을 포함하여 이루어진다.After moving the first base material mounting portion 112 and the second base material mounting portion 122 in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, the first base material is rotated using the first base material rotation means 119. Since the orientation of the semiconductor chip mounted on the first substrate may be slightly different for each semiconductor chip, the first substrate is rotated using the first substrate rotation means 119 according to the orientation of the target semiconductor chip before transferring the semiconductor chip. And rotate precisely. To this end, as described above, the first base rotation means 119 includes a servo motor and a link section connected to the servo motor.
다시 도 12를 참조하면, 타겟 반도체 칩이 제 2 기재로 전사된 이후, 다음으로 전사될 반도체 칩이 존재하는지 여부를 결정하여(S970), 전사될 반도체 칩이 남아 있는 경우에는 상술한 바와 같이 제 1 기재 안착부(112)와 제 2 기재 안착부(122)를 이동 및/또는 회전시킨(S980) 후, 다시 전사 공정인 S960 단계를 수행한다. 그리고 전사될 반도체 칩이 제 1 기재 상에 남아 있지 않거나 제 2 기재에 전사될 곳이 존재하지 않는 경우, 전사 공정은 종료되고, 누름 핀 모듈(130)은 제 1 기재로부터 떨어져 상승하게 된다. Referring back to FIG. 12, after the target semiconductor chip is transferred to the second substrate, it is determined whether or not there is a semiconductor chip to be transferred next (S970). If the semiconductor chip to be transferred remains, as described above, After moving and/or rotating the 1 substrate seating part 112 and the second substrate seating part 122 (S980), step S960, which is a transfer process, is performed again. In addition, when the semiconductor chip to be transferred does not remain on the first substrate or there is no place to be transferred to the second substrate, the transfer process is terminated, and the push pin module 130 rises away from the first substrate.
위에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 반도체 칩은 발광다이오드 칩일 수 있다. 발광다이오드 칩은 적색 발광다이오드(Red LED) 칩, 녹색 발광다이오드(Green LED) 칩 및 청색 발광다이오드(Blue LED) 칩으로 구분될 수 있다. 이러한 발광다이오드 칩을 모듈화하기 위해서는 회로 트레이스를 갖는 제 2 기재에 적색 발광다이오드 칩, 녹색 발광다이오드 칩 및 청색 발광다이오드 칩을 교대로 전사하여야 한다. 이를 위해, 먼저 적색 발광다이오드 칩이 탑재된 제 1 기재를 스테이지(110)에 안착시켜 전사 공정을 수행하고, 녹색 발광다이오드 칩이 탑재된 제 1 기재를 스테이지(110)에 안착시켜 전사 공정을 수행한 후, 청색 발광다이오드 칩이 탑재된 제 1 기재를 스테이지(110)에 안착시켜 전사 공정을 수행할 수 있다. 본 실시예에서는 적색 발광다이오드 칩, 녹색 발광다이오드 칩 및 청색 발광다이오드 칩 순서로 전사 공정이 이루어지는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 본 발명에서 전사 공정이 이루어지는 발광다이오드 칩의 순서는 제한받지 않는다.As described above, in this embodiment, the semiconductor chip may be a light emitting diode chip. The light emitting diode chip may be classified into a red light emitting diode (red LED) chip, a green light emitting diode (green LED) chip, and a blue light emitting diode (blue LED) chip. In order to modularize such a light emitting diode chip, a red light emitting diode chip, a green light emitting diode chip, and a blue light emitting diode chip must be alternately transferred to a second substrate having a circuit trace. To this end, first, the first substrate on which the red LED chip is mounted is mounted on the stage 110 to perform the transfer process, and the first substrate on which the green LED chip is mounted is placed on the stage 110 to perform the transfer process. After that, the first substrate on which the blue LED chip is mounted may be mounted on the stage 110 to perform a transfer process. In the present embodiment, a case in which the transfer process is performed in the order of a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip is described, but is not limited thereto, and the order of the LED chips in which the transfer process is performed in the present invention is not limited. .
이때, 제일 먼저 수행되는 적색 발광다이오드 칩 전사 공정은 제 2 기재에 먼저 전사된 발광다이오드 칩이 존재하지 않으므로, 상대적으로 스테이지(110)와 워크 테이블(120)의 이격 거리를 가깝게 하여 전사 공정을 수행할 수 있다. 그리고 다음으로 수행되는 녹색 발광다이오드 칩 전사 공정은 제 2 기재에 적색 발광다이오드 칩이 존재하는 상태에서 전사 공정이 수행되므로, 적색 발광다이오드 칩 전사 공정에 비해 스테이지(110)와 워크 테이블(120)의 이격 거리를 조금 멀게 하여 전사 공정을 수행할 수 있다. 마지막으로 수행되는 청색 발광다이오드 칩 전사 공정은 제 2 기재에 적색 발광다이오드 칩과 녹색 발광다이오드 칩이 존재하는 상태에서 전사 공정이 수행되므로, 스테이지(110)와 워크 테이블(120)의 이격 거리를 가장 멀게 하여 전사 공정을 수행할 수 있다. 스테이지(110)와 워크 테이블(120)의 이격 거리가 가까울수록 보다 정밀한 전사 공정이 가능하므로, 제 2 기재에 전사되어 있는 칩이 없는 경우에는 스테이지(110)와 워크 테이블(120)의 이격 거리를 가깝게 하여 보다 정밀하고 신속하게 전사 공정을 수행하는 것이 바람직하다.At this time, the red LED chip transfer process performed first is that there is no LED chip transferred first to the second substrate, so the transfer process is performed by making the separation distance between the stage 110 and the work table 120 relatively close. can do. In addition, the green LED chip transfer process performed next is the transfer process in the state that the red LED chip is present on the second substrate, so that the stage 110 and the worktable 120 are compared with the red LED chip transfer process. The transfer process can be performed by increasing the separation distance a little. The blue light-emitting diode chip transfer process performed last is the transfer process in the state that the red light-emitting diode chip and the green light-emitting diode chip are present on the second substrate, so that the separation distance between the stage 110 and the work table 120 is maximized. It is possible to carry out the transfer process away from it. The closer the separation distance between the stage 110 and the work table 120 is, the more precise transfer process is possible. Therefore, if there is no chip transferred to the second substrate, the separation distance between the stage 110 and the work table 120 is reduced. It is desirable to make the transfer process closer and more precise and quicker.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 칩을 제 2 기재에 전사하는 방법을 도시한 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a method of transferring a semiconductor chip to a second substrate according to another embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 먼저, 일면에 반도체 칩이 탑재된 예비 기재가 준비 위치에서 대기 중인 스테이지(110)에 안착된다(S1000).Referring to FIG. 14, first, a preliminary substrate on which a semiconductor chip is mounted on one surface is mounted on a stage 110 waiting at a ready position (S1000).
여기서, 예비 기재에 탑재된 반도체 칩 간의 배열 간격이나 위치 등이 고르지 못하다. 이러한 예비 기재에 탑재된 반도체 칩을 제 2 기재로 직접 전사하는 공정을 수행하는 것보다 반도체 칩 간의 배열 간격이나 위치 등을 전사 공정을 수행하기에 적합하도록 재배열한 후 제 2 기재로 전사하는 것이 바람직할 경우가 있다.Here, the arrangement interval or position between the semiconductor chips mounted on the preliminary substrate is uneven. Rather than performing the process of directly transferring the semiconductor chips mounted on the preliminary substrate to the second substrate, it is preferable to rearrange the arrangement intervals or positions between the semiconductor chips to be suitable for performing the transfer process and then transfer them to the second substrate. There are cases.
한편, 단계 S1000에서 반도체 칩이 전사될 제 1 기재가 워크 테이블(120)에 안착된다.Meanwhile, in step S1000, the first substrate to which the semiconductor chip is to be transferred is mounted on the work table 120.
이후, 제 1 기재 스캔 유닛(140)은 예비 기재에 탑재된 반도체 칩을 스캔한다. 이때, 제 1 기재 스캔 유닛(140)은 예비 기재에 탑재된 반도체 칩의 위치를 스캔한다.Thereafter, the first substrate scanning unit 140 scans the semiconductor chip mounted on the preliminary substrate. At this time, the first substrate scanning unit 140 scans the position of the semiconductor chip mounted on the preliminary substrate.
이어서, 스테이지(110)가 전사 공정 위치로 이동하고, 전사 공정이 수행된다(S1010). Subsequently, the stage 110 moves to the transfer process position, and the transfer process is performed (S1010).
이러한 재배열 공정에서, 반도체 칩이 최종적으로 전사될 제 2 기재에 배치된 회로 트레이스 간의 배치 간격과 동조되도록 반도체 칩이 제 1 기재에 전사된다. 즉, 재배열 공정을 통해, 제 1 기재의 일면에 탑재된 반도체 칩 간의 배치 간격과 제 2 기재에 배치된 회로 트레이스 간의 배치 간격이 미리 동조된다.In this rearrangement process, the semiconductor chip is transferred to the first substrate so that the semiconductor chip is synchronized with the arrangement spacing between circuit traces disposed on the second substrate to be finally transferred. That is, through the rearrangement process, an arrangement interval between semiconductor chips mounted on one surface of the first substrate and an arrangement interval between circuit traces arranged on the second substrate are synchronized in advance.
재배열 공정에서의 전사 공정(S1010)은 도 11에서 설명한 바와 동일한 방법으로 수행된다. 즉, 예비 기재에 탑재된 반도체 칩을 누름 핀(412)으로 밀어서 제 1 기재에 전사하게 되며, 이때 누름 핀(412)에 인가되는 하중은 누름 핀 모듈(130)에 구비되는 하중 조절 유닛(430)에 의해 기설정된 하중으로 조절되어 유지되며, 이에 따라 전사되는 반도체 칩의 높이는 일정하게 유지될 수 있다.The transfer process (S1010) in the rearrangement process is performed in the same manner as described in FIG. 11. That is, the semiconductor chip mounted on the preliminary substrate is pushed by the push pin 412 and transferred to the first substrate, and the load applied to the push pin 412 is a load control unit 430 provided in the push pin module 130 ) Is controlled and maintained by a preset load, and accordingly, the height of the transferred semiconductor chip can be kept constant.
그리고 하나의 반도체 칩이 전사된 이후, 다음 반도체 칩을 전사하기 위해 스테이지(110)에 안착되어 있는 예비 기재와 워크 테이블(120)에 안착되어 있는 제 1 기재는 이동되어야 하는데, 이때 스테이지(110)와 워크 테이블(120)의 이동은 도 12의 S980 단계와 대응되며, 상세한 설명은 도 12의 S980 단계를 참조하고 여기서는 생략한다.And after one semiconductor chip is transferred, the preliminary substrate seated on the stage 110 and the first substrate seated on the work table 120 must be moved to transfer the next semiconductor chip. At this time, the stage 110 The movement of the and work table 120 corresponds to step S980 of FIG. 12, and a detailed description refers to step S980 of FIG. 12 and is omitted here.
재배열 공정을 마친 뒤, 일면에 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재가 준비 위치에서 대기 중인 스테이지(110)에 안착된다. 그리고, 반도체 칩이 전사될 제 2 기재가 워크 테이블(120)에 안착되고(S1020), 스테이지(110)와 워크 테이블(120)이 전사 공정 위치로 이동하여, 전사 공정이 수행된다(S1030). S1020 단계와 S1030 단계는 도 12에서 설명한 전사 공정과 대응되므로, 상세한 설명은 도 12를 참조하고 여기서는 생략한다.After completing the rearrangement process, the first substrate on which the semiconductor chip is mounted on one surface is mounted on the stage 110 waiting at the ready position. Then, the second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred is seated on the work table 120 (S1020), and the stage 110 and the work table 120 are moved to the transfer process position, and the transfer process is performed (S1030). Since steps S1020 and S1030 correspond to the transfer process described in FIG. 12, a detailed description is referred to FIG. 12 and is omitted herein.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전사 장치를 이용하여 반도체 칩을 전사하면, 빠른 시간에 높은 위치 정밀도로 반도체 칩을 전사시키는 것이 가능하게 된다. 특히 종래의 픽업 앤 플레이스 방식에 의한 전사와 비교하면 전사 공정에 소요되는 시간이 현저히 감소하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 전사 장치는 하중 조절 유닛을 구비하고 있어, 이를 이용하면, 반도체 칩을 손상 없이 전사시킬 수 있고, 모든 반도체 칩에 일정한 하중을 인가할 수 있어 전사된 반도체 칩이 균일한 높이로 전사될 수 있게 된다.As described above, when a semiconductor chip is transferred using the transfer device according to the present invention, it becomes possible to transfer the semiconductor chip in a short time and with high positional accuracy. In particular, compared to the transfer by the conventional pickup and place method, the time required for the transfer process is significantly reduced. In addition, the transfer device according to the present invention is provided with a load control unit, and if it is used, semiconductor chips can be transferred without damage, and a constant load can be applied to all semiconductor chips, so that the transferred semiconductor chips have a uniform height. Can be transferred to.
본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the description of the invention, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .
[부호의 설명][Explanation of code]
100: 전사 장치 110: 스테이지100: transfer device 110: stage
112: 제 1 기재 안착부 113: 스테이지 X축 이동부112: first substrate seating portion 113: stage X-axis moving portion
114: 제 1 X축 액추에이터 115: 제 2 X축 액추에이터114: first X-axis actuator 115: second X-axis actuator
116: 스테이지 Y축 이동부 117: 제 1 Y축 액추에이터116: stage Y-axis moving part 117: first Y-axis actuator
118: 제 2 Y축 액추에이터 119: 제 1 기재 회전 수단118: second Y-axis actuator 119: first base rotation means
120: 워크 테이블 122: 제 2 기재 안착부120: work table 122: second substrate seating portion
124: 워크 테이블 Z축 이동부 126: 워크테이블 Y축 이동부124: work table Z-axis moving part 126: work table Y-axis moving part
128: 워크 테이블 X축 이동부 129: 제 2 기재 회전 수단128: work table X-axis moving unit 129: second base rotation means
130: 누름 핀 모듈 140: 제 1 기재 스캔 유닛130: push pin module 140: first substrate scanning unit
150: 제 2 기재 스캔 유닛 160: 누름 핀 스캔 유닛150: second base material scan unit 160: push pin scan unit
211: 제 1 수평판 213: 제 2 수평판211: first horizontal plate 213: second horizontal plate
215: Z축 가이드 217: 수평 가이드 레일215: Z-axis guide 217: horizontal guide rail
219: 수평 가이드 221: 경사 가이드 레일219: horizontal guide 221: inclined guide rail
223: 경사 가이드 225: 이격 간격 제어 수단223: inclined guide 225: separation distance control means
227: 스크류 229: 서보 모터227: screw 229: servo motor
310: 제 1 아웃슬리브 320: 제 2 아웃슬리브310: first out sleeve 320: second out sleeve
330: 리테이너 340: 니들330: retainer 340: needle
350: 포스트 410: 누름 핀 유닛350: post 410: push pin unit
412: 누름 핀 414: 누름 핀 하우징412: push pin 414: push pin housing
416: 진공 유닛 420: 연결 가이드416: vacuum unit 420: connection guide
430: 하중 조절 유닛 432: VCM 고정자430: load adjustment unit 432: VCM stator
434: VCM 가동자 450: 센서434: VCM mover 450: sensor
460: 셋팅 지그460: setting jig

Claims (19)

  1. 반도체 칩을 전사하는 전사 장치에 있어서,In the transfer device for transferring a semiconductor chip,
    일면에 상기 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재가 안착되는 스테이지;A stage on which a first substrate on which the semiconductor chip is mounted is mounted on one surface;
    상기 반도체 칩이 전사될 제 2 기재가 안착되는 워크 테이블; 및A work table on which the second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred is mounted; And
    상기 제 1 기재의 일면과 상기 제 2 기재가 마주보게 배치된 상태에서 상기 제 1 기재의 타면에서 상기 반도체 칩에 대응하는 부분을 밀어서 상기 반도체 칩을 상기 제 2 기재로 전사하는 누름 핀 모듈;A push pin module transferring the semiconductor chip to the second substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip from the other surface of the first substrate in a state in which one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other;
    을 포함하고,Including,
    상기 누름 핀 모듈은,The push pin module,
    상기 제 1 기재의 타면을 밀기 위한 누름 핀을 포함하는 누름 핀 유닛과,A push pin unit including a push pin for pushing the other surface of the first substrate,
    상기 반도체 칩이 상기 제 2 기재로 전사될 때, 상기 누름 핀에 인가되는 하중을 조절하는 하중 조절 유닛을 포함하는 것인, 전사 장치.And a load control unit for adjusting a load applied to the push pin when the semiconductor chip is transferred to the second substrate.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 하중 조절 유닛은 보이스 코일 모터(VCM; voice coil motor) 및 스프링 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 전사 장치.The load control unit is to include at least one of a voice coil motor (VCM; voice coil motor) and a spring, the transfer device.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 하중 조절 유닛은 VCM 고정자와 VCM 가동자를 포함하고,The load control unit includes a VCM stator and a VCM mover,
    상기 반도체 칩이 상기 제 2 기재로 전사될 때, 상기 누름 핀에 기설정된 하중 이상이 인가되면, 상기 VCM 가동자가 상기 누름 핀의 진행 방향과 반대 방향으로 이동하는 것인, 전사 장치.When the semiconductor chip is transferred to the second substrate, when a predetermined load or more is applied to the push pin, the VCM mover moves in a direction opposite to the traveling direction of the push pin.
  4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 하중 조절 유닛은,The load control unit,
    상기 누름 핀에 인가되는 하중이 상기 기설정된 하중으로 유지되도록 조절하는 것인, 전사 장치.The transfer device is to adjust the load applied to the push pin to be maintained as the preset load.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 누름 핀의 첨단 부분에는 상기 제 1 기재의 일면과 평행한 평평부가 형성되어 있는 것인, 전사 장치.The transfer device, wherein a flat portion parallel to one surface of the first substrate is formed at the tip portion of the push pin.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 스테이지는,The stage,
    상기 제 1 기재가 안착되는 제 1 기재 안착부;A first substrate seating portion on which the first substrate is seated;
    상기 제 1 기재 안착부와 연결되어, 상기 제 1 기재 안착부의 X축 방향으로의 이동을 제어하는 스테이지 X축 이동부; 및A stage X-axis moving unit connected to the first substrate seating portion and controlling movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction; And
    상기 스테이지 X축 이동부와 연결되어, 상기 스테이지 X축 이동부의 상기 X축과 직교하는 Y축 방향으로의 이동을 제어하는 스테이지 Y축 이동부;A stage Y-axis moving part connected to the stage X-axis moving part and controlling movement of the stage X-axis moving part in a Y-axis direction orthogonal to the X-axis;
    를 포함하고,Including,
    상기 스테이지 X축 이동부는,The stage X-axis moving part,
    상기 제 1 기재 안착부와 연결되어, 상기 제 1 기재 안착부의 상기 X축 방향으로의 이동을 제어하는 제 1 X축 액추에이터; 및A first X-axis actuator connected to the first substrate seating portion and controlling movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction; And
    상기 제 1 X축 액추에이터와 이격되게 배치되며, 상기 제 1 기재 안착부와 연결되어, 상기 제 1 기재 안착부의 상기 X축 방향으로의 이동을 제어하는 제 2 X축 액추에이터;A second X-axis actuator that is disposed to be spaced apart from the first X-axis actuator, is connected to the first substrate seating portion, and controls the movement of the first substrate seating portion in the X-axis direction;
    를 포함하고,Including,
    상기 스테이지 Y축 이동부는,The stage Y-axis moving part,
    상기 스테이지 X축 이동부와 연결되어, 상기 스테이지 X축 이동부의 상기 Y축 방향으로의 이동을 제어하는 제 1 Y축 액추에이터; 및A first Y-axis actuator connected to the stage X-axis moving part and controlling movement of the stage X-axis moving part in the Y-axis direction; And
    상기 제 1 Y축 액추에이터와 이격되게 배치되며, 상기 스테이지 X축 이동부와 연결되어, 상기 스테이지 X축 이동부의 상기 Y축 방향으로의 이동을 제어하는 제 2 Y축 액추에이터;A second Y-axis actuator that is disposed to be spaced apart from the first Y-axis actuator, is connected to the stage X-axis moving part, and controls the movement of the stage X-axis moving part in the Y-axis direction;
    를 포함하는 것인, 전사 장치.That includes, the transfer device.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제 1 X축 액추에이터와 상기 제 2 X축 액추에이터가 동기 구동되도록 제어되고,The first X-axis actuator and the second X-axis actuator are controlled to be synchronously driven,
    상기 제 1 Y축 액추에이터와 상기 제 2 Y축 액추에이터가 동기 구동되도록 제어되는 것인, 전사 장치.The transfer apparatus, wherein the first Y-axis actuator and the second Y-axis actuator are controlled to be synchronously driven.
  8. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 스테이지는,The stage,
    상기 제 1 기재가 상기 제 1 기재의 일면과 평행한 면 상에서 회전하는 것을 제어하는 제 1 기재 회전 수단First substrate rotation means for controlling rotation of the first substrate on a surface parallel to one surface of the first substrate
    을 더 포함하는 것인, 전사 장치.The transfer device further comprising a.
  9. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제 1 기재 회전 수단은,The first substrate rotation means,
    서보 모터(servo motor)와 서보 모터에 연결된 링크절을 포함하는 것인, 전사 장치.A transfer device comprising a servo motor and a link clause connected to the servo motor.
  10. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 워크 테이블은,The work table,
    상기 제 2 기재가 안착되는 제 2 기재 안착부; 및A second substrate seating portion on which the second substrate is seated; And
    상기 제 2 기재 안착부의 상하 방향으로의 이동을 제어하는 워크 테이블 Z축 이동부;A work table Z-axis moving unit that controls the movement of the second substrate seating unit in the vertical direction;
    를 포함하고,Including,
    상기 워크 테이블 Z축 이동부는,The work table Z-axis moving part,
    상기 제 2 기재 안착부 하부에 설치되며, 상기 제 2 기재 안착부의 일면과 평행하게 배치되는 수평 가이드 레일;A horizontal guide rail installed below the second substrate seating portion and disposed parallel to one surface of the second substrate seating portion;
    상기 제 2 기재 안착부 하부에 상기 수평 가이드 레일과 상하 방향으로 이격되게 설치되며, 상기 제 2 기재 안착부의 일면과 경사지게 배치되는 경사 가이드 레일; 및An inclined guide rail installed below the second substrate seating portion to be spaced apart from the horizontal guide rail in a vertical direction and disposed to be inclined with one surface of the second substrate seating portion; And
    상기 수평 가이드 레일과 상기 경사 가이드 레일 사이에 배치되어, 상기 수평 가이드 레일과 상기 경사 가이드 레일의 이격 간격을 제어하는 이격 간격 제어 수단;A separation distance control means disposed between the horizontal guide rail and the inclined guide rail and controlling a separation distance between the horizontal guide rail and the inclined guide rail;
    을 포함하는 것인, 전사 장치.That includes, the transfer device.
  11. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 이격 간격 제어 수단은,The separation interval control means,
    상기 수평 가이드 레일과 결합되어 상기 수평 가이드 레일을 따라 이동하는 수평 가이드;A horizontal guide coupled to the horizontal guide rail and moving along the horizontal guide rail;
    상기 경사 가이드 레일과 결합되어 상기 경사 가이드 레일을 따라 이동하는 경사 가이드; 및An inclined guide coupled to the inclined guide rail and moving along the inclined guide rail; And
    상기 수평 가이드와 상기 경사 가이드와 결합되어, 상기 수평 가이드와 상기 경사 가이드를 함께 이동시키는 스크류;A screw coupled to the horizontal guide and the inclined guide to move the horizontal guide and the inclined guide together;
    를 포함하는 것인, 전사 장치.That includes, the transfer device.
  12. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 워크 테이블 Z축 이동부는, The work table Z-axis moving part,
    상기 제 2 기재 안착부의 하부에 설치되며, 상하 방향으로 길게 뻗은 기둥 형상으로 형성되어 상기 수평 가이드 레일과 상기 경사 가이드 레일의 이격 간격에 따라 길이가 증감하는 복수의 Z축 가이드A plurality of Z-axis guides that are installed under the second substrate mounting portion and are formed in a column shape that extends in a vertical direction and increase or decrease in length according to the distance between the horizontal guide rail and the inclined guide rail.
    를 더 포함하는 것인, 전사 장치.The transfer device further comprising a.
  13. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 누름 핀 모듈과 상기 워크 테이블 간의 이격 거리, 상기 누름 핀과 상기 워크 테이블 간의 이격 거리 및 상기 스테이지와 상기 워크 테이블 간의 이격 거리 중 적어도 하나를 셋팅(setting)하기 위한 센서A sensor for setting at least one of a separation distance between the push pin module and the work table, a separation distance between the push pin and the work table, and a separation distance between the stage and the work table
    를 더 포함하는 것인, 전사 장치.The transfer device further comprising a.
  14. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14,
    상기 센서는 터치 센서인 것인, 전사 장치.The sensor is a touch sensor, the transfer device.
  15. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 1 기재를 스캔하기 위한 제 1 기재 스캔 유닛; 및A first substrate scanning unit for scanning the first substrate; And
    상기 제 2 기재를 스캔하기 위한 제 2 기재 스캔 유닛; A second substrate scanning unit for scanning the second substrate;
    을 더 포함하는 것인, 전사 장치.The transfer device further comprising a.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 15,
    상기 반도체 칩은 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode) 칩인 것인, 전사 장치.The semiconductor chip is a light emitting diode (LED; Light Emitting Diode) chip, the transfer device.
  17. 반도체 칩을 전사하는 방법에 있어서,In the method of transferring a semiconductor chip,
    일면에 상기 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재를 준비하는 단계;Preparing a first substrate on which the semiconductor chip is mounted on one surface;
    상기 반도체 칩이 전사될 제 2 기재를 준비하는 단계;Preparing a second substrate to which the semiconductor chip is to be transferred;
    상기 제 1 기재의 일면과 상기 제 2 기재가 마주보게 배치된 상태에서 상기 제 1 기재의 타면에서 상기 반도체 칩에 대응하는 부분을 누름 핀으로 밀어서 상기 반도체 칩을 상기 제 2 기재로 전사시키는 단계;Transferring the semiconductor chip to the second substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the first substrate with a push pin in a state in which one surface of the first substrate and the second substrate are disposed to face each other;
    를 포함하고,Including,
    상기 반도체 칩을 상기 제 2 기재로 전사시키는 단계는 상기 누름 핀에 인가되는 하중을 기설정된 하중으로 유지시키는 단계Transferring the semiconductor chip to the second substrate is a step of maintaining a load applied to the push pin as a preset load.
    를 포함하는 것인, 방법.The method comprising a.
  18. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 일면에 상기 반도체 칩이 탑재된 제 1 기재를 준비하는 단계는,Preparing the first substrate on which the semiconductor chip is mounted on the one surface,
    일면에 반도체 칩이 탑재된 예비 기재를 준비하는 단계;Preparing a preliminary substrate on which a semiconductor chip is mounted on one side;
    상기 제 1 기재를 준비하는 단계; 및Preparing the first substrate; And
    상기 예비 기재의 일면과 상기 제 1 기재가 마주보게 배치된 상태에서 상기 예비 기재의 타면에서 상기 반도체 칩에 대응하는 부분을 상기 누름 핀으로 밀어서 상기 반도체 칩을 상기 제 1 기재로 전사시키는 단계Transferring the semiconductor chip to the first substrate by pushing a portion corresponding to the semiconductor chip on the other surface of the preliminary substrate with the push pin in a state in which one surface of the preliminary substrate and the first substrate are disposed to face each other
    를 포함하는 것인, 방법.The method comprising a.
  19. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 반도체 칩을 상기 제 1 기재로 전사시키는 단계는 상기 누름 핀에 인가되는 하중을 기설정된 하중으로 유지시키는 단계Transferring the semiconductor chip to the first substrate is a step of maintaining a load applied to the push pin as a preset load
    를 포함하는 것인, 방법.The method comprising a.
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