WO2020204394A1 - 미소 소자 흡착 픽커 - Google Patents

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WO2020204394A1
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adsorption
microelement
picker
adsorption unit
micro
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PCT/KR2020/003457
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안범모
박승호
변성현
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(주)포인트엔지니어링
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Definitions

  • the present invention relates to a micro-element adsorption picker, and more particularly, to a micro-element adsorption picker capable of adsorbing an element having a size smaller than the size of a suction passage.
  • the semiconductor device After completing the package process, the semiconductor device undergoes various inspections by a semiconductor device inspection device. There are various tests such as a room temperature test performed in a room temperature environment, and a heating test performed in a high temperature environment according to the type of devices such as memory devices, non-memory devices such as CPU, GPU, LED devices, and solar devices.
  • the above device inspection or classification is performed by the device handler, and the device handler is generally loaded on a wafer, tray, etc. to load a plurality of devices, and the loaded devices are picked up and transferred by a transfer tool, while inspection and classification processes, etc. Perform.
  • the transfer tool has a picker that picks up the element by vacuum pressure. Specifically, the transfer tool transfers elements by various movements such as linear movement in the X-axis direction, linear movement in the X-Y axis, and rotational movement.
  • a picker is a mechanism for adsorbing an element, and a suction passage through which a vacuum pressure is applied is formed, and an adsorption part through which the element is adsorbed is provided at one end.
  • the size of the device in order for the device to be adsorbed to the adsorption unit, the size of the device must be larger than the size of the suction path. That is, since the size of the element to be transferred is larger than the size of the suction passage, the element may be prevented from being drawn into the suction passage without being adsorbed to the suction portion.
  • the suction passage of the suction unit is also decreasing.
  • the size of the device is decreasing in units of several tens of ⁇ m, it is practically difficult to fabricate the size of the suction passage into several tens of ⁇ m smaller than the size of the device.
  • the picker adsorbs an object to be adsorbed including a structure formed with a fine thickness such as a membrane
  • the membrane may be damaged by the adsorbing force of the picker. That is, in order to prevent damage to the membrane, the adsorption part of the picker should not be provided at a position corresponding to the membrane, but there is a problem that it is difficult to manufacture such an adsorption part.
  • Patent Document 1 Korean Laid-Open Patent No. 10-2019-0000479
  • the present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a microelement adsorption picker capable of adsorbing microelements having a size smaller than the size of the suction passage.
  • an object thereof is to provide a microelement adsorption picker capable of selectively adsorbing microelements at a desired position.
  • the microelement adsorption picker including an adsorption unit for adsorbing microelements according to the present invention
  • the microelement adsorption picker may be provided, characterized in that the adsorption unit is made of a porous member. .
  • the porous member may be provided by anodizing a metal, which is a base material, and provided with an anodic oxide film including a plurality of pores having a regular arrangement formed during anodization.
  • the adsorption unit may be provided with a micro-element adsorption picker including a through-hole formed in parallel with the plurality of pores in a vertical direction.
  • a microelement adsorption picker may be provided in which a buffer part is provided below the adsorption part.
  • a micro-element adsorption picker including a concave portion formed at a lower side of the adsorption unit may be provided.
  • a micro-element adsorption picker having a shielding part on the upper part of the adsorption part may be provided.
  • the shielding portion may be provided with a micro-element adsorption picker that is provided as a barrier layer formed when the anodic oxide layer is formed.
  • the micro-element adsorption picker according to the present invention can adsorb micro-elements having a size smaller than the size of the suction passage.
  • FIG. 1 is a perspective view of a micro-element adsorption picker according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the microelement adsorption picker of FIG. 1;
  • FIG 3 is a view showing a portion of an adsorption unit and a base of a microelement adsorption picker having microelements adsorbed according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first modification example of the first embodiment.
  • Fig. 5 is a diagram showing a second modification example of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker in which microelements are adsorbed according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker in which microelements are adsorbed according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a portion of a base and an adsorption portion of a microelement adsorption picker having microelements adsorbed according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a portion of an adsorption unit and a base of a microelement adsorption picker having microelement adsorption according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a portion of a base and an adsorption portion of a microelement adsorption picker having microelements adsorbed according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker with microelements adsorbed according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a micro-element adsorption picker according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the micro-element adsorption picker of FIG. 1.
  • the microelement adsorption picker (1, hereinafter referred to as'picker') has a body 10 formed in an empty shape and a part provided inside the body 10. It includes a holder 20, a base 30 fixed to the body 10 through the holder 20, and an adsorption unit 40 provided on the base 30.
  • the picker 1 adsorbs the microelement 2 and may be operated by receiving a driving force from a separately provided driving unit (not shown). Specifically, the picker 1 may be moved to the position of the micro-element 2 by an external driving force, and the suction force may be transmitted to the suction passages 110, 240, 310 to be described later.
  • the microelement 2 is a semiconductor element.
  • the microelement 2 is not limited to a semiconductor element, and may be an adsorbent of various microscopic sizes requiring adsorption.
  • the body 10 is connected to an external driving unit.
  • the body 10 may be provided in a hollow form, for example, may be provided in a cylindrical form.
  • the body 10 may be formed of a metal material.
  • the inner passage of the body 10 may be the first suction passage 110, which is a passage providing an adsorption force to the microelement 2.
  • the first suction passage 110 of the body 10 may have a step, and a groove (not shown) to which a thread 221 to be described later is coupled may be formed in a part of the first suction passage 110 have.
  • a holder 20 is provided on an inner part of the body 10.
  • the holder 20 includes a protrusion 210 that is exposed to the outside of the body 10, a first fixing portion 220 coupled to the body 10, and a second fixing portion coupled to the base 30 Includes 230.
  • a second suction passage 240 capable of communicating with the first suction passage 110 is formed inside the protrusion 210 and the fixing portions 220 and 230.
  • the holder 20 may be formed of a metal material, but the material of the holder 20 is not limited thereto.
  • the holder 20 has a first fixing part 220 formed on the upper side, a second fixing part 230 on the lower side, and a protrusion between the first fixing part 220 and the second fixing part 230 210 may be formed.
  • the diameter of the protrusion 210 may be the same as the diameter of the body 10, and the diameters of the first fixing part 220 and the second fixing part 230 may be formed smaller than the diameter of the protrusion 210. have.
  • the first fixing part 220, the second fixing part 230, and the protruding part 210 may be formed in an empty shape, and accordingly, the first suction passage 110 and the second suction passage extending 240 may be formed. That is, when receiving the driving force of the driving unit, the suction force is provided in the direction of the arrow along the first suction passage 110 and the second suction passage 240.
  • the first fixing part 220 may include a thread 221 corresponding to the inner groove of the body 10. Accordingly, the thread 221 may be fitted to the inside of the body 10.
  • the first fixing part 220 and the body 10 are shown to be fitted through the thread 221, but the coupling of the body 10 and the holder 20 is not limited thereto.
  • the second fixing part 230 may be provided inside the base 30. Specifically, the second fixing part 230 may be provided and coupled to the inside of the base 30. That is, when the body 10 and the holder 20 and the base 30 are combined, the holder 20 is exposed to the outside only the protrusion 210, the first fixing portion 220 and the second fixing portion 230 ) May be provided inside the body 10 and the base 30 and may not be exposed to the outside.
  • the base 30 is coupled to the body 10 through the holder 20.
  • the base 30 is provided in an open form, and a third suction passage 310 capable of communicating with the first suction passage 110 and the second suction passage 240 may be provided therein.
  • the base 30 is formed in a form in which the lower portion of the third suction passage 310 is opened.
  • the upper portion of the base 30 is coupled to the holder 20, and the lower portion is coupled to the adsorption unit 40.
  • the base 30 may be formed in a shape whose diameter decreases from the top to the bottom.
  • the third suction passage 310 inside the base 30 may also be formed in a form that becomes narrower from the upper side to the lower side. That is, as the lower side of the third suction passage 310 is formed narrower than the upper side, a greater adsorption force may be provided to the adsorption unit 40 coupled to the lower side of the base 30.
  • the base 30 is formed of an elastic material.
  • the base 30 may be formed of a rubber material. Accordingly, the base 30 may act as a buffer. Specifically, when the picker 1 is moved to the position of the microelement 2, the picker 1 may be applied downward force even after the picker 1 and the microelement 2 contact due to an operation error. . For this reason, there is a risk that the microelement 2 is damaged.
  • the base 30 when the base 30 is formed of an elastic material, the base 2 acts as a buffer to prevent damage to the microelement 2 due to the picker 1.
  • An adsorption part 40 is provided under the base 30.
  • the adsorption unit 40 is in contact with the microelement 2 and is provided as a porous member.
  • the porous member may be provided as an anodic oxide film.
  • the anodic oxide film refers to a film formed by anodizing a metal, which is a base material, and the anodic oxide film includes a plurality of pores 410 having a regular arrangement formed during anodization.
  • the base metal is aluminum (Al) or an aluminum alloy
  • an anodic oxide film made of anodized aluminum (Al 2 O 3 ) is formed on the surface of the base material.
  • the anodic oxide layer formed as described above is divided into a barrier layer 430 (refer to FIG. 6) in which pores 410 are not formed, and a porous layer in which pores 410 are formed.
  • the barrier layer 430 is positioned above the base material, and the porous layer is positioned above the barrier layer 430.
  • the anodic oxide layer made of aluminum anodic oxide (Al 2 O 3 ) remains.
  • the anodic oxide film is made of aluminum anodic oxide (Al 2 O 3 ) as a whole and forms a thin plate, and is formed through the top and bottom in a vertical shape with a uniform diameter, thereby forming a regular arrangement. It has pores 410 having. In this way, the anodized layer removed up to the barrier layer 430 may be used as the adsorption unit 40.
  • Each of the pores 410 exists independently of each other in the adsorption unit 40.
  • the adsorption unit 40 made of anodized aluminum (Al 2 O 3 ) material, a number of pores 410 having a size of several nm to several hundred nm are formed on the adsorption unit 40. , Formed to penetrate downward.
  • a picker that does not include the conventional suction unit 40 adsorbs the microelement 2 through the vacuum force of the suction passage. Therefore, when the vacuum force of the suction passage is large, there is a risk that the microelement 2 is damaged.
  • the picker 1 including the adsorption unit 40 of the present invention distributes the vacuum force of the suction passage into the plurality of pores 410 of the adsorption unit 40, and the suction force passing through each pore 410 Through the microelement 2 can be adsorbed. That is, the suction force of the picker 1 is distributed through the adsorption unit 40 and provided to the microelement 2, so that damage to the microelement 2 can be prevented.
  • an object to be adsorbed including a structure formed with a fine thickness such as a membrane is adsorbed, the dispersing and relatively weak adsorption force is applied to the membrane, so that damage to the membrane may be prevented.
  • the adsorption unit 40 includes a plurality of vertical pores 410, and a suction force is transmitted along the vertical pores 410.
  • the adsorption unit 40 includes pores 410 having a uniform size, and accordingly, the suction force of the suction passages 110, 240, 310 can be equally distributed and provided in each pore 410. have. That is, the picker 1 can provide the same adsorption force and desorption force no matter which adsorption position the microelement 2 is in.
  • the configuration of the adsorption unit 40 according to a preferred embodiment of the present invention, only the configuration of the adsorption unit 40 of the present invention is employed in a conventional picker, and can be transported regardless of the size of the object to be adsorbed. It works.
  • the adsorption surface transferred to the microelement 2, which is an object to be adsorbed is dispersed through the numerous micropores 410 of the anodic oxide film, so that damage to the microelement 2 can be prevented.
  • FIG 3 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker in which microelements are adsorbed according to the first embodiment of the present invention.
  • the microelement 2 may be adsorbed to the adsorption unit 40 by the driving force of the drive unit.
  • the adsorption force applied to the body 10 through the drive unit passes through the first suction passage 110, the second suction passage 240, and the third suction passage 310 to the pores 410 of the suction unit 40.
  • the picker 1 is It is also possible to adsorb the micro-element 2 having a size equal to or larger than the size of the suction passage 310 (see FIG. 3(a)), and the micro-element 2 having a size smaller than the size of the third suction passage 310 May be adsorbed (see Fig. 3(b)). Accordingly, the picker 1 may adsorb the microelements 2 having a size smaller than the size of the suction passages 110, 240, and 310.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first modification example of the first embodiment.
  • a through hole 420 is additionally formed in addition to the pores 410 naturally formed while anodizing the metal base material.
  • the through hole 420 is formed parallel to the pores 410 in a vertical direction, and is configured to penetrate the inside of the adsorption unit 40 up and down.
  • the through hole 420 is formed by etching the adsorption part 40.
  • the absorption part 40 is partially masked, and only the unmasked area is etched to form the through hole 420. Accordingly, the adsorption unit 40 can easily form a through hole 420 having an inner width greater than that of the pores 410 through etching, and the inside of the adsorption unit 40 has a pore 410 and a through hole An air flow path may be formed through 420.
  • the through hole 420 is formed within the range of the third suction passage 310. Therefore, the adsorption force passing through the first suction passage 110, the second suction passage 240 and the third suction passage 310 is not only the pores 410 but also the through holes 420 provided larger than the pores 410. It can be provided to the microelement 2 through. Accordingly, the adsorption unit 410 including the through-hole 420 can increase the adsorption area for the micro-elements 2 as compared to a configuration in which the micro-elements 2 are vacuum-adsorbed with only the pores 410.
  • the adsorption unit 40 may avoid the membrane portion and locate the through hole 420.
  • the adsorption unit 40 is formed such that the through hole 420 is not located at a position corresponding to the membrane portion, but only the pore 410 is located, and the through hole 420 is located at a position outside the membrane portion. can do. Accordingly, the adsorption force provided through the through hole 420 is formed to avoid the membrane, thereby preventing damage to the membrane.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second modification example of the first embodiment.
  • the adsorption unit 40 may be provided in a plurality of layers. Specifically, the adsorption unit 40 may be provided as the adsorption unit 40 by being provided with a plurality of layers of an anodic oxide film and bonding the plurality of layers.
  • the adsorption unit 40 may be formed of two layers.
  • the first adsorption unit 40a and the second adsorption unit 40b may have pores 410 and through holes 420 located on the same vertical line. That is, the first pores 410a and the first through holes 420a of the first adsorption unit 40a are on the same vertical line as the second pores 410a and the second pores 420b of the second adsorption unit 40b. It may be located in and communicate with.
  • the bonding method of the plurality of layers of the adsorption unit 40 is not limited.
  • a plurality of layers may be adhesively bonded through a separate adhesive member.
  • a mask layer (not shown) may be provided above or below each layer of the adsorption unit 40.
  • the mask layer may be provided with an adhesive material, for example, the mask layer may be provided with an epoxy resin.
  • the mask layer includes a hole having a predetermined size, and may be adhered to the lower portion of the adsorption unit 40.
  • adsorption part 40 to which the mask layer is adhered is etched with an etching solution, a part of the adsorption part 40 is removed along the hole formed in the mask layer. That is, in the adsorption part 40, a removal part corresponding to a hole in the mask layer is formed, and the removal part may become the through hole 420.
  • Each of the adsorption units 40 in which the through holes 420 are formed may be adhered to each other through a mask layer. At this time, since the holes formed in each mask layer are formed at the same interval, each through hole 420 may be adhered to be positioned on the same vertical line.
  • the adsorption unit 40 may have an effect of increasing rigidity by being provided with a plurality of layers.
  • the adsorption unit 40 is provided in two layers, but the configuration of the adsorption unit 40 is not limited thereto. As an example, the adsorption unit 40 may be formed of three or more layers.
  • FIG. 6 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker in which microelements are adsorbed according to a second embodiment of the present invention.
  • the picker 1 according to the second embodiment is characterized in that a shielding part 430 is provided above the adsorption part 40 described in the first embodiment.
  • the shielding part 430 is formed to block the entrance of the pores 410 exposed to at least a part of the surface of the adsorption part 40.
  • the shielding part 430 may be formed on at least some of the upper and lower surfaces of the adsorption part 40.
  • the shielding part 430 is not limited in its material, shape, and thickness as long as it can perform a function of blocking the entrance of the pores 410 exposed to the surface of the adsorption part 40.
  • the shielding part 430 may be additionally formed of a photoresist (including PR, dry film PR) or a metal material, and may be a barrier layer.
  • the shielding portion 430 is provided as a barrier layer.
  • the adsorption unit 40 may be formed so that any one of the upper and lower portions of the vertical pores 410 is closed by the barrier layer 430 formed during the manufacture of the anodic oxide film, and some areas are formed by a method such as etching. As a result, the through hole 420 may be formed (see FIG. 6(a)).
  • the adsorption unit 40 may not include a separate through hole 420 and may be formed so that the upper and lower portions of the pores 410 penetrate each other by removing only a portion of the barrier layer 430 (Fig. 6 ( b) see). In this case, the portion from which the barrier layer 430 is removed is formed within the range of the third suction passage 310.
  • FIG. 7 is a view showing a portion of a base and an adsorption part of a microelement adsorption picker having microelements adsorbed according to a third embodiment of the present invention.
  • a concave portion 440 is additionally formed on a lower side of the adsorption portion 40.
  • the concave portion 440 may be formed at a position corresponding to the third suction passage 310, and the suction area between the suction unit 40 and the microelement 2 may be increased.
  • the adsorption unit 40 may have a concave portion 440 formed in the lower portion of the state including only the pores 410 (refer to FIG. 7 (a)), or the concave portion in the lower portion of the state including the through hole 420
  • the portion 440 may be formed (refer to FIG. 7(b)), and a concave portion 440 may be formed in the lower portion while the shielding portion 430 is partially formed (refer to FIG. 7(c)).
  • the concave portion 440 has a function of preventing interference with the non-adsorption target micro-elements 2 when the adsorption portion 40 vacuum-adsorbs the micro-elements 20 at a specific position, column, or row. do.
  • the micro-element 2 may be adsorbed to the inside of the concave portion 40.
  • the adsorption part 40 may have a closed structure with the pore 410 on the side not including the concave part 40. have. That is, the pores 410 on the side where the concave portion 40 is formed are top and bottom to form an air flow path, and the pore 410 on the side where the concave portion 40 is not formed is sealed up and down. It does not form an air flow path. Accordingly, only the microelement 2 on the side where the air passage is formed can be selectively adsorbed.
  • FIG. 8 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker in which microelements are adsorbed according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a guide part 450 is provided under the adsorption part 40.
  • the material of the guide part 450 may be formed of a photoresist (including PR, dry film PR) or a metal material, and any material capable of being formed on the surface of the adsorption part 40 at a predetermined height is not limited thereto.
  • the cross-sectional shape of the protruding portion of the guide part 450 includes any protruding shape such as a square, a circle, and a triangle.
  • the cross-sectional shape of the protruding portion of the guide part 450 may be configured in consideration of the shape of the microelement 2. Referring to FIG. 8, a cross-sectional shape of a protruding portion of the guide part 450 has a shape tapered downward.
  • the lower surface of the adsorption unit 40 and the upper face of the micro-elements 2 are spaced apart from each other at a position where the picker 1 adsorbs the micro-elements 2.
  • a larger adsorption force is required than when both of them are in contact with each other.
  • the adsorption unit 40 can adsorb the microelement 2 even with a smaller adsorption force.
  • the guide portion 450 has a shape tapered downward, and thus includes an inclined portion 451 inclined outwardly from the top to the bottom of the picker 1. Due to this inclined portion 451, the cross-sectional area of the guide portion 450 (in this case, the cross-sectional area means an area on a horizontal surface parallel to the lower surface of the picker 1) decreases from the top to the bottom of the picker 1 Lose. Accordingly, when the micro-elements 2 are picked up by the suction force of the picker 1, the inclined portion 451 guides the micro-elements 2, whereby the micro-elements 2 are sucked to the correct position and picked up.
  • the microelement 2 even if the microelement 2 is adsorbed to a different position, it may move along the inclined part 451 of the guide part 450 and be adsorbed to the suction position between the guide parts 450. Accordingly, it is possible to solve the problem of a position error that may occur when the micro-element 2 is adsorbed, and through this, it is possible to unload the micro-element 2 to an accurate position.
  • FIG. 9 is a view showing a portion of an adsorption part and a base of a microelement adsorption picker having microelements adsorbed according to a fifth embodiment of the present invention.
  • a terminal groove 460 is provided under the suction unit 40 according to the shape of the microelement 2.
  • the microelement 2 adsorbed on the picker 1 may include a protruding terminal. Accordingly, when the microelements 2 are adsorbed to the adsorption unit 40, the adsorption area with the adsorption unit 40 may be reduced due to the protruding terminal, so that adsorption may not be easy.
  • the area of adsorption with the microelement 2 may not be reduced.
  • two terminal grooves 461 and 462 may be formed under the suction unit 40.
  • the terminal grooves 461 and 462 have a shape corresponding to the shape of the protruding terminal of the microelement 2. Accordingly, when the micro-element 2 is adsorbed to the adsorption unit 40, the protruding terminal of the micro-element 2 can be adsorbed while being inserted into the terminal grooves 461 and 462 of the adsorption unit 40. have. That is, adsorption of the microelements 2 to the adsorption unit 40 can be facilitated.
  • FIG. 10 is a view showing a portion of an adsorption unit and a base of a microelement adsorption picker with microelements adsorbed according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the adsorption unit 40 includes a lower layer 470 that contacts the microelement 2 when the microelement 2 is adsorbed.
  • the lower layer 470 may include holes corresponding to the pores 410 so as not to block the adsorption force transmitted from the adsorption unit 40 to the microelement 2 (see FIG. 10(a)). Accordingly, the air that has passed through the pores 410 can be easily transferred to the microelement 2 through the lower layer 470.
  • the lower layer 470 may include a hole corresponding to the through hole 420 (see FIG. 10(b)). Accordingly, air that has passed through the through hole 420 can be easily transferred to the microelement 2 through the lower layer 470.
  • the lower layer 470 may be provided as a buffer part to buffer contact with the microelement 2.
  • the material is not limited as long as the buffer unit has an elastic restoring force while buffering the contact between the adsorption unit 40 and the microelement 2.
  • the buffer unit may include sponge, rubber, silicone, and foam, and preferably may be PDMS (Polydimethysiloxane). Accordingly, the buffer unit can prevent the micro-element 2 from being damaged due to the contact between the adsorption unit 40 and the micro-element 2.
  • PDMS Polydimethysiloxane
  • the lower layer 470 may be provided as a metal part including a metal material. As the lower layer 470 is provided as a metal part, it is possible to effectively remove the electrostatic force that interferes with the adsorption of the micro-elements 2 in advance.
  • an electrostatic force due to unintentional charging may be generated between the adsorption unit 40 and the microelement 2 due to friction or the like.
  • Such unintended electrostatic force has a great influence on the microelement 2 having a size of several tens of ⁇ m, even if it is an electrostatic force caused by a small electric charge.
  • the present invention includes the lower layer 470 made of a metal material and provides it on the surface of the adsorption unit 40 to eliminate negative electrostatic force generated during the adsorption process of the microelement 2 through the picker 1 can do.
  • FIG. 11 is a view showing a portion of an adsorption unit and a base of a microelement adsorption picker having microelements adsorbed according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the adsorption unit 40 includes one or more electrode layers 480.
  • the microelement 2 includes one or more terminals 210. Specifically, the microelement 2 may include a terminal 210 protruding upward.
  • the electrode layer 480 may be provided under the adsorption unit 40 and may be provided at a position corresponding to the terminal 210 of the microelement 2.
  • the electrode layer 480 and the terminal 210 may contact each other. Accordingly, the electrode layer 480 and the terminal 210 of the micro-element 2 can be electrically connected. That is, the picker 1 moves the position by adsorbing the micro-elements 2, and at the same time, it is in a state that can be electrically connected to the terminal 210 of the micro-element 2 to proceed with the inspection process of the micro-elements 2. I can.
  • the picker 1 does not include the through hole 420, but transmits the adsorption force only through the pore 410 to adsorb the microelement 2 (see Fig. 11(a)), or includes the through hole 420
  • the microelement 2 may be adsorbed by receiving the adsorption force through the through hole 420 and the pore 410 (see FIG. 11(b)).
  • the electrode layer 480 may be provided at a position that does not overlap the through hole 420. That is, the electrode layer 480 may not interfere with adsorption through the through hole 420.
  • the configuration of the adsorption unit 40 As described above, according to the configuration of the adsorption unit 40 according to the preferred embodiment of the present invention, only the configuration of the adsorption unit 40 of the present invention is employed in a conventional picker, and transports regardless of the size of the object to be adsorbed. Exert the effect it can.
  • the adsorption surface transferred to the microelement 2, which is an object to be adsorbed is dispersed through the numerous micropores 410 of the anodic oxide film, so that damage to the microelement 2 can be prevented.
  • the porous member forming the adsorption unit 40 is provided as an anodic oxide film, but the porous member is not limited thereto.
  • the adsorption unit 40 may be formed of silicon, ceramic, polymer, metal, or the like.
  • the adsorption unit 40 may form a micro-sized vertical hole through a micro hole etching technique.
  • the adsorption unit 40 formed of silicon may form holes by repeating etching and passivation, and these holes may be provided as air flow paths that transmit adsorption force.
  • the adsorption unit 40 is coupled to the base 30 as an example, but a porous ceramic may be further provided between the adsorption unit 40 and the base 30. Since such a porous ceramic is provided on the upper portion of the adsorption unit 40, the vacuum pressure transmitted from the suction passages 110, 240 and 310 to the adsorption unit 40 may be reduced. In addition, since the porous ceramic supports the adsorption unit 40, it may have an effect of preventing the adsorption unit 40 from being deformed by vacuum pressure.
  • microelement adsorption picker according to the embodiment of the present invention has been described as a specific embodiment, but this is only an example, and the present invention is not limited thereto, and is interpreted as having the widest scope according to the basic idea disclosed in the present specification. Should be. A person skilled in the art may combine and replace the disclosed embodiments to implement a pattern of a shape not indicated, but this also does not depart from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also belong to the scope of the present invention.

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Abstract

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

Description

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

Claims (7)

  1. 미소 소자를 흡착하는 흡착부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커에 있어서,
    상기 흡착부는 다공성 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 소자 흡착 픽커.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 다공성 부재는 모재인 금속을 양극 산화하여 형성되고, 양극 산화 시 형성되는 규칙적인 배열을 갖는 복수개의 기공을 포함하는 양극 산화막으로 구비되는 미소 소자 흡착 픽커.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 흡착부는 복수개의 상기 기공과 수직 방향으로 나란히 형성되는 관통홀을 포함하는 미소 소자 흡착 픽커.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착부의 하부에 완충부가 구비되는 미소 소자 흡착 픽커.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착부의 하부 일측에 형성된 오목부를 포함하는 미소 소자 흡착 픽커.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착부의 상부에 차폐부가 구비되는 미소 소자 흡착 픽커.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 양극 산화막 형성 시 형성되는 배리어층으로 제공되는 미소 소자 흡착 픽커.
PCT/KR2020/003457 2019-03-29 2020-03-12 미소 소자 흡착 픽커 WO2020204394A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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