WO2021242062A1 - 솔더 인쇄 장치의 제어 파라미터를 최적화하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

솔더 인쇄 장치의 제어 파라미터를 최적화하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 복수의 제어 파라미터에 기초하여 복수의 기판 각각에 솔더를 인쇄하도록 구성된 솔더 인쇄 장치 및 복수의 기판 각각에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하도록 구성된 측정 장치와 통신이 가능하도록 연결되는 통신 회로, 하나 이상의 메모리 및 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 하나 이상의 프로세서는, 제1 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치의 제1 제어 파라미터 세트를 획득하고, 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 전송하고, 제1 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득하고, 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 제1 기판에 대한 제1 수율을 결정하고, 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성할 수 있다.

Description

솔더 인쇄 장치의 제어 파라미터를 최적화하기 위한 장치 및 방법
본 개시는 솔더 인쇄 장치의 제어 파라미터를 최적화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
기판(예: 인쇄 회로 기판) 상에 부품을 실장하기 전에, 솔더 인쇄 장치(예: 스크린 프린터)가 기판의 패드 상에 솔더를 도포할 수 있다. 이후, 솔더 검사(Solder Paste Inspection: SPI) 장치가 도포된 솔더의 상태를 검사할 수 있다. 검사 후, 솔더가 도포된 인쇄 회로 기판의 패드 상에, 표면실장기술(Surface Mount Technology: SMT)에 따라 부품이 실장될 수 있다.
복수의 제어 파라미터는 솔더 인쇄 장치가 솔더를 기판 상에 인쇄하는 동작을 제어한다. 복수의 제어 파라미터는, 예를 들어, 프린트 압력을 조정하기 위한 제어 파라미터, 프린트 속도를 조정하기 위한 제어 파라미터, 분리 속도를 조정하기 위한 제어 파라미터를 포함한다. 최적의 복수의 제어 파라미터를 사용하는 경우, 기판에 인쇄된 솔더에 대한 수율(또는 양품률)을 향상시킬 수 있다.
본 개시는 솔더 인쇄 장치의 복수의 제어 파라미터를 최적화하기 위한 기술을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 복수의 제어 파라미터에 기초하여 복수의 기판 각각에 솔더를 인쇄하도록 구성된 솔더 인쇄 장치 및 상기 솔더 인쇄 장치로부터 전달된 상기 복수의 기판 각각에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하도록 구성된 측정 장치와 통신이 가능하도록 연결되는 통신 회로, 하나 이상의 메모리 및 상기 통신 회로 및 상기 하나 이상의 메모리와 작동적으로 연결된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 상기 하나 이상의 프로세서는, 제1 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 상기 솔더 인쇄 장치의 제1 제어 파라미터 세트를 획득하고, 상기 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하고, 상기 측정 장치로부터 상기 제1 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득하고, 상기 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 상기 제1 기판에 대한 제1 수율을 결정하고, 상기 제1 제어 파라미터 세트 및 상기 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 제어 파라미터에 기초하여 복수의 기판 각각에 솔더를 인쇄하도록 구성된 솔더 인쇄 장치 및 상기 솔더 인쇄 장치로부터 전달된 상기 복수의 기판 각각에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하도록 구성된 측정 장치와 통신이 가능하도록 연결되는 전자 장치의 제어 파라미터를 최적화하는 방법은, 제1 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 상기 솔더 인쇄 장치의 제1 제어 파라미터 세트를 획득하는 동작, 상기 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하는 동작, 상기 측정 장치로부터 상기 제1 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득하는 동작, 상기 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 상기 제1 기판에 대한 제1 수율을 결정하는 동작, 및 상기 제1 제어 파라미터 세트 및 상기 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 실시간으로 수집된 데이터(예: 제어 파라미터 세트(set) 및 수율)에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성 및 업데이트 함으로써, 기존의 축적한 데이터(historical data)를 기반으로 모델을 생성하고 최적화를 수행할 필요가 없다. 또한, 솔더 인쇄 공정에 영향을 주는 솔더, 스텐실, 스퀴즈의 변동과 상태가 시간에 따라 변화할 수 있으므로, 기존의 축적한 데이터는 현재 솔더 인쇄 공정의 상태를 반영할 수 없다. 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 실시간으로 수집된 데이터에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 대리모델(surrogate model)을 생성 및 업데이트 함으로써, 현재 솔더 인쇄 공정의 상태에 대응되는 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 모델은, 기 설정된 임계값 이상의 수율이 획득되도록 하는 제어 파라미터 세트만을 출력(또는 탐색)한다. 따라서 복수의 기판에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행하는 동안 실시간으로 제어 파라미터 세트의 최적화를 수행하더라도, 해당 최적화 수행 중 진행된 솔더 인쇄 공정에 대해서도 임계값 이상의 수율이 확보될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 미리 정해진 수의 기판 각각에 대응하는 미리 정해진 수의 제어 파라미터 세트만을 탐색할 수 있고, 그 이후에는 탐색된 제어 파라미터 세트들 중 최적의 제어 파라미터 세트를 결정하여 사용하기 때문에, 제어 파라미터 세트 탐색에 있어 과도한 기판이 소요되는 것을 방지할 수 있다. 경우 따라서는 추가적인 판단기준을 가지고 기판의 탐색하는 기반의 수를 조정 가능하다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 기판에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행하는 동안 실시간으로 제어 파라미터 세트에 대한 최적화를 수행하기 때문에, 갑작스런 솔더 인쇄 공정 환경 상의 변화에 의해 발생할 수 있는 수율 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 일 실시예에 따라 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정에서 안정성을 고려하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세서, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 더 분리될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 명세서에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트(set)를 최적화하기 위한 전자 장치(100)가 동작하는 과정을 도시한 도면이다. 본 개시에 따른 전자 장치(100)는 솔더 검사 공정에서 획득한 정보들에 기초하여, 솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트를 결정할 수 있다.
하나 이상의 기판에 대하여 차례대로 기판 처리 공정이 수행될 수 있다. 기판 처리 공정은, 기판에 솔더를 인쇄하는 공정 및 표면 실장 기술에 따라 기판에 부품을 실장, 결합하는 공정을 포함할 수 있다. 기판 처리 공정에는 솔더 인쇄 장치(120), 제1 측정 장치(130), 부품 실장 장치(140), 제2 측정 장치(150), 오븐(Oven, 160) 및/또는 제3 측정 장치(170)가 사용될 수 있다. 기판 처리 공정에서, 솔더 인쇄 장치(120)가 기판에 솔더를 인쇄할 수 있다. 제1 측정 장치(130)는 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 측정할 수 있다. 부품 실장 장치(140)는 솔더가 인쇄된 기판에 부품을 실장할 수 있다. 제2 측정 장치(150)는 실장된 부품의 상태를 측정할 수 있다. 제2 측정 장치(150)는 pre-AOI(Automated Optical Inspection) 장치라고 불릴 수 있다. 부품이 실장된 기판은 오븐(160)에 입력되어 리플로우 공정을 거칠 수 있다. 리플로우 공정에서 솔더가 용융되었다가 다시 굳으면서 부품이 기판에 결합될 수 있다. 제3 측정 장치(170)는 리플로우 공정 후 기판 상의 부품 상태를 측정할 수 있다. 제3 측정 장치(170)는 post-AOI 장치라고 불릴 수 있다.
솔더 인쇄 장치(120)는 복수의 제어 파라미터에 기초하여 복수의 기판 각각에 솔더를 인쇄하도록 구성될 수 있다. 솔더 인쇄 장치(120)는, 예를 들어 스크린 프린터(screen printer)일 수 있다. 본 문서에서 사용되는 솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트는 복수의 제어 파라미터의 집합을 의미할 수 있다. 복수의 제어 파라미터는, 예를 들어, 솔더 인쇄 장치(120)의 프린트 압력(print pressure)을 조정하기 위한 제어 파라미터, 프린트 속도(print speed)를 조정하기 위한 제어 파라미터 및 분리 속도(separation speed)를 조정하기 위한 제어 파라미터를 포함할 수 있다. 솔더 인쇄에 앞서 기판 위에는 개구가 마련된 스텐실 마스크가 배치된다. 솔더 인쇄 장치(120)는 스퀴지(squeeze)를 스텐실 마스크가 배치된 기판 위에서 소정 방향으로 진행시키면서 솔더를 기판에 인쇄한다. 프린트 압력이란 솔더 인쇄 시 스퀴지가 기판에 가하는 압력을 의미할 수 있다. 프린트 속도는 인쇄 시 스퀴지가 진행하는 속도를 의미할 수 있다. 분리 속도는 인쇄 후 스텐실 마스크를 기판에서 분리하는 속도를 의미할 수 있다. 기판에는 하나 이상의 패드가 마련되어 있을 수 있고, 패드는 기판 상 부품이 결합될 위치에 마련된 한 쌍의 전극들을 의미할 수 있다. 솔더 인쇄 장치(120)는 기판의 하나 이상의 패드 각각에 대하여 솔더를 인쇄할 수 있다.
솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트는 복수의 제어 파라미터에 의해 정의되는 다차원 파라미터 공간 상의 한 점에 대응될 수 있다. 예를 들어, 2가지 제어 파라미터를 각 축으로 두는 경우, 제어 파라미터 세트는 2차원 파라미터 공간(즉, 평면) 상의 한 점으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 3가지 제어 파라미터를 각 축으로 두는 경우, 제어 파라미터 세트는 3차원 파라미터 공간 상의 한 점으로 표현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 솔더 인쇄 장치(120)의 최적의 제어 파라미터를 탐색하기 위한 모델을 생성하기 위하여, 기판(이하, "제1 기판(111)")에 기판 처리 공정이 수행될 수 있다. 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 초기의 제어 파라미터 세트(이하, "제1 제어 파라미터 세트")가 미리 설정되어, 전자 장치(100)에 저장되어 있을 수 있다. 일 실시예에서, 제1 제어 파라미터 세트는 사용자에 의해 설정된 것일 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)에 전송할 수 있다. 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보는, 예를 들어, 솔더 인쇄 장치(120)가 제1 제어 파라미터 세트에 기초하여, 제1 기판(111)에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행하도록 제어하는 신호일 수 있다.
다양한 실시예에 따른 솔더 인쇄 장치(120)는 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 수신하고, 제1 제어 파라미터 세트에 기초하여 제1 기판(111)에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행할 수 있다. 제1 기판(111)에 대해 솔더가 인쇄된 이후, 제1 기판(111)은 솔더 인쇄 장치(120)로부터 제1 측정 장치(130)로 이송될 수 있다. 제1 측정 장치(130)는 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 상태를 측정할 수 있다. 제1 측정 장치(130)는 SPI(Solder Paste Inspection) 장치라고 불릴 수 있다. 제1 측정 장치(130)는 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 측정된 상태를 지시하는 솔더 측정 정보(이하 "제1 솔더 측정 정보")를 출력할 수 있다. 솔더의 상태는 해당 솔더의 위치, 방향, 부피, 높이 및 면적 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 솔더 측정 정보는, 예를 들어, 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 체적 값일 수 있다.
전자 장치(100)는, 제1 측정 장치(130)로부터 제1 솔더 측정 정보를 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 제1 기판(111)에 대한 수율(이하, "제1 수율")을 결정(산출)할 수 있다. 제1 수율은, 제1 제어 파라미터 세트에 따라 솔더가 도포된 제1 기판(111)이 기판 처리 공정을 마친 후 양품으로 생산될 확률을 의미할 수 있다. 제1 수율은, 예를 들어, 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 체적 값에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 수율은 확률적 모델링 방법론에 의해 확률 분포로서 계산될 수 있다. 예를 들어 제1 수율은 "평균 1.96, 표준편차 0.5"의 값을 갖는 확률 분포일 수 있다. 이는 솔더가 인쇄된 제1 기판(111)이 확률적으로 평균 1.96의 수율을 가지고, 그 표준편차는 0.5라는 의미일 수 있다.
전자 장치(100)는 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율을 포함하는 데이터 쌍(이하, "제1 데이터 쌍")에 기초하여, 모델을 생성할 수 있다. 모델은 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색(exploration)하기 위한 모델일 수 있다. 최적의 제어 파라미터 세트란 수율이 최대가 되게 하는 솔더 인쇄 장치의 제어 파라미터 세트일 수 있다. 제1 제어 파라미터 세트를 모델의 독립 변수(원인)으로 설정하고, 제1 수율을 모델의 설명 변수(결과)로 설정하여 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 모델은 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율이 가우시안 분포(Gaussian Distribution)를 가진다는 것을 전제로하여 생성될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 스퀴지 방향(squeeze direction) 및 스퀴지 각도(squeeze angle)를 설명 변수에 추가할 수도 있다. 스퀴지 방향이란, 솔더 인쇄 장치(120)의 스퀴지가 압력을 가하기 위해 이동하는 방향(예: 정방향, 역방향)을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 스퀴지 방향 각각을 분리하여, 별도의 모델을 생성할 수도 있다. 스퀴지 각도란 인쇄 시 스퀴지가 기판에 대해 가지는 각도를 의미할 수 있다. 생성된 모델은 전자 장치(100)의 하나 이상의 메모리에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 모델은 다른 장치에서 전술한 과정에 의해 생성된 후 전자 장치(100)로 전달되어 메모리에 저장된 것일 수 있다.
전자 장치(100)는 생성된 모델로부터 제2 기판(113)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제2 제어 파라미터 세트를 획득할 수 있다. 제2 기판(113)은, 예를 들어, 기판 처리 공정에 있어서, 제1 기판(111)의 다음 차례로 처리되는 기판일 수 있다. 즉, 제1 기판(111) 다음으로 제2 기판(113)에 솔더가 인쇄될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 기판(113)은 제1 기판(111)이 처리된 직후에 처리되는 기판이 아니라, 제1 기판(111) 이후 소정 개수의 기판이 처리된 이후에 처리되는 기판일 수도 있다.
전자 장치(100)는 획득한 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)로 전송할 수 있다. 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보는, 예를 들어, 솔더 인쇄 장치(120)가 제2 제어 파라미터 세트에 기초하여, 제2 기판(113)에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행하도록 제어하는 신호일 수 있다. 솔더 인쇄 장치(120)는 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 수신하고, 제2 제어 파라미터 세트에 기초하여 제2 기판(113)에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행할 수 있다. 제2 기판(113)에 대해 솔더가 인쇄된 이후, 제2 기판(113)은 솔더 인쇄 장치(120)로부터 제1 측정 장치(130)로 이송될 수 있다. 제1 측정 장치(130)는 제2 기판(113)에 인쇄된 솔더의 상태를 측정할 수 있다. 제1 측정 장치(130)는 제2 기판(113)에 인쇄된 솔더의 측정된 상태를 지시하는 제2 솔더 측정 정보를 출력할 수 있다. 제2 솔더 측정 정보는, 예를 들어, 제2 기판(113)에 인쇄된 솔더의 체적 값일 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 측정 장치(130)로부터 제2 솔더 측정 정보를 획득할 수 있고, 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 제2 기판(113)에 대한 수율(이하, "제2 수율")을 결정할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 제어 파라미터 세트와 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍 및 제2 제어 파라미터 세트와 제2 수율을 포함하는 제2 데이터 쌍에 기초하여, 모델을 업데이트할 수 있다. 모델의 구체적 사항에 대해서는 후술하기로 한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 블록도이다. 전자 장치(100)는 하나 이상의 프로세서(210), 하나 이상의 메모리(220) 및/또는 통신 회로(230)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)의 이러한 구성 요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 추가적으로(additionally) 또는 대체적으로(alternatively), 일부 구성요소들이 통합되어 구현되거나, 단수 또는 복수의 개체로 구현될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(210)는 프로세서(210)라고 표현될 수 있다. 프로세서(210)라는 표현은, 문맥상 명백히 다르게 표현하지 않는 이상, 하나 또는 그 이상의 프로세서의 집합을 의미할 수 있다. 하나 이상의 메모리(220)는 메모리(220)라고 표현될 수 있다. 메모리(220)라는 표현은 문맥상 명백히 다르게 표현하지 않는 이상, 하나 또는 그 이상의 메모리의 집합을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(100) 내, 외부의 구성요소들 중 적어도 일부의 구성 요소들은 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface) 또는 MIPI(mobile industry processor interface) 등을 통해 서로 연결되어, 데이터 및/또는 시그널을 주고 받을 수 있다.
프로세서(210)는 소프트웨어(예: 명령, 프로그램)를 구동하여 프로세서(210)에 연결된 장치의 적어도 하나의 구성요소를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 본 개시와 관련된 다양한 연산, 처리, 데이터 생성, 가공 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 데이터 등을 메모리(220)로부터 로드하거나, 메모리(220)에 저장할 수 있다.
메모리(220)는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(220)에 저장된 데이터는 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성요소에 의해 획득되거나, 처리되거나, 사용되는 데이터로서, 소프트웨어(예: 명령, 프로그램 등)를 포함할 수 있다. 메모리(220)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리(220)를 포함할 수 있다. 본 개시에서 명령 내지 프로그램은 메모리(220)에 저장되는 소프트웨어로서, 장치의 리소스를 제어하기 위한 운영체제, 어플리케이션 및/또는 어플리케이션이 장치의 리소스들을 활용할 수 있도록 다양한 기능을 어플리케이션에 제공하는 미들 웨어 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(220)는 프로세서(210)에 의한 실행 시 프로세서(210)가 연산을 수행하도록 하는 명령들을 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(220)는 상술한 모델을 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(220)는, 솔더 측정 정보 및 솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트를 저장할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 통신 회로(230)는, 전자 장치(100)와 서버 또는 전자 장치(100)와 다른 장치들 간의 무선 또는 유선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(230)는 eMBB(enhanced Mobile Broadband),　URLLC(Ultra Reliable Low-Latency Communications), MMTC(Massive Machine Type Communications), LTE(Long-Term Evolution), LTEA(LTE Advance), NR(New Radio), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), GSM(Global System for Mobile communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), WiBro(Wireless Broadband), WiFi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), GPS(Global Positioning System) 또는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 등의 방식에 따른 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(230)는 USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), RS-232(Recommended Standard-232) 또는 POTS(Plain Old Telephone Service) 등의 방식에 따른 유선 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(100)는 통신 회로(230)에 의해 솔더 인쇄 장치(120) 및/또는 제1 측정 장치(130)와 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 통신 회로(230)에 의해 부품 실장 장치(140), 제2 측정 장치(150), 오븐(160) 및/또는 제3 측정 장치(170)와도 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(100)는, 솔더 인쇄 장치(120), 제1 측정 장치(130), 부품 실장 장치(140), 제2 측정 장치(150), 오븐(160) 및/또는 제3 측정 장치(170) 중 적어도 하나와 결합한 형태로 존재할 수도 있고, 별개의 장치로서 존재할 수도 있다. 상술한 장치 중 적어도 하나(예: 솔더 인쇄 장치(120))와 결합한 형태로 존재하는 경우, 전자 장치(100)는 통신 회로(230)를 거치지 않고 해당 장치와 직접 다양한 정보를 주고 받을 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(100)는 사용자 인터페이스(240)를 더 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(240)는 사용자로부터 입력을 받고, 사용자에게 정보를 출력(표출)할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스(240)는 입력 장치 및/또는 출력 장치를 포함할 수 있다. 입력 장치는 외부로부터 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성요소에 전달하기 위한 정보를 입력 받는 장치일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 마우스, 키보드, 터치 패드 등을 포함할 수 있다. 출력 장치는 전자 장치(100)의 다양한 정보를 사용자에게 시각적/청각적 형태로 제공하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 출력 장치는 디스플레이, 프로젝터, 홀로그램, 스피커 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스(240)는 사용자로부터 전자 장치(100)를 제어하기 위한 정보, 기판 처리 공정을 제어하기 위한 정보, 또는 기판에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 인터페이스(240)는 사용자로부터 초기 설정으로서, 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제1 제어 파라미터 세트를 입력 받을 수 있다. 프로세서(210)는 사용자가 초기에 설정한, 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제1 제어 파라미터 세트를 메모리(220)로부터 획득하고, 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)에 전송할 수 있다. 프로세서(210)는 제1 측정 장치(130)로부터 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득하고, 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 제1 기판(111)에 대한 제1 수율을 결정할 수 있다. 프로세서(210)는 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성할 수 있다. 프로세서(210)는 생성한 모델을 메모리(220)에 저장할 수 있다.
프로세서(210)는 생성한 모델로부터 제1 기판(111)에 솔더가 인쇄될 제2 기판(113)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제2 제어 파라미터 세트를 획득하고, 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)로 전송할 수 있다. 프로세서(210)는 제1 측정 장치(130)로부터 제2 기판(113)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제2 솔더 측정 정보를 획득하고, 제2 솔더 측정 정보에 기초하여, 제2 기판(113)에 대한 제2 수율을 결정할 수 있다. 프로세서(210)는 제1 데이터 쌍 및 제2 제어 파라미터 세트와 제2 수율을 포함하는 제2 데이터 쌍에 기초하여, 모델을 업데이트 할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(100)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 웨어러블(wearable) 장치 또는 상술한 장치들 중 둘 이상을 조합한 장치일 수 있다. 다만 본 개시의 전자 장치(100)는 전술한 장치들에 한정되지 않는다.
본 개시에 제시된 전자 장치(100)의 다양한 실시예들은 서로 조합될 수 있다. 각 실시예들은 경우의 수에 따라 조합될 수 있으며, 조합되어 만들어진 전자 장치(100)의 실시예 역시 본 개시의 범위에 속한다. 또한 전술한 본 개시에 따른 전자 장치(100)의 내/외부 구성 요소들은 실시예에 따라 추가, 변경, 대체 또는 삭제될 수 있다. 또한 전술한 전자 장치(100)의 내/외부 구성 요소들은 하드웨어 컴포넌트로 구현될 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 모델(300)을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, 모델(300)은 이전에 탐색한 복수의 기판 각각에 대한 제어 파라미터 세트 및 수율의 데이터 쌍(310)에 기초하여, 기판 처리 공정 상 다음 차례의 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 제어 파라미터 세트(320)를 출력할 수 있다. 모델(300)은 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 최적화 알고리즘에 의한 것일 수 있다. 일 실시예에서 모델(300)은 최적화 알고리즘에 기초하여 다음 차례의 제어 파라미터 세트를 출력할 수 있다. 활용 가능한 알고리즘에는 몬테 카를로 방법(Monte Carlo Method), 베이지안 최적화(Bayesian Optimization) 알고리즘 등의 확률론적 과정(Stochastic Process), 및/또는 가능도 기방 추론(Likelihood based Inference) 등이 있을 수 있다.
먼저 몬테 카를로 방법은 확률론적 해석을 갖는 대부분의 문제를 해결하는 데에 사용될 수 있다. 큰 수의 법칙(The law of large numbers)에 의하여, 임의의 랜덤 변수의 예상 값으로 구성된 적분은, 변수의 독립 샘플의 실험적 평균(즉, 샘플 평균)을 취함으로써 근사될 수 있다. 이런 성질을 사용하여, 변수의 확률 분포가 매개 변수화될 때, 마르코프 몬테 카를로 샘플러(Markov chain Monte Carlo (MCMC) sampler)가 사용될 수 있다. 몬테 카를로 방법에는 깁스 샘플링(Gibbs Sampling) 알고리즘이 있을 수 있다. 깁스 샘플링은, 직접 샘플링이 어려운 경우에, 지정된 다변량 확률 분포에서 얻은 일련의 관측치를 얻기 위한 MCMC 알고리즘이다.
확률론적 과정은, 일반적으로 랜덤 변수들로 정의되는 수학적 객체를 말할 수 있다. 확률론적 과정은 시간에 따라 무작위로 변화하는 시스템의 수치 값을 나타낼 수 있다. 즉, 확률론적 과정은 임의의 방식으로 변하는 것처럼 보이는 시스템 및 현상의 수학적 모델(300)로 활용될 수 있다. 확률론적 과정은 랜덤 변수에 의해 해석될 수 있다. 확률론적 과정에는 마르코프 과정(Markov Process), 가우시안 프로세스(Gaussian Process), 확률론적 모델(300)(Statistical Model), 베이지안 추론 등 확률론적 추론(Statistical Inference), 랜덤 웍스(random walks), 마팅게일(martingales), 레비 과정(Levy processes), 랜덤 필즈(random fields), 갱신 과정(renewal processes), 브랜칭 과정(branching processes) 등이 있을 수 있다. 여기서 베이지안 추론 방식은 베이즈 추론(Bayes’ inference)이라고도 하며, 실험을 통하여 추가 정보를 얻은 다음, 베이즈 정리를 사용하여 가설 확률을 업데이트하는 통계적 추론 방법이다. 데이터를 주어진 조건에 맞게 적응하도록 동적으로 분석할 때 주로 적용되며, 인공지능 분야에서는 사전 데이터로부터 배운 지식을 추가 데이터로 조건에 맞게 업데이트할 때 사용하여 이를 토대로 한 베이지안 최적화 알고리즘을 적용할 수 있다.
가우시안 프로세스 알고리즘은 다변수에 대한 확률 분포에 있어서 변수의 공분산(covariance) 및 평균값을 이용하여 모델(300)을 구성하는 것이므로, 기존의 신경망 회로와 달리 초기 하이퍼 파라미터만을 결정하면 부가적으로 인위적인 파라미터 설정이 필요하지 않다는 장점이 있다.
가능도 기반 추론에는 기대값 최대화 알고리즘(Expectation-Maximization algorithm) 등이 있을 수 있다. 기대값 최대화 알고리즘은 관측되지 않는 잠재변수에 의존하는 확률 모델(300)에서, 최대 가능도(maximum likelihood)나 최대 사후 확률(maximum a posteriori)을 갖는 모수의 추정값을 찾는 반복적 알고리즘일 수 있다. 기대값 최대화 알고리즘의 반복은 매개 변수에 대한 현재 추정값을 사용하여, 평가된 로그-기대값에 대한 함수를 생성하는 기대 단계와, 예상 로그-기대값을 최대화하는 매개 변수를 계산하는 최대화 단계를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 기대값 최대화 알고리즘은 방정식을 직접 풀 수 없는 경우에 통계 모델(300)의 최대 기대값 파라미터를 찾는 데에 사용될 수 있다.
모델(300)은, 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트 및 상기 기판에 대한 수율의 데이터 쌍(pair)에 기초하여, 다음 차례의 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 제어 파라미터 세트를 출력할 수 있다. 전자 장치(100)는 기판 처리 공정이 수행된 첫번째 기판인 제1 기판(111)에 대한 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 기판(111)에 대한 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델(300)을 생성할 수 있다. 이후, 기판 처리 공정의 차례에 따라 [2, 3, ..., n-1, n]번째 기판 각각에 대한 제어 파라미터 세트 및 수율의 데이터 쌍에 기초하여 모델(300)을 업데이트할 수 있다. 상기의 경우, 모델(300)은 데이터 쌍들에 기초하여, 다음 차례의 기판에 대한 수율이 기 설정된 임계값 이상이 될 수 있도록 하는 제어 파라미터 세트를 출력할 수 있다. 임계값은 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
도 4a 및 4b 각각은 본 개시의 일 실시예에 따른 최적 제어 파라미터 세트 탐색 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a는 2개의 제어 파라미터에 의해 정의되는 2차원 파라미터 공간(410)을 도시한 것이고, 도 4b는 기판 처리 공정이 수행되는 기판의 순번에 따른 수율을 나타낸 그래프(420)이다. 도 4a 및 4b에서는 2개의 제어 파라미터에 의해 정의되는 2차원 파라미터 공간(평면) 상에서 최적의 제어 파라미터를 탐색하는 것으로 가정하여 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 3개의 제어 파라미터에 의해 정의되는 3차원 파라미터 공간 또는 4개 이상의 복수의 제어 파라미터에 의해 정의되는 다차원 파라미터 공간에서도 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다. 본 도면에서 설명하는 제어 파라미터 세트는 제1 제어 파라미터 및 제2 제어 파라미터를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 본 도면에서는 편의상 제어 파라미터 세트를 한꺼번에 변경해가면서 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 것으로 설명하고 있으나, 제어 파라미터 세트에 포함된 복수의 제어 파라미터 각각에 대하여 최적의 제어 파라미터를 탐색할 수 있음은 물론이다.
전자 장치(100)는 제1 측정 장치(130)(예: SPI 장치)에 의해 실시간으로 측정된 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 솔더 측정 정보에 기초하여, 솔더 인쇄 장치(120)의 제어 파라미터 세트를 실시간으로 최적화할 수 있다. 스텝 t0는 기판 처리 공정에서 첫번째로 처리되는 제1 기판(111)에 관한 것이다. 사용자는 사용자 인터페이스(240)를 통해, 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제1 제어 파라미터 세트를 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 기 설정된 임계값 이상의 수율을 얻을 수 있는 솔더 인쇄 장치(120)의 복수의 제어 파라미터를 제1 제어 파라미터 세트로 입력할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 장치는 솔더 인쇄 장치(120)로 전송할 수 있고, 솔더 인쇄 장치(120)는 제1 제어 파라미터 세트에 기초하여, 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄할 수 있다. 이후, 솔더가 인쇄된 제1 기판(111)은 솔더 인쇄 장치(120)로부터 제1 측정 장치(130)로 전송되고, 제1 측정 장치(130)는 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하여, 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 솔더 측정 정보를 생성할 수 있다. 전자 장치(100)는, 제1 측정 장치(130)로부터 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 솔더 측정 정보를 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는, 획득한 솔더 측정 정보에 기초하여 제1 기판(111)에 대한 제1 수율을 결정할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델(예: 모델(300))을 생성할 수 있다.
스텝 t1은 제1 기판(111)의 다음 차례인 제2 기판(113)에 관한 것이다. 즉, 제1 기판(111) 다음으로 제2 기판(113)에 솔더가 인쇄될 수 있다. 전자 장치(100)는 생성한 모델로부터 제2 기판(113)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제2 제어 파라미터 세트를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델은 2차원 파라미터 공간(평면) 상에서 탐색을 수행하지 않은 부분, 새로운 데이터를 많이 획득할 수 있는 부분 또는 기존에 탐색한 부분(예: 제1 제어 파라미터 세트에 대응되는 점)보다 2차원 파라미터 공간 상에서 멀리 떨어져 있는 부분에 대응하는 제어 파라미터 세트를 탐색할 수 있다. 예를 들어, 모델은, 제1 데이터 쌍에 기초하여, 2차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 탐색한 적이 없는 임의의 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 예를 들어, 모델은, 2차원 파라미터 공간 상에서 제1 제어 파라미터 세트에 대응하는 점으로부터 멀리 떨어져 있는 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 예를 들면, 모델은, 2차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 예측되는 수율의 불확실성(uncertainty)이 가장 큰 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 수율의 불확실성이 가장 큰 점이란, 예를 들어, 확률 분포로 계산된 수율의 분산(또는 표준 편차) 값이 가장 큰 점을 의미할 수 있다. 예를 들면, 모델은 2차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 예측되는 수율의 분산 값이 가장 큰 값을 갖는 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수도 있고, 복수의 점 중 예측되는 수율의 분산 값이 미리 설정된 값 이상인 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 모델은 제1 수율보다 높은 제2 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다.
전자 장치(100)는 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)에 전송할 수 있고, 솔더 인쇄 장치(120)는 제2 제어 파라미터 세트에 기초하여 제2 기판(113)에 솔더를 인쇄할 수 있다. 이후, 전자 장치(100)는 제1 측정 장치(130)로부터 제2 기판(113)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제2 솔더 측정 정보를 획득할 수 있고, 제2 솔더 측정 정보에 기초하여 제2 기판(113)에 대한 제2 수율을 결정할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 제어 파라미터 세트와 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍 및 제2 제어 파라미터 세트와 제2 수율을 포함하는 제2 데이터 쌍에 기초하여, 모델을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 제1 수율 및 제2 수율 보다 높은 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트를 출력하도록 모델을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 2차원 파라미터 공간 상에서 제1 제어 파라미터 세트 및 제2 제어 파라미터 세트 각각에 대응하는 점으로부터 멀리 떨어져 있는 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 출력하도록 모델을 업데이트할 수 있다. 이 경우에, 전자 장치(100)는 기 설정된 임계값 이상의 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트만을 출력하도록 업데이트할 수 있다.
스텝 t2은 제2 기판(113)의 다음 차례인 제3 기판에 관한 것이다. 즉, 제2 기판(113) 다음으로 제3 기판에 솔더가 인쇄될 수 있다. 전자 장치(100)는 업데이트된 모델로부터 제3 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제3 제어 파라미터 세트를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델은 2차원 파라미터 공간 상에서 탐색을 하지 않은 부분, 새로운 데이터를 많이 획득할 수 있는 부분 또는 기존 탐색한 부분(예: 제1 제어 파라미터 세트 및 제2 제어 파라미터 세트 각각에 대응되는 점)보다 멀리 떨어져 있는 부분에 대응하는 제어 파라미터 세트를 탐색할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델은 제1 수율 및 제2 수율보다 높은 제3수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트를 제3제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 스텝 t2에서 설명한 것과 동일하게, 전자 장치(100)는 제3 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)에 전송할 수 있고, 제1 측정 장치(130)로부터 제3 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제3 솔더 측정 정보를 획득할 수 있으며, 제3 솔더 측정 정보에 기초하여 제3 기판에 대한 제3 수율을 결정할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 데이터 쌍, 제2 데이터 쌍 및 제3 제어 파라미터 세트와 제3 수율을 포함하는 제3 데이터 쌍에 기초하여, 모델을 업데이트할 수 있다.
스텝 t3은 제3 기판의 다음 차례인 제4 기판에 관한 것이다. 즉, 제3 기판 다음으로 제4 기판에 솔더가 인쇄될 수 있다. 스텝 t2에서 설명한 것과 동일하게, 제4 기판에 대한 제4 제어 파라미터 및 제4 수율을 획득할 수 있고, 이에 기초하여, 모델을 업데이트할 수 있다.
전술한 방식에 따라, 전자 장치(100)는 미리 정해진 수의 제어 파라미터 세트를 탐색할 때까지 모델을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 20개의 기판에 대한 20개의 제어 파라미터 세트를 탐색할 때까지만 모델을 업데이트 할 수 있다. 이후, 전자 장치(100)는 탐색한 미리 정해진 수의 제어 파라미터 세트에 기초하여, 최적의 파라미터 세트를 결정할 수 있다. 이러한 사전의 탐색 결과를 이용하여 최적의 제어 파라미터 세트를 결정하는 과정을 활용(exploitation) 과정이라고 부를 수 있다. 활용 과정은 파라미터 공간 상에서 최적해(최적의 제어 파라미터 세트)를 찾기 위해 기존의 탐색 영역 중 최적에 가까워지는 방향으로 파라미터를 탐색하는 과정을 의미할 수 있다. 활용 과정은, 이전의 탐색 과정의 결과에서 나타나는 경향성에 따라 최적해를 찾아갈 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 20개의 제어 파라미터 세트에 대해서 탐색 과정을 수행한 경우, 20개의 제어 파라미터 세트 중 수율이 가장 높은 제어 파라미터 세트를 최적의 제어 파라미터 세트로 결정하고, 이를 솔더 측정 장치로 전송할 수 있다. 상술한 20개는 예시적인 수이며, 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 수는 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 전술한 과정에 의해 결정된 최적의 파라미터 세트에 기초하여 기판 처리 공정이 진행되던 중, 환경 변화가 발생하면, 전자 장치(100)는 다시 새로운 최적 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정을 개시할 수 있다. 일 실시예에서, 기판 처리 공정의 장치들에 설치된 적어도 하나의 센서 또는 측정 장치는 기판 처리 공정에 관계된 환경의 변화를 감지할 수 있다. 적어도 하나의 센서 또는 측정 장치는 기판 처리 공정의 환경에 변화가 있음을 지시하는 정보를 전자 장치(100)로 전달할 수 있다. 전자 장치(100)는 해당 정보를 획득함에 따라 다시 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정을 재개할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 기판 처리 공정과 관계된 환경의 변화를 감지하는 경우, 제어 파라미터 세트 및 수율을 포함하는 데이터 쌍에 기초하여 모델을 새롭게 생성하고, 새롭게 생성한 모델을 이용하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 다시 탐색할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정에서 안정성을 고려하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 제어 파라미터 값에 따른 수율을 나타내는 그래프(500)이다. 본 개시에서, 기판 처리 공정을 수행하는 중 수집된 제어 파라미터 세트 및 수율을 포함하는 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델이 생성되고 업데이트되므로, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정에서 시도되는 제어 파라미터 세트에 의해 수율이 기 설정된 임계값 미만으로 낮아지는 경우, 손실이 발생할 수 있다. 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하는 과정 중에도 손실을 최소화하기 위해서는, 예측되는 수율이 기 설정된 임계값 미만으로 낮아지게 되는 제어 파라미터는 탐색하지 않아야 한다. 따라서, 전자 장치(100)는, 기 설정된 임계값 이하의 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트(tx)는 탐색하지 않을 수 있다.
전자 장치(100)는, 사용자가 설정한 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 기판(111)에 대한 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성할 수 있다. 모델은 제1 데이터 쌍에 기초하여, 제1 기판(111)의 다음 차례인 제2 기판(113)에 대한 제2 수율이 기 설정된 임계값 이상이 될 수 있도록 하는 제2 제어 파라미터 세트를 출력할 수 있다. 즉, 모델은 출력할 제어 파라미터 세트가 수율에 대한 기 설정된 임계값을 만족할지 여부를 고려할 수 있고, 기 지정된 임계값 미만의 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트는 출력하지 않음으로써, 기판 처리 공정의 안정성을 확보할 수 있고, 제어 파라미터 변경에 따른 불량 생산을 막을 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 동작 흐름도이다. 동작 흐름도 600을 참조하면, 동작 610에서, 전자 장치(100)의 프로세서(210)는, 제1 기판(111)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제1 제어 파라미터 세트를 획득할 수 있다. 제1 제어 파라미터 세트는 복수의 제어 파라미터의 조합일 수 있고, 사용자 인터페이스(240)를 통해 사용자에 의해 초기에 설정될 수 있다.
프로세서(210)는, 동작 620에서, 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)로 전송할 수 있다. 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보는, 예를 들어, 솔더 인쇄 장치(120)가 제1 제어 파라미터 세트에 기초하여, 제1 기판(111)에 대한 솔더 인쇄 공정을 수행하도록 제어하는 신호일 수 있다.
프로세서(210)는, 동작 630에서, 측정 장치로부터 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득할 수 있다. 측정 장치는 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하는 제1 측정 장치(130)(SPI 장치)일 수 있다. 제1 솔더 측정 정보는, 예를 들어, 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 체적 값일 수 있다.
프로세서(210)는, 동작 640에서, 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 제1 기판(111)에 대한 제1 수율을 결정할 수 있다. 수율은 예를 들어, 제1 기판(111)에 인쇄된 솔더의 체적 값에 기초하여 결정된 수율일 수 있다. 수율은 확률적 모델링 방법론에 의해 확률 분포로 결정될 수 있다.
프로세서(210)는, 동작 650에서, 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성할 수 있다. 모델은, 예를 들어, 제1 제어 파라미터 세트 및 제1 수율이 가우시안 분포를 가진다는 것을 전제로하여 생성될 수 있다. 모델을 생성한 이후, 동작 A로 진행하여, 모델을 업데이트할 수 있다. 모델을 업데이트하는 구체적인 동작은 도 7에서 후술하기로 한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 동작 흐름도이다. 동작 흐름도 700은, 도 6의 동작 650 이후의 동작들을 포함할 수 있다. 프로세서(210)는, 동작 710에서, 생성된 모델로부터 제1 기판(111)의 다음 차례인 제2 기판(113)에 솔더를 인쇄하기 위한 솔더 인쇄 장치(120)의 제2 제어 파라미터 세트를 획득할 수 있다.
모델은 다차원 파라미터 공간 상에서 탐색을 수행하지 않은 부분, 새로운 데이터를 많이 획득할 수 있는 부분 또는 기존에 탐색한 부분보다 멀리 떨어져 있는 부분에 대응하는 제어 파라미터 세트를 탐색할 수 있다. 예를 들어, 모델은, 제1 데이터 쌍에 기초하여, 2차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 탐색한 적이 없는 임의의 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 예를 들어, 모델은, 2차원 파라미터 공간 상에서 제1 제어 파라미터 세트에 대응하는 점으로부터 멀리 떨어져 있는 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 예를 들면, 모델은, 2차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 예측되는 수율의 불확실성(uncertainty)이 가장 큰 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델은 제1 수율보다 높은 제2 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다. 상기의 경우 모두, 모델은 제2 수율이 기 설정된 임계값 이상이 될 수 있도록 하는 제어 파라미터 세트를 제2 제어 파라미터 세트로 출력할 수 있다.
프로세서(210)는, 동작 720에서, 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 솔더 인쇄 장치(120)로 전송할 수 있다. 프로세서(210)는, 동작 730에서, 측정 장치로부터 제2 기판(113)에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제2 솔더 측정 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(210)는, 동작 740에서, 제2 솔더 측정 정보에 기초하여, 제2 기판(113)에 대한 제2 수율을 결정할 수 있다.
프로세서(210)는 제1 데이터 쌍 및 제2 제어 파라미터 세트와 제2 수율을 포함하는 제2 데이터 쌍에 기초하여 모델을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 제1 수율 및 제2 수율 보다 높은 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트를 출력하도록 모델을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 다차원 파라미터 공간 상에서 제1 제어 파라미터 세트 및 제2 제어 파라미터 세트 각각에 대응하는 점으로부터 멀리 떨어져 있는 점에 대응하는 제어 파라미터 세트를 출력하도록 모델을 업데이트할 수 있다. 이 경우에, 프로세서(210)는 기 설정된 임계값 이상의 수율을 가질 것으로 예측되는 제어 파라미터 세트만을 출력하도록 업데이트할 수 있다.
상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 개시가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    복수의 제어 파라미터에 기초하여 복수의 기판 각각에 솔더를 인쇄하도록 구성된 솔더 인쇄 장치 및 상기 솔더 인쇄 장치로부터 전달된 상기 복수의 기판 각각에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하도록 구성된 측정 장치와 통신이 가능하도록 연결되는 통신 회로;
    하나 이상의 메모리; 및
    상기 통신 회로 및 상기 하나 이상의 메모리와 작동적으로 연결된 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    제1 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 상기 솔더 인쇄 장치의 제1 제어 파라미터 세트를 획득하고,
    상기 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하고,
    상기 측정 장치로부터 상기 제1 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득하고,
    상기 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 상기 제1 기판에 대한 제1 수율을 결정하고,
    상기 제1 제어 파라미터 세트 및 상기 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 모델로부터, 상기 제1 기판 다음에 솔더가 인쇄될 제2 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 상기 솔더 인쇄 장치의 제2 제어 파라미터 세트를 획득하고,
    상기 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하고,
    상기 측정 장치로부터 상기 제2 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제2 솔더 측정 정보를 획득하고,
    상기 제2 솔더 측정 정보에 기초하여, 상기 제2 기판에 대한 제2 수율을 결정하고,
    상기 제1 데이터 쌍 및 상기 제2 제어 파라미터 세트와 상기 제2 수율을 포함하는 제2 데이터 쌍에 기초하여, 상기 모델을 업데이트하는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모델은,
    상기 제1 데이터 쌍에 기초하여, 상기 제2 수율이 기 설정된 혹은 자동으로 설정된 임계값 이상이 될 수 있도록 하는 상기 제2 제어 파라미터 세트를 출력하는, 전자 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모델은,
    상기 제1 데이터 쌍에 기초하여, 상기 제2 수율이 상기 제1 수율보다 증가할 수 있도록 하는 상기 제2 제어 파라미터 세트를 출력하는, 전자 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    미리 정해진 수의 제어 파라미터 세트를 탐색할 때까지 상기 모델을 업데이트하는, 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 미리 정해진 수의 제어 파라미터 세트를 탐색한 이후, 상기 미리 정해진 수의 제어 파라미터 세트 중 대응되는 수율이 가장 큰 제어 파라미터 세트를 최적의 제어 파라미터 세트로 결정하고,
    최적의 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제어 파라미터는, 상기 솔더 인쇄 장치의 프린트 압력을 조정하기 위한 제어 파라미터, 프린트 속도를 조정하기 위한 제어 파라미터 및 기판 분리 속도를 조정하기 위한 제어 파라미터를 포함하는, 전자 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 제어 파라미터 세트 및 제2 제어 파라미터 세트 각각은, 상기 복수의 제어 파라미터에 의해 정의되는 다차원 파라미터 공간 상의 한 점에 대응되는, 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모델은,
    상기 제1 데이터 쌍에 기초하여, 상기 다차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 탐색한 적이 없는 임의의 점에 대응하는 상기 제2 제어 파라미터 세트를 출력하는, 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 임의의 점은, 상기 복수의 점 중 예측되는 수율의 불확실성이 가장 큰 점인, 전자 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 수율 및 상기 제2 수율은, 확률적 모델링 방법론에 의해 확률 분포로 결정되는, 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 파라미터 세트는 사용자에 의해 설정되는, 전자 장치.
  13. 복수의 제어 파라미터에 기초하여 복수의 기판 각각에 솔더를 인쇄하도록 구성된 솔더 인쇄 장치 및 상기 솔더 인쇄 장치로부터 전달된 상기 복수의 기판 각각에 인쇄된 솔더의 상태를 측정하도록 구성된 측정 장치와 통신이 가능하도록 연결되는 전자 장치의 제어 파라미터를 최적화하는 방법에 있어서,
    제1 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 상기 솔더 인쇄 장치의 제1 제어 파라미터 세트를 획득하는 동작;
    상기 제1 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하는 동작;
    상기 측정 장치로부터 상기 제1 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제1 솔더 측정 정보를 획득하는 동작;
    상기 제1 솔더 측정 정보에 기초하여, 상기 제1 기판에 대한 제1 수율을 결정하는 동작; 및
    상기 제1 제어 파라미터 세트 및 상기 제1 수율을 포함하는 제1 데이터 쌍에 기초하여, 최적의 제어 파라미터 세트를 탐색하기 위한 모델을 생성하는 동작을 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모델로부터, 상기 제1 기판 다음에 인쇄될 제2 기판에 솔더를 인쇄하기 위한 상기 솔더 인쇄 장치의 제2 제어 파라미터 세트를 획득하는 동작;
    상기 제2 제어 파라미터 세트를 지시하는 정보를 상기 솔더 인쇄 장치로 전송하는 동작;
    상기 측정 장치로부터 상기 제2 기판에 인쇄된 솔더의 상태를 지시하는 제2 솔더 측정 정보를 획득하는 동작;
    상기 제2 솔더 측정 정보에 기초하여, 상기 제2 기판에 대한 제2 수율을 결정하는 동작; 및
    상기 제1 데이터 쌍 및 상기 제2 제어 파라미터 세트와 상기 제2 수율을 포함하는 제2 데이터 쌍에 기초하여, 상기 모델을 업데이트하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모델은,
    상기 제1 데이터 쌍에 기초하여, 상기 제2 수율이 기 설정된 임계값 이상이 될 수 있도록 하는 상기 제2 제어 파라미터 세트를 출력하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 모델은,
    상기 제1 데이터 쌍에 기초하여, 상기 제2 수율이 상기 제1 수율보다 증가할 수 있도록 하는 상기 제2 제어 파라미터 세트를 출력하는, 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제어 파라미터는, 상기 솔더 인쇄 장치의 프린트 압력을 조정하기 위한 제어 파라미터, 프린트 속도를 조정하기 위한 제어 파라미터 및 기판 분리 속도를 조정하기 위한 제어 파라미터를 포함하는, 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 제어 파라미터 세트 및 제2 제어 파라미터 세트 각각은, 상기 복수의 제어 파라미터에 의해 정의되는 다차원 파라미터 공간 상의 한 점에 대응되는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 모델은,
    상기 제1 데이터 쌍에 기초하여, 상기 다차원 파라미터 공간 상에 포함된 복수의 점 중 탐색된 적이 없는 임의의 점에 대응하는 상기 제2 제어 파라미터 세트를 출력하는, 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1 수율 및 상기 제2 수율은, 확률적 모델링 방법론에 의해 확률 분포로 결정되는, 방법.
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