KR100885492B1 - 반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치에 관한 것이다.

본 발명은 검사 스테이지상에 설치되는 카메라와, 상기 카메라의 광축방향에 대응하는 위치에 피검사체인 반도체 소자가 고정되는 반도체 소자 영상 검사 장치에 있어서, 반도체 소자(S)가 삽입되는 고정다이(1)의 포켓(11)에 지지돌기(15)가 형성되면서 공압실린더(2)의 피스톤 로드(20)가 수평상으로 왕복이동 가능하게 설치되고, 상기 고정다이(1)의 상부면에 회전가능하게 고정되는 회전부재(30)의 한쪽단부가 상기 공압실린더(2)의 피스톤 로드(20)에 고정된 슬라이더(21)에 미끄럼 접촉이 되게 놓여지고, 다른 한쪽의 단부는 반도체 소자(S)를 일측의 수직벽면으로 가압하는 클램핑 바(31)가 회전 가능하게 고정되는 홀더(3)가 설치되며,상기 홀더(3)의 클램핑 바(31)가 반도체 소자를 압착시킬 수 있도록 회전부재(30)를 회전시키는 탄성부재(4)를 포함하는 것으로 반도체 소자를 고정하는 스테이지 상에서 공압실린더에 연동하는 링크부재와 탄성부재에 의하여 반도체 소자를 신속 정확하게 고정시키면서 반도체 소자와 클램핑 홀더와의 접촉면을 면접촉 방식에서 선접촉 방식으로 전환하여 고정 정밀도를 향상시킬 수 있는 반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치를 제공한다.

반도체, 영상검사, 비전검사, 카메라, 클램핑

Description

반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치{.}

도 1은 본 발명의 커버를 분리한 사시도

도 2는 본 발명에 반도체 소자가 장착된 상태의 사시도

도 3은 본 발명의 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정다이 2 : 공압실린더

3 : 홀더 4 : 탄성부재

11 : 포켓 15 : 지지돌기

21 : 슬라이더 30 : 회전부재

31 : 클램핑 바

본 발명은 반도체 소자의 외형에 발생하는 이상 유무를 검사하기 위한 비전 검사 장치에 있어서, 반도체 소자를 정확한 위치에 신속하고 효율적으로 고정시킬 수 있는 반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치에 관한 것이다.

반도체 소자 제조 공정에서 제조되는 반도체 소자들은 고집적화되기 때문에 제조공정에서 결함이 발생할 가능성이 매우 높다. 이러한 결함은 패키지 내부에 외부에서 다양한 형태로 나타나게 되는데, 패키지 내부의 불량은 물론이고, 외부에 결함이 있을 경우에도 성능에 좋지 않은 영향을 주게 된다. 따라서 일련의 제조 공정을 통하여 완료된 반도체 소자는 반드시 전기적인 동작 검사와 함께 영상 카메라를 포함하는 영상 계측 장비를 이용하여 외관 검사를 수행함으로써 불량 상태를 확인하여야 한다.

이러한 반도체 소자의 외관 불량 검사는 일련의 반도체 제조공정을 통하여 제조된 반도체 칩을 후공정으로 이송하기 전에 불량유무를 검사받게 되는데, 이때 실시하는 검사는 스테이지 상에 피검사체를 위치시키고, 적어도 2방향 이상에서 카메라로 촬영하여 리이드의 들뜸 현상이나 외관 등을 판독하게 된다.

카메라로 반도체 칩을 투영하여 획득되는 이미지에는 필연적으로 픽셀(pixel)의 오차가 발생하게 되는데, 이 오차가 0.007㎜ 이하가 되어야 검사의 정밀도를 신뢰할 수 있다.

따라서 검사 정밀도를 향상시키기 위해서 고배율의 카메라를 사용하게 되는데, 폭과 높이의 비율이 28:1 정도가 되는 초고집적 반도체 칩은 고배율의 카메라를 사용하더라도 검사정도가 떨어질 수 밖에 없다.

반도체 소자의 검사 정밀도는 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 영상 장비에 의하여 결정되지만 반도체 소자를 고정하는 클램핑 정밀도 또한 검사 정밀도에 많은 영향을 준다.

검사 정밀도를 향상시키기 위하여 고배율의 카메라를 적용하게 되지만 이러한 클램핑 정밀도가 만족되지 못한다면 고가의 영상장비를 사용하여도 만족할 수 있는 검사 정밀도를 얻을 수 없게 될 것이다.

클램핑 장치 반도체 소자가 접촉하는 면에서의 정밀도가 중요하지만 미세가공기술의 비약적인 발전을 감안한다면 높은 정밀도를 요구하는 부품의 제작이 그리 어려운 일이 아니다. 따라서 무엇보다도 2차적으로 유입될 수 있는 이물질에 의한 정밀도의 저하에 보다 많은 관심이 필요하다.

가령 반도체 소자가 접촉하는 클램핑 장치의 고정면이 통상적인 면접촉으로 이루어 지는 경우에 접촉 경계면의 어느 일부분에 미세한 이물질이 개입하게 된다면 획득되는 이미지의 오차가 매우 커지게 된다.

반도체 제조공정 및 검사공정이 이루어지는 실내는 온도 습도 먼지 등과 같은 오염 원인들이 철저히 배제되는 상태로 관리 및 유지되고 있지만, 예측할 수 없는 이물질의 개입에 대한 대책은 반드시 고려되어야하는 부분이다.

본 발명은 반도체 소자를 고정하는 스테이지 상에서 공압실린더에 연동하는 링크부재와 탄성부재에 의하여 반도체 소자를 신속 정확하게 고정시키면서 반도체 소자와 클램핑 홀더와의 접촉면을 면접촉 방식에서 선접촉 방식으로 전환하여 고정 정밀도를 향상시킬 수 있는 반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치를 제공하고자 한다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 검사 스테이지상에 설치되는 카메라와, 상기 카메라의 광축방향에 대응하는 위치에 피검사체인 반도체 소자가 고정되는 반도체 소자 영상 검사 장치에 있어서,

상부 평면으로부터 반도체 소자가 삽입될 수 있도록 상부로부터 요입되면서 요입된 수평상의 바닥면으로부터 수직벽면을 포함하는 공간으로 되어 반도체 소자가 수용되는 포켓이 형성되는 고정다이;

상기 고정다이에 피스톤 로드가 수평상으로 왕복이동 가능하게 설치되는 공압실린더;

상기 고정다이의 상부면에 회전 가능하게 고정되는 회전부재의 한쪽단부가 상기 공압실린더의 피스톤 로드에 미끄럼 접촉이 되게 놓여지고, 다른 한쪽의 단부는 포켓에 놓여진 반도체 소자를 일측의 수직벽면으로 가압하는 클램핑 바의 한쪽 단부가 회전 가능하게 고정되는 홀더;

상기 홀더의 클램핑 바가 반도체 소자를 압착시킬 수 있도록 회전부재를 회전시키는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 공압실린더가 구동하여 피스톤 로드가 전진하면 회전부재가 피스톤 로드에 밀려서 회전하면서 탄성부재에 탄성이 축적되고, 클램핑 바의 선단부는 고정다이의 포켓에서 빠져나가게 되어 반도체 소자가 공급되기를 기다리게 된다. 이후에 반도체 소자가 공지된 이송장치에 의하여 고정다이의 포켓에 안착되면 공압실린더의 피스톤 로드가 후진하면서 탄성부재에 의하여 회전부재가 회전하면 클램핑 바가 반도체 소자를 반도체 소자를 수직벽면에 밀착시켜서 카메라에 의한 영상 획득이 가능한 상태가 된다. 이때 반도체 소자는 포켓에 형성된 지지돌기에 선접촉 하게 됨으로써 이물질에 의한 접촉각의 변화를 최소화시킬 수 있게 되어 오차를 감소시키고 보다 정밀한 이미지를 획득할 수 있게 된다.

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

다음에서 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에서 반도체 소자가 공급되지 아니한 상태의 사시도이고, 도 2는 반도체 소자가 장착된 상태의 사시도이며, 도 3은 평면도를 보여주고 있다.

이 도면에서 참조되는 바와 같이 이송되는 반도체 소자(S)가 안착되어 고정되는 고정다이(1), 공압실린더(2), 홀더(3), 탄성부재(4)로 구성된다.

고정다이(1)는 수평상의 상부면(10) 앞쪽에 반도체 소자(S)가 삽입되는 세 개의 포켓(11)이 형성되고, 뒤쪽에는 공압실린더(2)의 구동을 안내하기 위한 피스톤 로드(12)이 형성되어 베이스 플레이트(5)에 통상의 고정장치(6)로 고정된다.

포켓(11)은 상부면(10)으로부터 반도체 소자(S)가 삽입될 수 있도록 사각형의 공간으로 형성되면서 바닥면(13)은 수평면을 이루고 사방의 수직벽면(14)로 형성되는데, 각각의 수직벽면(14)에는 반원형으로 돌출되는 두 개의 지지돌기(15)가 형성되어 있다.

공압실린더(2)는 베이스 플레이트(5)에 고정되면서 피스톤 로드(20)가 고정다이(1)의 슬라이드홈(12)을 향하여 놓여지는데, 슬라이드홈(12)에서 압축코일 스프링(22)의 탄력을 받아서 왕복이동 가능하게 놓여지는 슬라이더(21)가 피스톤 로드(20)에 고정되어 있다.

슬라이더(21)는 공압실린더(2)에 의하여 이동하면서 홀더(3)를 작동시킬 수 있도록 접촉편(22)이 고정되어 슬라이드홈(12)에 설치되면서 한쪽 단부가 공압실린더(2)의 피스톤 로드(20)에 고정되고, 다른 한쪽의 단부는 고정다이(1)에 지지되는데, 피스톤 로드(20)를 후진시키는 방향으로 탄성이 작용하는 압축코일 스프링(23)의 탄성을 받게되어 슬라이드홈(12)에서 왕복이동할 수 있게 된다.

압축코일 스프링(23)은 피스톤 로드(20)의 후진 작동에 의하여 슬라이더(21)의 이동력을 제공하는 것으로 공압실린더(2)의 소요동력을 보조하는 역할을 수행한다.

홀더(3)는 회전부재(30)와 클램핑 바(31)로 구성되는데, 회전부재(30)는 상기 고정다이(1)의 상부면(10)에서 포켓(11)과 슬라이드홈(12) 사이에서 제1고정축(32)으로 회전 가능하게 고정되면서 한쪽 단부는 슬라이더(21)에 고정된 접촉편(22)에 접촉되고, 다른 한쪽의 단부에는 클램핑 바(31)가 설치되어 있다.

클램핑 바(31)는 회전부재(30)의 한쪽 단부에 제2고정축(33)으로 회전 가능하게 고정되면서 고정다이(1)의 상부면(10)에서 가이드홈(16)에 안내되어 회전부재(30)가 회전함에 따라 포켓(11)의 안쪽을 향하여 슬라이딩 이동할 수 있게 되어있다.

탄성부재(4)는 인장코일 스프링으로 되는데, 한쪽 단부는 회전부재(30)에 고정되고, 다른 한쪽의 단부는 고정다이(1)의 상부면(10)에 고정되어 클램핑 바(31)가 포켓(11)의 중앙부를 향하여 이동할 수 있도록 회전부재(30)를 회전시키는 회전력을 발생시킨다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 도 2에서 보는 바와 같이 공압실린더(2)가 구동하여 피스톤 로드(20)가 전진하면(좌측 방향으로 이동) 슬라이더(21)가 고정다이(1)의 슬라이드홈(12)에서 이동하면서 접촉편(22)이 회전부재(30)의 한쪽 단부를 밀어주게 되는데, 이렇게 밀리는 힘에 의하여 회전부재(30)는 제1고정축(32)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 클램핑 바(31)가 가이드홈(16)에 안내되어 포켓(11)에서 빠져 나오게 하면서 탄성부재(4)를 당겨서 탄성이 축적되게 하여 반도 체 소자(S)를 수용할 대기 상태가 된다.

또한 이와 동시에 슬라이더(21)는 압축코일 스프링(23)을 압축시켜서 탄성이 축적되게 한다.

이후에 공지된 반도체 소자 이송기구로부터 반도체 소자(S)가 이송되어 포켓(11)에 안착되면, 공압실린더(2)의 피스톤 로드(20)가 후진을 하게 되고, 압축코일 스프링(23)의 탄성을 받는 슬라이더(21)는 후진하여 우측으로 이동하게 됨에 따라 회전부재(30)를 밀고 있던 힘이 해제된다.

이때 회전부재(30)는 탄성부재(4)의 인장력이 작용하고 있는 상태이기 때문에 슬라이더(21)에 의한 가압력이 해제됨에 따라 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 제1고정축(32)을 중심으로 시계방향으로 회전하게 되고, 이에 연동하여 클램핑 바(31)는 가이드홈(16)에 안내되어 반도체 소자(S)를 포켓(11)의 아래쪽과 좌측의 수직벽면으로 밀어서 지지돌기(15)에 밀착시킴으로써 반도체 소자(S)를 클램핑시켜서 카메라에 의한 영상 촬영 작업을 진행할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면 반도체 소자를 고정하는 스테이지 상에서 공압실린더에 연동하는 링크부재와 탄성부재에 의하여 반도체 소자를 신속 정확하게 고정시키면서 반도체 소자와 클램핑 홀더와의 접촉면을 면접촉 방식에서 선접촉 방식으로 전환하여 고정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 검사 스테이지상에 설치되는 카메라와, 상기 카메라의 광축방향에 대응하는 위치에서 피검사체인 반도체 소자를 고정하기 위하여 상부 평면으로부터 반도체 소자가 삽입되는 포켓이 형성되고, 상기 포켓을 형성하는 수직벽면에는 지지돌기가 돌출 형성되는 고정다이를 구비하는 반도체 소자 영상 검사 장치에 있어서,

   상기 고정다이에 피스톤 로드가 수평상으로 왕복이동 가능하게 설치되는 공압실린더;

   상기 고정다이의 상부면에 회전 가능하게 고정되는 회전부재의 한쪽단부가 상기 공압실린더의 피스톤 로드에 미끄럼 접촉이 되게 놓여지고, 다른 한쪽의 단부는 포켓에 놓여진 반도체 소자를 일측의 수직벽면으로 가압하는 클램핑 바의 한쪽 단부가 회전 가능하게 고정되는 홀더;

   상기 홀더의 클램핑 바가 반도체 소자를 압착시킬 수 있도록 회전부재를 회전시키는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 영상 검사용 클램핑 장치.

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