KR101127884B1 - Flipping apparatus for semiconductor chip - Google Patents
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Abstract
반도체 칩 반전장치에 관한 것으로, 웨이퍼로부터 반도체 칩을 흡착하여 180도 반전 이동시키는 플립부; 상기 플립부에 의해 반전된 반도체 칩을 상기 플립부로부터 흡착하여 재반전시키는 넌플립부; 및, 상기 플립부 또는 넌플립부로부터 반도체 칩을 흡착하는 수직픽커를 구비하고, 상기 수직픽커에 의해 흡착된 반도체 칩 마운터로 이송하는 버스에 안착시키기 위한 픽커부;를 포함하며, 상기 플립부에 의해 반전된 반도체 칩은 상기 넌플립부에 의해 선택적으로 재반전되는 것을 특징으로 한다.A semiconductor chip reversing apparatus, comprising: a flip unit for absorbing a semiconductor chip from a wafer and inverting the substrate by 180 degrees; A non-flip portion for absorbing and reversing the semiconductor chip inverted by the flip portion from the flip portion; And a picker unit having a vertical picker for adsorbing the semiconductor chip from the flip part or the non-flip part, for picking up a bus to be transported to the semiconductor chip mounter adsorbed by the vertical picker. The semiconductor chip inverted by is selectively reinverted by the non-flip portion.
플립칩, 반도체 칩, 진공흡착, 반전, 재반전, 플립핑, 넌플립핑 Flip Chip, Semiconductor Chip, Vacuum Suction, Invert, Re-Invert, Flipping, Non-Fliping
Description
본 발명은 반도체 칩의 반전장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 반도체 칩을 진공흡착하여 플립 또는 넌플립 상태로 반전 또는 재반전시킨 후 칩 마운터로 반도체 칩을 이송하는 셔틀에 안착시키는 반도체 칩의 반전장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 쏘잉(sawing) 작업을 거쳐 다수의 반도체 칩으로 분할된 웨이퍼는 칩 반전장치를 통해 각각의 반도체 칩을 순차적으로 픽업하여 소정 장치 예를 들면, 칩 마운터 등으로 이송된다.In general, a wafer divided into a plurality of semiconductor chips through a sawing operation is sequentially picked up through the chip reversing apparatus and transferred to a predetermined device, for example, a chip mounter.
이와 같은 종래의 반도체 칩을 반전하기 위한 반전장치는 통상 소정의 진공압을 이용하여 반도체 칩을 흡착하되, 각 다이본딩방식에 따라 반도체 칩이 반전된 상태로 배치되어 칩 마운터로 이송할 필요가 있다.Such a conventional inverting device for inverting the semiconductor chip is usually used to suck the semiconductor chip using a predetermined vacuum pressure, it is necessary to transfer the semiconductor chip in the inverted state in accordance with each die bonding method to the chip mounter. .
이에 따라 작업장에서는 다이본딩방식에 대응하여 반도체 칩을 반전상태로 픽업하는 반전장치와, 재반전상태 즉, 웨이퍼로부터 반전시키지 않고 그대로 픽업하는 장치를 함께 구비하였다.Accordingly, in the workshop, an inverting apparatus for picking up a semiconductor chip in an inverted state corresponding to the die bonding method is provided, and a device for picking up the inverted state as it is without inverting it from the wafer.
그런데, 이와 같이 최소 2종류의 장비를 함께 구비해야 하므로, 장비의 구매비용이 증가할 뿐만 아니라, 이와 같은 장비 들을 단일 라인 상에 설치해야하므로 공간이 협소한 작업장에서는 설치가 곤란한 문제점이 있었다.However, since at least two types of equipment must be provided as described above, the purchase cost of the equipment is increased, and such equipment must be installed on a single line.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 단일 장치에서 와이어 본딩 및 플립칩 본딩 등 적용되는 각 다이본딩방식에 대응하여 반도체 칩을 선택적으로 플립 또는 넌플립상태로 반전시킬 수 있는 반도체 칩의 반전장치를 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor chip inversion apparatus capable of selectively inverting the semiconductor chip into a flip or non-flip state corresponding to each die bonding method applied to wire bonding and flip chip bonding in a single device. The purpose is to provide.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단일장치 내에서 반도체 칩을 선택적으로 플립 또는 넌플립 동작을 신속하게 변경가능한 반도체 칩의 반전/재반전방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for inverting / reversing a semiconductor chip capable of rapidly changing a flip or non-flip operation of a semiconductor chip in a single device.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 웨이퍼로부터 반도체 칩을 흡착하여 180도 반전 이동시키는 플립부; 상기 플립부에 의해 반전된 반도체 칩을 상기 플립부로부터 흡착하여 재반전시키는 넌플립부; 및, 상기 플립부 또는 넌플립부로부터 반도체 칩을 흡착하는 수직픽커를 구비하고, 상기 수직픽커에 의해 흡착된 반도체 칩 마운터로 이송하는 버스에 안착시키기 위한 픽커부;를 포함하며, 상기 플립부에 의해 반전된 반도체 칩은 상기 넌플립부에 의해 선택적으로 재반전되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 반전장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a flip portion for absorbing the semiconductor chip from the wafer 180 degrees reverse movement; A non-flip portion for absorbing and reversing the semiconductor chip inverted by the flip portion from the flip portion; And a picker unit having a vertical picker for adsorbing the semiconductor chip from the flip part or the non-flip part, for picking up a bus to be transported to the semiconductor chip mounter adsorbed by the vertical picker. The semiconductor chip inverted by the present invention provides a semiconductor chip inverting device which is selectively inverted by the non-flip part.
상기 넌플립부는, 상기 플립부에 의해 반전된 칩을 흡착한 후 180도 회전하는 흡착로터; 및, 상기 수직픽커가 칩을 흡착하는 제1 위치와 제1 위치로부터 벗어난 제2 위치 중 어느 한 곳으로 상기 흡착로터를 이동시키는 가동브라켓;을 포함할 수 있다.The non-flip unit may include: a suction rotor rotating 180 degrees after absorbing the chip inverted by the flip unit; And a movable bracket for moving the suction rotor to any one of a first position in which the vertical picker sucks the chip and a second position deviating from the first position.
이 경우, 상기 가동브라켓은 상기 플립부 측으로 수평방향으로 전후진하는 것이 바람직하다.In this case, the movable bracket is preferably moved back and forth in the horizontal direction toward the flip portion.
본 발명은 (a) 웨이퍼의 반도체 칩을 픽업하는 단계; (b) 상기 반도체 칩을 반전시키는 단계; (c) 반전된 상기 반도체 칩을 선택적으로 재반전시키는 단계; 및 (d) 반전 또는 재반전된 상기 반도체 칩을 픽업하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 반전/재반전방법을 제공함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있다. The present invention includes the steps of (a) picking up the semiconductor chip of the wafer; (b) inverting the semiconductor chip; (c) selectively reversing the inverted semiconductor chip; And (d) picking up the inverted or reinverted semiconductor chip, thereby providing the semiconductor chip inverting / reversing method.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 단일 장치 내에 플립부와 넌플립부를 함께 구비함으로써, 각 다이본딩방식에 대응하는 반도체 칩 반전장치를 별도로 구비할 필요없이 플립 및 넌플립 동작을 구현할 수 있으므로 불필요한 장비의 구매비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, since the flip part and the non-flip part are provided together in a single device, flip and non-flip operations can be implemented without the need for a separate semiconductor chip reversing device corresponding to each die bonding method. There is an advantage to reduce the purchase cost of.
아울러 본 발명은 2종류의 반전장치를 단일화함에 따라 전체적인 크기를 줄임으로써 비교적 협소한 공간에도 설치가 가능하므로 작업장 내의 공간활용을 효과적으로 행할 수 있다.In addition, the present invention can be installed in a relatively narrow space by reducing the overall size by unifying the two types of inverting device can effectively use the space in the workplace.
더욱이, 본 발명은 각 다이본딩방식에 대응하여 신속하게 플립 또는 넌플립작동을 변경함에 따라, 작업의 유연성을 향상시킬 수 있다.Moreover, the present invention can improve the flexibility of the work by quickly changing the flip or non-flip operation in correspondence with each die bonding method.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩의 반전장치의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of a semiconductor chip inversion apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 실시예의 반도체 칩 반전장치는 웨이퍼(1)로부터 일정 규격으로 미리 쏘잉(sawing)된 반도체 칩(3)을 처리하는 플립부(10)와, 플립부(10)에 의해 반전된 반도체 칩(3)을 재반전하기 위한 넌플립부(30)와, 플립부(10) 또는 넌플립부(30)로부터 반도체 칩(3)을 취하여 칩 마운터(80) 측으로의 이송을 돕는 픽커부(50)를 포함한다. The semiconductor chip reversing apparatus of this embodiment includes a
플립부(10)는 지지블록(11), 선회픽커(13) 및 제1 구동모터(15) 및 제1 동력전달수단(17)을 포함한다.The
지지블록(11)은 수직 프레임(12)의 제1 가이드 레일(12a)을 따라 승강하는 가동플레이트(12b)에 설치된다. 이와 같이 승강 가능하게 설치된 지지블록(11)은 선회픽커(13)를 웨이퍼(1)의 반도체 칩(3)을 진공흡착하도록 소정 거리 하강시키고, 또한 흡착한 반도체 칩(3)을 흡착로터(33) 또는 수직픽커(53)로 전달할 수 있는 위치인 제1 위치(P1)로 소정 거리 상승시킨다.The
선회픽커(13)는 일측으로 편향된 회전 중심(C)이 지지블록(11)의 일부에 회전 가능하게 설치된다. 이와 같은 선회픽커(13)는 흡착면(13a)을 통해 웨이퍼(1)의 반도체 칩(3)을 흡착하여 180도 선회함으로써 반도체 칩(3)을 180도로 플립핑(flipping)하여 반전(反轉) 상태로 이송한다. The
제1 구동모터(15)는 선회픽커(13)로 회전력을 제공하며, 지지블록(11)에 고정 설치된다. 이때 제1 구동모터(15)는 지지블록(11)의 승강 동작 시 가이드 레일(12a)에 간섭되지 않도록 제1 가이드 레일(12a)로부터 멀어진 위치의 지지블록(11) 일부에 설치된다. 이와 함께 제1 구동모터(15)는 선회픽커(13)와의 거리도 소정 간격으로 이격되므로, 제1 동력전달수단(17)을 매개로 하여 선회픽커(13)로 제1 구동모터(15)의 회전력을 전달한다.The
제1 동력전달수단(17)은 제1 구동모터(15)의 구동축에 설치되는 구동풀리(17a)를 구비하고, 선회픽커(13)와 함께 회전하도록 선회픽커(13)의 회전 중심에 고정 설치된 종동풀리(17b)를 구비한다. 상기 한쌍의 풀리(17a,17b)는 구동벨트(17c)로 상호 연결된다.The first power transmission means 17 has a
넌플립부(30)는 제2 가이드 레일(31), 가동브라켓(32), 흡착로터(33), 제2 구동모터(35) 및 제2 동력전달수단(37)을 포함한다.The
제2 가이드 레일(31)은 수직프레임(12) 일측에 소정 간격을 두고 배치된다. 가동브라켓(32)은 제2 가이드 레일(31)을 따라 수직프레임(12) 측으로 수평방향으로 전진 및 후진한다.The
흡착로터(33)는 흡착로터(33)의 중심에 설치된 회전축(34)을 통해 가동브라켓(32)의 일측에 회전 가능하게 설치된다. 또한 흡착로터(33)는 가동브라켓(32)에 의해 제1 위치(P1)로 이동하며, 이와 같이 흡착로터(33)는 제1 위치(P1)로 이동로 이동하는 경우, 선회픽커(13)에 의해 반전된 상태의 반도체 칩(3)을 흡착면(33a)을 통해 흡착하여 180도 자전함으로써 반도체 칩(3)을 180도로 플립핑하여 재반전(再反轉) 상태로 이송한다.The
또한, 반도체 칩(3)의 종류에 따라 선회픽커(13)에 의해 이송된 반도체 칩(3)을 재반전할 필요가 없는 경우, 흡착로터(33)는 가동브라켓(32)의 후진에 의해 제2 위치(P2)로 이동하여 대기한다. 이와 같이 흡착로터(33)는 필요에 따라 선택적으로 제1 및 제2 위치(P1,P2)로 이동하여 반도체 칩(3)을 재반전시킬 수 있다.In addition, when it is not necessary to reinvert the
제2 구동모터(35)는 가동브라켓(32)에 설치되며, 제2 동력전달수단(37)을 통해 흡착로터(33)로 회전력을 전달한다.The
제2 동력전달수단(37)은 제2 구동모터(35)의 구동축에 설치되는 구동풀리(37a)를 구비하고, 흡착로터(33)의 회전축(34)에 고정 설치되는 종동풀리(37b)를 구비한다. 상기 한쌍의 풀리(37a,37b)는 구동벨트(37c)로 상호 연결된다.The second power transmission means 37 includes a
픽커부(50)는 수직가이드 블록(51), 수직픽커(53), X 및 Y축방향 구동부(55,57)을 포함한다.The
수직가이드 블록(51)은 X축방향 구동부(55) 일측에 고정 설치되며, 수직픽커(53)를 승강 가능하게 지지한다.The
수직픽커(53)는 선회픽커(13) 또는 흡착로터(33)에 의해 제1 위치로 이송된 반도체 칩(3)을 수직픽커(53)의 흡착면(53a)으로 흡착한다.The
X 및 Y축방향 구동부(55,57)는 반도체 칩(3)을 흡착한 상태의 수직픽커(53)를 칩 마운터(80)로 반도체 칩을 이송할 버스(75,77)로 안내한다. 이 경우 수직픽커(53)는 X 및 Y축방향 구동부(55,57)에 의해 버스(75,77) 상측까지 이동하면, 소정 거리 하강하여 반도체 칩(3)을 버스(75,77)에 안착시킨다.The X and
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치의 작동을 설명한다.The operation of the semiconductor chip inversion device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
첨부된 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치의 반도체 칩의 반전 동작을 나타내는 개략사시도로써, 재반전을 위한 넌플립부는 생략하였고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치의 반도체 칩의 재반전 동작을 나타내는 개략사시도이다.3 is a schematic perspective view illustrating an inversion operation of a semiconductor chip of a semiconductor chip inversion apparatus according to an embodiment of the present invention, and a non-flip portion for reversal is omitted, and FIGS. 4A and 4B illustrate an embodiment of the present invention. It is a schematic perspective view which shows the reinversion operation of the semiconductor chip of the semiconductor chip inversion apparatus which concerns on an example.
먼저 도 1 및 도 3을 참고하면, 웨이퍼 이송대(60)에 안착된 웨이퍼(1)는 다수의 반도체 칩(3)으로 쏘잉된 상태이다. 이 경우 웨이퍼 이송대(60)는 전후좌우로 평면방향으로 이동하면서 매번 픽업될 해당 반도체 칩(3)이 선회픽커(13)의 흡착면(13a)에 대응하도록 그 위치를 변경한다.First, referring to FIGS. 1 and 3, the
반도체 칩(3)이 선회픽커(13)의 흡착면(13a)과 상호 대응하는 위치에 세팅되면, 지지블록(11)은 소정 거리 하강하게 되고 선회픽커(13)는 흡착면(13a)에 발생하는 진공압을 이용하여 반도체 칩(3)을 흡착한다.When the
이 상태에서, 선회픽커(13)는 180도 선회하여 반도체 칩(3)을 반전시킨다. 그 후, 지지블록(11)이 미리 설정된 거리만큼 상승하여 선회픽커(13)를 제1 위치(P1)로 이동시킨다.In this state, the turning
수직픽커(53)는 상기 선회픽커(13)의 상승과 함께, 제1 위치(P1)로 하강하여, 반전된 반도체 칩(3)을 선회픽커(13)로부터 흡착한다. 계속해서 수직픽커(53)는 소정 거리 상승한 뒤 X축 및 Y축방향 구동부(55,57)의 작동에 따라 제1 셔틀(71)의 로딩위치에 배치된 버스(75)가 대기하는 곳으로 이동한다.The
이어서, 수직픽커(53)는 소정 거리 하강하여 반도체 칩(3)을 버스(75)에 안 착시킨다.Subsequently, the
본 실시예의 반도체 칩 반전장치는 상기와 같은 과정을 반복적으로 행하여 버스(75)의 로딩 개수에 해당하는 만큼 반도체 칩(3)을 안착시킨다.In the semiconductor chip inverting apparatus of the present embodiment, the above-described process is repeatedly performed to seat the
그 후, 버스(75)는 제1 셔틀(71)을 따라 제1 셔틀(71)의 언로딩위치로 이동하고, 칩 마운터(80)의 헤드(79)는 버스(75)의 다수의 반도체 칩(3)을 흡착하여 칩 마운터(80)의 소정위치로 이동시킨다.Thereafter, the
본 실시예에서는 셔틀(71,73)과 버스(75,77)를 각각 한 쌍씩 설치한 것을 예로 들어 설명하였으며, 이러한 한쌍의 버스(75,77)는 서로 각 셔틀(71,73)의 로딩/언로딩위치로 교대로 이동하면서, 수직픽커(53)에 의해 반전된 상태의 반도체 칩(3)을 칩 마운터(80) 측으로 이송한다.In the present exemplary embodiment, a pair of
한편, 도 2, 도 4a 및 도 4b를 참고하면, 본 실시예의 반전장치는 웨이퍼(1)의 반도체 칩(3)을 최종적으로 재반전시킨 상태 즉, 넌플립핑(non flipping)된 상태로 한쌍의 버스(75,77)에 안착시킬 수 있다.2, 4A, and 4B, the inverting apparatus of this embodiment is a pair in which the
반도체 칩(3)을 재반전하는 경우, 도 2와 같이, 가동브라켓(32)이 플립부(10) 측을 향해 전진하여 흡착로터(33)를 제2 위치(P2)에서 제1 위치(P1)로 수평 이동한다.When the
이 상태에서, 도 4a를 참고하면, 상술한 본 실시예의 반전 동작과 같이 선회픽커(13)가 반도체 칩(3)을 흡착하여, 180도 선회함으로써 반도체 칩(3)을 반전시킨다. 이어서 지지블록(11)이 미리 설정된 거리만큼 상승하여 선회픽커(13)를 제1 위치(P1)로 이동시키되 흡착로터(33) 하측까지 이동한다.In this state, referring to FIG. 4A, the turning
이미 제1 위치(P1)에서 대기하고 있는 흡착로터(33)는, 도 4b와 같이, 흡착면(33a)를 통해 선회픽커(13)로부터 반전된 상태의 반도체 칩(3)을 흡착한 후, 회전축(34)을 중심으로 180도 회전하여 반도체 칩(3)을 재반전시킨다.The
이때 수직픽커(53)는 상기 흡착로터(33)의 회전과 함께 제1 위치(P1)로 하강하여 재반전된 반도체 칩(3)을 흡착픽커(13)로부터 흡착한다. 상기 반전 동작의 설명과 마찬가지로 수직픽커(53)는 소정 거리 상승한 뒤 X축 및 Y축방향 구동부(55,57)의 작동에 따라 제1 셔틀(71)의 로딩위치에 배치된 제1 버스(75)가 대기하는 곳으로 이동하여, 반도체 칩(3)을 재반전된 상태로 버스(75)에 안착시킨다.At this time, the
이에 따라, 한쌍의 버스(75,77)를 통해 재반전된 상태의 반도체 칩(3)을 칩 마운터(80)로 제공할 수 있다.Accordingly, the
상기한 본 발명은, 단일 장치 내에 플립부(10)와 넌플립부(30)를 함께 구비함으로써, 각 다이본딩방식에 대응하는 반도체 칩 반전장치를 별도로 구비할 필요없이 플립 및 넌플립 동작을 구현할 수 있으므로 불필요한 장비의 구매비용을 절감시킬 수 있다.According to the present invention, the
아울러 본 발명은 2종류의 반전장치를 단일화함에 따라 전체적인 크기를 줄임으로써 비교적 협소한 공간에도 설치가 가능하므로 작업장 내의 공간활용을 효과적으로 행할 수 있다.In addition, the present invention can be installed in a relatively narrow space by reducing the overall size by unifying the two types of inverting device can effectively use the space in the workplace.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치를 나타내는 것으로, 흡착로터가 제2 위치에 세팅된 상태를 나타내는 도면,1 is a view showing a semiconductor chip reversing apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which a suction rotor is set at a second position;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치를 나타내는 것으로, 흡착로터가 반도체 칩의 재반전을 위해 제1 위치에 세팅된 상태를 나타내는 도면,2 is a view showing a semiconductor chip reversing apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein the adsorption rotor is set to a first position for reversal of the semiconductor chip;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치의 반전 동작을 나타내는 개략사시도,3 is a schematic perspective view showing an inversion operation of a semiconductor chip inversion device according to an embodiment of the present invention;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반전장치의 재반전 동작을 나타내는 개략사시도이다.4A and 4B are schematic perspective views illustrating a reversal operation of a semiconductor chip inversion device according to an embodiment of the present invention.
* 도면 내 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawing
10: 플립부 13: 선회픽커10: flip part 13: swing picker
30: 넌플립부 33: 흡착로터30: non-flip part 33: adsorption rotor
50: 픽커부 53: 수직픽커50: picker part 53: vertical picker
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