KR101454319B1

KR101454319B1 - 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치

Info

Publication number: KR101454319B1
Application number: KR1020100043528A
Authority: KR
Inventors: 정현권; 이용구
Original assignee: 한미반도체 주식회사
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2014-10-28
Also published as: KR20110124000A

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치는, 복수개의 웨이퍼레벨패키지들이 적재되는 로딩부와; 상기 로딩부에서 웨이퍼레벨패키지를 인출하여 후공정 위치로 반송하는 반송로봇과; 상기 반송로봇에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 정렬되는 웨이퍼정렬부와; 상기 웨이퍼정렬부의 상측에 수평 이동 가능하게 설치되어 상기 웨이퍼정렬부 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지의 일측 외주연부에 형성된 노치와 웨이퍼레벨패키지의 상면에 표시된 기준마크를 촬영하여 웨이퍼레벨패키지의 정렬을 위한 위치를 검출하는 비전카메라와; 상기 웨이퍼정렬부에서 위치 정렬된 웨이퍼레벨패키지를 일정한 픽업 위치에서 픽업하여 후공정 위치로 반송하는 반송하는 웨이퍼픽커와; 상기 웨이퍼픽커에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지를 개별 반도체 패키지 단위별로 절단 가공하여 개별화시키는 절단가공부와; 상기 절단가공부에서 개별화된 반도체 패키지들을 후공정 위치로 반송하는 유닛픽커와; 상기 절단가공부를 통해 절단 가공된 개별 반도체 패키지들의 불량 여부를 검사하는 비전검사부와; 상기 비전검사부를 통해 반송된 개별 반도체 패키지들을 검사 결과에 따라 복수개의 트레이에 분류하여 수납하는 언로딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치{Singulation Apparatus for Manufacturing Semiconductor Packages}

본 발명은 반도체 패키지를 제조하기 위한 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원형의 웨이퍼레벨패키지(WLP)에 형성된 반도체 패키지 집합체를 개별 반도체 패키지 단위로 정확하고 신속하게 절단하여 반도체 패키지들을 개별화(singulation)시키고, 개별화된 반도체 패키지들을 트레이에 자동으로 분류 수납시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 관한 것이다.

반도체 패키지는 직사각형 플레이트 형상의 리드프레임에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적회로가 형성된 복수개의 반도체칩(chip)들을 부착한 후, 이들을 와이어 본딩 공정을 통해 리드프레임의 패드와 통전되도록 연결하고, 레진수지로 몰딩한 다음, 싱귤레이션 공정을 통해 상기 리드프레임 상의 반도체 패키지들을 패키지 단위별로 절단하여 개별화시킴으로써 제조된다.

최근들어 반도체 패키지의 종류가 다양화됨에 따라, 원형의 반도체 패키지 집합체(이하 이를 '웨이퍼레벨패키지(WLP: Wafer Level Package)'라 함)를 제조한 다음, 이를 개별 패키지 단위로 절단하는 싱귤레이션 공정을 통해 반도체 패키지를 제조하는 새로운 패키징 기술이 개발되고 있다.

그런데, 상기와 같이 반도체 패키지들이 형성된 웨이퍼레벨패키지가 원형으로 이루어질 경우, 싱귤레이션 공정에서 웨이퍼레벨패키지에 형성된 반도체 패키지들을 절단하여 개별화시킬 때, 원형인 웨이퍼레벨패키지가 절단기로 이송되는 과정에서 웨이퍼레벨패키지의 위치가 틀어질 가능성이 높으며, 이로 인해 절단시 정확한 절단선을 따라 절단이 이루어지지 않게 되어 반도체 패키지들이 손상되고 불량이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 원형의 웨이퍼레벨패키지에 형성된 반도체 패키지들을 패키지 단위별로 정확하고 신속하게 절단 가공하여 개별화시키고, 개별화된 반도체 패키지를 트레이에 분류 수납시킬 수 있는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수개의 웨이퍼레벨패키지들이 적재되는 로딩부; 상기 로딩부에서 웨이퍼레벨패키지를 인출하여 후공정 위치로 반송하는 반송로봇; 임의의 방향으로 수평 이동 가능함과 더불어 수직한 축을 중심으로 회전 운동 가능하게 설치되며, 상기 반송로봇에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 정렬되는 웨이퍼정렬부; 상기 웨이퍼정렬부의 상측에 수평 이동 가능하게 설치되어, 상기 웨이퍼정렬부 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지의 일측 외주연부에 형성된 노치와 웨이퍼레벨패키지의 상면에 표시된 기준마크를 촬영하여 웨이퍼레벨패키지의 정렬을 위한 위치를 검출하는 비전카메라; 상기 비전카메라에 의해 검출된 웨이퍼레벨패키지의 위치정보에 따라 상기 웨이퍼레벨패키지의 위치를 보정한 상태에서, 상기 위치 정렬된 웨이퍼레벨패키지를 일정한 픽업 위치에서 픽업하여 후공정 위치로 반송하는 반송하는 웨이퍼픽커; 상기 웨이퍼픽커에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지를 개별 반도체 패키지 단위별로 절단 가공하여 개별화시키는 절단가공부; 상기 절단가공부에서 개별화된 반도체 패키지들을 세정부로 반송하는 유닛픽커; 세정부에서 세정이 완료된 개별 반도체 패키지들을 건조시키는 건조부; 상기 세정 및 건조가 완료된 개별 반도체 패키지들의 불량 여부를 검사하는 비전검사부; 상기 비전검사부를 통해 반송된 개별 반도체 패키지들을 검사 결과에 따라 트레이에 분류하여 수납하는 언로딩부; 및 상기 비전검사부의 개별 반도체 패키지들을 언로딩부로 반송하여 트레이에 수납하는 언로딩픽커를 포함하며; 상기 웨이퍼레벨패키지의 위치 보정은 상기 웨이퍼픽커의 픽업 중심위치와 상기 웨이퍼레벨패키지의 중심이 동일해지도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치를 제공한다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 웨이퍼정렬부는 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 고정되는 얼라인테이블; 상기 얼라인테이블을 전후 좌우 및 회전 운동시키는 X-Y-θ 구동부; 상기 얼라인테이블의 외측에 고정되게 설치되어 얼라인테이블에 안착되는 웨이퍼레벨패키지의 가장자리와 접촉하면서 웨이퍼레벨패키지의 안착 위치를 안내하는 복수개의 가이드핀; 및 상기 웨이퍼픽커가 얼라인테이블 상의 웨이퍼레벨패키지를 픽업할 때 웨이퍼픽커의 픽업 위치를 결정하는 위치결정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 위치결정수단은 상기 얼라인테이블의 양측부 외측에 고정되게 설치되는 한 쌍의 위치결정홀; 및 상기 웨이퍼픽커의 양측부에 하측으로 연장되게 형성되어 상기 웨이퍼픽커가 얼라인테이블 상의 웨이퍼레벨패키지를 픽업할 때 상기 위치결정홀에 삽입되면서 웨이퍼픽커의 픽업 위치를 결정하는 위치결정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 절단가공부는 상기 웨이퍼픽커에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 고정되며 일방향으로 수평 이동 가능하게 설치된 척테이블; 상기 척테이블 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지를 개별 패키지 단위로 절단하는 절단기; 및 상기 척테이블의 이동 경로 상에 상하로 이동 가능하게 설치되어 절단 작업이 완료된 후 하측으로 이동하여 척테이블 상에 놓여진 반도체 패키지 이외의 스크랩과 접촉하여 스크랩을 제거하는 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유닛픽커는 하부면에 웨이퍼레벨패키지를 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀이 형성된 픽커헤드; 하단부가 상기 픽커헤드의 진공홀들과 연통되고 상단부가 외부의 공압생성유닛과 연통되는 공압형성 메인유로를 구비하는 매니폴드; 및 일단이 상기 매니폴드의 공압형성 메인유로의 하부에 연결되고 타단이 상기 픽커헤드의 진공홀들과 연통되어 진공홀을 통해서 흡입되는 공기 및 수분을 상기 매니폴드의 공압형성 메인유로로 유도하는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 본 발명은 상기 비전카메라가 상기 웨이퍼픽커와 함께 X축 가이드프레임을 따라 수평이동하여 상기 웨이퍼정렬부 상으로 이동하여 상기 웨이퍼레밸패키지의 일측 외주연부에 형성된 노치 및 기준마크를 촬영하여 위치 정보를 검출하고, 상기 위치 정보를 통해 상기 웨이퍼레벨패키지의 중심위치 또는 상기 얼라인테이블의 회전 중심위치를 산출하여 상기 웨이퍼레벨패키지의 중심위치가 상기 웨이퍼픽커의 픽업 중심위치와 일치하도록 상기 X-Y-θ 구동부를 작동시켜 상기 웨이퍼레벨패키지의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 한 형태에 따르면, 상기 건조부는 세정된 개별 반도체 패키지들이 안착되어 가열되는 드라이블록; 및 상기 드라이블록 상측에서 상기 개별 반도체 패키지 측으로 고압의 공기를 분사하는 에어블로워를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 비전검사부는 상기 반도체 패키지의 상면에 대한 검사를 수행하는 상면 비전카메라와 상기 반도체 패키지의 하면에 대한 검사를 수행하는 하면 비전카메라를 포함할 수 있다.
상기 언로딩부는 복수개의 Y축 가이드프레임을 따라 독립적으로 수평 이동하면서, 상기 비전검사부의 검사결과에 따라 상기 개별 반도체패키지들이 분류되어 수납되는 각각의 트레이를 Y축 방향으로 반송하는 복수개의 트레이피더; 빈트레이를 적재하는 공트레이적재부; 및 X축 방향으로 수평이동하며, 상기 공트레이적재부의 빈 트레이를 픽업하여 상기 트레이피더 상에 공급하는 트레이픽커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따르면, 작업 대상 웨이퍼레벨패키지가 웨이퍼정렬부에서 정확하게 위치 보정된 후 절단가공부로 반송되므로, 절단 가공이 정확하게 이루어지며, 따라서 절단시의 불량 발생을 없앨 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼레벨패키지 싱귤레이션장치의 반송로봇의 픽커를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 웨이퍼레벨패키지 싱귤레이션장치의 웨이퍼정렬부의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 1의 웨이퍼레벨패키지 싱귤레이션장치의 유닛픽커의 일 실시예의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 유닛픽커의 요부 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치는 복수개의 반도체 패키지들이 격자 형태로 배열된 원형의 웨이퍼레벨패키지(W)들이 매거진(M)에 수납된 상태로 공급되는 로딩부(10)와, 상기 로딩부(10)에서 반출된 웨이퍼레벨패키지(W)가 안착되어 정렬되는 웨이퍼정렬부(30)와, 상기 웨이퍼정렬부(30)의 상측에 수평 이동 가능하게 설치되어 웨이퍼레벨패키지(W)의 정렬을 위한 위치를 검출하는 비전카메라(40)와, 상기 로딩부(10)에서 웨이퍼정렬부(30) 상으로 웨이퍼레벨패키지(W)를 반송하는 반송로봇(20)과, 상기 웨이퍼정렬부(30)로부터 반송된 웨이퍼레벨패키지(W)가 개별 패키지 단위로 절단 가공되는 절단가공부(60)와, 상기 얼라인 테이블(31)에서 웨이퍼레벨패키지(W)를 진공 흡착하여 절단가공부(60)로 반송하는 웨이퍼픽커(50)와, 상기 절단가공부(60) 상의 반도체 패키지를 진공 흡착하여 브러쉬클리닝부(81)와 세정부(82) 및 건조부(83)로 순차적으로 반송하는 유닛픽커(70)와, 상기 드라이블록(84)에서 반송된 개별 반도체 패키지들의 불량 여부를 검사하는 비전검사부(100)와, 상기 드라이블록(84)에서 반도체 패키지들을 픽업하여 상기 비전검사부(100)로 반송하는 패키지반송픽커(90)와, 상기 비전검사부(100)를 통해 반송된 개별 반도체 패키지들을 검사 결과에 따라 복수개의 트레이에 분류하여 수납하는 언로딩부(110)와, 상기 비전검사부(100)에서 반도체 패키지들을 픽업하여 언로딩부(110)로 반송하여 트레이(T)에 수납하는 언로딩픽커(120) 등을 포함하는다.

상기 로딩부(10)에 안치되는 매거진(M)은 전방 출입구를 개폐하는 도어(미도시)가 형성되어 있는 FOUP(Front Opening Unified Pod) 타입을 사용할 수 있는데, 이 경우 로딩부(10)에는 매거진(M)의 도어(미도시)를 개방시키는 개폐장치가 구성된다.

상기 반송로봇(20)은 스칼라 로봇 또는 다관절 로봇을 이용하여 구성될 수 있으며, 도 2에 도시된 것과 같이 반송로봇(20)의 픽커(21)에는 웨이퍼레벨패키지(W)의 하부면을 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀(22)이 형성되어 있으며, 상기 진공홀(22)의 주변에는 진공압 형성을 확실하게 하기 위한 유연한 재질의 흡착패드(23)가 설치되어 있다.

상기 웨이퍼정렬부(30)는 상기 비전카메라(40)에 의해 검출된 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치 정보에 따라 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치를 보정하여 웨이퍼레벨패키지(W)의 중심이 상기 웨이퍼픽커(50)의 픽업 중심 위치와 동일해지도록 정렬하는 기능을 수행한다.

이 실시예에서 상기 웨이퍼정렬부(30)는 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 고정되는 얼라인 테이블(31)과, 상기 얼라인 테이블(31)을 좌우(X축 방향) 전후(Y축 방향) 및 회전(θ) 운동시키는 X-Y-θ 구동부(32)와, 상기 얼라인 테이블(31)의 외측에 고정되게 설치되어 얼라인 테이블(31)에 안착되는 웨이퍼레벨패키지(W)의 가장자리와 접촉하면서 웨이퍼레벨패키지(W)의 안착 위치를 안내하는 복수개의 가이드핀(37)과, 상기 웨이퍼픽커(50)가 얼라인 테이블(31) 상의 웨이퍼레벨패키지(W)를 픽업할 때 웨이퍼픽커(50)의 픽업 위치를 결정하는 위치결정수단으로 구성된다. 여기서, 상기 위치결정수단은 상기 얼라인 테이블(31)의 양측부 외측에 고정되게 설치되는 한 쌍의 위치결정홀(36)과, 상기 웨이퍼픽커(50)의 양측부에 하측으로 연장되게 형성되어 상기 웨이퍼픽커(50)가 얼라인 테이블(31) 상의 웨이퍼레벨패키지(W)를 픽업할 때 상기 위치결정홀(36)에 삽입되면서 웨이퍼픽커(50)의 픽업 위치를 결정하는 위치결정핀(미도시)을 포함하는다.

상기 X-Y-θ 구동부(32)는 베이스(30a) 상에 설치되는 X축 모터(33a) 및 X축 볼스크류(미도시)의 작동에 의해 X축 방향으로 수평 운동하는 X축가동블록(33)과, 상기 X축가동블록(33) 상에 설치되는 Y축 모터(34a) 및 Y축 볼스크류(34b)의 작동에 의해 Y축 방향으로 수평 운동하는 Y축가동블록(34)과, 상기 Y축가동블록(34) 상에 수직축을 중심으로 임의의 각도(θ)로 회전운동하면서 얼라인 테이블(31)을 회전시키는 회동모터(35)로 구성되어, 상기 X축가동블록(33)과 Y축가동블록(34) 및 회동모터(35)의 작동에 의해 X-Y-θ의 임의의 위치로 이동하면서 얼라인 테이블(31)의 위치를 조정하여 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치를 보정한다.

다시 도 1을 참조하면, 이 실시예에서 상기 비전카메라(40)는 상기 웨이퍼픽커(50)의 일측에 고정되어 웨이퍼픽커(50)와 함께 X축 가이드프레임(52)을 따라 수평 이동하면서 상기 웨이퍼정렬부(30) 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지(W)의 일측 외주연부에 형성된 노치(notch)와 웨이퍼레벨패키지(W)의 상면에 표시된 기준마크(fiducial mark)를 촬영하여 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치를 검출한다.

물론, 이 실시예에서는 상기 비전카메라(40)가 상기 웨이퍼픽커(50)의 일측에 고정되어 웨이퍼픽커(50)와 함께 수평 이동하면서 위치 검출 작용을 하지만, 이와 다르게 비전카메라(40)가 웨이퍼픽커(50)와 개별체로 이루어져 독립적으로 수평이동하면서 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치 검출 작용을 수행하도록 할 수도 있을 것이다.

상기 절단가공부(60)는 상기 웨이퍼픽커(50)에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지(W)가 안착되어 고정되며 일방향으로 수평 이동 가능하게 설치된 척테이블(61)과, 상기 척테이블(61)과 상대 이동하면서 척테이블(61) 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지(W)를 개별 패키지 단위로 절단하는 절단기(62)와, 상기 척테이블(61)의 이동 경로 상에 상하로 이동 가능하게 설치되어 절단 작업이 완료된 후 하측으로 이동하여 척테이블(61) 상에 놓여진 반도체 패키지 이외의 스크랩(scrap)과 접촉하여 스크랩을 제거하는 브러쉬(63)를 포함한다. 상기 브러쉬(63)는 공압실린더와 같은 선형운동장치에 의해 상하로 이동한다.

상기 척테이블(61)에는 웨이퍼레벨패키지(W)에 형성되어 있는 각 반도체 패키지 위치와 대응하는 위치에 패키지 흡착용 진공홀(미도시)과, 웨이퍼레벨패키지(W)에 격자 형태로 형성되어 있는 패키지 절단 라인에 대응하는 위치에 상기 절단기(62)의 블레이드(62a) 날끝이 비접촉되면서 수용될 수 있도록 블레이드 도피홈(61a)이 형성되어 있다. 따라서, 절단기(62)의 블레이드(62a)와 척테이블(61)이 상대 이동하면서 척테이블(61) 상의 웨이퍼레벨패키지(W)를 절단 라인을 따라 절단할 때 상기 블레이드(62a)의 날끝이 상기 블레이드 도피홈(61a)을 지나가면서 척테이블(61)과 접촉하지 않고서 웨이퍼레벨패키지(W)를 절단한다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 절단가공부(60) 상에는 상기 절단기(62)가 웨이퍼레벨패키지(W)를 절단할 때 절단 과정에서 발생하는 열을 냉각시키고 이물질을 제거하기 위한 물분사노즐이 설치된다.

상기 브러쉬클리닝부(81)는 유닛픽커(70)에 의해 고정된 개별 반도체 패키지의 하면과 접촉하면서 이물질을 털어내는 작용을 하며, 상기 세정부(82)는 유닛픽커(70)에 고정된 개별 반도체 패키지들에 물 및/또는 공기를 분사하여 세정하는 작용을 한다.

그리고, 상기 건조부(83)는 세정된 반도체 패키지들이 안착되어 가열되는 드라이블록(84)과, 상기 패키지반송픽커(90)의 일측에 일체로 고정되어 드라이블록(84)의 상측에서 반도체 패키지 쪽으로 고압의 공기를 분사하는 에어블로워(85)를 포함하는다.

상기 비전검사부(100)는 반도체 패키지들이 안착되는 복수개(이 실시예에서 2개)의 시트블록(101)과, 상기 패키지반송픽커(90)의 일측에 설치되어 시트블록(101)에 안착된 반도체 패키지를 촬영하여 검사를 수행하는 상면검사용 비전카메라(102)와, 상기 언로딩픽커(120)의 이동 경로의 하측에 설치되어 언로딩픽커(120)에 흡착된 반도체 패키지의 하면을 촬영하는 하면검사용 비전카메라(103)로 구성된다. 상기 시트블록(101)은 2개가 상하로 복층으로 구성되어 Y축 가이드프레임(104)을 따라 전후 방향(Y축 방향)으로 교대로 독립적으로 이동하면서 반도체 패키지들을 후방의 언로딩픽커(120)의 픽업 위치로 반송한다.

상기 언로딩부(110)는 공지의 선형운동장치에 의해 복수개의 Y축 가이드프레임(113)들을 따라 독립적으로 수평 이동하면서 반도체 패키지들이 수납되는 트레이(T)를 Y축 방향으로 반송하는 복수개의 트레이피더(111)와, 빈 트레이를 적재하는 공트레이적재부(114)와, 공지의 선형운동장치에 의해 X축 방향으로 수평이동하면서 상기 공트레이적재부(114)의 빈 트레이를 픽업하여 상기 트레이피더(111) 상에 공급하는 트레이픽커(112)를 포함하는다. 상기 트레이피더(111) 중 일측 트레이피더(111)의 트레이(T)에는 양품으로 판정된 반도체 패키지들이 수납되고, 다른 일측 트레이피더(111) 상의 트레이(T)에는 불량품으로 판정된 반도체 패키지들이 수납된다.

한편, 상기 유닛픽커(70)는 절단가공부(60) 상에서 개별화된 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 후공정 위치로 반송하게 되는데, 이 때 절단가공부(60)의 척테이블(61)에 놓여진 반도체 패키지들은 절단과정에서 공급된 물이 뭍어있는 상태이므로 유닛픽커(70)가 반도체 패키지들을 진공 흡착할 때 공기와 함께 물이 흡입된다. 상기 유닛픽커(70)에 의해 흡입된 물은 도중에 적절히 걸러지지 않으면 외부의 공압생성유닛에 좋지 않은 영향을 미치게 되므로 물은 완전히 흡입되지 않고 중간에서 걸러지고 공기만 흡입되는 것이 바람직하다.

이 실시예에서 상기 유닛픽커(70)는 공기와 함께 흡입된 물이 공압생성유닛으로 유입되지 않는 구조를 갖는다. 도 4와 도 5를 참조하면, 상기 유닛픽커(70)는 하부면에 웨이퍼레벨패키지(W)를 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀(72a)이 형성된 픽커헤드(71)와, 하단부가 상기 픽커헤드(71)의 진공홀(72a)들과 연통되고 상단부가 외부의 공압생성유닛(79)과 연통되는 공압형성 메인유로(75)를 구비하는 매니폴드(74)와, 일단이 상기 매니폴드(74)의 공압형성 메인유로(75)의 하부에 연결되고 타단이 상기 픽커헤드(71)의 진공홀(72a)들과 연통되어 진공홀(72a)을 통해서 흡입되는 공기 및 수분을 상기 매니폴드(74)의 공압형성 메인유로(75)로 유도하는 복수개의 흡입관(76)을 포함하는다.

상기 픽커헤드(71)는 복수개의 진공홀(72a)과 상기 각각의 진공홀(72a) 하단부에 연결되어 웨이퍼레벨패키지(W)를 진공 흡착하는 유연한 재질의 흡착패드(77)를 구비하는 베이스블록(72)과, 상기 베이스블록(72)의 상측에 결합되며 상기 베이스블록(72)의 상부면과의 사이에 상기 진공홀(72a)들과 연통되는 중간유로(73a)를 형성하는 연결블록(73)으로 구성된다.

상기 매니폴드(74)의 공압형성 메인유로(75)는 하단부가 상기 연결블록(73)의 중앙부를 통해 상기 중간유로(73a)에 연통된다. 그리고, 상기 흡입관(76)들은 유연한 호스 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 연결블록(73)의 주변부를 통해 상기 중간유로(73a)에 연통된다.

상기와 같이 구성된 유닛픽커(70)는 외부의 공압생성유닛(79)을 통해 흡입력이 발생하면, 진공홀(72a)을 통해서 공기가 흡입되면서 픽커헤드(71) 하단부에 진공압이 발생하여 반도체 패키지들을 진공 흡착하게 된다. 이 때, 상기 진공홀(72a)을 통해서 공기와 함께 척테이블(61)(도 1참조) 상의 물이 흡입되고, 흡입된 공기와 물은 흡입관(76)을 통해서 공압형성 메인유로(75)의 하부로 유입된다. 상기 공압형성 메인유로(75) 내로 흡입된 공기와 물 중 가벼운 공기는 상부로 이동하여 공압생성유닛(79) 쪽으로 흘러가지만, 무게가 무거은 물은 상부로 흘러가지 못하고 공압형성 메인유로(75) 내에서 잔류하다가 공압이 해제되면 자중에 의해 낙하하여 다시 진공홀(72a)을 통해서 외부로 배출된다. 따라서, 유닛픽커(70)가 척테이블(61) 상의 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 반송할 때 공기와 함께 흡입된 물이 외부의 공압생성유닛(79)으로 유입되지 않고 안전하게 처리될 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼레벨패키지 싱귤레이션장치는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 반송로봇(20)의 픽커(21)가 로딩부(10)의 매거진(M)에 수평하게 수납되어 있는 웨이퍼레벨패키지(W)를 진공 흡착하여 매거진(M)에서 인출한 다음, 웨이퍼정렬부(30)로 웨이퍼레벨패키지(W)를 반송하여 얼라인 테이블(31) 상에 안착시킨다. 이 때, 얼라인 테이블(31)의 외측에 고정된 가이드핀(37)에 의해 웨이퍼레벨패키지(W)의 가장자리 부분이 안내되면서 웨이퍼레벨패키지(W)가 얼라인 테이블(31)의 대략적인 정위치에 안착된다.

이어서, 상기 비전카메라(38)가 웨이퍼픽커(50)와 함께 X축 가이드프레임(52)을 따라 수평 이동하여 웨이퍼정렬부(30) 상으로 이동하고, 웨이퍼정렬부(30)의 상측에서 X축 방향으로 수평 이동하면서 웨이퍼레벨패키지(W)의 일측 외주연부에 형성되어 있는 노치(notch)(미도시)와 기준마크(미도시)들을 촬영하여 위치를 검출하고, 상기 노치 및 기준마크들의 위치 정보를 통해 웨이퍼레벨패키지(W)의 중심 위치 및/또는 얼라인 테이블(31)의 회전 중심 위치 등을 산출하여 웨이퍼레벨패키지(W)의 중심 위치가 상기 웨이퍼픽커(50)의 픽업 중심 위치와 일치하도록 X-Y-θ 구동부(32)를 작동시켜 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치를 보정한다.

상기 얼라인 테이블(31)에 안착된 웨이퍼레벨패키지(W)의 위치 보정 작업이 완료되면, 웨이퍼픽커(50)가 웨이퍼정렬부(30)의 상측에서 하강하여 얼라인 테이블(31) 상의 웨이퍼레벨패키지(W)를 진공 흡착한다. 이 때, 웨이퍼픽커(50)의 양측단부에 하측으로 연장되게 형성된 위치결정핀(미도시)이 얼라인 테이블(31) 양측부 외측에 고정되어 있는 위치결정홀(36)에 삽입되면서 웨이퍼픽커(50)가 항상 일정한 픽업 위치에서 웨이퍼레벨패키지(W)를 픽업할 수 있게 된다.

상기 웨이퍼픽커(50)는 웨이퍼정렬부(30)에서 픽업한 웨이퍼레벨패키지(W)를 절단가공부(60)로 반송하여 척테이블(61)에 안착시킨다. 이 때, 상기 웨이퍼레벨패키지(W)는 이미 웨이퍼정렬부(30)에서 웨이퍼픽커(50)에 대한 위치가 정확하게 정렬된 상태로 반송되므로, 척테이블(61) 상에 안착될 때에도 그 위치는 변함없이 정확하게 정렬된 상태를 유지한다.

상기와 같이 척테이블(61)에 웨이퍼레벨패키지(W)가 안착되면, 척테이블(61)은 Y축 방향 후방으로 이동하고, 이어서 절단기(62)의 블레이드(62a)와의 상대 이동에 의해 웨이퍼레벨패키지(W)가 패키지 단위별로 절단 가공되어 개별화된다.

절단 작업이 완료되면, 척테이블(61)은 다시 Y축 방향 전방으로 이동한다. 이 때, 브러쉬(63)가 하강하여 척테이블(61) 상의 스크랩들과 접촉하게 되고, 스크랩들이 척테이블(61) 외측으로 떨어져 제거된다.

상기 척테이블(61)이 완전히 전방으로 이동하면, 유닛픽커(70)가 척테이블(61) 상의 개별 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 브러쉬클리닝부(81) 및 세정부(82)로 반송하여 이물질을 완전히 제거한 다음 건조부(83)의 드라이블록(84) 상에 반도체 패키지들을 내려놓은 다음, 다시 절단가공부(60)로 이동하여 다음 웨이퍼레벨패키지(W)를 받을 준비를 한다.

상기와 같이 유닛픽커(70)가 상기 건조부(83)의 드라이블록(84)에 반도체 패키지들을 내려 놓으면, 상기 패키지반송픽커(90)가 드라이블록(84) 쪽으로 천천히 이동하게 되고, 에어블로워(85)를 통해 고압의 공기가 분사되면서 드라이블록(84) 상의 반도체 패키지들이 건조된다. 이와 동시에, 상면검사용 비전카메라(102)가 드라이블록(84) 상의 반도체 패키지를 비전 촬영하여 반도체 패키지의 상면에 대한 불량 여부를 검사한다.

건조가 완료되면, 패키지반송픽커(90)는 드라이블록(84) 상의 반도체 패키지들을 모두 진공 흡착하여 비전검사부(100)의 시트블록(101) 상에 안착시킨다. 상기 시트블록(101)은 Y축 가이드프레임(104)을 따라 후방으로 이동하여 언로딩픽커(120)의 이동 경로 하측에서 정지한다.

그리고, 언로딩픽커(120)가 시트블록(101) 상의 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 하면검사용 비전카메라(103)의 상측으로 이동하고, 하면검사용 비전카메라(103)는 언로딩픽커(120)에 흡착되어 있는 반도체 패키지의 하면을 촬영하여 불량 여부를 검사한다.

하면검사용 비전카메라(103)에 의한 비전 검사가 완료되면, 언로딩픽커(120)는 X축 방향으로 이동하여 언로딩부(110)로 반도체 패키지들을 반송하고, 검사 결과에 따라 언로딩부(110)의 트레이(T)에 분류하여 수납시킨다.

전술한 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치에 대한 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것으로 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.

10 : 로딩부 20 : 반송로봇
30 : 웨이퍼정렬부 31 : 얼라인 테이블
32 : X-Y-θ 구동부 36 : 위치결정홀
37 : 가이드핀 40 : 비전카메라
50 : 웨이퍼픽커 60 : 절단가공부
61 : 척테이블 62 : 절단기
62a : 블레이드 63 : 브러쉬
70 : 유닛픽커 81 : 브러쉬클리닝부
82 : 세정부 83 : 건조부
84 : 드라이블록 85 : 에어블로워
90 : 패키지반송픽커 100 : 비전검사부
101 : 시트블록 102 : 상면검사용 비전카메라
103 : 하면검사용 비전카메라 110 : 언로딩부
111 : 트레이피더 120 : 언로딩픽커
M : 매거진 W : 웨이퍼레벨패키지
T : 트레이

Claims

복수개의 웨이퍼레벨패키지들이 적재되는 로딩부;
상기 로딩부에서 웨이퍼레벨패키지를 인출하여 후공정 위치로 반송하는 반송로봇;
임의의 방향으로 수평 이동 가능함과 더불어 수직한 축을 중심으로 회전 운동 가능하게 설치되며, 상기 반송로봇에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 정렬되는 웨이퍼정렬부;
상기 웨이퍼정렬부의 상측에 수평 이동 가능하게 설치되어, 상기 웨이퍼정렬부 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지의 일측 외주연부에 형성된 노치와 웨이퍼레벨패키지의 상면에 표시된 기준마크를 촬영하여 웨이퍼레벨패키지의 정렬을 위한 위치를 검출하는 비전카메라;
상기 비전카메라에 의해 검출된 웨이퍼레벨패키지의 위치정보에 따라 상기 웨이퍼레벨패키지의 위치를 보정한 상태에서, 상기 위치 정렬된 웨이퍼레벨패키지를 픽업하여 후공정 위치로 반송하는 반송하는 웨이퍼픽커;
상기 웨이퍼픽커에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지를 개별 반도체 패키지 단위별로 절단 가공하여 개별화시키는 절단가공부;
상기 절단가공부에서 개별화된 반도체 패키지들을 세정부로 반송하는 유닛픽커;
세정부에서 세정이 완료된 개별 반도체 패키지들을 건조시키는 건조부;
상기 세정 및 건조가 완료된 개별 반도체 패키지들의 불량 여부를 검사하는 비전검사부;
상기 비전검사부를 통해 반송된 개별 반도체 패키지들을 검사 결과에 따라 트레이에 분류하여 수납하는 언로딩부; 및
상기 비전검사부의 개별 반도체 패키지들을 언로딩부로 반송하여 트레이에 수납하는 언로딩픽커를 포함하며;
상기 웨이퍼레벨패키지의 위치 보정은 상기 웨이퍼픽커의 픽업 중심과 상기 웨이퍼레벨패키지의 중심이 동일해지도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼정렬부는 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 고정되는 얼라인테이블; 상기 얼라인테이블을 전후 좌우 및 회전 운동시키는 X-Y-θ 구동부; 상기 얼라인테이블의 외측에 고정되게 설치되어 얼라인테이블에 안착되는 웨이퍼레벨패키지의 가장자리와 접촉하면서 웨이퍼레벨패키지의 안착 위치를 안내하는 복수개의 가이드핀; 및 상기 웨이퍼픽커가 얼라인테이블 상의 웨이퍼레벨패키지를 픽업할 때 웨이퍼픽커의 픽업 위치를 결정하는 위치결정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제2항에 있어서, 상기 위치결정수단은 상기 얼라인테이블의 양측부 외측에 고정되게 설치되는 한 쌍의 위치결정홀; 및 상기 웨이퍼픽커의 양측부에 하측으로 연장되게 형성되어 상기 웨이퍼픽커가 얼라인테이블 상의 웨이퍼레벨패키지를 픽업할 때 상기 위치결정홀에 삽입되면서 웨이퍼픽커의 픽업 위치를 결정하는 위치결정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제1항에 있어서, 상기 절단가공부는 상기 웨이퍼픽커에 의해 반송된 웨이퍼레벨패키지가 안착되어 고정되며 일방향으로 수평 이동 가능하게 설치된 척테이블; 상기 척테이블 상에 안착된 웨이퍼레벨패키지를 개별 패키지 단위로 절단하는 절단기; 및 상기 척테이블의 이동 경로 상에 상하로 이동 가능하게 설치되어 절단 작업이 완료된 후 하측으로 이동하여 척테이블 상에 놓여진 반도체 패키지 이외의 스크랩과 접촉하여 스크랩을 제거하는 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제1항에 있어서, 상기 유닛픽커는 하부면에 웨이퍼레벨패키지를 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀이 형성된 픽커헤드; 하단부가 상기 픽커헤드의 진공홀들과 연통되고 상단부가 외부의 공압생성유닛과 연통되는 공압형성 메인유로를 구비하는 매니폴드; 및 일단이 상기 매니폴드의 공압형성 메인유로의 하부에 연결되고 타단이 상기 픽커헤드의 진공홀들과 연통되어 진공홀을 통해서 흡입되는 공기 및 수분을 상기 매니폴드의 공압형성 메인유로로 유도하는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제2항에 있어서, 상기 비전카메라가 상기 웨이퍼픽커와 함께 X축 가이드프레임을 따라 수평이동하여 상기 웨이퍼정렬부 상으로 이동하여 상기 웨이퍼레밸패키지의 일측 외주연부에 형성된 노치 및 기준마크를 촬영하여 위치 정보를 검출하고, 상기 위치 정보를 통해 상기 웨이퍼레벨패키지의 중심위치 또는 상기 얼라인테이블의 회전 중심위치를 산출하여 상기 웨이퍼레벨패키지의 중심위치가 상기 웨이퍼픽커의 픽업 중심위치와 일치하도록 상기 웨이퍼정렬부는 상기 X-Y-θ 구동부를 작동시켜 상기 웨이퍼레벨패키지의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제1항에 있어서, 상기 건조부는 세정된 개별 반도체 패키지들이 안착되어 가열되는 드라이블록; 및 상기 드라이블록 상측에서 상기 개별 반도체 패키지 측으로 고압의 공기를 분사하는 에어블로워를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제1항에 있어서, 상기 비전검사부는 상기 반도체 패키지의 상면에 대한 검사를 수행하는 상면 비전카메라와 상기 반도체 패키지의 하면에 대한 검사를 수행하는 하면 비전카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.
제1항에 있어서, 상기 언로딩부는 복수개의 Y축 가이드프레임을 따라 독립적으로 수평 이동하면서, 상기 비전검사부의 검사결과에 따라 상기 개별 반도체패키지들이 분류되어 수납되는 각각의 트레이를 Y축 방향으로 반송하는 복수개의 트레이피더; 빈트레이를 적재하는 공트레이적재부; 및 X축 방향으로 수평이동하며, 상기 공트레이적재부의 빈 트레이를 픽업하여 상기 트레이피더 상에 공급하는 트레이픽커를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치.