KR20050032530A - 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치 - Google Patents

반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치 Download PDF

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KR20050032530A
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지용 기판(Substrate)의 자동 검사장치에 관한 것으로, 반도체 패키지용으로 사용되는 기판의 검사를 위한 장치에 있어서; 매거진에 적재된 상기 기판을 피딩 레일 유닛의 로딩위치로 배치시키되 기판 푸셔수단을 통해 피딩 레일 유닛 상으로 로딩되게 하는 온 로딩 유닛과; 상기 로딩된 기판의 품질상태 검사 및 리젝트 마킹 처리를 위하여 기판을 검사지대와 마킹지대까지 단계적으로 이송하는 피딩 레일 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛 상으로 로딩된 기판을 고정시켜 기판의 검사 및 마킹 작업을 안정되게 수행할 수 있도록 하는 리프트 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛 상으로 로딩된 기판의 품질상태 검사를 위한 비전 및 피커 유닛을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제1 이동 유닛과; 상기 로딩된 기판의 품질검사 후 리젝트 구분을 위한 마킹작업을 위하여 마킹 및 피커 유닛을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제2 이동 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛 상에서 검사 및 마킹 작업이 완료된 기판을 양/부로 분리된 해당 엠프티 매거진에 적재되게 하는 오프 로딩 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치{AUTOMATIC INSPECTION APPARATUS OF SUBSTRATE FOR SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은 반도체 패키지의 조립공정에 사용되는 기판의 품질상태를 자동 검사하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 상면에 대한 리드배열상태나 먼지 등의 이물질 적층 여부를 자동 검사함과 더불어 기판의 하면에 대한 에폭시수지 도포상태를 자동 검사할 수 있도록 하고 이들의 검사에 따른 기판의 불량 발생시 기판 상에 리젝트 마킹(reject marking) 처리하도록 한 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지의 조립공정에 사용되는 기판(Substrate)은 반도체 칩과 함께 반도체 패키지를 이루게 되는 핵심 구성요소로서, 반도체 패키지의 내부와 외부를 연결해주는 도선(lead) 기능과 반도체 칩을 지지해 주는 지지체 기능을 하며, 반도체 칩의 고밀도화나 고집적화 및 기판 실장의 방법 등에 따라 다양한 형상으로 제작되어진다.
이러한 기판은 반도체 패키지의 조립사양에 따라 다수의 공정을 거치면서 구조화되어 완성되는데, 이 완성된 기판은 반도체 패키지의 조립을 위한 후공정에 계속적으로 사용된다.
따라서, 후공정에 사용되기 전에 기판의 품질상태가 양호한지를 검사장치를 이용하여 검사/체크/판단함으로써 반도체 패키지의 품질저하를 방지되게 하고 있다.
그런데, 종래기술에 따른 기판 검사장치는 기판 검사에 따른 품질상태의 판단 및 검사의 수행이 미비함으로 인하여 검사의 정확성 및 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
이로 인하여, 기판을 이용한 반도체 패키지의 조립시 품질저하의 가능성이 상존할 뿐만 아니라 제품의 신뢰성까지 상실되게 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 반도체 패키지의 조립공정에 사용되는 기판의 품질상태를 자동으로 검사하되 기판의 전공정에서의 리젝팅 마킹 유무나 먼지 등의 이물질 적층 여부 및 오리엔테이션 등을 정확하면서도 빠르게 자동 검사함과 더불어 기판의 하면에 대한 에폭시수지 도포상태를 효율적으로 자동 검사할 수 있도록 하고 이들의 검사에 따른 기판의 사용여부를 기판 상에 마킹(marking) 처리하도록 함으로써 양질의 기판 사용에 따른 반도체 패키지의 품질향상을 도모할 수 있도록 한 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배열인쇄부, 에폭시도포부, 고정공 및 마킹표시부를 형성한 기판의 품질상태를 검사하기 위한 장치에 있어서; 매거진에 적재된 상기 기판을 피딩 레일 유닛의 로딩위치로 배치시키되 기판 푸셔수단을 통해 피딩 레일 유닛 상으로 로딩되게 하는 온 로딩 유닛과; 상기 로딩된 기판의 품질상태 검사 및 리젝트 마킹 처리를 위하여 기판을 검사지대와 마킹지대까지 단계적으로 이송하는 피딩 레일 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛 상으로 로딩된 기판을 고정시켜 기판의 검사 및 마킹 작업을 안정되게 수행할 수 있도록 하는 리프트 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛 상으로 로딩된 기판의 품질상태 검사를 위한 비전 및 피커 유닛을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제1 이동 유닛과; 상기 로딩된 기판의 품질검사 후 리젝트 구분을 위한 마킹작업을 위하여 마킹 및 피커 유닛을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제2 이동 유닛과; 상기 기판에 형성된 에폭시도포부의 두께를 측정하고 이를 기준치와 비교하여 리젝트 처리를 위한 판단신호를 제공하는 레이저 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛 상에서 검사 및 마킹 작업이 완료된 기판을 양/부로 분리된 해당 엠프티 매거진에 적재되게 하는 오프 로딩 유닛으로 이루어지게 하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 하며, 이에 의해 본 발명에 따른 특징을 이해할 수 있게 될 것이다.
도 1a는 본 발명에 사용되는 기판을 나타낸 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 기판을 나타낸 저면도로서, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 사용되는 기판(Substrate)(1)은 그 상면에 반도체 칩과 연계되는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array)를 위한 내부리드가 다수 다열로 형성되어 있고, 그 하면에 반도체의 패키지를 위하여 에폭시수지가 일정 형태 및 두께로 도포된 에폭시도포부(2)가 형성된다. 또한, 길이방향의 양측단부에 검사 및 마킹 작업시 안정성 부여를 위한 고정공(3)이 각각 형성되고 폭 방향의 측단부 일측으로는 그 대응하는 상/하면에 품질검사의 수행 후 불량이 있는 경우 리젝트 마킹(reject marking) 처리를 위한 마킹표시부(4)가 각각 형성되며, 기판의 로딩에 따른 오리엔테이션(orientation) 기준이 되는 방향표시(5)가 각각 형성되는 구성이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치를 나타낸 개략적인 전체 구성도로서, 이러한 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치는 기판의 검사 및 마킹을 위한 기판을 에폭시도포부가 바닥을 향한 상태로 하여 장치 상에 로딩되도록 한 구성이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 매거진(magazine)에 적재된 상기 기판(도 1a 및 도 1b 참조)을 차후에 기술되는 피딩 레일 유닛(200)의 로딩위치로 배치되게 하되 기판 푸셔수단(Pusher Means)(140)을 통해 기판을 피딩 레일 유닛(200) 상으로 로딩되게 하는 온 로딩 유닛(On Loading Unit)(100)과, 상기 온 로딩 유닛(100)에 의해 이송된 기판의 품질상태 검사 및 리젝트 마킹(reject marking) 처리를 위하여 기판을 검사지대(Inspection Zone)와 마킹지대(Marking Zone)까지 단계적으로 이송하는 피딩 레일 유닛(Feeding Rail Unit)(200)과, 상기 피딩 레일 유닛(200) 상으로 로딩된 기판을 고정시켜 기판의 검사 및 마킹 작업을 안정되게 수행할 수 있도록 하는 리프트 유닛(300)과, 상기 피딩 레일 유닛(200) 상으로 로딩된 기판의 품질상태 검사를 위한 비전 및 피커 유닛(500)을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제1 이동 유닛(400)과, 상기 로딩된 기판의 품질검사 후 리젝트(reject) 구분을 위한 마킹작업을 위하여 마킹 및 피커 유닛(700)을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제2 이동 유닛(600)과, 상기 기판에 도포된 에폭시수지의 높이 즉, 형성두께를 측정하고 이를 기준치와 비교하여 리젝트 처리를 위한 판단신호를 제공하는 레이저 유닛(800)과, 상기 피딩 레일 유닛(200) 상에서 검사 및 마킹 작업이 완료된 기판을 양/부(良否; Good/Reject)로 분리된 해당 엠프티 매거진에 적재되게 하는 오프 로딩 유닛(Off Loading Unit)(900)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 온 로딩 유닛(100)은 도 3a나 도 3b 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 기판이 적재된 매거진(101)을 캐리어 보트(carrier boat)(110) 상에 로딩시키고 상기 캐리어 보트(110)를 이송시키기 위한 엘리베이터(120)를 측부로 연계 구성하여 구동모터(130)에 의해 Z축을 따라 이송되게 함으로써 매거진(101)에 적재된 기판이 상기 피딩 레일 유닛으로 용이하게 로딩될 수 있도록 각 포지션(position)으로 이송되게 한다. 이때, 매거진(101)의 초기 위치를 감지하기 위한 위치감지센서 및 캐리어 보트(110)의 이송거리를 감지하기 위한 거리감지센서를 엘리베이터의 상측 및 하측으로 각각 구비되게 하고, 캐리어 보트(110) 상에 기판이 적재된 매거진(101)이 로딩되어 있는지를 감지하는 매거진 유무감지센서를 캐리어 보트(110)의 각 층상에 구비되게 하며 매거진(101)에 적재된 기판이 돌출되어 있는지를 감지하는 기판 돌출감지센서를 캐리어 보트(110)의 상단 및 하단으로 구비되게 함이 바람직하다.
또한, 기판 푸셔수단(140)은 슬라이드 이동에 따른 전/후진 동작을 하며 푸셔부재(141)의 전진시 매거진에 적재된 기판을 밀어 피딩 레일 유닛 상으로 기판을 로딩되게 한다. 이때, 매거진에 기판이 적재되어 있는지를 감지하는 기판 유무감지센서를 전방에 구비되게 함이 바람직하다.
상기 피딩 레일 유닛(200)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 로딩되는 기판의 폭 방향 가장자리를 지지하여 안착되게 하는 레일부재(Rail Means)(210)와, 상기 레일부재(210) 상에 안착된 기판을 벨트(221) 결합을 통해 검사지대 및 마킹지대의 작업지대로 이송되게 하는 감응모터(Induction Motor)(220)와, 상기 레일부재(210)의 끝단부에 설치되며 작업 완료된 기판을 로터리실린더(미 도시됨)의 구동으로 상기 오프 로딩 유닛 상의 엠프티(empty) 매거진에 적재되게 하는 엔드 푸셔(230)로 구성된다. 이때, 레일부재(210)측 시작단 및 끝단에는 기판의 입출(in/out)을 감지하는 기판 입출용 위치감지센서(241)(242)를 각각 구비되게 하고, 작업 완료된 기판의 현재위치를 감지하여 엔드 푸셔(230)의 동작을 제어하도록 한 엔드 푸셔 동작용 위치감지센서(243)를 레일부재의 끝단부에 구비되게 함이 바람직하다.
또한, 상기 레일부재(210)의 폭 조정을 가능하게 하는 폭 조절수단(240)을 구비되게 하여 기판의 다양한 폭 넓이를 모두 수용할 수 있도록 함이 바람직하다. 여기서, 상기 폭 조절수단(240)은 상기 레일부재(210)와 티엠(TM) 스크류(241a) 결합을 이루는 조정유도부재(241)와, 상기 조정유도부재(241)와 풀리(242)를 통한 벨트(243) 결합을 이루되 상기 레일부재(210)와 티엠 스크류(244a) 결합을 이루며 정/역회전으로 레일부재(210)의 폭을 조정 가능하게 하는 회전조정부재(244)로 구성되게 할 수 있다. 여기서, 티엠 스크류(241a)(244a)는 일측 왼나사 및 타측 오른나사의 방식으로 구성된 것으로 상기 회전조정부재(244)의 정/역회전에 따라 레일부재(210)의 폭을 줄어들게 하거나 늘어나게 한다.
상기 리프트 유닛(300)은 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 도 1a의 기판측 고정공에 대응하는 위치로 돌출되는 고정핀(311)을 구비되게 하여 기판의 안정된 안착/고정을 이루게 한 리프트 판(310)과, 상기 리프트 판(310)을 업/다운(up/down)시키는 실린더(321)를 포함하는 실린더부재(320)와, 상기 실린더부재(320)의 동작에 따른 리프트 판(310)의 업/다운시 터치에 의한 감지로 업/다운의 스토퍼로 기능하는 업소버 스토퍼(Absorber Stopper)(330)와, 상기 리프트 판(310) 상으로 이송되는 기판의 스토퍼 기능을 하도록 테이블실린더(341)의 구동으로 이동 돌출되는 기판 스토퍼(340)와, 상기 리프트 판(310) 상에 기판이 있는지를 감지하는 반사형 파이버 센서(Fiber Sensor)(350)와, 상기 실린더(321)의 구동으로 업/다운되는 실린더부재(320)의 양측부를 가이드하는 가이드부재(360)로 구성된다. 이때, 리프트 판(310)에 안착되는 기판을 진공 이젝터(Vacuum Ejector)(미 도시됨)를 통해 진공 흡착하여 안착상태를 안정감있게 유지할 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 제1 이동 유닛(400)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 기판 검사 및 에폭시상태 검사를 위한 비전 및 피커 유닛을 구동모터를 이용하여 X축 방향 이동되게 하는 X축 이동부재(410)와, 상기 비전 및 피커 유닛을 구동모터를 이용하여 Y축 방향 이동되게 하는 Y축 이동부재(420)로 구성된다. 이때, 제1 이동 유닛(400) 상에는 X축 이동부재(410) 및 Y축 이동부재(420)의 초기상태 감지를 위한 감지센서(431)(441)가 각각 구비되고, 이동에 따른 거리를 제한되게 하는 리미트센서(432)(442)가 각각 구비된다.
상기 비전 및 피커 유닛(500)은 도 8a 내지 8d에 나타낸 바와 같이, 기판측 상면을 촬영하여 전공정에서의 리젝트 마킹 유무나 먼지 등의 이물질 적층여부 및 오리엔테이션(orientation)을 검사하는 상부 비전(Top Vision)(510)과, 상기 기판측 하면을 촬영하여 에폭시의 전반적인 형태를 검사하고 이를 통해 리젝트 유무를 판별하는 하부 비전(Bottom Vision)(520)과, 상기 기판의 에폭시 검사를 위해 기판을 진공으로 흡착하되 상기 하부 비전(520)의 상측으로 위치 이동시키기 위한 진공흡착 피커(530)로 구성된다. 이때, 상부 비전(510)과 진공흡착 피커(530)는 조립에 의한 일체 결합됨을 이루며 동시 이동하게 된다.
여기서, 상기 하부 비전(520)은 상기 진공흡착 피커(530)에 의해 위치 이동된 기판의 하면을 반사경(521)을 통해 비추되 상기 반사경(521)을 통한 영상을 카메라(522)로 촬영하여 기판의 에폭시 도포형태를 검사하게 된다. 이때, 반사경(521)의 상측으로는 비전라이트(523)가 구비된다.
또한, 상기 진공흡착 피커(530)는 실린더(531)의 구동에 의해 업/다운되는 구성이다.
상기 제2 이동 유닛(600)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 기판에 에폭시 리젝트 마킹을 하거나 에폭시의 형성두께 측정을 위한 마킹 및 피커 유닛을 구동모터를 이용하여 X축 방향 이동되게 하는 X축 이동부재(610)와, 상기 잉크 마킹 및 피커 유닛을 구동모터를 이용하여 Y축 방향 이동되게 하는 Y축 이동부재(620)로 구성된다. 이때에도, 상기 제2 이동 유닛(600) 상에는 상기 제1 이동 유닛 상에서 기술하는 바와 같이 상기 X축 이동부재(610) 및 Y축 이동부재(620)의 초기상태 감지를 위한 감지센서와 이동거리를 제한되게 하는 리미트센서가 각각 구비된다.
상기 마킹 및 피커 유닛(700)은 도 10에 나타낸 바와 같이, 기판의 검사에 따른 불량 발생시 기판에 리젝트 마킹(reject marking)을 수행하는 마킹수단(710)과, 상기 기판의 에폭시 높이(형성두께)를 측정할 수 있도록 기판을 진공 흡착하여 레이저 유닛 상으로 위치 이동되게 하는 진공 피커(720)로 구성된다. 이때, 마킹수단(710)은 상기 진공 피커(720)의 위치 이동에 따라 동시 이동되고, 레이저기 또는 잉크 마킹기의 어느 하나로 구성되게 할 수 있으며 이를 통해 레이저 마킹 또는 잉크 마킹을 수행되게 한다. 여기서, 진공 피커(720)는 실린더(721)의 구동에 의해 업/다운을 수행하게 된다.
상기 레이저 유닛(800)은 도 11a 내지 도 11c에 나타낸 바와 같이, 상기 마킹 및 피커 유닛의 진공 피커에 의해 진공 흡착된 후 위치 이동된 기판측 하면에 도포된 에폭시도포부에 레이저를 조사하여 그 높이(형성두께)를 측정하는 레이저센서(Laser Sensor)(810)와, 상기 레이저센서(810)의 측정값을 기준치와 비교하고 이를 통해 에폭시의 높이에 따른 불량을 판별하는 콘트롤러(controller)(820)와, 상면 개구(831)를 형성하고 에어실린더(832)의 구동으로 슬라이드 이동되며 개구와 레이저센서가 동일 위치상에 배치되는 경우 내부에 장착된 레이저센서를 개방되게 하는 안전커버(830)로 구성된다. 여기서, 상기 레이저센서(810)는 기판의 에폭시도포부로 조사된 레이저의 반사 레이저를 받아 거리 및 시간을 측정함에 의해 에폭시도포부의 높이를 측정하게 된다.
상기 오프 로딩 유닛(900)은 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같은 온 로딩 유닛(100)의 구성과 동일하며 즉, 구동모터를 통해 구동되는 엘리베이터를 구비하되 엘리베이터의 측부로 엠프티(empty) 매거진을 로딩시킨 캐리어 보트를 연계하여 이의 업/다운이 가능하도록 한 것으로 각종 감지센서를 포함하는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기 오프 로딩 유닛(900)은 엘리베이터의 업/다운 이동을 통해 피딩 레일 유닛 상에서 즉 작업지대에서 양/부 판정된 기판을 구분하여 양호 판정된 기판은 굳(Good) 엠프티 매거진에 적재되게 하고 불량 판정된 기판은 리젝트(Reject) 엠프티 매거진에 적재되게 하는 작용상의 차이만이 있을 뿐이다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치에 대한 작용을 도 1a 내지 도 11c를 참조하여 설명하면, 검사를 위한 기판(1)이 적재된 매거진(101)을 온 로딩 유닛(100)의 캐리어 보트(110) 상에 로딩시킨 상태에서 엘리베이터(120)를 가동하여 캐리어 보트(110)를 이동시키되 피딩 레일 유닛(200)으로 로딩시키기 위한 로딩위치로 배치되게 하고, 기판 푸셔수단(140)의 푸셔부재(141)를 전진시켜 매거진(101)에 적재되어있는 기판(1)을 푸싱(pushing)함으로써 피딩 레일 유닛(200)의 입구를 통해 레일부재(210) 상으로 안착되게 한다.
피딩 레일 유닛(200)의 레일부재(210) 상으로 검사를 위한 기판(1)이 안착되면 이를 감지하고 감응모터(220)의 구동에 의한 벨트(221)의 가동을 통해 피딩 레일 유닛 상의 검사지대 및 마킹지대로 단계적으로 이송 처리하게 된다.
감응모터(220) 및 벨트(221)의 구동에 의해 피딩 레일 유닛(200) 상의 검사지대로 이송된 기판(1)은 리프트 유닛(300)의 업 동작에 의해 리프트 판(310)의 상면에 안착/고정된다. 여기서, 테이블실린더의 구동으로 기판 스토퍼(340)가 돌출되면서 기판의 이동을 제한하게 되고, 실린더(321)의 구동으로 실린더부재(320)를 업 동작시킴에 의해 리프트 판(310)이 업 되어 기판을 안착되게 한다. 이때, 리프트 판(310)의 상면에 돌출 형성된 고정핀(311)이 기판(1)의 고정공(3)에 삽입되어 기판의 안정된 고정을 이루게 하며, 파이버센서(350)의 작용으로 기판(1)이 리프트 판(310) 상에 안착되어 있는지를 감지하게 된다.
기판(1)이 리프트 판(310)에 안착되면 비전 및 피커 유닛(500)을 통한 기판의 촬영을 통해 품질상태의 검사를 수행하게 되는데, 상부 비전(510)을 의해서는 기판의 상면 촬영을 통해 전공정에서의 리젝트 마킹 유무나 먼지 등의 이물질 적층여부 및 오리엔테이션을 검사하게 된다. 여기서, 기판의 오리엔테이션은 기판의 전단과 후단이 맞게 뒤바뀌지 않고 제대로 투입되었는지의 방향성을 확인하는 작업이다.
하부 비전(520)은 진공흡착 피커(530)에 의해 진공 흡착되어 하부 비전(520) 상으로 위치 이동되어지는 기판(1)의 하면을 반사경(521)을 통해 촬영하게 되며, 기판(1)측 에폭시도포부(2)의 에폭시 도포에 따른 전반적인 형태를 검사하고 리젝트 유무를 판별하게 된다.
이때, 비전 및 피커 유닛(500)은 제1 이동 유닛(400)의 X축 이동부재(410) 및 Y축 이동부재(420)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동되어진다.
검사지대에서의 검사가 완료된 기판(1)은 리프트 유닛(300)의 다운으로 피딩 레일 유닛(200)측 레일부재(210) 상에 안착됨과 더불어 감응모터(220)에 연결된 벨트(221) 상에 위치되고 이들의 구동에 의해 이송되어 마킹지대로 이송 처리된다.
피딩 레일 유닛(200)의 마킹지대로 이송된 기판(1)은 다시 리프트 유닛(300)의 리프트 판(310) 상에 안착/고정됨을 갖게 되고, 마킹 및 피커 유닛(700)을 통한 기판의 리젝트 마킹작업을 수행하게 되는데, 검사지대에서의 불량 판별에 따른 제어신호에 따라 마킹수단(710)은 기판(1)측 불량이 판별된 해당하는 배열지점으로 이동하여 해당 마킹표시부(4)에 레이저 또는 잉크로 리젝트 마킹을 처리하게 된다.
이때, 마킹수단(710)을 통한 마킹 처리 전 또는 마킹 처리 후의 어느 때에 기판(1)의 하면에 형성된 에폭시도포부(2)의 높이를 측정하여 그에 따른 기판(1)의 불량을 판별하게 할 수도 있는데, 이는 레이저 유닛(800)에 의해 수행된다. 여기서, 기판측 하면의 에폭시도포부(2)의 높이 측정을 위해서는 마킹 및 피커 유닛(700)의 진공 피커(720)를 통해 기판(1)을 진공 흡착하여 레이저 유닛(800) 상으로 위치 이동되게 함이 선행되어진다. 이에 따라, 레이저센서(810)는 기판(1)의 에폭시도포부(2)로 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 수신하여 그 형성높이를 측정하게 되며, 이러한 측정치는 콘트롤러(820)에 의해 기 설정된 기준치와 비교되어 에폭시 형성높이에 따른 불량을 판별하여준다. 여기에서도 불량이 판별되면 마킹 및 피커 유닛(700)을 통해 기판(1)의 마킹표시부(4)에 리젝트 마킹을 수행하게 된다.
피딩 레일 유닛(200) 상에서 검사지대 및 마킹지대를 모두 거친 기판(1)은 그 불량 유무가 마킹표시부(4)에 처리되며, 마킹 작업까지 완료된 기판(1)은 피딩 레일 유닛(200)측 끝단부에 설치된 엔드 푸셔(230)의 구동에 의해 밀어내어 오프 로딩 유닛(900)의 엠프티 매거진에 적재되게 한다. 이때, 양호 판정된 기판은 굳(Good) 엠프티 매거진에 적재되게 하고 불량 판정된 기판은 리젝트(Reject) 엠프티 매거진에 적재되게 하며, 엘리베이터의 구동에 의한 캐리어 보트의 업/다운에 의해 가능하게 된다.
한편, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치를 나타낸 개략적인 평면도이고, 도 13은 도 12의 자동 검사장치를 나타낸 정면도로서, 이러한 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치는 기판의 검사 및 마킹을 위한 기판을 에폭시도포부가 위로 향한 상태로 하여 장치 상에 로딩되도록 하되 모든 작업이 완료되면 차후에 이끌어질 공정작업을 위하여 기판측 에폭시도포부가 바닥을 향하도록 뒤집은 후에 엠프티 매거진에 적재될 수 있도록 한 구성이다.
도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치는 온 로딩 유닝(100')과, 피딩 레일 유닛(200')과, 리프트 유닛(300')과, 제1 이동 유닛(400')과, 비전 및 피커 유닛(500')과, 제2 이동 유닛(600')과, 마킹 및 피커 유닛(700')과, 레이저 유닛(800')과, 오프 로딩 유닛(900')과, 회전 유닛(Rotate Unit)(1000') 및 기판 트랜스퍼 유닛(L/F Transfer Unit)(1100')으로 이루어진다.
상기 온 로딩 유닛(100')은 도 14a 내지 도 14c에 나타낸 바와 같이, 상기 피딩 레일 유닛 상에 기판의 에폭시도포부가 위를 향한 상태로 로딩되게 하는 것으로, 기판의 에폭시도포부를 위로 향하게 적재시킨 매거진(101')을 이송 처리하는 벨트부재(110')와, 상기 벨트부재(110')에 의해 이송되는 매거진(101')을 감지하여 움켜쥐는 그립퍼(Gripper)(120')와, 상기 그립퍼(120')를 이송시켜 취부된 매거진을 피딩 레일 유닛의 로딩입구로 배치되게 하는 엘리베이터(130')와, 상기 피딩 레일 유닛의 로딩입구에 배치되는 매거진(101')에서 기판을 푸싱하여 피딩 레일 유닛 상에 로딩되게 하는 기판 푸셔(140')와, 상기 기판이 적재된 매거진(101')의 규격에 대응하도록 상기 벨트부재(110')의 폭 조절을 가능하게 하는 벨트 폭 조절수단(150')으로 구성된다.
이때, 상기 벨트 폭 조절수단(150')은 노브(151')의 조정에 따른 전나사(152')의 회전으로 상기 벨트부재(110')의 폭 조절이 가능하도록 하며, 상기 벨트부재(110') 상에 배치되는 매거진(101')의 안정된 이송이 가능하도록 매거진의 일측을 지지하여주는 지지판(160')이 설치된다.
상기 피딩 레일 유닛(200')은 이미 상술한 바와 같은 일 실시예의 검사장치와 동일한 구성이되, 단지 레일부재가 굳 레일 존(Good Rail Zone)(211')과 리젝트 레일 존(Reject Rail Zone)(212')으로 구분되는 차이 및 레일부재의 폭을 조정하는 폭 조절수단이 구동모터에 의해 자동화되는 차이만이 있을 뿐이다.
상기 리프트 유닛(300')과, 제1 이동 유닛(400')과, 비전 및 피커 유닛(500')과, 제2 이동 유닛(600')과, 마킹 및 피커 유닛(700') 및 레이저 유닛(800') 또한 이미 상술한 바와 같은 일 실시예의 검사장치와 동일한 구성으로 이루어지므로 그 구성 및 작용에 따른 상술한 설명은 생략하기로 하며, 단지 기판의 에폭시도포부가 위를 향한 상태로 로딩되기 때문에 그에 따른 비전 및 피커 유닛(500')이나 제2 이동 유닛(600'), 마킹 및 피커 유닛(700') 및 레이저 유닛(800')의 배치 위치가 달리 적용될 수 있는 차이만이 있게 될 뿐이다.
상기 오프 로딩 유닛(900')은 상기 온 로딩 유닛(100')과 동일개념의 구성이되, 단지 굳 레일 존(211')과 리젝트 레일 존(212')의 구분에 따른 차이가 있게 되는데, 굳 레일 존(211')측 연계됨은 상기 온 로딩 유닛의 시스템이고 리젝트 레일 존(212')측 연계됨은 일 실시예에 나타낸 바와 같은 온 로딩(오프 로딩) 유닛의 시스템의 구성으로 이루어진다.
상기 회전 유닛(1000')은 피딩 레일 유닛(200')의 굳 레일 존(211')이나 리젝트 레일 존(212') 상에서 레이저 센싱이나 마킹 처리 완료된 기판을 뒤집어주는 기능을 하는 유닛으로, 각 레일부재 상에 위치한 기판을 공압실린더를 사용한 그립퍼로 잡은 다음 구동모터를 통해 레일부재의 폭을 확대되게 한 상태에서 모터의 구동을 통해 기판을 180도 회전시켜 뒤집은 후에 다시 구동모터를 통해 레일부재의 폭을 원상복귀시키도록 구성된다.
상기 기판 트랜스퍼 유닛(1100')은 상기 피딩 레일 유닛(200') 상에서 기판의 검사에 따른 리젝트가 발생되는 경우 굳 레일 존(211')에서 리젝트 레일 존(212')으로 기판을 이송시켜주는 유닛으로, 기판을 진공 흡착한 후 Y축 이송하여 리젝트 레일 존에 안착되게 하는 Y축 이송부재가 구비된다.
여기서, 리젝트가 발생된 기판을 이송하는 시스템은 상기 리프트 유닛(300')을 이용할 수도 있는데, 모터의 구동을 통해 리프트 유닛(300')의 Y축 이동을 가능하게 하여 굳 레일 존(211') 내에 배치되는 리프트 유닛을 리젝트 레일 존(212')으로 이동되게 하고 리젝트 마킹이 완료되면 다시 굳 레일 존(211')으로 원상복귀되게 하면 된다.
이러한 구성으로 이루어진 다른 실시예에 의한 기판 자동 검사장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기판의 하면에 형성된 에폭시도포부가 위를 향하도록 매거진(101')에 적재시키고 온 로딩 유닛(100')의 벨트부재(110') 상에 로딩되게 한다.
매거진은 벨트 구동에 의해 이송되고 근접센서의 작용에 의해 매거진의 유무를 확인한 그립퍼(120')가 실린더 구동에 의해 매거진을 움켜쥐면 이에 연계된 엘리베이터(130')가 전/후 및 상/하 이동하여 상기 피딩 레일 유닛(200')의 입구측으로 매거진을 배치시키며 푸셔(140')가 기판을 밀어 피딩 레일 유닛(200') 상에 로딩되게 한다.
피딩 레일 유닛(200') 상에 로딩된 기판은 검사지대에서 리프트 유닛(300')과 비전 및 피커 유닛(500') 등의 작동으로 비전을 통한 기판의 품질상태 검사를 수행한 후 기판을 단계 이송 처리한다.
단계 이송된 기판을 레이저 유닛(800')을 통해 에폭시도포부의 높이를 측정하며, 모두 양호 판별된 기판은 다음의 공정작업을 위하여 굳 레일 존(211') 상에서 회전 유닛(1000')을 통해 기판을 180도 회전시켜 에폭시도포부가 아래를 향하도록 한 상태로 굳 레일 존의 끝에 연계된 오프 로딩 유닛(900')을 통해 굳 엠프티 매거진에 적재되게 하고, 리젝트 처리하여야 할 기판은 트랜스퍼 유닛(1100')을 통해 Y축 이동시켜 리젝트 레일 존(212') 상에 배치시킨 상태에서 마킹 및 피커 유닛(700')을 통해 기판의 마킹표시부에 레이저 또는 잉크로 리젝트 마킹 처리한 후 회전유닛(1000')을 통해 기판을 180도 회전시켜 에폭시도포부가 아래를 향하도록 하여 리젝트 레일 존의 끝에 연계된 오프 로딩 유닛(900')을 통해 리젝트 엠프티 매거진에 적재되게 한다. 이때, 기판의 리젝트 마킹 표시는 회전 유닛(1000')에 의해 상/하면으로 모두 마킹 처리가 가능하게 되며, 회전 유닛(1000')의 가동시에는 피딩 레일 유닛(200')측 레일부재의 폭 조절이 동시 진행되어진다.
여기서, 상세하게 동작 설명되지 않은 유닛들은 이미 상술한 바와 같은 일 실시예의 검사장치 유닛들과 동일한 작용을 하므로 이를 참조하기로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치에 의하면, 기판의 전공정에서의 리젝트 마킹 유무나 먼지 등의 이물질 적층 여부 및 오리엔테이션을 정확하면서도 빠르게 자동 검사함과 더불어 기판의 에폭시수지 도포상태를 효율적으로 자동 검사할 수 있게 되고 이들의 검사에 따른 기판의 불량여부를 기판 상에 자동으로 마킹 처리하여 주므로 반도체 패키지의 조립공정에 사용되는 기판의 품질상태 검사에 대한 전반적인 능률 향상과 함께 검사의 정확성을 부여하는 유용함을 제공한다.
이에 따라, 양질의 기판을 용이하게 판별해 낼 수 있게 되어 반도체 패키지의 조립공정에 양질의 기판을 적용시킬 수 있게 되며, 특히 에폭시수지의 도포에 따른 형태 및 높이 검사로 에폭시수지의 과다 도포에 따른 불량을 확실하게 제거할 수 있어 반도체 패키지의 조립에 따른 품질향상은 물론 제품의 신뢰성을 향상되게 하는 아주 유용한 효과를 발휘하게 된다.
도 1a는 본 발명에 사용되는 기판을 나타낸 평면도.
도 1b는 도 1a의 기판을 나타낸 저면도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치를 나타낸 개략적인 전체 구성도.
도 3a는 도 2의 온 로딩 유닛을 나타낸 평면도.
도 3b는 도 2의 온 로딩 유닛을 나타낸 정면도.
도 4는 도 2에 있어 온 로딩 유닛의 기판 푸셔수단을 나타낸 평면도.
도 5는 도 2의 피딩 레일 유닛을 나타낸 평면도.
도 6a는 도 2의 리프트 유닛을 나타낸 초기상태 정면도.
도 6b는 도 2의 리프트 유닛을 나타낸 업(up) 동작 상태도.
도 7은 도 2의 제1 이동 유닛을 나타낸 평면도.
도 8a 내지 도 8d는 도 2에 있어 비전 및 피커 유닛을 설명하기 위해 나타낸 구성도.
도 9는 도 2의 제2 이동 유닛을 나타낸 평면도.
도 10은 도 2의 마킹 및 피커 유닛을 나타낸 구성도.
도 11a 내지 도 11c는 도 2의 레이저 유닛을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치를 나타낸 개략적인 평면도.
도 13은 도 12의 자동 검사장치를 나타낸 정면도.
도 14a 내지 도 14c는 도 12의 온 로딩 유닛을 설명하기 위해 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 기판 2: 에폭시도포부
3: 고정공 4: 마킹표시부
100: 온 로딩 유닛 140: 기판 푸셔수단
200: 피딩 레일 유닛 210: 레일부재
220: 감응모터 221: 벨트
230: 엔드 푸셔 300: 리프트 유닛
310: 리프트 판 311: 고정핀
330: 업소버 스토퍼 340: 기판 스토퍼
350: 파이버센서 400: 제1 이동 유닛
500: 비전 및 피커 유닛 510: 상부 비전
520: 하부 비전 530: 진공흡착 피커
600: 제 2 이동 유닛 700: 마킹 및 피커 유닛
710: 마킹수단 720: 진공 피커
800: 레이저 유닛 810: 레이저센서
820: 콘트롤러 830: 안전커버
900: 오프 로딩 유닛

Claims (8)

  1. 반도체 패키지용으로 사용되는 기판의 검사를 위한 장치에 있어서;
    매거진에 적재된 상기 기판을 피딩 레일 유닛의 로딩위치로 배치시키되 기판 푸셔수단을 통해 피딩 레일 유닛 상으로 로딩되게 하는 온 로딩 유닛과;
    상기 로딩된 기판의 품질상태 검사 및 리젝트 마킹 처리를 위하여 기판을 검사지대와 마킹지대까지 단계적으로 이송시켜주는 피딩 레일 유닛과;
    상기 피딩 레일 유닛 상으로 로딩된 기판을 고정시켜 기판의 검사 및 마킹 작업을 안정되게 수행할 수 있도록 한 리프트 유닛과;
    상기 피딩 레일 유닛 상으로 로딩된 기판의 품질상태 검사를 위한 비전 및 피커 유닛을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제1 이동 유닛과;
    상기 로딩된 기판의 품질검사 후 리젝트 구분을 위한 마킹작업을 위하여 마킹 및 피커 유닛을 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 하는 제2 이동 유닛과;
    상기 피딩 레일 유닛 상에서 검사 및 마킹 작업이 완료된 기판을 양/부로 분리된 해당 엠프티 매거진에 적재되게 하는 오프 로딩 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기판의 하면에 도포된 에폭시의 형성두께를 측정하고 이를 기준치와 비교하여 만족하지 못하는 경우 리젝트 처리를 위한 판단신호를 제공하는 레이저 유닛을 더 포함하여 구성되게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 피딩 레일 유닛 상에 위치한 기판을 그립퍼를 통해 잡고 모터의 구동을 통해 그립퍼를 180도 회전시켜 기판의 상/하면을 뒤집어줄 수 있도록 한 회전 유닛과; 상기 피딩 레일 유닛의 레일부재가 굳 레일 존과 리젝트 레일 존으로 구분된 경우 굳 레일 존 상에 위치한 기판을 리젝트 레일 존 상으로 이동시켜주는 기판 트랜스퍼 유닛을 더 포함하여 구성되게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 온 로딩 유닛은 기판을 적재시킨 매거진을 이송 처리하는 벨트부재와; 상기 벨트부재에 의해 이송되는 매거진을 감지하여 움켜쥐는 그립퍼와; 상기 그립퍼를 이송시켜 취부된 매거진을 상기 피딩 레일 유닛의 로딩입구로 배치되게 하는 엘리베이터와; 상기 피딩 레일 유닛의 로딩입구에 배치되는 매거진에서 기판을 푸싱하여 피딩 레일 유닛 상에 로딩되게 하는 기판 푸셔와; 상기 기판이 적재된 매거진의 규격에 대응하도록 상기 벨트부재의 폭 조절을 가능하게 하는 벨트 폭 조절수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 리프트 유닛은 기판의 안정된 안착/고정을 위한 돌출 고정핀을 갖는 리프트 판과; 상기 리프트 판을 업/다운시키는 실린더를 포함하는 실린더부재와; 상기 실린더부재의 동작에 따른 리프트 판의 업/다운시 터치에 의한 감지로 업/다운의 스토퍼로 기능하는 업소버 스토퍼와; 상기 리프트 판 상으로 이송되는 기판의 스토퍼 기능을 하도록 테이블실린더의 구동에 의한 이동 돌출됨을 갖는 기판 스토퍼와; 상기 리프트 판 상에 기판이 있는지를 감지하는 반사형 파이버 센서와; 상기 실린더의 구동으로 업/다운되는 실린더부재의 양측부를 가이드하는 가이드부재를 포함하는 구성인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 비전 및 피커 유닛은 기판측 상면을 촬영하여 전공정에서의 리젝트 마킹 유무나 먼지 등의 이물질 적층여부 및 오리엔테이션 상태를 검사하는 상부 비전과; 상기 기판측 하면을 촬영하여 에폭시의 전반적인 형태를 검사하고 이를 통해 리젝트 유무를 판별하는 하부 비전과; 상기 기판의 에폭시 검사를 위해 기판을 진공 흡착하되 상기 하부 비전의 상측으로 위치 이동시키기 위한 진공흡착 피커로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 마킹 및 피커 유닛은 기판의 검사에 따른 불량 발생시 기판에 리젝트 마킹을 수행하되 레이저 마킹 또는 잉크 마킹을 수행할 수 있도록 한 마킹수단과; 상기 기판의 에폭시 높이를 측정할 수 있도록 기판을 진공 흡착하여 레이저 유닛 상으로 위치 이동되게 하는 진공 피커로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 유닛은 기판측 하면에 도포된 에폭시도포부에 레이저를 조사하여 그 높이를 측정하는 레이저센서와; 상기 레이저센서의 측정값을 기준치와 비교하고 이를 통해 에폭시의 높이에 따른 불량을 판별하는 콘트롤러와; 상기 레이저센서의 상측에 배치되며, 상면 개구를 형성하고 에어실린더(832)의 구동으로 슬라이드 이동하되 상기 개구와 레이저센서가 동일 위치상에 배치되는 경우 상기 레이저센서를 개방되게 하는 안전커버로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 기판의 자동 검사장치.
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