KR20230094090A - 반도체 패키지 검사 장치 및 반도체 패키지 검사 방법 - Google Patents

반도체 패키지 검사 장치 및 반도체 패키지 검사 방법 Download PDF

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KR20230094090A
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 패키지 검사 방법으로서, 반도체 패키지에 대한 이미지를 카메라 모듈로 반사시키는 반사 모듈의 위치를 변경 가능하게 구성함으로써 반도체 패키지의 크기 변화에 수반되는 카메라 모듈의 작동 거리 변화를 조정할 수 있는 기술을 개시한다.

Description

반도체 패키지 검사 장치 및 반도체 패키지 검사 방법{SEMICONDUCTOR PACKAGE INSPECTION APPARATUS AND SEMICONDUCTOR PACKAGE INSPECTION METHOD}
본 발명은 반도체 패키지 검사 장치 및 반도체 패키지 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있으며, 상기와 같이 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정과 다이 본딩 공정 및 몰딩 공정을 통해 다수의 반도체 패키지들로 이루어진 반도체 스트립으로 제조될 수 있다.
상기와 같이 제조된 반도체 스트립은 절단 및 분류(Sawing & Sorting) 공정을 통해 복수의 반도체 패키지들로 개별화되고, 양품 또는 불량품 판정에 따라 분류될 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체 스트립을 진공척 상에 로드한 후 절단 블레이드를 이용하여 다수의 반도체 패키지들로 개별화할 수 있으며, 상기 개별화된 반도체 패키지들은 세정 및 건조된 후 비전 모듈에 의해 검사될 수 있다. 또한, 상기 비전 모듈에 의한 검사 결과에 따라 양품 및 불량품으로 분류될 수 있다.
상기 절단 및 분류 공정을 수행하기 위한 장치는 상기 반도체 스트립을 이송하기 위한 스트립 피커와 상기 개별화된 반도체 패키지들을 이송하기 위한 패키지 피커를 포함할 수 있다. 상기 반도체 패키지들은 상기 패키지 피커에 의해 픽업된 후 세정 모듈에 의해 세정될 수 있으며 이어서 이송 테이블 상으로 이동될 수 있다. 상기 이송 테이블의 상부에는 상기 반도체 패키지들을 건조하기 위한 에어 블로워가 배치될 수 있으며, 상기 반도체 패키지들은 상기 이송 테이블 상에서 건조된 후 검사 카메라에 의해 검사될 수 있다.
반도체 패키지들을 분류 및 수납하기 위하여 반도체 패키지들을 이동시키는 동안 반도체 패키지들의 측면에 대한 외관 검사가 수행될 수 있다. 반도체 패키지의 측면을 검사할 수 있는 종래의 장치는, 피커에 의해 픽업된 반도체 패키지를 4개의 프리즘이 설치된 프리즘 유닛 내부에 위치시키고 반도체 패키지의 하부에 카메라를 배치하여 반도체 패키지의 측면에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 프리즘 유닛에 광을 조사하기 위한 조명 유닛이 프리즘 유닛을 감싸도록 제공되고, 조명 유닛으로부터의 빛이 프리즘을 통해 반도체 패키지의 측면을 비추면 프리즘에 의해 카메라로 반사됨으로써 반도체 패키지의 측면이 촬상될 수 있다.
이와 같은 종래의 반도체 패키지 검사 장치는 프리즘 유닛과 조명 유닛이 피커를 감싸도록 구성되기 때문에, 반도체 패키지를 픽업하는 피커가 프리즘 유닛 내부로 진입해야만 반도체 패키지의 측면이 촬상될 수 있다. 즉, 피커가 기존 이송 경로를 이탈하여 프리즘 유닛 내부로 하강하는 피커 진출입 동작이 필수로 수행되어야 한다. 이에 따라 반도체 패키지들의 이송 및 검사에 소요되는 시간이 증가되므로 전체적으로 단위시간당 패키지 처리 속도(UPH: Unit Per Hour)가 저하되는 문제가 있다.
또한, 종래의 반도체 패키지 검사 장치는 프리즘이 고정된 상태이기 때문에 반도체 패키지의 크기 변화에 대응하기 어렵고, 반도체 패키지의 크기 변화로 발생할 수 있는 카메라의 포커싱 아웃(초점 거리 이탈) 문제를 해결하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 패키지를 이송하는 피커의 수평 이동 경로 상에서 반도체 패키지에 대한 측면 검사를 수행할 수 있는 반도체 검사 장치 및 반도체 검사 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 검사 대상인 반도체 패키지의 크기 변화에 대응 가능한 반도체 검사 방법 및 반도체 검사 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 반도체 패키지를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커를 포함하는 이송 유닛; 상기 반도체 패키지의 이송 경로 하부에 배치되며 상기 반도체 패키지의 측면 이미지들을 획득하는 카메라 모듈; 및 상기 카메라 모듈의 상부에서 상기 카메라 모듈로 상기 반도체 패키지의 측면 이미지들을 반사시키고 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 반사 모듈을 포함하는 반도체 패키지 검사 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 반사 모듈은, 프레임; 상기 프레임에 지지되고 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 상기 카메라 모듈로 반사시키기 위한 복수의 반사 부재; 및 상기 프레임을 상하 방향으로 이동시키기 위한 수직 이동 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임은, 상기 수직 이동 부재에 의하여 상기 카메라 모듈을 향해 수직 방향으로 접근하는 제1 방향과 상기 카메라 모듈로부터 수직 방향으로 이격되는 제2 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수직 이동 부재는, 상기 프레임의 위치를 고정시키기 위한 위치 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 반도체 패키지를 수평 방향으로 이동시키는 동안 상기 반도체 패키지의 각 측면들에 대한 이미지들을 획득하도록 상기 이송 유닛과 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하고, 상기 획득된 측면 이미지들을 분석함으로써 상기 반도체 패키지를 검사하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 수직 이동 부재를 제어함으로써 상기 반도체 패키지의 크기에 따른 상기 프레임의 높이를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 카메라 모듈은, 상기 반사 모듈로부터 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 획득하는 촬상부; 상기 반도체 패키지의 측면으로 광을 조사하기 위한 조명부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 카메라 모듈은 상기 조명부로부터 방출되는 광의 경로를 형성하기 위한 보조 반사 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보조 반사 부재는 상기 촬상부의 상면에 제공되고 상기 조명부는 상기 보조 반사 부재와 동일한 높이에서 상기 보조 반사 부재의 일측에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보조 반사 부재는 상기 조명부의 광을 상기 반사 모듈을 향해 반사시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 반도체 패키지의 측면 이미지를 획득하는 카메라 모듈과 상기 카메라 모듈의 상부에 배치되고 상기 카메라 모듈로 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 반사시키는 반사 모듈을 포함하는 반도체 패키지 검사 장치를 이용한 반도체 패키지 검사 방법이 제공될 수 있다. 상기 반도체 패키지 검사 방법은, 상기 카메라 모듈과 상기 반사 모듈 간의 간격을 조정하는 검사 장치 조정 단계; 반도체 패키지를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키는 이송 단계; 상기 반도체 패키지의 이송 경로 상에서 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 획득하는 촬상 단계; 상기 촬상 단계에서 획득된 이미지를 기반하여 상기 반도체 패키지의 측면을 검사하는 검사 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 장치 조정 단계는, 상기 반도체 패키지의 크기에 기반하여 반사 모듈의 높이를 변경하는 단계와 상기 반사 모듈의 위치를 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 장치 조정 단계는 상기 반사 모듈의 높이를 변경함에 따라 상기 카메라 모듈의 작동 거리(WD; Working Distance)를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상 단계는 상기 이송 단계에 포함되고, 상기 반도체 패키지를 이송하는 피커가 상기 카메라 모듈의 상부를 수평 이동하는 동안 수행될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 검사 대상인 반도체 패키지의 크기 변경에 대응하여 카메라 모듈과 반도체 패키지 간의 작동 거리 조정이 가능하게 구성됨으로써 반도체 패키지의 크기가 변경되더라도 검사 장치의 교체없이 반도체 패키지에 대한 검사를 수행할 수 있으므로 검사 시간 및 검사 비용을 절감할 수 있다.
또한, 피커가 반도체 패키지를 수평 이송 중인 상태에서 수직 이동없이 반도체 패키지에 대한 검사를 수행할 수 있으므로 전체적으로 단위시간당 패키지 처리 속도(UPH)를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 반도체 패키지 절단 및 분류 설비에 대한 개략적인 구성도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 장치의 일 예를 도시한다.
도 4는 도 3의 반도체 패키지 검사 장치의 상면도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 방법의 일 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 반도체 패키지 절단 및 분류 설비에 대한 개략적인 구성도를 도시한다.
반도체 패키지 절단 및 분류 설비(10)는 복수의 반도체 패키지들(2)로 이루어진 반도체 스트립(1)을 절단하여 반도체 패키지들(2)을 개별화하고, 개별화된 반도체 패키지들(2)을 검사한 후 그 결과에 따라 분류하기 위해 사용될 수 있다.
반도체 패키지 절단 및 분류 설비(10)는 반도체 스트립(1)을 절단하여 반도체 패키지들(2)로 개별화하기 위한 절단 모듈(20)과 반도체 패키지들(2)을 검사하고 검사 결과에 따라 반도체 패키지들(2)을 분류하기 위한 분류 모듈(30)을 포함할 수 있다.
반도체 패키지 절단 및 분류 설비(10)의 일측에는 복수의 반도체 스트립들이 수납된 매거진(15)이 배치될 수 있다.
또한, 상세히 도시되지는 않았으나, 매거진(15)으로부터 반도체 스트립(1)을 인출하기 위한 그리퍼(미도시)가 구비될 수 있으며, 매거진(15)으로부터 인출된 반도체 스트립(1)은 가이드 레일에 의해 안내될 수 있다.
반도체 스트립(1)은 스트립 피커(25)에 의해 픽업된 후 진공척(40) 상으로 이송될 수 있다. 스트립 피커(25)는 반도체 스트립(1)의 배치 방향을 조절하기 위하여 회전 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 스트립 피커(25)는 매거진(15)으로부터 인출된 반도체 스트립(1)을 픽업한 후 반도체 스트립(1)을 회전시킬 수 있으며, 이어서 회전된 반도체 스트립(1)을 진공척(40) 상으로 이송할 수 있다.
진공척(40)은 척 테이블(41)에 의해 지지될 수 있으며, 척 테이블(41)은 반도체 스트립(1)을 절단 모듈(20)로 이동시킬 수 있다. 절단 모듈(20)은 반도체 스트립(1)을 절단하기 위한 절단 스핀들(22)을 포함할 수 있으며, 척 테이블(41)은 별도의 구동부(미도시)에 의해 반도체 스트립(1)을 절단 스핀들(22) 아래로 이동시킬 수 있다.
절단 모듈(20)에 의해 개별화된 반도체 패키지들(2)은 패키지 피커(55)에 의해 픽업되고 이송될 수 있다. 반도체 패키지 절단 및 분류 설비(10)는 패키지 피커(55)를 이동시키기 위한 패키지 이송 유닛(50)을 포함할 수 있으며, 패키지 이송 유닛(50)은 패키지 피커(55)를 파지하기 위한 패키지 피커 홀더(52)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 패키지 이송 유닛(50)은 패키지 피커 홀더(52)를 수평 및 수직 방향으로 이동시키기 위한 직교 좌표 로봇을 포함할 수 있다.
반도체 패키지 절단 및 분류 설비(10)는 개별화된 반도체 패키지(2)를 세정하기 위한 세정 유닛(60)을 포함할 수 있다. 패키지 이송 유닛(50)은 반도체 패키지들(2)이 패키지 피커(55)에 의해 픽업된 후 패키지 피커(55)를 세정 유닛(60)의 상부로 이동시킬 수 있으며, 세정 유닛(60)은 브러시와 세정액을 이용하여 반도체 패키지들(2)로부터 이물질을 제거할 수 있다. 또한, 세정 유닛(60)은 반도체 패키지들(2)로 에어를 분사함으로써 반도체 패키지들(2)을 건조시킬 수 있다.
반도체 패키지들(2)에 대한 세정 및 건조가 완료된 후 패키지 이송 유닛(50)은 반도체 패키지들(2)을 분류 모듈(30)로 이송할 수 있다. 예를 들면, 분류 모듈(30)은 반도체 패키지들(2)을 지지하기 위한 팔레트 테이블(31)을 포함할 수 있으며, 패키지 이송 유닛(50)은 반도체 패키지들(2)을 팔레트 테이블(31) 상으로 이송할 수 있다.
분류 모듈(30)은 팔레트 테이블(31)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 테이블 이송 유닛(32)과 팔레트 테이블(31)의 이송 경로 상부에 배치되며 팔레트 테이블(31) 상의 반도체 패키지들(2)을 검사하기 위한 비전 유닛(35)을 포함할 수 있다.
분류 모듈(30)은 비전 유닛(35)에 의해 양품으로 판정된 반도체 패키지들(2)을 수납하기 위한 트레이(71)와 불량품으로 판정된 반도체 패키지들(2)을 수납하기 위한 용기(75)를 포함할 수 있다. 또한 분류 모듈(30)은 트레이(71)를 이동시키기 위한 트레이 이송 유닛(72)을 포함할 수 있다.
테이블 이송 유닛(32)과 트레이 이송 유닛(72)은 팔레트 테이블(31)과 트레이(71)를 분류 영역으로 이동시킬 수 있으며, 분류 모듈(30)은 반도체 패키지들(2)을 트레이(71) 및 용기(75)에 수납하기 위한 칩 피커(85) 및 칩 피커(85)를 이동시키기 위한 칩 피커 이송 유닛(80)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 분류 모듈(30)은 트레이(71)를 공급하기 위한 트레이 공급 유닛(70)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 제시하는 반도체 패키지 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 패키지 검사 방법은 상기와 같은 반도체 패키지 절단 및 분류 설비에 적용될 수 있다.
일 예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 비젼 유닛(35)의 검사를 통해 양품 또는 불량품으로 판정된 반도체 패키지들(2)들을 이송하는 과정에서 본 발명을 적용하여 품질이 판정된 반도체 패키지(2)에 대한 측면 검사를 위하여 사용될 수 있다. 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기에서 살펴본 분류 모듈(30) 상에서 팔레트 테이블(31) 상의 반도체 패키지들(2)에 대한 비젼 검사를 통해 양품과 불량품을 판정하기 위한 비젼 유닛(35)을 대체하도록 본 발명이 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 참조하여 본 발명을 살펴보기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 장치의 실시예를 도시한다. 도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 장치의 측면도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 상면도를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사 장치(100)는 반도체 패키지(2)를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키기 위한 이송 유닛(110)과 이송 유닛(110)에 의하여 이동되는 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 획득하기 위한 카메라 모듈(120) 및 카메라 모듈(120)의 상부에 구비되고 카메라 모듈(120)로 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 반사시키는 반사 모듈(130)을 포함할 수 있다.
이송 유닛(110)은 반도체 패키지(2)를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커(112)를 포함할 수 있으며, 피커(112)는 픽업된 반도체 패키지(2)의 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 이송 유닛(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 피커(112)를 반도체 패키지(2)의 이송 방향에 대하여 정방향 또는 역방향으로 이동시킬 수 있다.
카메라 모듈(120)은 피커(112)의 이동 경로 하부에 배치될 수 있다. 즉, 카메라 모듈(120)은 반도체 패키지(2)의 이송 경로 하부에 배치될 수 있다. 카메라 모듈(120)은 반도체 패키지들(2)이 이송 유닛(110)에 의하여 수평 방향으로 이동되는 동안 반도체 패키지들(2)의 측면 이미지들을 획득할 수 있다.
카메라 모듈(120)은 촬상부(122)와 조명부(124)를 포함할 수 있다. 촬상부(122)는 반도체 패키지(2)의 하면을 향하며, 반사 모듈(130)에 의하여 반사된 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 획득할 수 있다.
촬상부(122)는 촬영 영역(FOV: Field of Vision) 내에서 피커(112)가 이송 중인 반도체 패키지(2)에 대한 촬영을 통해 촬영 이미지 또는 영상을 획득 가능하도록 위치가 조절되어 배치될 수 있다. 촬상부(122)는 상황에 맞춰서 일반 카메라 또는 적외선 카메라 등 다양한 카메라가 적용될 수 있다.
조명부(124)는 카메라 모듈(120)의 상부에 마련된 반사 모듈(130)을 향해 광을 방출할 수 있다. 반사 모듈(130)로 방출된 광은 반사 모듈(130)에 의하여 반사됨으로써 반도체 패키지(2)의 측면으로 조사될 수 있다. 조명부(124)는 촬상부(122)의 상부 일측에 배치되고 반사 모듈(130)의 반사 부재(134)들을 향해 광을 방출할 수 있다. 조명부(124)는 비전 검사의 형태에 따라서 레이저 광 등의 단색광, RGB 등의 삼색광, 백색광 등 다양한 광을 조사할 수 있고 LED 소자 등 다양한 광원이 사용될 수 있다. 다만, 조명부(124)가 단색광으로 구비되는 경우 조명부(124)와 반사 모듈(130) 사이에는 광을 분산시키기 위한 렌즈가 구비될 수 있다. 조명부(124)의 위치는 촬상부(122)의 상부 일측에 한정되지 않고 반사 모듈(130)의 구성에 따라 다양한 배치가 가능할 수 있다.
촬상부(122)와 조명부(124)는 개별적으로 이격되어 구성될 수도 있고 또는 하나의 일체형으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 조명부(124)는 촬상부(122)의 상부에 제공되고 반사 모듈(130)로 광을 입사시키도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(120)은 조명부(124)로부터 방출되는 광의 경로를 형성하기 위한 보조 반사 부재(126)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 보조 반사 부재(126)는 촬상부(122)의 상면에 제공될 수 있다. 조명부(124)는 보조 반사 부재(126)와 동일한 높이에서 보조 반사 부재(126)의 일측에 배치되어 보조 반사 부재(126)를 향해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 보조 반사 부재(126)는 조명부(124)로부터 방출된 광을 반사 모듈(130)을 향해 수직으로 반사시킬 수 있다. 일 예로, 보조 반사 부재(126)로는 하프 미러가 사용될 수 있다. 보조 반사 부재(126)에 의하여 반사 모듈(130)로 반사된 조명부(124)의 광은 반사 모듈(130)의 반사 부재(134)에 의하여 한번 더 반사됨으로써 반도체 패키지(2)의 각 측면으로 제공될 수 있다.
반사 모듈(130)은 프레임(132)과 복수의 반사 부재(134)와 프레임(132)을 상하 방향으로 이동시키기 위한 수직 이동 부재(136)를 포함할 수 있다. 반사 모듈(130)은 피커(112)의 이동 경로와 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다.
프레임(132)은 복수의 반사 부재(134)를 지지한다. 프레임(132)은 수직 이동 부재(136)에 의하여 카메라 모듈(120)을 향해 수직 방향으로 접근하는 제1 방향과 카메라 모듈(120)로부터 수직 방향으로 이격되는 제2 방향으로 이동 가능하도록 제공될 수 있다.
반사 부재(134)는 반도체 패키지(2)의 복수 측면 이미지를 동시에 카메라 모듈(120)로 반사시키도록 복수 개가 구비될 수 있다. 일 예로, 반사 부재(134)는 반도체 패키지(2)의 네 측면에 각각 대응하도록 구비될 수 있고 이에 따라 반도체 패키지(2)의 네 측면이 하나의 이미지로 생성될 수 있다. 각각의 반사 부재(134)는 반도체 패키지(2)의 각 측면에 대한 이미지를 카메라 모듈(120)로 반사시킬 수 있도록 배치될 수 있다. 반도체 패키지(2)를 픽업한 피커(112)가 카메라 모듈(120)의 상부를 수평 이동하는 과정에서 카메라 모듈(120)의 상부에 제공된 복수의 반사 부재(134)들에 의하여 반도체 패키지(2)의 네 측면에 대한 이미지들이 카메라 모듈(120)로 반사됨으로써 반도체 패키지(2)의 측면 이미지들이 획득될 수 있다. 일 예로, 반사 부재(134)로는 하프 미러가 사용될 수 있다.
수직 이동 부재(136)는 프레임(132)을 수직 방향으로 이동시킴으로써 반사 부재(134)의 높이를 변경할 수 있다. 수직 이동 부재(136)는 프레임(132)의 위치를 고정하기 위한 고정 부재(138)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 고정 부재(138)는 브라켓 등이 사용될 수 있다. 수직 이동 부재(136)는 프레임(132)을 카메라 모듈(120)의 촬상부(122)에 대하여 접근하는 제1 방향과 카메라 모듈(120)로부터 이격되는 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 수직 이동 부재(136)에 의하여 이동된 프레임(132)은 고정 부재(138)에 의하여 위치 고정될 수 있다.
카메라 모듈(120)과 반사 모듈(130) 사이의 간격은 반도체 패키지(2)의 크기에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 구체적으로, 촬상부(122)와 반사 부재(134) 사이의 간격은 반도체 패키지(2)의 크기에 따라 변경될 수 있다. 반도체 패키지의 크기가 변경됨에 따라 변경되는 반도체 패키지(2)와 촬상부(122) 간의 작동 거리(WD; Working Distance)를 조정하기 위하여 반사 부재(134)의 위치를 변경시킬 수 있다. 반도체 패키지(2)와 촬상부(122) 간의 작동 거리(WD; Working Distance)를 조정함으로써 촬상부(122)의 초점이 정확히 맞을 수 있다.
반사 부재(134)의 위치는 수직 이동 부재(136)에 의하여 변경될 수 있다. 수직 이동 부재(136)는 반사 부재(134)를 지지하는 프레임(132)의 높이를 변경시킬 수 있다. 반도체 패키지(2)의 크키에 따른 촬상부(122)와 반사 부재(134) 간의 간격은 촬상부(122)가 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 가장 정확하게 촬상 가능한 간격이 되도록 실험적으로 결정될 수 있다. 높이가 조정된 프레임(132)은 고정 부재(138)에 의하여 위치가 고정될 수 있다. 반사 부재(134)의 높이에 기반하여 반사 부재(134)의 반사면 각도가 조정될 수 있다.
이송 유닛(110)과 카메라 모듈(120)의 동작은 제어부(140)에 의하여 제어될 수 있다. 제어부(140)는 이송 유닛(110)에 의하여 반도체 패키지(2)가 수평 방향으로 이동되는 동안 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 획득하도록 카메라 모듈(120)의 동작을 제어할 수 있으며, 획득된 측면 이미지는 제어부(140)로 전송될 수 있다. 제어부(140)는 전송받은 측면 이미지들을 분석하여 반도체 패키지(2)의 측면 상태를 검사할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 반사 모듈(130)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 반도체 패키지(2)의 크기에 따라 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 카메라 모듈(120)로 반사시키는 반사 부재(134)의 높이를 제어할 수 있다. 각 반도체 패키지(2)의 크기에 대응하는 반사 부재(134)의 높이는 제어부(140)에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 비젼 유닛(210)에 의하여 획득된 반도체 패키지(2)의 하부면 이미지를 바탕으로 반도체 패키지(2)의 크기를 파악하고 그에 대응하는 높이로 반사 부재(134)의 높이를 변경하기 위하여 수직 이동 부재(136)를 제어할 수 있다. 또는, 반도체 패키지(2)의 크기는 작업자에 의하여 입력되고 제어부(140)는 입력된 값을 기반하여 수직 이동 부재(136)를 제어할 수 있다. 수직 이동 부재(136)에 의하여 반사 부재(134)의 높이가 변경됨에 따라 카메라 모듈(120)과 반사 모듈(130) 사이의 간격이 변경될 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지(2)의 크기 변경에 의한 반도체 패키지(2)와 촬상부(122) 간의 작동 거리(WD; Working Distance)가 조정되므로 크기가 변경된 반도체 패키지(2)에 대한 촬상부(122)의 초점이 정확히 맞을 수 있다. 즉, 반도체 패키지(2)의 크기 변경에 의한 촬상부(122)의 아웃 포커싱(초점 거리 이탈) 문제를 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 하나의 피커(112)가 반도체 패키지(2)를 이송하는 과정에서 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 획득하는 것으로 도시하였으나, 이송 유닛(110)은 복수의 반도체 패키지들(2)을 각각 픽업하기 위한 복수의 피커들(112)을 포함할 수 있으며 각각의 피커들(112)은 반도체 패키지(2)의 이동 경로를 따라 일렬로 배열될 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 장치를 통해 반도체 패키지를 검사하는 방법을 제시하는데, 이하에서는 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 방법에 대하여 실시예를 통해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 방법은 앞서 설명한 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 장치를 통해 구현되므로, 이하에서는 상기의 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사 장치에 대한 실시예를 함께 참조하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사 방법은, 반도체 패키지(2)를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키는 이송 단계(S100), 반도체 패키지(2)의 이송 경로 상에서 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 획득하는 촬상 단계(S200), 1촬상 단계(S200)에 의하여 획득된 측면 이미지를 기반하여 반도체 패키지(2)의 측면을 검사하는 검사 단계(S300)를 포함할 수 있다.
이송 단계(S100)는 반도체 패키지(2)를 픽업한 피커(112)가 반도체 패키지(2)를 이송하는 단계로 검사 영역에 진입하는 단계를 포함할 수 있다. 검사 영역은 별도로 구비되지 않고 반도체 패키지(2)의 이송 영역에 포함될 수 있다. 피커(112)는 검사 영역에 설치된 카메라 모듈(120)의 상부를 지나갈 수 있다.
촬상 단계(S200)는 이송 단계(S100)에 포함될 수 있다. 촬상 단계(S200)에서 반도체 패키지(2)의 측면에 대한 이미지는 피커(112)의 이동 경로 하부에 배치된 카메라 모듈(120)에 의하여 획득되고, 이송 단계(S100)가 수행되는 과정에서 카메라 모듈(120)의 상부를 수평 이동하는 동안 수행될 수 있다. 촬상 단계(S200)는 카메라 모듈(120)의 상부에 제공되고 카메라 모듈(120)로 반도체 패키지(2)의 각 측면에 대한 이미지들을 반사시키는 반사 모듈(130)이 피커(112)의 이동 경로와 간섭되지 않는 위치에 설치됨으로써 피커(112)의 수직 이동 없이 수행될 수 있다. 즉, 반도체 패키지(2)의 측면 검사를 위하여 촬영 영역으로 피커(112)가 수직 이동으로 진입하는 과정이 생략될 수 있다.
검사 단계(S300)는 제어부(140)에 의하여 수행될 수 있다. 촬상 단계(S200)에서 획득된 반도체 패키지(2)의 측면 이미지들은 제어부(140)로 전달된 후 제어부(140)에 의하여 분석될 수 있다. 검사 단계(S300)에서 제어부(140)는 반도체 패키지(2)의 네 측면 이미지들을 분석하여 반도체 패키지(2)의 불량 유무를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사 방법은 검사 대상인 반도체 패키지의 크기 변화에 대응하기 위한 검사 장치 조정 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
검사 장치 조정 단계(S50)는 이송 단계(S100)보다 먼저 수행될 수 있다. 검사 장치 조정 단계(S50)는 카메라 모듈(120)과 반사 모듈(130) 간의 간격을 조정하는 단계일 수 있다. 검사 장치 조정 단계(S50)는 카메라 모듈(120)과 반사 모듈(130) 간의 간격을 조정하기 위하여 반사 모듈(130)을 제어하는 단계이다. 반사 모듈(130)의 반사 부재(134)에 의하여 반사된 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 아웃 포커싱 없이 획득할 수 있도록 반사 부재(134)와 촬상부(122)는 일정 간격을 갖고 배치된다.
검사 장치 조정 단계(S50)는 검사 대상인 반도체 패키지(2)의 크기에 기반하여 반사 부재(134)의 높이를 변경시키는 단계를 포함할 수 있다. 반사 부재(134)의 높이를 변경시킴에 따라 반사 부재(134)와 촬상부(122) 사이의 간격이 조정될 수 있다. 반사 부재(134)의 높이는 검사 장치 조정 단계(S50)에서 반도체 패키지(2)의 크기에 따라 변경될 수 있다. 검사 장치 조정 단계(S50)에서 반도체 패키지(2)의 크기에 기반하여 반사 부재(134)의 높이를 변경시킴으로써 촬상부(122)의 작동 거리가 조정될 수 있다. 즉, 반도체 패키지(2)의 크기 변화에 수반되는 초점 거리 이탈 문제가 검사 장치 조정 단계(S50)에 의하여 해결될 수 있다. 일 예로, 반사 부재(134)의 높이는 촬상부(122)가 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 가장 정확하게 촬상 가능한 높이로 조정될 수 있다. 반사 부재(134)의 높이는 수직 이동 부재(136)에 의하여 변경될 수 있고, 수직 이동 부재(136)의 동작은 제어부(140)에 의하여 제어될 수 있다. 반도체 패키지(2) 크기에 대응하는 반사 부재(134)의 높이는 제어부(140)에 미리 입력될 수 있다. 검사 장치 조정 단계(S50)에 의하여 검사 대상인 반도체 패키지(2)의 크기 변화에 의한 아웃 포커싱 현상이 방지될 수 있다. 검사 장치 조정 단계(S50)는 반사 부재(134)의 높이에 기반하여 반사 부재(134)의 반사면 각도를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 반도체 패키지(2)의 측면 이미지를 카메라 모듈(120)로 반사시키는 반사 모듈(130)을 수직 방향으로 이동 가능하게 구성함으로써 다양한 크기의 반도체 패키지(2)에 대한 검사를 수행할 수 있다. 구체적으로, 검사 대상인 반도체 패키지(2)의 크기에 따라 반사 모듈(130)의 높이를 변경시켜 반도체 패키지(2)와 촬상부(122) 간의 작동 거리를 조정할 수 있게 구성된다. 즉, 반도체 패키지(2)의 크기 변화에 대응하여 촬상부(122)의 초점 조절이 가능하게 된다. 이에 따라 반도체 패키지(2)의 크기 변화에 의한 검사 장치의 교체 과정이 생략되므로 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
또한, 반사 모듈(130)을 반도체 패키지(2)를 이송하는 피커(112)의 이동 경로와 간섭되지 않는 위치에 배치함으로써 반도체 패키지(2)의 측면 검사를 위한 피커(112)의 수직 이동(상하 이동)이 생략될 수 있다. 따라서 반도체 패키지(2)에 대한 검사 시간을 단축시킬 수 있으므로 전체적으로 단위시간당 패키지 처리 속도(UPH)를 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 반도체 패키지 검사 장치
110: 이송 유닛
112: 피커
120: 카메라 모듈
122: 촬상부
124: 조명부
126: 보조 반사 부재
130: 반사 모듈
132: 프레임
134: 반사 부재
136: 수직 이동 부재
138: 고정 부재
140: 제어부

Claims (14)

  1. 반도체 패키지를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커를 포함하는 이송 유닛;
    상기 반도체 패키지의 이송 경로 하부에 배치되며 상기 반도체 패키지의 측면 이미지들을 획득하는 카메라 모듈; 및
    상기 카메라 모듈의 상부에서 상기 카메라 모듈로 상기 반도체 패키지의 측면 이미지들을 반사시키고 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 반사 모듈을 포함하는 반도체 패키지 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 모듈은,
    프레임;
    상기 프레임에 지지되고 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 상기 카메라 모듈로 반사시키기 위한 복수의 반사 부재; 및
    상기 프레임을 상하 방향으로 이동시키기 위한 수직 이동 부재를 포함하는 반도체 패키지 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 수직 이동 부재에 의하여 상기 카메라 모듈을 향해 접근하는 제1 방향과 상기 카메라 모듈로부터 수직 방향으로 이격되는 제2 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수직 이동 부재는,
    상기 프레임의 위치를 고정시키기 위한 위치 고정 부재를 더 포함하는 반도체 패키지 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 패키지를 수평 방향으로 이동시키는 동안 상기 반도체 패키지의 각 측면들에 대한 이미지들을 획득하도록 상기 이송 유닛과 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하고, 상기 획득된 측면 이미지들을 분석함으로써 상기 반도체 패키지를 검사하는 제어부를 더 포함하는 반도체 패키지 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 수직 이동 부재를 제어함으로써 상기 반도체 패키지의 크기에 따른 상기 프레임의 높이를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은,
    상기 반사 모듈로부터 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 획득하는 촬상부;
    상기 반도체 패키지의 측면으로 광을 조사하기 위한 조명부를 포함하는 반도체 패키지 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 상기 조명부로부터 방출되는 광의 경로를 형성하기 위한 보조 반사 부재를 더 포함하는 반도체 패키지 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조 반사 부재는 상기 촬상부의 상면에 제공되고
    상기 조명부는 상기 보조 반사 부재와 동일한 높이에서 상기 보조 반사 부재의 일측에 제공되는 반도체 패키지 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보조 반사 부재는
    상기 조명부의 광을 상기 반사 모듈을 향해 반사시키는 반도체 패키지 검사 장치.
  11. 반도체 패키지의 측면 이미지를 획득하는 카메라 모듈과 상기 카메라 모듈의 상부에 배치되고 상기 카메라 모듈로 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 반사시키는 반사 모듈을 포함하는 반도체 패키지 검사 장치를 이용한 반도체 패키지 검사 방법에 있어서,
    상기 카메라 모듈과 상기 반사 모듈 간의 간격을 조정하는 검사 장치 조정 단계;
    반도체 패키지를 픽업하여 수평 방향으로 이동시키는 이송 단계;
    상기 반도체 패키지의 이송 경로 상에서 상기 반도체 패키지의 측면 이미지를 획득하는 촬상 단계; 및
    상기 촬상 단계에서 획득된 이미지를 기반하여 상기 반도체 패키지의 측면을 검사하는 검사 단계를 포함하는 반도체 패키지 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검사 장치 조정 단계는
    검사 대상인 상기 반도체 패키지의 크기에 기반하여 상기 반사 모듈의 높이를 변경하는 단계와
    높이가 변경된 상기 반사 모듈의 위치를 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 검사 장치 조정 단계에 의하면,
    상기 반도체 패키지와 상기 카메라 모듈 간의 작동 거리(WD; Working Distance)가 조정되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 촬상 단계는 상기 이송 단계에 포함되고,
    상기 반도체 패키지를 이송하는 피커가 상기 카메라 모듈의 상부를 수평 이동하는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사 방법.
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