반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치 document_id A220623045089

본 발명은 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지의 제조 공정 중 스트립 상에서 반도체 패키지를 패키지 단위 별로 절단하고 트레이에 수납하여 주는 일련의 작업을 수행하는 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치에 관한 것이다. 일반적으로, 반도체 패키지는 실리콘으로 된 반도체기판 상에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적회로가 형성된 반도체칩(chip)을 부착한 후에 반도체 기판의 상면에 레진수지로 몰딩하는 공정을 거치게 된다. 몰딩공정후, 반도체기판의 하면에 리드프레임의 역할을 하는 솔더볼(BGA; Ball Grid Array)을 접착시켜 칩과 통전하도록 만든 다음, 절단장치를 이용하여 개별의 반도체 패키지 단위로 절단하는 공정, 즉 싱귤레이션(Singulation) 공정을 거치게 된다. 싱귤레이션 공정이 끝난 다음 반도체 패키지의 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위하여 세척공정 및 건조공정을 거친다. 이와 같이, 건조공정을 거친 반도체 패키지는 패키지 이송장치로 전달되고, 비젼검사장치에 의해 불량여부가 검사된 다음, 트레이에 수납된다. 첨부된 도면의 도 1은 이러한 반도체 패키지를 제조하는 공정 중 싱귤레이션 공정과 세척 및 건조 공정, 비전검사공정, 트레이에 수납하는 공정을 순차적으로 수행하도록 된 종래의 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치는, 반도체 패키지 스트립(미도시)이 적재되는 로딩부(1)와, 상기 로딩부(1)로부터 투입된 스트립이 안착되는 절단용 척테이블(2a)과 컷팅스핀들(2b)을 구비하여 상기 절단용 척테이블(2a) 상의 스트립을 반도체 패키지 단위로 절단하는 절단가공부(2)와, 절단된 반도체 패키지를 세정하는 세정부(3)와, 세정이 완료된 반도체 패키지를 건조시키는 건조부(4)와, 이 건조부(4)의 일측에 배치되어 건조부(4)로부터 반송된 반도체 패키지들을 일정한 간격으로 정렬시키는 기능을 하는 정렬용 턴테이블(6)과, 상기 절단용 척테이블(2a) 상의 개별 절단된 반도체 패키지들을 세정부(3)와 건조부(4)로 반송하는 유닛픽커(3a)를 포함한다. 그리고, 상기 정렬용 턴테이블(6)들의 상측에는 상기 건조부(4)로부터 개별 반도체 패키지들을 픽업하여 상기 정렬용 턴테이블(6)들로 반송하는 턴테이블픽커(7)가 X방향으로 수평 이동 가능하게 설치되며, 이 턴테이블픽커(7)의 일측에 각 정렬용 턴테이블(6)에 안착된 반도체 패키지들의 불량 및 결함을 비전 검사하는 제 1비전검사부(5a)가 고정된다. 상기 정렬용 턴테이블(6)들은 Y축 방향으로 연장된 Y축 가이드레일(6d)을 따라 이동하면서 반도체 패키지들을 언로딩픽커(8)의 하측으로 반송한다. 상기 언로딩픽커(8)는 X축 가이드레일(8a)을 따라 X축방향으로 이동하면서 상기 정렬용 턴테이블(6)의 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 언로딩부(9)의 빈 트레이(T)에 수납시키는 기능을 한다. 상기 언로딩픽커(8)의 이동경로의 하측에는 언로딩픽커(8)에 흡착된 각 반도체 패키지의 하면에 새겨진 마크(mark)를 비전 검사하기 위한 제 2비전검사부(5b)가 배치된다. 한편, 도 2a에 도시된 것과 같이, 상기 각 정렬용 턴테이블(6)에는 건조부(4)(도 1참조)로부터 반송된 반도체 패키지(P)들이 일정 간격으로 정렬되도록 반도체 패키지(P)의 크기와 상응하는 복수개의 포켓(6a)이 일정 간격으로 형성된다. 상기 포켓(6a)은 상기 턴테이블픽커(7)로부터 분리된 반도체 패키지들이 포켓(6a) 내측으로 진입하면서 자연스럽게 정렬되도록 각 가장자리부에 하측으로 수렴하는 경사면(6b)을 갖는다. 따라서, 상기 건조부(4)(도 1참조)에서 약간 흐트러진 상태로 놓여져 턴테이블픽커(7)에 의해 흡착된 반도체 패키지(P)들은 턴테이블픽커(7)에서 분리되어 정렬용 턴테이블(6)의 포켓(6a)에 삽입될 때 상기 경사면(6b)에 의해 안내되면서 포켓(6a)의 하면에 안착되고, 이로써 각 포켓(6a)에 삽입된 반도체 패키지들이 원하는 간격으로 정렬될 수 있게 되는 것이다. 상기와 같이 구성된 종래의 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치는 다음과 같이 동작한다. 상기 로딩부(1)로부터 반도체 패키지 스트립이 절단가공부(2)의 절단용 척테이블(2a) 상으로 반송되어 안착되면, 절단용 척테이블(2a)이 컷팅스핀들(2b)로 이동하여 스트립이 반도체 패키지 단위로 절단된다. 이어서, 유닛픽커(3a)가 수평 이동하면서 절단용 척테이블(2a) 상의 반도체 패키지를 픽업하여 세정부(3)로 반송하고, 세정부(3)에서는 물 및/또는 공기를 분사하여 반도체 패키지에 뭍은 이물질 등을 제거하고 세정한다. 세정부(3)에서 세정이 완료된 반도체 패키지는 다시 유닛픽커(3a)에 의해 건조부(4)로 이송되어 안착되고, 그 위에서 가열 및/또는 송풍에 의해 건조된 후, 턴테이블픽커(7)에 의해 정렬용 턴테이블(6) 상으로 반송되어 일정 간격으로 정렬된다. 이 후, 상기 제 1비전검사부(5a)에 의해 반도체 패키지의 볼형성면에 대한 불량 또는 결함 여부 등의 검사가 수행된다. 이어서, 정렬용 턴테이블(6)이 언로딩픽커(8)의 하측으로 이동하고, 언로딩픽커(8)가 정렬용 턴테이블(6) 상의 반도체 패키지들을 픽업하여 제 2비전검사부(5b)의 상측으로 이동하여, 반도체 패키지의 마킹면에 대한 비전 검사 후 언로딩부(9)의 트레이(T)에 반도체 패키지들을 수납시키게 된다. 하지만, 상기와 같은 종래의 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치는 다음과 같은 문제들이 있다. 첫째로, 전술한 것처럼 종래의 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치는, 절단된 반도체 패키지들을 언로딩부(9)의 트레이(T)에 정확하게 수납시키기 위해서 언로딩픽커(8)가 반도체 패키지들을 픽업하기 전에 정렬용 턴테이블(6) 상에서 반도체 패키지들을 일정 간격으로 정렬하였다. 따라서, 상기 정렬용 턴테이블(6)의 구성으로 인하여 전체 장비의 구성 및 공정이 복잡해지고, 장비의 크기도 증가하는 문제가 있다. 둘째, 도 2b에 도시된 것과 같이, 정렬용 턴테이블(6)의 포켓(6a)에 경사면(6b)이 형성되어 있기는 하지만, 반도체 패키지(P)가 매우 가볍기 때문에 반도체 패키지(P)가 경사면(6b)을 따라 완전히 안내되지 않고 중간에 걸쳐지는 경우가 발생한다. 이 경우 언로딩픽커(8)가 포켓(6a) 상의 반도체 패키지(P)를 진공 흡착할 때 에러가 발생할 가능성이 높다. 특히, 반도체 패키지(P)의 두께가 두꺼운 경우 반도체 패키지(P)가 경사면(6b)을 따라 안내되다가 굴러버리거나 위치가 틀어져 정렬이 제대로 이루어지지 않을 가능성이 더욱 높다. 셋째, 도 2c에 도시된 것과 같이, 종래의 정렬용 턴테이블(6)에 형성되는 포켓(6a)들은 반도체 패키지(P)가 안착되는 하부의 안착면의 크기가 반도체 패키지(P)의 크기와 완전히 일치되지 않고 반도체 패키지의 크기보다는 약간 크게 가공된다. 이는 반도체 패키지(P)가 포켓(6a)의 하면에 완전히 수용되면서 안착되도록 하기 위함이다. 따라서, 실제로 반도체 패키지(P)가 포켓(6a)에 수용되었을 때 반도체 패키지(P)의 가장자리와 포켓(6a)의 가장자리 사이에는 미세한 틈새(gap)(g)가 존재하게 된다. 반도체 패키지의 크기가 크고, 언로딩픽커(8)가 반도체 패키지를 진공 흡착할 수 있는 여유 공간이 큰 경우에는 이러한 반도체 패키지(P)와 포켓(6a) 간의 틈새(g)는 작업의 진행을 방해할 정도로 영향을 미치지는 않는다. 하지만, 최근들어 반도체 패키지가 점차 고밀도 고집적화되면서 그 크기가 점차 작아지는 추세에 있기 때문에 반도체 패키지(P)와 포켓(6a) 간에 틈새(g)가 발생하게 되면, 언로딩픽커(8)가 포켓(6a) 내의 반도체 패키지(P)를 픽업할 때 반도체 패키지가 픽업되지 않아 에러가 발생하거나, 픽업된다하더라도 그 위치가 약간 어긋난 상태로 픽업되어 언로딩픽커(8)가 반도체 패키지를 트레이에 수납시킬 때 에러가 발생할 가능성이 높아진다. 이러한 에러 발생은 공정 중단을 야기하고, 생산 수율의 저하를 가져오게 되는 문제를 발생시킨다.