LED 칩 패키징에서 다이본딩은 분할된 칩을 리드 프레임에 고정시켜 칩이 이후 공정을 견딜 수 있도록 충분한 강도를 제공하는 중요한 공정이다. 다이본딩 공정 중에서, 측정 단계는 정확한 에폭시 토출 위치 지정과 충분한 강도를 가지고 접합할 수 있도록 다이가 정확한 위치에 놓여있는지 상태를 결정하는데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 LED 다이 본딩을 위한 머신 비전 기반의 측정 시스템을 개발하였다. 제안된 시스템에서 에폭시 토출과 어태칭 상태 검출을 위해 각각 2개의 카메라를 사용하였다. 제안된 측정 시스템에 새로운 비전 알고리즘을 적용하였고, 실험을 통해 본 알고리즘의 효율을 검증하였다. 비전 알고리즘을 이용하여 측정된 위치 오차는 $X:-29{\mu}m$, $Y:-32{\mu}m$, 회전오차는 3도 이내 인 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 제안된 머신 비전 기반의 측정 시스템을 통해 개발된 다이 본딩 시스템의 향상된 성능을 확인하였다.
LED 칩 패키징에서 다이 본딩은 분할된 칩을 리드 프레임에 고정시켜 칩이 이후 공정을 견딜 수 있도록 충분한 강도를 제공하는 중요한 공정이다. 다이본딩 공정 중에서, 측정 단계는 정확한 에폭시 토출 위치 지정과 충분한 강도를 가지고 접합할 수 있도록 다이가 정확한 위치에 놓여있는지 상태를 결정하는데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 LED 다이 본딩을 위한 머신 비전 기반의 측정 시스템을 개발하였다. 제안된 시스템에서 에폭시 토출과 어태칭 상태 검출을 위해 각각 2개의 카메라를 사용하였다. 제안된 측정 시스템에 새로운 비전 알고리즘을 적용하였고, 실험을 통해 본 알고리즘의 효율을 검증하였다. 비전 알고리즘을 이용하여 측정된 위치 오차는 $X:-29{\mu}m$, $Y:-32{\mu}m$, 회전오차는 3도 이내 인 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 제안된 머신 비전 기반의 측정 시스템을 통해 개발된 다이 본딩 시스템의 향상된 성능을 확인하였다.
In LED chip packaging, die bonding is a very important process which fixes the LED chip on the lead flame to provide enough strength for the next process. During the process, inspection processes are very important to detect exact locations of dispensed epoxy dots and to determine bonding status of ...
In LED chip packaging, die bonding is a very important process which fixes the LED chip on the lead flame to provide enough strength for the next process. During the process, inspection processes are very important to detect exact locations of dispensed epoxy dots and to determine bonding status of dies whether they are lies at exact positions with sufficient bonding strength. In this study, a useful machine vision based inspection system is proposed for the LED die bonder. In the proposed system, 2 cameras are used for epoxy dot position detection and 2 cameras are sued for die attaching status determination. New vision processing algorithm is proposed, and its efficiency is verified through required field experiments. Measured position error is less than $X:-29{\mu}m$, $Y:-32{\mu}m$ and rotation error:$3^{\circ}$ using proposed vision algorithm. It is concluded that the proposed machine vision based inspection system can be successfully implemented on the developed die bonding system.
In LED chip packaging, die bonding is a very important process which fixes the LED chip on the lead flame to provide enough strength for the next process. During the process, inspection processes are very important to detect exact locations of dispensed epoxy dots and to determine bonding status of dies whether they are lies at exact positions with sufficient bonding strength. In this study, a useful machine vision based inspection system is proposed for the LED die bonder. In the proposed system, 2 cameras are used for epoxy dot position detection and 2 cameras are sued for die attaching status determination. New vision processing algorithm is proposed, and its efficiency is verified through required field experiments. Measured position error is less than $X:-29{\mu}m$, $Y:-32{\mu}m$ and rotation error:$3^{\circ}$ using proposed vision algorithm. It is concluded that the proposed machine vision based inspection system can be successfully implemented on the developed die bonding system.
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문제 정의
1) LED 제조공정에서 중요한 위치를 차지하고 있는 die bonding system을 개발하는 데 있어 접착제의 도포 상태 및 위치, 다이의 안착 상태를 머신비전에 의해 효율적으로 검사하는 시스템 개발을 목적으로 수행되었다.
본 연구에서는 이러한 기존의 문제점을 해결하기 위하여 다이 본더에서 기판에 도포된 접착제의 위치를 검사하고, 해당 접착제에 본딩된 다이의 안착 여부를 검사하여 공정 효율을 높이고 제품 신뢰성을 확보할 수 있는 다이 본딩 검사장치를 개발하였으며, 실제 실험을 통하여 그 효용성을 검증하였다.
제안 방법
Twin Stamping Head를 이용한 에폭시 Doting의 검사에서는 에폭시 Doting 후 3D 전자 현미경으로 기준점에서 에폭시가 Doting 된 면적의 중심점까지의 거리를 측정하고 Stamp 지령 위치와의 편차를 측정하였다. 검사결과 에폭시 Doting 면적은 약0.
에폭시 Doting 후 공정으로 Die Bonding 공정에서의 검사결과는 앞선 공정 검사와 동일하게 3D 전자 현미경으로 기준점에서 제너다이오드의 위치까지 거리와 지령위치와의 편차를 측정하였다. 3D 전자 현미경으로 분석한 결과 리드프레임과 제너다이오드의 바닥면까지 에폭시 수지가 균일하게 도포된 것을 확인할 수 있었고, 부착된 제너다이오드의 위치오차는 X:-29㎛, Y:-32㎛, 회전오차는 3도 이내 인 것을 확인할 수 있었다.
- 다이위치 판독부: 제 2 검사영역의 위치값을 이미지내에서 산출하고 산출된 위치값을 판독 데이터 전달부로 전달한다. 이에 따라 판독 데이터 전달부는 다이 본더의 어태칭 장치에 해당 위치값을 전달하여 다이가 정확한 위치에 안착하였는지 여부를 확인한다. ([Fig.
대상 데이터
[Fig. 4]에서 보는 바와 같이 개발된 다이 본더에는 신속하고 정확한 검사를 위하여 4개의 비전 카메라가 사용되었다
개발된 Die Bonding System에서 에폭시 Doting 공정 및 Bonding 공정의 위치정밀도 평가를 위한 검사항목은 [Fig. 9]와 같으며, 평가에 사용한 리드프레임의 크기는 144×50mm이고 Zener diode chip(150×150×100㎛)을 사용하였으며 ([Fig. 10] 참조), Doting 공정에 사용한 에폭시는 T-3100 제품을 사용하였다.
성능/효과
2) 기존의 다이 본딩 검사 장치와는 다른 새로운 검사방법을 제안하였으며, 제안된 방법에 대하여 시스템 제작 및 실험을 통하여 그 효용성을 검증하였다.
3) 제안된 LED die bonder 검사 시스템은 공정효율과 검사 신되도의 향상에 효과적인 것으로 판단되었다.
에폭시 Doting 후 공정으로 Die Bonding 공정에서의 검사결과는 앞선 공정 검사와 동일하게 3D 전자 현미경으로 기준점에서 제너다이오드의 위치까지 거리와 지령위치와의 편차를 측정하였다. 3D 전자 현미경으로 분석한 결과 리드프레임과 제너다이오드의 바닥면까지 에폭시 수지가 균일하게 도포된 것을 확인할 수 있었고, 부착된 제너다이오드의 위치오차는 X:-29㎛, Y:-32㎛, 회전오차는 3도 이내 인 것을 확인할 수 있었다. [Fig.
Twin Stamping Head를 이용한 에폭시 Doting의 검사에서는 에폭시 Doting 후 3D 전자 현미경으로 기준점에서 에폭시가 Doting 된 면적의 중심점까지의 거리를 측정하고 Stamp 지령 위치와의 편차를 측정하였다. 검사결과 에폭시 Doting 면적은 약0.28~0.31mm(본딩 후 면적) 이고 에폭시 Stamp의 위치오차는 좌측 Stamp의 경우 X:-19㎛, Y:-20.5㎛ 이고 우측 Stamp의 경우 X:-18㎛, Y:-20.5㎛로 확인되었다. [Fig.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
LED는 어떤 분야에서 사용되고 있는가?
LED(Light Emitting Diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로 휴대폰의 액정표시 소자, 교통신호등, 자동차 부품, 모니터, TV와 같은 가전제품 등 많은 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있다[1]. LED는 광변환 효율이 높고 소비전력이 적어 소형화, 경량화에 유리하며 수명이 반영구적이라는 장점을 가지고 있어 출력과 효율향상 방법, 제조방법 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[2].
LED란 무엇인가?
LED(Light Emitting Diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로 휴대폰의 액정표시 소자, 교통신호등, 자동차 부품, 모니터, TV와 같은 가전제품 등 많은 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있다[1]. LED는 광변환 효율이 높고 소비전력이 적어 소형화, 경량화에 유리하며 수명이 반영구적이라는 장점을 가지고 있어 출력과 효율향상 방법, 제조방법 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[2].
Light Emitting Diode 칩 제작은 어떤 과정을 거치는가?
LED는 광변환 효율이 높고 소비전력이 적어 소형화, 경량화에 유리하며 수명이 반영구적이라는 장점을 가지고 있어 출력과 효율향상 방법, 제조방법 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[2]. 이러한 LED 칩 제작은 기판 위에 화합물 반도체를 성장시키는 웨이퍼 제조공정, 노광, 현상, 식각을 통해 전극을 형성하고 개별 칩으로 절단하는 칩 제조공정, 제조된 칩과 리드(lead)를 연결하고 빛이 최대한 외부로 방출되도록 만들어주는 패키징(packaging) 공정, 제작된 개별 LED 소자를 하나의 모듈(module)로 제작하는 모듈화 공정을 거치게 된다[3]. 그중 패키징 공정은 외부 환경으로부터 LED 칩을 보호하고 열에 의한 LED 효율 저하와 관련이 있기 때문에 매우 중요하고 LED 칩 제작의 핵심기술로 인식되고 있다.
참고문헌 (7)
M. Fan, M. Liang, D. Guo, F. Yang, L. Wang, G. Wang and J. Li, "Color Filter-less Technology of LED Back Light for LCD-TV," Proc. SPIE, Vol. 6841, pp. 68410G1-68410G6, 2007 DOI: http://dx.doi.org/10.1117/12.760045
J. R. Ryu, "The Improvement for Performance of White LED chip using Improved Fabrication Process", Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol. 13, No. 1, pp. 329-332, 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2012.13.1.329
B. C. Gather, A. Kohnen, A. Falcou, H. Becker and K. Meerholz, "Solution-Processed Full-Color Polymer Organic Light-Emitting Diode Displays Fabricated by Direct Photolithography", Advanced Functional Materials, Vol. 17, pp. 191-200, 2007 DOI: http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200790007
H. H. Kim, S. H. Choi, S. H. Shin, Y. K. Lee, S. M. Choi and S. Yi, "Thermal Transient Characteristics of Die Attach in High Power LED PKG", Microelectronics Reliability Vol. 48, pp. 445-454, 2008 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.microrel.2007.08.009
S. J. Ha, Y. K. Cho, M. W. Cho, K. C. Lee, W. H. Choi, "Process Capability Optimization of a LED Die Bonding Using Response Surface Analysis", Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol. 13, No. 10, pp. 4378-4384, 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2012.13.10.4378
Y. K. Cho, J. W. Lee, S. J. Ha, M. W. Cho and W. H. Choi, "A Study on the Computational Design and Analysis of a Die Bonder for LED Chip Fabrication", Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol. 13, No. 8, pp. 3301-3306, 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2012.13.8.3301
J. Li, Z. Zou and F. Wang, "The Design of Machine Vision System in Flip-chip Bonder", 7th International Conference on Electronics Packaging Technology, pp.1-7, August, 2006
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