초록 ▼

반도체 패키징 기술의 고밀도화, 미세화에 대응하기 위해서는 범프 또는 리드에 대한 3D 검사 기술이 필요하다. 많은 수의 범프들 중 하나라도 다른 범프들과 크기에 있어 차이가 나거나, 제 위치에 형성되어 있지 못할 경우 접점을 형성하지 못하고 제품 불량으로 이어지기 때문이다. 이러한 3D 검사 장비에 있어서 가장 중요한 성능 지표는 검사속도라고 할 수 있다. 검사장비의 검사속도가 떨어질 경우 전체 공정에서의 병목을 초래할 수 있기 때문이다. 또한, 반도체 칩에 대한 소형화, 대용량화, 고집적화의 추세에 따라 다양한 반도체 패키지 형

반도체 패키징 기술의 고밀도화, 미세화에 대응하기 위해서는 범프 또는 리드에 대한 3D 검사 기술이 필요하다. 많은 수의 범프들 중 하나라도 다른 범프들과 크기에 있어 차이가 나거나, 제 위치에 형성되어 있지 못할 경우 접점을 형성하지 못하고 제품 불량으로 이어지기 때문이다. 이러한 3D 검사 장비에 있어서 가장 중요한 성능 지표는 검사속도라고 할 수 있다. 검사장비의 검사속도가 떨어질 경우 전체 공정에서의 병목을 초래할 수 있기 때문이다. 또한, 반도체 칩에 대한 소형화, 대용량화, 고집적화의 추세에 따라 다양한 반도체 패키지 형태가 출현하고 있으며 패키지에서의 다핀화, 파인 피치화의 경향이 두드러지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이에 대응 가능한 차세대 반도체 패키지 검사시스템을 개발 하고자, 40,000uph 이상의 검사속도와 $50{\mu}m$의 파인피치 범프를 측정하는 것을 목표로 하였으며, 그 결과, 검사 속도 40,00uph의 반도체 패키지 검사장비(모델명 iPis-300)가 개발되었는데, 이러한 검사 속도는 경쟁사 대비 2배 이상인, 세계 최고 수준의 성능이다. 또한 파인피치 검사 기술 개발의 결과로 FC-BGA 기판 검사 장비(모델명 iSis-FC)가 개발되었다.

Abstract ▼

In today's manufacturing of electronics there is an increasing demand on high speed 3-D Inspection of bumps or balls for quality assurance. Two representative examples are the ball inspection of If chip packages and bump inspection on FC-BGA (Flip Chip Ball Grid Array) substrate, of which heights sh

In today's manufacturing of electronics there is an increasing demand on high speed 3-D Inspection of bumps or balls for quality assurance. Two representative examples are the ball inspection of If chip packages and bump inspection on FC-BGA (Flip Chip Ball Grid Array) substrate, of which heights should be precisely controlled to avoid defects in direct surface mounting of semiconductor chips. For example, if one bump or ball, among thounsands of balls or bumps on a device has a different size or in wrong position, it could cause a bad contact ruining the whole product.
The most import performance parameter of 3D inspection systems is inspection speed, If the inspection speed of 3D inspection system is too slow, then it would be the bottole neck of the production line delaying other process. More over, as the number of pins on IC chips are increasing, the pitches are getting finer, and bumps or ball are getting smaller, longer time is required for 3D inspection so the inspection speed becomes more and more important. Therefore, the aim of project is to develope the next generation semiconductor package inspection system whose inspection speed is as high as 40,000 uph. Another aim of this project is to develop 3D inspection technology for fine pitch bumps, so that bumps with the pitch as small as $50{\mu}m$ can be accurately measured.
As a result, we developed a next generation semiconductor package inspection system (model name : iPis-300), whose inspection speed is 40,000 uph. This inspection speed is known to be the fastest in the world so far, twice faster than any other competitors. Another result of this project is the development of 2D&3D combined inspection system for FC-BGA substrates(model name isis-FC) The performances of both machines were evaluated and confirmed by our customers, by installing the machines in their production line. In addition, by using white light scanning method, we developed the next generation 3D inspection technology for fine pitch bumps whose sizes are as small as $50{\mu}m$. The high speed 3D inspection technologies developed in this project are applicable not only to IC chip package inspection and FC-BGA substrate inspection but also to other areas such as bumped loafer inspection in fron-end of semiconductor manufacturing line and solder paste inspection of SMT line.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...5
• CONTENTS...6
• 목차...7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...8
• 제 1 절 연구 개발의 목적...8
• 제 2 절 연구 개발의 필요성...12
• 제 3 절 연구 개발의 범위...15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...20
• 제 1 절 고속 검사 기술의 현황...20
• 제 2 절 파인 피치 검사 기술의 현황...25
• 제 3 장 검사 시스템 개발(세부 1)...31
• 제 1 절 광학계 개발...31
• 제 2 절 비젼 검사 기술 개발...54
• 제 3 절 차세대 핸들러 플랫폼 개발...86
• 제 4 절 검사 장비의 정도 검증 시스템 개발...107
• 제 4 장 고속 핸들러 핵심 기술 개발...132
• 제 1 절 리니어 모터 제어기 설계...132
• 제 2 절 반전법을 이용한 핸들러 직각도 측정...156
• 제 3 절 Multi Pick & Place 개발...163
• 제 4 절 실린더형 Multi Pick & Place 개발...174
• 제 5 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...202
• 제 1 절 목표 달성도...202
• 제 2 절 관련 분야에의 기여도...209
• 제 6 장 연구개발 성과 및 결과의 활용계획...212
• 제 1 절 연구개발 성과...212
• 제 2 절 연구개발 결과의 활용 계획...221
• 제 7 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...224
• 제 1 절 비젼 기술 동향...224
• 제 2 절 반도체 산업 동향...227
• 제 8 장 참고문헌...228