내부 비전 카메라를 가지는 반도체 패키지 테스트 시스템
일반적으로 반도체의 제조 공정에서는 반도체 소자를 패키징 한 것을 테스트하여 양품 반도체와 불량품 반도체를 가려내는 공정이 필요하다. 이때 사용되는 장치를 반도체 패키지 테스트 머신이라 한다. 반도체 패키지 머신은 다수의 테스트 소켓들이 마련되어 형성되는 테스트 트레이(test tray)와 패키지 셋팅 유닛 등으로 구성된다.
테스트 트레이의 테스트 소켓에는 테스터에 의하여 테스팅되는 반도체 패키지가 수용된다. 그리고 이 패키지 셋팅 유닛은 테스트를 위해 테스트 트레이에 반도체 패키지를 로딩하거나, 테스팅된 반도체 패키지를 테스트 트레이로부터 언로딩하도록 구동된다. 이때 패키지 셋팅 유닛은 대량의 반도체 패키지를 테스트하기 위해 테스트 트레이의 테스트 소켓들로부터 반도체 패키지를 신속히 로딩/언로딩하도록 작동된다.
그런데 기존의 반도체 패키지 테스트 장치에서는 테스트 소켓에 반도체 패키지가 이미 수용되어 있음에도 불구하고 또 다른 반도체 패키지를 로딩하거나, 비어 있는 테스트 소켓에 반도체 패키지가 수용된 것으로 오인하여 빠트린 채 테스트를 진행하는 경우가 종종 발생한다. 이 경우 테스트 엔지니어가 직접 테스트 소켓에 반도체 패키지가 존재하는지의 여부를 확인해야 하는 불편함이 발생한다.
해결하려는 과제
이 발명은 테스트 트레이의 테스트 소켓들에 반도체 패키지가 수용되었는지의 여부를 용이하게 확인할 수 있는 반도체 패키지 테스트 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 일면은 반도체 패키지 테스트 시스템에 관한 것이다. 이 발명에 따른 반도체 패키지 테스트 시스템은 테스트 트레이 및 패키지 셋팅 유닛을 가지는 테스트 블록이다. 이 테스트 트레이는 반도체 패키지가 수용되는 다수의 테스트 소켓들을 포함한다. 패키지 셋팅 유닛은 테스트 트레이에 반도체 패키지를 로딩하고 반도체 패키지를 테스트 트레이로부터 언로딩하도록 구동되는 테스트 블록, 테스트 트레이의 테스트 소켓을 촬상하여 그 이미지를 생성하는 촬상 블록, 그리고 촬상 이미지를 분석하여 테스트 소켓에 반도체 패키지의 수용 상태를 나타내는 존재 정보를 생성하는 분석 판단 블록 등으로 구성된다.
이 발명에 의한 또 다른 주목 대상은 반도체 패키지 테스트 시스템이다. 이것은 테스트 트레이 및 비전 카메라를 포함하는 반도체 패키지 테스트 머신이다. 여기서 테스트 트레이는 반도체 패키지가 수용되는 다수의 테스트 소켓들을 포함하며, 비전 카메라는 테스트 트레이의 테스트 소켓을 촬상하여 그 이미지를 생성하는 반도체 패키지 테스트 머신, 촬상 이미지를 통하여 테스트 소켓에 반도체 패키지의 수용 상태를 확인하는 제어 스테이션, 확인된 반도체 패키지의 수용 상태에 따라 테스트 트레이에 반도체 패키지를 로딩하거나 반도체 패키지를 테스트 트레이로부터 언로딩하도록 구동되는 제어 스테이션 등으로 구성된다.
발명의 효과
이 발명에 따른 반도체 패키지 테스트 장치에 의하면, 테스트 트레이의 테스트 소켓들에 반도체 패키지가 수용되었는지의 여부가 용이하게 확인된다. 그러므로 테스트 엔지니어가 직접 테스트 소켓에 반도체 패키지가 존재하는지 여부를 확인하지 않아도 된다.
도면 1은 이 발명의 예에 따른 반도체 패키지 테스트 시스템을 개념적으로 나타내는 블록도이다. 도면 2는 도면 1의 테스트 트레이를 자세히 나타내는 도면이고, 도면 3은 도면 1의 패키지 셋팅 유닛을 주변 구성요소와 함께 나타내는 도면이다. 도면 4는 도면 1의 촬상 블록을 구체적으로 나타내는 도면이다. 도면 5는 도면 1의 테스트 소켓을 나타내는 도면이다. 도면 6은 도면 1의 반도체 패키지 테스트 시스템을 반도체 패키지 테스트 머신과 제어 스테이션으로 구성할 수 있음을 설명하기 위한 도면이다. 도면 7은 반도체 패키지 테스트 시스템의 분석 판단 블록에서 정보의 생성방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
발명을 위한 구체적인 내용
이제부터 이 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.
도면 1을 참조하면, 이 발명의 반도체 패키지 테스트 시스템은 테스트 블록(100), 촬상 블록(200) 및 분석 판단 블록(300)으로 구분된다. 바람직하게는 피드백 구동 블록(400)을 더 구비해야 한다.
여기서 테스트 블록(100)은 테스트 트레이(110) 및 패키지 셋팅 유닛(120)을 포함한다. 테스트 트레이(110)는 도면 2에 도시되는 바와 같이 다수의 테스트 소켓들(111)을 가지고 있다. 이때 다수의 테스트 소켓들(111) 각각에는 테스트되는 반도체 패키지(SP)가 수용된다. 그리고 패키지 셋팅 유닛(120)은 테스트하고자 하는 반도체 패키지(SP)를 테스트 트레이(110)로 로딩하며, 테스트가 완료된 반도체 패키지(SP)를 테스트 트레이(110)로부터 언로딩하도록 한다.
촬상 블록(200)은 테스트 트레이(110)의 테스트 소켓들(111)을 촬상하여 그 이미지(GIMG)를 생성한다. 이때 촬상 이미지(GIMG)는 RGB 계열의 데이터이다.
분석 판단 블록(300)은 촬상 이미지(GIMG)를 분석하여 존재 정보(IFPR)를 생성한다. 이때 존재 정보(IFPR)는 반도체 패키지(SP)의 수용상태, 즉 테스트 소켓들(111)에 반도체 패키지(SP)가 존재하는지의 여부에 대한 정보가 포함된다. 분석 판단 블록(300)에서의 존재 정보(IFPR) 생성방법은 나중에 따로 기술된다.
피드백 구동 블록(400)은 존재 정보(IFPR)에 따른 제어 정보(IFCON)를 생성하여 패키지 셋팅 유닛(120)을 제어하도록 한다. 즉, 존재 정보(IFPR)로부터 테스트 소켓(111)에 반도체 패키지(SP)가 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 피드백 구동 블록(400)은 제어 정보(IFCON)를 통해 패키지 셋팅 유닛(120)을 제어하여 테스트 소켓(111)에 새로운 반도체 패키지(SP)를 제공한다.
도면 3은 도면 1의 패키지 셋팅 유닛(120)을 주변 구성요소와 함께 나타낸 것이다. 도면에서와 같이 패키지 셋팅 유닛(120)은 구체적으로 로딩 트레이(121), 로딩 피커(123), 언로딩 피커(125) 및 언로딩 트레이(127) 등으로 구성된다. 로딩 트레이(121)에는 테스트가 미수행된 반도체 패키지들이 테스트를 위해 준비된다. 그리고 로딩 피커(123)는 로딩 트레이(121)의 반도체 패키지들을 테스트 트레이(110)에 배송하여 로딩한다.
언로딩 피커(125)는 테스트 트레이(110)에서 테스트가 완료된 반도체 패키지(SP)를 언로딩하여 언로딩 트레이(127)에 배송한다. 그리고 언로딩 트레이(127)는 테스트가 완료된 반도체 패키지(SP)를 수용하여 양품 및 불량품으로 분류한다. 이때 로딩 피커(123) 및 언로딩 피커(125)는 피드백 블록(400)으로부터 제공되는 제어 정보(IFCON)에 의해 제어된다.
도면 4는 도면 1의 촬상 블록(200)을 구체적으로 나타낸다. 이를 참조하면 촬상 블록(200)은 조광 수단(211, 212)과 비전 카메라(220)로 구성된한다. 조광 수단(211, 212)은 테스트 트레이(110)를 향하여 체크 광(CLT)를 조광(照光)한다. 그리고 비전 카메라(220)는 테스트 소켓(111)들을 촬상하여 그 이미지(GIMG)를 생성한다.
도면 5는 도면 1의 테스트 소켓(111)을 나타냈다. 이 도면에서 테스트 소켓(111)은 내부에 형성되는 광 제공 수단(111a)을 갖고 있다. 이 광 제공 수단(111a)는 조광 수단(211, 212)에서 제공되는 체크 광(CLT)을 반사하여 비전 카메라(220)로 제공한다. 이때 테스트 소켓(111)에 반도체 패키지(SP)가 있는 경우, 광 제공 수단(111a)으로부터 반사되는 체크 광(CLT)의 반사가 차단된다. 즉, 테스트 소켓(111)이 비어 있는 경우, 비전 카메라(220)는 테스트 소켓(111)의 광 제공수단(111a)으로부터 체크 광(CLT)을 충분히 인식하게 된다. 반면 테스트 소켓(111)에 반도체 패키지(SP)가 있는 경우에는 광 제공 수단(111a)으로부터 반사되는 체크 광(CLT)의 반사가 차단돼 비전 카메라(220)는 테스트 소켓(111)의 광 제공 수단(111a)으로부터 체크 광(CLT)의 인식이 불충분하게 된다. 체크 광(CLT)의 충분한 인식 여부는 비전 카메라(220)에서 생성되는 촬상 이미지(GIMG)에 반영된다.
이 실시 예에서 광 제공 수단(111a)은 촬상 블록(200)의 조광 수단(211, 212)으로부터 조광되는 체크 광(CLT)을 반사하도록 구현되었다. 그러나 이 발명의 반도체 패키지 테스트 시스템에서 광 제공 수단(111a)은 자체적으로 체크 광(CLT)를 발생하도록 구현될 수 있다. 이 경우 촬상 블록(200)의 조광 수단(211, 212)이 구비되지 않더라도 이 발명의 기술적 사상은 구현된다.
한편, 이 발명의 반도체 패키지 테스트 시스템은 도면 6에 도시된 바와 같이 반도체 패키지 테스트 머신(MACH)과 제어 스테이션(STA)으로 분리되어 구성될 수 있다. 바람직한 것은 테스트 블록(100)과 촬상 블록(200)은 반도체 패키지 테스트 머신(MACH) 내에 구비되며, 분석 판단 블록(300)과 피드백 구동 블록(400)은 제어 스테이션(STA) 내에 구비되는 것이다.
자세히 살펴보면 반도체 패키지 테스트 머신(MACH)은 테스트 트레이(110) 및 비전 카메라(220)를 포함하는데, 이때 테스트 트레이(110)는 테스트되는 반도체 패키지가 수용되는 다수의 테스트 소켓들(111a)을 갖고 있다. 그리고 비전 카메라(220)는 테스트 트레이(110)의 테스트 소켓들(111a)을 촬상하여 그 이미지(GIMG)를 생성한다. 그리고 제어 스테이션(STA)은 촬상 이미지(GIMG)를 통해 테스트 소켓(111a)에 반도체 패키지의 수용 상태를 확인한다. 제어 스테이션(STA)은 확인된 반도체 패키지의 수용 상태에 따른 제어 정보(IFCON)를 반도체 패키지 테스트 머신(MACH)에 제공하여 테스트 트레이(110)에 반도체 패키지를 로딩하거나 반도체 패키지를 테스트 트레이(110)로부터 언로딩하도록 구동된다. 이어 이 발명의 반도체 패키지 테스트 시스템의 분석 판단 블록(300)에서의 존재 정보(IFPR) 생성 방법을 기술하도록 하겠다.
도면 7은 이 발명이 가진 반도체 패키지 테스트 시스템의 분석 판단 블록(300)에서 존재 정보(IFPR)의 생성방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 이것을 참조하면, 먼저 S10 단계에서 분석 판단 블록(300)은 촬상 블록(200)의 비전 카메라(220)로부터 RGB 계열의 촬상 이미지(GIMG)를 수신한다. 그리고 S20 단계에서 RGB 계열의 촬상 이미지(GIMG)에 대해 R/G/B 채널 별로 영상을 분리한다. 더불어 S30 단계에서는 G 채널 영상이 제거된 촬상 이미지(GIMG)의 R/B 채널 영상 데이터를 이용하여 영상 포화값(saturation value, Vs) 및 영상 차이값(difference value, Vd)를 구한다. 이때 영상 포화값(Vs) 및 영상 차이값(Vd)은 각각 (식 1) 및 (식 2)와 같다.
Vs={DATMAX(R,G,B)-DATMIN(R,G,B)}/{DATMAX(R,G,B)+DATMIN(R,G,B)}-----(식 1)
Vd={DATMAX(R,G,B)-DATMIN(R,G,B)}---------------------(식 2)
여기서 {DATMAX(R,G,B)}는 각각 촬상 이미지(GIMG)의 R 채널, G 채널 및 B 채널의 영상 데이터 값 중에서 최대값을 나타내며, {DATMIN(R,G,B)}는 각각 촬상 이미지(GIMG)의 R 채널, G 채널 및 B 채널의 영상 데이터 값 중에서 최소값을 나타낸다.
그리고 S40 단계에서는 영상 포화값(Vs) 및 영상 차이값(Vd)을 이용하여 존재 정보(IFPR)를 생성한다. 이때 영상 포화값(Vs)과 영상 차이값(Vd)이 각각 포화 문턱값과 차이 문턱값보다 큰 경우에만 존재 정보(IFPR)이 유효한 것으로 판단한다. 영상 포화값(Vs)과 영상 차이값(Vd)이 각각 포화 문턱값과 차이 문턱값보다 작으면 S10 단계부터 다시 수행한다.
자료제공 |특허청, 특허권자 |아이솔루션, 발명자 |강성관/손세현 특허번호 10-1071301
