转盘式探针激光焊接装置的多轴夹持单元的制作方法

本发明涉及转盘式探针激光焊接装置，更详细地，涉及如下的转盘式探针激光焊接装置的多轴夹持单元，即，在分别安装在4面的针夹以转盘式连续旋转并将探针自动激光焊接在探针卡的转盘式探针激光焊接装置中，适用于上述激光焊接装置来以微米为单位非常精密地向多轴方向，例如，x轴、y轴、xθ轴、yθ轴、夹持轴方向自由地进行直线或旋转运动并连续处理探针(probe pin)的拾取、浸渍、激光焊接工序。

背景技术：

1、通常，探针卡为用于检查形成在半导体基板上的芯片的电性能的装置。

2、更具体地，在探针卡上焊接很多探针，多个探针通过与半导体芯片板接触来施加电信号的方式确认芯片是否正常。

3、随着这种半导体器件的持续高集成化，半导体器件的电路图案也呈微细化的趋势。由此，也需要以具有对应于半导体器件的微细电路图案的间隔的间隔的方式焊接探针的探针卡。

4、但是，现有的探针的制作方法并非全自动化，因此，为了固定一个探针卡而需要消耗大量的时间，且不良率也偏高。

5、更具体地，以往，人们利用钳子来将晶圆上的探针转移到盒子并装载。即，以往，人们直接通过手工作业来将晶圆上的探针立起之后装载到盒子，因此，在探针发生裂痕，或者发生弯曲而导致不良发生。

6、尤其，最近，为了减少探针之间的间隔，探针的厚度变得更小，因此，探针的复原力将大幅度减少。即，晶圆上的探针在通过手工作业转移到盒子的过程中，即便受到很小的冲击，发生损伤的可能性也更高。因此，需要通过不会对探针产生损伤的最小限度的力量来自动移送探针。

7、并且，以往，在人们直接移送探针的情况下，根据每个人的技术熟练度，将晶圆上的探针装载到盒子的时间不同，在熟练的人的情况下，每段时间的产量也存在差异，因此，很难准确地预测基于时间经过的半成品的生产量。

8、但是，以往，因移送探针的装置的厚度，缩减附着在探针卡的探针之间的间隔存在限制。

9、更具体地，在探针卡上夹紧探针并移送的夹紧模块具有规定厚度，因此，即使制作厚度较薄的探针，附着在探针卡的多个探针的间隔也无法缩减成夹紧模块的厚度以下。

10、因此，实际上迫切需要在探针卡生产现场实现全自动，可将施加到探针的冲击最小化，并且，对可将附着在探针卡的探针的间隔最小化的探针焊接装置的要求较高。

11、以下，参照图1及图2，本发明的申请人申请了如上所述的分别安装在4面的针夹以转盘式连续旋转并将探针自动激光焊接在探针卡的转盘式探针激光焊接装置。

12、图1为示出以往转盘式探针激光焊接装置的结构的一实施例的俯视图，图2为示出图1的拾取单元的分解立体图。

13、参照图1，以往转盘式探针激光焊接装置100可包括拾取单元110、浸渍单元120、激光焊接单元130、抽吸单元140。

14、首先，上述拾取单元110位于上述多个单元120、130、140之间，在水平线上旋转360度并移送放置在托盘t上的探针p。

15、如图1所示，上述拾取单元110从配置在拾取单元110的右侧(以图1为基准)的托盘t夹起探针p来拾取之后，可向顺时针方向隔着90度的时间差来旋转。

16、并且，在上述拾取单元110的下侧(以图1为基准)配置浸渍单元120，上述浸渍单元120向通过拾取单元110向顺时针方向旋转90度来移送的探针p涂敷锡膏(solder paste，参照图5)。

17、并且，在上述拾取单元110的左侧(以图1为基准)设置激光焊接单元130，上述激光焊接单元130向通过拾取单元110从浸渍单元120向顺时针方向旋转90度来移送的探针p的锡膏照射激光束来将上述探针p焊接在探针卡s。

18、并且，在上述拾取单元110的上侧(以图1为基准)设置抽吸单元140，在通过拾取单元110从浸渍单元130向顺时针方向旋转90度来移送的探针p发生不良的情况下，抽吸单元140吸入上述不良探针p并去除。

19、即，上述拾取单元110隔着时间差向顺时针方向旋转预设角度(例如，90度)并从托盘t夹起探针p来固定之后，依次执行基于浸渍单元120的浸渍工序、基于激光焊接单元130的激光焊接工序及基于抽吸单元140抽吸工序。

20、以下，参照图2，详细说明上述拾取单元的结构如下。

21、在上述拾取单元110的最下端设置用于夹起(grip)来进行固定的夹子形状的针夹112。

22、并且，在上述针夹112的上端设置控制针夹112的力量控制部114，以向探针p施加规定的夹起力量(grip force)。

23、并且，上述针夹112和力量控制部114安装在z轴驱动部116，通过上述z轴驱动部116的上下驱动，上述针夹112和力量控制部114也一同上下升降。

24、并且，上述z轴驱动部116设置在四边箱形态的本体部117的每个侧面，上述本体部117具有相互垂直的4个侧面。

25、由此，在上述本体部117的各个侧面分别设置针夹112、力量控制部114及z轴驱动部116。

26、并且，旋转驱动部118在上述本体部117的上端结合成一体，例如，通过上述旋转驱动部118的旋转力，本体部117旋转90度。

27、在此情况下，若上述本体部117进行旋转，则固定结合在上述本体部117的各个侧面的针夹112、力量控制部114及z轴驱动部116也与上述本体部117一同旋转。

28、并且，随着在上述旋转驱动部118的上端旋转轴118a结合龙门架形态的支撑框架119，通过上述支撑框架119，包括旋转驱动部118的拾取单元110以可旋转的方式被支撑。

29、因此，通过上述拾取单元110，可拾取以放置在托盘t上的状态供给的探针p来在水平线上向顺时针方向移送预设角度。

30、但是，上述现有探针激光焊接装置的拾取单元为了对日益微细化成微米单位的探针进行拾取、浸渍、激光焊接工序连续处理而需要使探针以微米为单位向x轴、y轴、z轴方向进行直线或旋转运动并非常精巧地自由移送。

31、现有技术文献

32、专利文献1：韩国授权专利第1748583号(2017年06月13日授权)

33、专利文献2：韩国授权专利第1879376号(2018年07月11日授权)

技术实现思路

1、对此，本发明可以解决上述问题，本发明的目的在于，提供如下的转盘式探针激光焊接装置的多轴夹持单元，即，在分别安装在4面的针夹以转盘式连续旋转并将探针自动激光焊接在探针卡的转盘式探针激光焊接装置中，适用于上述激光焊接装置来以微米为单位非常精密地向多轴方向，例如，x轴、y轴、xθ轴、yθ轴、夹持轴方向自由地进行直线或旋转运动并连续处理探针的拾取、浸渍、激光焊接工序。

2、根据用于实现上述目的的本发明一实施例，本发明转盘式探针激光焊接装置的多轴夹持单元包括：拾取单元，在水平线上旋转360度并通过由一对左右夹子构成的针夹抓住放置在托盘上的探针之后将其移送；浸渍单元，向通过上述拾取单元移送的探针涂敷锡膏；以及激光焊接单元，向通过上述拾取单元从浸渍单元移送的探针的锡膏照射激光束来将上述探针焊接在探针卡，而本发明的特征在于，包括：x轴及y轴线性移送模块，设置在上述拾取单元的末端，将针夹向x轴或y轴方向线性移送；xθ轴及yθ轴旋转移送模块，设置在上述x轴及y轴线性移送模块与针夹之间，使针夹向xθ轴或yθ轴方向旋转；以及夹持轴线性移送模块，设置在上述xθ轴及yθ轴旋转移送模块与针夹之间，以缩减或展开针夹之间的间隔的方式进行移送，以使上述针夹能够抓住或放下探针。

3、并且，根据一实施例，上述x轴及y轴线性移送模块分别包括：基础框架；压电执行器，沿x轴或y轴方向配置在上述基础框架；以及滑动框架，通过上述压电执行器的动作向x轴及y轴方向线性移送。

4、并且，根据一实施例，上述压电执行器以插在与滑动框架结合成一体的管销部件的状态设置，通过上述压电执行器的动作，管销部件及滑动框架向x轴或y轴方向线性移送。

5、并且，根据一实施例，在上述基础框架及滑动框架还分别附加比例尺和编码器印刷电路板，以控制滑动框架的x轴或y轴方向线性移送量。

6、并且，根据一实施例，上述xθ轴及yθ轴旋转移送模块分别包括：盖框架；旋转块，以能够旋转的方式设置在上述盖框架之间；以及压电执行器，在贯通上述盖框架来结合的状态下使旋转块向xθ轴或yθ轴方向旋转。

7、并且，根据一实施例，在上述旋转块的旋转轴一侧结合至少两个板簧，压电执行器以插在上述板簧之间的状态设置，通过上述压电执行器的动作，使板簧及旋转块向xθ轴或yθ轴方向旋转移送。

8、并且，根据一实施例，在上述盖框架及旋转块还分别附加比例尺和编码器印刷电路板，以控制旋转块的xθ轴或yθ轴方向旋转移送量。

9、并且，根据一实施例，上述夹持轴线性移送模块包括：夹持基础框架；压电执行器，沿x轴方向插在上述夹持基础框架；以及夹持滑动框架，通过上述压电执行器的动作向x轴方向线性移送。

10、并且，根据一实施例，在上述夹持基础框架及夹持滑动框架分别固定针夹的左右夹子中的一个，以根据上述夹持滑动框架的x轴方向线性移送来缩减或展开针夹的左右夹子之间的间隔的方式工作，以使针夹能够抓住或放下探针。

11、并且，根据一实施例，在上述夹持基础框架及夹持滑动框架还分别附加比例尺和编码器印刷电路板，以控制夹持滑动框架的x轴方向线性移送量。

12、如上所述的本发明具有如下的效果，即，附加在转盘式探针激光焊接装置的多轴夹持单元以微米为单位非常精密地向多轴方向，例如，x轴、y轴、xθ轴、yθ轴、夹持轴方向自由地进行直线或旋转运动，并可实现探针的拾取、浸渍、激光焊接处理，由此大幅度提高探针焊接工序的效率及精密度。

13、由此，本发明具有如下的效果，即，可应对日益微细化成微米单位的探针的激光焊接工序，不仅如此，在连续执行探针的拾取、浸渍、激光焊接等的工序的期间，可以使向非常微细且精巧的探针施加的物理损伤最小化。