칩 온 필름(COF)의 평탄도 및 표면 검사 방법 연구 :A Study on the Flatness and Surface Inspection Method of Chip on Film

김용관

자료유형: 학위논문

저자정보: 김용관 (충북대학교, 충북대학교 대학원)

지도교수: 이인환

발행연도: 2022

저작권: 충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수12

초록· 키워드

COF(Chip on Film)는 폴리이미드로 만들어진 필름 위에 회로패턴을 패턴의 구동반도체칩에 열압착하여 구현하여 상용화하는 반도체 패키징 방식의 분야이다. 소자구동반도체칩(Display Driver IC)은 디스플레이 패널의 화소를 제어하여 색상을 표현하는 칩으로, TV나 휴대폰과 같은 디스플레이 패널에 탑재된다. COF는 Flexible Film Type으로 고집적도를 위해 10마이크로선폭 패턴으로 구성되어 있다. COF는 패턴으로 구성된 SR(Solder Regist)과 반대쪽에 PI(Polyimide)로 구분되며, 약 1,000~12,000개의 제품을 릴 형태로 구성하여 실장 성능과 속도를 향상시킨다. 릴 구조는 유연한 소재로 만들어진 제품의 작동에 많은 어려움을 일으키며, 작동 중 추가적인 결함이 발생할 수 있다. 제품이 평평하지 않은 경우 자동검사를 위한 영상획득용 빛을 산란시킬 때 결상에 영향을 미치므로 제품의 평탄도를 유지하는 것이 가장 중요하다. 평탄도가 유지되면 제품에 대한 자동 육안 검사를 수행해야 하며 컬러 CCD 카메라를 사용하여 COF 특성을 명확하게 검사해야 한다. 본 연구에서는 색 특성 영상의 빨강, 초록, 파랑의 파장을 분리하여 다양한 유형의 결함을 찾는 데 적합한 검사 방법을 제안한다. 그의 논문은 위에서 언급한 COF의 자동 검사에 최적화된 평탄도 유지를 위한 공압 시스템과 제품의 결함 감지를 위한 조명, 렌즈, 카메라를 포함하는 자동 검사 시스템을 제안한다. 제안하는 방법은 레귤레이터를 사용하는 공압 시스템을 사용하여 제품의 평탄도를 유지한다. 이 시스템은 바닥에서 노즐을 통해 다른 압력을 가하여 COF 높이를 일정하게 유지할 수 있다. 이 시스템에서는 CCD 카메라를 측면에 설치하여 COF의 높이를 측정하고 공압 레귤레이터에 의해 균일하게 조정되도록 공압을 설정한다. 2nd CCD 카메라는 COF 높이 측정에만 사용된다. 검사 카메라 초점의 사양은 270 마이크로미터 이고 측정 결과는 최소 -57 마이크로미터에서 최대 50 마이크로미터 의 초점 거리 내에 있습니다. COF는 초점 거리 내에서 유지됩니다.
이 검사 시스템은 결함 감지 능력을 향상시키고 COF의 품질을 향상시킨다. COF 리드 사이의 너비를 측정하는 방법이 제안한다. 리드의 거리를 측정하기 위해 서브픽셀 알고리즘을 사용하였다. 측정 결과 실제 거리와 1마이크로미터 미만의 차이가 발생하였다. 컬러 이미지는 COF의 육안 검사에 사용된다. 이 연구에서는 색상 채널을 분리하여 결함을 검사한다. 색상 채널 분리 방법으로 감지가 향상되었다.

COF (Chip on film) is a field of semiconductor packaging type that implements circuit pattern on top of film made of polyimide with thermal compression at the driving semiconductor chip of the pattern to commericialze it. A device driving semiconductor chip (Display Driver IC) is a chip that controls pixels of display panel to express colors, and is mounted on a display panel such as a TV or mobile phone. COF is a flexible film type and consists of a 10 line width pattern for high integration. COF is divided into SR (Solder Regist) composed of a pattern and PI (Polyimide) on the opposite side, and about 1,000~12,000 products are configured in the form of a reel to improve mounting performance and speed. The reel structure causes many difficulties in the operation of products made of flexible materials, and additional defects may occur during operation. If the product is not flat, it is most important to maintain the flatness of the product because it affects imaging when scattering the light for image acquisition for automatic inspection. If the flatness is maintained, an automatic visual inspection of the product should be carried out, and a color CCD camera is used to inspect COF characteristics clearly. With separating the wavelengths of red, green, and blue of the image of the color characteristics, this study proposes an inspection method suitable for finding of various types of defects.
This paper proposes a pneumatic system for maintaining flatness optimized for automatic inspection of COF mentioned above and an automatic inspection system including lighting, lens and camera for detection of product’s defect. The proposed method uses a pneumatic system using regulator to maintain the flatness of the product. This system applies different pressures from the bottom through the nozzle so that the COF height can be kept constant. In this system set the CCD camera on the side to measure the height of the COF, and set the pneumatic pressure to be uniformly adjusted by the pneumatic regulator. The 2nd CCD camera is used only for COF height measurement. The specification of the inspection camera focus is 270 and the measurement results are within the focal length with a minimum of -57 and a maximum of 50 . The COF is maintained within the focal length.
This inspection system improves the ability of defect detection and increases the quality of the COF. A method to measure the width between the COF leads was proposed. To measure the distance of the 4 lead used sub-pixel algorithm. As a result of the measurement, the difference occurred under 1 from the actual distance. Color images are used for visual inspection of the COF. In this study, color channels are separated and defects are inspected. The detection was improved by the color channel separation method.

#평탄도 #심도 #측정 #컬러영상 #결함검출

Abstract iii
List of figures v
List of tables x
Ⅰ. 서 론
1.1 연구 배경 1
1.2 COF 개요 3
1.3 연구동향 및 목표 8
Ⅱ. COF 평탄도 측정 시스템 연구
2.1 COF 평탄도 12
2.2 평탄도 측정 방법 15
2.3 평탄도 측정 기구 18
2.4 영상 처리 과정 20
2.5 평탄도 측정 24
Ⅲ. COF 표면 검사 시스템 연구
3.1 표면 검사 시스템 27
3.1.1 칩 온 필름(COF) 검사 시스템 개요 27
3.1.2 리드 측정 및 보정 28
3.1.2.1 리드 측정 과정 28
3.1.2.2 리드 경계 추출 31
3.1.2.3 리드 측정 장치 보정 (Calibration) 39
3.1.3 COF 영상 컬러 채널 46
3.2 COF 표면 결함 검사 54
3.2.1 SR 칩 표면 결함 검출 방법 54
3.2.2 SR 패턴 표면 결함 검출 57
3.2.3 SR 표면 결함 검출 61
3.2.4 PI 표면 결함 검출 66
3.2.5 결함 검출 소프트웨어 70
Ⅳ. COF 검사 결과 및 분석
4.1 평탄도 실험 및 분석 72
4.2 리드 측정 및 분석 75
4.3 표면 결함 검출 및 분석 78
V. 결 론 83
참고문헌 85

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