KR100196366B1 - Solder ball adhesion method, and its apparatus of ic package - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 집적회로 패키지의 솔더볼 안착방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 솔더볼 안착방법은, 흡착장치(20)를 솔더볼공급장치(30)에 대향시키는 공정, 솔더볼(31)이 내장된 솔더볼옹급장치(30)의 하부에 형성한 제2진공실(34)을 진공으로 만들어 솔더볼(31)을 흡착하는 공정, 흡착한 솔더볼(31)을 승강구(33)에 의하여 상승시킴과 동시에 솔더볼 공급장치(30) 전체를 좌우 요동시키는 공정, 흡착장치(20)를 솔더볼공급장치(30)에 대향시켜 솔더볼(31)을 흡착장치(20)에 이전시키는 공정, 이전된 솔더볼(31)을 패키지(10)의 상면에 형성한 플럭에 안착시키는 공정으로 이루어지며, 본 발명에 따른 장치는, 하면에는 통공(21)이 형성된 흡착판(22)을 가지며 내부는 진공실(23)을 형성하여 패키지(10)의 상부에서 수직 및 수평이동이 가능하게 구성한 흡착장치(20)와; 솔더볼(31)을 수용하는 케이스(36)와, 케이스(36)의 하측에 제2진공실(34)을 형성하여 승강 가능하게 구성한 승강구(33)와, 제2진공실(34) 상면에 형성한 제2흡착판(35)을 포함하여 전체적으로 요동가능하게 구성한 솔더볼공급장치(30)를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 자동화에 의한 방법으로 대량으로 또한 정확한 솔더볼의 안착이 가능한 장점이 있다.The present invention relates to a solder ball seating method and apparatus for a semiconductor integrated circuit package, the solder ball seating method according to the present invention, the process of opposing the adsorption device 20 to the solder ball supply device 30, the solder ball 31 is embedded A process of adsorbing the solder balls 31 by vacuuming the second vacuum chamber 34 formed in the lower portion of the solder ball feeding device 30, raising the sucked solder balls 31 by the lifting holes 33, and simultaneously supplying the solder balls. (30) The process of rocking the whole left and right, the process of transferring the solder ball 31 to the adsorption device 20 by opposing the adsorption device 20 to the solder ball supply device 30, the packaged solder ball 31 (10) The device according to the present invention comprises a suction plate 22 having a through hole 21 formed therein and a vacuum chamber 23 formed therein to form a package 10. Adsorption field configured to move vertically and horizontally from the top Tooth 20; A case 36 formed on the upper surface of the second vacuum chamber 34 and a case 36 for accommodating the solder balls 31, a hatch 33 configured to form a second vacuum chamber 34 below the case 36, and to be elevated. It characterized in that it has a solder ball supply device 30 configured to be able to swing as a whole including a suction plate (35). According to the present invention there is an advantage that can be seated in a large amount and accurate solder ball by an automated method.
Description
본 발명은 집적회로 패키지의 솔더볼(solder ball) 안착 방법 및 그에 따른 장치에 관한 것으로, 특히 많은 솔더볼을 한번에 집적회로 패키지에 정확히 또한 편리하고 신속하게 안착시킬 수 있도록 한 자동화 된 집적회로 패키지의 솔더볼 안착 방법 및 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solder ball seating method of an integrated circuit package and a device therefor, and more particularly, to solder ball seating of an automated integrated circuit package that allows a large number of solder balls to be accurately and conveniently and quickly seated in an integrated circuit package at one time. A method and apparatus are disclosed.
일반적으로 집적회로 패키지 중에 BGA(ball grid array) 패키지는 그 배면에 솔더볼 안착홀이 형성되어 있어 솔더볼을 안착하고 이를 접속한다. 이때, 솔더볼은 한 패키지당 수백 내지 수천개의 솔더볼 안착홀에 안착되어 신호인출 단자로 사용된다.In general, a ball grid array (BGA) package in an integrated circuit package has solder ball seating holes formed on a rear surface thereof to seat and connect solder balls. At this time, the solder ball is seated in the hundreds to thousands of solder ball seating holes per package is used as a signal extraction terminal.
이러한 BGA 패키지는 배면에 다수의 솔더볼 안착홀이 있어 솔더볼을 일일이 손으로 하나씩 안착시키거나 티져(tweezew)나 핀셋등으로 안착시킨다. 이렇게 함으로서, 다수의 솔더볼 안착홀에 솔더볼을 안착시키는데는 작업시간이 지나치게 많이 소요되어 생산성이 저하되고 솔더볼이 패키지의 안착홀에 정확히 안착되지 않는 불량이 발생한다.The BGA package has a number of solder ball seating holes on the back, so that solder balls can be seated one by one or by teaser or tweezers. By doing so, it takes too much time for the solder balls to be seated in the plurality of solder ball seating holes, resulting in a decrease in productivity and a defect in which solder balls are not correctly seated in the seating holes of the package.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명자에 의한 선출원 기술로는 솔더볼보관함 아래에 상부안착구와 하부안착구를 설치하고 그 아래에 집적회로 패키지를 위치시켜 상부안착구의 좌우 이동에 의하여 솔더볼을 한꺼번에 패키지에 안착되로록하는 장치가 있다.In order to solve the above problems, the present application technology of the present inventors is to install the upper seating hole and the lower seating hole under the solder ball storage box, and to place the integrated circuit package under the solder ball package at the same time by the left and right movement of the upper seating hole There is a device to rest on.
그러나 이것 역시 그 작업상의 번거로움이 뒤따르고 정확한 솔더볼의 안착이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.However, this also has a problem that the work is cumbersome and the correct settlement of the solder ball is not made.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하도록 한 새로운 방법에 의한 솔더볼의 안착 방법을 제공함과 동시에 그에 따른 장치를 제공하여, 자동화에 의한 매우 신속한 솔더볼의 안착작업이 이루어질 뿐만 아니라 정확한 솔더볼의 안착이 가능토록한 것으로 이하 첨부 도면에 의거 본 발명을 상술한다.The present invention provides a method for seating a solder ball according to a new method to solve the above problems and at the same time provides a device according to the above, as well as a very fast solder ball mounting work by automation is possible to ensure the correct mounting of the solder ball The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도 내지 제5도는 본 발명에 따른 방법 및 장치를 동작순으로 나타낸 도면.1 through 5 illustrate, in order of operation, a method and apparatus according to the present invention.
제6도의 (a)-(d)는 본 발명에 따른 흡착판(22)의 통공(21) 입구의 형상을 예로써 나타낸 요부 단면도.(A)-(d) of FIG. 6 is sectional drawing of the principal part which showed the shape of the opening of the through-hole 21 of the adsorption plate 22 which concerns on this invention as an example.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 패키지 20 : 흡착장치10: package 20: adsorption device
21 : 통공 22 : 흡착판21: through hole 22: adsorption plate
23 : 진공실 30 : 솔더볼 공급장치23: vacuum chamber 30: solder ball supply device
31 : 솔더볼 33 : 승강구31: solder ball 33: hatch
34 : 제2진공실 35 : 제2흡착판34: second vacuum chamber 35: second suction plate
36 : 케이스36 case
제1도 내지 제5도는 본 발명에 따른 솔더볼의 안착장치와 그의 안착방법을 설명하는 공정도면이다.1 to 5 are process drawings for explaining a solder ball seating device and a mounting method thereof according to the present invention.
본 발명에 따른 솔더볼의 안착 방법은, 흡착장치(20)를 솔더볼공급장치(30)에 대향시키는 공정, 솔더볼(31)이 내장된 솔더볼공급장치(30)의 하부에 형성한 제2진공실(34)을 진공으로 만들어 솔더볼(31)을 흡착하는 공정, 흡착한 솔더볼(31)을 승강구(33)에 의하여 상승시킴과 동시에 솔더볼 공급장치(30) 전체를 좌우 요동시키는 공정, 흡착장치(20)를 솔더볼공급장치(30)에 대향시켜 솔더볼(31)을 흡착장치(20)에 이전시키는 공정, 이전된 솔더볼(31)을 패키지(10)의 상면에 형성한 플럭에 안착시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the solder ball mounting method according to the present invention, the process of opposing the adsorption device 20 to the solder ball supply device 30, the second vacuum chamber 34 formed in the lower portion of the solder ball supply device 30 in which the solder ball 31 is embedded. ) Vacuum adsorbs the solder ball 31, raises the adsorbed solder ball 31 by the lifting hole 33 and at the same time swings the entire solder ball supply device 30 left and right, adsorption device 20 And a process of transferring the solder ball 31 to the adsorption device 20 so as to face the solder ball supply device 30, and seating the transferred solder ball 31 on the flocks formed on the upper surface of the package 10. do.
또한 본 발명에 따른 장치에 대한 주요 구성은, 하면에는 통공(21)이 형성된 흡착판(22)을 가지며 내부는 진공실(23)을 형성하여 패키지(10)의 상부에서 수직 및 수평 이동이 가능하게 구성한 흡착장치(20)와; 솔더볼(31)을 수용하는 케이스(36)와, 케이스(36)의 하측에 제2진공실(34)을 형성하여 승강 가능하게 구성한 승강구(33)와, 제2진공실(34) 상면에 형성한 제2흡착판(35)을 포함하여 전체적으로 요동가능하게 구성한 솔더볼공급장치(30)를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the main configuration for the device according to the present invention, the lower surface has a suction plate 22 is formed with a through-hole 21 and the inside forms a vacuum chamber 23 configured to enable vertical and horizontal movement in the upper portion of the package 10 Adsorption device 20; A case 36 formed on the upper surface of the second vacuum chamber 34 and a case 36 for accommodating the solder balls 31, a hatch 33 configured to form a second vacuum chamber 34 below the case 36, and to be elevated. It characterized in that it has a solder ball supply device 30 configured to be able to swing as a whole including a suction plate (35).
이하에서는, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
제1도에 도시한 바와 같이, 먼저 본 발명에 따른 장치는 패키지(10)의 상부에서 승강 및 좌우 이동을 하는 흡착장치(20)와, 상기한 흡착장치(20)에 대응하여 솔더볼을 공급하는 솔더볼 공급장치(30)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, first, the apparatus according to the present invention is configured to supply a solder ball in correspondence with an adsorption device 20 which moves up and down and moves left and right at the top of a package 10, and the adsorption device 20. It consists of a solder ball supply device (30).
흡입장치(20)에는, 패키지(10)의 솔더볼 형성 위치에 상응하는 위치와 갯수로 이루어지는 다수의 통공(21)을 갖는 흡착판(22)이 설치된다. 통공(21)은 솔더볼(31)의 볼 직경 보다 작게 형성시켜, 흡착장치(20)에 의한 솔더볼(31)의 흡착이 이루어질때 솔더볼(31)에 흡착판(22)의 통공(21) 내로 들어가지 않고 통공(21)의 입구에 걸리도록 한다.The suction device 20 is provided with a suction plate 22 having a plurality of through holes 21 formed of a number and a position corresponding to the solder ball forming position of the package 10. The through hole 21 is formed to be smaller than the ball diameter of the solder ball 31, so that the adsorption of the solder ball 31 by the adsorption device 20 does not enter the through hole 21 of the suction plate 22 into the solder ball 31. Without being caught by the inlet of the through-hole (21).
제6도는, 통공(21)의 입구 형태를 여러 실시예로써 나타낸 것이다. (a)에서 는 단순히 통공(21) 만으로 이루어지게 하였고, (b)에서는 통공(21)의 입구에 반구면 형태의 구면부(21A)를 형성시켜 솔더볼(31)의 흡착이 더욱 양호하도록 하였고, (c) 도면에서는 사각형상의 흠이 입구에 형성되도록 단차부(21B)를 구성하였고, (c) 도면의 변형인 (d) 도면에서는 단면상으로 보아 개략 사다리꼴 형태의 경사진 경사부(21C)를 형성하였다. 이들은 단지 예시적인 것으로 그 외의 다른 여러 변형 실시도 가능함은 물론이다.6 shows the inlet form of the through hole 21 in various embodiments. In (a) it was simply made of the through hole 21, in (b) to form a hemispherical spherical portion 21A at the inlet of the through hole 21 to better absorb the solder ball 31, (c) In the drawing, the stepped portion 21B is formed so that a square flaw is formed at the inlet. (c) In the drawing (d), which is a variation of the drawing, the inclined portion 21C having a rough trapezoidal shape is formed. It was. These are merely exemplary and various other modifications may be made, of course.
한편, 흡착장치(20)는 패키지(10)의 상부에서 가로 및 수직으로 이송가능하게 구성시킨다. 또한 흡입장치(20)의 내부는 진공실(23)이 형성되도록 하였다.On the other hand, the adsorption device 20 is configured to be transported horizontally and vertically from the top of the package 10. In addition, the inside of the suction device 20 is to form a vacuum chamber (23).
솔더볼 공급장치(30) 내에는 수많은 솔더볼(31)이 내장되어 있고, 그의 하단에는 승강구(33)가 형성되어 있다. 승강구(23)는 피스톤 식으로 승강이 가능하며, 그의 내부에는 제2진공실(34)을 형성하고 있으며, 제2진공실(34)의 상단에는 제2흡착판(35)이 형성된다. 제2흡착판(35)은 흡착장치(20)에의 흡착판(22)과 동일한 구조로 대응하는 위치에 형성된다. 솔더볼 공급장치(30) 전체는 하단의 일정한 지점을 기점으로 하여 좌우 요동이 가능하게 구성시킨다.A large number of solder balls 31 are embedded in the solder ball supply device 30, and a hatch 33 is formed at the lower end thereof. The lifting hole 23 may be lifted and retracted by a piston type, and a second vacuum chamber 34 is formed therein, and a second suction plate 35 is formed at an upper end of the second vacuum chamber 34. The second adsorption plate 35 is formed at a corresponding position in the same structure as the adsorption plate 22 to the adsorption device 20. The whole solder ball supply device 30 is configured to be able to swing left and right from a predetermined point at the bottom.
상술한 본 발명의 구성에 따른 솔더볼의 안착 방법을 이하 설명한다.The mounting method of the solder ball which concerns on the structure of this invention mentioned above is demonstrated below.
먼저, 제1도에서, 흡착장치(20)는 솔더볼공급장치(30) 쪽으로 가져가 상호 대향하는 위치에 오도록 한다. 이때 흥착장치(20)는, 그 진공실(23) 내부를 진공으로 만들기 위한 작동을 아직 시키지 않는다. 이때 솔더볼공급장치(30)에서는 그의 하단에 형성한 흡입구(32)를 통하여 제2진공실(34)을 진공으로 만든다. 그러면 진공에 따른 흡입 동작이 이루어져 케이스(36) 내의 솔더볼(31)이 제2흡착판(35)의 표면에 들러붙게 된다.First, in FIG. 1, the adsorption device 20 is brought to the solder ball supply device 30 so as to be in mutually opposite positions. At this time, the bargaining device 20 does not operate yet for making the inside of the vacuum chamber 23 into a vacuum. At this time, the solder ball supply device 30 makes the second vacuum chamber 34 into a vacuum through the suction port 32 formed at the lower end thereof. Then, the suction operation is performed according to the vacuum, and the solder balls 31 in the case 36 adhere to the surface of the second suction plate 35.
그리고 제2도에서 보듯이, 승강구(33)를 상승시킴과 동시에 솔더볼공급장치(30) 전체를 좌우로 요동시킨다. 그러면, 제2흡착판(35)에 다수 무질서하게 올라와 붙어 있던 솔더볼(31)이, 제2흡착판(32)의 각각의 통공에 각각 하나씩 질서 있게 흡착배열된다. 즉 이는 불필요한 솔더볼(31)을 털어내는 동작과 유사하다.As shown in FIG. 2, the lifting hole 33 is raised and the whole solder ball supply device 30 is rocked from side to side. Then, the solder balls 31, which are attached to the second adsorption plate 35 in a large number and in random order, are arranged in an orderly manner in the respective through holes of the second adsorption plate 32, respectively. In other words, this is similar to the operation to shake off the unnecessary solder ball (31).
그리고, 승강구(33)를 완전히 상승시켜 케이스(36)의 상면 이상으로 올라가게 하여 제2흡착판(35)에 흡착되지 않은 다른 솔더볼(31)들에 의한 간섭을 배제함과 동시에 그의 상부에서 대향 위치하고 있던 흡착장치(20)를 하강시켜, 솔더볼공급장치(30)와 상호 접하도록 위치시킨다. 이 공정에서 흡착장치(20)는 진공흡입 동작이 작동을 하여, 진공실(23)을 진공으로 만들어 주게 되어, 대향하여 위치하고 있는 제2흡착판(35)에 붙어 있는 솔더볼(31)을 건내주듯이 흡착한다. 이 솔더볼(31)을 흡착장치(20)에 옮길 때에는 솔더볼공급장치(30)에서의 진공흡입은 해제상태로 있는다.Then, the hatch 33 is fully raised to rise above the upper surface of the case 36 to eliminate interference by the other solder balls 31 that are not adsorbed on the second suction plate 35 and at the same time facing the upper side thereof. The adsorption device 20 was lowered and placed in contact with the solder ball supply device 30. In this process, the suction device 20 operates the vacuum suction operation to make the vacuum chamber 23 into a vacuum, and sucks the solder balls 31 attached to the second suction plates 35 opposite to each other. . When the solder ball 31 is transferred to the adsorption device 20, vacuum suction in the solder ball supply device 30 is in a released state.
마지막으로, 솔더볼(31)을 넘겨 받은 흡입장치(20)는 상부로 상승한후, 다시 도면에서 좌측으로 이동하여 패키지(10)의 상부에 위치하고 다시 하강하여 패키지(10)의 상면에 형성된 플럭스에 솔더볼(31)을 안착시킨다. 이 안착은 읍착장치(20)에의 진공을 해제하여서 솔더볼을 패키지(10)에 안착시킨다.(제5도)Lastly, the suction device 20 which has received the solder ball 31 is raised to the upper side, and then moved to the left side again in the drawing, positioned on the upper portion of the package 10, and lowered again to solder balls on the flux formed on the upper surface of the package 10. Seat (31). This seating releases the vacuum to the mounting apparatus 20 and seats the solder ball on the package 10. (FIG. 5)
이때 흡착판(22)에 형성한 통공(21) 위치와 패키지(10) 상면에의 솔더볼 안착을 위한 플럭스의 형성 위치는 미리 정확히 일치하도록 구성하였기 때문에 한치의 오차도 없이 각각의 플럭스 형성 부위에 정확히 솔더볼이 하나써 안착된다.At this time, the position of the through-hole 21 formed on the suction plate 22 and the position of the flux for seating the solder ball on the upper surface of the package 10 are configured to match each other in advance so that the solder balls are precisely formed at each flux-forming part without any error. This one is settled down.
이상과 같은 본 발명의 장치 구성 및 그에 따른 작업 방법에 의하면, 매우 정확한 솔더볼의 안착작업이 이루어진다. 다시 말해, 패키지(10)의 소정의 솔더볼(31) 형성위치에 정확히 한개씩의 솔더볼(31) 만이 균일하고 정밀하게 안착이 이루어지는 장점이 있다.According to the device configuration and the working method according to the present invention as described above, a very accurate mounting of the solder ball is made. In other words, there is an advantage in that only one solder ball 31 is accurately and precisely seated at a predetermined solder ball 31 forming position of the package 10.
또한 본 발명에 따른 솔더볼 안착방법 및 그 장치에 의하면, 자동화된 솔더볼 안착작업에 의하여 단위 시간당의 생산성이 향상되고 장치의 자동화에 기여할 수 있는 효과가 있으며, 또한 그에 의하여 생산된 제품은 불량률이 거의 없어 제품의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the solder ball seating method and the device according to the present invention, the productivity per unit time is improved by the automated solder ball seating operation and contribute to the automation of the device, and the product produced thereby has almost no defect rate There is an effect that can further improve the reliability of the product.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090216 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |