KR100231750B1 - 납땜볼을 기판의 전극 또는 전자소자에 탑재하는 방법 및 장치 - Google Patents

납땜볼을 기판의 전극 또는 전자소자에 탑재하는 방법 및 장치 Download PDF

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모리시다 요이치
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Abstract

픽업헤드(11)는 진공흡착력에 의해 납땜볼 공급부로(15)로 부터 다수의 납땜볼(1)을 픽업하는 흡착공(9)을 지닌 하면을 지닌다. 픽업헤드(11)는 이들 납땜볼(1)을 켄베이어 (8)에 위치한 기판(4)상에 형성된 전극(5)에 탑재한다. 다음, 납땜볼(1)이 카메라(21)아래로 반송된다. 카메라(21)은 각각의 전극(5)이 납땜볼(1)을 탑재했는지 여부를 점검하기위해 기판(4)의 상면을 감시한다. 흡착헤드(31)는 이 탑재가 미스가 있었던 전극(5)이 카메라(21)에의해 검출될때, 탑재해야할 납땜볼이 결락된 탑재가 미스가 있었던 전극에 보충용 납땜볼(1)을 탑재한다. 모든 전극(5)이 납땜볼(1)을 탑재한후에, 기판(4)이 컨베이어(8)에의해 각각의 납땜볼(1)이 가열되고 용융되어 납땜범프(1')을 전극(5)에 형성하는 노(40)에 반송된다.

Description

[발명의 명칭]
납땜볼을 기판의 전극 또는 전자소자에 탑재하는 방법 및 장치
[발명의 상세한 설명]
[발명의 목적]
본 발명은 납땜 범프을 형성하기위해 납땜볼을 기판 또는 이에 비교할만한 전자부품과 같은 워크피스(workpiece)의 상면상의 해당 전극을 탐재하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
정밀 전자 부품 실장 기술의 분야에서, 최근 개발된 기술은 단자를 형성하거나 이를 기판 또는 이에 상응하는 전자부품에 접속하는 납땜볼의 이용이다. 기판의 전극상에 이러한 납땜볼을 반송하고 탐재하는 하나의 일반적인 방법은 처리대상의 워크피스의 전극만큼 흡착헤드에 다수의 흡착공을 설치하는 단계와; 볼 저류실로부터의 납땜볼을 흡착헤드의 흡착공에 흡착하는 단계와; 이 흡착헤드를 이동함으로써 흡착된 납땜볼을 워크피스에 반송하여 탑재하는 단계를 구비한다.
제14도는 납땜볼을 워크피스의 전극에 탑재하는 일반적인 종래의 탑재장치를 도시한 측면도이다. 참조번호(1)는 범프의 소재로 볼용기(2)에 저류된 다수의 납땜볼을 나타낸다.
참조번호(3)은 상하 이동 수단(도시하지 않음)에 의해 상하작동을 행하는 픽업헤드를 나타낸다. 픽업헤드(3)는 다수의 흡착공을 지닌 하면에의해 덮여진 내부 중공 공간을 갖는다. 각각의 흡착공은 직경이 납땜볼(1)의 직경보다 작은 원형의 개구부를 가진다. 이들 흡착공에 납땜볼을 흡착하기위해, 픽업헤드(3)의 내부 중공 공간에 진공이 도입된다.
납땜볼(1)이 픽업헤드의 하면에 흡착된후에, 상하 이동수단에 의해 위로 이동한 다음, 픽업헤드(3)가 클램프(6)에 의해 클램프된 기판(4)로서의 워크피스 바로위에 위치할때까지, 픽업헤드(3)는 이동 테이블(도시하지 않음)에 의해 수평으로 이동한다. 다음, 납땜볼(1)이 기판(4)의 해당 전극(5)에 도달할 때까지 픽업헤드(3)은 하강한다음, 진공의 공급이 정지되어 납땜볼(1)이 해당 전극(5)에서 낙하하므로, 동시적인 일괄 탑재 작동을 성취할수 있다.
픽업헤드(3)의 하면상의 다수의 구멍의 배열은 전극(5)의 패턴에 따라 결정되어 납땜볼(1)을 이들 흡착공 모두에 정확히 픽업하고, 또한 실패없이 반송된 납땜볼(1)의 모드를 해당전극(5)상에 정확히 낙하하는 것이 기본적으로 필요하다.
그러나, 상술한 종래의 방법에서는, 납땜볼의 어느것이 픽업헤드(3)의 구멍으로 부착된다는 문제가 있다.
특히, 어느 경우에는, 납땜볼(1)이 바람직하지 않게 너무 깊이 흡착공에 걸려서, 각각의 납땜볼(1)이 소정의 진공압력으로 흡착공에 강제로 흡착될때, 너무 소프트하여 변형을 방지 할수 없어서, 이들 납땜볼(1)이 흡착헤드(3)로 부터 해제되지 않는다.
특히, 픽업헤드(3)로 부터 기판(4)상으로의 모든 납땜볼을 탐재하거나 반송하는데 실패를하게 되면, 탐재해야할 납땜볼(1)을 미싱한 하나이상의 전극(5)을 갖는 결함이 있는 기판(4)이 바람직하지 않게 생산되게 된다.
기판(4)의 전극(5)상에 탐재된후에, 납땜볼(1)은 각각의 전극에 범프를 형성하기위해 가열 및 용융된다. 일반적으로, 전극에 플럭스을 도포하는 도포단계와, 납땜볼(1)을 가열, 용융 및 고화하는 범프 형성단계를 포함하는 일련의 단계에의해 전극(5)사에 범프를 형성한다. 그러나, 가장 진보한 탑재기술은 일련의 연속적인 작동으로 이들 모든 단계을 자동으로 수행하는 수준에 머물러 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
따라서, 선행기술의 상술한 문제를 고려하여, 본발명의 주요 목적은 탑재작동에서 어떠한 실패도 야기하지 않고 워크피스상의 지정된 전극상에 납땜볼을 정확하게 탑재하는 납땜볼 탑재 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 연속적인 작동으로 플럭스 도포 단계와, 범프 탑재 단계를 포함하는 모든 탑재단계를 자동으로 수행하는 납땜볼 탑재 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 목적과 기타 관련 목적을 성취하기위해, 본 발명의 제1태양은 탑재수단이 다수의 납땜볼을 워크피스의 표면에 형성된 다수의 전극상에 일괄적으로 탑재하는 신규한 납땜볼 장치를 제공하는 것이다. 탑재 미스 검사 수단은 탑재수단에 의해 탑재미스의 존재를 검사하고, 보충용 탑재수단은 탑재되어야 할 납땜볼이 결락된 탑재 미스가 있었던 전극이 탑재미스검사 수단에의해 검출될 때, 상기 탑재미스가 있었던 전극에 보충용 납땜볼을 탑재한다.
바람직한 실시예의 특징에 따라, 워크피스의 전극상에 납땜 범프을 형성하기 위해 납땜볼을 가열하고 용융하는 노가 마련되어 있다.
워크피스은 소정의 반송방향으로 선형적으로 배열된 컨베이어에의해 반송되고 이에 따라 탑재수단, 탑재 미스 검사수단 및 보충용 탑재 수단이 컨베이어의 좌측측으로부터 하류측으로 이순서대로 배열 되어 있다.
탑재수단은 반송방향에 직교하는 방향으로 이동 테이블에 의해 이동되고, 탑재수단은 납땜 볼회수부로부터 납땜 볼을 픽업하고, 이 납땜볼을 컨베이어상에 정지된 워크피스의 전극상에 탑재하는 픽업헤드를 포함한다.
탑재 미스 검사수단은 XY면 이동 장치와, 이 XY면 이동장치로부터 뻗은 카메라를 포함한다. 이 카메라는 XY면을 따라 컨베이어상에 정지된 워크피스위로 이동한다.
보충용 탑재수단은 XY면 이동장치와 이 XY면 이동장치로부터 뻗은 흡착헤드를 포함한다. 흡착헤드는 보충용 납땜볼 회수부로로부터 보충용 납땜볼을 픽업하고 이 보충용 납땜볼을 탑재 미스가 있었던 전극상에 탑재 한다.
또한, 본 발명의 제2태양은 컨베이어가 워크피스을 반송하는 신규한 납땜볼 탑재 장치를 제공하는 것이다. 납땜볼 회수부, 워크피스 위치결정부 및 플럭스 저류부가 컨베이어의 반송방향에 직교하는 선상에 배열되어 있다. 픽업헤드는 납땜볼 회수부로부터 다수의 납땜볼을 픽업하고, 다수의 납땜볼을 워크피스의 표면상에 형성된 다수의 전극에 일괄적으로 픽업한다. 도포헤드가 플럭스 저류실로부터 플럭스을 꺼내어서 이 플럭스를 워크피스의 전극에 도포한다. 이동테이블은 컨베이어의 반송방향에 직교하는 방향으로 픽업헤드와 도포헤드을 이동한다.
탑재 미스검사수단은 픽업헤드에 의해 탑재미스의 존재를 검사한다. 탑재해야할 납땜볼이 결락된 탑재미스가 있었던 전극이 탑재 미스 검사수단에 의해 검출될때, 상기 탑재미스가 있었던 전극에 보충용 납땜볼을 탑재한다. 그리고, 탑재 미스 검사 수단과 보충용 탑재수단은 납땜볼 회수부, 워크피스 위치결정 장치 및 플럭스 저류실의 우측에에 배치되어 있다.
바람직한 실시예의 특성에 따라, 보충용 탑재 수단의 우측에는 노가 설치되어 있다. 이 노는 워크피스의 전극상에 납땜 범프를 형성하기위해 납땜볼을 가열하고 용융한다.
탑재미스의 존재에 응답하여 광학 수단이 마련되는 것이 바람직 하다.
또한, 본 발명의 제3태양은 픽업헤드는 다수의 흡착공을 가지는 하면을 지니는 상기 픽업헤드에 의해 납땜볼 회수부로부터 다수의 납땜볼을 픽업하는 단계와; 상기 픽업헤드에 의해 픽업된 상기 다수의 납땜볼의 하면에 또는 워크피스에 형성된 다수의 전극의 상면에 플럭스를 도포하는 단계와; 상기 픽업헤드에 의해 워크피스의 다수의 전극상에 다수의 납땜볼을 탑재하는 단계와; 탑재가 미스된 전극이 검사에 의해 검사될때, 탑재해야할 납땜볼이 결핍된 탑재 미스된 전극상에 보충용 납땜볼을 탑재하는 단계를 구비하는 신규한 납땜볼 탑재 방법을 제공하는 것이다.
바람직한 실시예의 특성에 따라, 납땜볼을 형성하기 위해 상기 납땜볼을 가열하고 용융하는 노에 워크피스을 반송함으로써 납땜범프을 워크피스의 전극상에 형성하는 단계가 마련되어 있다.
검사단계는 워크피스을 반송하는 컨베이이어을 따라 배설된 탑재 미스 검사 수단에 의해 수행된다.
보충용 탑재 단계는 컨베이어을 따라 배설된 보충용 탑재 장치에 의해 수행된다. 이 보충용 탑재 장치는 미스검사수단에 의해 우측에 마련된다.
플럭스 도포 단계는 픽업 헤드에 의해 수행된다.
플럭스 도포 단계는 픽업 헤드로부터 소정의 거리로 공간을 둔 도포 헤드에의해 수행된다.
이 경우에, 픽업헤드와 도포헤드는 워크피스을 반송하는 컨베이어의 반송방향에 수직한 방향을 따라 이동한다. 픽업헤드는 픽업 단계를 수행하는 반면, 도포헤드는 플럭스 도포단계를 동시에 수행한다.
다수의 납땜볼이 워크피스의 전극에 탑재되기 전에 픽업 헤드의 픽업에러을 검사하는 단계가 마련되어 있다.
또한, 다수의 납땜볼이 워크피스의 전극에 탑재되기 전에 픽업헤드의 픽업미스를 검사하는 단계가 마련되어 있다.
또한, 어떠한 픽업 에러가 검출될때, 탑재단계를 재시도하는 단계가 마련되어 있다. 재시도의 수가 소정의 수에 이르면, 탑재단계를 강제적으로 정지하는 단계를 마련하는 것이 바람직하다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명의 상기, 기타 목적, 특성 및 장점을 수반한 도면을 참고로하면서 설명함으로써 다음 상세한 설명이 분명해 질 것이다.
제1도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 장치의 개략적인 장치를 도시한 평면도.
제2도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프형성 방법의 단계를 도시한 도면.
제3도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성 방법의 또다른 단계를 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성 방법의 또다른 단계를 도시한 도면.
제5도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성 방법의 또다른 단계를 도시한 도면.
제6도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성 방법의 또다른 단계를 도시한 도면.
제7도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성 방법의 또다른 단계를 도시한 도면.
제8도는 본 발명의 제2실시예의 납땜봉 탑재 장치의 개략적인 장치을 도시한 평면도.
제9도는 본 발명의 제2실시예의 납땜 탑재 장치에 장비된 픽업헤드와 광학 장치을 도시한 사시도.
제10도는 본 발명의 제2실시예의 납땜 볼 탑재 장치에 장비된 픽업헤드와 광학 장치을 도시한 단면도.
제11도는 본 발명의 제2실시예의 납땜볼 탑재 장치에의해 수행되는 플럭스 도포 작동을 도시한 도면.
제12도는 본 발명의 제2실시예의 납땜볼 탑재 장치에 의해 수행된 플럭스 도포 작동을 도시한 도면.
제13도는 발명의 제2실시예의 납땜볼 탑재 장치의 도포 헤드에 포함된 크리닝 장치를 도시한 단면도.
제14도는 종래의 납땜볼 탑재 장치을 도시한 측면도.
제15도는 본 발명의 제1실시예의 납땜 볼 탑재 및 범프 형성 장치의 제어기에 의해 수해된 메인 루우틴을 도시한 흐름도.
제6도는 본 발명의 제1실시예의 납땜 볼 탑재 및 범브 형성 장치의 제어기에 의해 수행된 미스 검사 및 보충용 탑재 서브 루우틴의 상세한 흐름도.
제17도는 본 발명의 제2실시예의 납땜볼 탑재 및 범브 형성 장치의 제어기에 의해 수행된 결합된 탑재 및 미스 검사 작동 루우틴을 상세하게 도시한 흐름도.
제18도는 본 발명의 제2실시예의 납땜 볼 탑재 및 범브 형성 장치의 제어기에 의해 수행된 결합된 탑재 및 미스 검출 작동 루우틴의 상세한 흐름도.
[발명의 구성 및 작용]
다음에 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
동일한 부분은 도면에 걸쳐 동일한 참조번호를 사용했다.
제1도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재장치을 도시한 평면도이다.
도면에서, 참조번호(4)는 컨베이어(8)상에서 X방향(즉, 오른쪽 방향)으로 반송되는 워크피스로서의 기판을 나타낸다. 컨베이어의 좌측측으로부터 하류측을 따라 제1탑재수단(10), 탑재 미스 검색 수단(20) 및 보충용 탑재수단으로서의 제2탑재수단(30) 및 노(40)가 배치되어 있다. 컨베이어(8)의 평행 레일사이에는 제어기(41)로 부터의 신호에 응답하여 기판의 반송운동을 정지하는 4개의 실린더(7)(7-1,7-2,7-3,7-4)가 설치되어 있다. 특히, 각각의 실린더(7)는 로드(7a)을 가진다. 이 로드(7a)을 돌출 또는 들어올림으로써, 각각의 실린더(7)는 오른쪽 기판(4)의 반송운동을 강제적으로 정지시키고 컨베이어(8)의 운동에 대향하여 소정의 위치에 이를 정지 시킨다.
로드(7a)가 아래쪽으로 당겨지면, 기판(4)은 실린더(7)의 규제로 부터 해제되기 때문에, 컨베이어(8)의 이동에 따라 오른쪽으로 이동운동을 재개한다.
여러 제어를 위해, 제어기(41)는 이 시스템에서 여러부품과 연결되어 있다.
예컨데, 제어기(41)는 탑재미스 검사수단(20)으로부터 신호를 수신하여 어느 탑재 미스를 검사하고 이 검사된 신호를 기반으로 제2탑재수단(30)을 작동하여 탑재작동을 정확히 성취한다. 제1탑재수단(10)은 아래에서 상세히 설명되어 있다. 제1탑재수단(10)은 기판(4)의 상면에 형성된 전극(5)(제3도에 도시)상에 납땜볼(1)을 탑재하는 수단으로서 역할을 하기위해 정면에 위치한 제1실린더(7-1)와 협력한다.
특히, 참조번호(11)는 납땜볼(1)을 픽업하는 픽업헤드를 나타낸다. 픽업헤드(11)는 이동 테이블(12)에 의해 지지되어 있고, 이동 테이블의 수평방향을 따라 미끄러 질수 있다. 이동 테이블(12)은 컨베이어(8)의 수평방향에 직교하는 방향으로 뻗어 있다. 모우터(13)가 이동 테이블(12)의 선단부에 부착되어 있다. 제어기(41)로부터 공급된 신호에 응답하여 직교 및 역방향으로 모우터(13)을 회전함으로써, 픽업헤드(11)가 이동 테이블(12)을 따라 Y방향으로 수평이동을 하게 한다. 이 실시예에서, X방향은 기판(4)의 반송방향 (즉, 컨베이어(8)의 수평방향)을 나타낸다.
픽업헤드(11)의 반송통로 아래에는 납땜볼 회수부(14), 납땜볼 공급부(15), 플럭스 저류부(16) 및 제1실린더(7-1)가 이 순서대로 배치되어 있다.
특히, 납땜볼 회수부(14), 납땜볼 공급부(15), 플럭스 저류실(16) 및 제1실린더(7-1)가 기판(4)의 반송방향(X방향)에 직교하는 선(즉, Y방향)상에 배열되어 있다.
납땜볼 회수부(14)는 납땜볼(1)을 회수하는 박스이다. 픽업헤드(11)가 흡착공으로부터 기판(4)에 납땜볼(1)을 탑재하는데 실패하는 경우, 픽업헤드(11)는 납땜볼 회수부(14)상에 귀환하여 납땜볼(1)을 회수부(14)에 낙하시켜서 납땜볼(1)을 회수한다.
납땜볼 공급부(15)는 다수의 납땜볼(1)을 저류하는 용기로써, 픽업헤드(11)가 납땜볼 공급부(15)상의 위치에 도달할 때, 상하 이동장치(도시하지 않음)가 납땜볼(1)에 도달할때까지 픽업헤드(11)을 하강시킨다. 다음, 진공흡착력을 이용하여, 픽업헤드(1)가 납땜볼(1)을 하부면에 형성된 모든 흡착공(9)에 흡착한다.
플럭스 저류실(16)은 플럭스(17)을 저류하는 용기을 포함한다. 플럭스 저류실(16)은 제어기(41)로부터 공급된 신호에 응답하여 수평방향으로 이동가능한 로드(18a)을 가지는 실린더(18)과 연결되어 있다. 스퀴지(19)가 로드(18a)의 선단부에 유지되어 있다.
실린더(18)의 로드(18a)의 왕복운동에 의해, 스퀴지(19)는 플럭스(17)의 액체면상에서 미끄럼운동을 하게되어 플럭스(17)의 액체면을 평활하게 한다.
다음, 탑재 미스 검사 수단(20)에 대하여 설명한다. 참조번호(21)는 블록(23)으로부터 돌출한 아암(22)의 선단부상에 유지된 카메라를 나타낸다. 이 카메라(21)는 컨베이어의 정면에 위치한 제2실린더(7-2)에 의해 정지된 각각의 기판(4)을 감시하기위해 컨베이어(8)위에 위치되어 있다. 제2실린더(7-2)가 컨베이어(8)의 수평중심에 위치되어 있다.
참조번호(24)는 X테이블을 나타내고, 참조번호(25)는 Y테이블을 나타낸다. X테이블(24)과 Y테이블(25)의 어셈블리는 Y테이블(25)을 X테이블(24)에 탑재하여 조립되어 제1XY이동 장치를 구성한다. 참조번호(26)과 (27)는 X테이블(24)과 Y테이블(25)을 작동하는 모터를 나타낸다. 블록(23)은 Y테이블(25)상에 고정되도록 탑재되어 제어기(41)로부터 제어신호를 받아들여, 제어기(41)로부터 공급된 제어신호에 응답하여 이들 모터(26) 및 (27)을 구동함으로써, 카메라(4)가 기판(4)상의 XY평면을 따라 수평으로 이동하여, 기판(4)이 컨베이어(8)에 정지할때, 기판(4)상에 형성된 전극(5)을 감시한다.
다음, 제2탑재 수단(30)에 대하여 설명한다.
참조번호(31)는 블록(33)으로부터 뻗은 암(32)의 선단부에 지지된 흡착헤드를 나타낸다. 이 흡착헤드(31)는 컨베이어(8) 바로위에 위치되어 있다.
참조번호(34)는 X테이블인 반면, 참조번호(35)는 Y테이블을 나타낸다. 참조번호(36)과 (37)는 X테이블(34)과 Y테이블(35)을 구동하는 모터를 나타낸다. Y테이블(35)을 X테이블(34)에 탑재함으로써, 조립된 X테이블(34)과 Y테이블(35)의 어샘블리는 제 2 XY 이동장치를 구성한다.
블록(33)은 Y테이블(35)상에 고정되게 탑재되어 제어기(41)로부터 제어신호를 받아들인다. 따라서, 제어기(41)로부터 공급된 제어신호에 응답하여 모터(35) 및 (36)을 구동시키므로써, 기판(4)이 컨베이어(8)상의 제4실린더(7-4)에 의해 정지될때, 흡착헤드(31)는 기판(4)상의 XY면을 따라 수평으로 이동한다.
참조번호(38)는 납땜볼(1)을 공급하는 보조 납땜볼 공급부를 나타낸다. 이 보충용 납땜볼 공급부(38)는 가늘고 긴 트레이(39)을 가지는 원통형 용기이다.
보충용 납땜볼 공급부(38)와 결합된 진동수단(도시하지 않음)에 의해 진동이 발생하여 납땜볼(1)을 한줄고 가늘고 긴 트레이(39)의 홈에 공급한다.
진공 흡입력을 이용하여, 흡착헤드(31)는 트레이(39)의 유출구로부터 하나씩 납땜볼(1)을 픽업한다. 각각의 납땜볼(1)은 기판(4)상의 지정된 전극(5)상에 탑재된다.
참조번호(44)는 전극(5)에 탑재되어야 하는 납땜볼(1)이 결락(缺洛)될때, 플럭스를 전극(5)에 도포하는 디스펜서을 나타낸다. 기판(4)이 납땜볼 (1)이 결락된 어는 탑재기 미스가 있었던 전극(5)을 포함하는 경우에 제3실린더(7-3)에 의해 정지되고 디스펜서(44)로부터 플럭스가 도포된다. 디스펜서(44)는 XY면 이동 장치(도시되지 않음)에 의해 XY평면을 따라 수평으로 이동할수 있다. 노(40)의 내부에는 히터가 내장되어 있다.
납땜볼(1)이 모든 전극(5)에 탑재된후에, 각각의 기판(4)은 노(40)에 반송되고 히터를 통과하면서 가열되어, 각각의 납땜볼(1)이 용융되고 범프가 해당 전극(5)상에 형성된다.
제2도 내지 제7도는 본 발명의 제1실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성방법을 도시한다.
제1도 내지 제7도를 참고로 하면서, 납땜볼 탐재 및 범프 형성방법의 상세한 내용을 설명한다.
제1도에 도시된 제1탑재수단(10)의 픽업 헤드(11)는 수평으로 이동하여 납땜볼 공급부(15)상의 소정의 위치에 정지한다. 픽업헤드(11)가 납땜볼 공급부(15)에 도달할때까지, 픽업헤드(11)는 강하한다음, 진공흡착력을 이용하여, 픽업헤드(1)의 하면에 형성된 모든 흡착공(9)에 납땜볼(1)이 흡착된다.
다음, 픽업헤드(11)는 플럭스 저류소(16)쪽으로 수평으로 이동하고 납땜볼(1)이 플럭스 저류소(16)에 저류된 플럭스에 착수(着水) 될 때까지 아래로 이동하기 때문에 플럭스가 각각의 납땜볼(1)의 하면이 착수된다.
제2도는 픽업헤드(11)에 의해 유지된 납땜볼이 플럭스(17)에 착지된 상태를 도시한다.
픽업헤드(11)의 하면에는 소정의 매트릭스 패턴으로 개방된 다수의 흡착공(9)을 지니고 있다. 각각의 흡착공(9)의 직경은 각각의 납땜볼(1)의 직경보다 작다. 픽업헤드(11)는 파이프(28)을 통해 진공원(도시하지 않음)과 연통하는 내부 중공공간(11a)을 가지고 있다. 따라서, 직공흡착력에 의하여, 각각의 흡착공(9)은 개구부주변에 하나의 납땜볼을 흡착할수 있다.
픽업헤드(1)는 제2도에 나타난 바와 같이, 납땜볼(1)의 하면이 플럭스(17)에 착지될때까지 픽업헤드(11)가 하강한다. 다음, 픽업헤드(11)가 제3도에 나타난 바와 같이, 위쪽으로 상승하여 모든 납땜볼(1)의 하면에 플럭스(17)가 부착된다. 플럭스(17)의 점성은 크기 때문에, 납땜볼(1)이 착수된후에 조면(rough surface)의 수선을 필요로 한다. 따라서, 스키지(19)을 왕복운동방식으로 이동하여 플럭스(17)의 조면을 평활하게 한다.
다음, 제3도에 나타난바와 같이, 픽업헤드(11)가 수평으로 이동하여 기판(4)쪽으로 하강하여 납땜볼(1)을 해당 전극(5)에 탑재한다.
각각의 납땜볼(1)의 하면이, 플럭스(17)을 부착하고 있기 때문에, 픽업헤드(11)는 하강하여 기판(4)의 상면에 해당 전극(5)상의 하면에 각각의 납땜볼(1)을 착지 시킨다. 다음, 픽업헤드(11)의 내부 중공 공간(11a)으로의 진공 공급이 정지되어 진공흡착력으로부터 각각의 납땜볼이 해제된 다음, 픽업헤드(11)가 위쪽으로 상승하여, 납땜볼(1)을 기판(4)의 해당 전극에 탑재시킨다. 이러한 방식으로, 기판(4)으로의 납땜볼(1)의 일련의 일괄탑재 작동이 성취된다.
제4도는 일괄탑재 작동을 마친후, 픽업헤드(11)가 위쪽으로 상승한 상세한 상태를 도시한다. 이 실시예에서, 하나의 납땜볼(1)이 오른쪽 끝에서 두번째로 위치한 흡착공(9)에 그대로 부착되거나 걸려서 기판(4)의 (오른쪽끝으로부터 두번째 위치한)해당전극(5)에 탑재가 실패된다.
이러한 실패를 방지하기위해, 전극에 납땜볼을 탑재하는 것이 결락될 때, 본 발명은 디스펜서(44)을 이용하여 플럭스을 전극(5)에 도포시킨다음, 제2탑재 수단(30)을 제어하여 보충용 납땜볼(1)을 이러한 탑재 미스 있었던 전극(5)에 탑재한다.
특히, 납땜볼(1)을 탑재하는 기관(4)은 제2실린더(7-2)의 로드(7a)의해 정지될때까지 오른쪽 방향으로 컨베이어(8)에 의해 반송된다.
다음, 카메라(5)가 기판(4)위의 XY평면을 따라 수평으로 이동하여 매트릭스 패턴으로 배열된 각각의 다수의 전극(5)을 감시하기 때문에, 각각의 전극(5)이 납땜볼(11)에 탑재되었는지 여부를 판단한다. 다시말해, 카메라(21)는 어떤 탑재 미스가 있던 전극의 존재를 검출하는 기능을 가진다.
제5도는 카메라(21)가 기판(4)의 면을 따라 전극(5)을 검출하는 상세한 상태를 나타낸다.
본 실시예에 따라, 오른쪽끝 으로부터 두번째인 하나의 전극(5)이 납땜볼(1)이 결락되어 있다. 따라서, 이러한 탑재 미스가 있었던 전극(5)의 존재가 제어기(41)에 알려진다.
로드(7a)을 회수할때, 기판(4)는 제2실린더(7-2)로부터 해제된다음, 디스팬서(44)아래에 위치한 제3실린더(7-3)에 의해 정지될때까지, 컨베이어(8)에 의해 오른쪽으로 반송된다. 디스팬서(44)는 납땜볼(1)이 결락될때, 플럭스를 전극에 도포한후, 기판(4)가 제4실린더(7-4)에 의해 정지될때까지, 재차 오른쪽으로 반송된다.
기판(4)이 제4실린더(7-4)에 위치할때, 제어기(41)는 명령을 흡착헤드(31)에 전달한다. 이러한 명령신호를 받아들인후, 제2탑재수단(30)의 흡착헤드(31)는 진공흡착력을 사용하여 노즐(31a)의 하단에서 트레이(39)로부터 납땜볼(1)을 픽업한다. 다음, 흡착헤드(31)가 탑재가 미스가 있었던 전극(5)쪽으로 이동하여 납땜볼(1)을 탑재한다.
납땜볼(1)이 탑재가 미스가 있었던 전극(5)에 탑재된후, 기판(4)이 각각의 납땜볼(4)을 가열하고 용융되는 노(40)로 컨베이어(8)에 의해 반송된다. 다음, 기판(4)이 냉각되어 용융된 납땜을 각각의 전극(5)상에 고착시키므로써, 제7도에 나타난 바와 같이, 각각의 전극(5)상에 납땜범프(1')을 형성한다. 다시, 제4도를 참조하면, 픽업헤드(11)가 납땜볼(1)을 기판(4)에 탑재하는 것을 실패하는 경우, 제어기(41)는 명령을 픽업헤드(11)에 전달하여 납땜볼 회수부(14)을 이동한다. 픽업헤드(11)가 납땜볼 회수부(14)에 도달할때, 가압공기가 내부 중공 공간(11a)에 공급된다. 이 가압공기에 의하여, 흡착공(9)에 탑재된 납땜볼(1)이 해제되어 납땜 회수부(14)에 회수된다.
다음, 본 발명의 제2실시예를 제8도 내지 제13도를 참조하면서 설명한다.
제8도는 제2실시예의 납땜볼 탑재 및 범프형성장치의 전체 구성을 도시한다.
제2실시예는 탑재 미스 검사 수단(20), 제2탑재 수단(30) 및 노(40)의 구성에 있어서 제1실시예와 동일하다. 다시말해, 제2실시예는 제1탑재 수단(10)의 구성에 어서 제1실시예와 다르다.
제2실시예에 따라서, 납땜볼 회수부(14) 및 납땜볼 공급부(15)가 컨베이어(8)의 일측에 배치되어 있는 반면, 플럭스 저류부(16)가 컨베이어(8)의 타측에 설치되어 있다.
또한, 제3XY이동장치(50)가 컨베이어(8)을 따라 설치되어 있다.
이 제3XY 이동장치(50)는 X테이블(51), Y테이블(52) 및 이 X 및 Y테이블(51, 52)을 각각 구동하는 모터(53) 및 (54)을 포함한다. 제3이동 장치(50)는 소정의 위치에 기판(4)을 위치을 결정하는 기능을 한다. 테이블(55)은 Y테이블(52)상에 고정되게 탑재되어 있다. 기판(4)은 테이블(55)상에 탑재되어 있다. 따라서, 모터(53) 및 (54)가 X 방향 및 Y 방향 모두로 X테이블(51) 및 Y테이블(52)을 구동할할때, 기판(4)은 X 및 Y 테이블(51) 및 (52)과 같은 방향으로 이동한다. 따라서, 기판(4)은 소정의 위치에 위치되어 있다.
이동 테이블(12)은 납땜볼 회수부(14)와 플럭스 저류실(16)사이로 컨베이어(8)을 가로질로 뻗어 있다. 픽업헤드(60)는 헤드(60)과 도포헤드(70)을 지지한다. 픽업헤드(60)는 제1탑재수단으로 역할을 한다. 이들 두개의 헤드(60) 및 (70)는 Y방향으로 동시에 이동된다. 참조번호(61)는 픽업헤드(60)와 이동 테이블(12)을 연결하는 암을 나타낸다.
픽업헤드(60)와 도포헤드(70)사이의 거리는 납땜볼 공급부(15)와 XY 이동장치(50)간의 거리와 동일하고, 또한 XY 이동장치(50)와 플럭스 저류실(16)사이의 거리와 동일하다.
이러한 설정에의해, 공통 이동 테이블(12)을 사용하여 납땜볼(1)의 탑재 작업과 플럭스(17)의 도포 작업동을 동시해 수행할수 있다.
즉, 픽업헤드(60)은 납땜볼(1)을 기판(4)에 탑재하는 반면, 도포헤드(70)는 플럭스(17)을 기판(4)에 도포한다.
광학장치(80)는 납땜볼 공급부(15)와 제3XY 이동장치(50)사이에 설치되어 있다. 크리닝장치(90)가 제3XY 이동장치(50)와 플럭스 저류실(16)사이에 설치되어 있다. 납땜볼 회수부(14), 납땜볼 공급부(15), 광학 장치(80), XY이동장치(50), 크리닝 장치(90) 및 플럭스 저류실(16)이 컨베이어(8)의 반송방향(즉, X방향)에 직교하는 선(즉, Y방향)에 병설되어 있다.
다음, 제9도 및 제10도를 참조하여, 픽업 헤드(60)와 광학 장치(80)에 대하여 설명한다. 픽업헤드(60)는 상부 케이싱(62) 및 하부 케이싱(63)을 포함한다. 투명판(64)이 상부 케이싱(62)과 하부 케이싱(63)사이에 배치되어 있다.
하부 케이싱(63)은 튜우브(65)을 통해 진공원(도시하지 않음)과 연통하는 내부 중공 공간(63a)을 가진다. 하부 케이싱(63)은 다수의 흡착공(9)을 지니는 하부면을 지닌다. 내부 중공 공간(63a)이 진공으로 채워지는 경우, 하부 케이싱(63)은 흡착공(9)에 납땜볼(1)을 흡착한다.
상부 케이싱(62)은 집광소자(66)와 이에 수용된 광검출센서(67)을 포함한다. 광학장치(8)는 수평으로 연장한 박스 형상의 기대(81)을 포함한다. 기대(81)의 상면에는 광을 위쪽으로 조사하는 선형으로 배열된 광원(82)이 배치되어 있다. 한쌍의 평행한 입판(standing plate)(83) 및 (84)이 기대(81)의 양측부(오른쪽 및 왼쪽)에 설치되어 있다. 발광소자(85)가 좌측 입판(83)에 설치되어 있는 반면, 수광소자(86)가 우측 입판(84)에 설치되어 있다. 기대(81)의 상면에 평행하게 수광소자(85)로부터 수평으로 조사된 광비임이 수광소자(86)로 입사된다. 광학 장치(80)의 작동에 대해 후술한다.
다음, 제11도 및 제12도를 참조하면서, 도포 헤드(70)에 대하여 설명한다. 제11도에서, 도포헤드(70)을 지닌 직사각형 본체(72)의 하면에 다수의 핀(73)이 고정되어 있다. 도포헤드(70)가 플럭스 저류실(16)상의 위치에 도달한후, 핀(73)이 도플럭스(17)에 도달하여 착수할때까지 상하 방향으로 아래로 이동한다. 다음, 도포헤드(70)가 제3XY 이동장치(50)쪽으로 이동한다.
도포헤드(70)가 제12도에 나타난 바와 같이, XY 이동장치(50)상에 설치된 기판(4)상의 위치에 도달할 때, 도포헤드(70)는 아래로 이동하여 해당하는 전극(5)상에 각각의 핀(73)의 하면에 부착된 플럭스(17)을 반송함으로써 전극(5)에 대한 플럭스(17)의 동시적인 일괄 도포을 성취할 수 있다.
크리닝장치(90)을 제13도를 참조로 하면서 설명한다. 참조번호(91)는 공급릴(92)과 수용릴(93)이 수용된 케이싱을 나타낸다. 공급릴(92)과 수용릴(93)은 모터(도시하지 않음)에 의해 구동되어 축중심으로 회전한다.
크리닝 테이프(94)가 공급릴(92)주위에 감겨져 있다. 블록(96)은 케이싱(91)의 상부에 설치되어 있다. 탄성체로된 접지체(97)가 블록(96)의 상면에 설치되어 있다. 참조번호(95)는 공급릴(92)과 수용릴(93)이 화살표로 표시된 방향으로 동시에 회전할 때, 크리닝 테이프(94)을 안내하는 안내 롤러을 나타낸다.
다시말해, 크리닝 테이프(94)는 안내롤로(95)와 접지체(97)을 따라 회동한후, 수용릴(93)에 의해 감겨진다. 크리닝 테이프(93)는 조면을 지닌 합성수지 테이프 일수 있다.
도면에 나타난바와 같이, 도포헤드(70)을 수평방향으로 이동함으로써, 주본체(72)로부터 뻗은 각각의 핀(73)이 접지체(97)상에 접지되고 접지체(97)의 면을 따라 미끄러 진다. 따라서, 모든 핀(73)의 저면에 크리닝 테이프(94)가 접촉하게 됨으로써 하면에서 플럭스(17)을 제거하거나 크리닝한다.
크리닝 테이프(94)을 감으므로써, 크리닝 테이프(94)의 오염된 부분이 수용릴(93)에 의해 감기어서 회수되고 크리닝 테이프(94)의 사용되지 않는 부분이 접지체(97)에 상에 이동한다.
제2실시예의 납땜볼 탑재 및 범프 형성장치의 전체 작동을 후술한다.
제8도를 참조하면, 픽업 헤더(60)와 도포 헤드(70)사이의 위치적인 관계는 도포헤드(70)가 기판(4)상에 위치할 때, 픽업헤드(60)가 납땜볼 공급부(15)상에 배치되는 방식으로 제한된다. 이러한 상태에서, 픽업헤드(60)은 진공흡착력에 의해 하면에 개방된 흡착공(9)에 납땜볼(1)을 픽업하기위해 상하 방향으로 이동한다. 한편, 제11도 및 제12도를 참조하면, 도포헤드(70)가 기판(4)의 전극(5)에 핀(73)의 하면에 부착된 플럭스(17)을 공급하거나 반송하기위해 상하방향으로 이동한다.
다음, 이동 테이블이 기판쪽으로 픽업헤드(60)을 이동하도록 작동함과 동시에 플럭스 저류실(16)쪽으로 도포 헤드(70)을 이동하도록 작동한다.
납땜볼 공급부(15)로부터 기판(4)까지의 통로상에서, 픽업헤드(60)는 제9도 및 제10도를 참조로 설명했듯이, 광학장치(80)을 통과한다. 이 경우에, 픽업헤드(60)의 바닥에서는 광원(82)으로부터 방사된 선형이 수광된다.
모든 흡착공(9)이 납땜볼(1)을 정확히 잡으면, 즉, 픽업 미스가 없는 경우, 납땜볼(1)에 의해 모든 흡착공(9)이 폐쇄되기 때문에 광센서(67)에 의해 광이 검출되지 않는다.
그러나, 흡착공(9)중 어느 하나가 납땜볼(1)을 잡는데 실패로 인해 비게되는 경우에, 광비임이 이 빈 흡착공(9)을 통해 광센서(67)에 도달하게 된다. 예컨대, 제10도에 도시된 예에 따라, 중앙 흡착공(9)이 납땜볼(1)을 잡는데 실패하여(도면에서 실선의) 광비임이 하부케이싱(63)에 입사되어 투명판(64) 및 집광소자(66)을 통과하여)이 광센서(67)에 연속적으로 그리고 최종적으로 도달한다. 따라서, 픽업헤드(60)에 입사하는 어느 광비임을 측정함으로써 픽업미스의 존재를 검출할수 있다. 다시말해, 광학장치(80)는 픽업미스의 존재를 검출하는 검출수단으로서의 역할을 한다.
픽업 미스가 검출되는 경우에, 이동 테이블(12)은 픽업헤드(60)을 납땜볼 공급부(15)에 귀환하기위해 반대방향으로 이동한다. 픽업헤드(60)는 납땜볼(1)의 상술한 픽업작동을 수행하기위해 상하방향으로 재차 이동한다.
다음, 픽업헤드(60)는 광학장치(80)을 재차 통과함과 동시에 픽업 미스의 존재가 재차 검사된다.
어느 픽업미스가 검출되면, 픽업헤드(60)가 납땜볼(1)의 픽업 작동을 재개하기위해 납땜볼 공급부(15)쪽으로 재차 복귀된다.
픽업 작동을 여러번 반복한후에도, 픽업미스가 모두 제거되었다고 볼수 없다. 이러한 경우에, 시스템 어디에서나 여러 문제가 발생한다고 결론지을수 있다. 이러한 판단을 기반으로, 픽업헤드(60)가 납땜볼 회수부(14)위에 위치될수 있다. 진공의 공급이 정지되고 가압 공기가 하부 케이싱(63)에 도입되어 납땜볼(1)을 흡착공(9)과 강제적으로 해제시키므로써, 흡착공(9)에서 잡혀진 납땜볼(1)이 납땜볼 회수부(14)로 낙하한다. 낙하한후에, 문제의 원인이 검사된다. 이 경우에, 버저와 같은 알람수단을 사용함으로서 오퍼레이터에게 문재의 발생을 확인하는것이 바람직하다.
제8도에 나타난 바와 같이, 광학장치(80)에 포함하는 광원(82)이 픽업헤드(60)의 이동방향(Y방향)에 직교하는 광학 장치(80)의 수평방향(X방향)을 따라 배치된다. 따라서, 픽업헤드(60)가 광학장치(80)을 통과할 때, 픽업헤드(60)의 하면에 매트릭스 패턴으로 배열된 모든 흡착공(9)이 탑재가 미스가 있었던 전극(5) 즉, 픽업미스의 존재를 검출하기 위해 신속하게 검사될수 있다. 픽업헤드가 검출되지 않을때, 이동 테이블(12)이 픽업헤드(60)을 기판(4)에 이동하여 위치하도록 구동한다. 다음, 제3도 및 제4도를 참고로 설명했듯이, 픽업헤드(60)는 아래쪽으로 이동하고 납땜볼(2)을 기판(4)의 해당전극(5)에 탑재한다. 그러나, 이 경우에, 플럭스(17)은 도포헤드(70)에 의하여 미리 전극(5)사에 도포되어 있다.
한편, 이들의 위치적인 관계에 따라, 픽업헤드(60)가 기판(4)위에 위치할때, 도포헤드(70)가 기판(4)위에 위치한다. 도포헤드(70)가 아래로 이동하여 각각의 핀(73)을 플럭스(17)에 칩지시키고 핀의 하면에 플럭스를 부착시킨다.
다음, 이동 테이블(12)이 납땜볼 공급부(15)쪽으로 픽업헤드(60)을 이동함과 동시에, 도포헤드(70)을 기판(4)쪽으로 이동하도록 반대방향으로 작동된다.
기판(4)로부터 납땜볼 공급부(15)까지의 통로상에서, 광학장치(80)는 어느 탑재미스의 존재를 검출한다.
특히, 픽업헤드(60)가 광학 장치(80)을 통과할 때, 이들 남땜볼(1)이 흡착공(9)에 흡착되는 경우에, 발광소자(85)는 납땜볼(1)을 통과하는 선을 따라 광비임을 수광소자(86)쪽으로 전달한다.
기판(4)의 전극(5)으로의 납땜볼(1)의 탑재 작동이 성공적으로 성취되면, 어떠한 납땜볼(1)도 하부 케이싱(63)의 하면상의 흡착공(9)에 남지 않게 된다. 납땜볼(1)의 탑재작동이 실패하지 않는한, 발광소자(85)로부터 전달된 광비임이 수광장치(86)에 의해 수광된다. 수광소자(86)에서 광을 수광하지 못하면, 납땜볼(1)의 탑재미스가 기판(4)어디에서나 발생한다고 결론지을수 있다. 이러한 방식으로, 발광 및 수광소자(85, 86)을 이용함으로써 납땜볼(1)의 탑재미스가 광학적으로 검출될수 있다. 픽업헤드(60)가 납땜볼(1)을 기판(4)의 전극(5)에 탑재하는데 실패하면, 하나이상의 납땜볼(1)이 하부 케이싱(63)의 하면에 개방된 흡착공(들)에 남게되게 된다. 이러한 경우에, 발광 소자(85)로부터 방사한 광비임이 수광소자(86)에 도달하지 않고 흡착공(들)(9)에 흡착된 납땜볼(들)(1)에 의해 반사된다. 이러한 사실을 기초로하여 탑재미스의 존재가 검출된다.
다음, 픽업헤드(60)가 납땜볼 회수부(14)에 이동. 위치하여 흡착공(9)로부터 납땜볼(들)(1)을 강제적으로 해재하기 때문에, 납땜볼(들)(1)이 낙하되어 납땜볼 회수부(14)에 회수된다. 즉, 발광소자(85)와 수광소자(86)는 탑재미스 검사 수단으로 협동적으로 역할을 한다.
다음, 기판(4)이 탑재미스의 이중 점검을 위해, 컨베이어(8)에 의해 하류측에 반송되고 탑재미스의 존재가 제1실시예와 동일한 방식으로 탐재 미스 검사수단(20)에의해 추가적으로 점검된다. 그러나, 광학장치(80)가 탑재미스를 검출하는 충분한 기능을 가지고 있기 때문에, 탐재 미스 검사수단(20)을 물론 제거할수 있다.
다음, 보충용 납땜볼(1)이 제1실시예와 동일한 방식으로 제2탑재수단(30)에의해 탑재가 미스가 있었던 전극(5)에 탑재된후, 기판(4)이 노(40)에 반송되어, 납땜볼(1)을 용융시키기 때문에, 각각의 전극(5)에 납땜 범프가 형성된다. 도포헤드(70)가 기판(4)로부터 플럭스 저류실(16)으로 이동로을 따라 이동할 때, 각각의 핀(73)의 크리닝이 크리닝 장치(90)에 의해 자동적으로 수행된다.
전문의 설명에서 알수 있듯이, 제2실시예는 두개의 헤드, 즉 픽업헤드(60) 및 도포헤드(70)가 공통 이동수단으로 작동하는 이동 테이블(12)에 의해 Y방향으로 동시에 이동하여 납땜볼(1)의 탑재 작업과 플럭스(17)의 도포 작업을 일괄적으로 모두 성출할수 있다는 것이다.
따라서, 제2실시예는 납땜볼 탑재 및 범프 형성 작동의 전체 효률을 향상시킬수 있다. 또한, 광학 장치(80)을 설치함으로써 각각의 픽업미스와 탑재미스를 정확히 검출할수 있어서 이러한 실패로부터 초기에 회복할수 있다. 또한, 크리닝장치(90)을 설치함으로써, 픽업헤드(70)의 각각의 핀(73)을 적절히 크리닝할수 있고, 각각의 핀(73)에 대한 플럭스 공급의 적량을 보장할수 있다. 위에서 설명한 작동은 이에 기억된 프로그램을 기반으로 제어기(41)에 의해 제어 된다.
제15도 내지 제17도는 본 발명의 제1실시예을 따른 제1도의 제어기(41)에 의해 수행되는 메인 루우틴을 도시한다.
먼저, 단계(S1)에서는, 납땜볼 픽업 작업이 수행된다. 즉, 제어기(41)에 의해, 픽업 헤드(11)가 이동 테이블(12)을 따라 수평으로 이동하여 납땜볼 공급부(15) 바로위의 소정의 위치에서 정지한 다음, 픽업헤드(1)가 납땜볼 공급부(15)의 납땜볼(1)에 도달할때까지 아래로 이동한다음, 납땜볼(1)을 흡착공(9)의 모두에 흡착한 다음, 픽업헤드(11)가 위쪽으로 상승한다.
단계(S2)에서, 플럭스 도포작업이 수행된다. 특히, 제어기(41)에 의해 픽업헤드(11)가 이동테이블(12)을 따라 수평으로 이동하고, 플럭스 저류실(16) 바로위의 소정의 위치에 정지 한다음, 픽업헤드(11)가 납땜볼(1)이 플럭스 저류실(16)에 저류된 플럭스(17)에 착수될때 까지 아래로 이동한 다음 픽업 헤드(11)가 위쪽으로 올라 간다.
다음, 단계(S3)에서, 납땜볼 탑재 작업이 수행된다. 제어기(41)에 의해 픽업헤드(11)가 수평으로 더 이동하여 컨베이어 바로위의 소정의 위치에 정지한다음, 픽업헤드(11)가 아래로 이동하여 납땜볼(1)을 컨베이어(8)상의 제1실린더(7-1)에 의해 정지된 기판(4)의 해당전극(5)에 반송한다음, 픽업헤드(11)가 위쪽으로 상승한다.
다음, 단계(S4)에서, 탑재 미스 검사 및 보충용 탑재 작업이 수행된다.
제16도는 본 발명의 제1실시예을 따라 제어기(41)에 의해 수행되는 미스 검사 및 보충용 탑재 서브 루우틴을 나타낸다.
납땜볼(1)을 탑재하는 기판(4)이 제2실린더(7-2)의 로드(7a)에의해 정지될때, 제어기(41)는 이 서브 루우틴을 시작한다.
먼저, 제1단계(S41)에서는, 제어기(41)에 의해, 탑재 미스 검사수단(20)의 카메라(21)가 기판(4)상의 XY면을 따라 수평으로 이동하여 매트릭스 패턴으로 배열된 각각의 다스의 전극(5)을 감시하기 때문에, 각각의 전극(5)이 납땜볼(1)을 탑재하는지 여부를 판정할수 있다.
다음, 단계(S41)에서, 제어기는 카메라(21)을 통해 얻어진 검사 결과를 기반으로, 어느 탑재미스가 검출되었는지를 판단한다. 탑재해야할 납땜볼(1)이 결락된 탑재가 이스가 있었던 전극(5)이 검출되면(즉, 단계(S41)에서 "YES"이면), 제어기(41)는 단계(S43) 및 (S44)을 실행한다.
특히, 단계(S43)에서(즉, 탑재미스가 검출될 때), 기판(41)이 실린더(7-3)에 의해 하류측으로 반송되어 정지된다. 다음, 제어기(41)에 의해 디스펜서(44)가 플럭스를 탑재가 미스가 있었던 전극(5)에 도포한 후에, 기판(4)이 제4실린더(7-4)에 의해 더 하류로 반송되어 정지 한다.
다음, 단계(S44)에서는, 제어기(41)에 의해, 흡착헤드(31)가 트레이(39)로부터 납땜볼(1)을 픽업하고 흡착헤드(31)가 이 납땜볼(1)을 탑재가 미스가 있었던 전그(5)에 탑재하기 때문에, 보충용 탑재 작업을 성취할수 있다. 한편, 단계(S45)에서는, 제어기(41)에 의해, 픽업헤드(11)가 납땜볼 회수부(14)로 이동하여 픽업헤드(11)로부터 잡혀진 납땜볼(1)을 강제적으로 해제하여 이를 납땜볼 회수부(14)에 복귀시킨다.
다음, 제어기(41)가 제15도의 메인루우틴의 단계(S5)에 귀환 한다.
한편, 탑재 미스가 검출되면(즉, 단계(S42)에서 "NO"이면), 제어기(41)는 이 서브 루우틴을 즉각 종료하고 제15도의 메인 루우틴의 단계(S5)에 복귀한다.
메인 루우틴의 단계(S5)에서, 제어기(41)에의해 기판(4)이 노(40)에 들어가서, 각각의 납땜볼(1)이 가열되고 용융된다. 다음, 기판(4)이 냉각되어 각각의 전극(5)상의 용융된 납땜을 고착시키기 때문에, 제7도에 나타난 바와 같이, 각각의 전극(5)에 납땜 범프(1')을 형성한다.
상술한 순차적인 작동을 반복함으로써, 본 발명의 납땜볼 탑재 및 범프 형성 작동이 성취될수 있다.
본 발명의 제2실시예는 제15도의 단계(S1-S3)가 동시에 혼합된 평행방식으로 수행되는 단일의 탑재 및 미스 검출작업과 대치된것을 특징으로한다.
제17도는 제2실시예를 따른 제8도의 제어기(41)에의해 수행되는 단일의 탑재 및 미스 검출 작업 루우틴을 도시한다.
먼저, 단계(S11)에서, 제어기(41)는 픽업헤드(60)가 납땜볼 공급부(15)위에 위치하는 반면, 도포헤드(70)가 기판(4)위에 위치한 소정의 제1위치에 픽업헤드(60)와 도포헤드(70)을 위치시킨다. 다음, 제어기(41)에 의해 픽업헤드(60)가 상하방향으로 이동하여 흡착공(9)에서 납땜볼(1)을 픽업하는 반면, 제어기에의해 도포헤드(70)가 상하방향으로 이동하여 기판(4)의 전극(5)에 핀(73)의 하면에 부착된 플럭스(17)을 공급한다. 이러한 작업은 동시에 수행되므로, 작업 능률을 크게 향상 된다.
다음, 단계(S12)에서, 제어기(41)에 의해 헤드(60)과 (70) 모두가 픽업헤드(60)가 기판(4)위에 위치하고, 도포헤드(70)가 플럭스 저류실(16)상에 위치한 소정의 제2위치쪽으로 이동하게 된다.
다음, 제어기(41)는 어느 픽업미스가 존재하는지를 단계(S13)에서 판단한다. 특히, 납땜볼(15)로부터 기판(4)까지의 통로상에에서, 픽업헤드(60)는 제9도 및 제10도를 참고 설명했듯이, 광학장치(80)을 통과한다. 이 경우에, 픽업헤드(60)의 저면에서는 광원(82)로부터 조사된 선형광비임을 수광한다. 픽업헤드(60)의 바닥은 광원(82)으로부터 조사된 선형광비임을 수광한다. 어느 픽업미스가 있는 경우, 광비임은 광센서(67)에의해 수광함으로써, 따라서, 제어기(41)는 픽업 미스의 존재를 검출할수 있다.
어느 픽업 미스가 검출되면(즉 단계(S13)에서 "YES"이면), 제어기(41)는 n+1로 증분한다. 다음, 단계(S15)에서, 제어기(41)는 "n"을 소정의 정수("K")와 비교한다. "n"의 값이 "K"보다 작은 경우, 제어기(41)는 단계(S11)에 복귀하여 단계(S11-S13)을 반복하여 픽업 미스를 정한다. 다시말해, "n"은 픽업에러을 정하기위해 연속적으로 실행되는 다수의 재시도를 나타낸다. 한편, "K"는 심각한 문제의 존재를 판정하는 기준값을 나타낸다. 예컨데, "K"의 실제값은 5-10이 될 것이다. "n"의 값이 "K"을 초과하는 경우, (즉 단계(S15)에서 "NO"인 경우), 제어기는 시스템이 심각한문제에 직면했다고 판정한 다음, 픽업헤드(60)을 납땜볼 회수부(14)에 반송하여 모든 납땜볼(1)을 제거(단계S16)한다음, 알람의 발생과함께 시스템이 중단 된다(단계(S17)).
한편, 픽업미스가 검출되지 않는 경우에(단계(S(13)), 제어기(41)는 단계(S18)에 진행하여 값("n")을 0에 설정한다음 단계(S19)에 진행한다. 단계(S(19))에서, 제어기(41)는 제2위치에 픽업헤드(60)와 도포헤드(70)을 제2위치에 위치 시킨다. 즉, 픽업헤드(60)는 기판(4)위에 위치하는 반면, 도포헤드(70)는 플럭스 저류실(16)상에 위치한 다음, 제어기(41)에의해 픽업헤드(60)는 상하방향으로 이동하여 납땜볼(1)을 기판(4)의 전극(5)에서 해재하거나 반송하는 반면, 또한, 제어기(41)에의해 도포헤드(70)는 상하방향으로 이동하여 플럭스 저류실(16)으로부터 핀(73)의 플럭스(17)을 떼어낸다. 이들 작업은 동시에 수행되어 작업 능률을 크게 향상 시킨다.
다음, 단계(S20)에서, 제어기(41)에 의해, 양헤드(60)과 (70)가 반대방향으로 이동하여 양헤드(60) 및 (70)을 제1위치에 복귀된다.
다음, 제어기(41)는 어느 탑재미스가 존재하는 지에 대하여 단계(S21)에서 판정한다. 특히, 기판(4)로부터 납땜 볼 공급부(15)까지의 통로중에, 픽업헤드(60)는 광학장치(80)을 통과한다. 이 경우에, 발광소자(85)와 수광소자(86)는 상술했듯이, 탑재 미스의 존재를 협동해서 검출한다.
어느 탑재 미스가 검출되면(즉, 단계(S12)에서 "YES"이면,), 제어기(41)는 픽업헤드(60)의 흡착공(9)에 걸린 납땜볼(1)을 회수하기위해 픽업헤드(60)을 납땜볼 회수부(14)에 이동한다.
다음, 제어기(41)는 제17도의 서브루우틴을 종료하고, 제15도의 메인 루우틴에 복귀하여 단계(S4) 및 단계(S5)을 수행하여 최종적으로 각각의 전극(5)상에 납땜 범프를 형성한다.
특히, 기판(4)이 컨베이어(8)에의해 하류로 반송된후에, 제어기(41)에 의해 탑재미스 검사수단(20)이 탑재에러의 이중 검사을 위해 제1실시예와 같은 방식으로 탑또다른 탑재미스의 존재를 점검한다.
다음, 제어기(41)에 의해 제2탑재 부(30)가 제1실시예와 같은 방식으로 탑재 미스가 있었던 전극상에 보충용 납땜볼(1)을 탑재한후, 제어기(41)는 기판(4)은 노(40)에 전달하여 납때볼(1)을 용용시킨후, 이를 냉각하여 납땜볼 범프를 각각의 전극(5)에 형성한다.
본 발명이 기본적인 특성의 정신에서 분리됨이 없이 여러형태로 구현되기 때문에, 본실시예는 단지 예시적이고 제한되지 않고, 본발명의 범위내에서 벗어나지 않으면, 여러 수정과 변경이 가능하다.

Claims (20)

  1. 다수의 납땜볼을 워크피스의 표면상에 형성된 다수의 전극상에 일괄적으로 탑재하는 탑재수단과; 상기 탑재수단에 의해 탑재미스의 존재를 검사하는 탑재 미스 검사 수단과; 탑재되어야할 납땜볼이 결락된 탑재미스가 있었던 탑재 미스 검사수단에 의해 검출될 때, 상기 탑재미스가 있었던 전극에 보충용 납땜볼을 탑재하는 보충용 탑재수단을 구비한 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  2. 제1항에 있어서, 납땜범프를 상기 워크피스의 상기 전극상에 형성하기 위해 상기 납땜볼을 가열하고 용융하는 노를 더 포함 한 것을 특정으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 워크피스은 소정의 반송방향으로 선형으로 배열된 컨베이어에의해 반송되고, 이 방송방향을 따라 탑재수단, 상기 탑재 미스 검사 수단 및 상기 보충용 탑재수단이 컨베이어의 좌측으로부터 우측으로 이순서대로 배열된것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탑재수단은 상기 반송방향에 직교하는 방향으로 이동 테이블에 의해 이동되고, 상기 탑재수단은 납땜볼 공급부로부터 상기 납땜볼을 픽업하고, 상기 컨베이어에 정지된 상기 워크피스의 상기 전극사에 탑재하는 픽업헤드를 포함하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 탑재 미스 검사 수단은 XY 면 이동 장치와 상기 XY 면 이동장치로부터 뻗은 카메라를 포함하고, 상기 카메라는 XY면을 따라 상기 컨베이어에 정지된 상기 워크피스상에 이동하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 보충용 탑재수단은 XY면 이동장치와 상기 XY면 이동장치로부터 뻗은 흡착헤드을 포함하고, 상기 흡착 헤드는 보충용 납땜볼 회수부로부터 상기 보충용 납땜 볼을 픽업하여, 상기 탑재가 미스가 있었던 전극상에 상기 보충용 납땜볼을 탑재하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  7. 워크피스을 운반하는 컨베이어와; 상기 컨베이어의 반송방향에 직교하는 선에 배열된 납땜볼 공급부, 워크피스 결정 장치 및 플럭스 저류실과; 상기 납땜볼 공급부로부터 다수의 납땜볼을 픽업하고, 상기 워크피스의 표면에 형성된 다수의 전극상에 상기 다수의 납땜볼을 일괄하여 탑재하는 픽업헤드와; 상기 플럭스 저류실로부터 플럭스을 끄집어내어 상기 플럭스을 상기 워크피스의 상기 전극상에 도포하는 도포헤드와; 상기 컨베이어와 상기 반송방향에 직교하는 방향으로 상기 픽업 헤드와 상기 도포헤드을 동시에 이동하는 이동 테이블과; 상기 픽업헤드에 의해 탑재미스의 존재를 검사하는 탑재 미스 검사 수단과; 탑재해야할 납땜볼이 결락된 탑재 미스가 있었던 전극이 상기 탑재 미스 검사수단에 의해 검출될 때, 상기 탑재가 미스가 있었던 전극에 보충용 납땜볼을 탑재하는 보충용 탑재 수단을 구비하며, 상기 탑재 미스 검사수단과 상기 보충용 탑재수단은 상기 납땜볼 공급부, 상기 워크피스 위치 결정 장치 및 상기 플럭스 저류실의 우측에 배치된 것을 특징으로 하는 납땜볼 탑재 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보충용 탑재 수단의 하류에 마련된 노을 더 포함하고, 상기 노는 상기 워크피스의 상기 전극상에 납땜범프를 형성하기 위해 상기 납땜볼을 가열하고 용융하는것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 장치.
  9. 제7항에 있어서, 탑재 에러의 존재에 응답하는 광학수단을 더 포함하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  10. 다수의 흡착공을 지닌 하면을 구성하는 픽업헤드에 의해 납땜볼 공급부로부터 다수의 납땜볼을 픽업하는 단계와; 상기 픽업헤드에의해 픽업된 상기 다수의 납땜볼의 하면 또는 워크피스에 형성된 다수의 전극의 상면에 플럭스를 도포하는 단계와; 상기 픽업헤드에 의해 상기 워크피스의 상기 다수의 전극상에 상기 다수의 납땜볼을 탑재하는 단계와; 각각의 상기 다수의 전극이 납땜볼을 탑재했는지 여부를 검사하는 단계와; 탑재해야할 납땜볼이 결락된 탑재가 미스가 있었던 전극이 검사을 통해 검사될때, 상기 탑재가 미스가 있었던 전극에 보충용 납땜볼을 탑재하는 단계를 구비하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  11. 제10항에 있어서, 납땜볼을 형성하기위해 상기 납땜볼을 가열하고 용융하는 노에 상기 워크피스을 반송함으로써 상기 워크피스의 상기 전극상에 납땜볼 범프를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 납땜볼 탑재 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 검사 단계는 상기 워크피스을 반송하는 컨베이어을 따라 배치된 탑재 미스 검사수단에의해 수행되는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 보충용 탑재 단계는 상기 컨베이어을 따라 배치된 보충용 탑재 장치에의해 수행되고, 상기 보충용 탑재 장치는 상기 미스 검사 수단의 우측에 설치되어 있는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 플럭스 도포 단계는 상기 픽업헤드에 의해 수행되는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 플럭스 도포단계는 상기 픽업헤드로부터 소정의 거리로 이격된 도포헤드에 의해 수행되는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 픽업헤드와 상기 도포헤드는 상기 워크피스를 반송하는 컨베이어의 반송방향에 직교하는 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 픽업헤드는 상기 픽업 단계를 수행하는 반면, 상기 도포헤드는 플럭스 도포단계를 동시에 수행하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 다수의 납땜볼이 상기 워크피스의 상기 전극에 탑재되기 전에, 상기 픽업헤드의 픽업에러를 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  19. 제18항에 있어서, 어느 픽업 미스가 검출될때, 상기 탑재단계를 재시도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
  20. 제19항에 있어서, 재시도의 수가 소정의 수에 이를때 상기 탑재 단계를 강제적으로 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 납땜볼 탑재 방법.
KR1019960002917A 1995-02-07 1996-02-07 납땜볼을 기판의 전극 또는 전자소자에 탑재하는 방법 및 장치 KR100231750B1 (ko)

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