KR100237326B1

KR100237326B1 - 솔더볼 범핑 장비의 bga 반도체 패키지 이송장치

Info

Publication number: KR100237326B1
Application number: KR1019960047916A
Authority: KR
Inventors: 이규형
Original assignee: 김규현; 아남반도체주식회사
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR19980028746A

Abstract

본 발명은 BGA패키지의 안착홈에 플럭스를 도포하여 솔더볼을 안착시키고 정품과 불량을 검사하여 구분할 수 있도록 상기의 BGA패키지를 이송하는 솔더볼 범핑(Solder Ball Bumping) 장비의 BGA(Ball Grid Array) 반도체 패키지 이송장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평면형태의 가동부가 평면의 고정부위에 만들어지는 자장의 변화에 따라서 평면위치로 직선적으로 움직이는 리니어 모터(50)와, 상기 리니어 모터(50)에 설치되어 BGA패키지(60)를 고정하고 이송하는 이송장치(20)를 형성하여 상기의 BGA패키지를 이송장치가 각 공정에 맞도록 정확하고 신속하게 정위치로 이송하여 BGA패키지에 형성된 안착홈에 정확하게 솔더볼을 안착시켜서 불량률을 저감하고, 또한 생산성을 향상하여 생산원가를 절감함으로서 소비자의 신뢰성을 향상시킨 매우 유용한 발명이다.

Description

솔더볼 범핑 장비의 BGA 반도체 패키지 이송장치

본 발명은 솔더볼 범핑(Solder Ball Bumping) 장비의 BGA 반도체 패키지 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 솔더볼 범핑장비에서 BGA패키지의 배면에 솔더볼을 안착시키기 위하여 상기 BGA패키지를 이송시킬 때, 그 이송을 정확하고, 신속하고 이송시킬 수 있도록 함으로서, 불량을 방지하고, 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

일반적으로 BGA 반도체 패키지는 제6도에 도시된 바와같이 PCB기판(120)의 일면에 형성된 안착홈(140)에 다수개의 솔더볼(130)이 융착되고, 상기 PCB기판(120)의 타면에는 반도체 칩(110)이 에폭시 등의 접착수단(112)에 의해 접착되며, 이 반도체 칩(110)은 신호전달을 위하여 와이어(111)로 PCB기판(120)의 상면에 형성된 본드 핑거(Bond Finger)에 본딩되며, 상기 반도체 칩(110) 및 그 외의 주변 구성품을 외부로부터 보호하기 위하여 컴파운드(113)로 몰딩된다.

상기에서 BGA반도체 패키지(150)의 PCB기판 저면에 융착되는 솔더볼(130)은, 한 패키지당 수백개(그 수를 한정짓는 것은 아니나 보통 200~300개이고 이 보다 많거나 적을 수도 있다.)의 솔더볼(130)이 BGA패키지(150)의 안착홈(140)에 안착되어 상기 BGA패키지(150)의 입출력 단자로서 사용된다.

이와 같이 구성되는 BGA패키지(150)에 솔더볼(130)을 안착시키기 위해서는 일측에 다수 개의 BGA패키지(150)가 적층된 매거진을 장착하여 순차적으로 BGA패키지(150)를 로딩하는 공정과, BGA패키지(150)의 배면에 플럭스를 도포하는 공정과, 상기 BGA패키지(150)의 배면에 솔더볼을 안착시켜 융착하는 공정 등으로 이루어진다.

여기서, 상기와 같은 공정을 위해서는 상기 BGA패키지(150)를 이송시켜야 하는데, 종래에는 BGA패키지(150)가 이송레일을 따라 순차적으로 정확한 위치에 이송되기 때문에 풀리와 벨트로 연결되는 구동모터가 제어부의 제어로 구동되어 BGA패키지(150)를 정해진 순서에 따라 이송시키게 된다.

그러나, 이와 같이 구성되는 종래의 솔더볼 범핑 장비의 BGA 반도체 패키지 이송장치는, 구동모터와 연결된 벨트의 진행으로 정확하고 신속하게 BGA패키지를 정위치에 정지시키지 못하여, 이로 인해 BGA패키지에 형성된 안착홈에 솔더볼이 정확하게 안착되지 못하여 불량률을 상승시키고 생산성을 저하시키며, 결과적으로 생산원가를 상승시켜서 소바자의 신뢰성이 저하되는 문제점 등이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 BGA패키지를 이송장치가 각 공정에 맞도록 정확하고 신속하게 정위치로 이송하여 BGA패키지에 형성된 안착홈에 정확하게 솔더볼을 안착시켜서 불량률을 저감하여 생산성을 향상하며, 또한 생산원가를 절감함으로서 소비자의 신뢰성을 향상시킨 솔더볼 범핑 장비의 BGA 반도체 패키지 이송장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 평면형태의 가동부가 평면의 고정부위에 만들어지는 자장의 변화에 따라 평면위를 직선적으로 움직이는 리니어 모터에 이송장치를 설치하되, 상기 이송장치는, 상부에 BGA패키지를 고정하는 고정수단이 상판의 일면으로 설치되고, 상기 고정수단에 형성된 지지턱의 중앙부로는 고정홈을 형성하고, 이 고정홈의 중심 선상으로 다수 개의 구멍을 형성하여 상기 구멍에 배큠과 연결된 흡착판의 상승과 하강이 자유롭도록 설치하며, 상기의 흡착판은 지지판에 고정되어 상기 지지판의 양단으로 실린더와 연결된 고정핀을 설치하고, 상기의 고정핀은 고정수단의 관통구멍을 관통하여 BGA패키지를 고정하는 것을 특징으로 하는 솔더볼 범핑 사이의 BGA 반도체 패키지 이송장치이다.

제1도는 본 발명이 설치된 상태를 개략적으로 보인 평면도.

제2도는 본 발명의 평면도.

제3도는 본 발명의 단면도.

제4도는 본 발명의 요부를 보인 확대 단면도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도.

제6도는 일반적인 BGA반도체 패키지의 구성을 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 이송장치 21 : 고정수단

29 : 고정홈 30 : 지지판

31 : 흡착판 35 : 고정핀

37 : 실린더 40 : 볼나사

41 : 상판 43 : 지지수단

49 : 구동모터 50 : 리니어 모터

60 : BGA패키지 70 : 실린더

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명이 설치된 상태를 개략적으로 보인 평면도이고, 제2도는 본 발명의 평면도이며, 제3도는 본 발명의 단면도이다. 그리고, 제4도는 본 발명의 요부를 보인 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 평면형태의 가동부가 평면의 고정부위에 만들어지는 자장의 변화에 따라서 평면위를 직선적으로 움직이는 리니어 모터(50)가 본체(1) 2줄로 설치된다.

또한, 작업공정에 맞게 정확한 위치에 순차적으로 이송되기 위하여 상기 리니어 모터(50)에 이송장치(20)를 설치한다.

이러한 이송장치(20)는, 제2도 내지 제3도에 도시된 바와 같이 상판(41)의 일면으로 BGA패키지(60)를 고정하는 고정수단(21)을 설치하고, 상기 상판(41)의 하부에는 불나사(40)와 결합되어 전 후진이 자유롭도록 구성된 지지수단(43)을 설치하며, 상기 볼 나사(40)의 일측 끝단에는 벨트(45)와 연결된 풀리(47)를 설치한다.

그리고, 볼나사(40)는 중간판(51)에 지지되어 회전이 자유롭도록 설치하고, 상기 중간판(51)의 하부에는 구동모터(49)와 결합된 풀리(47)가 볼 나사(40)의 풀리(47)와 연결된 벨트(47)와 연결된다.

한편, 고정수단(21)은 제4도에 나타난 바와 같이 BGA패키지(60)를 고정하도록 고정홈(29)을 형성하여, 상기 고정홈(29)의 양단으로 지지턱(27)을 형성하고 상기 지지턱(27)의 양단에는 관통구멍(23)을 형성한다.

상기에서 관통구멍(23)의 내측 하부로는 실린더(37)와 연결된 고정핀(35)을 설치하여 상기 고정핀(35)이 관통구멍(23)에서 상승과 하강이 자유롭도록 설치하고, 상기 고정핀(35)의 외주면에는 소정의 두께를 갖고 형성한 받침턱(27)을 형성한다.

그리고, 받침턱(27)의 상부에는 실린더(37)의 작용으로 상승 하강하는 지지판(30)을 설치하고, 상기 지지판(30)의 중심선인 일직선상으로 고무재로 이루어진 튜브(33)와 연결된 다수개(적어도 2개 이상)의 흡착판(31)을 설치한다.

또한, 흡착판(31)의 상부인 수직선상으로 상기 흡착판(31)의 상승과 하강이 자유롭도록 고정수단(21)에 구멍(25)을 형성한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 특징적인 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제2도에 나타난 바와 같이 반도체 칩 및 그 외의 주변 구성품들을 외부로부터 보호하기 위하여 컴파운드로 몰딩된 다수개(적어도 2개 이상)의 패키지를 구비한 BGA패키지(60)의 안착홈(63)이 상부로 위치하도록 로딩부(3)에서 이송장치(20)의 고정수단(21)에 안착시킨다.

상기에서 로딩부(3)를 거치는 이송장치(20)의 고정수단(21)은 2개의 리니어 모터(50)의 중심 선상에서 작업이 이루어져야 하므로 제어부가 이를 감지하여 구동모터(49)를 동작시켜 벨트(45)와 풀리(47)로 연결된 볼나사(40)를 회전시키면 지지수단(43)은 상기 볼나사(40)의 회전력으로 전진하여 고정수단(21)을 2개의 리니어 모터(50)의 중심 선상으로 돌출 시킨다.

한편, 로딩부(3)에서 이송장치(20)의 고정수단(21)에 BGA패키지(60)를 안착시키면, 이때 제어부는 이송장치(20)에 형성된 실린더(37)를 가동하여 고정핀(35)이 고정수단(21)의 관통구멍(23)을 지나 BGA패키지(60)에 형성된 고정홈(61)에 끼워져 상기 BGA패키지(60)가 유동하지 못하게 한다.

이와 동시에 고정핀(35)의 받침턱(27)에 형성된 지지판(30)이 상승하면 상기 지지판(30)의 중앙에 형성한 흡착판(31)도 상승하여 고정수단(21)의 구멍(25)을 지나 BGA패키지(60)의 컴파운드와 밀착하여 배큠으로 상기의 BGA패키지(60)를 흡착 고정한다.

상기와 같은 과정이 끝나서 BGA패키지(60)가 정위치에 고정되면 이송장치(20)는 리니어 모터(50)의 구동력으로 이송되어 여러 공정(예를 들면, 플럭스 도포공정, 솔더볼, 안착공정 …… 등등)을 거쳐 언로딩부(13)에서 리턴하여 상기 로딩부(3)으로 되돌아오게 된다.

이때 계속해서 여러 공정을 거치는 이송장치(20)는 2개의 리니어 모터(50)의 중심선상에 위치하여 맞은 편에서 진행중인 이송장치(20)와 부딪쳐 심한 기계적 손상을 초래할 수 있으므로, 구동모터(49)를 역회전시켜 볼나사(40)와 결합된 지지수단(43)을 후진시키면 고정수단(21)은 원 위치로 되돌아와 맞은 편에서 진행중인 이송장치(20)의 진행을 방해하지 않게 된다.

그리고, 제5도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도로서 상판(41)의 하부에 형성된 지지수단(43)에 실린더(70)를 설치하여 2개의 리니어 모터(50)에 형성된 중심 선상으로 정확하게 고정수단(21)을 위치하도록 하여 BGA패키지에 형성한 안착홈에 정확하게 솔더볼을 안착시켜서 불량률을 저감하며, 또한 생산성을 향상시킨다.

이상에서와 같이 본 발명은 BGA패키지를 이송장치가 각 공정에 맞도록 정확하고 신속하게 정위치로 이송하여 BGA패키지에 형성한 안착홈에 정확하게 솔더볼을 안착시켜서 불량률을 저감하며, 또한 생산성을 향상하여 생산원가를 절감함으로서 소비자의 신뢰성을 향상시킨 매우 유용한 발명이다.

Claims

평면형태의 가동부가 평면의 고정부위에 만들어지는 자장의 변화에 따라서 평면위치로 직선적으로 움직이는 리니어 모터(50)에 이송장치(20)를 설치하되, 상기 이송장치(20)는, 상부에 BGA패키지(60)를 고정하는 고정수단(21)이 상판(41)의 일면으로 설치되고, 상기 고정수단(21)에 형성된 지지턱(27)의 중앙부로는 고정홈(29)을 형성하고, 이 고정홈(29)의 중심 선상으로 다수 개의 구멍(25)을 형성하여 상기 구멍(25)에 배큠과 연결된 흡착판(31)의 상승과 하강이 자유롭도록 설치하며, 상기 흡착판(31)은 지지판(30)에 고정되어 상가 지지판(30)의 양단으로 실린더(37)와 연결된 고정핀(35)을 설치하고, 상기 고정핀(35)은 고정수단(21)의 관통구멍(23)을 관통하여 BGA패키지(60)를 고정하는 것을 특징으로 하는 솔더볼 범핑 장치의 BGA 반도체 패키지의 이송장치.