KR100278196B1 - 기판에서 전자부품을 제거하는 방법 및 장치 - Google Patents

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히로가즈 이노우에
마사히로 다까사까
고이찌 와따나베
다까시 호소까와
마모루 사와하타
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가나이 쓰도무
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

열 연화수지(3)로 부착된 부품의 배선기판(4)으로부터 부품(1)을 제거하는 방법에서, 가열로 상기 수지를 연화시키고 상기 부품(1)의 제거 후에 상기 잔여수지를 분해하고 소멸시키기에 충분한 강도를 가진 자외선 레이저 방사의 인가로 상기 부품의 위치에서 기판상에 남아 있는 잔여수지를 제거함을 본 발전은 제공한다. 상기 같은 위치에 다른 전자부품을 부착함으로 상기 배선을 재이용하기 위해 상기 기판위 상기 배선의 손상없이 행해질 수 있다. 충분히 연화후에 상기 부품에 예압을 공급하는 것과 상기 연화를 검사하는 것과 같은 수단으로 과다한 가열을 방지하는 것이 가능하다.

Description

기판에서 전자부품을 제거하는 방법 및 장치
제1도는 본 발명 장치의 제1 실시예를 나타내는 부분단면 사시도.
제2도는 수지의 온도와 탄성률 사이의 관계를 나타내는 그래프.
제3a도 내지 제3c도는 본 발명의 수지 연화 및 전자부품 제거단계를 나타내는 단면도.
제4도는 가열블럭으로 가열될 때 부품과 기판의 각 부분 온도변화를 나타내는 도.
제5도는 전자기 방사 파장과 선 및 수지필름의 파괴강도 사이의 관계를 나타내는 도.
제6도는 본 발명 장치의 다른 실시예를 보여주는 일부단면 정면도.
제7a도와 제7b도는 본 발명의 가열 및 부품제거 기계 실시예의 정면 및 측면도.
제8a도 내지 제8c도는 본 발명의 한 실시예에서 제거방법의 단계를 보여주는 단면도.
제9도는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 부분단면 사시도.
제10a도 내지 제10b도는 본 발명의 다른 실시예에서 시행되는 제거방법의 단계를 보여주는 단면도.
본 발명은 반도체 소자와 같은 전자부품이 수지로 고정된 기판으로부터 이 부품을 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은 배선기판에서 결함있는 부품을 제거하는 전자장치의 제조에 관한 것이다.
요즘, 합성수지 재료 패키지는 반도체 소자의 신뢰성 발전과 함께 널리 사용되고 있으며 수지로 접착되는 반도체 소자는 수지성능의 발전과 함께 증가하여 왔다. 최근, 접착제로서 수지를 사용하는 결합구조물은 기존의 다이(die)접착, 즉 기판과 반도체 소자의 회로형성면에 반대되는 면 사이의 접착뿐만 아니라 페이스다운(face-down) 접착, 즉 반도체 소자의 회로형성면이 기판과 면하는 접착도 증가하여 왔다.
수지로 열경화성, 열가소성 또는 자외선 경화성 에폭시(epoxy) 수지가 일반적으로 사용된다. 도전율이 요구될때, 금속 및 탄소로 만든 전도성 입자 또는 금속필름으로 둘러싼 수지구로 만든 입자에 수지를 혼합하여 사용된다.
접착후 기판상의 원위치에서 검사중 결함있는 부품을 발견했을때, 전체 기판과 이에 부착되어 있는 부품의 낭비를 방지하기 위해, 개별적으로 그 부품을 제거할 필요가 있다.
부품소자가 납땜으로 접착되었을때, 납을 녹임으로써 쉽게 제거할 수 있다. 더욱이, 기판위의 납땜 상태를 잔여납땜을 흡수함으로써 거의 접착전의 원래상태로 되돌리기가 비교적 쉽다.
그렇지만, 수지 접착은 납땜접착과 같이 분리와 제거가 쉽지 않다. 특히, 기판의 표면에서 잔여수지를 제거하기가 어렵다. 이를 피하기 위한 방법으로, 해결책은 수지에 의한 접착과 납땜을 녹임에 의한 제거를 가능하게 하기 위해서, 각각 수지 및 납땜의 두층으로 구성되는 다이접착영역이 JP-A-63- 157429 (1988)에서 제안된다.
수지만의 접착구조로 반도체 소자를 제거하기 위한 방법으로 JP-A-63-201627(1988)과 JP-A-2-25042(1990)는 열경화성 수지도 고온에서 연화되는 성질을 이용한 기술을 개시한다. 이 개시에서는 수지를 가열 및 연화시킴으로써 반도체 소자의 제거를 기술하고 있다. 그렇지만, 수지를 이용한 접착구조물에서 부품의 제거로 발생하는 가장 큰 문제인 기판으로 부터의 잔여수지 제거는 종전 기술에서는 논의되지 않는다. 솔벤트는 잔여수지 제거에 일반적으로 이용된다. 그 다음에 수지는 면(cotton) 클리너를 이용하여 닦아낸다. 그렇지만 솔벤트는 같은 지역에 다른 부품을 지니고 있는 배선기판 상의 잔여수지 제거에 사용될 수 없다. 또한, 수지를 부풀게 하는데 많은 시간이 걸린다. 수지제거후에 솔벤트가 기판에서 완전히 제거되지 않으면, 접착부위의 부식문제rk 남는다. 그래서, 차후의 접착의 신뢰성을 열화시키는 문제를 일으킨다.
또한 산소환경 중에서 가열 등으로 수지를 산화시키고 분해시킴으로써, 잔여수지를 제거하는 방법이 알려졌다. 수지는 고분자 화합물이기 때문에 산소 결핍을 일으키기 쉬워 탄화를 방지하기 어렵다. 이 결과로, 수지를 제거할 수 없을 뿐만 아니라 잔여수지가 전기적 절연을 손상시키는 문제 또한 일으킨다.
아래 기술과 같이 본 발명의 관점에 있어서, 수지 제거 즉, 남은 잔여 생산물의 제거는, 예를 들면 자외선 방사를 사용한 반도체 소자의 생산과정(US-A-4508709 참조)에 있어서의, 폴리아미드 박막을 부식시키는 과정으로 공지되어 있는 것이 언급된다. 더욱이, 일본 논문지 "Plastictity & Processing" Vol. 27 No. 307 page 935의 한 논문이 이하 거론된다. 이것은 특정 제거 문제가 아닌 열가소성과 열경화성 수지의 분해에 대해 일반적으로 기술한다.
본 발명의 목적은 솔벤트를 사용하지 않고 수지를 탄화시키지도 않으면서도 기판으로부터 전자부품 및 수지를 제거할 수 있도록 만든 방법과 장치를 제공하여, 기판을 다시 사용할 수 있는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단하고 빠른 방법으로 전자부품이 수지에 의해 고정되어 있는 기판으로부터 이 부품을 제거하는 방법과 장치를 제공하는 것이다. 더욱더 기판의 가열을 최소화하는 것이 요망된다.
본 발명의 한 형태에 의하면, 수지로 기판의 표면에 고정되어진 부품에 대한 배선을 상기 표면상에 가진 배선기판으로부터 잔자부품을 제거하는 방법을 제공한다. 그 방법은 다음의 단계를 포함한다.
(a) 기판의 표면위에 잔여수지를 남기는 방식으로 기판에서 부품을 분리하고,
(b) 잔여수지에 수지를 분해하고 소멸시키기에 충분한 강도를 가진 전자기 방사를 가한다.
본 발명의 이 형태에서, 예를 들어 충분한 자외선에 의해 탄화된 배선기판 위의 잔여수지를 남기없이 제거하고 기판표면상의 배선의 손상없이 이 과정을 수행할 수 있다는 것이 이외로 발견된다. 따라서 기판위의 배선이 교체부품의 부착을 위해 다시 사용될 수 있다.
바람직하게는 위의 단계(a)는 기판에 부품을 고정시키는 수지를 최소한 부분적으로 연화시키고 수지가 부분적으로 연화된 동안에 기판에서 부품을 제거하는 것을 포함하고 있다. 전형적으로 수지는 350℃를 넘지 않는 온도에서 연화가 가능하고, 배선기판 위에 전선(wire)은 적어도 350℃ 온도에서 저항력이 있다. 최소한 부분적으로 수지를 연화하는 단계는 이 경우에 350℃를 넘지 않는 온도로 가열하여 수행된다. 전자기 방사는 바람직하게 자외선 방사빔(beam)이며, 그리고 전자기 방사는 기판 표면에서 최소한 cm2당 pulse마다 0.1주울의 에너지 밀도를 가지고 최소한 cm2당 106w의 최대치 에너지 밀도를 가지며 최소한 360nm를 넘지 않는 파장을 가지는 것이 바람직하다. 상기 전자기 방사빔은 상기 잔연수지가 현존하는 영역상에 주사할 수 있다.
배선은 단일 및 복수층의 배선으로부터 선택되고, 바람직하게는 적어도 하나의 배선 표면층이 금, 은 그리고 알루미늄중에서 선택된 금속으로 제조된다. 전자부품은 전형적으로 부품의 회로가 형성되는 표면을 갖고, 이 표면은 기판의 표면을 향하거나 기판의 표면에서 떨어져 서로 대면하고 있다. 수지를 연화하는 한 방법은 전자부품을 가열하는 것이다. 바람직하게는 기판으로부터 부품의 제거는 최소한 처음에는 기판의 표면과 평행한 경로로 기판에 대한 부품의 이동에 의해 수행되어진다. 이 이동은 또한 수지를 연화시키도록 부품을 가열시킬 수 있는 척(chuck)에 의해 수행될 수 있다.
간단하고 쉽게 동작하는 과정의 제공과 에를 들어 기판상의 배선을 손상시킬 수 있는 기판의 과열을 방지하기 위한 과정을 조절하기 위해, 다음의 방법을 하나 혹은 함께 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 형태에 의하면 수지로 기판의 표면에 고정된 전자부품을 기판에서 제거하는 방법은 다음 단계를 포함한다.
(a) 최소한 수지의 일부를 연화한다. 그리고,
(b) 수지가 최소한 부분 연화된 동안에 최소한 처음에는 기판의 표면과 평행한 경로로 기판에 대한 상대적 이동에 의해 기판에서 부품을 분리한다. 부품에 인접한 표면일부가 먼저 연화되도록 연화 단계는 수지를 가열함으로써 수행되어질 수 있다. 기판에 대한 상대적 이동은 부품에 공급된 척에 의해 이루어질 수 있다. 이 척은 사실상 원형경로로 부품을 이동시킨다.
수지로 기판에 부착된 전자부품을 이 기판에서 제거하기 위한 본 발명의 다른 방법은 다음 단계를 수행한다.
(a) 기판에 대하여 부품을 상대적으로 이동시키기 위해 예압(pre-load force)을 부품에 가하여 준다.
(b) 최소한 부분적으로 수지를 연화시킨다. 그리고,
(c) 예압이 기판에 대한 부품의 최초 이동을 야기한 후에 기판에서 부품을 제거한다. 예압은 수지의 연화를 수행하기 위해 부품을 가열시키는 척에 의해 공급될 수 있다. 바람직하게는, 예압은 상기 기판의 상기 표면에 평행하게 작용한다.
기판으로부터 전자부품을 제거하는 본 발명의 또 다른 방법에 의하면, 부품은 수지에 의해 기판에 고정되는 다음 단계를 포함한다.
(a) 수지를 가열함으로서 연화시킨다.
(b) 수지의 미리 설정된 상태의 발생을 결정하기 위해 수지의 연화를 모니터링한다.
(c) 미리 설정된 상태에 이르면 기판으로부터 부품을 제거한다. 미리 설정된 상태는 바람직하게 다음중 하나로 모니터링된다.
(i) 부품에 예압을 가하고 기판에 상대적인 부품의 이동을 모니터링한다.
(ii) 수지의 온도를 모니터링한다.
본 발명은 기판의 표면위에 수지로 고정된 부품에 대한 배선을 상기 표면상에 가진 배선기판으로부터 전자부품을 제거하는 장치를 공급한다. 이 장치는;
(a) 기판에서 부품을 분리하는 수단, 및
(b) 부품의 제거 후에 기판표면에 남아 있는 잔여수지에 수지를 분해하고 소멸시키기에 충분한 강도를 가진 전자기 방사를 공급하는 수단을 포함한다. 분리방법은 바람직하게는, 최소한 부분적으로 수지를 연화시키기 위해 가열하는 수단과 상기 수지가 연화되는 동안 상기 기판에서 상기 부품을 제거하는 수단을 포함한다.
바람직하게는, 전자기 방사를 인가하는 수단은 전자기 방사빔을 공급하는 수단과 기판표면상에 빔을 주사하는 수단을 포함한다. 주사수단은 적절하게 한 방향으로 빔을 주사하는 수단과 그 방향에 수직으로 기판을 이동시키는 수단을 포함한다. 이 장치는 수지의 연화상태를 검출하는 수단을 가질 수 있다.
한 특정 실시예에서, 본 발명은 기판표면상에 전자부품에 대해 배선을 가진 배선기판으로부터 수지로 기판표면에 고정된 이 부품을 제거하는 장치를 공급한다. 이 장치는;
(a) 기판 표면에 평행한 두 상호 수직방향으로 기판을 이동시키는 수단을 포함하는 기판 지지용 수단,
(b) 전자부품에 접촉시켜 수지를 가열하고 최소한 부분적으로 연화시키고 수지가 적어도 일부가 연화되었을 때 기판에서 부품을 제거하는 것에 적합한 가열척,
(c) 수지의 연화상태를 감지하기 위한 검출수단,
(d) 최소한 처음에는 기판표면에 평행한 이동경로로 가열척을 이동시키는 수단,
(e) 부품이 제거된 이후 기판상에 남겨진 잔여수지를 제거하기 위해 기판표면에 수지를 분해하고 소멸시키기에 충분한 강도를 가진 자외선 방사빔을 인가하는 수단,
(f) 최소한 한 방향에서 기판표면에 대해 자외선 방사빔을 주사하는 수단을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 기판 표면 상의 부품에 대해 배선을 가진 배선기판으로부터 수지로 기판표면에 고정된 전자부품을 제거하기 위한 장치를 공급한다.
이 장치는;
(a) 기판표면에 평행한 두 상호 수직방향으로 기판을 이동시키는 수단을 포함하는 기판 지지용 수단,
(b) 수지가 최소한 부분적으로 연화되었을때 기판으로부터 이것을 제거하기 위해 전자부품을 붙드는 척,
(c) 최소한 부분적으로 수지를 연화시키기 위해서, 기판을 통해 수지로 전자기 방사를 통과시켜 수지를 가열하기 위한 수단,
(d) 수지의 연화상태를 감지하기 위한 검출수단,
(e) 최소한 처음에는 기판표면에 평행한 이동경로로 가열척을 이동시키는 수단,
(f) 부품이 제거된 후에 기판상에 남겨져 있는 잔여수지를 제거하기 위해 기판의 표면에 자외선 방사빔을 인가하는 수단,
(g) 최소한 한 방향으로 기판의 표면에 대해 자외선 방사빔을 주사하는 수단을 포함한다.
이 척은 기판상의 배선과 부품을 연결하는 전선을 절단하기 위해 최소한 하나의 절단모서리를 가질 수 있다.
또 다른 형태에서, 본 발명은 수지로 기판표면에 고정된 전자부품을 기판으로부터 제거하기 위한 장치를 공급한다.
이 장치는:
(a) 수지를 최소한 부분적으로 연화시켜 가열하여 연화시키는 수단,
(b) 기판에 대해서 최소한 처음에는 기판표면에 평행한 이동을 초래함으로써 기판에서 부품을 분리하는 수단을 포함한다.
더욱이 본 발명은 수지로 기판표면에 고정된 전자부품을 기판으로부터 제거하기 위한 장치를 제공한다.
(a) 기판에 대한 부품의 상대적 이동을 야기하는 예압을 부품에 가하는 수단,
(b) 수지를 가열해서 최소한 부분적으로 연화시키는 수단, 및
(c) 예압이 기판에 대한 부품의 최초의 상대이동을 야기한 후에 기판에서 부품을 제거하는 방법.
더욱, 본 발명은 기판으로부터 수지로 기판에 고정된 전자부품을 제거하는 장치를 제공한다.
이 장치는:
(a) 수지를 가열해서 최소한 부분적으로 연화시키기 위한 수단,
(b) 수지의 연화상태를 결정하기 위해 수지를 모니터링하기 위한 수단,
(c) 수지가 최소한 부분적으로 연화될 때 기판에서 부품을 제거하는 수단을 포함한다.
또 다른 형태에서 본 발명은 전선으로 기판상의 배선과 연결된 전자부품을 배선기판으로부터 제거하기 위해 기판으로부터 전자부품을 제거하는 동안 부품을 붙들고, 전선을 절단하는 최소한 하나의 절단모서리를 가진 척을 포함하는 장치를 제공한다.
이 발명은 더욱이:
(a) 열로 연화 가능한 수지를 이용하여 기판에 고정된 부품의 고정지점에서 그 표면에서 부품을 연결한 배선을 가진 배선기판에 최소한 하나의 전자부품을 고정하고,
(b) 배선을 통해 공급된 신호로 전자부품을 검사하고,
(c) 부품이 상기 검사에 의해 결함있는 것으로 결정될 때, 최소한 부분적으로 수지를 연화시키도록 수지를 가열하고 수지가 연화되었을때 기판에서 부품을 분리함으로써 기판으로부터 부품을 제거하고,
(d) 수지를 분해시키고 소멸시키기 충분한 강도를 가진 전자기 방사의 수단으로 부품의 위치에서 기판위에 남겨진 잔여수지를 제거하고,
(e) 열 연화수지의 수단으로 제거된 부품의 위치에서 기판에 다른 전자부품을 고정하는 단계를 포함한다.
언급된 바와 같이, 수지 가열수단으로서, 전자기 방사로 비접촉 가열과 가열척의 수단으로 접촉열전송가열 모두 사용 가능하다. 수지를 연화시키도록 전자부품의 뒤로부터 수지를 가열할 때 기판의 뒤를 냉각하여 기판온도의 상승을 방지하는 것이 바람직하다. 더욱이, 검사기계로 수지 잔여물의 두께 분포를 조사하거나 거대 필름 두께의 일부에 적절하게 전자기파를 인가하는 주사방법을 적용함으로 잔여수지의 제거와 하층상으로의 영향을 감소시키는 것이 더욱 효과적으로 가능하다.
본 발명은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지, 즉 모든 열-연화수지에 적용 가능하다. 발명의 실시예는 첨부한 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 기술될 것이다.
본 발명의 작동의 형태는 아래 기술되는 세 단계에 관하여 먼저 기술되어질 것이다.
(1) 수지 연화단계
반도체 수자의 전체표면이 수지로 접착된 때, 접착강도는 비교적 커진다. 예를 들면, 사방 5mm인 반도체 소자의 전체 표면이 보통의 열경화성 에폭시 수지에 접착될때, 반도체 소자를 제거하는데 최소한 5kgf가 요구되어 진다. 그런 까닭에, 5kgf의 힘 이상이 반도체 소자에 가해질 때, 이것은 접착부분으로부터 제거되어 질 수 있다. 그렇지만, 반도체 소자는 깨지기 쉽기 때문에, 종종 부서진다. 이런 경우, 기판으로부터 부서진 반도체 소자의 조각들을 완전히 제거하기는 어렵다.
제2도는 열경화성 수지의 경화후에 온도 대 탄성곡선을 보여준다. 일반적으로 경화된 열경화성 수지가 가열되었을 때에도 연화되지 않는다고 생각한다. 하지만 제2도에서 보여준 것처럼, 열경화성 수지는 일정 온도 이상, 즉 약 280℃ 이상 가열되면 갑자기 연화된다. 이 특성을 이용하여 반도체 소자는 제거될 수 있다.
따라서, 수지를 연화하기 위해서 수지를 가열하는 것이 효과적이다. 단 반도체 소자가 기판위에 장착될 때, 수지의 온도는 전체 기판의 온도를 상승시킴으로써 상승될 수 있다. 하지만, 단일 반도체 소자가 기판에 위치한 경우에는 반도체 소자의 교체 기술이 일반적으로 불필요하기 때문에 이러한 가열방법을 적용하는 것은 보통 유용하지 않다. 이때는 반도체 소자와 함께 기판의 교체가 덜 비싸다.
이러한 이유로 인접한 반도체 소자에 열적 영향을 가하지 않기 위해 기판의 온도를 가능한 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 수지 온도를 상승시키면서 동시에 기판의 온도 상승을 최소화하기 위해 국부 가열을 실행하는 것을 필요로 한다. 더욱이, 순간 가열은 더욱 효과적이다. 특히 반도체 소자를 뒤로부터 가열하는 것이 효과적이다.
제4도는 반도체 소자(1)를 뒤로부터 가열할때 반도체 장치의 각 세 부분의 온도상승(정상상태 전)을 보여준다. 가열블럭(2)의 온도는 사전에 420℃로 고정된다. 가열블럭(2)과 접촉된 반도체 소자(1)의 뒤의 온도는 가열후 5초 동안 약 400℃로 상승한다. 반도체 소자(1)를 구성하는 실리콘은 큰 온도 도전율을 갖기 때문에 수지(3)와 접촉된 반도체 소자(1)의 표면 온도는 300℃ 이상으로 상승한다. 이 온도는 반도체 소자(1)와 접촉한 수지(3)의 부분에서의 온도와 같다. 이 시점에, 반도체 소자(1)와 접촉한 수지(3)는 연화된다. 하지만, 수지(3)는 낮은 온도 도전율을 갖기 때문에, 수지(3)와 접촉한 기판(4) 부분의 온도는 약 120~130℃로만 상승한다. 이런 이유로, 뒤로부터 반도체 소자(1)를 가열함으로써, 기판의 온도 상승을 작게 유지하면서 수지(3)의 온도를 상승시킬 수 있다. 더욱이 제4도에서 보여진 것처럼, 열의 흐름이 기판(4)의 표면에 도착하기 전에 가열동작이 완성되고, 결과적으로 안정된 가열상태가 확립되기 전에 약간 높은 수준으로 수지는 가열하고 반도체 소자(1)를 제거하는 가열블럭(2)의 온도를 고정함으로서 기판(4)의 온도는 낮게 유지될 수 있는 것이 확실하다. 더군다나, 짧은 시간 가열은 탄화와 같은 가열로 인한 수지(3)의 변형을 방지하는데 또한 효과적이다.
수지(3)의 내부 온도분포에서, 기판(4)과 접촉된 수지(3)의 부분의 온도가 약 120~130℃로만 상승되고 이 범위에서 수지는 연화되지 않는다는 것을 발견한다. 이런 까닭에 반도체 소자(1)의 뒤로 부터의 순간 가열은 반도체 소자(1)와 접촉된 수지(3)의 부분만이 연화 가능하도록 만든다. 이 경우, 기판(4)으로부터 반도체 소자(1)를 제거할 때 비스듬히 위쪽으로 반도체 소자(1)를 이동하는 것은 불필요하다. 이것은 반도체 소자(1)가 제거될 때 반도체 소자(1)가 기판(4)과 평행하게 움직이더라도 수지(3)가 기판(4) 상에서 거의 측면으로 팽창 또는 확장하지 않기 때문이다.
가열블럭(2), 수지 연화상태 검출기구, 그리고 반도체 소자 제거 척은 독립적으로 제공될 수 있다. 하지만 이 구조는 가열블럭상의 수지의 상태를 검출하기 위한 기구의 설비에 의해, 그리고 가열블럭을 이용한 반도체 소자의 제거로(이것은 이제부터 가열척으로 언급한다) 단순화될 수 있다.
반도체 소자 뒤로부터 열 전송 가열과 다른 가열수단으로, 만일 기판이 적외선 방사에 투명하거나 거의 투명하다면 기판 뒤로부터 기판을 통한 적외선 방사로 수지를 가열하는 것이 가능하다. 더욱이, 가열블럭을 사용한 가열을 함께 이 방법을 이용하는 것이 명백하게 가능하다. 적외선 방사가 열은 열 전송가열에서 접속상태의 변화에 기인한 불안정 요인을 피하고, 온도상승이 접속상태에 의존한다는 결점을 피하는 것이 가능한 이점을 가진다. 마이크로파 오븐(microwave oven)의 성질을 이용함으로 수지 또는 실리콘을 전자파로 선택적으로 가열하는 것이 가능하다.
다음은 수지의 연화상태를 검출하기 위한 검출수단의 기술이다. 수지의 연화상태를 측정하는 한 수단으로서 부하전지(load cell)와 같은 부하검출기를 이용한 연화상태의 직접검출이 사용되고 있다. 부하검출기는 가열 블럭, 기판고정 베이스 또는 반도체 소자 제거척 상에 장착될 수 있다. 수지의 연화상태를 간접적으로 측정하는 수단으로 열전쌍, 서미스터 또는 적외선 온도계 같은 수지온도를 측정하는 수단이 사용 가능하다. 열전쌍 또는 적외선 온도계는 가열블럭 또는 반도체 소자 제거척 위에 장착될 수 있다. 만일 기판이 파장을 통과시킨다면 적외선 온도계는 기판뒤에 배열될 수 있다. 더 간단한 방법으로, 수지가 연화될때까지 시간은 미리 타이머로 측정되어 반도체 소자가 제거되는 시간을 결정하지만 이것은 검출수단을 사용하지 않는다.
(2) 전자부품 제거단계
수지가 연화될 때, 한 물품을 다른 물체에 액체로 부착되는 것과 같은 형태를 반도체 소자가 보여준다. 즉, 반도체 소자는 쉽게 기판표면에 평행이동하지만, 기판으로부터 반도체 소자를 직접 제거하기는 어렵다. 이런 이유로, 기판(4)과 평행한 우측 힘이 제3(a)도에서 보여진 상태에서 반도체 소자(1)에 인가되고 다음에 비스듬히 들어올리는 힘은 제3(b)도에서 보여진 것처럼 이것에 인가되면, 반도체 소자(1)는 쉽게 기판(4)으로부터 분리된다. 이 경우, 반도체 소자(1)가 기판(4)에 평행 이동한 거리를 최소화하는 것이 좋다. 이것은 수지(3)가 반도체 소자(1)에 의해 끌려지면서 이것이 원하지 않는 범위로 펴질 수 있기 때문이다.
하지만, 수지 (3)에서 온도변화가 존재하는 것을 초래하고 단지 반도체 소자쪽 측면상의 수지(3)의 일부가 연화되는 가열조건이 결정될때, 기판(4)과 평행하게 반도체 소자(1)를 이동시킴으로 반도체 소자(1)는 기판(4)으로 부터 제거될 수 있다.
(3) 잔여수지 제거단계
반도체 소자(1)가 제거된 후, 제3(c)도에서 보여준 것처럼 접착제로 작용한 수지(3)가 남겨진다. 반도체 소자(1)로부터 잔여수지(3)를 제거하는 것이 불필요하더라도, 기판(4)으로부터 잔여수지(3)를 제거하는 것이 필요하다.
"Plasticity anc Processing"의 Vol. 27, No. 307, p.935에서 기술된 것처럼, 수지는 수지를 이루고 있는 원자들간의 결합에너지 보다 큰 에너지를 수지에 제공함으로서 분해할 수 있다. 예를 들면, 탄소원자간의 단일 결합에너지는 파장이 약 360nm에 대응하는 80k㎉/mol.K 이다. 상기 파장 보다 짧은 전자기 방사가 수지에 가해질 때, 만일 전자기 방사가 어떤 강도 또는 그 이상을 가지면, 탄소원자 사이의 결합은 분해될 수 있다. 유사하게, 탄소와 수소원자들 사이와 수소와 질소원자들 간의 결합에너지 보다 높은 에너지를 가진 전자기 방사(즉 더 짧은 파장을 가진 전자기 방사)가 수지에 공급될 때, 각각의 결합은 분해될 수 있다. 그 결과로, 수지는 즉시 분해되고 소멸된다. 이 현상을 제거라고 부른다. 이 방법으로 수소잔여물은 남지 않으며 또한 탄화와 같은 원하지 않는 과정은 일어나지 않는다. 예를 들면 pulse 당 전자기파 강도밀도는 0.1J/cm2또는 그 이상이고 최대 전력은 1,000,000W/cm2또는 그 이상이다. 이 유용성을 실현하기 위해서는 자외선 레이저 빔을 사용하는 것이 바람직하다.
자외선 방사는 수지를 구성하는 탄소원자 등의 사이의 결합을 분해하기 위해서, 수지 잔여물의 제거에 바람직하게 사용된다. 이 방법에 의해 실질적으로 수지의 분해후에 남겨진 수지는 없다. 하지만, 기판위의 배선에 손상을 줄 수 있는 위험이 있다. 일반적으로, 이러한 배선은 ITO(인듐과 주석의 산화 혼합물)로 알려진 무기산화물로 구성된 투명배선 또는 알루미늄 금 또는 은으로 구성된 금속배선이다. 이러한 배선은 자외선 방사로 분해되지 않고 자외선 방사의 약간의 열로 승화된다.
무기산화물 박막(예를 들어 ITO)은 쉽게 승화되는데 그 이유는 자외선 방사의 파장이 짧아질수록 흡수율이 증가하기 때문이다. 이런 이유로, 장파장을 가진 레이저빔(예를 들어 플루오르화 크세논(XeF) 레이저빔(파장; 351nm)이 실질적인 사용에 적당하다. 알루미늄, 금속 또는 은으로 만들어진 금속 박막이 배선에 사용될때, 흡수율이 파장의존을 갖지 않아도 파장이 길어짐에 따라 빛에서 열로의 에너지 변환비율이 증가하기 때문에 단파장을 가진 레이저빔이 적절하다. 예를 들면, 플루오르화 크립톤(K2F) 레이저빔(파장; 248nm)이 실용적인 사용에 적당하다. 제5도는 제공된 자외선 방사의 파장과 수지와 배선물질의 파괴강도의 한계값 사이의 관계를 보여준다. 제5도에서 각 물질의 파장의존은 명백히 나타난다.
자외선 레이저빔의 강도는 빔이 제공된 영역에서 불균일하다. 이러한 이유로, 빔 공급 위치가 각 펄스에 대해 약간 이동되어지는 펄스화한 복수의 빔 인가 실행이 바람직하다. 게다가 복수의 빔 인가는 수지와 배선물질위의 레이저 빔 강도 영향의 차이를 이용하는데 효과적이다. 즉, 수지가 일정강도 또는 그 이상을 가진다면, 레이저 빔 강도가 감소하더라도 수지가 제거되는 두께 만큼 감소한다. 하지만 금속박막과 ITO는 수지와 같이, 강도 의존을 갖지 않는다. 레이저 빔의 인가 비율과 강도를 적절히 조절함으로 단지 수지가 제거 가능한 레이저 빔 강도의 범위를 증가시키는 것이 가능하다.
위에서 기술된 것 처럼 빔이 제공된 지역에서 금속박막의 외형은 바뀌는데 그 이유는 자외선 레이저빔이 가열효과를 가지기 때문이다. 예를 들면, 알루미늄 박막의 광택이 증가하는데 그 이유는 표면위 산화박막이 제거되고 표면의 불규칙성이 가열에 기인하여 감소하기 때문이다. 니켈 위에 금을 융착시켜 형성된 복수의 층의 표면색깔은 금과 은의 상호 확산의 영향으로 약간 흐릿해진다. 하지만 이 경우 신뢰성을 포함하여, 배선물질의 수행은 변하지 않는다.
알루미늄 박막은 특히 자외선 레이저빔에 대한 저항력이 있다. 한 이유는 알루미늄 박막이 자외선 영역에서 높은 반사율을 갖는다는 것이며 다른 이유는 알루미늄 박막이 높은 온도 도전율을 가지기 때문에 레이저빔에 의하여 지역적으로 발생된 열이 빨리 주위로 분산된다. 이런 이유로, 수지로 접착된 반도체 소자의 제거 작업이 이용되는 것이 기대될 때, 기판의 표면 배선물질로 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다.
하나의 레이저 펄스로 방사된 영역은 수지가 제거되어야 하는 영역보다 일반적으로 작다. 이런 이유로, 전자기 방사는 수지가 제거된 전체 영역을 덮도록 전자기 방사의 인가 위치를 상대적으로 이동시키는 것이 종종 필요하다. 예를 들면 이것은 레이저로 그 영역을 주사함으로 행해진다. 이 경우, 기판 및/또는 광학시스템(optical system)을 지속적으로 이동시키는 것이 가능하다. 그 이유는 레이저 펄스가 매우 짧기 때문에(예를 들면 109초에서 수십 109초), 기판 또는 광학시스템이 이동하는 동안 빔이 공급될지라도 빔 위치의 경계가 뚜렷하기 때문이다.
유리의 회전에 의해서와 같이 레이저 광학시스템을 이동시켜 레이저빔으로 유체를 주사하기 위해서 광 경로 길이가 주사동안 변한다. 촛점의 이동을 정정하는 것이 가능하지만 비록 촛점일탈이 정정되지 않을지라도 심각한 문제가 야기되지는 않는다.
잔여수지 박막의 두께는 균일하지 않다. 게다가, 갯수상 수백의 펄스를 더 보냄으로, 즉 단지 전체인 레이저빔의 강도를 조절함으로써 수지를 제거하는 것이 가능하다. 이러한 이유로, 기판과 기판상의 배선은 보호될 수 있고, 불필요한 레이저빔 인가는 수직 박막 두께를 주사하고, 우선적으로 더 두꺼운 부분에 레이저빔을 인가하여 피할 수 있다.
본 발명의 한 실시예는 제1, 6, 7도 및 8도를 참조하여 아래에 기술될 것이다. 제6도와 제7(a)도 및 7(b)도는 제1도의 일반적인 가열 및 제거기구(6)의 구조 변형을 보여주지만 양쪽 모두 일반적인 원리가 적용된다.
제1도의 실시예는 처리되는 물체를 고정하기 위한 샘플고정 베이스(5)와, 기판(4)에서 반도체 소자(1)의 제거를 가능하게 하도록 수지를 가열 및 연화하기 위한 가열 및 제거기구(6)와, 자외선 레이저빔 공급원(7)과, 자외선 레이저빔 공급원(7)에서 수지(3)로 자외선 빔을 직접 방사하기 위한 광학시스템(8)과 수지(3)의 연화상태를 검사하기 위한 검사기구(9)와 상기 부품의 각 동작을 제어하기 위한 연속제어수단(10)(제6도 참조)으로 구성된 반도체 소자 제거를 위한 장치이다. 제6도는 분리조정수단(10)을 갖춘 케이싱(20) 내의 보통의 설계도로서 제1도에 포함된 부분을 보여준다. 샘플 고정베이스(5)는 샘플고정부분(11)과 모니터링구멍(12)을 가진다. 가열 및 제거기구(6)는 끼워 넣어진 가열기(13)를 포함하며 가열 및 제거기능을 가진 가열척(14)과, 가열척(14)을 지지하는 암(15)과, 가열척(14)에 제공된 측면힘을 측정하기 위한 부하전지(16)와 가열척(14)을 이동시키기 위한 기구(도시생략)에 연결된 장착헤드(17)를 포함한다. 광학시스템(8)은 제1도에서 완벽하게 보여지지 않는다. 단지 마지막 단계에서의 렌즈(18)와 거울(19)만이 보여지지만, 필요한 다른 부분들은 종래 방식대로이고 전문가에는 명백할 것이다. 렌즈(18)의 촛점길이가 100nm이기 때문에, 가열제거기구(6)는 렌즈(18)와 반도체 소자(1) 사이에 놓일 수 있다. 복수의 반도체 소자는 실제로 기판(4) 위에 장착되지만 제1도는 제거되는 반도체 소자(1) 만을 보여준다.
장치는 부분단면으로 나타낸 제6도를 참조하면, 레이저빔 공급원(7) (내부는 생략)은 케이싱(20)의 바닥에 제공되며, 샘플 고정베이스(5)와 가열 제거기구(6)와 검사기구(9)는 레이저빔 공급원(7) 위에 배열된다. 레이저빔 (21)은 광학시스템(8)에 의해 레이저빔 공급원(7)에서 샘플 고정베이스(5)로 방향된다. 각 부품은 아래에서 더 상세히 기술된다.
샘플고정베이스(5)는 반도체 소자(1)를 구비한 기판(4)이 종래의 진공척(도시생략)에 의해 고정되어 있는 베이스이다. 기판(4)이 투명하고 샘플 고정베이스(5)의 한 부분이 석영판(22)으로 만들어졌기 때문에 조명시스템(23)으로 기판(4) 아래에서 이것을 조명하는 동안 확대렌즈(24)가 설치된 텔레비젼 카메라를 이용하여 반도체 소자(1)의 영역을 관찰하는 것이 가능하다. 셔터(26)가 제공되어 레이저빔(21)은 확대렌즈(24)와 텔레비젼 카메라(25)에 직접 부딪치지 않는다. 카메라는 셔터(26,27)중 하나만이 어떤 일정기간에 개방되도록 레이저 광학시스템의 셔터(27)와 맞물린다.
샘플고정베이스 이동기구(28)이 샘플고정베이스(5)를 이동시켜 제거될 반도체 소자(1)가 조작위치로 오게한다. 기구는 X방향으로 이동을 초래하는 X방향 이동기구(29)가 Y방향에서 이동을 초래하는 Y방향 이동기구(30)상에 장착되어 있는 것으로 구성된다. 스테핑 모터가 이동을 위해 사용된다. 이 기구는 또한 레이저빔으로 기판(4)을 주사하는데 사용된다. 제7(a)도 및 7(b)도에 나타낸 가열 및 제거기구(6)는 가열척(14)과 반도체 소자(1)의 양호한 접촉을 보장하기 위해, 가열척(14)와 반도체 소자(1) 사이의 약간의 각도 차이를 흡수하기 위한 척 접촉조정기구(31)를 구비한다. 전열기(13) (제1도)는 400℃에 이르기 위한 용량을 가진 세라믹 전열기 이다. 기구(31)는 가열척(14)의 각도를 자동적으로 조정하기 위한 금속구(32)를 포함한다. 가열척(14)과 척을 지지하는 척지지부(33)는 제7(b)도의 좌우방향(3)으로 비교적 활주가 가능하다. 스프링(36)(제7(b))은 미리 설정된 장력으로 척이 반도체 소자(1)를 끌어당기는 것이 가능하도록 가열척(14)과 척지지부(33) 사이에 제공된다. 반도체 소자(1)가 가열용 척(14)과 접촉되었을 때, 가열척(14)의 끝에서의 아래로의 돌출부(34)가 기판(4)의 표면에 평행하게 소자(1)에 맞물리고 끌어당기도록 전체 가열 및 제거기구(6)가 이동한다. 부하전지(16)는 장력을 모니터링한다. 인용번호 35는 기구를 이동시키기 위한 수단(도시생략)에 이 기구(6)를 부착시키는 장착헤드를 나타낸다. 척(14)은 아래에 기술된 것처럼 기판(4)에서 반도체 소자(1)를 들어올리기 위해서 흡입으로 반도체 소자(1)를 죄어 고정하기 위해서 진공척 통로(도시생략)를 포함한다.
광학시스템(8)에서 엑사이머(excimer) 레이저빔 공급원(7)의 레이저빔 방출구(36)를 통해 방출된 248nm의 파장을 가진 자외선 방사가 거울(37,38)에 의해 장치의 상부로 방향된다(제6도). 그때 불규칙 강도를 가진 자외선 레이저빔이 주변지역은 구경(39)에 의해 제거되며 빔이 기판(4)의 표면위 잔여수지(3)상에 렌즈(18)에 의해 촛점을 맞춘다. 거울(19)이 최종단의 렌즈(18) 바로전에 설치되어 기판표면과 평행방향으로에서 기판표면에 수직방향으로 까지 레이저빔(21)을 반사한다. 거울(19)은 제6도의 화살표 40으로 보여진 방향으로 이것을 회전시켜 레이저빔(21)으로 기판표면을 주사하는데 사용된다. 레이저빔(21)의 에너지 밀도는 렌즈군(도시생략)에 의해 약 20배까지 증가할 수 있다.
연속제어수단(10)은 일련의 작동을 조정한다. 특히, 가열 및 제거기구(6), 샘플 고정베이스(5), 그리고 광학시스템(8)을 조정한다.
제8도는 위에서 기술된 본 발명의 장치로 실행된 반도체 소자(1)를 제거하는 방법의 단계를 보여주는 단면도를 보여준다. 이 경우에 전도성의 수지(3)는 반도체 소자(1) 위에 제공된 융기(41)의 끝에서만 주어진다.
제8(a)도에서 보여진 것처럼 가열기(13)로 가열된 가열척(14)은 반도체 소자(1)와 접촉시키기 위해 방향(42)으로 이동된다. 동시에, 힘은 제거방향(43)으로 공급된다. 이 경우에, 연속조정(10)은 부하전지(16)를 사용하여 소자(1)상에 부하를 30gf로 유지하기 위해 가열 및 제거기구(6)의 구동회로(도시생략)를 조정한다. 가열척(14)의 진공 척킹통로(도시생략)는 반도체 소자(1)의 고정을 초래하기 위해 개방한다. 따라서 반도체 소자(1)와 수지(3)의 가열이 발생한다.
다음에 제8(b)도에서 처럼 수지(3)가 연화되는 때, 부하전지(16)의 출력은 고정부하에서 급격히 감소한다. 연속제어(10)는 부하전지 출력의 갑작스런 감소의 신호를 검출하고 즉시 제거방향(43)으로 먼거리 가열과 제거기구(6)를 이동시킨다. 이 경우에, 반도체 소자(1)가 쉽게 제거되기 위해 가열척(14)에 회전운동이 주어진다. 최초의 방향은 기판(4)의 표면에 평행하다. 이 실시예에서 가열척(14)이 반도체 소자(1)와 접촉한 후 반도체 소자(1)의 제거까지 약 3초가 걸린다.
다음에, 제8(c)에서 보여진 것처럼, 레이저빔(21)이 수지(3)에 가해진다. 이 경우에, 레이저빔(21)은 248nm의 파장과 기판 표면상에 0.3J/cm2의 에너지 밀도를 가진다. 스폿의 크기가 2×2mm이기 때문에, 기판(4)과 레이저빔 (21)은 반도체 소자(1)의 전 표면(4×8mm)을 망사하도록 이동되고, 거울 회전방향(40)이 기판이동방향(44)에 수직이다. 이 예에서 실험적으로 수지잔여물(3)을 분해하고 소멸시켜 기판(4)에서 완전히 제거하는데 약 2초가 걸린다.
기술된 실시예의 한 변화에서, 척(14)은 가열되지 않는다. 대신에, 수지(3)를 연화하는 에너지가 전자기 방사, 예를 들어 적외선 방사에 의해 인가되고, 이 방사는 예를 들어 적외선 레이저 같은 적외선 공급원(46)으로 부터 제1도의 화살표(45)의 방향으로 기판(4)을 통과한다.
위 실시예에서, 기판(4)으로부터의 반도체 소자(1) 제거와 기판(4)으로부터의 잔여수지 제거는 같은 위치에서 시행된다. 그렇지만 분리된 위치에서 작동을 시행하는 것이 가능하다. 더욱이 레이저빔 인가동안 기판위의 위치에서 가열 및 제거기구(6)를 이동시키는 것 대신에 가열 및 제거단계동안 광학시스템(8)이 대기상태로 되돌아 가는 구성이 가능하다. 제6도에서 레이저빔 공급원(7)은 바닥영역을 효과적으로 사용하기 위해 장치의 저부에 설치된 것이 보인다. 하지만 레이저빔 공급원(7)을 다른 자리에 설치하는 것 또한 가능하다. 이 경우에 레이저빔 공급원(7)의 지속은 쉽게 성취될 수 있다. 가열 및 제거기구(6)가 일체화 될지라도, 가열기구와 제거기구를 단독적으로 제공하는 것이 가능하다.
이 실시예에서 보여진 것처럼 두거울(19)과 기판(4)을 제거하는 방법과는 다른 레이저빔 위치를 주사하는 방법이 가능하다. 기판표면에 평행하고 서로 수직인 두 방향으로 기판이 움직이는 주사방법 또는 서로 수직인 두거울을 사용한 주사방법을 채택하는 것이 가능하다. 상기 설명된 실시예는 고 주사 속도와 전체장치의 단순화를 이루기 위해, 거울과 기판 모두를 주사하기 위한 구조를 사용한다. 주사는 레이저빔으로 시행되는데 그 이유는 레이저빔으로 방사된 영역이 작기 때문이다. 하지만 레이저빔으로 일시에 전체 지역을 방사하기 위해 반도체 소자의 치수로 방사된 영역을 조정하는 것이 가능할 수 있다. 이 경우에 장치구조는 광학시스템의 렌즈의 촛점 길이와 빔 개구의 치수가 변하는 것을 제외하고 위 실시예와 같다.
본 발명의 다른 실시예는 제9도 및 10도를 참조하여 아래에 기술될 것이다. 제9도는 본 발명의 실시예의 부분단면 사시도이다. 제1도의 것과 유사한 부분은 다시 상세히 설명되지 않을 것이다.
이 실시예에서 반도체 소자 제거 장치는 샘플고정베이스(5)와 가열 및 제거기구(6)와 광학시스템(8)과 검사기구(9)와 연속조정부(도시생략)를 포함한다. 샘플고정베이스(5)는 샘플고정부(11)와 검사구멍(12)을 가진다. 가열 및 제거기구(6)는 가열기(13)를 가진 가열척(14)과 가열척을 지지하는 암(15)과 가열척(14)용 이동기구(도시생략)에 연결된 장착헤드와 가열척(14)에 제공된 온도 검출판(46)과 반도체 소자(1)의 전선(47)을 절단하기 위한 전선 절단부(48)로 구성된다. 척(14)은 그 표면에 온도 탐지를 위한 작은 구멍(비도시)에서 열전쌍을 포함하는 얇은 판(46)을 가진다.
제1 실시예와 달리, 반도체 소자(1)의 회로 형성표면은 기판(4)에 면하지 않는다. 즉, 반도체 소자(1)의 회로형성 표면에 대향한 표면이 수지로 기판(4)에 접착되는 접착구조가 이용된다. 반도체 소자(1)는 얇은 금선(47)에 의해 기판(4)에 전기적으로 연결된다.
제10도는 본 발명의 이 실시예로 실행된 반도체 소자(1)를 제거하는 방법의 단계들을 보여주는 단면도이다.
제10(a)도에서 보여진 것처럼, 반도체 소자(1)와 접촉을 만들기 위해 가열기(13)로 가열된 가열척(14)은 반도체 소자(1)를 향한 방향으로 이동된다. 이때에, 제10(a)에서 보여진 것처럼, 전선절단부(78)는 전선(47)을 자른다. 결과적으로, 전선(47)은 기판(4) 상에서 절단선(471)으로 반도체 소자(1) 상에서 절단선(472)으로 절단된다. 전선이 얇기 때문에(직경 : 20 ㎛), 반도체 소자(1)상의 절단선 (472)이 잡힌 채로 있어도 문제는 발생하지 않는다. 반도체 소자(1)에 열을 전달하기 위해 반도체 소자의 절단선(472)을 남겨두고, 가열척(14)은 더욱 내려간다. 판(46)에서 열전쌍(도시생략)의 온도검출기구는 반도체 소자(1)의 온도를 검출한다. 반도체 소자(1)의 표면온도가 수지(3)의 연화온도인 300℃에 도달할때, 연속조정부(도시생략)는 제거방향(43)으로 힘을 공급하기 위해 가열 및 제거기구(6)용 구동회로에 명령을 출력한다.
제10(b)도에서 보여진 것처럼, 가열 및 제저기구(6)는 수지가 연화되었을때 제거방향(43)으로 이동한다. 가열척(14)에 주어진 회전이동은 반도체 소자(1)를 쉽게 제거한다. 반도체 소자(1)상의 수지잔여물(3)은 반도체 소자의 뒤(반도체 소자(1)의 비회로 형성 표면)에 남겨진다. 수지잔여물은 또한 기판(4) 위에 남겨진다.
제10(c)도에서 보여진 것처럼, 레이저빔(21)은 이제 기판(1)상의 수지잔여물(3)에 공급된다. 이 실시예에서 기판(4)상의 접착위치에 배선패턴이 있지 않기 때문에, 레이저빔 파장은 예를 들어 351, 308과 248nm 중 하나가 될 수 있다. 이 실시예에서 레이저빔 파장은 351nm 이다. 빔 공급표면 상의 에너지 밀도는 0.5J/cm2이다. 스폿크기가 2mm×2mm이기 때문에, 주사는 반도체 소자의 전체표면(4mm×8mm)을 방사하기 위해서 기판 이동방향(44)에 수직인 방향(40)으로 거울을 회전시켜 실행된다.
본 발명은 솔벤트로 수지제거 후에 남겨진 솔벤트 잔여물로 인해 일어나는 문제를 피하는 것을 가능하게 한다. 이 방법으로 수지를 탄소화 하지 않고 기판에서 수지가 완전히 제거될 수 있는데 이는 기판에 전자부품을 고정시키는 수지가 전자기 방사로 분해되고 사라지기 때문이다.

Claims (13)

  1. 기판의 표면상에 수지에 의해 고정된 부품에 대한 배선을 가진 배선 기판으로부터 전자 부품을 제거하는 방법에 있어서,
    상기 방법은
    (a) 상기 표면상에 잔여 수지를 남기는 방식으로 상기 기판으로부터 상기 부품을 분리시키는 단계; 및
    (b) 수지를 분해시키고 비산시키기에 충분한 강도를 가지며 상기 기판의 상기 표면에서 cm2당 펄스마다 적어도 0.1 내지 1 주울, cm2당 적어도 106W의 최대 전력밀도 및 360nm 보다는 크지 않은 파장을 가진 자외선 빔 방사를 상기 잔여 수지에 가하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 단계(a)는 상기 기판에 상기 부품을 고정시키는 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키는 단계와, 상기 수지가 적어도 부분적으로 연화되는 동안 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 단계와, 상기 수지가 소정의 연화 상태에 이르렀는지 여부를 결정하기 위해 수지의 연화 상태를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링에 의해 상기 소정의 연화 상태가 검출되면 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 기판의 표면상에 수지에 의해 고정된 부품에 대한 배선을 가진 배선 기판으로부터 전자 부품을 제거하는 방법에 있어서,
    상기 방법은
    (a) 상기 표면상에 잔여 수지를 남기는 방식으로 상기 기판으로부터 상기 부품을 분리시키는 단계; 및
    (b) 수지를 분해시키고 비산시키기에 충분한 강도를 가지며 상기 기판의 상기 표면에서 cm2당 펄스마다 적어도 0.1 내지 1 주울, cm2당 적어도 106W의 최대 전력밀도 및 360nm 보다는 크지 않은 파장을 가진 자외선 빔 방사를 상기 잔여 수지에 가하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 단계(a)는 상기 기판에 상기 부품을 고정시키는 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키는 단계와, 상기 수지가 적어도 부분적으로 연화 되는 동안 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 단계와, 상기 수지가 소정의 연화 상태에 이르렀는지 여부를 결정하기 위해 수지의 연화상태를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링에 의해 상기 소정의 연화 상태가 검출되면 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 연화 상태는 상기 부품에 예압을 가하고 이 예압하에 상기 기판에 대한 상기 부품의 상대적인 이동을 검출함으로써 모니터링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 수지에 의해 기판의 표면에 고정된 전자 부품을 기판으로부터 제거하는 방법으로서,
    (a) 상기 기판에 상대적으로 상기 부품을 이동시키기 위해 상기 부품에 예압을 가하여, 상기 수지의 소정의 연화 상태에 이르렀는지 여부를 결정하기 위해 상기 수지의 연화상태를 모니터링하는 단계;
    (b) 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키는 단계;
    (c) 상기 수지가 상기 소정의 연화 상태로 되었음을 검출하는 단계; 및
    (d) 상기 예압에 의하여 상기 부품이 상기 기판에 대해 처음 움직인 후, 상기 검출에 응답하여 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수지의 상기 연화에 효과를 주기 위해 상기 부품을 가열시키도 하는 척에 의해 상기 예압을 가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 예압은 상기 기판의 표면에 대해 평행하게 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 수지에 의해 기판의 표면에 고정된 전자 부품을 기판으로부터 제거하는 방법으로서,
    상기 방법은
    (a) 수지를 가열시켜 연화시키는 단계;
    (b) 수지가 소정의 연화상태가 되었는지 여부를 결정하기 위해 수지의 연화를 모니터링하는 단계;
    (c) 상기 수지가 소정의 연화 상태가 되었음을 검출하는 단계; 및
    (d) 상기 소정의상태에 도달되면 상기 검출에 응답하여 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 상태는 상기 부품에 예압을 가하고 상기 기판에 대한 상기 부품의 이동을 검출함으로써 모니터링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 기판의 표면상에 수지에 의해 고정된 부품에 대한 배선을 가진 배선 기판으로부터 전자 부품을 제거하는 장치에 있어서,
    (a) 상기 기판의 상기 표면에 평행하게 상호 수직인 두 방향으로 상기 기판을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 상기 기판용 지지 수단;
    (b) 상기 수지를 가열시키고 적어도 부분적으로 연화시키기 위해 상기 전자 부품에 접촉시키기 위한 것으로서, 상기 수지가 적어도 부분적으로 연화될 때 상기 가판으로부터 상기 부품을 제거하기 위해 사용되는 가열척;
    (c) 상기 수지의 연화 상태를 감지하기 위한 검출 수단;
    (d) 상기 기판의 상기 표면에 대해 적어도 초기에 평행한 이동 경로내에서 상기 가열척을 이동시키기 위한 수단;
    (e) 상기 부품이 상기 기판으로부터 제거된 후에 상기 기판상에 남은 잔류 수지를 제거하기 위해 상기 수지를 분해하고 비산시키기에 충분한 강도를 가진 자외선 레이저 빔을 상기 기판의 상기 표면에 가하는 수단;
    (f) 상기 기판의 상기 표면에 대해 적어도 한 방향으로 상기 자외선 레이저 빔을 주사하기 위한 수단을 포함하고, 상기 가열척은 상기 기판 상의 상기 배선에 상기 부품을 연결하는 전선을 절단하기 위한 적어도 하나의 절단 모서리를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 기판의 표면상에 수지에 의해 고정된 부품에 대한 배선을 가진 배선 기판으로부터 전자 부품을 제거하는 장치에 있어서,
    (a) 상기 장치는 상기 표면에 평행하게 상호 수직인 두 방향으로 상기 기판을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 상기 기판용 지지 수단;
    (b) 상기 수지가 적어도 부분적으로 연화되면 상기 기판으로부터 상기 수지를 제거하도록 상기 전자 부품을 붙들기 위한 척
    (c) 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키기 위해, 상기 기판에서 상기 수지로 전자기 방사를 통과시킴으로써 상기 수지를 가열시키는 수단;
    (d) 상기 수지의 연화 상태를 감지하기 위한 검출 수단;
    (e) 상기 기판의 상기 표면에 대해 적어도 초기에는 평행한 이동 경로 내에서 상기 가열척을 이동시키기 위한 수단;
    (f) 상기 부품이 상기 기판으로부터 제거된 후에 상기 기판상에 남은 잔류 수지를 제거하기 위해 상기 수지를 분해하고 비산시키기에 충분한 강도를 가진 자외선 레이저 빔을 상기 기판의 상기 표면에 가하는 수단;
    (g) 상기 기판의 상기 표면을 가로지르는 상기 자외선 레이저 빔을 적어도 한 방향으로 주사하기 위한 수단을 포함하고, 상기 가열척은 상기 기판 상의 상기 배선에 상기 부품을 연결하는 전선을 절단하기 위한 적어도 하나의 절단 모서리를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 수지에 의해 기판의 표면에 고정된 전자부품을 상기 기판으로부터 제거하기 위한 장치로서,
    (a) 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키기 위해 상기 수지를 가열하는 위한 수단;
    (b) 상기 기판에 대해 상기 기판의 상기 표면에 적어도 초기에는 평행하게 상기 부품이 이동되도록 함으로써 상기 기판으로부터 상기 부품을 분리시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 분리 수단은, 상기 부품과 맞물리는 척과, 상기 예압이 상기 수지의 연화시 상기 기판에 대한 상기 부품의 초기 이동을 유발시켜 상기 수지의 연화를 모니터링하기 위해 이 척으로 하여금 상기 기판의 상기 표면에 평행한 방향으로 상기 부품에 예압이 가해지도록 하는 수단과, 상기 부품의 상기 초기 이동이 발생할 때 이를 검출하고 상기 초기 이동의 상기 방향에 응답하여 상기 기판으로부터 상기 부품을 분리시키기 위한 수단을 포함하고, 또한 상기 분리 수단은 상기 척이 상기 전자부품을 가열하도록 상기 척을 가열시키기 위한 수단을 더 포함하여, 상기 수지를 연화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 수지에 의해 기판의 표면에 고정된 전자부품을 상기 기판으로부터 제거하기 위한 장치에 있어서,
    (a) 상기 수지의 연화를 측정하기 위해 상기 기판에 대해 상기 부품을 이동시키는 예압을 상기 부품에 가하는 수단;
    (b) 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키기 위해 상기 수지를 가열시키기 위한 수단;
    (c) 상기 부품과 상기 기판 사이에서 상대적인 이동을 일으키는 상기 연화의 발생을 검출하는 검출 수단; 및
    (d) 상기 예압이 상기 기판에 대한 상기 부품의 초기 이동을 유발시킨 후에, 상기 검출수단에 의한 검출에 응답하여 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 수지에 의해 기판에 고정된 전자부품을 상기 기판으로부터 제거하기 위한 장치에 있어서,
    (a) 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키기 위해 상기 수지를 가열시키는 수단;
    (b) 상기 수지의 연화 상태를 결정하기 위해 상기 수지를 모니터링하기 위한 수단; 및
    (c) 상기 수지가 부분적으로 연화되었을 때 상기 모니터링 수단에 응답하여 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 수단을 포함하고, 상기 수지 모니터링 수단은, 상기 부품에 에압을 가하기 위한 수단과, 상기 예압의 작용하에 상기 기판에 대한 상기 부품의 이동을 감지하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 전선에 의해 기판상의 배선에 연결된 전자부품을 배선 기판으로 부터 제거하기 위한 장치로서, 상기 기판으로부터 상기 부품을 제거하는 동안 상기 부품을 유지하고 또한 상기 전선을 절단하기 위한 적어도 하나의 절단 모서리를 가진 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 전자 장치의 제조 방법에 있어서,
    (a) 배선 기판의 고정 위치내에서 열가소성 수지에 의해 상기 기판에 고정되는 부품에 연결된 배선 기판의 표면에 배선을 가진 상기 배선 기판에 적어도 하나의 전자 부품을 고정시키는 단계;
    (b) 상기 배선을 통하여 공급된 신호에 의해 상기 전자 부품을 검사하는 단계;
    (c) 상기 검사에 의해 상기 부품이 결함이 있다고 결정되면, 상기 수지를 적어도 부분적으로 연화시키도록 가열하고 (단, 상기 수지의 연화는 예압을 상기 부품에 가하고 상기 부품의 이동을 감지하여 모니터링함), 상기 수지가 연화되면 상기 기판으로부터 상기 부품을 분리하여 상기 부품을 상기 기판으로부터 제거하는 단계;
    (d) 상기 기판의 상기 표면에 대해 cm2당 펄스마다 적어도 0.1 내지 1 주울, cm2당 적어도 106W의 최대 전력밀도 및 360nm 보다는 크기 않은 파장을 가진 자외선 빔을 방사하여, 상기 부품의 위치에서 상기 기판상에 남아 있는 잔류 수지를 제거하는 단계; 및
    (e) 상기 제거된 부품의 위치에서 상기 기판에 다른 전자 부품을 열가소성 수지로 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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