KR100298686B1 - Bga반도체패키지제조용솔더볼범핑시스템의자재셋팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BGA 패키지의 솔더볼범핑시스템의 자재셋팅장치에 관한 것으로서, 종래에는 솔더볼을 PCB의 랜드에 안치시킬 때 수작업으로 플럭스를 도포한 상태에서 티져 및 핀셋을 이용하여 공급안치시킴에 따라 작업자의 부주위에 의한 솔더볼의 공급 정확성을 기하지 못하였고, 공급안치 작업성을 저하시키는 요인이 되었으며, 제품의 불량을 초래하는 문제점을 발생시켰다.

본 발명은 BGA 반도체패키지의 PCB에 구비된 랜드에 플럭스 도포와 솔더볼을 안치시키는 솔더볼범핑시스템의 테이블에 플로어부에서 공급되는 PCB의 정위치셋팅을 정확히 하도록 흡착구를 가진 위치셋팅블록과 위치셋팅핀을 가진 가이드와 흡착패드를 가진 실린더와 가이드실린더를 구비하여 PCB의 위치셋팅 공급안치가 용이하게 솔더볼범핑 작업성을 용이하게 한 것이다.

Description

ＢＧＡ 반도체패키지의 솔더볼범핑시스템의 자재셋팅장치

본 발명은 BGA 반도체패키지용 솔더볼범핑시스템의 자재셋팅장치에 관한 것으로서, 특히 BGA 반도체패키지의 PCB에 형성된 랜드에 플럭스 도포와 솔더볼의 공급안치를 위한 PCB가 플로어부에서 공급되어 테이블에 안치될 때 정위치로 셋팅될 수 있게 한 BGA 반도체패키지용 솔더볼범핑시스템의 자재셋팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 솔더볼범핑시스템은 BGA 반도체패키지의 랜드에 융착되는 솔더볼을 공급시킬 수 있게 한 것이다.

이러한 BGA 반도체패키지는 PCB의 일측면(배면)에 다수의 랜드가 형성되고, 이 랜드에 각각 솔더볼을 융착구비하여 신호 인출단자의 기능을 갖도록 한 것이다.

상기한 BGA 반도체패키지에 안착되는 솔더볼(SB)은 PCB(P)에 형성된 랜드에 정확한 위치로 안착되도록 해야 안정된 제품의 BGA 반도체패키지를 구현할 수 있었다.

그러나 종래에는 솔더볼을 PCB의 랜드에 안치시킬 때 수작업으로 플럭스를 도포한 상태에서 티져(Tweezer) 및 핀셋을 이용하여 공급안치시킴에 따라 작업자의 부주위에 의한 솔더볼의 공급 정확성을 기하지 못하였고, 공급안치 작업성을 저하시키는 요인이 되었으며, 제품의 부량을 초래하는 문제점을 발생시켰다.

본 발명은 상기와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, BGA 반도체패키지의 PCB에 구비된 랜드에 플럭스 도포와 솔더볼을 안치시키는 솔더볼범핑시스템의 테이블에 플로어부에서 공급되는 PCB의 정위치셋팅을 정확히 하도록 흡착구를 가진 위치셋팅블록과 위치셋팅핀을 가진 가이드와 흡착패드를 가진 실린더와 가이드실린더를 구비하여 PCB의 솔더볼범핑 작업성을 용이하게 한 것이다.

도 1은 본 발명의 솔더볼범핑시스템의 평면구성도.

도 2는 본 발명의 솔더볼범핑시스템의 정면구성도.

도 3은 본 발명의 자재셋팅장치의 정면구성도.

도 4는 본 발명의 자재셋팅장치의 평면구성도.

도 5는 본 발명의 자재셋팅장치의 작동상태도로서,

(a)는 PCB가 정상적으로 셋팅된 상태도이고,

(b)는 PCB가 비정상적으로 셋팅된 상태도이다.

도 6은 본 발명의 솔더볼범핑시스테의 전체작동 상태도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호 설명)

10 ; 솔더볼범핑시스템 11 ; 베이스

50 ; 테이블 60 ; 자재셋팅장치

61 ; 자재셋팅블록 61 ; 통공

62 ; 흡착구 62A ; 홀

63 ; 가이드 62B ; 스프링

64 ; 위치셋팅핀 65 ; 실린더

66 ; 패드 67 ; 가이드실린더

68 ; 로드 S1 ; 축

P ; PCB L ; 랜드

SH ; 위치셋팅홀

이하 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

BGA 반도체패키지의 PCB(P)에 형성된 랜드에 플럭스 도포와 솔더볼(SB)은 공급안치시키는 솔더볼범핑시스템(10)의 플로어부(40)에 공급되는 PCB(P)를 공급받을 수 있도록 테이블(50)에 다수 설치된 자재셋팅장치(60)와 ;

상기 자재셋팅장치(60)의 자재셋팅블록(61)과 ;

상기 자재셋팅블록(61)의 상부면에 길이 방향으로 형성된 다수의 흡착구(62)와 ;

상기 각 흡착구(62)와 연결되도록 테이블(50) 하부에 형성된 홀(62A)과 ;

상기 PCB(P)의 양측에 형성된 자재셋팅홀(SH)와 대응하도록 형성된 자재셋팅장치(61)의 통공(61A)과 ;

상기 테이블(50) 하부 양측에 각각 축(S1)으로 축지되고 스프링(63B)에 탄지되어 통공(61A)에서 상하 업/다운되는 위치셋팅된(64)이 구비된 가이드(63)와 ;

상기 테이블(50)에 형성된 홀(62A)에 단락되도록 베이스(11)에 설치되어 실린더(65)의 작동으로 상하 이동하는 패드(66)와 ;

상기 각 가이드(63)의 하부에 위치셋팅핀(64)을 상하이동시킬 수 있도록 가이드실린더(67)를 가진 로드(68)와 ;

를 포함하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 첨부도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 자재셋팅장치가 적용된 솔더볼범핑시스템의 전체 평면도이고, 도 2는 본 발명의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 우측면도로서, 솔더볼범핑시스템(10)의 베이스(11)일측 상부 전후방으로 인풋부(20)를 구비하고, 인풋부(20)의 전방에는 푸셔부(30)를 구비한다.

상기 푸셔부(30)의 타측방향 베이스(11) 상부에는 플로어부(40)를 구비한다.

상기한 플로어부(40)의 후방측인 베이스(11)의 중앙부에는 회전가능한 테이블(50)을 구비하고, 테이블(50) 상부에는 다수의 자재 셋팅부(60)를 구비한다.

상기한 자재셋팅장치(60)는 PCB(P)가 안치될수 있도록 자재셋팅블록(61)이 구비되고, 자재셋팅블록(61)의 상부면에는 길이 방향으로 다수의 흡착구(62)를 구비하며, 각 흡착구(62)에는 테이블(50)의 하부와 연결되면 홀(62A)을 형성하고, 자재셋팅블록(60)의 길이 방향 양단의 소정위치에는 PCB(P)에 형성된 위치셋팅홀(SH)과 대응하는 통공(61A)을 형성한다.

상기한 통공(61A)은 테이블(50)과 연통될수 있도록 형성한다.

상기 자재셋팅블록(61)이 구비된 테이블(50)의 하부에는 홀(62A)을 중심으로 상측에 가이드걸림구(63A)를 구비하고, 가이드걸림구(63A)에는 각각 가이드(63)를 축(S1)으로 축지하며, 가이드(63)의 내측은 테이블(50)하부에 구비된 스프링(51)에 탄지시킨 가이드(63)의 외측은 위치셋팅핀(64)을 구비하여 상기 테이블(50)과 자재셋팅블록(61)의 통공(61A)을 통해 선단이 자재셋팅블록(61)의 상측외부로 노출되도록 한다.

상기한 자재셋팅블록(61)이 구비된 테이블(50)의 하부인 베이스(11) 상부에는 상기 자재셋팅블록(61)과 테이블(50)이 연통된 홀(63A)에 단락되는 패드(66)를 루비하고, 패드(66)는 실린더(65)를 설치한다.

또한 실린더(65)의 양측에는 스프링(S1)이 탄지된 부위의 가이드(63) 하부면에 단락될 수 있도록 각 로드(68)를 구비하고, 각 로드(68)의 하부에는 가이드실린더(67)를 구비한 것이다.

상기한 플로어부(40)의 후방과 인풋부(20)의 타측부인 베이스(11) 상부에는 프린터부(70)를 구비하고, 프린터부(70)의 후방과 인풋부(20)는 후방위치인 베이스(11) 상부에는 솔더볼공급부(80)를 구비한다.

상기한 테이블(50)의 중앙 후방에는 검사부(90)를 구비하고, 테이블(50)의 타측 베이스(11) 상부에는 자재배출부(100)를 구비하며, 자재배출부(100)의 타측베이스(11)에는 노(120)로 PCB(P)를 배출시키는 이송벨트(V)를 구비한다.

또한 상기 테이블(50) 외부의 베이스(11)에는 플로어부(40) 타측과 볼 공급부(80) 타측과 자재배출부(100) 후방에 각각 다단 굴절 및 상/하 업다운되는 로보트A, B, C(R1)(R2)(R3)를 구비하고, 상기 로보트A, C(R1)(R3)의 하부에는 PCB(P)를 그립하는 그립퍼(G)와 로보트B(R2)의 하부에 솔더볼(SB)을 흡착시키는 솔더볼 툴(82)을 착탈식으로 고정하는 툴 고정구(81)가 구비된다.

이와 같이 구성된 본발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

탑재부에 반도체 칩이 부착되고, 패키지성형이 완료된 BGA 반도체패키지의 PCB(P)를 매거진(M)에 적층수납시킨 상태에서 인풋부(20)의 벨트(22) 상부에 다수의 매거진(M)을 안치시키면 모터(21)의 작동으로 이송하는 벨트(22)에 의해 매거진(M)이 순차적으로 이동하여 스톱퍼(25)에 접촉된다.

상기 스톱퍼(25)에 매거진(M)이 접촉되면 그립퍼(27)의 센서(26)가 매거진(m)을 감지하여 그립퍼(27)를 동작시킴으로서 매거진(M)의 좌우 양측을 그립하고, 동시에 스톱퍼(25)가 하향 이송하여 매거진(M)의 전방을 개방시킨다.

이 상태에서 그립퍼(27)는 전방으로 이송하여 엘리베이터(29A)에 구비된 매거진 안치구(29)에 매거진(M)을 안치시키고 동시에 센서의 감지에 의해 상부의 매거진 고정부(29B)가 하강하여 매거진(M)을 고정시킨다.

매거진(M)이 고정되면 엘리베이터(29A)의 순차적인 하강 작동과 푸셔부(30)의 순차적인 작동으로 PCB(P)를 밀어 플로어부(40)의 안내부(40A)에 공급시킨다.

안내부(40A)에 공급된 PCB(P)는 벨트(41)의 작동으로 타측으로 이동하여 블록(45)의 상부에 위치한다.

이때 차순으로 공급되는 PCB(P)는 블록(45)에 PCB(P)가 안치하고 있을 때 스톱퍼(44)가 상승하여 차순의 PCB(P)의 진행을 일시 차단시킨다.

상기 PCB(P)가 블록(45)에 안치되면 블록(45)이 상승하고, 동시에 로보트A(R1)의 그립퍼(G)가 하강한 상태에서 PCB(P)의 양단을 그립한후 테이블(50)에 구비된 자재셋팅장치(60)의 자재셋팅블록(61) 상부에 공급시킨다.

PCB(P)가 자재셋팅부(61)의 자재셋팅블록(60)에 안치되면 도 5(a)와 같이 통공(61A)을 통해 상측 외부로 노출된 위치셋팅핀(64)에 PCB(P)의 위치셋팅홀(SH)이 끼워져 안정된 상태로 셋팅된다.

이렇게 PCB(P)가 자재셋팅블록(60)에 정위치상태로 안치되면 실린더(65)의 작동으로 패드(66)를 상승시켜 테이블(50)의 홀(62A)과 연결시킨후 버큠흡착력으로 PCB(P)를 흡착고정시킨다.

그러나, 도 5(b)와 같이 PCB(P)가 정위치로 안치공급되지 못하면 센서의 감지에 의해 가이드실린더(67)을 작동시켜 상승되는 로드(68)가 축(S1)에 축지된 가이드(63)를 가압함에 따라 스프링(63B)의 탄성력을 받아 유동되는 위치셋팅핀(64)이 통공(61A)에서 상하측으로 이동되면서 PCB(P)를 위치이동시켜 위치셋팅홀(SH)이 통공(61A)과 일치할도록 한 상태에서 PCB(P)의 정위치 셋팅이 가능하도록 한다.

이렇게 PCB(P)가 자재셋팅장치(61)의 자재셋팅블록(60)에 안치되면 구동모터(51)의 구동으로 테이블(50)을 회전시켜 PCB(P)를 프린터부(70)의 하부에 위치시킨다.

PCB(P)가 자재셋팅장치(61)의 자제셋팅블록(60)에 안치되면 구동모터(51)의 구동으로 테이블(50)을 회전시켜 상기 PCB(P)를 프린터부(70)의 하부에 위치시킨다.

상기 프린터부(70)는 PCB(P)의 표면에 접촉되도록 하강한 상태에서 스크린(72) 상부에 구비된 브레이드(71)를 좌우 이동시켜 플럭스를 고르게 밀면 스크린(72)에 형성된 홀(72A)을 통해 PCB(P)의 각 랜드에 도포된다.

플럭스의 도포가 완료되면 테이블(50)의 회전으로 PCB(P)를 솔더볼이 공급되는 볼공급부(80)로 이동한다.

PCB(P)가 볼공급부(80)에 위치하면 로보트B(R2)의 볼공급부(80)에 설치된 솔더볼 툴(82)이 솔더볼(SB)이 수납된 수납케이스(84)에서 솔더볼(SB)을 흡착시킨 상태로 PCB(P)의 상부에 위치하여 각 랜드에 안치시킨다.

이때 솔더볼(SB)을 수납케이스(82)에서 흡착시킨 솔더볼 툴(82)이 이동할 때 더블볼 감지부(86)의 센서에 의해 솔더볼 툴(82)에 흡착된 더블볼 및 미스볼을 감지하여 비정상적으로 공급되는 솔더볼(SB)을 방지할 수 있게 한다.

상기 솔더볼(SB)의 안치가 완료되면 테이블(50)의 회동으로 검사부(90)에 위치하여 PCB(P)에 안치된 솔더볼(SB)의 정위치 확인 및 더블볼을 검사한다.

검사완료된 PCB(P)는 테이블(50)의 회동으로 자재배출부(100)로 공급되는 제품의 PCB(P)가 로보트C(R3)의 그립퍼(G) 그립에 의하여 노(120)와 연결된 이송벨트(V)로 공급되고 솔더볼(SB)의 안치가 불량품인 PCB(P)는 자재배출부(100)의 상부에 구비된 안내부에 안치된후 푸셔의 작동으로 빈 매거진(BM)에 순차적으로 배출시킬 수 있게 한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 BGA 반도체패키지의 PCB에 구비된 랜드에 플럭스 도포와 솔더볼을 안치시키는 솔더볼범핑시스템의 테이블에 플로어부에서 공급되는 PCB의 정위치셋팅을 정확히 하도록 흡착구를 가진 위치셋팅블록과 위치셋팅핀을 가진 가이드와 흡착패드를 가진 실린더와 가이드실린더를 구비하여 PCB의 위치셋팅을 용이하게 하고, 솔더볼범핑 작업성을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. BGA 반도체패키지의 PCB에 형성된 솔더볼 랜드에 플럭스 도포 및 솔더볼 공급 안치를 위한 솔더볼범핑시스템의 자재셋팅장치에 있어서, 상부면에 길이 방향으로 형성된 다수의 흡착구(62)와, 안치되는 PCB(B)의 양측에 형성된 자재셋팅홀(SH)과 일치하는 위치에 형성되는 통공(61A)을 갖는 다수의 자재셋팅블록(61)과; 상기한 다수의 자재셋팅블록(61)이 상호 일정 거리 이격하여 원호상으로 설치되고 상기한 자재셋팅블록(61)의 각 흡착구(62)와 연통되는 홀(62A)을 갖는 테이블(50)과; 상기한 테이블(50)의 하부 양측에 각각 축(S1)으로 축지되고 스프링(63B)에 의해 탄지되어 상기한 통공(61A) 및 홀(62A)을 통하여 상하 업/다운 운동 가능한 위치셋팅핀(64)을 갖는 가이드(63)와; 베이스(11)에 설치되어 실린더(65)에 의해 상하 이동 가능하며, 상기한 테이블(50)의 홀(62A)에 접속시 상기한 흡착구(62)에 진공감압력을 부여하여 PCB(B)를 흡착시키고 단락시 부여된 진공감압력을 단절시키는 패드(66)와; 베이스(11)에 설치되어 가이드 실린더(67)에 의해 상하 이동 가능하며, 상기한 가이드(63)를 가압시 상기한 위치셋팅핀(64)을 상기한 PCB(B)의 위치셋팅홀(SH)에 삽지시키고 가압 해제시 상기한 위치셋팅핀(64)을 상기한 위치셋팅홀(SH)로부터 제거시키는 로드(68)로 구성되는 자재셋팅장치(60).

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