KR100306229B1 - Bga반도체패키지제조용솔더볼범핑시스템의프린터장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 BGA 반도체패키지용 솔더볼범핑시스템의 프린터장치에 관한 것으로서, 종래에는 솔더볼을 PCB의 랜드에 안치시키기 위한 사전공정으로서의 플럭스(Flux) 도포를 수작업으로 진행하였으므로, 도포시 마다 두께에 일정치 않을 뿐만 아니라, 작업자의 부주의시에는 플럭스의 도포 두께가 영역별로 상이하게 되거나 미도포 영역이 발생할 우려가 있어 작업성이 열등할 뿐만 아니라, 제품의 신뢰도 저하를 초래할 우려가 있었다.

이 발명은 수직으로 위치하는 플레이트(73)와; 이에 고정되는 홀더 승강용 실린더(74A)와; 이에 의해 승강하며, 저면에는 PCB(P)의 랜드(L)와 동일하게 형성되고, 안내레일(75A)이 횡으로 설치되며, 전면은 개방되고 측면은 직삼각형 형상인 블레이드 및 스크린 홀더(74)와; 안내레일(75A)상에 횡으로 이동가능하게 위치고정되며, 블레이드실린더(71A)및 이에 승강 가능하게 연결되는 플럭스 도포용 블레이드(71)를 포함하고, 전면은 개방되고 측면은 직삼각형 형상인 블레이드홀더(75)와; 블레이드 홀더(75)를 안내레일(75A)을 따라 횡으로 이동가능하게 구동시키는 블레이드홀더(75) 이송용 실린더를 포함하는 프린팅 장치(70)를 제공하며, 플럭스 도포를 자동화 함으로써 BGA 반도체패키지의 제조 생산성과 품질향상을 높일수 있는 효과가 있다.

Description

ＢＧＡ 반도체패키지용 솔더볼범핑시스템의 프린터장치

본 발명은 BGA 반도체패키지 제조용 솔더볼범핑시스템의 프린팅 장치에 관한 것으로서, 특히 BGA 반도체패키지의 PCB에 형성된 랜드에 솔더볼이 안치될수 있도록 플럭스를 자동도포 할 수 있게 한 BGA 반도체패키지 제조용 솔더볼범핑시스템에 있어서의 프린팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 솔더볼 범핑시스템은 BGA 반도체 패키지의 랜드에 융착되는 솔더볼을 공급시킬 수 있는 어셈블러를 일컫는다.

이러한 BGA 반도체패키지는 PCB의 일표면(배면)상에 다수의 랜드가 형성되고, 각각의 랜드상에 하나의 솔더볼을 융착시켜 외부 신호 인출력 단자로서의 기능을 부여한 것이다.

상기한 BGA 반도체패키지에 안착되는 솔더볼(SB)은 PCB(P)에 형성된 랜드에 정확한 위치로 안착되어야만 신뢰성있는 BGA 반도체패키지를 구현할 수있다.

그러나 종래에는 솔더볼을 PCB의 랜드에 안치시키기 위한 사전 공정으로서의 플럭스(Flux)도포를 수작업으로 진행하였으므로, 도포시 마다 도포 두께가 일정치 않을 뿐만 아니라, 작업자의 부주의시에는 플럭스의 도포 두께가 영역별로 상이하게 되거나 미도포 영역이 발생할 우려가 있어 작업성이 열등할 뿐만 아니라, 제품의 신뢰도 저하를 초래할 우려가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소키 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 BGA 반도체패키지 제조시 PCB에 외부입출력 단자로서의 솔더볼을 안치시킬 수 있도록 플럭스를 도포하는 공정에서 상기한 플럭스 도포를 자동화하여 도포되는 플럭스의 도포 두께를 모든 도포 영역에서 일정하게 유지함과 아울러, 도포시마다의 도포 두께를 일정하게 유지함으로써, 후속하는 솔더볼 융착 공정의 작업성 및 생산성 향상과 제품의 신뢰도 제고를 이루기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 프린터장치가 적용된 솔더볼범핑시스템의 평면구성도.

도 2는 본 발명의 프린터장치가 적용된 솔더볼범핑시스템의 정면구성도.

도 3은 본 발명의 프린터장치가 적용된 프린터장치의 사시도.

도 4는 본 발명의 프린터장치의 정면도.

도 5는 본 발명의 프린터장치의 작동상태도.

도 6은 본 발명의 프린터장치에서 플럭스 도포된 PCB의 평면도.

도 7은 본 발명의 솔더볼범핑시스템의 전체 작동상태 평면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 솔더볼범핑시스템 70 ; 프린터장치

71 ; 블레이드 71A ; 블레이드실린더

72 ; 스크린 72A ; 홀

74 ; 블레이드 및 스크린 홀더 74A ; 홀더 승강용 실린더

75A; 안내레일 75 ; 블레이드 홀더

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 의하면, 수직으로 위치하는 플레이트와, 상기한 플레이트에 평행하게 위치 고정되는 홀더 승강용 실린더와, 상기한 홀더 승강용 실린더에 의해 상기한 플레이트의 일 표면상에서 승강하며 저면에는 PCB의 랜드와 동일한 위치 및 형상의 다수의 홀이 패턴 형성되고 상기한 플레이트와 인접한 측면에는 안내레일이 횡으로 설치되며 전면은 개방되고 측면은 직삼각형 형상의 블레이드 및 스크린홀더와, 상기한 안내레일상에 횡으로 이동가능하게 위치고정되며 블레이드실린더 및 이에 승강 가능하게 연결되는 플럭스 도포용 블레이드를 포함하고 전면은 개방되고 측면은 직삼각형 형상인 블레이드 홀더와, 상기한 블레이드홀더를 상기한 안내레일을 따라 횡으로 이동가능하게 구동시키는 상기한 안내레일 후방의 블레이드홀더 이송용 실린더를 포함하는 프린팅장치가 제공된다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

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(미도시)를 구비한다.

상기한 푸셔부의 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 자재셋팅장치(60)를 구비한다.

상기한 플로어부(40)의 후방과 인풋부(20)의 타측부인 베이스(11) 상부에는 프린터부(70)를 구비하고, 프린터부(70)및 인풋부(20)의 후방위치의 베이스(11)상부에는 솔더볼 공급부(80)를 구비한다.

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

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

도 3 및 도 4는 본 발명의 프린터장치의 사시도 및 정면도로서, 상기 솔더볼범핑시스템(10)의 베이스(10)에 구비된 프린터장치(70)는 수직으로 위치하는 지지용 플레이트(73)의 상부에 홀더 승강용 실린더(74A)를 상기한 플레이트(73)와 평행하게 위치고정시키고, 실린더(74A)를 상기한 플레이트(73)의 일 표면을 따라 승강하는 블레이드 및 스크린 홀더(74)를 설치한다.

상기한 블레이드 및 스크린 홀더(74)의 저면에는 스크린(72)을 구비하며, 상기한 스크린(72)은 PCB(P)의 랜드(L)와 동일한 위치 및 형상의 다수의 홀(72A)이 패턴형성되고, 상기한 플레이트(73)와 인접한 측면에는 안내레일(75A)이 횡으로 설치된다. 상기한 블레이드 및 스크린 홀더(74)는 전면이 개방되고 측면은 직삼각형 형상으로 되어 있어서, 구조가 간이하여 제작이 용이하고 고장이 없으면서도 플럭스의 보출 및 메인테넌스가 용이하다.

상기한 상기한 안내레일(75A)상에는 블레이드실린더(71A)및 이에 승강 가능하게 연결되는 플럭스 도포용 블레이드(71)를 포함하는 블레이드홀더(75)가 횡으로 이동가능하게 위치고정된다. 상기한 블레이드홀더(75)의 구조 역시 블레이드 및 스크린 홀더(74)와 같은 형상으로 되어있어 그 구조상의 장점을 갖는다.

한편, 상기한 스크린(72) 상부의 후방에는 좌우측으로 블레이드홀더(75) 이송용 실린더(미도시)가 구비되어 있어서, 상기한 안내레일(75A)을 따라 블레이드홀더(75)가 횡으로 이동가능하게 된다.

이와 같이 구성된 솔더볼범핑시스템의 작용을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

탑재부에 반도체 칩이 부착되고, 패키지성형이 완료된 BGA 반도체패키지의 PCB(P)를 매거진(도면부호 미부여)에 적층 수납시킨 상태에서 인풋부(20)의 벨트(22) 상부에 다수의 매거진을 안치시키면 모터(21)의 작동으로 이송하는 벨트(22)에 의해 매거진이 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 매거진의 좌우 양측을 그립하고, 동시에 스톱퍼(25)가 하향 이송하여 매거진의 전방을 개방시킨다.

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

매거진이 고정되면 엘리베이터(29A)의 순차적인 하강 작동과 푸셔부의 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)이 상승하고, 동시에 로보트A(R1)의 그립퍼(G)가 하강한 상태에서 PCB(P)의 양단을 그립한 후 테이블(50)에 구비된 자재셋팅부(60)의 자재셋팅블록(61)에 공급시킨다. 이때 차순으로 공급되는 PCB(P)는 블록(45)에 PCB(P)가 안치하고 있을때 스톱퍼(44)가 상승하여 차순의 PCB(P)의 진행을 일시 차단시킨다.

상기 PCB(P)가 블록(45)에 안치되면 블록(45)이 상승하고, 동시에 로봇A(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 구동모터(51)의 구동으로 테이블(50)을 회전시켜 상기 PCB(P)를 프린팅장치(70)의 하부에 위치시킨다.

프린팅장치(70)의 하부에 PCB(P)가 위치되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 홀더 승강용 실린더(74A)의 작동으로 블레이드 및 스크린 홀더(74)가 하강되어 스크린(72)이 PCB(P)의 상면에 접근하게 된다.

이렇게 스크린(72)이 PCB(P)의 상면에 접촉되면 일측의 블레이드실린더(71A)가 작동하여 일측의 플럭스 도포용 블레이드(71)를 스크린(72)에 근접시킨 후 상기한 블레이드 홀더 이송용 실린더의 구동으로 블레이드(71)가 스크린(72)상에서 좌우로 이동하면서 플럭스를 스크린(72)상의 다수의 홀(72A)을 통하여 PCB(P)상의 랜드(L)에 스폿상으로 균일하게 도포(위치)시킨다.

이렇게 플럭스 도포가 완료되면 블레이드(71)와 블레이드홀더(75), 그리고 블레이드 및 스크린 홀더(74)가 역순으로 복귀된 후 차순의 PCB(P)가 공급되면 연속적인 동작을 시행하여 플럭스를 도포할 수 있게 한다.

또한, 플럭스 도포용 블레이드(71)는 복수개를 구비하여 블레이드실린더(71A)의 구동으로 좌우측에서 스크린(72)상의 플럭스를 밀어 PCB(P)에 도포할 수 있게 된다.

플럭스의 도포가 완료되면 테이블(50)의 회전으로, 도7에 도시한 바와 같이 PCB(P)를 솔더볼이 공급되는 볼공급부(80)로 이동시키게 된다.

PCB(P)가 볼공급부(80)에 위치하면 로봇B(R2)의 볼공급부(80)에 설치된 솔더볼 툴이 수납케이스(84)에서 솔더볼(SB)을 흡착시킨 상태로 PCB(P)의 상부에 위치하여 각 랜드(L)에 안치시킨다.

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

상기 솔더볼(SB)의 안치가 완료되며 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 로봇C(R3)의 그립퍼(G) 그립에 의해 로(爐)(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.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 BGA 반도체패키지의 PCB에 구비된 솔더볼 랜드레의 플럭스 도포를 자동화하여 도포되는 플럭스의 도포 두께를 모든 영역에서의 일정하게 유지함과 아울러, 도포시 마다의 도포 두께를 일정하게 유지함으로써, 후속하는 솔더볼 융착 공정의 작업성 및 생산성 향상과 제품의 신뢰도 제고를 이룰 수가 있다.

Claims (1)

1. BGA 반도체패키지의 PCB에 형성된 랜드에 플럭스 도포 및 솔더볼 공급 안치를 위하여 테이블의 회전에 의해 자재셋팅장치상에 셋팅된 PCB가 도입되는 솔더볼범핑시스템의 프린팅장치에 있어서,

   수직으로 위치하는 플레이트(73)와;

   상기한 플레이트(73)에 평행하게 위치고정되는 홀더 승강용 실린더(74A)와;

   상기한 홀더 승강용 실린더(74A)에 의해 상기한 플레이트(73)의 일 표면상에서 승강하며, 저면에는 PCB(P)의 랜드(L)와 동일한 위치및 형상의 다수의 홀(72A)이 패턴형성된 스크린을 가지며, 상기한 플레이트(73)와 인접한 측면에는 안내레일(75A)이 횡으로 설치되고, 전면은 개방되고 측면은 직삼각형 형상인 블레이드 및 스크린 홀더(74)와;

   상기한 안내레일(75A)상에 횡으로 이동가능하게 위치고정되며, 블레이드 실린더(71A)및 이에 승강 가능하게 연결되는 플럭스 도포용 블레이드(71)를 포함하고, 전면은 개방되고 측면은 직삼각형 형상인 블레이드홀더(75)와;

   상기한 블레이드홀더(75)를 상기한 안내레일(75A)을 따라 횡으로 이동 가능하게 구동시키는 상기한 안내레일 후방의 블레이드홀더(75) 이송용 실린더를 포함하는 프린팅 장치(70).

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