KR100310706B1 - 솔더볼 어탯치 시스템 및 그에 따른 솔더볼 어탯치 방법 - Google Patents

솔더볼 어탯치 시스템 및 그에 따른 솔더볼 어탯치 방법 Download PDF

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Abstract

볼 그리드 어레이 패키지 제조 공정중 마지막 부분에 해당하는 솔더볼 어탯치 공정을 수행하기 위한 복수 공정, 예를 들어 복수개의 랜드 패턴 그룹이 형성된 베이스 테이프가 부착된 베이스 프레임의 솔더볼 패드에 용제 및 솔더볼을 정확하게 어탯치한 상태에서 베이스 프레임을 인접한 리플로우 장치에 투입하여 솔더볼 패드에 솔더볼이 어탯치되도록 하고, 솔더볼이 어탯치된 솔더볼 패드의 용제를 제거한 후 베이스 프레임을 수납용기에 수납하는 공정이 매우 좁은 공간에서 이루어지도록 베이스 프레임의 이송 경로를 루프(loop) 형상이 되도록 한다.

Description

솔더볼 어탯치 시스템 및 그에 따른 솔더볼 어탯치 방법{System for attaching solderball and method for attaching solderball using the same}
본 발명은 솔더볼 어탯치 시스템 및 그에 따른 솔더볼 어탯치 방법에 관한 것으로, 특히 솔더볼 패드를 포함하는 랜드 패턴 그룹이 복수개 형성된 베이스 기판을 수납용기로부터 언로딩하여 솔더볼 패드에 솔더볼을 안착, 솔더볼 리플로우, 세정, 수납용기에 로딩하는 작업이 단일 설비 내에서 연속적으로 이루어지도록 한 솔더볼 어탯치 시스템 및 그에 따른 솔더볼 어탯치 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 내에서 솔더볼 패드를 포함하는 랜드 패턴 그룹이 복수개 형성된 베이스 기판을 수납용기로부터 언로딩하여 솔더볼 패드에 솔더볼을 안착, 솔더볼 리플로우, 세정, 수납용기에 로딩할 때, 베이스 기판의 이송 경로가 루프(loop) 형상을 이루면서 솔더볼 어탯치 공정이 진행되도록 함으로써 솔더볼 어탯치 공정의 시작점과 종점이 근접한 곳에 위치하도록 하여 솔더볼 어탯치 공정 개시 후 베이스 테이프가 언로딩되어 비어 있는 수납용기에 솔더볼 어탯치 공정이 종료된 베이스 테이프를 로딩할 후 있도록 한 솔더볼 어탯치 시스템 및 그에 따른 솔더볼 어탯치 방법에 관한 것이다.
최근들어 전기, 전자, 기계 산업 및 우주 항공 산업에 이르기까지 산업 발달의 중추적 역할을 하는 반도체 제품의 꾸준한 기술 개발이 진행되고 있다.
이와 같은 반도체 제품을 제작하기 위해서는 반도체 칩을 제작하는 반도체 칩 제조 과정과, 반도체 칩과 외부 기기의 신호 입출력 및 취성이 약한 반도체 칩을 보호하는 반도체 칩 패키지 공정을 및 테스트 공정 등을 거쳐야 한다.
실제로 반도체 칩 제작 공정 기술의 발달 및 반도체 칩을 제작하는 정밀한 공정 설비의 성능 향상으로 집적도가 매우 높은 반도체 칩이 생산되고 있으며, 반도체 칩 패키지 공정 또한 반도체 제품의 전체 크기를 소형, 박형화하기 위한 반도체 패키지 방법의 개발 및 반도체 패키지 제조용 공정 설비의 성능 향상이 이루어져 반도체 제품의 성능은 크게 향상되면서도 반도체 제품의 전체 크기는 매우 작아지고 있다.
특히 입출력 단자수가 많은 고집적 반도체 제품에 주로 사용되며 외부 기기와 반도체 칩과의 신호 입출력이 매트릭스 형태로 배열된 입출력 핀(I/O pin)에 의하여 수행되는 PGA(Pin Grid Array) 패키지보다 취급이 간편하고, 크기 또한 매우 작아져 반도체 제품의 전체 크기가 반도체 칩의 약 120%에 근접하는 이른 바 '칩 스케일 패키지(Chip Scale Package)'이면서 신호 입출력 단자로 핀 대신 솔더볼(solder ball)을 사용하는 볼 그리드 어레이 패키지(Ball Grid Array Package)가 선보인 바 있다.
이 볼 그리드 어레이 패키지는 반도체 칩을 양면에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판 또는 일측면에 회로 패턴이 형성된 플랙시블한 기판중 회로 패턴이 없는 면에 어탯치한 상태에서 회로 패턴과 반도체 칩의 본딩 패드를 다양한 방법, 예를 들어 빔 리드 본딩(beam lead bonding), 와이어 본딩(wire bonding) 등에 의하여 전기적으로 연결시킨다.
이때, 회로 패턴은 '솔더볼 패드'라 불리우는 회로 패턴의 일부와 연결되어 솔더볼 패드를 통하여 외부 기기와 전기적 신호 입출력이 이루어진다.
이와 같은 상태에서 반도체 칩은 성형 수지에 의하여 감싸여져 외부의 충격 및 외력으로부터 보호되고 솔더볼 패드에는 외부 기기와 접속되도록 하기 위하여 솔더볼 어탯치 공정에 의하여 솔더볼이 어탯치된다.
이때, 솔더볼 어탯치 공정은 솔더볼 패드에 수용성 용제(flux)를 도포하고 플럭스에 솔더볼을 임시적으로 안착시키는 솔더볼 안착 공정, 고온의 로(funace)에서 솔더볼을 솔더볼 패드에 융착시켜 어탯치하는 리플로우(reflow) 공정, 수용성 d용제를 제거하는 세정 공정으로 구분된다.
각 솔더볼 안착 공정, 리플로우 공정, 세정 공정은 솔더볼 어탯치 설비 그룹에 의하여 수행되는 바, 솔더볼 어탯치 그룹에는 솔더볼 안착 공정이 진행되는 솔더볼 안착 설비, 리플로우 설비, 세정 설비 및 세정이 종료된 볼 그리드 어레이 패키지를 수납하는 로더 설비로 이들 설비들은 직렬 방식으로 길게 나열되어 독자적으로 구동되면서 맡은 공정을 수행한다.
그러나, 이와 같은 종래 솔더볼 어탯치 설비 그룹에 포함된 단위 설비들은 상호 연관있는 설비들끼리 근접 설치되어 있지만, 단위 설비와 단위 설비간 이격 거리가 있기 때문에 솔더볼 어탯치 설비 그룹이 차지하는 면적이 지나치게 증가되는 문제점이 있다.
또한, 솔더볼 어탯치 설비 그룹에 속한 솔더볼 안착 설비, 리플로우 설비, 세정 설비, 로더 설비들은 설비 고유의 공정만을 수행할 뿐 전 공정 또는 후속 공정과의 연계 동작이 이루어질 수 없어 솔더볼 어탯치 공정의 연계는 작업자에 의존할 수 밖에 없는 다른 문제점이 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 솔더볼 어탯치 설비 그룹에 속한 단위 설비들이 길게 배열되고, 솔더볼 어탯치 공정간 연계를 작업자에 의존할 경우 작업자의 동선이 길어져 작업자의 피로도가 가중되고, 볼 그리드 어레이 패키지에 솔더볼을 어탯치하는데 소요되는 시간이 매우 길어질 뿐만 아니라 공정이 연속적으로 진행되지 못하는 복합적인 문제점이 있다.
또한, 솔더볼 어탯치 설비 그룹에 속한 설더볼 안착 설비에 이상이 발생되어 리플로우 설비와 세정 설비로의 볼 그리드 어래이 패키지의 투입이 지연되더라도공정과 공정의 연계가 없기 때문에 리플로우 설비에서 히팅 지속 및 세정 설비에서 세정액 공급이 지속되어 설비가 쉽게 노후되는 또다른 문제점이 있다.
또한, 솔더볼 어탯치가 종료된 볼 그리드 어레이 패키지를 수납하기 위한 별도의 로더 설비를 필요로 하며, 솔더볼 어탯치 공정이 개시된 후 볼 그리드 어레이 패키지가 모두 언로딩된 수납용기를 로더 설비로 작업자가 로더 설비로 수동 이송함으로써 솔더볼 어탯치 공정의 자동화가 어려운 또다른 문제점이 있다.
또한, 솔더볼 어탯치 설비 그룹중 어느 하나에서 공정이 진행된 후 후속 공정으로 볼 그리드 어레이 패키지를 이송하기 위해서는 볼 그리드 어레이 패키지가 단위 설비 외부로 배출되어 후속 설비로 투입되어야 한다. 이와 같이 볼 그리드 어레이 패키지가 설비 외부로 배출된 후 후속 설비로 투입될 경우 외부 환경에 의하여 어탯치될 솔더볼이 솔더볼 패드로부터 떨어지는 등의 공정 불량이 발생 하게되는 문제점이 있으며, 이와 같은 문제점이 지속되더라도 공정 불량의 원인을 규명하기 매우 어려운 문제점이 있다.
또한, 솔더볼 어탯치 설비 그룹에 속한 단위 설비들은 독자적으로 공정을 진행하기 때문에 솔더볼 어탯치 설비 그룹을 전체적으로 제어하기 매우 힘들고 이에 따라서 공정 진행 시간이 많이 소요되고 공정 불량이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 솔더볼 어탯치 공정에 필요한 공정 설비들을 하나의 설비에 통합하여 솔더볼어탯치 설비의 설치 면적을 최소화 및 작업자의 동선을 크게 단축시켜 작업자의 피로도를 감소시킴에 있다.
본 발명의 다른 목적은 솔더볼 어탯치 공정에 필요한 공정 설비들을 하나의 설비에 통합하여 선행 공정과 후속 공정의 연계가 이루어지도록 하여 솔더볼 어탯치 공정이 연속적으로 진행되도록 하여 공정이 자동화 되도록 함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 솔더볼 어탯치 공정에 필요한 공정 설비들을 하나의 설비에 통합하여 솔더볼 어탯치 공정이 진행중인 볼 그리드 어레이 패키지가 이송되는 경로가 최단거리가 되도록 하여 이송 도중 불량이 발생되는 빈도수를 크게 감소시킴은 물론 소정 공정중 공정 불량이 발생한 볼 그리드 어레이 패키지는 곧바로 선별함으로써, 공정 불량이 발생하지 않은 볼 그리드 어레이 패키지와 분리되도록 함에 있다.
도 1은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템에 의하여 솔더볼 어탯치 공정이 진행되는 베이스 프레임의 사시도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템에 의하여 솔더볼이 솔더볼 패드에 어탯치되는 과정을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 4는 도 3을 입체적으로 재구성한 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 솔더볼 어탯치 장치의 일부 및 베이스 프레임 언로더를 도시한 부분 절개 사시도.
도 6은 도 5의 복합 유닛을 확대 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 솔더볼 어탯치 장치의 나머지 부분을 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 리플로우 장치의 일부를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 리플로우 장치의 내부를 도시한 블록도.
도 10은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 리플로우 장치의 구성 요소인 스텝 이송장치를 도시한 사시도.
도 11은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 리플로우 장치를 횡방향으로 절단한 단면도.
도 12는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 리플로우 장치의 후면 및 트랜스퍼 이송장치 세정장치의 일부가 도시한 사시도.
도 13은 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 세정장치를 설명하기 위한 부분 절개 사시도.
도 14는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 중 베이스 프레임 로더 장치의 사시도.
도 15a, 도 15b는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템의 공정 순서를 설명하기 위한 공정 순서도.
이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 솔더볼 어탯치 시스템은 베이스 몸체와, 베이스 몸체에 설치된 수납용기로부터 베이스 프레임의 솔더볼 패드에 솔더볼이 안착되도록 베이스 프레임을 언로딩하는 베이스 프레임 언로더와, 베이스 몸체에 설치되며, 베이스 프레임 언로더로부터 언로딩된 베이스 프레임을 공급받아 지정된 위치에 고정시켜 용제 도포 및 솔더볼을 안착시키고 솔더볼 안착 품질에 따라서 베이스 프레임의 양부를 분류하여 분류 수납하는 솔더볼 안착 장치와, 베이스 몸체에 설치되며 분류 수납된 베이스 프레임을 로딩하여 솔더볼을 용융 및 냉각하는 리플로우 장치와 베이스 몸체에 설치되며 리플로우 장치로부터 베이스 프레임을로딩받아 솔더볼 패드에 잔류하는 용제를 세정 용액에 의하여 세정, 세정 도중 묻은 세정 용액을 건조시키는 세정장치와, 베이스 몸체에 설치되며 세정장치로부터 이송된 베이스 프레임의 솔더볼 패드에 어탯치된 솔더볼 어탯치 품질에 따라서 베이스 프레임의 양부를 분류하여 수납하는 베이스 프레임 로더를 포함한다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여 베이스 프레임 언로더는 베이스 몸체의 상부, 베이스 몸체의 내부 빈 공간에 걸쳐 형성된 수납용기 가이더와, 베이스 몸체의 내부 빈 공간에 수납된 수납용기가 수납용기 가이더를 따라서 베이스 몸체의 내부로부터 상부로 리프팅되도록 하는 수납용기 엘리베이터와, 수납용기 가이더에 장착된 수납용기로부터 베이스 프레임을 배출시키는 푸셔를 포함한다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여 솔더볼 안착 장치는 베이스 프레임 언로더로부터 언로딩된 베이스 프레임을 공급받아 고정 및 이송하는 복합유닛과, 복합유닛에 고정된 베이스 프레임의 솔더볼 패드에 용제를 도포하는 용제 도포 유닛과, 용제 도포 유닛에 의하여 용제가 도포된 솔더볼 패드에 솔더볼을 안착시키는 솔더볼 안착 유닛과, 용제 도포 유닛 및 솔더볼 안착 유닛을 복합유닛에 고정된 솔더볼 패드로 이송하는 이송 유닛과, 용제 및 솔더볼이 안착된 베이스 프레임을 이송받아 솔더볼 안착 품질에 따라서 분류 수납하는 소터 유닛과, 소터 유닛에 의하여 분류된 베이스 프레임중 솔더볼 안착 품질이 양호한 베이스 프레임이 후속 공정이 진행되기 전까지 대기하는 대기 유닛을 포함한다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여 리플로우 유닛은 솔더볼 안착 유닛에 의하여 솔더볼이 안착된 베이스 프레임을 로딩하는 베이스 프레임 피더와, 베이스 프레임을 이송하는 스텝 이송장치와, 스텝 이송장치를 감싸는 챔버와, 스텝 이송장치와 대향하는 챔버의 출구측 내측면에 설치된 히팅 장치와, 히팅 장치와 소정 간격 이격된 챔버의 입구쪽 내측면에 설치된 냉각 팬을 포함한다.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 트랜스퍼 장치는 챔버의 출구로부터 세정장치까지 연장된 이송 스크류와, 이송 스크류의 양단부를 지지하는 부싱과, 이송 스크류의 양단부중 어느 일측 단부에 설치되어 이송스크류를 회전시키는 모터와, 이송 스크류와 나사 결합되어 모터의 구동에 의하여 이송 스크류를 따라서 움직이는 이송 블록과, 이송 블록에 결합되어 챔버의 출구로 배출된 베이스 프레임을 세정장치로 이송하는 픽업 모듈을 포함한다.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 세정장치는 리플로우 장치에서 배출된 베이스 프레임을 로딩받아 이송하는 이송장치와, 이송장치를 감싸는 세정 챔버와, 세정 챔버 내부에 설치되며 이송장치를 기준으로 이송장치의 상부, 하부에 설치된 세정 용액 공급장치와, 세정 용액 공급장치로부터 세정된 베이스 프레임을 건조시키는 건조 장치와, 건조된 베이스 프레임을 언로딩하는 세정장치용 언로더를 포함한다.
또한, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 솔더볼 어탯치 시스템에 의한 솔더볼 어탯치 방법은 수납용기로부터 솔더볼 패드가 형성된 베이스 테이프가 지지된 베이스 프레임을 언로딩하여 솔더볼 패드에 용제를 도포한 후 솔더볼 패드에 대응하는 위치에 솔더볼의 존재가 입증된 솔더볼을 솔더볼 패드로 전이 시키고, 솔더볼 패드에 전이된 솔더볼의 위치를 재입증한 후 베이스 프레임을 이송하고, 베이스 프레임이 모두 언로딩된 빈 수납용기를 지정된 위치로 이송하는 솔더볼 안착하고, 베이스 프레임을 공급받아 솔더볼 패드에 안착된 솔더볼을 용융, 냉각시킨 후 베이스 프레임을 이송하는 솔더볼 리플로우 단계와, 베이스 프레임을 공급받아 솔더볼 패드에 묻어 있는 용제를 제거하고 베이스 프레임을 이송하여 세정하고, 베이스 프레임을 공급받아 품질을 판정하고, 품질에 따라서 베이스 프레임을 분류하여 지정된 위치로 이송된 빈 수납용기에 베이스 프레임을 수납한다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여 솔더볼 안착 단계가 종료된 베이스 프레임은 제 1 방향으로 이송되고, 빈 수납용기는 제 2 방향을 따라서 지정된 위치로 이송되며, 솔더볼 리플로우 단계가 종료된 베이스 프레임은 제 3 방향으로 이송되고, 세정 단계가 종료된 베이스 프레임은 제 2 방향을 따라서 지정된 위치로 이송된 빈 수납용기를 향하는 제 4 방향으로 이송된다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여 제 1 방향, 상기 제 2 방향, 상기 제 3 방향, 상기 제 4 방향은 베이스 프레임의 전체 이송 경로가 루프 형상을 갖도록 하는 방향을 갖는다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여 바람직하게 제 2 방향은 제 1 방향에 대하여 반대 방향을 갖는다.
이하, 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템 및 솔더볼 어탯치 시스템에 의한 솔더볼 어탯치 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 볼 그리드 어레이 패키지에 솔더볼을 어탯치하기 이전의 제작 과정을 첨부된 도 1 또는 도 2를 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
볼 그리드 어레이 패키지는 매우 긴 직사각형 형상을 갖는 폴리이미드 재질의 베이스 테이프(10)에 형성되는 바, 베이스 테이프(10)의 일측면에는 에칭 공법에 의하여 도전성 패턴 및 솔더볼이 안착될 솔더볼 패드(50)로 구성된 랜드 패턴 그룹(20)이 복수개 형성되고, 각 랜드 패턴 그룹(20)은 이후 하나의 볼 그리드 어레이 패키지가 된다.
베이스 테이프(10)에는 도전성 패턴의 단부를 지칭하는 '빔 리드(beam lead)'가 가 노출되도록 '오픈 윈도우(open window)'라 불리우는 개구(미도시)가 형성되된다.
이와 같이 랜드 패턴 그룹(20)이 다수 형성된 매우 긴 베이스 테이프(10)는 롤(roll) 형태로 말린 후 단위 개수, 예를 들면, 3×10개의 개수가 형성되도록 절단된다.
절단된 베이스 테이프(10)는 플랙시블하여 외력에 의하여 변형이 쉽게 발생하여 베이스 테이프(10)에 반도체 칩을 다이 어탯치, 빔리드 본딩, 솔더볼 어탯치 공정 등을 진행할 때, 형상 유지가 어려움으로 이를 극복하기 위하여 베이스 테이프(10)는 사각 프레임 형상을 갖는 베이스 프레임(30)에 접착 테이프(40)를 매개로 고정된다.
이후, 베이스 프레임(30)에 고정된 베이스 테이프(10)중 솔더볼 패드(50)가 형성된 반대면에는 오픈 윈도우로 본딩 패드가 노출되도록 반도체 칩(미도시)이 어탯치되고, 반도체 칩의 본딩 패드와 빔 리드는 빔 리드 본더에 의하여 빔리드 본딩된 후 반도체 칩과 오픈 윈도우는 성형 수지에 의하여 인캡슐런트된다.
이후, 베이스 프레임(30)에 형성된 솔더볼 패드(50)에는 솔더볼이 안착되는솔더볼 어탯치 공정이 진행되는 바, 솔더볼 어탯치 공정의 개요를 첨부된 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2a에 도시된 바와 같이 베이스 테이프(10)에 형성된 솔더볼 패드(50)에는 소정 점성을 갖으면서 수용성인 용제(flux;55)가 도포된 후, 용제(55)에 수∼수십 ㎛의 직경을 갖는 솔더볼(60)이 안착된다.
이후, 도 2b에 도시된 바와 같이 솔더볼(60)이 어탯치된 솔더볼 패드(50)가 형성된 베이스 테이프(10)를 고온 상태의 로(funace)를 통과시켜 솔더볼 패드(50)에 솔더볼(60)이 용융되면서 '어탯치'되도록 한 후, 도 2c에 도시된 바와 같이 솔더볼(60)이 어탯치된 솔더볼 패드(50)에 잔류하는 수용성 용제(55)를 세정액에 의하여 제거한다.
본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템은 하나의 베이스 몸체에서 앞서 설명한 도 2a 내지 도 2c의 공정이 모두 진행된다.
첨부된 도 3 또는 첨부된 도 4에는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 솔더볼 어탯치 공정을 진행하는 솔더볼 어탯치 시스템의 전체적인 구성이 도시되어 있다.
첨부된 도 3 또는 첨부된 도 4를 참조하면, 솔더볼 어탯치 시스템(801)은 전체적으로 보아 소정 평면적을 갖는 평평한 베이스 몸체(800), 베이스 프레임 언로더 장치(100), 솔더볼 안착 장치(200), 리플로우 장치(300), 세정 장치(400), 트랜스퍼 장치(500), 베이스 프레임 로더 장치(600) 및 이들의 구동을 전체적으로 제어하는 중앙처리장치(미도시)로 구성된다.
이들 베이스 프레임 언로더 장치(100), 솔더볼 안착 장치(200), 리플로우 장치(300), 세정 장치(400), 트랜스퍼 장치(500), 베이스 프레임 로더 장치(600)는 모두 베이스 몸체(800)의 상면에 설치된다.
이와 같은 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 구성 요소들은 솔더볼(60, 도 2 참조)이 어탯치될 베이스 테이프(10, 도 1 참조)가 부착된 베이스 프레임(30, 도 1 참조)이 일정한 경로를 갖으면서 공정이 진행되도록 배치된다.
보다 구체적으로, 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 구성 요소들은 베이스 프레임(30)이 베이스 프레임 언로더 장치(100)로부터 언로딩되어 일실시예로 시계 방향으로 이송되면서 솔더볼 안착 장치(200) - 리플로우 장치(300) - 세정 장치(400)를 거치면서 솔더볼 어탯치 공정이 진행된 후, 세정 장치(400)에서 언로딩된 베이스 프레임(30)이 베이스 프레임 언로더 장치(100)와 근접한 베이스 프레임 로더 장치(600)에 수납되기까지 도 3에 도시된 바와 같이 루프(loop) 형상의 경로를 따라서 이송되도록 한다.
그러나, 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 구성 요소들에 의하여 베이스 프레임(30)을 앞서 설명한 대로 루프 형상으로 반드시 이송할 필요는 없다.
앞서 설명한 일실시예에서 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 구성 요소를 베이스 프레임(30)이 루프 형상으로 이송되도록 배열한 것은 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 평면적을 가장 작게 즉, 가장 좁은 공간을 가장 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 장점과 솔더볼 어탯치 공정의 시작 공정이 수행되는 베이스 프레임 언로더 장치(100)와 솔더볼 어탯치 공정의 마지막 공정이 수행되는 베이스 프레임 로더 장치(600)를 매우 가깝게 설치할 수 있어 베이스 프레임 언로더 장치(100)에서 발생한 빈 수납용기를 빈 수납용기가 필요한 베이스 프레임 로더 장치(600)로 단시간내 이송할 수 있는 다양한 장점 때문이다.
앞서 설명한 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 구성 요소에 의한 베이스 프레임(30)의 이송 경로를 루프 형태로 하지 않고 일자 형상 또는 'U 자' 형상 등으로 배열하여도 무방하다.
이와 같이 일렬 배열이나 'U 자' 형 배열 등 다양하게 변형된 솔더볼 어탯치 시스템(801)에 포함된 구성 요소의 배열은 앞서 설명한 루프 형상의 배열에 비하여 다소 베이스 프레임(30)의 이송 길이가 길어지고 베이스 프레임 언로더 장치(100)로부터 빈 수납용기를 베이스 프레임 로더 장치(600)로 이송하는데 약간의 시간이 더 소요될 뿐 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 구성 요소들간 연관 관계, 자동화에는 아무런 영향을 미치지 못한다.
이와 같은 변형예들은 후술될 본 발명의 상세한 설명에 의하여 충분히 지지될 것이다.
본 발명에서는 바람직하게 솔더볼 어탯치 시스템(801)에 포함된 구성 요소의 배열을 베이스 프레임(30)이 루프 형상으로 이송되는 배열 구조를 채택하고 이하 첨부된 도면을 참조하여 이를 구현하기 위한 구체적인 구성 및 구성에 따른 작용과 효과를 설명하기로 한다.
첨부된 도 5 또는 도 6에는 베이스 프레임 언로더 장치(100) 및 솔더볼 안착 장치(200)가 도시되고 있다.
도 5에는 솔더볼 어탯치 시스템(801)에서 베이스 프레임 언로더 장치(100) 및 솔더볼 안착 장치(200)의 설치 위치 및 개략적인 구성이 도시되고 있으며, 도 6에는 솔더볼 안착 장치(200)의 소터 유닛이 도시되어 있다.
첨부된 도 5를 참조하여 베이스 프레임 언로더 장치(100)를 설명하면 다음과 같다.
솔더볼 어탯치 공정이 시작되는 베이스 프레임 언로더 장치(100)는 베이스 몸체(800)의 내부 빈 공간과 베이스 몸체(800)의 상부에 걸쳐 형성되며, 수납용기 엘리베이터(110), 수납용기 가이더(120) 및 푸셔(140)로 구성된다.
보다 구체적으로, 베이스 몸체(800)의 내부 빈 공간에는 솔더볼(60)이 어탯치될 베이스 테이프(10)가 부착된 베이스 프레임(30)이 수납된 수납용기(130)가 병렬 방식으로 수납되고, 수납용기(130)중 가장 내측에 위치한 수납용기(130a)의 밑면에는 수납용기(130)를 베이스 몸체(800)의 상면으로 리프팅하는 수납용기 엘리베이터(110)가 설치된다.
수납용기 엘리베이터(110)중 수납용기 받침대(115)에는 수납용기(130)에 수납된 베이스 프레임(30)의 한 장의 두께 만큼 베이스 프레임(30)을 밀어올리는 푸셔(미도시)가 장착된다.
이와 같은 구성을 갖는 수납용기 엘리베이터(110)의 상부에는 수납용기 가이더(120)가 설치되는데, 수납용기 가이더(120)는 수납용기 엘리베이터(110)에 의하여 리프팅된 수납용기(130)가 지정된 위치에 정확하게 리프팅되도록 하는 역할을 한다.
수납용기(130)에 수납된 베이스 프레임(30)에 솔더볼 어탯치 공정을 수행하기 위해서 수납용기 가이더(120)로 리프팅된 수납용기(130)에 수납된 베이스 프레임(30)중 가장 상부에 위치한 베이스 프레임(30)은 수납용기 가이더(120)의 외측으로 언로딩되어야 한다.
이처럼 베이스 프레임(30)이 수납용기 가이더(120)의 외측으로 언로딩되도록 하기 위해서 수납용기 가이더(120)에는 베이스 프레임(30)이 통과되도록 슬릿 형상의 관통홈(미도시)이 형성되고, 베이스 프레임(30)을 수납용기 가이더(120)로부터 강제로 언로딩하기 위한 푸셔(140)가 설치된다.
푸셔(140)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
푸셔(140)는 수납용기 가이더(120)의 관통홈에 삽입되어 베이스 프레임(30)의 측면과 직접 접촉되는 'T 자' 형상의 퓨셔 바, 푸셔 바의 단부에 설치된 푸셔 바 블록, 푸셔 바 블록에 결합되어 푸셔 바 블록을 가이드 하는 가이드 레일, 푸셔 바 블록의 상면에 돌출 형성된 힌지 축에 슬릿 형상의 장공이 끼워진 회동축, 회동축의 타측 단부와 결합되어 회동축을 회동시키는 모터축이 형성된 모터로 구성된다.
이와 같은 구성은 모터축의 회동에 의하여 회동축이 회동하면서 푸셔 바 블록에 힘을 가하고 푸셔 바 블록은 가해진 힘에 따라서 가이드 레일을 따라서 힘이 가해진 방향으로 이동되고, 푸셔 바 블록의 이동에 의하여 푸셔 바 블록에 결합된 푸셔 바 또한 이동되면서 수납용기 가이더(120)의 관통홈의 내부로 삽입되어 베이스 프레임(30)을 가압하여 베이스 프레임(30)이 수납용기 가이더(120)의 외부로 밀려 나가도록 한다.
이와 같이 복수개의 수납용기(130)를 베이스 몸체(800)의 내부에 장착하고 필요한 수납용기(130)만을 베이스 프레임(30)의 상부로 리프팅하여 사용하는 베이스 프레임 언로더 장치(100)는 베이스 몸체(800)의 상면에 여유 공간이 충분히 확보되도록 함으로써 베이스 몸체(800)의 상면에 설치될 다른 구성 요소의 배치가 훨신 수월해지도록 한다.
이와 같이 베이스 프레임 언로더 장치(100)에 의하여 수납용기(130)의 내부에서 외부로 언로딩된 베이스 프레임(30)은 솔더볼 안착 장치(200)로 이송된다.
첨부된 도 5 또는 도 6을 참조하면, 솔더볼 안착 장치(200)는 솔더볼 안착 유닛(250), 소터 유닛(270), 공정 대기 유닛(280)으로 구성된다.
구체적으로, 베이스 프레임 언로더 장치(100)로부터 언로딩된 베이스 프레임(30)은 제일 먼저 솔더볼 안착 유닛(250)으로 로딩되고, 소터 유닛(270)을 거친 후 양품으로 판정된 베이스 프레임만이 공정 대기 유닛(280)에서 대기하다 후속 공정인 리플로우 장치(300)로 언로딩된다.
이들 하나 하나의 구성 요소를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
솔더볼 안착 유닛(250)은 다시 복합 유닛(210), 용제 도포 유닛(220), 솔더볼 공급 유닛(230), 용제 도포 유닛(220) 및 솔더볼 공급 유닛(230)을 구동시키는 공용 구동 유닛(240), 솔더볼 클리닝 유닛(205), 비주얼 검사 유닛(208)으로 구성된다.
베이스 프레임 언로더 장치(100)로부터 언로딩된 베이스 프레임(30)은 복합유닛(210)으로 로딩된다.
첨부된 도 6을 참조하면, 복합 유닛(210)은 베이스 프레임 언로더 장치(100)로부터 베이스 프레임(30)을 로딩받아 베이스 프레임(30)중 솔더볼 패드(50)에 정확하게 용제(55)를 도포, 용제(55)가 도포된 솔더볼 패드(50)에 정확하게 솔더볼(60)을 안착시킬 때, 베이스 프레임(30)의 움직임이 발생하지 않도록 고정하는 역할 및 솔더볼(60)이 안착된 베이스 프레임(30)을 후속 공정으로 이송하는 역할을 겸한다.
이를 구현하기 위하여 복합 유닛(210)은 베이스 프레임(30)을 로딩/언로딩하기 위한 구성과 베이스 프레임(30)을 고정하기 위한 구성을 모두 갖는다.
베이스 프레임(30)을 이송하기 위해서는 다양한 구성이 있을 수 있지만, 본 발명에서는 바람직하게 베이스 프레임(30)을 신속하면서도 베이스 프레임(30)이 로딩/언로딩 도중 베이스 프레임(30)에 충격이 가해지지 않도록 맞대어진 상태로 회전되는 한 쌍의 롤러의 사이로 베이스 프레임을 통과시킴으로써 베이스 프레임(30)이 이송되도록 하는 구성을 택하였다.
구체적으로, 복합 유닛(210)은 이송 유닛(211)과 고정 유닛(215)으로 구성된다.
이송 유닛(211)은 지지몸체(212), 지지몸체(212)에 설치되어 베이스 프레임(30)을 이송하는 롤러 이송 유닛(213)으로 구성된다.
지지몸체(212)는 베이스 프레임(30)의 폭 만큼 이격된 2 개의 지지 플레이트(212a), 지지 플레이트(212a)의 밑면과 연결되어 지지 플레이트(212a)가쓰러지지 않도록 하는 바닥면으로 구성된다.
이와 같은 형상을 갖는 지지몸체(212)의 2 개의 지지 플레이트(212a) 각각의 내측에는 롤러 이송 유닛(213)이 설치된다.
롤러 이송 유닛(213)은 2 개의 지지 플레이트(212a) 각각의 내측 양단부에 상호 맞대어진 상태로 회전되는 맞물림 롤러(213a), 지지 플레이트(212a)의 일측 단부에 형성된 맞물림 롤러(213a)와 타측 단부에 형성된 맞물림 롤러(213a)를 연결하는 벨트(213b), 지지 플레이트(212a)의 양단부중 어느 일측 단부에서 서로 마주보는 맞물림 롤러(213a)들의 회전중심을 상호 연결하는 회전축(213c), 회전축(213c)과 결합되는 모터(213d)로 구성된다.
이처럼 이송 유닛(211)으로 롤러 이송 유닛(213)을 사용하는 것은 베이스 프레임(30)을 매우 부드럽고 신속하게 이송하기 위함으로 이는 복합 유닛(210)이 이송할 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에는 미약한 충격에 의해서도 솔더볼 패드(50)로부터 이탈되기 쉬운 솔더볼(60)이 안착되기 때문이다.
복합 유닛(210)의 고정 유닛(215)은 지지몸체(212)의 바닥면에 설치된다.
고정유닛(215)은 상면에 적어도 2 개 이상의 얼라인먼트 키(alignment key;215a)가 형성된 베이스 프레임 흡착 패드(215b), 베이스 프레임 흡착 패드(215b)를 업-다운 시키는 업다운 실린더(미도시)로 구성된다.
베이스 프레임 흡착 패드(215b)는 속이 빈 육면체 형상으로 상면에는 복수개의 진공홀(215c)이 형성되고, 밑면에는 진공압을 발생시키는 진공장치(미도시)와 연결된다.
이와 같은 구성을 갖는 베이스 프레임 흡착 패드(215b)의 상면에 형성된 적어도 2 개 이상의 얼라인먼트 키(215a)는 베이스 프레임(30)에 형성된 얼라인먼트 홀(31)과 결합되어 베이스 프레임(30)을 베이스 프레임 흡착 패드(215b)의 상면 지정된 위치에 항상 위치되도록 함과 동시에 진공장치에 의하여 발생한 진공압에 의하여 베이스 프레임(30)을 다시 한번 베이스 프레임 흡착 패드(215b)의 상면에 고정되도록 하는 역할을 한다.
이와 같은 구성을 갖는 복합 유닛(210)에 베이스 프레임(30)이 고정되면 솔더볼 패드(50)에 용제(55)의 도포 및 솔더볼(60)이 안착될 준비가 완료된 상태로, 베이스 프레임(30)에는 용제 도포 유닛(220) 및 솔더볼 공급 유닛(230)에 의하여 솔더볼(60)이 안착된다.
용제 도포 유닛(220) 및 솔더볼 공급 유닛(230)은 복합 유닛(210)의 양쪽에 형성되며 공용으로 사용되는 공용 구동 유닛(240)에 의하여 복합 유닛(210)으로 이송된다.
용제 도포 유닛(220) 및 솔더볼 공급 유닛(230)을 이송하는 공용 구동 유닛(240)은 일실시예로 앞서 설명한 복합 유닛(210)의 상부를 가로지르는 방향으로 설치된 지지 프레임(242), 지지프레임(242)에 설치된 스크류 이송유닛(248)으로 구성된다.
지지 프레임(242)은 직육면체 플레이트의 양단부를 절곡한 형상으로 지지 프레임(242)의 양단부는 베이스 몸체(800)의 상면에 고정되고, 지지 프레임(242)의 높이는 복합 유닛(210) 보다 다소 높게 형성된다.
이와 같은 지지 프레임(242)의 상면에는 긴 슬릿 형상을 갖는 2 개의 관통공(243a,243b)이 형성되고, 2 개의 관통공(243a,243b)의 양쪽 단부에는 서로 마주보도록 부싱(244)이 형성된다.
이때, 서로 마주보는 2 개의 부싱(244)에는 각각 이송 스크류(245)가 설치되어 회전 가능하게 지지되고, 2 개의 이송 스크류(245)의 어느 일측 단부에는 이송스크류 구동장치(247)가 설치되어 이송스크류(245)를 회전시킨다.
이송스크류 구동장치(247)는 일실시예로 지지 프레임(242)의 상면 양단부에 형성 또는 설치된 구동장치 브라켓(247a), 구동장치 브라켓(247a)의 외부로부터 내부로 모터축이 관통하며, 구동장치 브라켓(247a)의 외측면에 설치된 구동모터(247b), 모터축 및 이송 스크류(245)의 단부에 설치된 풀리(247c), 풀리(247c)에 걸쳐져 모터축으로부터 이송 스크류(245)로 동력을 전달하는 동력 전달 벨트(247d)로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 공용 구동 유닛(240)에는 2 개의 이송 스크류(245), 이송 스크류(245)에 각각 설치된 이송스크류 구동장치(247)에 의하여 복합 유닛(210)의 상부로 움직이는 용제 도포 유닛(220) 및 솔더볼 공급 유닛(230)이 설치된다.
용제 도포 유닛(220)은 지지 블록(221), 업-다운 실린더(222), 브라켓(223), 용제 도포 블록(224)으로 구성된 용제 도포 유닛(220)과 용제 공급 트레이 유닛(228)으로 구성된다.
먼저, 용제 도포 유닛(220)의 하나 하나의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 지지 블록(221)은 앞서 설명한 공용 구동 유닛(240)의 지지 프레임(242)의 상면에 형성된 슬릿 형상의 관통공(243a)에 삽입되는 형상 및 크기를 갖으며, 지지 블록(221)의 하단부에는 상하 변위가 발생하는 실린더 로드를 갖는 업-다운 실린더(222)가 설치된다.
업-다운 실린더(222)의 실린더 로드의 단부에는 업-다운 실린더(222)에 의하여 변위가 발생되는 브라켓(223)이 설치되며, 브라켓(223)의 단부에는 착탈이 가능한 용제 도포 블록(224)이 설치된다.
이와 같이 용제 도포 블록(224)을 브라켓(223)에 대하여 착탈 가능케 할 경우, 패턴이 다른 솔더볼 패드(50)를 갖는 베이스 테이프가 공급되더라도 용제 도포 블록(224)만을 바뀐 솔더볼 패드(50)의 패턴과 일치하는 용제 도포 블록으로 교체함으로써 용제 도포 유닛(220) 전체를 교체하지 않아도 되는 장점을 갖는다.
이처럼 착탈 가능한 용제 도포 블록(224)의 하부에는 베이스 프레임(30)에 부착된 베이스 테이프(10)의 솔더볼 패드(50) 위치에 대응하여 용제 도포 핀(미도시)이 설치되어 용제 도포 핀(미도시)에 용제를 묻힌 후 솔더볼 패드(50)의 상면에 용제 도포 핀이 접촉되도록 업-다운 실린더(222)를 작동시킴으로써 솔더볼 패드(50)에 용제가 도포된다.
이와 같이 구성된 용제 도포 블록(224)의 용제 도포 핀에 용제를 묻히기 위하여 베이스 몸체(800)의 상면중 지지 블록(221)이 움직이는 경로상에는 용제 공급 트레이 유닛(228)이 설치된다.
용제 공급 트레이 유닛(228)은 다시 용제 트레이(228a)와 도포 유닛으로 구성된다.
용제 트레이(228a)는 바닥면이 평평하고 용제 도포 블록(224)의 크기보다 다소 큰 트레이 형상으로, 용제 트레이(228a)의 바닥면에는 용제가 얇게 도포된다.
이처럼 용제 트레이(228a)의 바닥면에 용제를 얇게 도포하기 위하여 용제 트레이(228a)에는 도포 유닛(미도시)이 설치된다.
도포 유닛은 용제 트레이(228a)의 바닥면에 접촉되어 바닥면을 따라서 왕복운동하는 도포 블록, 도포 블록 및 용제 트레이의 바닥면 사이로 용제를 공급하는 용제 공급장치, 도포 블록의 측면에 형성된 부싱에 나사 결합된 이송스크류, 이송스크류의 단부에 결합된 모터로 구성된 도포 블록 이송장치로 구성된다.
다른 실시예로 도포 블록 이송장치는 앞서 설명한 스크류 이송 방식 이외에 도포 블록을 직선왕복운동시키는 각종 직선왕복운동 기구를 자유롭게 사용할 수 있는 바, 예를 들어 직선왕복운동기구로 도포 블록을 가이드 레일에 슬라이드 결합시킨 상태에서 도포 블록에 유압 실린더의 실린더 로드를 결합한 상태에서 유압 실린더를 작동시켜 도포 블록을 직선왕복운동 시켜도 무방하다.
이와 같은 구성을 갖는 용제 도포 유닛(220)은 앞서 설명한 공용 구동 유닛(240)에 의하여 지정된 경로상에서 직선왕복운동하여 복합 유닛(210)에 고정된 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 용제(55)가 얇게 도포되도록 한다.
용제 도포 유닛(220)에 의하여 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 용제(55)가 얇게 도포되면 용제가 도포된 솔더볼 패드(50)의 상면에는 솔더볼 공급 유닛(230)에 의하여 솔더볼(60)이 임시적으로 안착된다.
이와 같은 역할을 하는 솔더볼 공급 유닛(230)은 지지 블록(231), 업-다운 실린더(232), 브라켓(233), 솔더볼 흡착 블록(234)으로 구성된 솔더볼 흡착 유닛(235)과 솔더볼 공급 트레이 유닛(239)으로 구성된다.
먼저, 솔더볼 흡착 유닛(235)의 하나 하나의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
지지 블록(231)은 앞서 설명한 공용 구동 유닛(240)의 지지 프레임(242)의 상면에 형성된 슬릿 형상의 관통공(243b)에 삽입되는 형상 및 크기를 갖으며, 지지 블록(231)의 하단부에는 상하 변위가 발생하는 실린더 로드를 갖는 업-다운 실린더(232)가 설치된다.
업-다운 실린더(232)의 실린더 로드에는 브라켓(233)이 설치되고, 브라켓(233)에는 착탈 가능한 솔더볼 흡착 블록(234)이 설치된다.
이처럼 솔더볼 흡착 블록(234)을 착탈 가능케 형성할 경우, 앞서 설명한 용제 도포 유닛(220)의 용제 도포 블록(224)과 마찬가지로 솔더볼 패드(50)의 패턴 종류가 다른 베이스 테이프(10)가 공급될 경우, 솔더볼 흡착 블록(234)만을 교체함으로써 솔더볼 흡착 유닛(235) 전체를 교체하지 않아도 되는 장점이 있다.
솔더볼 흡착 블록(234)은 속이 빈 육면체 박스 형상으로 솔더볼 흡착 블록(234)의 하면에는 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)의 위치에 대응하며, 솔더볼(60)이 수납되는 소정 깊이의 솔더볼 수납홈(미도시)이 형성되고, 솔더볼 수납홈에는 솔더볼 흡착 블록(234)의 내부와 연통된 진공홀(미도시)이 형성되어 진공압에 의하여 솔더볼(60)이 흡착되도록 한다.
이를 구현하기 위하여 솔더볼 흡착 블록(234)의 내부에는 진공압 발생장치(미도시)가 연결되어 솔더볼 흡착 블록(234)의 내부를 진공압으로 만들어준다.
이때, 솔더볼 흡착 블록(234)의 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)을 하나 하나 수납시키는 것은 거의 불가능함으로 본 발명에서는 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 정확하게 수납되도록 독특한 방식이 사용되는 바, 이의 해답은 솔더볼 공급 트레이 유닛(239)에 의하여 얻어진다.
솔더볼 공급 트레이 유닛(239)은 수∼수십 ㎛의 크기를 갖는 솔더볼(60)이 다수 수납되도록 소정 깊이를 갖는 트레이 형상의 솔더볼 트레이(236)와 솔더볼 평탄 유닛(237)으로 구성된다.
솔더볼 평탄 유닛(237)은 다시 솔더볼 트레이(236)의 내부에 설치된 브러쉬(237a), 브러쉬(237a)가 솔더볼 트레이(236)를 따라서 직선왕복운동하는 브러쉬 이송 유닛(237b)을 포함하는 브러쉬 유닛(238)과 솔더볼 트레이(276)를 좌우로 흔들기 위하여 솔더볼 트레이(276)의 밑면에 설치된 진동 유닛(미도시)으로 구성된다.
브러쉬 이송 유닛(237b)은 앞서 설명한 도포 블록 이송장치와 매우 유사한 구성을 갖는 바, 브러쉬(237a)중 일부에는 브러쉬(237a)가 움직일 방향으로 가이드 레일이 설치되어 브러쉬(237a)는 가이드 레일을 따라서 이송된다.
브러쉬(237a)를 이송하기 위해서는 이송장치가 필요한데, 본 발명에서는 바람직한 일실시예로 브러쉬(237a)에 암나사부(미도시)를 형성하고 암나사부에 이송 스크류(238c)를 결합한 상태에서 이송스크류(238c)를 모터(238d)에 의하여 회전시키면서 브러쉬(237a)를 직선 왕복 운동시키면서 솔더볼 트레이(236)에 수납된 솔더볼(60)을 평탄화시킨다.
이처럼 솔더볼 트레이(236)에 수납된 솔더볼(60)을 브러쉬 이송 유닛(237b) 또는 진동 유닛(238a)으로 평탄화하는 것은 솔더볼(60)과 진공압이 작용하는 솔더볼 흡착 블록(234)의 사이 거리가 매우 불규칙하게 형성될 경우 솔더볼(60)이 솔더볼 흡착 블록(234)에 부착되지 않는 경우가 빈번하게 발생하기 때문이다.
이와 같이 복합 유닛(210)에 고정된 베이스 테이프(10)의 솔더볼 패드(50)에 솔더볼(60)이 안착되도록 하는 솔더볼 공급 유닛(230)에 의하여 베이스 테이프(10)의 솔더볼 패드(50)로 이송되는 솔더볼(60)은 매우 작은 직경을 갖고 있기 때문에 매우 작은 질량을 갖게 되고, 따라서 정전기 등에 의하여 솔더볼 공급 유닛(230)의 솔더볼 흡착 블록(234)중 솔더볼 수납홈 이외의 부분에 임의로 부착되는 경우가 빈번하게 발생된다.
이와 같이 솔더볼 흡착 블록(234)의 솔더볼 수납홈 이외의 부분에 솔더볼(60)이 부착된 상태로 솔더볼 흡착 블록(234)이 베이스 테이프(10)로 이송되어 베이스 테이프(10)의 솔더볼 패드(50)에 솔더볼을 안착시킬 때, 솔더볼 수납홈 이외의 부분에 부착된 솔더볼(60)은 솔더볼 패드(50) 이외의 부분에 안착된다.
이와 같은 상태로 후속 공정인 솔더볼 리플로우 공정이 진행될 경우, 솔더볼 어탯치 불량이 발생된다.
이와 같은 종류의 솔더볼 어탯치 불량은 리페어 공정에 의하여 양품으로의 재생이 매우 어려운 불량으로 솔더볼 어탯치 공정이 볼 그리드 어레이 패키지의 마지막 부분의 제작 공정인 것을 감안하였을 때, 솔더볼 흡착 블록(234)의 솔더볼 수납홈 이외의 부분에 솔더볼(60)이 부착되지 못하도록 하여 솔더볼 어탯치 불량이 발생되는 것을 방지하여야 한다.
이를 구현하기 위해서 복합 유닛(210)과 솔더볼 공급 트레이 유닛(239)의 사이에는 솔더볼 클리닝 유닛(205)이 설치된다.
솔더볼 클리닝 유닛(205)은 클리닝 블록(205a), 클리닝 블록(205a)의 상면에 설치되며, 솔더볼 흡착 유닛(235)의 밑면을 긁어 솔더볼 어탯치 불량을 유발하는 솔더볼(60)을 제거하는 클리닝 바(205b)로 구성된다.
한편, 솔더볼 클리닝 유닛(205)과 복합 유닛(210)의 사이에 해당하는 베이스 몸체(800)의 상면에는 비주얼 검사 유닛(208)이 설치된다.
비주얼 검사 유닛(208)은 솔더볼 흡착 블록(234)에 형성된 모든 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 정상적으로 흡착되어 있는가를 검사하는 유닛으로, 베이스 몸체(800)의 상면에 형성된 비주얼 검사 유닛 케이스(208a), 비주얼 검사 유닛 케이스(208a)의 내부에 설치되며 솔더볼 흡착 블록(234)의 밑면을 촬상하는 고해상도 검사용 카메라(208b), 검사용 카메라(208b)를 비주얼 검사 유닛 케이스(208a) 내부에서 직선 왕복 운동시키는 이송장치(미도시)로 구성된다.
검사용 카메라(208b)에 이송장치를 부착한 것은 베이스 프레임(30)의 면적이 검사용 카메라(208b)가 고정된 위치에서 촬상할 수 있는 면적보다 크기 때문으로 솔더볼 공급 유닛(230)은 비주얼 검사 유닛(208)의 상면에서 일시 정지한 상태에서 이송장치와 검사용 카메라(208b)에 의하여 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 모두 수납되었는가를 검사한 후, 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 모두 정상적으로 수납된 솔더볼 흡착 블록(234)만이 비로소 복합 유닛(210)으로 이송되어 복합 유닛(210)에 고정된 상태로 용제(55)가 도포된 솔더볼 패드(50)의 상면에 솔더볼이 안착된다.
이와 같이 복합 유닛(210)에서 솔더볼 패드(50)에 용제(55)가 도포되고, 용제(55) 위에 솔더볼(60)까지 안착된 베이스 프레임(30)은 복합 유닛(210)의 이송유닛(211)에 의하여 도 7에 도시된 소터 유닛(270)으로 이송된다.
소터 유닛(270)은 다수개의 수납용기(271), 소터(272), 비주얼 검사 유닛(279)으로 구성된다.
소터(272)는 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273), 제 2 베이스 프레임 이송 유닛(278)으로 구성된다.
제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)은 베이스 프레임(30)을 지지하는 지지몸체(274), 베이스 프레임(30)을 지지몸체(274)의 앞쪽으로 밀어내는 롤러 이송 유닛(275), 베이스 프레임 푸셔(276)로 구성된다.
여기서, 지지몸체(274), 롤러 이송 유닛(275)은 앞서 설명한 복합 유닛(210)의 지지몸체(212), 롤러 이송 유닛(213)과 동일한 구성 및 형상을 갖음으로 그 중복된 설명을 생략하기로 하며, 복합 유닛(210)의 구성에 없는 베이스 프레임 푸셔(276)를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
베이스 프레임 푸셔(276)는 지지몸체(274)의 내부 바닥면에 설치되며, 업-다운 실린더(미도시), 푸셔 몸체(276a), 수평 변위 실린더(276b), 푸셔 플레이트(276c)로 구성된다.
업-다운 실린더의 실린더 로더는 지지몸체(274)의 바닥면으로부터 상부 방향으로 변위를 발생시키고, 업-다운 실린더의 단부에는 푸셔 몸체(276a)가 설치된다.
푸셔 몸체(276a)의 전방에는 다시 수평 변위 실린더(276b)가 설치되고, 수평 변위 실린더(276b)의 실린더 로드에는 푸셔 플레이트(276c)가 설치된다.
이와 같이 형성된 푸셔 플레이트(276c)는 롤러 이송 유닛(275)에 의하여 베이스 프레임(30)을 지지몸체(274)의 전방에 설치된 복수개의 수납 용기(271)에 수납할 때, 수납 용기(271)에 완전히 수납되지 못하는 베이스 프레임(30)을 수납 용기(271)에 완전히 수납시킬 때 특히 유효하다.
구체적으로, 베이스 프레임 푸셔(276)의 업-다운 실린더의 실린더 로드가 상방으로 푸셔 몸체(276a)를 밀어올리고, 수평 변위 실린더(276b)의 실린더 로드가 푸셔 플레이트(276c)를 앞쪽으로 밀어냄으로써 베이스 프레임(30)은 수납 용기(271) 내부로 완전히 수납된다.
이때, 소터(272)의 전방에 마련된 수납용기(271)에 수납되는 베이스 프레임(30)은 복합 유닛(210)에서 솔더볼 공급 유닛(230)에 의하여 솔더볼(60)이 솔더볼 패드(50)의 지정된 위치에 정확하게 안착되지 못한 즉, 솔더볼 안착 불량이 발생한 베이스 프레임이다.
이와 같이 솔더볼 안착 불량이 발생한 베이스 프레임은 이후, 리플로우 공정이 진행되지 않고 다시 솔더볼 안착 공정이 진행된다.
이와 같이 후속 공정인 리플로우 공정에서 솔더볼 어탯치 불량이 발생되는 것을 사전에 예방하기 위하여 솔더볼 안착 유닛(230)이 솔더볼 패드(50)에솔더볼(60)을 안착할 때, 솔더볼 안착 불량 여부를 판별하는 비주얼 검사 유닛(279)은 매우 유용하게 사용된다.
이와 같은 역할을 하는 비주얼 검사 유닛(279)는 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)로부터 측면으로 평행 이동한 곳에 설치된다.
보다 구체적으로 비주얼 검사 유닛(279)은 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)중 가장 높은 곳보다 다소 높게 제작된 지지프레임(279a), 지지프레임(279a)의 측면에 설치된 모터(279b), 모터(279b)의 회전축(279c)에 설치된 이송 스크류(279d), 이송 스크류(279d)에 나사 결합된 이송 블록(279e), 이송 블록(279e)에 설치된 고해상도 검사용 카메라(279f)로 구성된다.
이때, 고해상도 검사용 카메라(279f)는 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)에 안착된 베이스 프레임(30)의 상부에서 왕복운동되면서 솔더볼 패드(50)에 솔더볼(60)이 정확하게 안착되었는지를 매우 정밀하게 검사한다.
제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)과 소정 거리 이격된 비주얼 검사 유닛(279)에 의하여 솔더볼 패드(50)에 솔더볼(60)이 정확하게 안착되었는가를 검사하기 위하여, 솔더볼 어탯치 불량이 발생한 베이스 프레임(30)을 앞서 설명한 수납용기(271)로 이송하기 위하여, 솔더볼 어탯치 불량이 발생하지 않은 베이스 프레임을 자세하게 후술될 공정 대기 유닛(280)으로 이송하기 위하여 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)의 밑면에는 수납용기(271)로부터 공정 대기 유닛(280)의 사이에서 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)을 직선 왕복 운동시키는 제 2 베이스 프레임 이송 유닛(278)이 설치된다.
이와 같은 역할을 하는 제 2 베이스 프레임 이송 유닛(278)은 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)의 밑면 소정 위치에 돌출된 걸림 돌기(미도시), 걸림 돌기에 고정되며, 수납 용기(271)로부터 공정 대기 유닛(280)에 이르는 길이를 갖고, 수평으로 뉘여진 동력 전달용 텐션 벨트(278a), 동력 전달용 텐션 벨트(278a)에 긴장이 유지되도록 동력 전달용 텐션 벨트(278a)의 양단에 결합된 풀리(278b), 풀리(278b)중 어느 하나에 결합된 모터(미도시), 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)이 지정된 경로를 따라서 이송되도록 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)의 밑면에 결합된 한 쌍의 가이드 레일(278c)로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 소터(272) 및 비주얼 검사 유닛(279)에 의하여 솔더볼 안착 불량이 발생한 베이스 프레임(30)은 수납용기(271)에 수납된 후, 솔더볼 (60) 및 용제(55) 클리닝 공정 후 솔더볼 안착 공정이 다시 시작되고, 솔더볼 안착 불량이 발생하지 않은 베이스 프레임(30)은 리플로우 공정을 수행하기 위한 준비 과정으로 공정 대기 유닛(280)으로 이송된다.
공정 대기 유닛(280)은 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이 소터(272)가 가이드 레일(278c)의 단부까지 이송된 상태에서 소터(272)의 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)에 의하여 베이스 프레임(30)을 이송받을 수 있는 위치에 설치된다.
본 발명에서는 바람직하게 공정 대기 유닛(280)을 복합 유닛(210)의 이송 유닛(211)과 동일한 구성을 갖도록 하였다.
이와 같은 공정 대기 유닛(280)은 이후 상세하게 설명될 리플로우 장치(300)에서 2 개의 베이스 프레임(30)이 동시에 리플로우 될 수 있도록 하는 장점을 제공한다.
즉, 이는 공정 대기 유닛(280)에 솔더볼 어탯치 불량이 발생하지 않은 베이스 프레임(30)이 수납된 후, 솔더볼 어탯치 불량이 발생하지 않은 또하나의 베이스 프레임(30)이 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)에 의하여 공정 대기 유닛(280)과 평행하게 위치하도록 이송된 상태에서 리플로우 장치(300)가 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)에 적재된 베이스 프레임(30)과 공정 대기 유닛(280)에 대기중인 베이스 프레임(30)을 동시에 픽업하여 2 개의 베이스 프레임(30)이 리플로우 장치(300)에서 동시에 리플로우가 진행되도록 한다.
본 발명에서는 일실시예로 공정 대기 유닛(280)을 1 개, 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)을 1 개 사용하여, 2 개의 베이스 프레임(30)이 동시에 리플로우 공정이 진행되도록 한다.
다르게, 도 6에 도시된 공정 대기 유닛(280)을 적어도 2 개 이상 병렬 방식으로 배치할 경우 적어도 3 개 이상의 베이스 프레임(30)이 동시에 리플로우 공정을 진행할 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 11을 참조하여 리플로우 공정을 진행하는 리플로우 장치(300)의 보다 구체적인 구성을 설명하기로 한다.
첨부된 도 9을 참조하면 리플로우 장치(300)는 전체적으로 보아 히팅 장치(305)에 의하여 솔더볼(60)의 용융 온도 이상의 온도로 가열된 히팅 영역(310), 히팅 영역(310)에서 용융된 솔더볼(60)을 냉각 팬(325)에 의하여 강제로 냉각하는 강제 냉각 영역(320), 자연 냉각 영역(330) 및 베이스 프레임(30)을이송하는 스텝 이송장치를 갖는 리플로우 노(reflow funace;340), 솔더볼 안착 장치(200)의 공정 대기 유닛(280) 및 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(273)으로부터 공급된 베이스 프레임(30)을 리플로우 노(340)로 이송하는 도 8에 도시된 베이스 프레임 피더(base frame feeder;350)로 구성된다.
먼저, 베이스 프레임 피더(350)를 첨부된 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
베이스 프레임 피더(350)는 솔더볼 안착 장치(200)의 제 1 베이스 프레임 이송 장치(273) 및 공정 대기 유닛(280)의 상면에 설치되며, 리플로우 노(340)의 측벽에 설치된 지지 로드(351), 지지 로드(351)에 설치되어 지지 로드(351)를 따라서 움직이는 구성을 갖는 가이더(352), 가이더(352)에 설치되며, 제 1 베이스 프레임 이송 장치(273) 및 공정 대기 유닛(280)의 상부에 위치하는 픽업 모듈 플레이트(353), 픽업 모듈 플레이트(353)에 설치된 픽업 모듈(354)로 구성된다.
픽업 모듈(354)은 픽업 모듈 플레이트(353)의 밑면 즉, 제 1 베이스 프레임 이송장치(273) 및 공정 대기 유닛(280)의 상면에 안착된 베이스 프레임(30)과 대향하는 곳에 설치된 업-다운 실린더(354a), 업-다운 실린더(354a)의 실린더 로드(354b)의 단부에 설치된 픽업 플레이트(354c), 픽업 플레이트(354c)의 밑면에 설치된 콜레트(collet;354d) 및 콜레트(354d)에 진공압을 발생시키는 진공압 발생장치(미도시)로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 픽업 모듈(354)은 제 1 베이스 프레임 이송장치(273) 및 공정 대기 유닛(280)에 대기중인 베이스 프레임(30)을 픽업한 후, 리플로우노(340)에 투입한다.
리플로우 노(340)를 첨부된 도 9 내지 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 리플로우 노(340)는 리플로우 챔버(341), 리플로우 챔버(341)의 내부에 설치된 스텝 이송장치(347), 히팅장치(305), 냉각팬(325)으로 구성된다.
리플로우 챔버(341)는 긴 직육면체 박스 형상으로 길이 방향 양단부에 소정 부분이 개구되어 있는 형상으로, 일부가 개구된 측면중 개구되지 않은 부분에는 앞서 언급한 베이스 프레임 피더(350)가 설치되고, 리플로우 챔버(341)의 내부 바닥에는 스텝 이송장치(347)가 설치된다.
스텝 이송장치(347)를 첨부된 도 10를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
스텝 이송장치(347)는 베이스 프레임(30)이 안착되는 폭을 갖는 베이스 프레임 가이드 레일(342), 베이스 프레임(30)을 리플로우 챔버(341)의 입구로부터 출구 방향으로 밀어내는 베이스 프레임 이송장치(343)를 포함한다.
보다 구체적으로 본 발명에 의한 리플로우 장치(300)는 2 개의 베이스 프레임(30)이 이송되면서 리플로우 공정을 진행되는 바, 하나의 베이스 프레임(30)을 지지하기 위해서는 2 개의 베이스 프레임 가이드 레일(342)을 필요로 함으로 모두 4 개의 베이스 프레임 가이드 레일(342)이 설치된다.
이 베이스 프레임 가이드 레일(342)은 리플로우 챔버(341)의 내부중 리플로우 챔버(341)의 입구로부터 출구를 향하는 방향으로 뻗으며 2 개가 한 쌍을 이루어 베이스 프레임(30)이 이송되도록 한다.
이때, 베이스 프레임(30)이 부드럽게 이송되도록 하기 위하여 도 10에 도시된 바와 같이 베이스 프레임 가이드 레일(342)중 베이스 프레임(30)과 접촉되는 부분에는 단턱(342a)이 형성되어 베이스 프레임(30)이 불규칙하게 이송되는 것을 방지한다.
이에 더하여 베이스 프레임(30)과 접촉되도록 각각의 베이스 프레임 가이드 레일(342)에는 복수개의 구름 롤러(342b)를 설치하는 것이 무방한 바, 이와 같은 구름 롤러(342b)는 베이스 프레임(30)에 흔들림이나 진동을 최소화하면서 매우 부드럽게 이송되도록 한다.
이와 같은 역할을 하는 모든 베이스 프레임 가이드 레일(342)은 인접한 베이스 프레임 가이드 레일(342)과 연결 바(342c)에 의하여 연결되며, 가장 외측에 형성된 2 개의 베이스 프레임 가이드 레일(342)은 고정 바(342d)에 의하여 리플로우 챔버(341)의 측벽에 고정되어 지지된다.
이와 같이 구성된 베이스 프레임 가이드 레일(342)에 앞서 설명한 베이스 프레임 피더(350)에 의하여 베이스 프레임(30)이 안착되면, 안착된 베이스 프레임(30)은 스텝 이송장치(347)에 의하여 리플로우 챔버(341)의 내부를 서서히 통과된다.
이를 구현하기 위하여 리플로어 챔버(341)의 내부에는 베이스 프레임 가이드 레일(342)과 연관하여 베이스 프레임 이송장치(343)를 필요로 한다.
베이스 프레임 이송 장치(343)는 매우 다양한 구성, 예를 들어 실린더 및 실린더 로드로 구성된 이송 몸체와 실린더 로드에 설치되어 베이스 프레임이 베이스프레임 가이드 레일(342)을 따라서 이송되도록 하는 이송 바 등으로 구현할 수 있지만, 이와 같은 경우 실린더의 연속 동작 구현이 어려움으로 본 발명에서는 스프로킷 휠, 이송 체인 및 이송 바에 의하여 연속적으로 베이스 프레임(30)을 이송하는 실시예를 가장 바람직한 일실시예로 설명하기로 한다.
구체적으로 베이스 프레임 이송장치(343)는 스프로킷 휠 어셈블리(344), 이송 체인(345) 및 이송 바(346)로 구성된다.
구체적으로 스프로킷 휠 어셈블리(344)는 전체적으로 보아 일정 간격을 갖으면서 병렬 방식으로 배열된 3 개의 스프로킷 휠(344a), 3 개의 스프로킷 휠(344a)을 연결하는 스프로킷 휠 축(344b) 스프로킷 휠 축(344b)와 결합되는 모터(344c)으로 구성되며, 이와 같은 2 개의 스프로킷 휠 어셈블리(344)는 베이스 프레임 가이드 레일(342)의 양단부에 해당하는 부분에 2 개가 사용된다.
본 발명에서는 이들 스프로킷 휠 어셈블리(344)중 모터(344c)의 축과 스프로킷 휠 축(344b)이 결합되는 스프로킷 휠 어셈블리(344)를 구동 스프로킷 휠 어셈블리라 정의하기로 하고, 나머지를 피동 스프로킷 휠 어셈블리라 정의하기로 한다.
이때, 구동 스프로킷 휠 어셈블리 및 피동 스프로킷 휠 어셈블리를 구성하는 3 개의 스프로킷 휠중 가장 외측에 형성된 2 개의 스프로킷 휠이 이루는 거리는 4 개의 베이스 프레임 가이드 레일(342)중 가장 외측에 형성된 2 개의 베이스 프레임 가이드 레일이 이루는 거리보다 다소 길게 형성되고, 나머지 하나의 스프로킷 휠은 4 개의 베이스 프레임 가이드 레일(342)중 가운데 위치한 2 개의 베이스 프레임 가이드 레일의 사이에 형성된다.
또한, 구동 스프로킷 휠 어셈블리와 피동 스프로킷 휠 어셈블리의 스프로킷 휠 축(344b)은 베이스 프레임 가이드 레일(342)과 마찬가지로 리플로우 챔버(341)의 측벽에 설치되어 지지된다.
이와 같이 설치된 구동 스프로킷 휠 어셈블리와 피동 스프로킷 휠 어셈블리의 스프로킷 휠(344a)에는 각각 이송 체인(345)이 결합된다.
한편, 구동 스프로킷 휠 어셈블리에 축이 결합된 모터(344c)의 작동에 의하여 구동 스프로킷 휠 어셈블리 및 이송 체인(345)이 회전 가능한 상태에서 이송 체인(345)과 인접한 이송 체인에는 복수개의 이송 바(346)가 결합된다.
이때, 이송 바(346)의 개수 및 스프로킷 휠 어셈블리(344)의 회전 속도는 매우 중요한 바, 이송 바(346)의 개수 및 스프로킷 휠 어셈블리(344)의 회전 속도는 베이스 프레임(30)에 안착된 솔더볼(60)이 용융되어 어탯치되기에 충분한 시간 및 충분한 냉각 시간이 확보되는 범위 내에서 설정된다.
한편, 이와 같은 구성을 갖는 스텝 이송장치(347)에 의하여 리플로우 챔버(341)의 입구로부터 출구로 이송되는 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 안착된 솔더볼(60)을 용융시켜 어탯치시키기 위해서 리플로우 챔버(341)의 내부에는 앞서 간략하게 설명한 바와 같이 히팅 영역(310), 강제 냉각 영역(320), 자연 냉각 영역(330)이 형성된다.
구체적으로, 히팅 영역(310)은 솔더볼(60)이 솔더볼 패드(50)에 용융되어 어탯치되기에 충분한 온도 및 시간을 확보하기 위하여 리플로우 챔버(341)의 내부중 비교적 넓은 공간에 걸쳐 형성되고, 히팅 영역(310)과 인접한 곳에는 고온으로 가열된 베이스 프레임(30)을 소정 온도까지 냉각시키는 강제 냉각 영역(320)이 형성되며, 강제 냉각 영역(320)과 인접한 곳에는 자연 냉각이 진행되는 자연 냉각 영역(330)이 형성된다.
이때, 히팅 영역(310)에는 정밀한 온도 제어가 가능하며 솔더볼(60)이 용융되기에 충분한 열을 발생시키는 히팅 장치(305)가 설치되고, 강제 냉각 영역(320)에는 냉각 팬(325)이 설치된다.
한편, 자연 냉각 영역(330)에는 자연 냉각까지 종료된 베이스 프레임(30)이 후속 공정으로 이송되기까지 움직임을 제한하는 베이스 프레임 스톱퍼(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성을 갖는 리플로우 장치(300)로부터 리플로우 공정이 종료된 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에는 솔더볼(60)이 어탯치된 상태이지만 용융된 솔더볼(60)이 솔더볼 패드(50)에 완전히 어탯치되도록 보조 역할을 하는 용제(55)가솔더볼 패드(50)에 잔류하고 있는 상태이기 때문에 베이스 프레임(30)에 잔류되어 있는 용제(55)를 제거해야만 한다.
이를 구현하기 위하여 리플로우 장치(300)에 근접한 베이스 몸체(800)에는 수용성 용제(55)를 제거하는 세정 장치(400)가 설치된다.
이때, 세정 장치(400)는 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 면적을 최소화하기 위한 일실시예로 리플로우 장치(300)의 측면을 따라서 길게 설치되고, 이로 인하여 리플로우 장치(300)를 통과한 베이스 프레임(30)은 리플로우 장치(300)를 통과할 때와 반대 방향을 갖으면서 세정 장치(400)를 통과한다.
이와 같은 세정 장치(400)의 배치는 솔더볼 어탯치 시스템(801)이 차지하는 면적을 가장 작게 구현할 수 있지만, 이를 구현하기 위해서는 리플로우 장치(300)의 출구로부터 세정 장치(400)의 입구까지 베이스 프레임(30)을 이송하는 별도의 트랜스퍼 장치를 필요로 한다.
도 12에는 본 발명에 의한 트랜스퍼 장치(500)의 구체적인 실시예가 도시되어 있다.
트랜스퍼 장치(500)는 리플로우 장치(300)의 출구로부터 상세하게 후술될 세정 장치(400)의 입구까지 베이스 프레임(30)을 이송하기 위하여 리플로우 장치(300)의 리플로우 챔버(341)의 측벽으로부터 세장장치(400)의 세정 챔버의 측벽까지 연장 설치된 가이드 레일(510), 가이드 레일(510)을 따라서 움직이는 가이드 블록(520), 가이드 블록(520)에 나사 결합된 이송 스크류(530), 이송 스크류(530)의 단부에 설치된 픽업 모듈(540)로 구성된다.
이 픽업 모듈(540)은 리플로우 장치(300)에 설치된 베이스 프레임 피더(350)의 픽업 모듈(354)과 그 구성이 동일함으로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
한편, 세정 장치(400)의 설비 이상이 발생하더라도 세정 공정 이전 공정 즉, 솔더볼 어탯치 공정, 리플로우 공정이 중단되지 않고 계속 진행되도록 하기 위하여 트랜스퍼 장치(500)가 설치된 베이스 몸체(800)에는 베이스 프레임 임시 수납 장치(590)가 설치된다.
구체적으로, 베이스 프레임 임시 수납장치(590)는 앞서 설명한 솔더볼 안착 장치(200)의 소터 유닛(270)과 마찬가지로 적어도 1 개 이상의 수납용기(550), 베이스 프레임 이송 유닛(560)으로 구성된다.
베이스 프레임 이송 유닛(560)은 소터 유닛(270)과 동일한 구성을 갖는 제 1 베이스 프레임 이송 유닛(565), 제 2 베이스 프레임 이송 유닛(567)으로 구성되는데, 이 제 1, 제 2 베이스 프레임 이송 유닛(565,567)의 구성은 소터 유닛(270)의 제 1, 제 2 베이스 프레임 이송 유닛(273,279)과 동일한 구성을 갖음으로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
이하, 리플로우 장치(300)으로부터 배출된 베이스 프레임(30)을 세정하는 세정 장치(400)를 첨부된 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
세정 장치(400)는 전체적으로 보아 세정 챔버(410), 이송장치(440), 세정액 분사 장치(450), 건조 장치(460) 및 도 14에 도시된 세정장치용 언로더(470)로 구성된다.
세정 챔버(410)는 앞서 설명한 바와 같이 리플로우 장치(300)의 리플로우 챔버(341)의 측면에 밀착되도록 설치된 직육면체 박스 형상으로, 세정 챔버(410)의 양단부에는 입구와 출구가 형성되어 있으며, 세정 챔버(410)중 일측은 베이스 기판(30)의 세정 과정이 외부에서 관측이 가능하도록 투명한 재질을 갖는 부재로 구성된다.
한편, 세정 챔버(410)의 내부에는 베이스 프레임(30)을 이송하는 이송장치(440)가 설치되고, 이송장치(440)의 상부 및 하부에는 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 잔존하는 수용성 용제(55)를 세정하기 위한 세정액 분사 장치(450)와 세정액을 건조하기 위한 건조 장치(460)가 설치된다.
이송장치(440)는 다시 2 개의 베이스 프레임 가이드 레일(441), 스프로킷 휠 어셈블리(442)로 구성된다.
2 개의 베이스 프레임 가이드 레일(441)은 베이스 프레임(30)이 상면에 안착될 정도로 상호 이격된 막대 형상으로, 세정 챔버(410)의 측면 내측에 고정된다.
이와 같이 세정 챔버(410)의 측면에 고정된 베이스 프레임 가이드 레일(441)중 베이스 프레임(30)의 밑면과 접촉하는 부분에는 베이스 프레임(30)을 부드럽게 이송하기 위하여 일정 간격으로 이송 롤러(미도시)가 설치된다.
스프로킷 휠 어셈블리(442)는 다시 스프로킷 휠(442a), 회전축(442b), 이송 체인(443), 이송 바(444)로 구성된다.
이송 체인(443)은 2 개의 베이스 프레임 가이드 레일(441)의 외측에서 베이스 프레임 가이드 레일(441)과 평행하게 설치되며, 2 개의 이송체인(443)의 양단에는 스프로킷 휠(442a)이 결합되고, 대향하는 2 개의 스프로킷 휠(442a)은 각각 회전축(442b)에 의하여 고정된다. 이때, 어느 하나의 회전축(442b)에는 모터(미도시)의 모터축이 결합된다.
2 개의 베이스 프레임 가이드 레일(441)의 외측에 상호 대향하도록 설치된 2 개의 이송 체인(443)에는 이송 바(444)에 의하여 연결된다.
이때, 이송 바(444)는 이송 체인(443)이 스프로킷 휠(442a)에 의하여 회전되면서 베이스 프레임 가이드 레일(441)에 놓여진 베이스 프레임(30)을 세정 장치(400)의 입구로부터 출구 방향으로 밀어내는 역할을 한다.
이와 같은 구성 및 작용을 하는 이송장치(440)가 설치된 세정 챔버(410)중이송장치(440)의 상부 및 하부에는 세정액 분사 장치(450) 및 건조 장치(460)가 설치된다.
세정액 분사 장치(450)는 세정챔버(410)의 입구로부터 세정챔버(410)의 내부를 따라서 출구 방향으로 복수개가 병렬 방식으로 설치되는 바, 세정액 분사장치(450)는 세정액 분사관(452), 세정액 공급장치(미도시), 세정액 분사노즐(454)로 구성된다.
세정액 분사관(452)은 세정 챔버(410)의 측벽에 지지되도록 설치되며, 일측 단부에는 세정액이 공급되는 세정액 공급장치가 연통되고, 세정액 분사관(452)에는 일정 간격으로 복수개의 세정액 분사노즐(454)이 설치된다.
세정액 공급장치에서 세정액에 의하여 세정된 베이스 프레임(30)을 건조하기 위하여 마지막 세정액 분사장치(450)가 설치된 부분으로부터 세정 챔버(410)의 출구 사이에는 건조 장치(460)가 설치된다.
건조 장치(460)는 세정액 분사 장치(450)에 의하여 세정되면서 세정액에 의하여 젖어 있는 베이스 프레임(30)의 양면에 건조 공기를 분사하여 베이스 프레임(30)을 건조시키기 위한 목적으로 설치된다.
이를 구현하기 위하여, 이송장치(440)의 상부 및 하부에는 에어 나이프(462)가 설치되고, 에어 나이프(462)에는 고온 건조 공기가 공급되도록 고온 건조 공기 공급장치(미도시)가 설치된다.
앞서 설명한 바와 같이 이송장치(440) - 세정액 분사 장치 (450) - 건조장치(460)에 의하여 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 솔더볼(60)이 용융되어 안착된 상태에서 솔더볼 패드(50)에 잔류하고 있는 용제(55)는 제거되고, 용제가 제거된 베이스 프레임(30)은 이송장치(440)에 의하여 세정챔버(410)의 출구로 이송된다.
세정챔버(410)의 출구에는 베이스 프레임(30)을 세정 챔버(410)의 외부로 배출하는 세정장치용 언로더(470)가 설치된다.
첨부된 도 14을 참조하면 세정장치용 언로더(470)는 세정 챔버(410)의 출구가 형성된 측벽으로부터 리플로우 장치(300) 쪽으로 소정 길이 돌출된 제 1 가이드 레일(472), 제 1 가이드 레일(472)에 설치되어 제 1 가이드 레일(472)을 따라서 이동하는 제 1 이송 블록(474), 제 1 가이드 레일(472)과 직교하며, 제 1 이송 블록(474)에 설치된 제 2 가이드 레일(476), 제 2 가이드 레일(476)에 설치되어 제 2 가이드 레일(476)을 따라서 이동하는 제 2 이송 블록(478), 제 2 이송 블록(478)에 설치되어 수직 방향 움직임을 갖고 베이스 프레임(30)을 진공압에 의하여 흡착하는 픽업 모듈(479)로 구성된다.
세정 장치(400)의 세정장치용 언로더(470)를 통하여 세정 장치(400)로부터 픽업된 베이스 프레임(30)은 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 형성된 솔더볼(60)이 정확하게 어탯치되었는가를 최종 검사하는 비주얼 검사 유닛(610), 베이스 프레임 소터(620) 및 베이스 프레임 소터(620)에 의하여 분류 수납되는 적어도 2 개 이상의 수납용기(130)로 구성된 베이스 프레임 로더 장치(600)로 이송된다.
이때, 비주얼 검사 유닛(610), 베이스 프레임 소터(620) 및 수납용기(130)의 구성은 솔더볼 안착 장치(200)에 설치된 비주얼 검사 유닛(279), 소터 유닛(270),수납용기(271)와 동일한 구성을 갖음으로 중복된 설명을 생략하기로 한다.
이때, 베이스 프레임 로더 장치(600)는 앞서 설명한 바 있는 세정장치용 언로더(470) 및 베이스 프레임 언로딩 장치(100)의 사이에 설치된다.
이처럼 베이스 프레임 로더 장치(600)를 베이스 프레임 언로더 장치(100)와 근접한 곳에 설치함으로써 베이스 프레임 언로더 장치(100)에서 사용된 수납용기(130)는 베이스 몸체(800)의 내부에 설치된 가이드 레일(미도시) 및 이송장치(미도시)에 의하여 베이스 프레임 로더 장치(600)로 이송되고, 이송된 수납용기(130)에는 비주얼 검사 유닛(610)에 의하여 양부가 판별된 베이스 프레임(30)이 베이스 프레임 소터(620)에 의하여 각각 수납된다.
이하, 본 발명에 의한 솔더볼 어탯치 시스템(801)의 작용을 첨부된 공정 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 베이스 몸체(800)의 내부에 수납되며 솔더볼 어탯치 공정이 진행될 베이스 프레임(30)이 수납된 수납장치(130)중 하나가 베이스 프레임 언로더 장치(100)의 수납용기 엘리베이터(110)에 의하여 베이스 몸체(800)의 상부로 로딩된 후, 수납용기(130)에 수납된 복수매의 베이스 프레임(30)중 가장 상부에 위치한 베이스 프레임(30)은 수납용기 가이더(120)와 푸셔(140)에 의하여 수납용기 가이더(120)로부터 언로딩된다(단계 10).
언로딩된 베이스 프레임(30)은 수납용기 가이더(120)의 전방에 위치한 복합 유닛(210)에 형성된 베이스 프레임 흡착 패드(215) 및 얼라인먼트 키(215a)에 의하여 임시적으로 견고하게 고정된다(단계 20).
이와 같이 베이스 프레임(30)이 복합 유닛(210)에 고정된 상태에서, 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에는 용제 도포 유닛(220)에 의하여 용제(55)가 도포된다(단계 30).
솔더볼 패드(50)에 용제 도포 유닛(220)이 용제를 도포하는 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 용제 도포 유닛(220)의 도포 유닛이 용제 트레이(228a)를 왕복하면서 용제 트레이(228a)의 바닥에 얇은 용제막을 형성하면, 용제 도포 유닛(220)의 용제 도포 블록(224)이 하방 이송하면서 용제 도포 블록(224)에는 용제가 묻게 되고, 용제 도포 블록(224)에 묻은 용제는 용제 도포 유닛(220)의 이송에 의하여 솔더볼 패드(50)에 도포된다.
이후, 솔더볼 패드(50)에는 솔더볼 공급 유닛(230)에 의하여 솔더볼(60)이 흡착되고(단계 40), 비주얼 검사 유닛(208)에 의하여 솔더볼 공급 유닛(230)의 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 정확하게 흡착되었는가가 검사된다(단계 50).
이때, 솔더볼 공급 유닛(230)에 솔더볼(60)이 흡착되는 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 솔더볼 공급 유닛(230)이 솔더볼(60)이 다수 수납된 솔더볼 트레이(236)로 이송된 후, 솔더볼 공급 유닛(230)의 솔더볼 수납홈에 진공압이 형성된 상태에서 솔더볼 공급 유닛(230)이 솔더볼 트레이(236)에 수납된 솔더볼(60)과 접촉됨으로써, 솔더볼(60)은 솔더볼 수납홈에 형성된 진공압에 의하여 솔더볼 공급 유닛(230)의 솔더볼 수납홈에 수납된다.
이후, 솔더볼 공급 유닛(230)이 원위치로 복귀하면, 솔더볼 트레이(236)는 진동 유닛(238a)과 브러쉬 유닛(238)에 의하여 평평하게 되어 후속 공정이 진행될준비를 수행한다.
이와 같이 작동하는 솔더볼 공급 유닛(230)의 모든 솔더볼 수납홈중 어느 하나라도 솔더볼(60)이 안착되지 않을 경우 솔더볼 공급 유닛(230)은 솔더볼 트레이(236)로 이동한 후 모든 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 안착되도록 재시도한다.
비주얼 검사 유닛(208)에 의하여 검사를 수행한 결과 모든 솔더볼 수납홈에 솔더볼(60)이 안착되어 솔더볼 안착 준비가 완료되면 솔더볼 공급 유닛(230)에 수납된 솔더볼(60)은 솔더볼 패드(50)의 상면에 안착되면서 점성을 갖는 용제(55)의 상면에 안착된다(단계 60).
이후, 복합 유닛(210)은 소터 유닛(270)의 소터(272)로 베이스 프레임(30)을 이송하고, 소터(272)는 또다른 비주얼 검사 유닛(279)으로 이송되고 비주얼 검사 유닛(279)은 솔더볼 패드(50)의 상면에 솔더볼(60)이 정확하게 어탯치되었는가를 검사한 후(단계 70), 비주얼 검사 유닛(279)의 검사에 의하여 솔더볼 패드(50)의 상면 지정된 위치에 솔더볼 패드(50)가 정확하게 안착되지 않았을 경우, 해당 베이스 프레임(30)은 불량 베이스 프레임(30)이 수납되는 수납용기(271)에 수납되고(단계 75), 솔더볼 안착 상태가 양호한 베이스 프레임(30)은 리플로우 공정을 진행하기 위하여 베이스 프레임(30)이 임시적으로 대기되는 공정 대기 유닛(280)으로 이송된다(단계 80).
이후 단계 10에서 단계 80까지 다시 한번 공정이 진행된 후, 솔더볼 패드(50)의 상면에 솔더볼(60)이 정확하게 어탯치된 베이스 프레임(30)은 소터 유닛(270)에 의하여 공정 대기 유닛(280)과 일치된 상태로 후속 공정이 진행되기 전에 대기함으로써 솔더볼 어탯치 공정이 종료된다(단계 100).
솔더볼 어탯치 공정이 종료되면 공정 대기 유닛(280) 및 소터 유닛(270)에 대기중인 베이스 프레임(30)은 리플로우 공정이 수행된다.
먼저, 대기중인 베이스 프레임(30)은 베이스 프레임 피더(350)에 의하여 픽업되고, 리플로우 챔버(341) 내부에 설치된 스텝 이송장치(347)에 안착된 후, 스텝 이송장치(347)에 의하여 리플로우 챔버(341)의 내부로 수납된다(단계 210).
이후, 스텝 이송장치(347)에 의하여 베이스 프레임(30)이 리플로우 챔버(341) 내부로 이송되면서 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 안착된 솔더볼(60)은 리플로우 챔버(341)의 내부에 설치된 히팅 장치에 의하여 전달된 열에 의하여 용융되면서 솔더볼 패드(50)에 어탯치된다(단계 220).
솔더볼(60)이 솔더볼 패드(50)에 용융되는 동안 스텝 이송장치(347)는 계속 리플로우 챔버(341) 내부로 이송되고 결국 솔더볼(60)이 용융된 상태의 베이스 프레임(30)은 냉각팬이 형성된 강제 냉각 영역(320)으로 이송되어 냉각팬에 의하여 송풍된 바람에 의하여 강제 냉각된다(단계 230).
이어서, 스텝 이송장치(347)의 이동에 의하여 베이스 프레임(30)은 냉각팬에 의하여 솔더볼(60)의 용융점 이하로 냉각된 후 자연 냉각 영역(330)으로 이송되어 상온 가까이 냉각되어(단계 240), 리플로우 공정 단계 200이 종료된다.
이후, 상온 가까이 냉각된 베이스 프레임(30)은 트랜스퍼 장치(500)에 의하여 세정 장치(400)로 이송되는데, 중앙처리장치는 리플로우 장치(300)로부터 세정장치(400)로 베이스 프레임(30)을 이송하기 이전에 세정 장치(400)가 정상적으로 작동하는가를 판단한 후(단계 310), 세정 장치(400)가 정상적으로 작동하지 않을 경우 리플로우 공정이 종료된 베이스 프레임(30)을 트랜스퍼 장치(500)에 의하여 수납용기(450)에 임시적으로 수납되어(단계 320), 트랜스퍼 공정이 종료된다.
이후, 중앙처리장치는 세정 장치(400)가 정상적으로 작동할 때까지 단계 10에서 단계 310의 과정을 반복한다.
중앙처리장치에 의하여 세정 장치(400)가 정상적으로 작동하는 것으로 판단되면, 리플로우 장치(300) 트랜스퍼 장치(500)에 의하여 베이스 프레임(30)을 세정 장치(400)의 이송 장치(440)에 안착되도록 한 후 이송장치(440)를 서서히 구동시키면서 베이스 프레임(30)이 세정액 분사장치(450)를 통과되도록 하고, 세정액 분사장치(450)는 베이스 프레임(30)에 세정액을 분사하면서 솔더볼 패드(50)에 잔류하고 있는 용제(55)가 제거되도록 한다(단계 410).
이후, 이송장치(440)가 다시 구동되면서 베이스 프레임(30)은 건조 장치(460)를 통과하게 되는데, 건조 장치(460)에서 분사된 고온 건조한 공기에 의하여 베이스 프레임(30)에 묻어 있는 세정액은 건조되어(단계 420), 세정 공정 400이 종료된다.
이후, 베이스 프레임(30)은 세정 챔버(410)의 출구를 통하여 외부로 배출된 후, 세정장치용 언로더(470)의 픽업 모듈(479)에 의하여 픽업된 후 베이스 프레임 로더 장치(600)의 베이스 프레임 소터(620)로 이송된 후, 베이스 프레임 소터(620)에 안착된 베이스 프레임(30)은 최종적으로 솔더볼 어탯치 공정이 정상적인가가 검사된 후(단계 510), 정상적인 베이스 프레임(30)은 베이스 프레임 소터(620)에 의하여 양품 수납용기로 이송된 후 양품 베이스 프레임 수납용기에 수납되고, 불량 판정을 받은 베이스 프레임(30)은 베이스 프레임 소터(620)에 의하여 불량 베이스 프레임 수납용기로 이송된 후 수납되어 베이스 프레임(30)의 솔더볼 패드(50)에 솔더볼(60)이 어탯치되는 단위 공정이 종료되어 베이스 프레임 로딩 공정인 단계 500이 종료된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 베이스 프레임에 부착된 베이스 테이프에 형성된 솔더볼 패드에 솔더볼이 어탯치되도록 하는데 필수적인 복수개의 장치를 하나의 설비에 통합하여 설치함으로써, 솔더볼 어탯치 설비가 차지하는 설치 면적을 최소화한다.
또한, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치를 하나의 설비에 통합하여 설치함으로써, 솔더볼 어탯치 공정이 끊임 없이 연속적으로 진행되도록 하여 설비의 효율성이 배가된다.
또한, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치를 하나의 설비에 통합하여 설치함으로써, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치가 모두 선행 공정 설비 또는 후속 공정 설비의 관계를 갖도록 하여 솔더볼 어탯치 전 공정을 자동화할 수 있도록 함에 있다.
또한, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치를 하나의 설비에 통합하여 설치함으로써, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치와 장치의 이동 거리를 최소화하여 베이스 프레임이 이송 도중 솔더볼 어탯치 불량이 발생하지 않도록 함에 있다.
또한, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치를 하나의 설비에 통합하여 설치함으로써, 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치를 하나의 제어장치가 제어함으로써 솔더볼 어탯치에 필요한 복수개의 장치를 매우 효율적으로 제어할 수 있다.

Claims (26)

  1. 수납용기로부터 솔더볼 패드가 형성된 베이스 테이프가 부착된 베이스 프레임을 언로딩하여 상기 솔더볼 패드에 용제를 도포한 후 상기 솔더볼 패드에 대응하는 위치에 솔더볼의 존재가 입증된 솔더볼을 상기 솔더볼 패드로 전이 시키고, 상기 솔더볼 패드에 전이된 상기 솔더볼의 위치를 재입증한 후 상기 베이스 프레임을 이송하고, 상기 베이스 프레임이 모두 언로딩된 상기 빈 수납용기를 지정된 위치로 이송하는 솔더볼 안착 단계와;
    상기 베이스 프레임을 공급받아 상기 솔더볼 패드에 안착된 상기 솔더볼을 용융, 냉각시킨 후 상기 베이스 프레임을 이송하는 솔더볼 리플로우 단계와;
    상기 베이스 프레임을 공급받아 상기 솔더볼 패드에 묻어 있는 용제를 제거하고 상기 베이스 프레임을 이송하는 세정 단계와;
    상기 베이스 프레임을 공급받아 품질을 판정하고, 품질에 따라서 상기 베이스 프레임을 분류하여 상기 지정된 위치로 이송된 상기 빈 수납용기에 상기 베이스 프레임을 수납하는 단계를 포함하는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 안착 단계가 종료된 베이스 프레임은 제 1 방향으로 이송되고, 상기 빈 수납용기는 제 2 방향을 따라서 상기 지정된 위치로 이송되며, 상기 솔더볼 리플로우 단계가 종료된 상기 베이스 프레임은 제 3 방향으로 이송되고, 세정 단계가 종료된 상기 베이스 프레임은 상기 제 2 방향을 따라서 지정된 위치로 이송된 상기 빈 수납용기를 향하는 제 4 방향으로 이송되는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향, 상기 제 3 방향, 상기 제 4 방향은 상기 베이스 프레임의 전체 이송 경로가 루프 형상을 갖도록 하는 방향인 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 패드에 용제를 도포하는 단계에서는 상기 베이스 프레임이 지정된 위치에 고정되고 상기 용제가 상기 솔더볼 패드와 동일한 형상 및 동일 위치를 갖는 돌기가 형성된 용제 도포 수단에 먼저 도포되고, 상기 솔더볼 패드에 상기 용제 도포 수단이 얼라인먼트된 상태에서 상기 솔더볼 패드에 상기 용제가 도포되는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 패드에 상기 솔더볼을 전이시키는 단계에서는 상기 솔더볼 패드의 위치와 동일한 위치에 상기 솔더볼이 임시적으로 고정되는 솔더볼 고정 수단에 상기 솔더볼이 고정되고, 상기 솔더볼 고정 수단중 상기 솔더볼이 고정될 부분 이외에 임의로 부착된 상기 솔더볼이 제거된 후, 상기 솔더볼 고정 수단에 상기 솔더볼이 정확하게 고정되었는가가 입증되는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 리플로우 단계는 상기 베이스 프레임을 한 스텝씩 이송하면서 상기 솔더볼을 용융, 상기 베이스 프레임을 한 스텝식 이송하면서 상기 솔더볼을 강제 냉각, 상기 베이스 프레임을 한 스텝씩 이송하면서 상기 솔더볼을 자연 냉각하는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 세정 단계에서는 상기 베이스 프레임을 한 스텝씩 이송하면서 상기 솔더볼 패드에 잔류하는 상기 용제에 세정액이 분사되어 상기 용제가 제거되고, 상기 용제를 제거하기 위하여 베이스 프레임에 묻은 상기 세정액이 건조되는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어탯치 방법.
  8. 베이스 몸체와;
    상기 베이스 몸체에 설치된 수납용기로부터 베이스 프레임의 솔더볼 패드에 솔더볼이 안착되도록 상기 베이스 프레임을 언로딩하는 베이스 프레임 언로더와;
    상기 베이스 몸체에 설치되며, 상기 베이스 프레임 언로더로부터 언로딩된 상기 베이스 프레임을 공급받아 지정된 위치에 고정시켜 용제 도포 및 솔더볼을 안착시키고 솔더볼 안착 품질에 따라서 상기 베이스 프레임의 양부를 분류하여 분류 수납하는 솔더볼 안착 장치와;
    상기 베이스 몸체에 설치되며, 분류 수납된 상기 베이스 프레임을 로딩하여 솔더볼을 용융 및 냉각하는 리플로우 장치와;
    상기 베이스 몸체에 설치되며, 상기 리플로우 장치로부터 상기 베이스 프레임을 로딩받아 상기 솔더볼 패드에 잔류하는 용제를 세정 용액에 의하여 세정, 세정 도중 묻은 세정 용액을 건조시키는 세정장치와;
    상기 베이스 몸체에 설치되며, 상기 세정장치로부터 이송된 상기 베이스 프레임의 솔더볼 패드에 어탯치된 솔더볼 어탯치 품질에 따라서 상기 베이스 프레임의 양부를 분류하여 수납하는 베이스 프레임 로더를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 베이스 프레임 언로더, 상기 솔더볼 안착 장치, 상기 리플로우 장치, 상기 세정장치, 상기 베이스 프레임 로더는 상기 베이스 프레임이 환형으로 순환되도록 상기 베이스 몸체에 설치된 솔더볼 어탯치 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 수납용기는 상기 베이스 몸체의 내부 빈 공간에 수납되고, 상기 베이스 프레임이 모두 언로딩된 빈 수납용기는 상기 베이스 프레임 언로더로부터 인접한 곳에 설치된 상기 베이스 프레임 로더로 이송되는 솔더볼 어탯치 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 베이스 프레임 언로더는
    상기 베이스 몸체의 상부, 상기 베이스 몸체의 내부 빈 공간에 걸쳐 형성된 수납용기 가이더와;
    상기 베이스 몸체의 내부 빈 공간에 수납된 상기 수납용기가 수납용기 가이더를 따라서 상기 베이스 몸체의 내부로부터 상부로 리프팅되도록 하는 수납용기 엘리베이터와;
    상기 수납용기 가이더에 장착된 상기 수납용기로부터 상기 베이스 프레임을 배출시키는 푸셔를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 솔더볼 안착 장치는
    상기 베이스 프레임 언로더로부터 언로딩된 상기 베이스 프레임을 공급받아 고정 및 이송하는 복합유닛과;
    상기 복합유닛에 고정된 상기 베이스 프레임의 상기 솔더볼 패드에 용제를 도포하는 용제 도포 유닛과;
    상기 용제 도포 유닛에 의하여 용제가 도포된 상기 솔더볼 패드에 솔더볼을 안착시키는 솔더볼 안착 유닛과;
    상기 용제 도포 유닛 및 솔더볼 안착 유닛을 상기 복합유닛에 고정된 상기 솔더볼 패드로 이송하는 이송 유닛과;
    상기 용제 및 솔더볼이 안착된 상기 베이스 프레임을 이송받아 솔더볼 안착 품질에 따라서 분류 수납하는 소터 유닛과;
    상기 소터 유닛에 의하여 분류된 상기 베이스 프레임중 솔더볼 아착 품질이 양호한 상기 베이스 프레임이 후속 공정이 진행되기 전까지 대기하는 대기 유닛을 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 복합 유닛은
    상기 베이스 프레임 언로더로부터 배출된 상기 베이스 프레임을 이송 벨트에 의하여 이송받아, 상기 소터 유닛으로 릴레이 하는 이송 벨트 방식 이송 유닛과;
    상기 이송 벨트 방식 이송 유닛에 의하여 이송된 베이스 프레임의 밑면을 진공압으로 흡착하는 베이스 프레임 흡착 패드, 베이스 프레임 흡착 패드를 상기 베이스 프레임의 밑면에 밀착, 이격되도록 하는 업-다운 실린더를 포함하는 고정 유닛을 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 용제 도포 유닛은
    상기 이송 유닛에 의하여 이송되는 지지 로드와;
    상기 지지로드의 단부에 결합되어 업-다운되는 실린더 로드를 갖는 업-다운 실린더와;
    상기 실린더 로드에 단부에 설치된 브라켓과;
    상기 브라켓에 결합, 결합해제되도록 결합되며, 상기 솔더볼 패드의 형상과 동일한 형상 및 동일한 위치를 갖는 용제 도포 핀(pin)이 형성된 용제 도포 블록과;
    상기 업-다운 실린더에 의하여 용제 도포 핀에 용제가 도포되도록 용제가 도포된 용제 공급 트레이를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 용제 공급 트레이는
    상기 용제 공급 트레이의 바닥면에 용제가 도포되도록 용제가 미량 공급되는 도포 블록과;
    상기 도포 블록을 왕복운동시키는 도포 블록 이송장치로 구성된 솔더볼 어탯치 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 솔더볼 안착 유닛은
    상기 이송 유닛에 의하여 이송되는 지지 로드와;
    상기 지지 로드의 단부에 결합되어 업-다운되는 실린더 로드를 갖는 업-다운 실린더와;
    상기 실린더 로드의 단부에 설치된 브라켓과;
    상기 브라켓에 결합, 결합 해제되도록 결합되며, 내부에 진공압이 형성된 공간이 형성되고 밑면에는 상기 솔더볼 패드의 위치 및 형상과 동일하며 상기 공간과 연통되는 솔더볼 수납홈이 형성된 솔더볼 흡착 패드와;
    상기 업-다운 실린더에 의하여 진공압이 형성된 상기 솔더볼 흡착 패드의 솔더볼 수납홈에 솔더볼이 흡착되도록 다수의 솔더볼이 수납된 솔더볼 수납 트레이를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  17. 제 14 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 이송 유닛은
    상기 베이스 몸체 상면으로부터 소정 높이를 갖으면서 상기 복합 유닛을 가로질러 설치되고 양단부로부터 중앙을 향해서 슬릿 형상을 갖는 2 개의 긴 관통공이 형성되고 상기 관통공에 상기 지지로드가 각각 삽입된 지지프레임과;
    상기 지지로드와 각각 나사 결합된 이송 스크류와;
    상기 이송 스크류의 양단부를 지지하는 부싱과;
    상기 이송 스크류의 양단부중 어느 하나에 결합되어 상기 이송스크류를 회전시키는 구동 장치를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 소터 유닛은
    상기 복합 유닛으로부터 솔더볼이 어탯치된 베이스 프레임을 공급받아 지정된 경로를 따라서 이동하면서 상기 베이스 프레임을 지정된 위치에 언로딩하는 소터와;
    상기 소터에 수납된 상기 베이스 프레임의 솔더볼 안착 품질을 검사하는 비주얼 검사 유닛과;
    소터에 의하여 상기 비주얼 검사 유닛에 의하여 솔더볼 안착 품질이 양호하지 못한 상기 베이스 프레임이 수납되는 수납용기를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  19. 제 8 항에 있어서, 상기 리플로우 유닛은
    상기 솔더볼 안착 유닛에 의하여 솔더볼이 안착된 베이스 프레임을 로딩하는 베이스 프레임 피더와;
    상기 베이스 프레임을 이송하는 스텝 이송장치와;
    상기 스텝 이송장치를 감싸는 챔버와;
    상기 스텝 이송장치와 대향하는 챔버의 출구측 내측면에 설치된 히팅 장치와;
    상기 히팅 장치와 소정 간격 이격된 상기 챔버의 입구쪽 내측면에 설치된 냉각 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 스텝 이송장치는
    상기 챔버의 내측면 길이 방향으로 뻗고, 상면에 상기 베이스 프레임의 양단부가 지지되는 폭을 갖는 복수개의 베이스 프레임 가이드 레일과;
    상기 베이스 프레임 가이드 레일의 상면을 따라서 움직이면서 상기 베이스 프레임 가이드 레일에 안착된 베이스 프레임을 이송하는 이송바와;
    상기 이송바를 구동시키기 위하여 각각의 상기 베이스 프레임 가이드 레일의 양단부에 설치된 스프로킷 휠 어셈블리와;
    상기 스프로킷 휠 어셈블리에 결합되며 상기 이송바가 결합된 이송 체인을 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 트랜스퍼 장치는
    상기 챔버의 출구로부터 상기 세정장치까지 연장된 이송 스크류와;
    상기 이송 스크류의 양단부를 지지하는 부싱과;
    상기 이송 스크류의 양단부중 어느 일측 단부에 설치되어 상기 이송스크류를 회전시키는 모터와;
    상기 이송 스크류와 나사 결합되어 상기 모터의 구동에 의하여 상기 이송 스크류를 따라서 움직이는 이송 블록과;
    상기 이송 블록에 결합되어 상기 챔버의 출구로 배출된 상기 베이스 프레임을 상기 세정장치로 이송하는 픽업 모듈을 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  22. 제 8 항에 있어서, 상기 세정장치는
    상기 리플로우 장치에서 배출된 상기 베이스 프레임을 로딩받아 이송하는 이송장치와;
    상기 이송장치를 감싸는 세정 챔버와;
    상기 세정 챔버 내부에 설치되며 상기 이송장치를 기준으로 상기 이송장치의 상부, 하부에 설치된 세정 용액 공급장치와;
    상기 세정 용액 공급장치로부터 세정된 상기 베이스 프레임을 건조시키는 건조 장치와;
    건조된 상기 베이스 프레임을 언로딩하는 세정장치용 언로더를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 이송장치는
    상기 세정 챔버의 내측면 길이 방향으로 뻗고, 상면에 상기 베이스 프레임의양단부가 지지되는 폭을 갖는 복수개의 베이스 프레임 가이드 레일과;
    상기 베이스 프레임 가이드 레일의 상면을 따라서 움직이면서 상기 베이스 프레임 가이드 레일에 안착된 베이스 프레임을 이송하는 이송바와;
    상기 이송바를 구동시키기 위하여 각각의 상기 베이스 프레임 가이드 레일의 양단부에 설치된 스프로킷 휠 어셈블리와;
    상기 스프로킷 휠 어셈블리에 결합되며 상기 이송바가 결합된 이송 체인을 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 세정액 공급 장치는
    상기 이송장치의 상부, 하부를 가로질러 병렬 방식으로 적어도 2 개 이상이 설치되며 순수가 공급되는 세정액 배관과;
    상기 세정액 배관으로부터 상기 순수가 분사되도록 하는 세정액 분사 노즐을 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 건조장치는 상기 이송장치의 상부, 하부를 가로질러 병렬 방식으로 적어도 2 개 이상이 설치되며 고온 건조한 공기가 분사되는 에어 나이프와;
    상기 에어 나이프에 고온 건조 공기를 공급하는 고온 건조 공기 공급장치를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
  26. 제 8 항에 있어서, 상기 베이스 프레임 로더는
    상기 세정장치로부터 언로딩된 상기 베이스 프레임을 공급받아 상기 솔더볼 패드의 솔더볼 어탯치 품질에 따라서 상기 베이스 프레임을 지정된 위치로 이송하여 분류 수납하는 베이스 프레임 이송장치와;
    상기 베이스 프레임을 이송받아 솔더볼 패드의 솔더볼 어탯치 품질을 검사하는 비주얼 검사 유닛과;
    상기 베이스 프레임 이송장치에 의하여 분류된 상기 베이스 프레임을 수납하는 수납용기를 포함하는 솔더볼 어탯치 시스템.
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