KR100406449B1 - 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치 - Google Patents

반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치에 관한 것으로, 반도체패키지의 한 구성요소인 섭스트레이트의 랜드 상에 정확한 량의 플럭스를 돗팅(Dotting)하기 위해, 플럭스안착부와 상기 섭스트레이트의 랜드상으로 이동하는 이송수단에 고정된 평판형의 커버플레이트와; 상기 커버플레이트의 저면 전체에 일체로 고정되어 일정한 압력을 제공하는 블럭텐션부와; 상기 블럭텐션부의 하부에 다수개가 고정되어 독립적인 압력을 가하는 유닛텐션부와; 상기 모든 유닛텐션부의 하부에 위치되어 흡인력 및 배출력을 제공하는 튜브와; 상기 튜브에 연결되어 흡인력을 제공하는 흡인력제공부 및 배출력을 제공하는 배출력제공부와; 상기 튜브의 저면에 다수의 통공이 형성되어 고정된 어레이블럭과; 상기 어레이블럭의 통공에 상기 모든 유닛텐션부와 대응하는 위치에서 독립적으로 상,하 운동가능하도록 각각 마이크로스프링이 상부에 개재된 채 결합되어 있는 다수의 니들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치.

Description

반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치
본 발명은 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 반도체패키지의 한 구성요소인 섭스트레이트의 랜드 상에 정확한 량의 플럭스를 돗팅(Dotting)할 수 있는 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템은 볼그리드어레이(Ball Grid Array) 반도체패키지의 한 구성요소인 섭스트레이트의 소정 영역 예를 들면, 랜드상에 니들을 이용하여 끈적끈적한 플럭스를 얇게 돗팅한 후 그곳에 볼을 범핑시키는 시스템을 말한다. 이렇게 볼이 범핑된 후에 상기 섭스트레이트는 고온의 퍼니스(Furnace)에 놓여지게 되며 상기 플럭스는 휘발되면서 그곳의 랜드에 볼이 융착된다.
이러한 볼범핑시스템은 섭스트레이트를 차례차례 공급하는 온로더부, 니들 단부에 일정량의 끈적끈적한 플럭스를 묻혀서 상기 공급된 섭스트레이트의 랜드 상에 플럭스를 돗팅하는 플럭스돗팅부, 상기 플럭스가 돗팅된 곳에 니들로 볼을 픽업하여 범핑하는 볼범핑부, 상기 볼이 범핑된 섭스트레이트를 퍼니스 등으로 이송하는 언로딩부로 이루어져 있다.
여기서 상기 플럭스돗팅은 통상 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같은 플럭스돗팅블럭(FD')를 사용하여 실시하는데 상기 플럭스돗팅블럭(FD')은 도1b에 도시된 바와 같이 몇개의 플럭스돗팅장치(100')가 스트립(Strip) 형태로 모여서 형성된다. 이하의 설명에서 상기 플럭스돗팅블럭(FD')은 동일한 구조의 플럭스돗팅장치(100')가 모여서 형성된 것이기 때문에 하나의 플럭스돗팅장치를 기준으로 하여 그 구조 및 작동을 설명한다.
도1a에 도시된 바와 같이 종래의 플럭스돗팅장치(100')는 평평하게 플럭스가 안착되어 있는 플럭스안착부(40')에서 일정량의 플럭스(22b')를 픽업하는 다수의 니들(18')과, 상기 니들(18')의 일단이 고정되어 있는 어레이블럭(16')과, 상기 니들(18') 및 어레이블럭(16')이 플럭스(22b')를 픽업할 때 소정의 탄성력을 제공하는 블럭텐션부(6')와, 상기 블럭텐션부(6')가 지지 및 고정되는 커버플레이트(2')로 구성되어 있다. 물론 상기 커버플레이트(2')는 도시되지 않은 이송수단에 결합되어 목적하는 방향으로 이동한다. 여기서 상기 니들(18')에는 통공(20a')이 형성되어 플럭스(22b') 픽업시 일정량의 플럭스가 상기 통공(20a') 내에도 묻혀지도록 한다.
이러한 구조의 플럭스돗팅장치(100')는 최초에 플럭스안착부(40')로 하강하여 각각의 니들(18')에 일정량의 플럭스(22b')가 묻도록 한다. 이후에 상기 플럭스돗팅장치(100')는 반도체패키지의 한 구성요소인 섭스트레이트(24')상으로 이동한다. 여기서 상기 섭스트레이트(24') 상에는 랜드(26')가 형성되어 있으며 상기 랜드(26')의 위치와 상기 니들(18')의 위치를 정렬한후 하강하여 상기 니들(18')이 랜드(26')상에 접촉하도록 한다. 그러면 상기 니들(18') 단부 및 통공(20a') 내측에 묻은 플럭스(22b')가 상기 랜드(26')쪽으로 하강하여 돗팅되며 이후 상기 플럭스돗팅장치(100')는 다시 상승한다.
한편, 상기와 같은 플럭스 돗팅시에 상기 플럭스돗팅장치의 니들 단부에 픽업되는 플럭스의 량(量)은 표준편차를 가지면서 다양하게 픽업된다. 즉, 상기 니들 단부에 플럭스를 묻힐 때 단지 니들을 기계적으로 플럭스가 안착되어 있는 플럭스안착부에 일정깊이 담그었다가 빼내는 것이기 때문에 정확한 량의 플럭스가 묻혀지지 못하고 각각의 니들에 약간씩 다른량의 플럭스가 묻혀지는 것이다.
이러한 현상은 도2에 도시된 바와 같이 섭스트레이트의 랜드에 플럭스를 돗팅할 때 다양한 크기의 돗팅 면적을 발생시킨다. 표준적인 량의 플럭스가 돗팅된 경우에는 별 문제가 없지만 도에서와 같이 다소 적은 량의 플럭스가 돗팅되었을 때는 차후 볼범핑이 문제가 된다. 즉, 플럭스의 역할은 범핑된 볼을 임시로 고정시키는 것인데 플럭스의 량이 적어지면 그 범핑된 볼을 고정시킬 수 없을 뿐만 아니라 다른 위치로 볼을 굴려보낼수 있게 된다. 이와 같이 되면 상기 섭스트레이트의 랜드에는 볼이 융착되지 못하거나 다른 위치에서 두개의 볼이 동시에 융착되어 평평도를 떨어뜨림으로써 결국 불량을 발생시켜 생산 수율을 떨어뜨리게 된다. 또한 이와는 반대로 너무 많은 량의 플럭스가 돗팅된 경우 볼의 융착시 상기 플럭스가 완전히 휘발되지 않음으로써 볼 융착이 안되는 원인이 된다.
도면중 부호22b'는 표준적인 량의 플럭스이고, 부호 22a'는 표준량보다 많거나 적은 플럭스를 나타낸 것이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 반도체패키지의 한 구성요소인 섭스트레이트의 랜드 상에 정확한 량의 플럭스를 돗팅할 수 있는 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치를 제공하는데 있다.
도1a는 종래 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치 구성을 도시한 상태도이고, 도1b는 그 저면도이다.
도2는 종래 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템에서 플럭스가 돗팅되는 상태를 도시한 상태도이다.
도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치를 도시한 상태도이다.
- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
FD' ; 플럭스돗팅블럭(Flux Dotting Block) 100 ; 플럭스돗팅장치
2 ; 커버플레이트(Cover Plate) 4 ; 블럭텐션(Block Tension)부
6 ; 유닛텐션(Unit Tension)부 10 ; 튜브(Tube)
12 ; 마이크로스프링(Micro Spring) 16 ; 어레이블럭(Array Block)
18 ; 니들(Needle) 20a ; 통공
22a,22b ; 플럭스(Flux) 24 ; 섭스트레이트(Substrate)
26 ; 랜드(Land) 40 ; 플럭스안착부
50 ; 흡인력제공부 60 ; 배출력제공부
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 양태(樣態)에 따르면, 반도체패키지용 섭스트레이트의 랜드상에 플럭스를 돗팅시키는 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치에 있어서, 플럭스안착부와 상기 섭스트레이트의 랜드상으로 이동하는 이송수단에 고정된 평판형의 커버플레이트와; 상기 커버플레이트의 저면 전체에 일체로 고정되어 일정한 압력을 제공하는 블럭텐션부와; 상기 블럭텐션부의 하부에 다수개가 고정되어 독립적인 압력을 가하는 유닛텐션부와; 상기 모든 유닛텐션부의 하부에 위치되어 흡인력 및 배출력을 제공하는 튜브와; 상기 튜브에 연결되어 흡인력을 제공하는 흡인력제공부 및 배출력을 제공하는 배출력제공부와; 상기 튜브의 저면에 다수의 통공이 형성되어 고정된 어레이블럭과; 상기 어레이블럭의 통공에 상기 모든 유닛텐션부와 대응하는 위치에서 독립적으로 상,하 운동가능하도록 각각 마이크로스프링이 상부에 개재된 채 결합되어 있는 다수의 니들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치(100)를 도시한 상태도이다.
본 발명의 구성은 플럭스안착부와 반도체패키지의 한 구성요소인 섭스트레이트(24)의 랜드(26)상으로 왕복 운동하는 이송수단(도시되지 않음)에 평판형의 커버플레이트(2)가 고정되어 있고, 상기 커버플레이트(2)의 저면 전체에는 일정한 압력을 제공하도록 블럭텐션부(4)가 고정되어 있으며, 상기 블럭텐션부(4)의 하부에는 각각 독립적인 압력을 가하도록 다수의 유닛텐션부(6)가 설치되어 있으며, 상기 모든 유닛텐션부(6)의 하부에는 흡인력 및 배출력의 상태가 인가되는 튜브(10)가 설치되어 있으며, 상기 튜브(10)에 연결되어서는 흡인력 및 배출력을 제공하도록 흡인력제공부(50) 및 배출력제공부(60)가 설치되어 있으며, 상기 튜브(10)의 저면에는 다수의 통공(16a)이 형성된 채 어레이블럭(16)이 고정되어 있으며, 상기 어레이블럭(16)의 통공(16a)에는 상기 모든 유닛텐션부(6)와 대응하는 위치에서 독립적으로 상,하 운동가능하도록 각각 마이크로스프링(12)이 상부에 개재된 채 다수의 니들(18)이 결합되어 있다.
여기서 상기 튜브(10)는 하부에 위치한 다수의 니들(18)과 모두 연통되어 일정한 흡인력 및 배출력을 니들(18)의 통공(20a)에 제공하도록 되어 있다. 또한 상기 흡인력제공부(50)에 의해 제공되는 흡인력은 수 μ단위이며, 배출력제공부(60)에 의해 제공되는 배출력도 수μ단위이다.
이러한 구성을 하는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선 플럭스돗팅장치(100)가 이송수단에 의해 플럭스안착부 상부에 위치한후 각각의 니들(18) 단부가 플럭스에 일정깊이 담그어질 만큼 하강한다. 이어서 상기 흡인력제공부(50)에 의해 튜브(10)에 일정한 흡인력이 제공되면 상기 니들(18) 내부의 통공(20a)에도 흡인력이 제공됨으로써 일정량의 플럭스(22b)가 상기 니들(18)의 통공(20a) 내부에 흡인된다.
이어서 상기 플럭스돗팅장치(100)는 이송수단에 의해 반도체패키지 구성요소중 하나인 섭스트레이트(24)의 상부에 위치하여 그 섭스트레이트(24) 상에 형성되어 있는 각각의 랜드(26)와 니들(18)의 위치가 정확히 일치하도록 위치를 설정한다.
이 상태에서 상기 플럭스돗팅장치(100)는 이송수단에 의해 니들(18)이 섭스트레이트(24)의 랜드(26)에 거의 접촉할 만큼 하강한다. 이 상태에서 상기 흡인력제공부(50)는 그 작동을 중지하고 이어서 배출력제공부(60)가 작동하여 상기 니들(18)의 통공(20a) 내부에 흡인되어 있던 일정량의 플럭스(22b)가 상기 섭스트레이트(24)의 랜드(26)상에 배출되도록 한다.
이어서 상기 플럭스돗팅장치(100)는 이송수단에 의해 플럭스안착부쪽으로 이동하게 되며 이와 같은 동작을 반복하면서 플럭스 돗팅작업을 계속하게 된다.
이와 같이 상기 흡인력제공부(50)를 이용하여 일정량의 플럭스(22b)가 니들(18)의 통공(20a)내부에 흡인되게 하고 또한 배출력제공부(60)를 이용하여 섭스트레이트(24)의 랜드(26)에 플럭스(22b)를 돗팅시킴으로써 플럭스량을 정확하게 제어할 수 있게 되는 것이다. 참고로 상기 블럭텐션부(4), 유닛텐션부(6) 및 마이크로스프링(12)은 플럭스(22b)를 픽업하거나, 돗팅시에 소정의 탄성력을 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치에 의하면, 흡인력제공부에 의해 니들의 통공에 일정량의 플럭스를 흡인하고 또한 섭스트레이트의 랜드상에서는 상기 배출력제공부에 의한 배출력으로 일정량의 플럭스를 배출함으로써 그 랜드상에 항상 정확한 량의 플럭스를 돗팅하게 되는 것이다. 이는 차후에 볼범핑 및 볼융착이 양호하게 실시되도록 하여 결국 반도체패키지의 제조 수율을 향상시키고 또 그 신뢰성을 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 반도체패키지용 섭스트레이트의 랜드상에 플럭스를 돗팅시키는 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치에 있어서,
    플럭스안착부와 상기 섭스트레이트의 랜드상으로 이동하는 이송수단에 고정된 평판형의 커버플레이트와; 상기 커버플레이트의 저면 전체에 일체로 고정되어 일정한 압력을 제공하는 블럭텐션부와; 상기 블럭텐션부의 하부에 다수개가 고정되어 독립적인 압력을 가하는 유닛텐션부와; 상기 모든 유닛텐션부의 하부에 위치되어 흡인력 및 배출력을 제공하는 튜브와; 상기 튜브에 연결되어 흡인력을 제공하는 흡인력제공부 및 배출력을 제공하는 배출력제공부와; 상기 튜브의 저면에 다수의 통공이 형성되어 고정된 어레이블럭과; 상기 어레이블럭의 통공에 상기 모든 유닛텐션부와 대응하는 위치에서 독립적으로 상,하 운동가능하도록 각각 마이크로스프링이 상부에 개재된 채 결합되어 있는 다수의 니들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 튜브는 하부에 위치한 다수의 니들과 모두 연통되어 일정한 흡인력 및 배출력을 니들에 제공하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 볼범핑시스템의 플럭스돗팅장치.
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