KR100420177B1 - 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중구조의 패드를 형성하여 진공 흡착력을 향상시키기 위한 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드에 관한 것이다.

이를 위해, 진공이 형성되는 진공홀에 연결되어서 볼 그리드 어레이 패키지를 흡착하기 위한 판상 구조의 패드로 이루어지되, 상기 패드의 주변에는 상기 진공홀에 연통된 다수의 통공관들이 형성되어서 상기 볼 그리드 어레이의 주변부를 흡착하는 외측 흡입판과, 상기 진공홀에 연통되어서 상기 볼 그리드 어레이 중심부의 흡입 대상물을 진공흡착하며, 상기 패드의 중심부에 형성된 내측 흡입판을 포함하여 구성된다.

이로써, 진공 패드의 구조가 솔더볼 및 돌출부위에 대응되게 이중구조를 갖도록 구성됨으로써 진공흡착력이 강화되어 공정불량이 개선됨으로써 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드{Vacuum pad for picking up ball grid array package}

본 발명은 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 진공에 의한 흡착력이 강화된 패드에 의해 불균일한 표면 조건을 갖는 패키지의 흡착이 용이하게 이루어지도록 한 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드에 관한 것이다.

진공환경은 청정도를 높게 유지하는 것은 물론 정전기와 같은 전기적인 영향이 배제될 수 있다는 장점에 의해 많은 산업현장에서 선호되어지고 있다.

특히, 반도체 제조라인이나 액정표시장치를 제조하는 라인 및 기타 높은 청정도를 요구하는 제조환경에서 필요로 하고 있다. 이러한 진공조건에 의해 다양한 공정이 진행되고 있으며, 진공에 의한 물품의 이송이 이루어지고 있다. 이러한 물품의 이송, 예를 들면 반도체 패키지(Package)를 이송할 때 진공이 형성된 후 진공 패드에 상기 패키지가 접촉된 상태로 원하는 위치로 이송된다.

이러한 진공 패드가 적용되는 분야가 광범위하지만 특히 미세화 되어가는 패키지 제조공정, 즉 BGA(Ball Grid Array)나 FBGA(Fine pitch Ball Grid Array) 패키지의 이송에 많이 사용된다. 이들 패키지는 솔더볼과 같이 표면이 불균일한 형태를 취하고 있고, 이들 패키지의 흡착을 위한 종래의 기술은 다음과 같이 진행되어 왔다.

그 예로서, 스펀지 재질을 이용하여 불균일한 패키지의 표면 전체를 흡착하는 기술이 사용되었다. 도 1을 참조하면, 패키지(14)의 표면에 형성된 솔더볼(16) 및 기타 돌출부위(18)를 스펀지 재질의 진공 패드(10)를 이용하여 돌출부 사이 사이를 스펀지 재질의 접촉면(12)이 패키지(14)에 밀착되어서 진공 리크(Vacuum Leak)를 방지하는 기술이다. 그러나, 이와 같은 기술은 스펀지의 강도가 약하여서 진공 패드(10)가 쉽게 마모된다는 단점을 가지고 있다. 또한, 접촉면(12)과 돌출부위(18)와의 완벽한 밀착이 이루어지지 않아서 진공 리크가 발생하는 경우가 많았으며, 돌출부위(18)의 특정 부위가 다른 부위에 비하여 높이차가 클 경우에는 틈새가 발생하여 진공 리크가 증가하는 요인으로 등장하는 등 진공 흡착 효율이 감소하는 경향을 보이게 된다. 즉, 'A' 부분과 같이 접촉면(12)과 솔더볼(16)이 밀착되지 않음으로 인해 전반적으로 진공 리크가 발생되는 것이다.

도 2를 참조하면, 진공 패드(10)와 패키지(14)와의 밀착이 원활하게 이루어지지 않음으로 인해 발생될 수 있는 진공 리크 영역('A', 'B')을 더욱 상세하게 볼 수 있다. 이들 영역들은 진공 패드(10)와 패키지(14)의 솔더볼(16) 접촉부는 물론 돌출부위(18)를 포함하는 전반적인 영역에 걸쳐 있으며, 상기 영역에서 진공 리크가 발생되는 것이다.

이와 같은 진공 리크의 원인은, 스펀지 재질을 사용함으로써 잦은 흡착에 의해 접촉면(12) 마모가 심하게 되는 것이 주요한 원인이라고 할 수 있다. 그에 따라 진공 패드(10)의 사용주기가 짧게 됨은 물론 잦은 교체로 비용 및 작업시간이 과다하게 소모되는 것이다. 또한, 진공 패드(10)가 돌출부위(18)를 완벽하게 흡착할 수없게 되면서 진공 리크가 발생된다.

그와 더불어 패키지를 흡착하기 위한 다른 형태의 패드가 사용되었는데, 그 예가 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 플라스틱 또는 러버(Rubber) 재질의 진공 패드(20)를 제작하고, 이를 이용하여 패키지의 외곽을 흡착하기 위한 예이다. 이 예에서는 패키지(14) 상면에 돌출된 솔더볼(16)과 패키지(14)의 외곽 사이의 빈공간을 진공흡착하는 것이다. 그런데, 이 예에서는 패키지(14)의 크기가 축소되면 솔더볼(16)과 패키지 외곽 사이의 공간이 점차 작아지게 되므로 진공 패드(20)의 제작이 점점 어려워지는 문제점이 있다. 그리고, 패키지(14)의 크기가 작아지게 되면서 진공흡착시 진공 패드(20)와 패키지(14)가 정확하게 접착되지 않음으로 인해 'C' 부분과 같이 솔더볼(16)에 손상이 발생되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 피치간격이 미세하게 되는 패키지를 진공흡착에 의해 이송할 때 솔더볼 및 기타 돌출부위의 손상을 예방하는 것은 물론 진공 흡착력을 높이기 위한 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 서로 다른 크기 및 재질의 흡착판으로 구현되는 진공 패드에 의해 마찰이 잦은 환경에서도 수명이 길고 진공 흡착이 원활하게 이루어져서 공정시간이 단축되도록 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 스폰지형 진공 패드의 사용예를 보여주는 도면이다.

도 2는 도 1의 진공 패드의 사용에 의한 리크 발생부위를 보여주는 도면이다.

도 3은 종래의 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 플라스틱 재질의 진공 패드의 사용예를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드의 구조를 보여주는 도면이다.

도 5는 도 4의 진공 패드의 적용예를 보여주는 도면이다.

도 6은 도 4의 진공 패드의 사용예를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 20, 30 : 진공 패드 14 : 패키지

16 : 솔더볼 32 : 외측 흡착판

34 : 흡착라인 36 : 내측 흡착판

38 : 흡착공 40 : 진공라인

42 : 중앙진공라인

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드는, 진공이 형성되는 진공홀에 연결되어서 볼 그리드 어레이 패키지를 흡착하기 위한 판상 구조의 패드로 이루어지되, 상기 패드의 주변에는 상기 진공홀에 연통된 다수의 통공관들이 형성되어서 상기 볼 그리드 어레이의 주변부를 흡착하는 외측 흡입판과, 상기 진공홀에 연통되어서 상기 볼 그리드 어레이 중심부의 흡입 대상물을 진공흡착하며, 상기 패드의 중심부에 형성된 내측 흡입판을 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 내측 흡입판은 상기 외측 흡입판의 두께보다 더 얇게 형성되는 것이 바람직하며, 이들은 서로 다른 재질의 것으로 구성되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 외측 흡입판은 스펀지와 같은 부드러운 재질의 것으로 이루어질 수 있고, 상기 내측 흡입판은 상기 외측 흡입판보다 딱딱하고 강한 플라스틱 또는 러버 재질의 것으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 아래에 기재된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명하기 위한 것에 불과한 것으로, 본 발명의 권리범위가 여기에 한정되는 것으로 이해되어서는 안될 것이다. 아래의 실시예로부터 다양한 변형, 변경 및 수정이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이다.

본 발명의 구체적인 실시예는 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드의 일 실시예에 의해 구현된 진공 패드의 수직절단된 단면도가 개시되어 있다. 진공 패드(30)는 외측 흡착판(32)와 내측 흡착판(36)으로 나누어지며, 진공 패드(30)의 상단 내부는 진공라인에 연결되는 진공라인(40)이 상단으로부터 형성되어 있다. 그 중심부에서 측방으로는 미세한 흡착라인(34)들이 상기 진공라인(40)에 연결되어서 상기 외측 흡착판(32)의 하측 단부까지 확장되어 있다. 그리고, 중심부에서 내측 흡착판(36)으로는 중앙진공라인(42)이 형성되어서 중심부의 흡착공(38)이 형성된 내측 흡착판(36)에 진공이 형성되도록 한다.

이때 내측 흡착판(36)은 외측 흡착판(32)에 비해 저면으로부터 일정 높이를 갖도록 구성되어 있으며, 벨로우즈(Bellows)와 같이 수직방향에 대해 일정 부분 완충효과를 얻을 수 있도록 구성된다. 그리고, 진공 패드(30)는 중앙진공라인(42)을 중심으로 좌우 대칭의 형태를 취하고 있다.

이와 같이 구성된 실시예는 스펀지와 같이 무른 재질로 되어 있는 외측 흡착판(32)이 편평하거나 낮은 돌기가 있는 부분을 진공 흡착하게 되고, 플라스틱 또는 러버로 되어 있는 내측 흡착판(36)이 일정 높이를 갖는 돌출부위를 진공 흡착하게 된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 진공 패드(30)의 구체적인 적용예가 도시되어 있다. 즉, 진공 패드(30)에 실제 진공이 형성된 상태에서 패키지(14)를 흡착하는 예가 개시되어 있다.

진공라인(40)을 통해 진공 패드(30)에 진공이 형성되면, 외측 흡착판(32)은물론 내측 흡착판(36)에 모두 진공이 형성된다. 즉, 외측 흡착판(32)은 진공라인(40)으로부터 흡착라인(34)으로 진공이 형성되며, 내측 흡착판(36)은 진공라인(40)으로부터 중앙진공라인(42)으로 진공이 형성된다. 그에 따라 외측 흡착판(32)은 패키지(14)의 주변부, 즉 솔더볼(16) 부분을 흡착하게 되고, 내측 흡착판(36)은 패키지(14)의 중앙부, 즉 돌출부위(18)를 흡착하게 된다.

도 6에는 진공 패드(30)와 패키지(14)가 흡착위치에 있을 때의 평면도가 개시되어 있다. 도시된 바와 같이, 진공 패드(30)는 패키지(14)의 상당부분을 커버하게 되며, 돌출부위(18)는 진공 패드(30)의 내측 흡착판(36)에 의해 흡착된다.

실시예에서는 진공 패드(30)의 외형을 원형으로 구성하였으나, 패키지의 형상 및 흡착효율에 따라 다양한 형상으로 구성될 수 있음은 당연하다고 하겠다. 즉, 외측 흡착판(32) 및/또는 내측 흡착판(36)의 형상을 직사각형, 정사각형 등으로 구성할 수 있으며, 특히 내측 흡착판(36)은 돌출부위(18)의 형상에 따라 그에 맞는 형태로 구성할 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

본 실시예의 진공 패드(30)는 플라스틱/러버 등과 같은 강한 재질을 사용함으로써 마모에 강하며 아주 작은 크기로 만들 수 있어 특정 부위에 대한 진공의 리크를 줄일 수 있다. 또한, 진공 패드(30)는 FBGA 패키지(14)의 솔더볼(16) 및 기타 돌출부위(18)를 넓은 면적을 이용하여 흡착함으로써 진공의 리크를 최소화한다.

이와 같이, 외측 흡착판(32)과 내측 흡착판(36)이 서로 다른 크기 및 재질로 이루어지며, 각각이 서로 다른 흡착 부위에 맞게 설계되어 있는 이중구조의 진공 패드(30)로 구성되어 있다. 그에 따라 FBGA 패키지(14)의 솔더볼(16) 및돌출부위(18)에 대한 진공 흡착력이 강화되고, 솔더볼(16) 및 돌출부위(18)와 진공 패드(30)간의 마찰에도 불구하고 마찰에 내성을 갖는 재질로 구현됨으로써 진공의 사용기간이 늘어나서 생산비용을 절감을 실현할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 진공 패드의 구조가 솔더볼 및 돌출부위에 대응되게 이중구조를 갖도록 구성됨으로써 진공흡착력이 강화되어 공정불량이 개선됨으로써 생산성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 서로 다른 크기 및 재질의 흡착판으로 구현되는 진공 패드에 의해 마찰이 잦은 환경에서도 수명이 길고 진공 흡착이 원활하게 이루어져서 생산비용이 절감됨은 물론 공정시간이 단축되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 진공이 형성되는 진공홀에 연결되어서 볼 그리드 어레이 패키지를 흡착하기 위한 판상 구조의 패드로 이루어지되,

   상기 패드의 주변에는 상기 진공홀에 연통된 다수의 통공관들이 형성되어서 상기 볼 그리드 어레이의 주변부를 흡착하는 외측 흡입판과;

   상기 진공홀에 연통되어서 상기 볼 그리드 어레이 중심부의 흡입 대상물을 진공흡착하며, 상기 패드의 중심부에 형성된 내측 흡입판;

   을 포함한 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내측 흡입판은,

   상기 외측 흡입판의 두께보다 더 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 외측 흡입판과 상기 내측 흡입판은,

   서로 다른 재질의 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드.
4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 외측 흡입판은 부드러운 재질의 것으로 이루어지고, 상기 내측 흡입판은 상기 외측 흡입판 보다 딱딱하고 강한 재질의 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 외측 흡입판은,

   스펀지로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 내측 흡입판은,

   플라스틱 또는 러버 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지 흡착용 진공 패드.