KR100606513B1 - 부품 부착 방법 및 부품 부착 장치 - Google Patents

Abstract

공기의 갇힘을 피하기 위해 부품(2)은 먼저 시트(3)와 점 접촉 또는 라인 접촉을 하게 된다.

이 때 소자와 시트 사이의 접촉영역은 완전히 부품의 기저표면이 시트에 접착될 때 점점 확산된다.

Description

부품 부착 방법 및 부품 부착 장치{COMPONENT AFFIXING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 시트(Sheet)에 부품을 부착하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 집적회로(IC) 칩 또는 다이와 같은 소형 전자부품을 테이프 형태의 시트에 세로방향으로 접착하여 다양한 후속 작업에서 부품의 취급을 용이하게 하는 캐리어 테이프 패키징 시스템(carrier tape packaging systems)에 관한 것이다.

통상 전자부품용 캐리어 테이프 패키징 시스템은 회로기판에 전자부품을 장착하여 전자회로 기판을 제조하기 위한 부품 픽 엔 플레이스 조립(Pick and Place assembly) 시에 부품의 공급을 용이하게 하는데 사용된다.

도 6은 캐리어 테이프내에 패키징되지 않았거나 또는 베어(Bare) IC 칩을 유지하기 위한 종래기술의 일례를 도시한다.

캐리어 테이프(110)상의 부품을 부착하는 공정은 캐리어 테이프(110)는 미리 결정된 피치로 형성된 복수의 개구(105)를 갖는 리더 테이프로 기능하는 천공된 지지 테이프(104)와, 지지 테이프(104)에 접착된 접착 테이프(103)를 포함한다. 베어 IC 칩(102)은 개구(105)에 의해 형성된 각각의 공동(cavity)내의 접착 테이프(103)의 접착면(103a)에 부착된다.

캐리어 테이프(110) 상에 부품을 부착하는 프로세스는 반도체 웨이퍼(101)로부터 다이싱된 베어 IC칩(102)이 이송로보트(107)의 흡착노즐(106)에 의해 픽업되어 간헐적으로 공급되는 캐리어 테이프(110)의 접착 테이프(103) 상에 하나씩 이송되어 칩부착스테이션(108)에서 일시정지하도록 실행된다.

칩을 접착 테이프(103)에 확실히 고정하기 위해, 테이블 판(109)은 아래로부터 접착 테이프(103)를 지지하기 위해 칩부착스테이션(108)에 구비된다.

본 출원의 발명자들은 장착표면의 회로패턴에 전기적으로 접속되는 IC칩의 전극 상에 금속범프를 형성하는 프로세스 또는 금속범프를 압축하여 미리 결정된 높이로 금속범프를 맞추는 프로세스에 상술한 캐리어 테이프 패키징 시스템을 적용하려고 시도하였다. 그러나, 이들 프로세스에서는 접착 결함이 빈번하게 형성되는 것을 발견하였다.

본 발명자들에 의해 수행된 각종 실험에 의해, IC칩(102)의 편평한 표면과 접착 테이프(103) 사이에 공기 포켓이 존재하고, 이들 공기 포켓은 초음파 진동을 이용하는 와이어 접착기술에 의해 범프를 형성하는데 적용되는 초음파의 작용을 방해하는 것을 알았다.

공기 포켓의 형성은 IC칩(102)의 편평한 표면이 편평한 상태로 테이블 판(109) 상에 지지되는 접착 테이프(103)에 일거에 위치하는 테이프에 칩을 부착하는 방법에 영향을 줄 수 있으므로, 칩과 테이프 사이에 공기가 갇히는 것으로 판명되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 부품과 시트 사이에서 기포를 형성하지 않고 다양한 형태의 시트에 부품을 부착하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 부품이 미리 결정된 점 또는 라인 접촉영역에서 시트와 점 또는 라인 접촉한 후, 부품이 시트에 접착될 때까지 부품과 시트 사이의 상기 점 또는 라인 접촉영역은 연속적으로 확산되는 것을 특징으로 하는 시트에 부품을 부착하는 방법을 제공한다.

본 발명의 부품 부착 방법에 따르면, 공기가 갇히게 하는 경향이 있는 면대면 접착 대신에, 시트는 먼저 부품과 점 또는 라인 접촉함으로써 시트의 점착면에 공기 포켓이 형성되는 것을 피할 수 있게 된다.

부품과 시트 사이의 접점 또는 라인 접촉 영역은 점진적으로 확장되어 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 밀어냄으로써, 부품이 공기 포켓을 형성하지 않고 시트에 원활하게 접착되므로, 부품과 시트 사이의 공기 포켓에 의해 발생된 장애가 제거될 수 있다.

시트에 부품을 부착하기 위한 점착면 또는 접착층은 부품 또는 시트의 한쪽 또는 양쪽에 제공되어도 된다.

점착면은 후속 처리시에 시트로부터 부품을 용이하게 분리하기 위한 저점착성 재료(low tack materials)로 이루어지는 것이 바람직하다.

부품과 시트 사이의 초기 점 접촉은 부품에 탄성부재의 원(遠)단부로 시트를 압축하여 이루어질 수 있고,

부품과 시트 사이의 접촉영역은 부품이 시트에 접착될 때까지 탄성부재의 탄성변형을 야기하도록 부품에 시트를 더욱 압축함으로써 확산될 수 있다.

부품과 시트 사이의 초기 라인 접촉은 부품에 롤러형의 원주면 또는 스패튤라(spatula)형의 편평한 블레이드(blade)로 시트를 압축하여 이루어질 수 있고, 부품과 시트 사이의 접촉영역은 부품의 전체 기저표면이 시트에 접착될 때까지 부품의 한 쪽에서 다른 쪽까지 부품과 시트 사이의 라인 접촉방향과 직교하는 방향으로 롤러 또는 스패튤라를 이동함으로써 확산될 수 있다.

시트를 지지하는 지지테이프가 또한 추가의 또는 특별한 장치 또는 동작없이 시트에 부품을 부착하는 프로세스와 관련하여 유사하게 시트에 부착될 수 있다.

시트는 테이프 형태가 바람직하며, 부품이 길이방향으로 전진하기 때문에 다수의 부품이 시트에 길이방향으로 연속적이며 효율적으로 부착될 수 있다. 테이프 형태의 시트는 테이프 패키징 시스템용으로 가장 적합하며, 다양한 취급 및 처리를 위해 한 개씩 미리 결정된 위치에 부품을 연속적으로 공급하는데 사용하는 것이 바람직하다.

시트에 부품을 부착하는 상기의 방법을 수행하기 위해,

본 발명의 부품 부착 장치는 부품을 공급하는 부품공급부와, 부품이 시트에 부착되는 피치에 대응하는 미리 결정된 거리만큼 부품부착위치를 향해 테이프 형태의 시트를 간헐적으로 전진시키는 공급 메카니즘과, 부품공급부에서 공급된 부품을 픽업하여 부품부착위치에 부품을 이송하는 부품이송 메카니즘과,

부품부착위치에서 부품의 반대편에 배치되어 시트 상에 이송된 부품에 시트를 압축하는 탄성 압축부재와,

부품에 탄성 압축부재의 원단부로 시트를 압축하여 부품과 시트가 먼저 서로 점 접촉영역에서 점 접촉하고, 시트와 부품을 서로 더욱 압축하여 탄성 압축부재를 탄성 변형시켜 부품과 시트 사이의 점 접촉영역이 부품의 주위에 확산되어 부품이 시트에 접착되게 하는 압축수단을 포함한다.

대안으로, 본 발명의 부품 부착 장치는 부품 부착위치에서 부품의 반대쪽에 배치되어 시트로 이송된 부품에 시트를 선형적으로 압축하는 선형 접촉부를 구비한 선형 확산수단과, 선형 확산수단으로 시트를 부품에 압축하여 부품과 시트가 서로 라인 접촉영역에서 라인 접촉하게 하며, 부품과 시트 사이의 라인 접촉방향에 직교하는 방향으로 선형 확산수단을 이동시켜 부품과 시트 사이의 라인 접촉영역이 부품의 일측에서 다른 쪽까지 확산되게 하는 압축수단을 포함하여도 되며, 그것에 의해 부품이 시트에 접착된다.

상기 장치를 이용하여, 다수의 부품이 상기 장치의 각각의 수단과 메카니즘을 제어하기 위해 미리 결정된 프로그램에 따라 간헐적으로 공급되는 테이프 형태의 시트에 자동적으로 안정되게 효율적으로 부착될 수 있다.

도 1A 내지 도 1C는 본 발명의 실시예의 일례를 나타내는 도면으로,

도 1A는 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 분해사시도이고, 도 1B는 어떻게 부품이 시트에 부착되는가를 도시하는 분해사시도이며, 도 1C는 어떻게 부품과 지지테이프가 시트에 부착되는가를 도시하는 단면도.

도 2A 및 도 2B는 본 발명의 다른 일례를 나타내는 도면으로,

도 2A는 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 분해사시도이며, 도 2B는 시트에 부품이 어떻게 부착되는가를 도시하는 분해사시도.

도 3은 도 1A 또는 도 2A에 도시된 장치의 제어를 도시하는 흐름도.

도 4A 및 도 4B는 본 발명의 또 다른 일례를 나타내는 도면으로, 도 4A는 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 분해사시도이고, 도 4B는 시트에 부품이 어떻게 부착되는가를 도시하는 분해사시도.

도 5는 도 4A에 도시된 장치의 제어를 도시하는 흐름도.

도 6은 종래의 부품 부착 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 분해사시도.

본 발명에 따르는 시트에 부품을 부착하는 방법 및 그 장치의 전형적인 실시예를 이하 구체적인 일례의 형태로 첨부된 도면을 참조하여 상술한다.

도 1A 내지 도 1C, 도 2A, 도 2B, 도 4A 및 도 4B는 각각 본 실시예의 제 1, 제 2, 제 3 일례를 도시하며,

반도체 웨이퍼(1)로부터 다이싱된 다수의 베어 IC칩(2)이 부품으로서 취급되고, 시트의 세로를 따라 미리 결정된 간격으로 캐리어 테이프(10)의 테이프 형태의 시트(3)에 부착된다.

상기 방식으로 패키지된 부품은 다양한 후속의 프로세스를 위해 공급된다.

예를 들어, 다수의 IC칩(2)을 내장한 캐리어 테이프(10)는 각 IC칩에 범프가 형성되거나 그러한 범프가 편평하게 되는 특정 위치에 부품을 연속적으로 공급하기 위해 미리 결정된 경로로 이송된다.

시트의 이송 중에, 캐리어 테이프(10)는 충분한 강성을 제공하기 위해 시트(3)에 부착되는 지지테이프(4)를 포함하는 것이 바람직하다.

지지테이프(4)는 시트(3)를 덮어 보호하지만, 미리 결정된 일정한 간격으로 형성된 일련의 개구(5)를 구비하고, 일련의 개구(5)에 대응한 위치에 시트(3)의 점착면(3a)이 노출되어 있다.

지지테이프(4)에서 점착면(3a)은 개구(5)에 의해 형성된 오목한 공동의 기저를 형성하고, 지지테이프(4)의 외부에 노출되지 않으므로, 시트(3)는 예를 들어, 도 1A에 도시되어 있는 바와 같이 2쌍의 압축롤러(33a, 33b)에 의해 이송될 수 있다. 대안으로, 스프로킷 구동홀이 지지테이프(4)와 시트(3)의 에지면에 형성되어 시트(3)를 전진시키기 위한 스프로킷 구동의 기어이에 맞물려도 된다. 시트 또는 캐리어 테이프는 공급릴로부터 공급되어 다른 릴에 감겨도 된다.

지지테이프(4)에 제공된 개구(5)는 부품이 개구(5) 상으로 돌출되지 않게 하기 위해 시트(3)에 고착된 베어 IC칩(2)을 수용하는 통형상의 공동을 형성하므로, 시트가 이송되어 감겨질 동안 베어 IC칩(2)이 다른 요소에 접촉하거나 압축되는 것으로부터 보호 및 방지된다.

칩 상에 제공되는 범프의 형성 또는 편평화 후 시트(3) 상에 고착된 베어 IC칩(2)이 전자회로 기판을 제작하기 위해 공급되더라도, 점착면(3a)은 고강도의 접착은 아닐 것이다.

상기 실시예에서 베어 IC칩이 픽업되어 장착면에 장착되거나 장착을 위해 적절하게 배열된 어느 위치에 이송될 때, 점착면(3a)을 구성하는 경우에는 접착제가 아니라 시트(3)로부터 부품의 제거를 용이하게 하기 위한 저점착성 재료로 이루어진다.

부품은 어떤 형태의 시트에 어떤 다른 배열로 정렬되어 부착되거나 본 실시예에서 주어진 예와 다른 어떠한 시스템의 시트에 이송될 수 있다.

예를 들어, 본 발명은 또한 각각의 부품이 각각의 시트에 각각 부착되는 경우에도 적용할 수 있다.

더욱이, 점착면(3a)은 반드시 저점착성 재료로 이루어지지 않아도 되고, 대신에 접착이은 제공될 수 있다.

도 1A 내지 도 1C, 도 2A, 도 2B와 도 4A, 도 4B를 참조하면, 시트(3)는 먼저 도 1B 또는 도 2B에 도시하는 바와 같이 라인 접촉부 TO1에서 베어 IC칩(2)과 라인 접촉하거나, 도 4B에 도시하는 바와 같이 점 접촉부 TO2에서 상기 IC칩(2)과 점 접촉한다.

도 1B 또는 도 2B에 도시하는 바와 같이, 시트(3)가 상기 IC칩(2)과 라인 접촉하는 초기 라인 접촉부 TO1은 점차적으로 미리 결정된 접촉영역 T11로 확산되거나, 초기 점 접촉부 TO2는 도 4B에 도시하는 바와 같이 미리 결정된 접촉영역 T12로 확산되어, 시트(3)는 IC칩의 기저표면에 부착된다.

미리 결정된 접촉영역 T11, T12는 실제적으로 상기 IC칩(2)의 전체 기저표면과 동일한 크기를 가지지만, 그 보다 작게 설정할 수도 있다.

접촉영역의 형상과 크기는 어느 쪽도 중요한 사항은 아니다.

시트(3)는 도 1A, 도 1B에 도시된 편평한 블레이드(24a) 또는 도 2A, 도 2B에 도시된 롤러(22)를 구비한 스패튤라(24)를 사용하여 상기 IC칩(2)에 압축된다. 도 1A 내지 도 1C와 도 2A, 도 2B에 도시된 예에서, 시트(3)는 제 1 접촉위치(P01)에서 상기 IC칩과 라인 접촉하고, 상기 IC칩과 시트 사이에서 스패튤라(24) 또는 롤러(22)가 라인접촉의 방향에 직각인 방향으로 제 2 접촉위치(P11)까지 이동하기 때문에, 초기 라인 접촉부 TO1은 미리 결정된 접촉영역 T11로 점차적으로 확산된다.

따라서, 베어 IC칩의 전체 기저표면이 미리 결정된 접촉영역 T11에서 시트(3)에 부착될 때까지 칩(2)의 일단에 설정된 초기 라인 접촉부 TO1은 점차적으로 상기 IC칩의 타단을 향해 확장된다.

베어 IC칩(2)의 기저표면이 사각형인 경우에, 초기 라인 접촉부 TO1은 스패튤라(24) 또는 롤러(22)의 이동거리를 최소화하기 위해 어떤 하나의 사각형의 일단을 따라 설정된다. 동일하게, 만일 IC칩(2)이 장측변과 단측변을 구비한 직사각형 기저표면을 갖는 경우, 초기 라인 접촉부 TO1은 IC칩(2)의 장측변 중의 하나를 따라 설정된다.

도 4A, 도 4B에 도시되어 있는 제 3 예에서, 시트(3)는 제 1 접촉위치 P02에서 우레탄고무와 같은 탄성재료로 구성된 탄성 압축부재(21)의 테이퍼링된(tapered) 팁(21a)의 원단으로 IC칩(2)의 기저표면에 압축되므로, IC칩(2)과 시트(3)는 초기 접촉부 TO2에서 서로 점 접촉한다.

탄성 압축부재(21)는 시트(3)의 아래쪽을 향해 더욱 압축되어 도 4B에 가상선으로 도시되어 있는 바와 같이, 테이퍼링된 팁(21a)이 탄성적으로 변형되게 함으로써, 초기 점 접촉부 TO2는 IC칩(2)의 원주부(P12)에 대하여 방사방향으로 미리 결정된 접촉영역 T12까지 확산된다.

도 4B에 도시되어 있는 바와 같이, 초기 점 접촉부 TO2는 IC칩(2)의 중심에 설정되므로, 접촉영역은 중심에서 주위까지 균일하게 확장하여, IC칩(2)은 최단시간에 시트(3)에 부드럽게 접착될 수 있다.

상기 실시예의 탄성 압축부재(21)의 테이퍼링된 팁(21a)은 도 4A, 도 4B에 도시되어 있는 바와 같이 IC칩(2)의 기저의 사각형에 대응하는 사각뿔 형상이 된다. 상기 방식으로,

시트(3)는 탄성 압축부재(21)를 변형하여 IC칩(2)의 기저표면에 압축될 때, 접촉영역 TO2는 IC칩(2)의 기저표면의 형상과 유사한 형태로 접촉영역 T12까지 확장되고,

상기 IC칩(2)은 결국 상기 IC칩(2)의 기저표면에 대하여 적절한 크기와 형상으로 형성된 접촉영역 T12에서 시트(3)에 접착된다.

상술한 바 같이, 시트(3)에 IC칩(2)을 부착할 경우에, 먼저 시트(3)의 일부만이 시트(3)와 칩(2) 사이에 공기가 갇히는 것을 피하기 위해 IC칩(2)과 라인 또는 점 접촉하게 된다.

양쪽 표면의 넓은 영역이 동시에 면대면 접촉을 하는 경우 공기가 용이하게 갇히게 된다.

본 발명의 시트에서 부품을 부착하는 방법에 따르면,

IC 칩(2)과 시트(3)는 먼저 매우 작은 사이즈인 초기 접촉부 TO1 또는 TO2에서 서로 접촉하며, 이러한 접촉부 TO1 또는 TO2의 점착면(3a)에는 공기포켓이 형성되기 어렵다.

도 1B, 도 2B 및 도 4B에 가상선으로 도시되어 있는 바와 같이, 상기 라인 또는 점 접촉 후에, 접촉부 TO1 또는 TO2는 점차적으로 미리 결정된 접촉위치 PO2 또는 P12까지 확산되며, 접촉부 TO1 또는 TO2는 계속적으로 전체 접촉영역 T11 또는 T12까지 확장되므로 상기 접촉위치 사이에 공기가 남아있지 않게 하여 시트(3)에 부드럽게 접착된다.

상술한 바 같이, 베어 IC칩(2)이 길이방향으로 접착된 캐리어 테이프(10)는 공기포켓에 의해 야기된 문제점을 제거할 수 있고, 초음파 진동을 이용하여 IC칩(2)에 금속범프를 형성하는 프로세스에 바람직하게 이용될 수 있다.

범프 형성 또는 편평화와 같은 IC 칩(2)의 후속하는 자동 작업이 어떤 장애도 없이 연속적이고 효율적으로 실행될 수 있다.

시트(3)에 IC칩(2)을 고착하기 위한 점착면(3a) 또는 접착제는 칩(2)과 시트(3)의 한쪽 또는 양쪽에 제공될 수 있다.

범프의 형성 후 IC 칩(2)이 회로 기판 상에 위치하면, 접착 또는 고착층(3a)이 IC칩(2)에 제공되는 것이 바람직하므로, IC칩(2)은 시트(3)에서 제거된 후 임시로 다른 표면에 점착될 수 있다.

시트(3)와 지지테이프(4)가, 시트(3)에 IC칩(2)을 부착하는 프로세스와 유사하게 및 동시에 서로 부분적으로 접촉되는, 칩부착위치(32)에 개별적으로 이송되면, 시트(3)와 지지테이프(4)는 어떤 특별한 또는 추가의 장치 또는 프로세스 없이 공기포켓의 형성을 허용하지 않는 상술한 부품 부착 방법과 동일한 원리로 함께 부착될 수 있다.

도 1A, 도 2A 및 도 4A에 각각 도시되어 있는 부품 부착 장치의 제 1 내지 제 3 예는 일반적으로 베어 IC칩(2) 또는 다이가 공급되는 부품공급부(31)와, 칩부착위치(32)를 향해 시트(3)에 부착된 2개의 인접한 부품 사이의 간격에 대응하는 정확한 거리를 향해 테이프 형태의 시트(3)를 간헐적으로 전진시키는 공급 메카니즘(33)과, 부품공급부(31)에서 공급된 IC칩(2)을 픽업하고 칩부착위치(32)에 이송하기 위한 픽 엔드 플레이스(Pick and Place) 조립시스템(34)과, 도 1A 내지 도 1C 또는 도 2A, 도 2B에 도시되어 있는 스패튤러(24) 또는 롤러(22) 또는 그 대신에 도 4A, 도 4B에 도시되어 있는 탄성 압축부재(21)를 구비한 선형 확산수단(35)을 포함한다.

선형 확산수단(35)은 스패튤러(24)의 편평한 블레이드(24a) 또는 롤러(22)의 원주면(22a)이 IC칩(2)에 반대쪽의 아래로부터 칩부착위치(32)에 공급된 시트(3)를 압축하게 하므로, 시트(3)는 이송되어 위치되는 IC칩(2)과 라인 접촉한다. 탄성 압축부재(21)는 아래로부터 시트(3)에 압축되는 테이퍼링된 부분(21a)을 구비하여, 시트(3)는 IC칩(2)과 점 접촉하고 탄성 압축부재(21)가 시트(3)를 압축하여 테이퍼링된 부분(21a)이 더욱 변형하기 때문에 시트(3)와 IC칩(2) 사이의 접촉영역은 확산된다.

도 1A 또는 도 2A에 도시되어 있는 장치는 IC칩(2)과 라인 접촉하기 위해 시트(3)를 압축하고, IC칩(2)의 일단에서 다른 일단까지 IC칩(2)과 시트(3) 사이의 접촉영역을 확장하기 위해 라인 접촉의 방향에 직각인 방향으로 이동시키도록 선형 확산수단(35)을 구동하는 압축수단(36)을 구비한다.

도 4A에 도시되어 있는 장치는 IC칩(2)과 점 접촉하도록 시트(3)를 압축하고, 테이퍼링된 부분(21a)의 변형에 의해 외부를 향하여 방사형으로 칩(2)과 시트(3) 사이의 접촉영역을 확장하기 위해 시트(3)를 더욱 압축하도록 탄성 압축부재(21)를 구동하는 또 다른 타입의 압축수단(37)을 구비한다.

부품공급부(31)는 부품의 연속공급을 위해 미리 결정된 픽업위치에 반도체 웨이퍼(1)와 싱귤레이티드 다이(singulated die)를 놓기 위해 직각으로 서로 교차하는 두 개의 X, Y 방향으로 이동할 수 있는 X-Y테이블(41)을 포함한다.

상세히 도시되어 있지는 않지만, 반도체 웨이퍼(1)는 싱귤레이티드 다이를 실패없이 용이하게 픽업하도록 각각의 다이싱된 IC칩(2) 사이의 공간을 확장하기 위해 확장된 다이싱 시트에 유지된다.

공급메카니즘(33)은 부품이 부착되는 시트(3)의 일부가 칩부착위치(32)의 규정된 위치의 미리 결정된 시간동안 정지되도록 시트(3)를 간헐적으로 전진시키기 위한 칩부착위치(32)의 하류와 상류에 배치된 두 쌍의 반송 롤러(33a, 33b)를 포함하고, 이러한 정지 중에 IC칩(2)이 시트(3)에 접착된다. 압축수단(36, 37)은 칩부착위치(32)에 배치되어, 도 1A, 도 2A 및 도 4A에 도시되어 있는 바와 같이, 부품이 접착되는 시트(3)의 일부의 아래에 선형확산수단(35) 또는 탄성압축부재(21)가 수직으로 배치된다.

픽 엔드 플레이스 조립시스템(34)은 부품공급부(31)로부터 칩부착위치(32)에 IC칩(2)을 이송하기 위한 부품취급기구의 일례로서 흡착노즐(42)을 구비한 이송헤드(43)를 구비한다.

이송헤드(43)는 모터(M1)에 의해 구동되고, X축 샤프트(44)를 따라 이동됨으로써, 흡착노즐(42)이 부품공급부(31)에 공급된 IC칩(2)을 픽업하여, 상기 IC칩을 부품부착위치(32)에 위치하여 정지된 시트(3)의 위의 한 위치에 이송한다. IC칩(2)이 시트(3)에 완전히 부착될 때까지, 흡착노즐(42)은 시트(3)의 부착되는 위치에 IC칩의 흡착을 유지하여, 압축수단(36, 37)에 의해 구동되는 탄성 압축부재(21) 또는 선형 확산수단(35)에 의해 압축되는 경우에 IC칩(2)이 변위되지 않는다.

시트(3)에 IC칩(2)의 부착이 완료된 후에만, 흡착노즐(42)은 칩(2)의 유지를 해제하고, 상향으로 이동하며, 이 때 시트(3)상에 IC칩(2)의 이송이 실제적으로 완료된다.

도 1A 및 도 2A에 도시되어 있는 본 실시예의 제 1 및 제 2 예의 압축수단(36)은 스패튤러(24) 또는 롤러(22)와 같은 선형 확산수단(35)을 아래로부터 시트(3)와 접촉시키기 위해 상향 및 하향으로 이동하도록 설계된 유압식 또는 솔레노이드 작동 액추에이터(51)와, 시트(3)의 길이 방향인 Y 방향으로 선형 확산수단(35)을 이동시키도록 모터(M2)에 의해 구동되는 Y 테이블(52)을 포함한다. 다른 한편으로, 도 4A에 도시되어 있는 본 실시예의 제 3 예의 압축수단(37)은 액추에이터(51)로만 구성되고, 또한 탄성 압축부재(21)를 지지한다.

도 3은 도 1A 또는 도 2A에 도시되어 있는 장치의 제어를 도시하는 흐름도이다. 본 시스템에서 스패튤러(24) 또는 롤러(22)는 초기에 상승되어 있다.

부품공급부(31)에 위치한 IC칩(2)의 이미지가 먼저 칩의 인식을 위해 획득된다. 만일 칩이 원하는 타입의 부품이라면, 이송헤드(43)의 흡착노즐(42)에 의해 픽업된 후, 칩부착위치(32)에 이동시키고, 흡착노즐(42)을 하강시킨다.

이 때 흡착노즐(42)은 부품부착 스테이션(32)에 정지된 시트(3)상의 부품부착위치의 위에 미리 결정된 높이로 칩(2)을 유지한다.

IC칩(2)의 기저표면이 시트(3) 두께의 절반의 높이에 위치되도록 미리 결정된 흡착노즐의 높이가 설정된다. 이 때, 시트(3)는 스패튤러(24)의 편평한 블레이드(24a) 또는 롤러(22)의 원주표면(22a)에 의해 아래로부터 유지 또는 압축된다. 그에 따라, 도 1C에 도시되어 있는 바와 같이, IC 칩(2)의 기저표면과 시트(3)의 점착면(3a) 사이의 초기 라인 접촉이 이루어진다. 상기 초기 라인 접촉 시에, 공기는 IC칩(2)과 시트(3) 사이에 갇히기 어렵게 된다.

그 후, 압축수단(36)은 Y 방향으로 이동하여 시트(3)를 IC칩(2)의 기저표면에 일측에서 타측까지 연속적으로 압축하여 양측 사이에서 공기를 내보낸다. 상기 방식으로, IC칩(2)은 시트와의 사이에 공기포켓을 형성하지 않고 시트(3)에 연속적으로 접촉하여 부착된다. 흡착노즐(42)이 상향 이동한 후, 시트(3)가 미리 결정된 간격으로 전진하는 동시에,

압축수단(36)은 Y 방향으로 복귀된다.

스패튤러(24) 또는 롤러(22)와 같은 선형 확산수단(35)은 상승 위치에 유지되지만, 선형 확산수단(35)을 하강시키는 것이 필요할 때, 압축수단(36)의 그러한 이동 중에 Y 방향으로 하강될 수도 있다.

상기 부착 동작은 원하는 수의 칩이 시트에 부착될 때, 또는 미리 결정된 시간이 경과하였을 때, 또는 장치는 조작자에 의해 정지될 때 완료된다.

상기 동작이 완료되면, 제어는 그에 따라 종료된다. 만일 그렇지 않다면, 부품공급부(31)에서 제위치에 위치한 후속 칩(2)이 이미지 인식되고, 후속 단계는 반복된다.

도 1C에 도시되어 있는 바와 같이, 바람직하게는 시트(3)와 지지테이프(4)는 칩부착위치(32)를 향해 개별적으로 공급되어 함께 부착된다. 상기 방식으로, 공기의 갇힘없이 도 3의 흐름도에 도시되어 있는 제어에 따라 시트(3)는 IC칩(2)과 지지테이프(4)의 모두에 부착될 수 있다. 그러나, 시트(3)와 지지테이프(4)는 선형 확산수단(35)을 Y 방향으로 이동시키지 않고 단지 시트와 지지테이프를 전진시킴으로써 서로 부착될 수 있다.

선형 확산수단(35)에 대해, 롤러(22)는 롤러 자체와 시트(3) 사이에 마찰이 덜 생기게 하는 이점이 있다.

도 5는 도 4A에 도시되어 있는 제어장치를 도시한 흐름도이다. 상기 시스템에서, 탄성 압축부재(21)는 우선 미리 결정된 높이로 상승되어 있다.

테이퍼링된 부분(21a)의 원단부가 부품부착 스테이션(32)에 공급되어 일시 정지되어 있는 시트(3)의 아래쪽의 약간 위에 위치하도록 탄성 압축부재(21)의 높이가 설정된다. 이러한 높이는 부품의 크기, 탄성 압축부재(21)의 형상, 시트(3)의 재질과 두께에 따라 적절히 설정되어야 한다. 일례로서, IC칩(2)이 4mm의 사각형이고, 탄성 압축부재는(21)가 120도의 사각뿔 형상이고 경도 6의 고무로 구성되고, 시트(3)가 38㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성되는 경우에, 테이퍼링된 부분(21a)의 원단부의 높이는 시트(3)의 아래쪽에서 1mm 위에 설정되므로, 시트(3)는 도 4B에 도시되어 있는 바와 같이 탄성 압축부재(21)의 테이퍼링된 부분(21a)에 의해 약간 밀어올려진 상태로 된다.

그 후, 부품공급부(31)에 위치한 IC칩(2)의 이미지가 인식을 위해 획득되고, 그 IC칩이 원하는 타입의 부품이라면, IC칩(2)은 이송헤드(43)의 흡착노즐(42)에 의해 픽업된다.

이송헤드(43)는 칩부착위치(32)로 이동하여, 흡착노즐(42)을 미리 결정된 높이까지 하강시킨다.

특히, 탄성 압축부재(21)에 의해 밀어올려지기 전에 CI칩(2)의 기저표면이 시트(3)의 상측표면에 대응하는 위치에 도달할 때까지 흡착노즐(42)은 하강한다.

흡착노즐이 하강될 때, IC칩(2)은 도 4B에 실선(Solid line)으로 도시되어 있는 바와 같이 탄성 압축부재(21)의 테이퍼링된 부분(21a)에 의해 밀어올려지는 시트(3)의 피크와 점 접촉하게 된다.

그 후, IC칩(2)이 더욱 하강되어 도 4B에 가상선으로 도시되어 있는 바와 같이, 탄성 압축부재(21)의 테이퍼링된 부분(21a)을 시트(3)를 통해 푸시하여, 탄성적으로 변형되게 함으로써, IC칩(2)은 점진적으로 시트(3)와 접촉하여, 결국 IC칩의 전체 기저표면이 시트(3)에 접착된다.

탄성 압축부재(21)와 IC칩과 같은 부품의 어느 하나 또는 모두가 IC칩(2)과 시트(3)를 서로 접촉시키기 위해 이동될 수 있다.

그 후, 탄성 압축부재(21)가 하강되면서 흡착노즐(42)은 상승되고, 탄성 압축부재(21)에서 공급되는 시트(3)는 미리 결정된 피치로 전진한다.

상기 접착 동작은 원하는 수의 칩이 테이프에 접착되었을 때, 또는 미리 결정된 시간이 경과하였을 때, 또는 장치가 조작자에 의해 정지될 때 완료된다.

상기 동작이 완료되면, 그에 따라 제어도 종료한다.

만일 그렇지 않다면, 부품공급부(31)에서 제위치에 위치한 넥스트 칩(2)이 이미지 인식되고, 후속 단계가 반복된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 테이프 형태의 시트에 소형 부품을 부착하기 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 부품은 먼저 사이에 공기가 갇히는 것을 피하기 위해 시트와 점 또는 라인 접촉하게 되어 점진적으로 시트와 접촉하게 된다.

따라서, 본 발명은 부품과 시트 사이의 공기포켓에 의해 야기된 장애없이 후속의 취급 및 처리시에 부품의 연속적인 제공을 가능하게 한다.

Claims (10)

1. 부품(2)을 공급하는 부품공급부(31)와,

   상기 부품이 시트에 부착되는 피치에 대응하는 미리 결정된 거리만큼 부품부착위치(32)를 향해 접착면을 갖는 테이프 형태의 시트(3)를 간헐적으로 전진시키는 공급 메카니즘(33)과,

   상기 부품공급부(31)에 의해 공급되는 부품을 픽업하여 부품부착위치(32)에 부품을 이송하는 부품이송 메카니즘과,

   상기 부품부착위치에서 부품의 반대쪽에 배치되고, 사이에 시트가 끼워져 있으며, 상기 부품(2)에 시트(3)를 압축하여 상기 부품을 상기 시트의 접착면으로 이송하는 탄성 압축부재(21)를 구비하는 부품부착장치에 있어서,

   상기 탄성 압축부재(21)는 상기 부품에 시트를 압축하기 위해 테이퍼링되거나 뽀족하게 된 원단부를 구비한 고체 탄성 압축부재이고,

   상기 탄성 압축부재(21)를 상기 시트에 가까워지거나 멀어지도록 이동시키는 압축수단(37)이 제공되며,

   상기 탄성 압축부재가 시트를 향해 이동하는 경우, 시트가 점 접촉영역(T02)에서 부품과 접촉할 때까지 상기 원단부는 부품을 향해 시트를 이동시키고, 상기 시트를 향한 상기 압축수단(37)의 추가의 이동은 상기 탄성 압축부재를 탄성적으로 변형하게 하여 부품과 시트 사이의 접촉영역을 부품의 주위로 확산시킴으로써 시트에 부품을 부착하는 것을 특징으로 하는 부품부착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 부품은 사각형 IC칩이고, 상기 탄성 압축부재(21)의 원단부는 사각뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 부품부착장치.
3. IC칩 상에 금속범프를 형성하는 범프 결합기에 있어서,

   초음파 진동을 이용하여 시트에 부착된 상기 칩의 전극 상에 금속범프를 형성하는 금속범프 형성수단과 시트 사이에 기포의 형성을 최소화하거나, 제거하기 위해 테이프 형태 시트에 칩을 부착시키는 청구항 1 또는 청구항 2의 부품부착장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 범프 결합기.
4. 부품공급부(31)에 부품(2)를 공급하는 단계와,

   시트를 부품부착위치(32)를 향해 간헐적으로 전진시키는 단계와,

   상기 부품공급부로부터 부품을 한번에 하나씩 픽업하여 픽업된 부품을 부품부착위치로 이송하는 단계와,

   상기 부품을 시트의 접착면으로 이송하기 위해 탄성 압축부재(21)로 부품부착위치에서 부품에 시트를 압축하는 단계를 포함하는 접착면을 갖는 테이프 형태 시트(3)에 부품(2)을 부착하는 방법에 있어서,

   압축수단(37)이 상기 탄성 압축부재를 시트에 가까워지거나 멀어지게 이동시키고,

   상기 탄성 압축부재는 테이퍼링되거나 뾰족하게 된 단부를 구비한 고체 탄성 압축부재이며,

   상기 시트를 향한 탄성 압축부재의 이동 중에

   상기 탄성 압축부재를 시트를 향해 이동시켜, 상기 시트가 점 접촉영역(T02)에서 부품에 접촉할 때까지 상기 탄성 압축부재의 원단부에 의해 시트를 부품을 향해 이동시키는 단계와,

   상기 압축수단을 시트를 향해 더욱 이동시킴으로써 상기 탄성 압축부재를 탄성적으로 변형하게 하여 부품과 시트 사이의 접촉영역을 부품의 주위를 향해 확산시켜, 시트에 부품을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품부착방법.
5. 범프결합기를 사용하여 IC칩 상에 금속범프를 형성하는 범프결합방법에 있어서,

   초음파 진동을 이용하여 상기 칩의 전극 상에 금속범프를 형성하는 단계 이전에, 시트와 칩 사이에 기포의 형성을 최소화하거나 제거하기 위해 테이프 형태 시트에 칩을 부착하는데 청구항 4의 부품부착방법이 이용되는 것을 특징으로 하는 범프결합 방법.
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