KR100618307B1 - Solder ball supplying apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔더볼 공급장치에 관한 것으로, 진공제공수단으로부터 진공력이 제공되는 공간부와 상기 공간부에 연통된 진공흡착공이 형성된 볼툴과, 상기 공간부에 승하강 가능하게 설치되며, 시스템본체에 설치된 작동실린더에 의해 상기 진공흡착공에 흡착된 솔더볼을 이젝트시키는 이젝트수단을 포함하며, 상기 볼툴은 상기 시스템본체와 착탈가능하게 설치되어, 컨버젼시에도 상기 작동실린더(400)는 상기 시스템본체(100)에 그대로 부착되어 있으므로, 작동실린더(400)와 관련된 공압 연결작업 및 작동실린더(400)의 작동상태를 감지하는 센서의 배선 연결작업이 필요없다.The present invention relates to a solder ball supply apparatus, a ball tool having a vacuum suction hole connected to the space portion and the vacuum portion provided with a vacuum force from the vacuum providing means, and installed in the space to be able to move up and down, the system body Eject means for ejecting the solder ball adsorbed to the vacuum suction hole by the operation cylinder, the ball tool is installed detachably with the system body, the operation cylinder 400 is the system body 100 even during conversion Since it is attached to it, there is no need for the pneumatic connection operation associated with the operation cylinder 400 and the wiring connection operation of the sensor for detecting the operation state of the operation cylinder 400.
반도체, BGA, 솔더볼, 볼툴Semiconductor, BGA, Solder Ball, Ball Tool
Description
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 결합상태를 나타내는 수직단면도이고,1 is a vertical cross-sectional view showing a bonded state of the solder ball supply apparatus according to the first embodiment of the present invention,
도2는 도1에 도시된 솔더볼 공급장치의 주요부를 확대하여 나타내는 확대단면도이고,2 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged main part of the solder ball supply device shown in FIG.
도3은 도1에 도시된 솔더볼 공급장치의 진공흐름도이고,Figure 3 is a vacuum flow diagram of the solder ball supply device shown in Figure 1,
도4a 및 도4b는 도1에 도시된 솔더볼 공급장치에서 솔더볼이 흡착될 때의 상태를 보여주는 확대단면도이고,Figures 4a and 4b is an enlarged cross-sectional view showing a state when the solder ball is adsorbed in the solder ball supply device shown in Figure 1,
도5a 및 도5b는 도1에 도시된 솔더볼 공급장치에서 솔더볼이 이젝팅될 때의 상태를 보여주는 확대단면도이고,5A and 5B are enlarged cross-sectional views showing a state when solder balls are ejected in the solder ball supply device shown in FIG.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 결합상태를 나타내는 수직단면도이고,Figure 6 is a vertical cross-sectional view showing a coupling state of the solder ball supply apparatus according to a second embodiment of the present invention,
도7은 도6에 도시된 솔더볼 공급장치에서 진공제공수단과 공간부의 연결상태를 나타내는 수직단면도이고,FIG. 7 is a vertical sectional view showing a connection state between the vacuum providing means and the space part in the solder ball supply device shown in FIG. 6;
도8은 도6에 도시된 솔더볼 공급장치의 진공흐름도이고,8 is a vacuum flow diagram of the solder ball supply device shown in FIG.
도9는 본 발명의 제3실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 결합상태를 나타내는 수직단면도이다.9 is a vertical cross-sectional view showing a bonded state of the solder ball supply apparatus according to a third embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 시스템본체 110 : 메인관통홀100: system main body 110: main through hole
120 : 진공호스 130 : 진공센서120: vacuum hose 130: vacuum sensor
140 : 솔레노이드밸브 150 : 진공원140: solenoid valve 150: vacuum source
160 : 업다운바아 170 : 업다운판160: up-down bar 170: up-down board
200 : 볼툴 210 : 툴바디200: ball tool 210: tool body
212 : 툴바디홀 216 : 가이드샤프트212: Tool Body Hole 216: Guide Shaft
220 : 툴커버 222 : 진공흡착공220: tool cover 222: vacuum suction hole
230 : 공간부 240 : 툴블럭230: space portion 240: tool block
300 : 이젝트수단 310 : 이동판300: ejection means 310: moving plate
312 : 이동판홀 314 : 스프링안착홈312: moving plate hole 314: spring seating groove
318 : 스토퍼 320 : 핀고정판318: stopper 320: pin fixing plate
322 : 핀고정판홀 330 : 핀하우징322: pin fixing plate hole 330: pin housing
332 : 핀하우징홀 340 : 이젝트핀332: pin housing hole 340: eject pin
350 : 업다운블럭 360 : 가이드판350: up-down block 360: guide plate
400 : 작동실린더 410 : 푸쉬바아400: working cylinder 410: push bar
500 : 탄성수단 510 : 스프링가이드사프트500: elastic means 510: spring guide shaft
600 : 제어장치 700 : 착탈수단600: control device 700: detachable means
710 : 체결고리 720 : 패스터너710: fastening ring 720: fastener
800 : 볼박스 900 : 반도체기판800: ball box 900: semiconductor substrate
본 발명은 솔더볼 공급장치에 관한 것으로, 특히 솔더볼을 흡착하여 플럭스가 도포된 반도체 기판으로 공급하는 솔더볼 공급장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solder ball supply device, and more particularly, to a solder ball supply device for adsorbing solder balls and supplying them to a flux-coated semiconductor substrate.
일반적으로, 반도체 부품은 트랜지스터, 커패시터 등과 같은 고집적회로가 형성된 반도체칩(chip)을 실리콘으로 된 반도체기판 상에 부착한 후 레진수지 등으로 몰딩하여 제조된다. 이러한 반도체 부품 중 반도체기판의 하면에 리드프레임의 역할을 하는 솔더볼(Solder Ball)을 접착시켜 칩과 통전하도록 만든 것을 솔더볼 타입 패키지(BGA Package; Ball Grid Array Package)라고 부른다. 한편, 이와 같은 솔더볼타입 패키지를 제작하기 위해서는 구형의 작은 납으로된 솔더볼을 흡착하여 플럭스가 도포된 반도체기판으로 공급하는 장치가 필요한데, 이러한 장치가 솔더볼 공급장치이다. In general, a semiconductor component is manufactured by attaching a semiconductor chip on which a highly integrated circuit such as a transistor or a capacitor is formed on a semiconductor substrate made of silicon, and then molding it with resin paper or the like. Among the semiconductor components, a solder ball (Solder Ball), which serves as a lead frame, is adhered to a lower surface of the semiconductor substrate so as to be energized with a chip, called a solder ball type package (BGA Package). On the other hand, in order to manufacture such a solder ball type package, a device for absorbing a solder ball made of small spherical lead and supplying it to a flux-coated semiconductor substrate is required. Such a device is a solder ball supply device.
종래의 솔더볼 공급장치는 진공흡착공 및 공간부가 형성된 볼툴과, 이러한 공간부에 승하강가능하게 설치되며 상기 진공흡착공에 흡착된 솔더볼을 이젝팅하는 이젝트핀과, 상기 이젝트핀을 승하강시키는 작동실린더와, 상기 공간부로 진공압을 제공하는 진공제공수단이 구비된 시스템본체로 이루어져 있다.Conventional solder ball supply apparatus has a ball tool formed with a vacuum suction hole and a space portion, an eject pin which is installed to be capable of lifting and lowering the space portion, and ejecting the solder ball adsorbed in the vacuum suction hole, and the operation of raising and lowering the eject pin It consists of a cylinder and a system body provided with a vacuum providing means for providing a vacuum pressure to the space.
여기서, 상기 이젝트핀은 상기 공간부에 승하강가능하게 설치된 핀이동판에 고정되어 있으며, 상기 작동실린더는 이동축에 의해 핀이동판에 고정되어 상기 핀 고정판을 승하강시킨다. 또한, 상기 작동실린더는 상기 볼툴의 툴바디에 고정되어 있다. 즉, 구조적으로 작동실린더의 이동축이 상기 핀이동판에 고정되고 상기 작동실린더가 상기 볼툴의 툴바디에 고정되어 있으므로, 상기 작동실린더와 볼툴은 단일체로서 컨버젼키트를 이루고 있다.Here, the eject pin is fixed to the pin moving plate installed to be movable up and down in the space portion, the operation cylinder is fixed to the pin moving plate by a moving shaft to raise and lower the pin holding plate. The actuating cylinder is also fixed to the tool body of the ball tool. That is, since the moving shaft of the actuating cylinder is fixed to the pin moving plate and the actuating cylinder is fixed to the tool body of the ball tool, the actuating cylinder and the ball tool form a conversion kit as a single unit.
그런데, 종래의 솔더볼 공급장치의 경우 여러 종류의 반도체기판 또는 솔더볼에 따라 볼툴을 교체해야 하는 경우 작동실린더를 포함한 볼툴을 컨버젼키트로 교체해야 합니다. 일반적으로 1대의 솔더볼 공급장치로 여러 종류의 반도체기판에 대해 작업해야 하는 특성상 작동실린더가 컨버젼키트로 포함되어 여러 문제를 야기하고 있다. 예를들어, 컨버젼때마다 작동실린더도 교체되므로 작동실린더와 관련된 공압 연결작업 및 작동실린더의 작동상태를 감지하는 센서의 배선 연결작업이 상당히 번거럽고 어렵다.However, in the case of the conventional solder ball supply device, if the ball tool needs to be replaced according to various types of semiconductor substrates or solder balls, the ball tool including the operation cylinder must be replaced with the conversion kit. In general, a working cylinder is included as a conversion kit due to the fact that one solder ball supply has to work on various types of semiconductor substrates, causing various problems. For example, the operating cylinders are also replaced at each conversion, so the pneumatic connection work associated with the operation cylinders and the wiring of the sensors that detect the operation of the operation cylinders are quite cumbersome and difficult.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이젝트핀을 승하강시키는 작동실린더가 컨버젼키트에서 제외되도록 구성한 솔더볼 공급장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a solder ball supply device configured to exclude the operation cylinder for raising and lowering the eject pin from the conversion kit.
본 발명의 다른 목적은 이젝트핀을 승하강시키는 작동실린더가 컨버젼키트에서 제외되도록 구성함과 동시에 볼툴에 독립적으로 구획된 2개 이상의 공간부를 형성시켜, 각 공간부에 순차적으로 진공이 제공되도록 제어하여 솔더볼을 확실하게 흡착할 수 있는 솔더볼 공급장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to configure the operation cylinder for raising and lowering the eject pin to be excluded from the conversion kit and at the same time to form two or more spaces independently partitioned by the ball tool, to control the vacuum to be provided in each space sequentially It is to provide a solder ball supply device that can reliably absorb the solder ball.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 솔더볼 공급장치는 진공제공수단으로부터 진공력이 제공되는 공간부와 상기 공간부에 연통된 진공흡착공이 형성된 볼툴과, 상기 공간부에 승하강 가능하게 설치되며, 시스템본체에 설치된 작동실린더에 의해 상기 진공흡착공에 흡착된 솔더볼을 이젝트시키는 이젝트수단을 포함하며, 상기 볼툴은 상기 시스템본체와 착탈가능한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the solder ball supply apparatus according to the present invention is provided with a ball tool is formed with a vacuum suction hole communicating with the space portion and the space portion is provided with a vacuum force from the vacuum providing means, and the space portion can be moved up and down And ejecting means for ejecting the solder ball adsorbed to the vacuum suction hole by an operation cylinder installed in the system main body, wherein the ball tool is detachable from the system main body.
상기 볼툴에는 상기 작동실린더의 작동력을 상기 이젝트수단에 전달하는 업다운블럭이 승하강가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The ball tool is characterized in that the up-down block for transmitting the actuation force of the actuating cylinder to the ejecting means is installed to be able to move up and down.
상기 볼툴에는 상기 이젝트수단을 상방향으로 탄성 지지하는 탄성수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.The ball tool is characterized in that the elastic means for elastically supporting the ejection means in the upward direction.
상기 이젝트수단의 하강작동은 상기 작동실린더에 의해 수행되며, 상기 이젝트수단의 상승작동은 상기 탄성수단에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.The lowering operation of the ejecting means is performed by the operation cylinder, and the raising operation of the ejecting means is performed by the elastic means.
상기 시스템본체 및 볼툴에는 상기 볼툴이 상기 시스템본체에 착탈가능하게 체결하는 착탈수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.The system body and the ball tool are provided with detachable means for fastening the ball tool to the system body detachably.
상기 이젝트수단은 상기 작동실린더로부터 제공된 작동력에 의해 승하강 가능하도록 상기 공간부에 설치된 이동판과, 상기 이동판의 하부에 결합되어 상기 이동판에 연동되는 핀고정판과, 상기 핀고정판에 고정되며, 상기 진공흡착공에 삽탈되면서 상기 진공흡착공에 흡착된 솔더볼을 이젝팅하는 다수의 이젝트핀으로 구성된 것을 특징으로 한다.The ejecting means is fixed to the moving plate installed in the space portion to enable the lifting and lowering by the operating force provided from the operating cylinder, the pin fixing plate coupled to the lower portion of the moving plate and linked to the moving plate, It is characterized by consisting of a plurality of eject pins for ejecting the solder ball adsorbed in the vacuum suction hole while being inserted into the vacuum suction hole.
한편, 본 발명에 따른 솔더볼 공급장치는 진공제공수단으로부터 진공력이 제 공되며 서로 독립적으로 구획된 2개 이상의 공간부와 상기 공간부에 연통된 진공흡착공이 형성된 볼툴과, 상기 각 공간부에 승하강가능하게 설치되며, 시스템본체에 설치된 작동실린더에 의해 상기 진공흡착공에 흡착된 솔더볼을 이젝트시키는 이젝트수단을 포함하며, 상기 볼툴은 상기 시스템본체와 착탈가능하며, 상기 각의 공간부에 순차적으로 진공력이 제공되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the solder ball supplying apparatus according to the present invention is provided with a vacuum force from the vacuum providing means and the ball tool formed with two or more spaces separated from each other and the vacuum suction hole communicating with the space portion, and each of the space portion It is installed to be lowered, and comprises an ejecting means for ejecting the solder ball adsorbed to the vacuum suction hole by the operation cylinder installed in the system body, the ball tool is detachable from the system body, the respective space portion sequentially A vacuum force is provided.
상기 각 공간부에는 상기 진공흡착공에 흡착된 솔더볼을 이젝팅하는 이젝트수단이 승하강 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.Each of the space portion is characterized in that the ejecting means for ejecting the solder ball adsorbed in the vacuum suction hole is installed to be able to move up and down.
상기 시스템본체의 하단부에는 상기 작동실린더에 고정된 업다운판이 설치되어 있으며, 상기 볼툴의 상단부에는 소정의 탄성수단에 의해 상방향으로 탄성 지지되며 상기 업다운판으로부터 작동력을 제공받아 상기 이젝트수단으로 전달하는 가이드판이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.An up-down plate fixed to the operation cylinder is installed at the lower end of the system body, and the upper end of the ball tool is elastically supported upward by a predetermined elastic means and receives the operating force from the up-down plate and transmits it to the ejection means. It is characterized in that the plate is installed.
상기 볼툴의 상단부에는 가이드샤프트에 의해 상기 이젝트수단과 결합되어 있으며, 상기 작동실린더로부터 하강력을 제공받음과 동시에 탄성수단에 의해 상방향으로 탄성 지지되도록 설치된 가이드판이 구비되는 것을 특징으로 한다.The upper end of the ball tool is coupled to the ejection means by a guide shaft, characterized in that the guide plate is provided to be elastically supported in the upward direction by the elastic means and at the same time receives the lowering force from the operating cylinder.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a solder ball supply apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 실시예들을 설명함에 있어, 이미 설명한 실시예의 구성요소와 대응되는 구성요소에 대하여는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하기로 한다. 또한, 대칭적으로 배치되거나 복수개로 이루어진 구성요소에 대해서는 그 중 하나에 대해서만 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다.In describing the embodiments according to the present disclosure, the same names and the same reference numerals will be given to the components corresponding to the components of the embodiments described above. In addition, symmetrically arranged or a plurality of components will be described with reference numerals to only one of them.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 결합상태를 나타내는 수직단면도이고, 도2는 도1에 도시된 솔더볼 공급장치의 주요부를 확대하여 나타내는 확대단면도이고, 도3은 도1에 도시된 솔더볼 공급장치의 진공흐름도이다.1 is a vertical cross-sectional view showing a solder ball supply device according to a first embodiment of the present invention in a bonded state, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged main part of the solder ball supply device shown in FIG. 1, and FIG. The vacuum flow chart of the solder ball supply device shown in FIG.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 솔더볼 공급장치는 크게 시스템본체(100), 볼툴(200), 이젝트수단(300), 작동실린더(400) 및 탄성수단(500)으로 이루어져 있다. 참고로, 도3에서 실선은 공압 및 진공의 흐름을 나타내며, 점선은 전기신호의 흐름을 나타낸다. As shown in Figures 1 to 3, the solder ball supply apparatus according to the first embodiment is largely the
상기 시스템본체(100)는 상기 솔더볼 공급장치의 몸체로서, 미도시된 이송수단에 수평이동 가능하도록 설치되어 있다. 이러한 시스템본체(100)에는 진공원(150)에 연결된 진공호스(120)가 설치되어 있으며, 이러한 진공호스(120)는 피팅(122)에 결합되어 있다. 또한, 이러한 피팅(122)에는 메인관통홀(110)이 연결 형성되어 있다. 또한, 이러한 시스템본체(100)는 상기 볼툴(200)의 공간부(230)에 진공력을 제공하는 진공제공수단이 구비되어 있다. The
도3에 도시된 바와 같이, 이러한 진공제공수단은 상기 공간부(230)의 진공상태를 감지하는 진공센서(130), 이러한 진공센서(130)의 감지신호에 따라 진공력의 제공여부를 조절하는 진공 솔레노이드밸브(140) 및 상기 진공 솔레노이드밸브(140)에 연결된 진공원(150)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 진공센서(130) 및 진공 솔레노이드밸브(140)는 제어장치(600)에 전기적으로 연결되어 제어된다.As shown in Figure 3, such a vacuum providing means is a
한편, 본 실시예에서는 진공제공수단이 진공원(150)과 진공 솔레노이드밸브(140) 조합으로 구성되어 있으나, 공압원에 연결된 공압 솔레노이드밸브(미도시) 및 진공펌프(미도시) 조합 등 설계조건에 따라 다양하게 선택될 수 있을 것이다.Meanwhile, in the present embodiment, the vacuum providing means is composed of a combination of the
상기 볼툴(200)은 솔더볼이 직접 흡착되는 요소로서, 크게 툴바디(210), 툴블럭(240) 및 툴커버(220)로 구성되어 있다. 상기 툴바디(210), 툴블럭(240) 및 툴커버(220) 사이에는 진공 공간부(230)가 형성되어 있다. 상기 툴바디(210)는 상기 시스템본체(100)에 착탈가능하게 결합되며, 상기 메인관통홀(110)에 연결된 툴바디홀(212)이 관통 형성되어 있다. 또한, 상기 툴바디(210)에는 상기 작동실린더(400)의 작동력이 제공되는 업다운블럭(350)이 수직이동 가능하게 설치되어 있다. 또한 상기 툴바디(210)에는 가이드샤프트(216) 및 스프링가이드사프트(510)가 수직 하방향으로 고정되어 있다. The
상기 툴블럭(240)은 상기 툴바디(210)의 하부에 체결되며, 그 내부가 비어 있다. 이러한 툴블럭(240)의 내부 공간에는 하기 이동판(310)의 스토퍼(318)가 저지되는 스토퍼저지턱(242)이 형성되어 있다. 상기 툴커버(220)는 상기 툴블럭(240)의 하부에 체결되어 있으며, 그 내부가 비어 있다. 이러한 툴커버(220)의 하면에는 솔더볼이 흡착되는 다수의 진공흡착공(222)이 관통 형성되어 있다. The
상기 시스템본체(100)및 상기 볼툴(200)에는 상기 볼툴(200)이 상기 시스템본체(100)로부터 용이하게 교체되도록 하는 착탈수단(700)이 구비되어 있다. 본 실시예에서는 이러한 착탈수단이 시스템본체(100)에 부착된 체결고리(710)와, 상기 체결고리(710)에 착탈되도록 상기 볼툴(200)에 부착된 패스터너(720)로 구성되어 있다. The
그러나, 이러한 착탈수단(700)은 이에 한정되지 않고 볼트, 나사 등 다양한 체결수단들이 선택될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 툴바디(210)와 툴블럭(240)이 별개의 요소로 구성되어 있으나 설계조건에 따라 일체형으로 구성될 수도 있다.However, the detachable means 700 is not limited thereto, and various fastening means such as bolts and screws may be selected. In addition, although the
상기 이젝트수단(300)은 이동판(310), 핀고정판(320), 핀하우징(330) 및 다수의 이젝트핀(340)으로 구성되어 있다. 상기 이동판(310)은 상기 툴블럭(240)의 내부 공간에 승하강 가능하게 설치되어 있으며, 상기 툴바디홀(212)에 연결된 이동판홀(312)이 관통 형성되어 있다. 또한, 상기 이동판(310)에는 하기 압축스프링(500)이 삽입 안착되는 스프링안착홈(314)이 형성되어 있으며, 상기 가이드샤프트(216)가 삽입 지지되는 가이드부쉬(316)가 설치되어 있다. 상기 이동판(310)은 상기 가이드샤프트(216)에 안내되어 수직이동되므로 원활하게 작동된다. 또한, 상기 이동판(310)의 하면 테두리부에는 상기 이동판(310)의 하강 범위를 제한하는 스토퍼(318)가 설치되어 있다. 상기 핀고정판(320)은 상기 이동판(310)의 하부에 체결되어 있으며, 상기 핀하우징(330)은 상기 핀고정판(320)의 하부에 체결되어 있다. The ejection means 300 is composed of a moving
상기 이젝트핀(340)은 상기 진공흡착공(222)에 삽탈되면서 진공흡착된 솔더볼을 이젝팅하는 요소이다. 이러한 이젝트핀(340)은 상기 핀고정판(320)과 핀하우징(330)에 고정 지지되어 있다. 또한, 상기 핀고정판(320)에는 핀고정판홀(322)이 관통 형성되어 있으며, 상기 핀하우징홀(332)에는 상기 진공흡착공(222)에 연결된 핀하우징홀(332)이 관통 형성되어 있다.The
상기 작동실린더(400)는 상기 이젝트수단(300)에 하강 작동력을 부여하는 요소이다. 이러한 작동실린더(400)는 상기 시스템본체(100)에 상기 볼툴(200)과 분리가능하게 설치되어 있다. 상기 작동실린더(400)의 하단부에는 작동력을 상기 업다 운블럭(350)에 전달하는 푸쉬바아(410)가 설치되어 있다. 이러한 푸쉬바아(410)는 상기 업다운블럭(350)에 고정되어 있지 않으므로, 상기 볼툴(200)이 상기 시스템본체(100)및 작동실린더(400)와 용이하게 분리될 수 있다.The
한편, 본 실시예에서는 작동실린더(400)가 2개 사용되고 있지만, 작동실린더(400)의 갯수는 설계조건에 따라 적절히 선택될 수 있다. 또한 작동실린더(400)에서 실린더의 의미는 넓은 의미로 사용된 것으로서, 상기 업다운블럭(350)에 작동력을 가할 수 있다면 어떠한 구동수단도 사용될 수 있을 것이다. In the present embodiment, two operating
상기 탄성수단(500)은 상기 이젝트수단(300)을 상방향으로 이동시키는 요소이다. 이러한 탄성수단(500)은 상기 이동판(310)의 스프링안착홈(314)에 삽입 설치되어, 상기 이동판(310)을 상방향으로 탄성 지지하도록 설치되어 있다. 즉, 상기 이동판(310)을 포함한 이젝트수단(300)의 하강은 상기 작동실린더(400)의 작동력에 의해 이루어지며, 상기 이동판(310)을 포함한 이젝트수단(300)의 상승은 상기 탄성수단(500)의 탄성 복귀력에 의해 이루어진다. 이러한 탄성수단(500)은 상기 작동실린더(400)가 상기 업다운블럭(350)에 고정되어 있지 않으므로, 상기 이동판(310)을 상승시키기 위해 반드시 필요한 요소이다.The elastic means 500 is an element for moving the ejection means 300 upward. The elastic means 500 is inserted into the
한편, 본 실시예에서는 이러한 탄성수단(500)이 압축코일스프링(500)으로 구성되어 있으나, 상기 이동판(310) 내지는 이젝트수단(300)의 다른 요소를 상향으로 이동시킬 수 있다면 다양한 탄성수단 및 구동수단이 사용될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, such
이하, 제1실시예에 따른 솔더볼 공급장치의 작동을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the solder ball supply apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도4a 및 도4b는 도1에 도시된 솔더볼 공급장치에서 솔더볼이 흡착될 때의 상태를 보여주는 확대단면도이고, 도5a 및 도5b는 도1에 도시된 솔더볼 공급장치에서 솔더볼이 이젝팅될 때의 상태를 보여주는 확대단면도이다.4A and 4B are enlarged cross-sectional views illustrating a state when solder balls are sucked in the solder ball supply device shown in FIG. 1, and FIGS. 5A and 5B are views when solder balls are ejected in the solder ball supply device shown in FIG. An enlarged cross-sectional view showing the state.
먼저, 솔더볼 공급장치에서 솔더볼이 흡착될 때를 설명한다.First, it will be described when the solder ball is adsorbed in the solder ball supply.
도3, 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(140)가 개방되면, 진공력이 메인관통홀(110) 및 툴바디홀(212)을 통해 상기 공간부(230)로 전달되고, 이러한 공간부(230)로 전달된 진공력은 상기 진공흡착공(222)을 통해 전달된다. 이때, 외부 공기가 상기 진공흡착공(222)을 통해 강하게 유입되면서 솔더볼들이 진공흡착공(222)에 흡착된다.3, 4A and 4B, when the
이와 같이, 솔더볼이 흡착되는 상태에서는 작동실린더(400)의 푸쉬바아(410)가 상기 업다운블럭(350)과 이격되어 있으므로 상기 작동실린더(400)의 작동력이 상기 이동판(310)에 전달되지 않는다. 이때, 상기 이동판(310)은 상기 압축스프링(500)의 탄성력에 의해 상승된 상태이므로, 상기 이젝트핀(340)도 상승되어 상기 진공흡착공(222)으로부터 이탈되어 있다.As such, since the
다음으로, 솔더볼 공급장치에서 솔더볼이 이젝팅될 때를 설명한다.Next, a description will be given when the solder ball is ejected from the solder ball supply device.
솔더볼의 흡착이 완료되면 솔더볼 공급장치는 미도시된 이송수단에 의해 플럭스가 도포된 반도체기판(900) 상으로 이동되어 솔더볼을 내려 놓는다. 이와 같이 솔더볼 공급장치가 반도체기판(900) 상으로 이동되면 상기 공간부(230)로 제공되던 진공력이 해제되어 대기압 정도로 유지된다. 이때, 솔더볼은 자중에 의해 반도체기판 상으로 떨어지기도 하고 진공흡착공(222)에 여전히 부착되어 있기도 한다. 이러 한 상태에서 이젝트핀(340)을 하강시켜 진공흡착공(222)에 부착되어 있던 솔더볼들을 이젝팅한다. When the adsorption of the solder ball is completed, the solder ball supply device is moved to the flux-coated
도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 솔더볼이 이젝팅되는 상태에서는 상기 작동실린더(400)의 푸쉬바아(410)가 상기 업다운블럭(350)에 작동력을 가하여 상기 업다운블럭(350)은 하강하게 된다. 이때, 상기 이동판(310)은 상기 업다운블럭(350)이 하강함에 따라 상기 압축스프링(500)의 탄성을 이기고 하강하며, 상기 이젝트핀(340)도 하강하게 된다. 따라서, 상기 이젝트핀(340)이 상기 진공흡착공(222)에 흡착된 솔더볼을 이젝팅한다. 즉, 상기 작동실린더(400)로부터 제공된 작동력은 업다운블럭(350), 이동판(310) 및 핀고정판(320)을 통하여 상기 이젝트핀(340)으로 전달된다.5A and 5B, in the state in which the solder ball is ejected, the
한편, 진공흡착공(222)에 붙어 있던 솔더볼들이 모두 떨어지면, 상기 작동실린더(400)의 작동력이 해제되면서 상기 압축스프링(500)의 탄성복귀력에 의해 상기 이동판(310)을 포함한 이젝트핀(340)이 상승하여, 상기 솔더볼 공급장치는 다시 새로운 솔더볼을 흡착하기 위해 볼박스(800)를 향해 이동한다.On the other hand, when all the solder balls attached to the
이와 같이 구성된 실시예에서는 컨버젼(교체)시 패스터너(720)를 풀면 시스템본체(100)와 툴바디(210)가 완전히 분리된다. 즉, 컨버젼시 툴바디(210)와 그 하부 요소만이 분리된다. 따라서, 컨버젼시에도 상기 작동실린더(400)는 상기 시스템본체(100)에 그대로 부착되어 있으므로, 작동실린더(400)와 관련된 공압 연결작업 및 작동실린더(400)의 작동상태를 감지하는 센서의 배선 연결작업이 필요없다.In the embodiment configured as described above, the
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 첨부된 도면을 참조하 여 상세히 설명한다.Hereinafter, a solder ball supply apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 결합상태를 나타내는 수직단면도이고, 도7은 도6에 도시된 솔더볼 공급장치에서 진공제공수단과 공간부의 연결상태를 나타내는 수직단면도이다.FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a solder ball supplying device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a connection state of a vacuum providing means and a space part in the solder ball supplying device shown in FIG.
도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 솔더볼 공급장치도 제1실시예의 그것과 기본적으로 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 제2실시예에 따른 솔더볼 공급장치는 시스템본체(100), 볼툴(200), 이젝트수단(300), 작동실린더(400) 및 탄성수단(500)으로 이루어져 있다. 다만, 볼툴(200)의 공간부(230)가 서로 독립적으로 구획된 2개 이상으로 구비되어, 상기 각각의 공간부(230)에 순차적으로 진공력이 제공되는 구조로 되어 있다. 이하, 이러한 차이점을 중심으로 설명한다.6 and 7, the solder ball supply apparatus according to the second embodiment also has the same configuration as that of the first embodiment. That is, the solder ball supply apparatus according to the second embodiment includes a
상기 시스템본체(100)에는 작동실린더(400)와 더불어 작동베어링(162)이 설치되어 있으며, 상기 작동베어링(162)에는 하기 업다운판(170)에 고정된 업다운바아(160)가 삽입 설치되어 있다. 이러한 작동베어링(162)은 상기 업다운바아(160)를 가이드하는 역할을 한다. 상기 시스템본체(100)의 하단부에는 업다운판안착홈(102)이 형성되어 있으며, 이러한 업다운판안착홈(102)에는 상기 작동실린더(400)에 고정된 업다운판(170)이 설치되어 있다. 이러한 업다운판(170)의 하면 테두리부에는 상기 업다운판(170)의 하강 범위를 제한하는 스토퍼(318)가 설치되어 있다.The
상기 볼툴(200)은 서로 독립적으로 구획된 4개의 공간부(230)를 형성하는 툴바디(210)와 툴커버(220)로 구성되어 있다. 상기 툴바디(210)의 상단부에는 가이드판안착홈(202)이 형성되어 있으며, 이러한 가이드판안착홈(202)에는 상기 업다운판 (170)으로부터 작동력을 제공받는 가이드판(360)이 설치되어 있다. 이러한 가이드판(360)은 상기 가이드판안착홈(202)의 바닥면에 설치된 압축스프링(500)에 의해 상방향으로 탄성 지지도록 설치되어 있다. 상기 가이드판(360)은 상기 툴바디(210)에 설치된 가이드부쉬(316)에 안내되는 가이드샤프트(216)에 의해 이젝트수단(300)에 고정되어 있다. 또한, 도7에 도시된 바와 같이, 진공력은 진공호스(120), 메인관통홀(110) 및 툴바디홀(212)을 통하여 각각의 공간부로 전달된다. 한편, 본 실시예에서는 4개의 공간부(230)가 구비된 볼툴(200)이 개시되어 있으나, 공간부(230)의 갯수는 설계조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다.The
도8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 진공제공수단은 진공원(150), 4개의 진공 솔레노이드밸브(140) 및 4개의 진공센서(130)로 구성되어 있다. 그러나, 진공제공수단은 이에 한정되지 않고, 공압 솔레노이드밸브 및 진공펌프의 조합 등 설계조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.As shown in Fig. 8, in this embodiment, the vacuum providing means is composed of a
한편, 본 실시예에서 업다운바아(160)와 작동베어링(162)은 상기 업다운판(170)의 작동을 원활하게 하기 위한 것으로, 경우에 따라서는 제거하여도 무방할 것이다. 또한 업다운바아(160), 작동베어링(162) 및 업다운판(170)을 제거하고, 작동실린더(400)의 푸쉬바아(410)가 도면상 업다운바아(160)가 있는 위치로 이동되어, 2개의 작동실린더(400)가 각각 2개의 가이드판(360)을 동시에 누르게 할 수도 있다.On the other hand, in this embodiment, the up-down
이하, 제2실시예의 작동상태를 설명한다. The operation state of the second embodiment will be described below.
도8은 제2실시예의 솔더볼 공급장치의 진공흐름도이다. 도8에서 실선은 공압 및 진공의 흐름을 나타내며, 점선은 전기신호의 흐름을 나타낸다. 또한, 설명의 편의상 4개로 이루어진 구성요소들은 좌측에서부터 제1,2,3 및 4로 구분하여 설명하기로 한다.Fig. 8 is a vacuum flow chart of the solder ball supply device of the second embodiment. In FIG. 8, the solid line represents the flow of pneumatic and vacuum, and the dotted line represents the flow of the electric signal. In addition, for convenience of description, the four components are divided into first, second, third, and fourth from the left side to be described.
도8에 도시된 바와 같이, 제어장치(600)는 제1,2,3 및 4 진공센서(130) 및 제1,2,3 및 4 진공 솔레노이드밸브(140)에 연결되어 있다. 이러한 제어장치(600)는 제1,2,3 및 4 진공센서(130)로 부터 전달된 진공상태 신호에 따라 상기 제1,2,3 및 4 진공 솔레노이드밸브(140)를 순차적으로 개폐하여, 상기 제1,2,3 및 4 공간부(230)에 진공력을 제공한다. 먼저, 제어장치(600)에 의해 제1 진공 솔레노이드밸브(140)가 개방되면, 상기 진공원(150)으로부터 제공된 진공력은 제1 공간부(230)로 전달된다. 이때 볼툴(200)의 제1 진공흡착공(222)에 빠른 공기흐름이 생기면서 솔더볼이 제1 진공흡착공(222)에 흡착된다.As shown in FIG. 8, the
이러한 상태에서, 제1 진공흡착공(222)에 솔더볼이 모두 흡착되어 제1 공간부(230)의 진공도가 설정치 이상 높아지면 제1 진공센서(130)가 이를 감지하여 상기 제어장치(600)로 감지신호를 보내며, 상기 제어장치(600)는 제2 진공 솔레노이드밸브(140)를 개방하여 제2 공간부(230)에 진공력을 제공하여 솔더볼이 제2 진공흡착공(222)에 흡착된다. 이러한 동작을 반복하여 제1,2,3 및 4 진공흡착공(222)에 솔더볼이 모두 흡착되면, 도시되지 않은 이송수단에 의해 솔더볼 공급장치는 솔더볼이 제공될 반도체기판을 향하여 이동하여 솔더볼을 내려 놓는다. 이와 같이 솔더볼 공급장치가 반도체기판상으로 이동되면 상기 각 공간부(230)로 제공되던 진공력이 해제되어 대기압 정도로 유지된다. 이때, 솔더볼은 자중에 의해 반도체기판 상 으로 떨어지기도 하고 진공흡착공(222)에 여전히 부착되어 있기도 한다. 이러한 상태에서 이젝트핀(340)을 하강시켜 진공흡착공(222)에 부착되어 있던 솔더볼들을 이젝팅한다. In this state, when all the solder balls are adsorbed to the first
이와 같이, 솔더볼이 이젝팅되는 상태에서는 상기 작동실린더(400)의 푸쉬바아(410)가 상기 업다운판(170)에 작동력을 가하여 상기 업다운을 하강시킨다. 이때, 상기 가이드판(360)은 상기 업다운판(170)에 의해 하강되어 상기 이젝트핀(340)을 하강시킨다. 따라서, 상기 이젝트핀(340)이 상기 진공흡착공(222)에 흡착된 솔더볼을 이젝팅한다. 즉, 상기 작동실린더(400)로부터 제공된 작동력은 업다운판(170), 가이드판(360), 가이드샤프트(216), 핀이동판(310) 및 핀고정판(320)을 통하여 상기 이젝트핀(340)으로 전달된다.As such, in the state where the solder ball is ejected, the
한편, 진공흡착공(222)에 붙어 있던 솔더볼들이 모두 떨어지면, 상기 작동실린더(400)의 작동력이 해제되면서 상기 압축스프링(500)의 탄성복귀력에 의해 상기 가이드판(360)이 상승하고, 상기 솔더볼 공급장치는 다시 새로운 솔더볼을 흡착하기 위해 볼박스(800)를 향해 이동한다. On the other hand, when all the solder balls attached to the
이와 같이 구성되어, 제2실시예에 따른 솔더볼 공급장치는 제1실시예의 그것과 동일한 효과를 가지면서, 2개 이상으로 구획된 진공챔버를 구비하여 각각의 진공챔버에 순차적으로 진공력을 제공하여 솔더볼을 흡착하므로, 동일용량의 진공원 사용하에서 진공흡착공의 직경이 작아지거나 진공흡착공의 면적이 증가되더라도 솔더볼을 효과적으로 흡착할 수 있다Thus constructed, the solder ball supply apparatus according to the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment, and has two or more divided vacuum chambers to sequentially provide the vacuum force to each vacuum chamber. Since the adsorption of solder balls, under the same capacity of vacuum source, the solder balls can be adsorbed effectively even if the diameter of the vacuum adsorption hole is reduced or the area of the vacuum adsorption hole is increased.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 첨부된 도면을 참조하 여 상세히 설명한다.Hereinafter, a solder ball supply apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도9는 본 발명의 제3실시예에 따른 솔더볼 공급장치를 결합상태를 나타내는 수직단면도이다.9 is a vertical cross-sectional view showing a bonded state of the solder ball supply apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도9에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 솔더볼 공급장치는 제2실시예의 그것과 기본적으로 동일한 구성을 가지고 있다. 다만, 제3실시예에서는 제2실시예의 4개의 가이드판이 하나의 가이드판(360)으로 변경되었으며, 제2실시예의 업다운판(170), 업다운바아(160) 및 작동베어링(162)이 제거되었다. 즉, 하나의 가이드판(360)이 업다운판(170) 및 4개의 가이드판(360)의 역할을 모두 수행하도록 설계되어 있다. 또한, 제3실시예에서는 가이드샤프트(216)를 안내하는 가이드부쉬(316)를 4개만 설치하고, 나머지 가이드샤프트(216)에는 오링(317)을 설치하여 진공압이 새는 것을 방지하는 구조로 되어 있다.As shown in Fig. 9, the solder ball supplying apparatus according to the third embodiment has a configuration basically the same as that of the second embodiment. However, in the third embodiment, the four guide plates of the second embodiment are changed to one
이와 같이 구성되어, 제3실시예에 따른 솔더볼 공급장치는 제2실시예에 비해 단순한 구성을 가지면서도 동일용량의 진공원(진공펌프)를 사용하여도 솔더볼을 확실하게 흡착할 수 있다.Thus constructed, the solder ball supply apparatus according to the third embodiment can reliably adsorb solder balls even with a vacuum source (vacuum pump) of the same capacity while having a simple configuration as compared with the second embodiment.
한편, 제2 및 제3 실시예에서는 4개의 공간부(230) 중 하나씩 순차적으로 진공되도록 제어되면서 솔더볼을 흡착하도록 구성되어 있으나, 설계조건에 따라서는 2개의 공간부(230)씩 순차적으로 진공이 되도록 제어되거나 동시에 모든 공간부(230)가 진공이 되도록 제어될 수도 있을 것이다.On the other hand, in the second and third embodiments are configured to adsorb the solder ball while being controlled to sequentially vacuum one of the four
이상의 예에서와 같이, 본 발명은 상기 실시예들을 적절히 변형하여 동일한 원리를 이용하여 다양하게 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라고 해석되어져야 할 것이다.As in the above example, the present invention may be variously applied using the same principle by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, it should be interpreted that the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limits of the following claims.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 종래와 같이 작동실린더도 컨버젼키트로 포함되어 컨버젼할 때마다 작동실린더도 함께 교체되어야 하는 문제점을 해결한 새로운 구조를 가진 솔더볼 흡착장치 및 흡착방법을 제공하고 있다. As described above, the present invention provides a solder ball adsorption apparatus and a adsorption method having a new structure that solves the problem that the operating cylinder is also included as a conversion kit and the operating cylinder must be replaced with each conversion as in the prior art.
즉, 본 발명에서는 컨버젼(교체)시 패스터너(720)를 풀면 시스템본체(100)와 툴바디(210)가 완전히 분리되고, 컨버젼시에도 상기 작동실린더(400)는 상기 시스템본체(100)에 그대로 부착되어 있으므로, 작동실린더(400)와 관련된 공압 연결작업 및 작동실린더(400)의 작동상태를 감지하는 센서의 배선 연결작업이 필요없다.That is, in the present invention, when the
또한, 2개 이상으로 구획된 공간부를 구비하여 각각의 공간부에 순차적으로 진공력을 제공하여 솔더볼을 흡착하므로, 동일용량의 진공원 사용하에서 진공흡착공의 직경이 작아지거나 진공흡착공의 면적이 증가되더라도 솔더볼을 효과적으로 흡착할 수 있다. 즉, 동일용량의 진공원을 전체 진공흡착부 면적의 1/n(진공챔버의 갯수) 면적에 제공하는 것과 동일한 효과를 가지므로 진공흡착력이 증대되는 것이다.
In addition, two or more spaced parts are provided to sequentially adsorb solder balls by providing vacuum force to each space part sequentially, so that the diameter of the vacuum suction hole becomes smaller or the area of the vacuum suction hole is reduced under the same capacity. Even if it is increased, the solder ball can be effectively absorbed. That is, the vacuum adsorption force is increased because it has the same effect as providing a vacuum source of the same capacity to the area of 1 / n (number of vacuum chambers) of the total vacuum adsorption portion area.
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JPH0818209A (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Suction head for solder ball |
KR19980025207A (en) * | 1998-02-27 | 1998-07-06 | 김종배 | Solder Ball Ejector in Ball Grid Array |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060086736A (en) | 2006-08-01 |
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