KR100961656B1 - 기판에 솔더를 주입하는 중에 캐비티의 생성을 방지하는용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔더 주입 장치 및 그 주입 방법에 관한 것으로, 용융 솔더를 저장하는 솔더 저장부와; 상기 솔더 저장부와 연통되어 상기 용융 솔더가 유입되고, 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 유출구를 통해 상기 수용부 내에 용융 솔더를 채우는 솔더수용챔버와; 상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 가장 전방에 형성되는 전방 격벽을 사이에 두고 형성되는 챔버로서, 주변보다 낮은 압력 상태로 유지되고 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 흡입구를 통해 상기 수용부 내의 압력이 주변보다 낮은 압력 상태로 유도하는 진공챔버를; 포함하여 구성되어, 상기 진공챔버는 상기 솔더수용챔버에 대하여 선행하고, 상기 수용부는 상기 진공챔버에 의하여 주변보다 낮은 압력 또는 진공으로 유지된 상태에서 전방 격벽이 수용부를 통과함에 따라 수용부가 솔더수용챔버 내의 용융 솔더에 노출되고, 솔더수용챔버 내의 용융 솔더가 완전히 개방되지 않은 낮은 압력의 수용부 내에 하나의 유동 방향으로 빨려들어가도록 유도되어 캐비티가 발생되지 않도록 하면서 수용부를 용융 솔더로 신속하게 채울 수 있도록 하는 용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법을 제공한다.

용융 솔더, 캐비티, 솔더수용챔버, 진공챔버, 전방 격벽

Description

기판에 솔더를 주입하는 중에 캐비티의 생성을 방지하는 용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법. {INJECTIN MOLDING SOLDER APPARATUS FOR PREVENTING CAVITY GENERATION DURING INJECTION OF MOLTEN SOLDER INTO SUBSTRATE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조하고자 하는 반도체 소자의 패턴에 부합하는 홈이나 구멍 등의 수용부가 형성된 기판에 용융 솔더를 주입하는 공정에서 캐비티가 발생하는 것을 방지함과 동시에 짧은 시간 내에 보다 많은 수용부에 용융 솔더를 채울 수 있는 용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법에 관한 것이다.

최근 전자 기기의 소형화 및 고성능화에 수반하여 반도체 칩 등의 반도체 소자도 보다 고집적화되는 추세에 있다. 따라서, 반도체 소자의 범프 패턴의 간격이 종래에 비하여 보다 촘촘하게 형성되고 있으며, 이에 따라 반도체 소자의 패턴에 부합하는 수용부가 형성된 기판에 일정량의 용융 솔더를 주입한 후 이를 가열하는 리플로우 공정에 의하여 주입된 용융 솔더가 반구형 내지 구형의 범프로 형성하는 방법이 제안되고 있다.

다시 말하면, 도1a에 도시된 바와 같은 기판(10) 상에 반도체 칩의 패턴에 부합하는 구멍이나 홈과 같은 수용부(70)를 식각 등에 의하여 형성시킨 상태에서, 도1b에 도시된 바와 같이 수용부(70)에 용융 솔더(80)를 채운 후, 이를 가열하는 리플로우 공정에 의하여 용융 솔더(80)는 표면 장력에 의하여 구형 내지 반구형의 범프(80a)로 형성된다.

여기서 기판(10) 상의 수용부(70)에 용융 솔더(80)를 주입하는 종래의 공정은 도2에 도시된 용융솔더 주입장치(90)에 의하여 이루어진다. 즉, 용융솔더 주입장치(90)가 기판(10)과 접촉한 상태로 도2의 도면 부호 90d로 표시된 방향으로 이동함에 따라, 솔더 저장부(91)에 수용된 용융 솔더(80)는 중력(94)에 의하여 통로(92)를 통해 하방으로 내려가 기판(10)의 수용부(70)를 채우게 된다. 이 때, 용융 솔더(80)의 원활한 공급을 위하여, 통로(92)의 반대측에는 외기와 연통되는 통기공(93)이 형성된다.

그러나, 도2에 도시된 용융솔더 주입장치(90)에 의하여 기판(10)의 수용부(70)에 용융 솔더(80)를 채우는 과정에서, 도3에 도시된 바와 같이, 솔더 저장부(91)로부터 하방(95)으로 내려오던 용융 솔더(80)는 수용부(70)의 벽면을 타고 흐르는 유동(95w)과 수용부(70)를 덮으려는 유동(95x)이 수용부(70) 근처에서 서로 혼재된다. 이에 따라, 기판(10)의 수용부(70)에는 서로 다른 유동(95w,95x)이 소용돌이 형태로 유입됨에 따라, 기판(10)의 수용부(70)에 존재하였던 공기는 용융 솔더(80)의 유동에 의해 통기공(93)을 통해 빠져나가지 못하고 수용부(70)에 채워지 는 용융 솔더(80) 내에 캐비티(97)로 남게된다.

또한, 도2에 도시된 용융솔더 주입장치(90)의 통기공(93) 주변에 진공 펌프(미도시)를 설치하여 강제로 수용부(70)내의 공기를 강제 배출하고자 한다고 하더라도, 용융 솔더(80)의 유동 경로는 여전히 서로 다른 경로를 갖도록 수용부(70)에 유입될 수 밖에 없고, 오히려, 기판(10)의 평면을 따라 강하게 용융 솔더(80)가 흡입되는 것에 의하여 수용부(70) 내에서 발생되는 2차 맴돌이 유동이 더욱 활발해짐에 따라 캐비티(97)가 생성되는 것을 여전히 방지하지 못하는 문제점이 발생된다.

이와 같은 캐비티(97)는 리플로우 공정을 거쳐 범프로 형성된 상태에서 전기 전도성을 열악하게 할 뿐만 아니라 캐비티(97)의 발생 위치에 따라 통전시키는 기능을 전혀 하지 못하게 되어 반도체 소자 전체의 불량을 야기하는 심각한 문제점을 야기하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 제조하고자 하는 반도체 소자의 패턴에 부합하는 홈이나 구멍 등의 수용부가 형성된 기판에 용융 솔더를 주입하는 공정에서 캐비티가 발생하는 것을 방지하는 용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 캐비티의 발생을 억제하면서도 짧은 시간 내에 보다 많은 수용부에 용융 솔더를 채울 수 있도록 하여 공정의 신속성과 효율성을 도모하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바의 목적을 달성하기 위하여, 용융 솔더를 수용하는 수용부가 형성된 기판에 솔더를 주입하는 장치로서, 용융 솔더를 저장하는 솔더 저장부와; 상기 솔더 저장부와 연통되어 상기 용융 솔더가 유입되고, 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 유출구를 통해 상기 수용부 내에 용융 솔더를 채우는 솔더수용챔버와; 상기 솔더수용챔버와 상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 가장 전방에 형성되는 전방 격벽의 바로 앞의 영역이 주변 압력보다 낮은 압력 상태로 유지되도록 흡입하는 흡입부를; 포함하여 구성되어, 상기 수용부는 상기 흡입부에 의하여 주변보다 낮은 압력으로 유지된 상태에서 상기 솔더수용챔버가 지나가는 것에 의하여 용융 솔더가 주입되어 채워지는 것을 특징으로 하는 솔더 주입 장치를 제공한다.

이는, 솔더수용챔버의 가장 전방에 형성되는 전방 격벽의 바로 앞의 영역을 주변 압력보다 낮은 압력 상태 내지는 진공 상태로 유지시켜 기판 수용부 내의 공기를 배출시킨 상태에서 솔더수용챔버가 기판에 대하여 상대 이동함에 따라, 전방 격벽이 수용부의 상측을 접촉하면서 통과하는 것에 의하여 솔더수용챔버 내의 용융 솔더에 수용부가 조금씩 노출되고, 이에 따라 솔더수용챔버 내의 용융 솔더가 완전히 개방되지 않은 낮은 압력의 수용부 내에 하나의 유동 방향으로 빨려들어가도록 유도되어, 캐비티가 발생되지 않으면서 수용부를 용융 솔더로 안정적으로 채우기 위함이다. 이를 통해, 용융 솔더는 기판의 수용부 내에 중력에 의하여 유입되는 것이 아니라 수용부의 낮은 압력 상태에 의하여 흡입되므로 솔더수용챔버가 기판에 대하여 빨리 이동하더라도 수용부 내에 용융 솔더가 안정적으로 채워지는 것이 가능해진다.

또한, 기판의 수용부가 완전한 진공 상태가 아니라고 하더라도, 용융 솔더가 수용부로 유입되는 유동 경로가 수용부의 바닥면을 따라 유입됨에 따라 수용부 내부의 잔존하는 공기는 유입되는 용융 솔더에 의하여 밀쳐져 올라가 외부로 배출되거나 수용부 상층에 잔존하게 되어, 솔더수용챔버가 지나간 이후에 대기 중으로 배출되므로 기판의 수용부에 캐비티가 발생하는 것을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 유출구는 솔더수용챔버의 바닥면에 구멍 형태로 형성될 수도 있으며, 솔더수용챔버의 바닥면이 형성되지 않는 것에 의하여 솔더수용챔버 바닥면 전체로 형성될 수도 있다. 이 때, 상기 유출구가 솔더수용챔버의 바닥면에 구멍 형태로 형성되는 경우에는, 전방 격벽이 수용부를 지나면서 완전히 개방되지 않은 상태의 수용부 내에 용융 솔더가 효과적으로 유입되도록, 상기 유출구는 상기 전방 격벽의 인접한 후방 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 솔더 저장부의 주변에는 고체의 솔더를 녹일 수 있는 열선이 배열되어 솔더 저장부에 용융된 솔더를 넣지 않더라도 기판의 수용부에 용융 솔더를 제공할 수 있도록 한다.

이 때, 상기 전방 격벽이 상기 기판과 접촉하는 접촉 길이(D)는 상기 수용부의 폭(d)보다 크게 형성된다. 이를 통해, 솔더수용챔버로부터 수용부에 용융 솔더가 주입되는 중에 솔더수용챔버 전방의 기판 위로 용융 솔더가 튀기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 솔더수용챔버와 상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 상대 운동 방향의 가장 후방에 형성되는 후방 격벽이 상기 기판과 접촉하는 접촉 길이(D')는 상기 수용부의 폭(d)보다 크게 형성되어, 기판의 수용부에 채워진 용융 솔더를 기판의 상면(上面)의 레벨과 일치시키는 레벨링(leveling) 작업을 가능하게 한다.

여기서, 상기 수용부는 상기 기판에 요입 형성된 홈이나 관통 형성된 구멍으로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은, 용융 솔더를 수용하는 수용부가 형성된 기판에 솔더를 주입하는 장치로서, 용융 솔더를 저장하는 솔더 저장부와; 상기 솔더 저장부와 연통되어 상기 용융 솔더가 유입되고, 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 유출구를 통해 상기 수용부 내에 용융 솔더를 채우는 솔더수용챔버와; 상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 가장 전방에 형성되는 전방 격벽을 사이에 두고 형성되는 챔버로서, 주변보다 낮은 압력 상태로 유지되고 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 흡입구를 통해 상기 수용부 내의 압력이 주변보다 낮은 압력 상태로 유도하는 진공챔버를; 포함하여 구성되어, 상기 진공챔버는 상기 솔더수용챔버에 대하여 선행하고, 상기 수용부는 상기 진공챔버에 의하여 주변보다 낮은 압력 또는 진공으로 유지된 상태에서 상기 솔더수용챔버가 지나가는 것에 의하여 용융 솔더가 주입되어 채워지는 것을 특징으로 하는 솔더 주입 장치를 제공한다.

즉, 진공챔버가 솔더수용챔버의 전방 격벽을 사이에 두고 진행 방향의 전방에 위치하도록 배열시킨 상태에서 기판에 대하여 상대 운동이 이루어짐으로써, 전방 격벽의 전방부에 위치한 수용부 내의 압력이 진공챔버에 의하여 용융 솔더를 강제로 흡입시키기에 충분한 낮은 압력으로 되고, 이 상태에서, 전방 격벽이 수용부를 통과하면서 솔더수용챔버 내의 용융 솔더에 기판 수용부가 조금씩 노출되고, 솔더수용챔버 내의 용융 솔더가 완전히 개방되지 않은 낮은 압력의 수용부 내에 하나의 유동 방향으로 빨려들어가도록 유도되어, 캐비티가 발생되지 않으면서 용융 솔더로 수용부를 신속하게 채우게 된다. 여기서, 기판의 수용부가 진공챔버에 의하여 진공 상태 내지는 저압 상태로 유지되므로 보다 안정적이고 효과적으로 기판의 수용부가 낮은 압력 상태로 유지되는 것이 가능해진다.

이를 통해, 용융 솔더는 기판의 수용부 내에 중력에 의하여 유입되는 것이 아니라 수용부의 낮은 압력 상태에 의하여 흡입되므로 솔더수용챔버가 기판에 대하여 빨리 이동하더라도 수용부 내에 용융 솔더가 안정적으로 채워지는 것이 가능해진다. 그리고, 기판의 수용부가 완전한 진공 상태가 아니라고 하더라도, 용융 솔더가 수용부로 유입되는 유동 경로가 수용부의 바닥면을 따라 유입됨에 따라 수용부 내부의 잔존하는 공기는 유입되는 용융 솔더에 의하여 밀쳐져 올라가 외부로 배출되거나 수용부 상층에 잔존하게 되어, 솔더수용챔버가 지나간 이후에 대기 중으로 배출되므로 기판의 수용부에 캐비티가 발생하는 것을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.

마찬가지로, 상기 유출구는 솔더수용챔버의 바닥면에 구멍 형태로 형성될 수도 있으며, 솔더수용챔버의 바닥면이 형성되지 않는 것에 의하여 형성될 수도 있다. 이 때, 상기 유출구가 솔더수용챔버의 바닥면에 구멍 형태로 형성되는 경우에는, 전방 격벽이 수용부를 지나면서 완전히 개방되지 않은 상태의 수용부 내에 용융 솔더가 효과적으로 유입되도록, 상기 유출구는 상기 전방 격벽에 인접하여 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흡입구는 진공챔버의 바닥면에 구멍 형태로 형성될 수도 있으며, 진공챔버의 바닥면이 형성되지 않는 것에 의하여 진공챔버 바닥면 전체로 형성될 수도 있다. 이 때, 상기 흡입구가 진공챔버의 바닥면에 구멍 형태로 형성되는 경우에는, 전방 격벽이 지나는 수용부가 주변보다 낮은 압력 상태로 효과적으로 유지되도록, 상기 흡입구는 상기 전방 격벽의 인접한 전방 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

고체의 솔더를 녹여 사용할 수 있도록 상기 솔더 저장부의 주변에 열선이 배열될 수도 있다.

마찬가지로, 상기 수용부는 상기 기판에 요입 형성된 홈이나 관통 형성된 구멍 등 용융 솔더를 수용할 수 있는 어떠한 형태를 모두 포함한다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 용융 솔더를 수용하는 다수의 수용부가 형성된 기판에 솔더를 주입하는 방법으로서, 전방 격벽이 상기 기판과 접촉하면서 진행하는 중에 상기 전방 격벽의 전방에는 주변보다 낮은 압력 상태로 유지하고 상기 전방 격벽의 후방에는 용융 솔더를 공급하는 단계를; 포함하여, 상기 수용부가 주변보다 낮은 압력 상태로 유지한 상태에서 상기 전방 격벽이 진행하여 상기 전방 격벽의 후방에서 공급되는 용융 솔더에 의하여 상기 수용부가 채워지도록 구성된 것을 특징으로 하는 용융 솔더 주입 방법을 제공한다.

즉, 전방 격벽을 경계로 하여 그 전방에는 주변보다 낮은 압력 내지 진공 상태로 유지되고 그 후방에는 용융 솔더가 수용되도록 하여, 전방 격벽이 기판에 대하여 상대 이동함에 따라 기판의 수용부가 낮은 압력 내지 진공 상태로 유지되면서 용융 솔더를 수용부 내에 하나의 유동 방향으로 흡입시킴으로써, 수용부 내에 캐비티가 발생되는 것을 억제하면서 용융 솔더가 신속하게 수용부를 채우게 되는 것이다.

이 때, 상기 수용부의 폭보다 두꺼운 후방 격벽이 상기 전방 격벽으로부터 후방으로 이격되어 상기 격벽에 후행시키는 단계를 추가적으로 포함하여, 기판의 수용부에 공급된 용융 솔더가 일정량이 되도록 레벨링시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 용융 솔더를 수용하는 수용부가 형성된 기판에 솔더를 주입하는 장치로서, 용융 솔더를 저장하는 솔더 저장부와; 상기 솔더 저장부와 연통되어 상기 용융 솔더가 유입되고, 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 유출구를 통해 상기 수용부 내에 용융 솔더를 채우는 솔더수용챔버와; 상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 가장 전방에 형성되는 전방 격벽을 사이에 두고 형성되는 챔버로서, 주변보다 낮은 압력 상태로 유지되고 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 저면에 형성된 흡입구를 통해 상기 수용부 내의 압력이 주변보다 낮은 압력 상태로 유도하는 진공챔버를; 포함하여 구성되어, 상기 진공챔버는 상기 솔더수용챔버에 대하여 선행하고, 상기 수용부는 상기 진공챔버에 의하여 주변보다 낮은 압력 또는 진공으로 유지된 상태에서 전방 격벽이 수용부를 통과함에 따라 수용부가 솔더수용챔버 내의 용융 솔더에 노출되고, 솔더수용챔버 내의 용융 솔더가 완전히 개방되지 않은 낮은 압력의 수용부 내에 하나의 유동 방향으로 빨려들어가도록 유도되어 캐비티가 발생되지 않도록 하면서 수용부를 용융 솔더로 신속하게 채울 수 있도록 하는 용융솔더 주입장치 및 그 주입 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 진공챔버에 의하여 전방 격벽의 전방에 위치한 기판의 수용부를 낮은 압력 내지 진공 상태로 용이하게 유지시킬 수 있으므로, 보다 안정적이고 효과적인 용융솔더 주입공정을 구현할 수 있다.

이를 통해, 본 발명은, 용융 솔더는 기판의 수용부 내에 중력에 의하여 유입되는 것이 아니라 수용부의 낮은 압력 상태에 의하여 흡입되므로, 솔더수용챔버가 기판에 대하여 빨리 이동하더라도 수용부 내에 용융 솔더가 안정적으로 채워지는 것이 가능해져 보다 신속하고 안정적인 솔더 주입 공정이 가능해진다.

그리고, 본 발명은, 기판의 수용부가 완전한 진공 상태가 아니라고 하더라도, 용융 솔더가 수용부로 유입되는 하나의 유동 경로가 수용부의 바닥면을 따라 유입됨에 따라 수용부 내부의 잔존하는 공기는 유입되는 용융 솔더에 의하여 밀쳐져 올라가 외부로 배출되거나 수용부 상층에 잔존하게 되어, 솔더수용챔버가 지나간 이후에 대기 중으로 배출되므로 기판의 수용부에 캐비티가 발생하는 것을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상술한다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융솔더 주입장치의 구성을 도시한 개략 단면도, 도5 및 도6은 도4의 'B'부분의 작용을 도시한 확대도, 도7 및 도8은 도4의 'C'부분의 작용을 도시한 확대도, 도9는 도4의 사시도, 도10은 도9의 용융솔더 주입장치를 저면에서 바라본 구성을 도시한 사시도, 도11은 도4의 용융솔더 주입장치로 기판의 수용부에 용융 솔더를 주입하는 공정을 도시한 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용융솔더 주입장치(100)는 용융 솔더(80)를 수용하는 솔더 저장부(111)를 구비한 케이스(110)와, 솔더 저장부(111)와 연통되어 용융 솔더(80)가 유입되는 솔더수용챔버(I)와, 용융솔더 주입장치(100)의 진행 방향을 기준으로 솔더수용챔버(I)의 전방에 전방 격벽(130)을 사이에 두고 주변보다 낮은 압력 또는 진공 상태로 유지되는 진공챔버(II)로 구성된다.

상기 케이스(110)는 용융 솔더(80)를 수용하는 솔더 저장부(111)와, 솔더 저장부(111)로부터 중력에 의하여 솔더수용챔버(I)로 이동하도록 솔더 저장부(111)와 솔더수용챔버(I)를 연통시키는 용융솔더통로(112)와, 용융솔더통로(12)를 선택적으로 개방시키도록 도면부호 113d방향으로 회전가능한 잠금 스위치(113)와, 체결공(114a)이 형성된 고정대(114)와, 솔더 저장부(111)에 수용된 용융 솔더(80)에 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 솔더 저장부(111)를 외기와 차단하는 덮개(115)를 구비한다.

여기서 고정대(114)는 용융솔더 주입장치(100)를 기판(10)에 대하여 상대 이동시키거나 제위치에 고정되도록 하는 이송기구(미도시)와 결합된다. 그리고, 솔더 저장부(111) 내의 용융 솔더(80)가 일정 수위(111c)보다 낮아지면 용융 솔더(80)의 보충을 알리는 경고음이 작동된다.

상기 솔더수용챔버(I)는 솔더 저장부(111)로부터 유입되는 용융 솔더(80)를 보유하면서 기판(10)의 수용부(70)에 분배하는 것으로서, 진행 방향을 기준으로 최전방에 위치한 전방 격벽(130)과, 진행 방향의 최후방에 위치한 후방 격벽(120)과, 전방 격벽(130)과 후방 격벽(120)의 양측면을 형성하는 측면 격벽(160)으로 둘러싸 여 형성된다. 즉, 솔더수용챔버(I)는 하방이 관통 형성되어 접촉하는 기판(10)이 챔버(I)의 바닥면을 형성한다.

상기 진공챔버(II)는 용융 솔더(80)가 기판(10)의 수용부(70)에 흡입되도록 솔더수용챔버(I)가 접근하는 수용부(70)를 주변보다 낮은 압력 내지 진공 상태로 유지시키기 위하여 솔더수용챔버(I)의 전방에 위치한 챔버로서, 진행 방향을 기준으로 전방에 위치한 밀폐 격벽(140)과, 솔더수용챔버(I)의 전방 격벽(130)과, 전방 격벽(130)과 밀폐 격벽(140)의 양측면을 형성하는 측면 격벽(160)으로 둘러싸여 형성된다. 즉, 진공챔버(II)는 하방이 관통 형성되어 접촉하는 기판(10)이 진공챔버(II)의 바닥면을 형성한다.

그리고, 진공챔버(II)가 주변보다 낮은 압력 내지 진공 상태를 유지하기 위하여 진공 펌프(미도시) 등에 의하여 진공챔버(II) 내의 공기를 배기구(150h)를 통해 외부로 배출시킨다. 이에 따라, 솔더수용챔버(I)가 이동하는 중에 진공챔버(II) 내에는 주변보다 낮은 압력 내지는 진공 상태로 유지되고, 이에 따라, 솔더수용챔버(I)가 접근하는 기판(10)의 수용공(70)도 역시 낮은 압력 내지 진공 상태로 유지된다.

여기서, 후방 격벽(120), 전방 격벽(130), 밀폐 격벽(140) 및 측면 격벽(160)은 모두 기판(10)과 접촉하면서 이동한다. 그리고, 용융 솔더(80)가 챔버(I,II)로부터 누수되는 것을 방지하고 챔버(I,II)가 낮은 압력 상태로 유지되도록, 이들 격벽(120-160)이 기판(10)과 접촉하는 면은 밀봉 성능이 우수한 점착성 재질로 형성된다. 그리고, 전방 격벽(130)이 기판(10)과 접촉하는 면의 접촉 길이(D)는 기판(10)의 수용부(70)의 직경 내지 폭(진행 방향으로의 길이를 의미함, d)에 비하여 크게 형성되어, 기판(10)의 수용부(70)로 유입되는 용융 솔더(80)가 진공챔버(II) 내부에 다량 튀는 것을 방지한다. 또한, 후방 격벽(140)이 기판(10)과 접촉하는 면의 접촉 길이(D')는 기판(10)의 수용부(70)의 직경 내지 폭(d)에 비하여 크게 형성되어, 기판(10)의 수용부(70)에 채워진 용융솔더(80)를 지나온 기판으로 누수되지 않으면서 기판(10)의 판면과 같은 높이로 채워지도록 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예의 작용 원리를 상술한다.

솔더 저장부(111)에 용융솔더(80)를 채운 용융솔더 주입장치(100)의 고정대(114)를 이송 기구(미도시)에 고정시킨다. 그리고, 도11에는 하나의 기판(10)만 도시되었지만, 기판(10)이 연속적으로 직렬 공급되도록 설치한 후, 용융솔더 주입장치(100)의 챔버(I,II)가 형성되는 바닥부가 기판(10)에 접촉하도록 도9의 도면부호 101d 방향으로 용융솔더 주입장치(100)를 기판(10) 상에 올려놓는다.

그리고 나서, 용융솔더 주입장치(100)의 잠금 스위치(113)를 개방하여 솔더 저장부(111)로부터 솔더수용챔버(I)에 용융 솔더(80)가 채워지도록 하고, 진공 펌프를 작동시켜 진공챔버(II) 내의 공기를 배기구(150h)를 통해 배출시켜 기판(10)의 수용부(70)를 포함하는 진공챔버(II) 내에는 주변에 비하여 낮은 압력 내지는 진공 상태가 되도록 한다.

이와 같은 상태에서 기판(10)을 이동시켜 기판(10)과 용융솔더 주입장치(100)가 도4의 도면부호 100d의 방향의 상대 운동이 이루어지도록 한다. 기판(10)의 수용부(70)에 용융 솔더(80)가 채워지는 과정을 도5 및 도6을 참조하여 살펴보면, 진공챔버(II)가 주변보다 낮은 압력 내지 진공 상태로 유지됨에 따라 기판(10)의 수용부(70)도 역시 주변보다 낮은 압력 내지 진공 상태로 유지된다. 도5에 도시된 상태에서 전방 격벽(130)이 도면부호 130d로 표시된 방향으로 이동하면, 도6에 도시된 바와 같이, 전방 격벽(130)이 이동하여 수용부(70)가 일부 개방된 상태가 되고, 이에 따라 솔더수용챔버(I)내의 용융 솔더(80)는 수용부(70)의 바닥면 방향을 따라 낮은 압력 내지 진공 상태의 수용부(70)내로 빨려 들어간다. 이 때, 용융 솔더(80)는 낮은 압력의 수용부(70)를 향하여 수용부(70)의 바닥면과 평행한 유동 방향으로 급속히 유입되므로, 내부에 일부 잔존하는 공기는 유입되는 용융 솔더(80)에 의하여 상측으로 이동함에 따라 수용부(70) 내에 채워진 용융 솔더(80) 내에 캐비티가 형성되지 않으면서 신속하게 충진되는 것이 가능해진다.

한편, 기판(10)의 수용부(70)에 일정량의 용융 솔더(80)가 채워지도록 하는 과정을 도7 및 도8을 참조하여 살펴보면, 도7에 도시된 바와 같이 솔더수용챔버(I)의 후방격벽(120)이 도면부호 120d 방향으로 이동하면, 수용부(70)의 폭(d)보다 크게 형성된 후방격벽(120)의 접촉길이(D')로 채워진 기판(10)을 쓸면서 지나가게 되므로, 솔더수용챔버(I)의 후방 격벽(120)이 지나가는 기판(10)의 수용부(70)에는 기판(10)의 판면과 동일한 레벨의 용융 솔더(80)가 채워진 상태로 남게된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기 재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

즉, 위 실시예에서는 솔더수용챔버의 전방에 진공챔버가 형성된 것을 예를 들어 상술하였으나, 솔더수용챔버의 전방 격벽의 바로 앞의 영역을 흡입 노즐과 같은 수단에 의하여 주변보다 낮은 압력 상태로 유지시킨 상태에서 솔더수용챔버가 기판의 수용부를 지나도록 하는 것에 의하여 용융 솔더를 기판의 수용부에 캐비티를 발생시키지 않으면서 신속하게 주입하는 기능을 구현하는 특허청구범위에 기재된 발명도 위 실시예를 통하여 당해 기술 분야의 당업자에게는 명확히 이해될 수 있는 것이며, 이와 같은 구성도 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

도1a 내지 도1c는 기판의 수용부에 용융 솔더를 주입하여 범프를 형성하는 공정을 도시한 개략도

도2는 종래의 용융솔더 주입장치의 구성을 도시한 측면 개략도

도3은 도2의 'A'부분의 작용을 도시한 확대도

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융솔더 주입장치의 구성을 도시한 개략 단면도

도5 및 도6은 도4의 'B'부분의 작용을 도시한 확대도

도7 및 도8은 도4의 'C'부분의 작용을 도시한 확대도

도9는 도4의 사시도

도10은 도9의 용융솔더 주입장치를 저면에서 바라본 구성을 도시한 사시도

도11은 도4의 용융솔더 주입장치로 기판의 수용부에 용융 솔더를 주입하는 공정을 도시한 사시도

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 기판 70: 수용부

80: 용융 솔더 100: 용융솔더 주입장치

I : 솔더주입챔버 II: 진공챔버

110: 케이스 111: 솔더 저장부

120: 후방 격벽 130: 전방 격벽

140: 밀폐 격벽 150: 흡입부

150h: 배기구 160: 측면 격벽

Claims (16)

1. 용융 솔더를 수용하는 수용부가 형성된 기판에 솔더를 주입하는 장치로서,

   용융 솔더를 저장하고 주변에는 열선이 배열된 솔더 저장부와;

   상기 솔더 저장부와 연통되어 상기 용융 솔더가 유입되고, 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 전방 격벽과 접하도록 저면에 형성된 유출구를 통해 진공 상태에서 상기 수용부 내에 용융 솔더를 채우는 솔더수용챔버와;

   상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 가장 전방에 형성되는 상기 전방 격벽을 사이에 두고 형성되는 챔버로서, 주변보다 낮은 진공 상태로 유지되고 상기 기판과 접촉하여 상대 이동을 하는 것에 의하여 상기 전방 격벽과 접하도록 저면에 형성된 흡입구를 통해 상기 수용부 내의 압력이 주변보다 낮은 압력 상태로 유도하는 진공챔버와;

   상기 솔더수용챔버와 상기 기판과의 상대 운동 시 상기 솔더수용챔버의 상대 운동 방향의 가장 후방에 형성되고, 상기 기판과 접촉하는 모서리가 곡면으로 가공되고 중앙부는 평탄면으로 형성된 후방 격벽과;

   상기 솔더 저장부 내의 용융 솔더가 미리 정해진 수위보다 낮아지면 용융 솔더의 보충을 알리는 경고음이 작동하는 제어부를;

   포함하여 구성되되, 상기 전방 격벽이 상기 기판과 접촉하는 모서리는 곡면으로 가공되고 중앙부는 평탄면으로 형성되며, 상기 전방 격벽이 상기 기판과 접촉하는 접촉 길이(D)는 상기 수용부의 폭(d)보다 크게 형성되고, 상기 후방 격벽이 상기 기판과 접촉하는 접촉 길이(D')는 상기 수용부의 폭(d)보다 크게 형성되어, 상기 진공챔버는 상기 솔더수용챔버에 대하여 선행하고, 상기 수용부는 상기 진공챔버에 의하여 주변보다 낮은 압력으로 유지된 상태에서 상기 솔더수용챔버가 지나가는 것에 의하여 용융 솔더가 주입되어 채워지는 것을 특징으로 하는 솔더 주입 장치.
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