KR101095931B1 - 땜납볼 검사 리페어장치 및 땜납볼 검사 리페어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 땜납볼을 기판면 상에 공급한 후에 검사에 의하여 결함을 검출한 경우에, 결함의 수복을 저비용으로 효율적으로 확실하게 행하는 것이 가능하게 되는 땜납볼 검사 리페어장치를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 기판의 전극 패드 상에 탑재된 땜납볼의 상태를 검사하여, 결함이 검출된 전극 패드에 땜납볼을 공급하는 수복용 디스펜서를 구비한 땜납볼 검사 리페어장치에 있어서, 수복용 디스펜서(87)는, 땜납볼(24)을 유지하는 흡착노즐(90)과, 흡착노즐(90) 내에 형성한 관통구멍(92)과, 흡착노즐(90)의 관통구멍(92)의 내부를 이동 자유로운 심봉(91)과, 심봉(91)의 끝부가 땜납볼(24)을 전극 패드(120)에 대하여 가압하고 있는 상태에서, 흡착노즐(90)을 땜납볼(24)로부터 떨어지는 방향으로 이동시키는 구동기구를 설치하였다.

Description

땜납볼 검사 리페어장치 및 땜납볼 검사 리페어방법{SOLDER BALL INSPECTION REPAIR APPARATUS AND SOLDER BALL INSPECTION REPAIR METHOD}

본 발명은 반도체장치 등에 사용되는 스크린 인쇄장치, 특히 땜납볼을 기판면 상에 인쇄하기 위한 땜납볼 인쇄장치에 있어서, 기판 상에 인쇄된 땜납볼을 검사하여 결함부분을 보수(리페어)하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근, 반도체장치의 전기적 접속에는 땜납볼을 사용한 범프형성기술이 채용되고 있다. 예를 들면, 고정밀도 스크린 인쇄장치를 사용하고, 크림 땜납을 인쇄하여 리플로우함으로써, 180 ~ 150 ㎛ 피치로 직경 80 ~ 100 ㎛의 볼 범프를 형성하는 인쇄법이 있다.

공지의 스크린 인쇄장치의 일례로서, 기판 반입 컨베이어, 기판 반출 컨베이어, 승강기구를 구비한 테이블부, 전사 패턴으로서의 개구부를 가지는 마스크(스크린), 스퀴지, 스퀴지의 승강기구와 수평방향 이동기구를 구비한 스퀴지 헤드, 및 이들 기구를 제어하는 제어장치를 구비하고 있는 것이 있다.

그 주된 동작으로서는, 먼저 기판을 반입 컨베이어부로부터 장치 내로 반입하고, 기판을 인쇄 테이블부에 위치 결정 가고정한다. 그리고, 회로 패턴에 대응 한 개구부를 가지는 마스크의 마크와 기판의 마크를 카메라로 인식하여, 양쪽의 어긋남량을 위치 보정한다. 기판을 마스크에 위치 맞춤하고, 양자가 접하도록 인쇄테이블을 상승시킨다. 스퀴지에 의하여, 마스크를 기판에 접촉시키면서 마스크의 개구부에 크림 땜납 등의 페이스트를 충전한다. 다음에 테이블을 하강함으로써 기판과 마스크를 분리하면 페이스트가 마스크로부터 기판 상에 전사되고, 그것에 의하여 인쇄가 이루어진다. 제일 마지막으로 기판을 장치로부터 반출한다.

또, 미세한 구멍을 고정밀도로 가공한 지그에 땜납볼을 흔들어 넣어 소정의 피치로 정렬시키고, 직접 기판 상으로 옮겨 탑재하고 나서 리플로우함으로써 땜납 범프를 형성하는 볼 진입(振入)법도 일반적으로 알려져 있다.

구체적으로는, 일본국 특개2000-49183호 공보에 개시된 바와 같이, 마스크 상에 에어 노즐로부터 땜납볼을 공급하고, 마스크를 요동 및 진동시키면서 소정의 개구부에 땜납볼을 충전하고, 다시 브러시나 스퀴지의 병진운동에 의하여 충전하고 나서 가열하는 방법이 있다.

그러나, 모든 땜납볼이 각 범프 형성위치에 정확하게 탑재된다고는 한정하지 않고, 경우에 따라서는 탑재 불량이 발생하는 경우가 있다. 따라서 일본국 특개2003-309139호 공보에는, 땜납볼의 리페어장치를 설치하고, 불량 땜납볼을 관부재(管部材)로 흡인하여 제거한 후, 관부재에 새로운 양품 땜납볼을 흡착시키고 나서 결함이 있었던 부분에 반송 및 재탑재하여, 레이저광 조사부에 의하여 관부재의 안쪽으로부터 레이저광을 조사하여 땜납볼을 용융시켜 가고정하는 기술이 개시되어 있다.

크림 땜납에 의한 인쇄법은 설비 비용이 저렴하고, 일괄하여 대량의 범프형성이 가능하기 때문에, 저비용으로 높은 스루풋을 실현할 수 있다는 이점이 있다.

그러나 크림 땜납 인쇄법에서는, 전사되는 땜납량의 균일성을 확보하는 것이 어렵고, 리플로우 후에 땜납 범프를 프레스하여 높이를 평활화하는 플러터링처리가 필요하여, 공정수가 증가하고 제조비용이 상승한다는 문제점이 있다. 또, 디바이스의 고밀도화에 따라, 예를 들면 150 ~ 120 ㎛ 피치로 파인화가 진전된 경우, 인쇄 수율이 나쁘고 생산성이 저하한다는 문제가 발생한다.

한편, 땜납볼 진입법은, 땜납볼의 분급 정밀도를 확보함으로써, 높이를 균일하게 한 범프형성이 가능하다. 그러나 고정밀도한 땜납볼 흡착 지그를 사용하고, 자동기에 의하여 땜납볼을 일괄 탑재하고 있기 때문에, 파인화한 경우의 택트타임의 증대, 및 고가의 지그·설비기기의 사용에 의한 범프형성 비용의 증대라는 문제점이 있다.

또, 일본국 특개2000-49183호 공보에 의한, 마스크를 요동 또는 진동시켜 개구부에 땜납볼을 충전하고, 다시 브러시나 스퀴지의 병진운동에 의하여 충전하는 방법에서는, 땜납볼 입자의 소형화에 따라 입자간의 반 데르 발스력에 의한 밀착현상이나 정전기에 의한 흡착현상이 발생하여, 모든 땜납볼을 마스크 개구부에 정확하게 충전할 수 없는 경우가 있다.

또한, 일본국 특개2003-309139호 공보의 방법에서는, 리페어 후에 잔존 플럭스의 양이 적어져 있을 가능성이 있어, 리플로우 시에 땜납의 젖음성이 나쁜 경우, 땜납볼이 녹았을 때에 전극 패드부에 대한 땜납부착이 불완전해지는 젖음 불량이 발생할 염려가 있다.

또, 인접하는 땜납볼 사이의 거리가 가까운 경우, 땜납볼을 흡착하는 관부재가 정전기를 띠면, 기판 상에 공급한 땜납볼로부터 관부재를 분리하려고 하여도, 땜납볼이 관부재에 정전기로 흡착된 상태가 되어, 관부재로부터 떨어지지 않는 경우가 있다. 따라서, 보수의 수율저하로 연결되어, 생산성이 열화된다.

일본국 특개2003-309139호 공보의 방법에서는, 상기의 대책으로서, 레이저광 조사부에 의하여 관부재의 안쪽으로부터 레이저광을 조사하여 땜납볼을 용융시켜 가고정하고 있는 것이나, 레이저광 조사장치를 설치함으로써 비용이 매우 상승하고, 이 때문에 관부재의 구성 및 재질 등도 발열하지 않는 재료 등을 사용할 필요가 있어 제약을 받는다.

본 발명은 상기 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 땜납볼을 기판면 상에 공급한 후에 검사에 의하여 결함을 발견한 경우에, 결함의 수복을 저비용으로 효율적이고 확실하게 행하는 것이 가능하게 되는 땜납볼 검사 리페어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 기판의 전극 패드 상에 탑재된 땜납볼의 상태를 검사하여, 결함이 검출된 전극 패드에 땜납볼을 공급하는 수복용 디스펜서를 구비한 땜납볼 검사 리페어장치에 있어서, 상기 수복용 디스펜서는, 상기 땜납볼을 유지하는 흡착 노즐과, 상기 흡착 노즐 내에 형성한 관통구멍과, 상기 흡착 노즐의 상기 관통구멍의 내부를 이동 자유로운 심봉과, 상기 심봉의 끝부가 상기 땜납볼을 상기 전극 패드에 대하여 가압하고 있는 상태에서, 상기 흡착 노즐을상기 땜납볼로부터 떨어지는 방향으로 이동시키는 구동기구를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 땜납볼 검사 리페어장치는, 상기 구동기구에 의하여 상기 심봉이 상기 흡착 노즐의 축방향을 따라 이동하고, 상기 심봉의 끝부가 상기 흡착 노즐의 선단부로부터 돌출할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 땜납볼 검사 리페어장치는, 상기 구동기구에 의하여 상기 심봉이 상기 흡착 노즐 내에 형성한 상기 관통구멍을 통하여 이동하고, 상기 심봉이 상기 관통구멍의 개구단부를 막아 상기 관통구멍 내의 간격을 협소상태로 하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 땜납볼 검사 리페어장치는, 상기 땜납볼을 흡착하는 상기 흡착 노즐의 선단부가 테이퍼 홈 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 전극 패드 상으로 땜납볼이 탑재된 기판을 반입하고, 상기 전극 패드 상의 땜납볼의 상태를 검사하여 결함을 검출한 경우에, 결함을 수복하기 위하여, 불량 땜납볼을 제거하는 제거용 디스펜서와, 신규 땜납볼을 결함 전극 패드에 공급하는 수복용 디스펜서를 구비한 땜납볼 검사 리페어장치에 있어서, 상기 수복용 디스펜서는, 진공 흡착하는 흡착 노즐과 상기 흡착 노즐 내부를 상하 이동하는 심봉을 구비하고, 상기 심봉으로 신규 땜납볼을 아래쪽으로 가압한 상태에서상기 흡착 노즐을 상승시키는 구성인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 미리 플럭스 인쇄한 복수의 전극 패드 상으로 땜납볼을 탑재한 기판을 반입하여, 상기 기판 상의 땜납볼의 상태를 검사하여 결함을 발견하였을때에, 상기 결함을 수복하는 땜납볼 검사 리페어방법에 있어서, 상기 결함이 땜납볼의 위치 어긋남 또는 더블볼 시에는, 상기 땜납볼을 제거하고, 수복용 디스펜서의 흡착 노즐로 신규 땜납볼을 흡착하고, 상기 흡착된 땜납볼에 플럭스를 부착시키켜, 결함부분으로 반송하고, 결함부분에 탑재 후, 상기 수복용 디스펜서에 내장한심봉으로 탑재 땜납볼을 전극부에 가압하면서 흡착 노즐을 땜납볼로부터 분리하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 기판의 전극 패드 상에 탑재된 땜납볼의 상태를 검사하여 결 함을 수복하는 땜납볼 검사 리페어방법에 있어서, 결함부분에 제거용 디스펜서의 노즐부로부터 플럭스를 공급하는 공정과, 수복용 디스펜서의 흡착 노즐로 땜납볼을 흡착하여 유지하는 공정과, 상기 땜납볼을 결함부분의 전극 패드 상으로 반송하여탑재하는 공정과, 상기 흡착 노즐 내를 이동하는 심봉의 끝부를 상기 땜납볼에 맞닿게 하는 공정과, 상기 심봉의 끝부가 상기 땜납볼에 맞닿고, 상기 땜납볼을 상기전극 패드에 대하여 가압하고 있는 상태에서, 상기 흡착 노즐을 상기 땜납볼로부터떨어지는 방향으로 이동시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여, 기판 상에 땜납볼을 탑재·인쇄하고, 인쇄된 땜납볼의 결함을 검사하여 수복하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 장치 및 방법의 적합한 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1에, 플럭스 인쇄 및 땜납볼 탑재·인쇄공정의 개요를 나타낸다.

도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판(21)의 전극 패드(22) 상에 소정량의 플럭스(23)를 스크린 인쇄법에 의하여 전사한다. 본 실시예에서는, 스크린(20)에는 고정밀도의 패턴 위치 정밀도를 보장할 수 있도록, 애디티브법으로 제작한 메탈 스크린을 사용하고 있다. 그리고, 테이블 상에 탑재한 기판(21)과 스크린(20)에 미리 설치하고 있는 위치 맞춤용 마크를 카메라(15f)로 촬상하여, 기판 탑재 테이블(10f)을 수평방향으로 이동시켜, 위치 어긋남의 보정을 행한다. 스퀴지(3)로서는 각(角)스퀴지, 검(劍)스퀴지, 및 평스퀴지 중 어느 것을 사용하여도 된다. 먼저, 플럭스(23)의 점도·틱소성에 따른 스크린갭, 인쇄압, 및 스퀴지 속 도 등의 조건을 설정한다. 그리고, 설정된 조건으로 플럭스의 인쇄를 실행한다.

인쇄된 플럭스(23)의 양은 카메라(15f)로 관측하여 그 양을 판단하고, 플럭스(23)의 양이 적은 경우, 땜납볼 충전 시에 땜납볼을 전극 패드(22) 상에 부착할 수 없을 염려가 있다. 또 리플로우 시의 땜납 젖음 불량의 요인이 되어, 깨끗한 형상의 범프를 형성할 수 없고, 범프 높이불량이나 땜납 접속강도 부족의 요인도 된다.

반대로 플럭스의 양이 너무 많은 경우, 땜납볼 탑재·인쇄 시에 스크린의 개구부에 여분의 플럭스가 부착되면, 땜납볼이 스크린의 개구부에 부착되어, 땜납볼을 기판 상으로 전사할 수 없게 된다. 이와 같이 플럭스 인쇄는, 땜납볼 탑재에서의 품질을 유지하기 위하여 매우 중요한 팩터이다.

다음에 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 플럭스(23)가 인쇄된 기판(21)의 전극 패드(22) 상에 땜납볼(24)을 탑재·인쇄한다. 본 실시예에서는, 직경 약 10 ㎛의 땜납볼을 사용한다. 땜납볼(24)의 탑재에서 사용하는 스크린(20b)에는, 고정밀도의 패턴 위치 정밀도를 확보할 수 있도록 애디티브법으로 제작한 메탈 스크린을 사용한다.

스크린(20b)의 재질로는 예를 들면 니켈과 같은 자성체 재료를 사용한다. 그것에 의하여, 스크린(20b)은, 스퀴지(10)에 설치되어 있는 자석(10s)으로부터 자력으로 흡인되고, 기판(21)과 스크린(20b) 사이의 갭을 제로로 할 수 있다. 따라서, 땜납볼(24)이 기판(21)과 스크린(20b)의 사이로 잠입하여 잉여 볼을 발생시킨다는 불량을 방지할 수 있다.

또, 스크린(20b)의 이면의 개구부 근방에는 수지제 또는 금속제의 미소한 지주(20a)를 설치하고 있다. 이것에 의하여, 플럭스(23)가 번진 경우의 퇴피부를 구성하고 있다. 따라서, 플럭스(23)를 인쇄한 기판(21)이 스크린(20b)에 밀착하였을 때에, 플럭스(23)의 번짐이 스크린의 개구부 내에 부착하는 것을 방지할 수 있다.

기판(21)의 코너 4점에는 위치 결정 마크(도시 생략)가 설치되어 있다. 기판(21) 상의 위치 결정 마크와 스크린(20b)측의 위치 결정 마크(도시 생략)를 카메라(15f)(도 2 참조)에 의하여 시각 인식하고, 고정밀도로 위치 맞춤한다. 그것에 의하여, 소정의 전극 패드(22) 상에 땜납볼(24)을 고정밀도로 공급하는 것이 가능하게 된다.

스크린(20b) 상에 나타낸 슬릿 형상체(63)는, 땜납볼을 공급하기 위한 충전 유닛(도 4 참조)을 구성하는 하나의 요소이다. 슬릿 형상체(63)를 요동시키면서 충전 유닛이 화살표(60V)방향으로 이동함으로써, 땜납볼(24)이 밀려 구르게 되고, 스크린(20b)의 개구부(20d)로 차례로 충전되어 간다.

도 2는, 플럭스 인쇄부터 땜납볼 검사 리페어까지의 공정의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 2에 나타내는 장치는, 플럭스 인쇄부(101), 땜납볼 탑재·인쇄부(103) 및 검사·리페어부(104)를 일체로 하여 구성한 것이다. 각 부는 벨트 컨베이어(25)로 연결되고, 그 벨트 컨베이어(25)에 의하여 기판이 반송된다. 플럭스 인쇄부(101) 및 땜납볼 탑재·인쇄부(103)에는, 작업을 위한 테이블(10f, 10b)이 설치되어 있다. 이 테이블(10f, 10b)을 상하 이동하여 기판의 수수(授受)를 행한다. 테이 블(10f, 10b)은 수평방향(XYθ방향)으로도 이동 가능하게 구성하고 있다. 또, 카메라(15f, 15b)로 스크린(20, 20b)과 기판의 위치 맞춤 마크(도시 생략)를 촬상함으로써, 스크린(20 20b)과 기판의 위치 맞춤을 행할 수 있게 구성하고 있다. 또한, 땜납볼 인쇄 후의 기판 상의 인쇄상태(볼의 탑재상태)를 검사하기 위한 카메라(15a)가 검사·리페어부(104)에 설치되어 있다. 또 도시 생략하였으나, 이들 동작제어나 화상처리, 검사판단을 행하기 위한 제어장치가 따로 설치되어 있다. 본 도면에서는, 검사·리페어부(104)에는 테이블을 설치하지 않고, 벨트 컨베이어(25) 상에서 검사·리페어를 행하도록 하고 있으나, 도시 생략하고 있으나, 기판 위치 결정용 기구는 구비하고 있다. 또 테이블을 설치하는 구성으로 하여도 되는 것은 물론이다. 또 각 마스크 하부에는 도시 생략한 마스크 이면을 청소하기 위한 판 밑 청소장치가 설치되어 있다.

도 3에, 본 실시예에서의 범프 형성공정의 플로우차트를 나타낸다.

먼저 기판을 플럭스 인쇄부로 반입한다(단계 1). 그 후, 스크린과 기판의 위치 맞춤을 행하고, 스크린 상으로 도포 헤드를 강하시켜, 소정의 인쇄압을 가한 상태에서 도포 헤드를 이동함으로써 스크린 상에 설치한 개구부로부터 전극 패드 상에 소정량의 플럭스를 인쇄한다(단계 2). 다음에 플럭스 인쇄 후의 스크린 개구상황을 카메라(15f)에 의하여 촬상하고, 촬상결과를 화상처리하여 검사한다(단계 3). 검사 결과 NG(불량)인 경우, 인쇄장치 내에 구비한 판밑 청소장치로 자동적으로 스크린 청소를 실시하고, 필요에 따라 플럭스를 공급 보충한다. 또 NG가 난 기판은, 땜납볼 인쇄 이후의 공정을 실시하지 않도록, NG 신호와 함께 후속 공정의 컨베이어 상에서 대기시켜 라인 밖으로 배출한다. 인라인의 NG 기판 스토커 등을 사용함으로써 매거진 일괄로 배출하여도 된다. NG 기판은 라인 밖의 공정에서 세정 실시 후, 다시 플럭스 인쇄에 사용 가능하게 된다(단계 4).

양품 기판에 대해서는 땜납볼 인쇄·탑재를 실시한다(단계 5). 땜납볼 탑재·인쇄가 종료하면, 판 분리시키기 전에, 스크린의 위쪽으로부터 스크린 개구 내에서의 땜납볼의 충전상황을 검사한다(단계 6). 그 결과, 충전부족의 부분이 있었던 경우, 다시 땜납볼 충전 헤드를 동작시켜, 땜납볼 탑재·인쇄동작을 실행한다(단계 7). 이에 의하여 땜납볼의 충전율을 향상시킬 수 있다.

단계 6의 검사에서 OK가 되면, 판 분리를 실시하고(단계 8), 검사·리페어장치로 땜납볼의 탑재상황을 검사한다(단계 9). 땜납볼 탑재상황의 검사에 의해 NG의 경우는, 수복용 디스펜서에 땜납볼을 흡착 유지하고, 당해 땜납볼에 플럭스를 공급하고 나서, 불량부분의 전극 패드부에 땜납볼을 재공급한다(단계 10). 탑재상황의 검사에 의하여 OK인 경우, 리플로우장치로 땜납볼을 용융하여(단계 11), 땜납볼이 완성된다.

도 4는, 땜납볼 탑재·인쇄부에서의, 땜납볼을 기판 상에 탑재하기 위한 땜납볼 공급 헤드(충전 유닛)의 구성을 나타내는 도면이다.

땜납볼 공급 헤드(60)는, 박스체(61)와 덮개(64)와 시브 형상체(62)로 형성되는 공간에 땜납볼(24)을 수납하는 볼 케이스와, 시브 형상체(62)의 아래쪽으로 간격을 두고 설치된 슬릿 형상체(63)를 구비하고 있다. 시브 형상체(62)는, 공급 대상 땜납볼(24)의 직경에 적합하도록, 그물코 형상의 개구 또는 연속된 장방형상 의 슬릿부 등의 개구를 가지는 아주 얇은 금속판으로 형성하고 있다. 시브 형상체(62)의 아래쪽에는, 슬릿형상체(63)을 배치하고, 슬릿 형상체(63)가 스크린(20b)과 면 접촉하도록 구성하고 있다.

또, 덮개(64)의 윗쪽에 설치된 인쇄 헤드 승강기구(4)에 의하여, 스크린(20b)에 대한 슬릿 형상체(63)의 접촉 정도·갭을 미세 조정할 수 있다. 슬릿 형상체(63)는 자성재료로 이루어지는 아주 얇은 금속판으로 형성하고 있다. 자성재료를 사용함으로써, 자석을 설치한 스테이지(10)로부터의 자력에 의하여, 자성재료로 형성된 스크린(20b)에 대하여 슬릿 형상체(63)가 흡착 가능하게 한 것이다. 슬릿 형상체(63)는, 대상인 땜납볼(24)의 직경 및 스크린(20b)의 개구부(20d)의 치수에 적합하도록, 예를 들면 그물코 형상의 개구 또는 연속된 장방형상의 슬릿부를 가진다.

또한, 땜납볼 공급 헤드(60)는, 볼 케이스에 설치하고 있는 시브 형상체(62)를 수평방향으로 진동을 가하는 수평 진동기구를 구비하고 있다. 수평 진동기구는, 볼 케이스의 측면에 대하여 평행한 위치에 형성한 부재에 가진수단(65)을 설치하고, 그 부재를 설치한 지지부재(70)를 덮개(64)의 상면에 설치함으로써 구성하였다. 이 구성에 의하여, 볼 케이스를 그 측면측에서 가진수단(65)에 의해 진동을 가함으로써, 시브 형상체(62)를 진동시킬 수 있다. 시브 형상체(62)를 진동시킴으로써, 시브 형상체(62)에 설치되어 있는 슬릿형상의 개구를 땜납볼(24)의 직경보다 크게 개방할 수 있다. 이것에 의하여, 볼 케이스에 수납한 땜납볼(24)이, 시브 형상체(62)의 슬릿부로부터 슬릿 형상체(63) 상으로 낙하한다. 슬릿 형상체(63) 상 으로 낙하시키는 땜납볼(24)의 수량, 즉 땜납볼(24)의 공급량은 가진수단(65)에 의한 가진 에너지를 제어함으로써 조정할 수 있다.

가진수단(65)은, 에어로터리식 바이브레이터를 사용하고, 압축 에어 압력을 디지털 제어에 의해 미세 조정함으로써 진동수를 제어할 수 있는 것이다. 또는, 압축 에어 유량을 제어하여 진동수를 가변하여도 된다. 가진수단(65)에 의하여, 시브 형상체(62) 및 볼 케이스는, 볼 케이스 내에 수용된 땜납볼(24)에 진동을 주어, 땜납볼(24) 사이에 작용하는 반 데르 발스력에 의한 흡인력을 상쇄하여 분산시킨다. 그 분산 효과에 의하여, 땜납볼(24)의 재료나 생산환경에서의 온도·습도의 영향에 의하여 땜납볼 공급량이 변화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 생산효율을 고려한 조정이 기능하게 된다.

또, 땜납볼 공급 헤드(60)에는, 볼 케이스를 수평방향으로 요동하기 위한 수평 요동기구가 설치되어 있다. 수평 요동기구는 다음과 같이 구성되어 있다. 지지부재(70)의 상부에 리니어가이드(67)를 설치하고, 리니어가이드(67)를 이동할 수 있도록 리니어 레일을 설치한 충전 헤드 지지부재(71)가 설치되어 있다. 이 충전 헤드 지지부재(71)에는 구동용 모터(68)가 설치되어 있고, 이 구동용 모터(68)의 축에 편심 캠(66)이 설치되어 있다. 편심 캠(66)이 회전하면 지지부재(70)가 수평방향으로 이동(요동)하는 구성으로 되어 있다. 충전 헤드 지지부재(71)는 모터 지지부재(2)에 지지되어 있고, 모터 지지부재(2)에 대하여 좌우방향으로는 이동하지 않도록 구성되어 있다.

즉, 수평 요동기구는, 구동용 모터(68)에 의해 편심 캠(66)을 회전시킴으로 써, 임의의 스트로크량으로 슬릿 형상체(63)에 대하여 수평방향으로 요동동작을 주는 것이다. 슬릿 형상체(63)는, 자력에 의해 스크린(20b)에 흡착된 상태에서 요동 동작하기 때문에, 슬릿 형상체(63)와 스크린(20b)의 사이에는 간극이 비지 않아 확실하게 땜납볼(24)을 굴리는 것이 가능하다. 또, 슬릿 형상체(63)의 개구 사이즈에 의하여, 땜납볼(24)을 확실하게 슬릿 형상체(63)의 개구에 충전하면서 효율적인 충전동작이 가능하다. 스크린(20b)과 요동동작의 사이클 속도는, 구동용 모터(68)의 속도를 제어함으로써 임의로 가변할 수 있고, 라인 밸런스를 고려한 땜납볼(24)의 충전 택트를 설정할 수 있다. 또, 땜납볼(24)의 재료의 종류, 스크린(20b)의 개구 및 환경조건에 적합한 사이클 속도를 조정함으로써 충전율을 제어 가능하게 하였다.

또한, 땜납볼 공급 헤드(60)에는 주걱 형상체(69)를 설치하고 있다. 땜납볼 공급 헤드(60)에 의하여 기판(21) 상에 땜납볼(24)을 공급한 후에, 스크린(20b)을 기판(21)면으로부터 분리할 때, 즉 판 분리를 실시하여 기판 상으로 땜납볼을 전사할 때에, 스크린(20b)의 판면 상에 땜납볼(24)의 잔여가 있으면, 스크린(20b)의 개구부(20d)를 통하여 땜납볼(24)이 기판(21) 상으로 낙하하여, 과잉 땜납볼이 공급되는 원인이 된다. 그 때문에, 본 실시예에서는 땜납볼 공급 헤드(60)의 진행방향으로 볼 케이스로부터 간격을 비워, 주걱 형상체(69)를 슬릿 형상체(63)와 대략 동일한 높이로 설치하고 있다. 주걱 형상체(69)의 선단은 아주 얇고 평탄 정밀도가 높은 상태로 연마되어 있고, 스크린(20b)에 밀착한 상태에서, 땜납볼(24)을 땜납볼 공급 헤드(60)의 외부로 밀려 나오지 않게 하고 있다.

또, 주걱 형상체(69)에는 자성체 재료를 사용하고, 슬릿 형상체(63)와 동일하게 자력으로 스크린(20b)에 밀착하기 때문에, 땜납볼(24)이 땜납볼 공급 헤드(60)의 외부로 밀려 나오는 것을 방지할 수 있다. 또한, 주걱 형상체(69)를 볼 케이스의 바깥 둘레부 전 영역에 설치하도록 구성하여도 된다. 주걱 형상체(69)에 의하여 스크린(20b)의 판면 상의 볼 잔여는 아주 적게 할 수 있다.

그러나, 스크린(2Ob)의 판면의 미소 변위에 의한 볼 잔여의 영향은 아직 고려되지 않았다. 그래서, 본 실시예에서는 과잉 땜납볼에 의한 불량을 더 적게 하기 위하여, 땜납볼 공급 헤드(60)에, 에어 커튼을 형성하기 위한 송풍기구(75)를 설치하였다.

즉, 인쇄 헤드 승강기구(4)를 지지하는 모터 지지부재(2)에 송풍기구(75)를 설치하여, 충전 유닛의 주위에 에어 커튼을 형성하도록 한 것이다. 이 송풍기구(75)에는 도시 생략한 압축공기 공급원으로부터 압축공기가 공급되도록 구성하고 있다. 송풍기구(75)를 사용하면, 땜납볼 공급 헤드(60)가 기판 끝면 방향으로 이동할 때에, 밀려 나온 땜납볼을 압축 에어에 의하여 땜납볼 공급 헤드(60)의 이동방향측으로 밀어 굴린다. 따라서, 판면 상의 땜납볼 잔여를 방지할 수 있다.

이하에, 땜납볼을 기판 상에 탑재·인쇄하는 동작에 대하여 설명한다.

도 5는, 땜납볼 탑재·인쇄동작을 설명하는 개략도이다. 땜납볼 탑재·인쇄동작에는, 주로 땜납볼 공급 헤드(60)와 스위퍼(130)가 사용된다.

먼저 (1)에 나타내는 바와 같이, 땜납볼 공급 헤드(60)는, 기판(21)의 길이방향으로 이동하면서, 수평 진동기구에 의하여 볼 케이스를 진동시켜, 스크린(20b) 의 개구부에 땜납볼을 충전한다. 또, (2)에 나타내는 바와 같이, 땜납볼 공급 헤드(60)는, 수평 요동기구에 의한 요동동작도 병용하여, 땜납볼을 굴려 확실하게 개구부에 충전하면서, 수평방향(화살표 A방향)으로 왕복 이동한다.

스크린 개구부에 대한 땜납볼 충전동작이 끝나면, 땜납볼 공급 헤드(60)는 (3)의 화살표 B로 나타내는 바와 같이 상승한다. 그 후, (4)의 화살표 C로 나타내는 바와 같이 기판(21)의 윗쪽을 길이방향으로 이동하고, 원래의 위치로 되돌아가면 화살표 D로 나타내는 바와 같이 스크린(20b)에 접하는 위치까지 하강하여 정지한다.

다음에, 스위퍼(130)에 의한 스윕 동작에 대하여 설명한다.

스위퍼(130)는, 상기 충전동작 후에 의도하지 않게 스크린 상에 남아 버린 땜납볼을 쓸어 모으기 위한 것이다. 스위퍼(130)의 바닥부에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 스퀴지(131)가 형성되어 있다. 스퀴지(131)는, 스위퍼(130)의 동작 진행방향과는 반대방향으로 일정 각도 경사져 설치되어 있다(세부는 도시 생략). 스퀴지(131)가 스크린 상을 이동하여 그 표면을 쓸어냄으로써, 스크린 상의 땜납볼을 빗자루와 같이 쓸어 모을 수 있다.

땜납볼 공급 헤드(60)에 의한 충전 동작이 종료하면, (5)에 나타내는 바와 같이, 스위퍼(130)가 스크린(20b)에 접한 상태에서 화살표 E로 나타내는 수평방향으로 이동한다. 즉, 스위퍼(130)의 바닥부에 설치된 복수의 스퀴지(131)가, 스크린(20b)의 상면을 따라 수평방향으로 진행한다. 이 때, 스크린(20b) 상에 남아 있는 땜납볼이 쓸어 모아져, 스크린(20b)의 비어 있는 개구부로 떨어져 넣어진다. 이것에 의하여, 뒤에서 설명하는 도 6, 7에 나타내는 바와 같은 볼없는 불량을 없앨 수 있다. 또한, 스크린(20b) 상의 땜납볼을 모두 쓸어 내어, 최종적으로 스크린(20b) 상에 잉여 땜납볼이 남아 있지 않은 상태로 한다.

스위퍼(130)는, 스크린(20b)에서의 개구부가 존재하는 끝부 부근까지 이동하면, 화살표 F로 나타내는 바와 같이 일단 상승한다. 그 후, (6)의 화살표 G로 나타내는 바와 같이 기판(21)의 윗쪽을 길이방향으로 되돌리고, 화살표 H로 나타내는 바와 같이 다시 스크린(20b)에 접하는 위치까지 하강한다. 그 후 다시 동일한 스윕 동작을 반복한다. 이 스윕 동작은, 스크린(20b) 상의 땜납볼이 완전하게 일소(一掃)될 때까지 수회에 걸쳐 실행된다. 또, 경우에 따라서는, (7)의 화살표 I로 나타내는 바와 같이, 스크린(20b) 상의 일부분에 한정된 스윕 동작을 다른 부분으로 이동하면서 연속하여 실행하여도 된다.

이상의 스윕 동작에 의하여, 비어 있는 모든 개구부에 땜납볼을 충전할 수있기 때문에, 볼없는 불량을 없애는 것이 가능하게 된다. 또, 최종적으로 스크린(20b) 상의 잉여 땜납볼이 남지 않게 모두 쓸어내지므로, 스크린(20b)을 기판(21)으로부터 분리할 때에, 스크린(20b)의 개구부에 잉여 땜납볼이 들어가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 뒤에서 설명하는 도 6, 7에 나타내는 바와 같은 더블 볼 불량을 없앨 수 있다.

도 6에, 땜납볼 탑재·인쇄 후에서의, 기판 상의 땜납볼 충전상황을 촬상한 결과의 예를 나타낸다.

인쇄 후의 기판을 카메라(15a)로 촬상한 경우, 땜납볼이 모든 전극부에 대하 여 양호하게 충전되면, (a)에 나타내는 바와 같은 상태를 관찰할 수 있다. (b)는, 땜납볼의 일부의 충전이 불완전한 상태(볼없는 불량)를 나타낸다. (c)는, 땜납볼끼리가 흡착한 더블 볼 상태, 및 잉여 땜납볼이 전극부로부터 밀려 나와 있는 상태를 나타낸다.

도 7은 땜납볼 탑재·인쇄 후의 대표적인 결함예를 나타내고 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 땜납볼 충전 불량의 예로서, 예를 들면, 땜납볼이 충전되어 있지 않은 「볼없음의 상태」, 근접하는 땜납볼끼리가 겹친 「더블볼의 상태」, 및 땜납볼이 전극부의 플럭스 도포위치로부터 어긋난 「위치 어긋남 볼의 상태」를 들 수 있다.

이들 상태에서 기판을 후속 공정(리플로우 공정)으로 보내면, 불합격품이 생산되게 된다. 그래서 기판 상의 충전상황을 검사하고, 상기한 충전 유닛(땜납볼 공급 헤드)에 의하여 탑재·인쇄 동작을 재시도함으로써, 불량품을 양품으로 수정하는 것이 가능해진다. 이 검출에는, 양품 모델과 비교하는 패턴 매칭으로 판정이 가능하다. 땜납볼 탑재·인쇄 후에, 충전 유닛에 설치한 CCD 또는 라인센서 카메라(15b)로 에어리어 단위로 일괄 인식을 행한다. 만약 NG 이면 다시 땜납볼 탑재·인쇄를 실행한다. 합격이면, 판 분리동작을 실행하고, 기판을 후속 공정으로 배출한다.

도 8은, 땜납볼 탑재·인쇄 후의 검사·리페어부에서의 리페어 작업에 대하여 설명하는 도면이다.

검사·리페어부에서는 먼저, 땜납볼 탑재·인쇄가 완료된 후, 기판 상의 충 전상황을 CCD(Charge Coupled Device) 카메라(15a)로 확인한다. 그리고 불량이 검출되면, 불량 부분의 위치 좌표를 구한다. 더블 볼, 위치 어긋남 볼, 과잉 볼 등의 불량의 경우, (1)에 나타내는 바와 같이, 제거용 디스펜서인 흡인용 진공 흡착 노즐(86)이, 불량 땜납볼(24x)의 위치로 이동한다. 그리고, 불량 땜납볼(24x)을 진공 흡착하고, 불량 볼 폐기 스테이션(도시 생략)으로 이동시킨다. 불량 볼 폐기 스테이션에서는, 폐기 박스(83)(도 9 참조)에 볼을 진공 차단에 의하여 낙하·폐기한다.

땜납볼(24)이 공급되어 있지 않은 전극 패드부를 검출한 경우나, 진공 흡착 노즐(86)로 불량 땜납볼을 제거한 경우는, (2)에 나타내는 바와 같이, 땜납볼 수납부(84)에 수납되어 있는 정상의 땜납볼(24)을, 수복용 디스펜서(87)를 사용하여 부압에 의해 흡착한다. 그리고 (3)에 나타내는 바와 같이, 정상적인 땜납볼(24)을 흡착한 수복용 디스펜서(87)는, 땜납볼 수납부(84)로부터 플럭스 공급부(85)로 이동한다. (4)에 나타내는 바와 같이, 플럭스 공급부(85)에 축적되어 있는 플럭스(23)에, 땜납볼(24)을 흡착한 수복용 디스펜서(87)를 이동하여, 땜납볼(24)을 플럭스(23)에 침지함으로써, 땜납볼(24)에 플럭스(23)를 첨가한다. 그 후, (5)에 나타내는 바와 같이, 땜납볼(24)을 흡착한 수복용 디스펜서(87)를, 기판 상의 결함이 있던 부분으로 이동한다. 제일 마지막으로 (6)에 나타내는 바와 같이, 결함부에 땜납볼(24)을 공급한다. 상기한 (1)∼(6)의 공정에서 리페어 작업이 완료된다.

상기 공정에서, 제거용 디스펜서를 플럭스 공급용 디스펜서로서 겸용할 수 있도록 하여, 불량 땜납볼을 제거한 후에, 결함부분에 플럭스를 공급하는 방법도 실시할 수 있다. 이 경우, 신규의 땜납볼을 공급 시에, 플럭스를 부착시키는 공정을 행하지 않아도 된다.

또한, 상기한 검사에서, 위치 어긋남 볼 등의 불량 볼을 제거한 경우는, 상기한 리페어 작업으로 정상의 땜납볼을 정확한 위치에 보급하여 결함을 수복하는 것이 가능하다.

도 9는, 검사 리페어장치의 개략 구성에 대하여 설명하는 도면으로, 검사·리페어부를 하나의 독립된 장치로 하여 위에서 본 평면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 반입 컨베이어(81)로부터 검사 대상의 기판(21)이 반입되면, 검사부 컨베이어(82) 상으로 건네지고, 화살표 J방향으로 반송된다. 검사부 컨베이어(82)의 상부에는 문형(門型) 프레임(80)이 설치되어 있다. 문형 프레임(80)의 반입 컨베이어(81)측에는, 기판 반송방향(화살표 J 방향)에 대하여 직각방향으로 라인센서(79)가 배치되어 있다. 이 라인센서(79)에 의하여, 기판(21) 상의 전극 패드(22)에 인쇄한 땜납볼(24)의 상태를 검출한다. 또한 여기서는, 땜납볼의 상태 검출기로서 라인센서(79)를 설치한 구성으로 하였으나, 촬상용 카메라를 설치하여, 문형 프레임(80)의 길이방향으로 이동하여 땜납볼의 상태를 촬상하여 결함을 검출하는 구성으로 하여도 된다.

문형 프레임(80)을 지지하는 한쪽의 다리측에는, 정상인 땜납볼을 수납한 땜납볼 수납부(84)와, 플럭스 공급부(85)가 설치되어 있다. 또 다른쪽 다리측에는, 폐기박스(83)가 설치되어 있다. 문형 프레임(80)에는, 불량 땜납볼을 흡인 제거하기 위한 제거용 디스펜서인 진공 흡착 노즐(86)과, 기판 상의 결함을 보수하기 위 한 수복용 디스펜서(87)가, 리니어 모터에 의하여 수평방향(화살표 K 방향)으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

검사부 컨베이어(82)는, 화살표 J 방향 및 그 반대방향으로 왕복 이동할 수 있게 구성되어 있다. 기판(21)의 결함 위치에 따라, 수복용 디스펜서(87)나 진공 흡착 노즐(86)의 위치에 결함 위치를 맞출 수 있도록 구성하고 있다. 검사·리페어가 종료된 기판(21)은 반출 컨베이어(88)에 의하여 반출되고, 리플로우장치로 보내진다. 상기 구성에 의하여, 도 8에서 설명한 동작으로 검사 리페어를 행하는 것이 가능해진다.

도 10은 수복용 디스펜서의 구성을 나타내는 측면도, 도 11은 수복용 디스펜서의 선단부에서의 땜납볼의 흡착 분리동작을 설명하는 확대도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 수복용 디스펜서(87)에는, 땜납볼을 유지하여 이동시키기 위한 예를 들면 플라스틱제의 흡착 노즐(90)이 형성되어 있다(단, 재질은 플라스틱제로 한정되는 것은 아니다). 흡착 노즐(90)은 선단부(98)로부터 윗쪽을 향하여 테이퍼 형상으로 설치되어 있다. 즉, 흡착 노즐(90)은 선단부(98)로부터 기단(基端)부(99)를 향하여 폭이 확대되어 가는 형상으로 되어 있다. 흡착 노즐(90) 내에는 관통구멍(92)이 형성되어 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 관통구멍(92)도 또[흡착 노즐(90)의 형상만큼은 아니나] 윗쪽을 향하여 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 즉, 관통구멍(92)은 상부가 될수록 굵고, 하부가 될수록 가늘어지도록 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 관통구멍(92)의 하단에 설치한 개구단부(92a)의 내경이, 뒤에서 설명하는 심봉(91)의 외경과 대략 동일해지도록, 관통구 멍(92)을 형성한다. 관통구멍(92)의 내부 공간에는, 도시 생략한 부압 인가기구에 의하여 부압이 실시되도록 되어 있다.

흡착 노즐(90)은 노즐 지지 프레임(94)에 볼트 등에 의하여 고정되어 있다. 노즐 지지 프레임(94)은 구동부(96)에 연결되어 있다. 그 때문에, 흡착 노즐(90)은 구동부(96)와 함께 상하방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다.

흡착 노즐(90) 내의 관통구멍(92)에는 심봉(91)이 시일부재(도시 생략)를 거쳐 삽입, 유지되어 있다. 심봉(91)은, 가령 직경 약 10 ㎛의 원주형상의 금속제의 막대이며, 강도가 크게 대전하기 어려운 재질로 이루어진다[단, 심봉(91)의 형상과 재질은 상기에 한정되지 않는다]. 관통구멍(92)의 개구단부(92a)의 부분을 제외하고, 심봉(91)의 외경은 관통구멍(92)의 내경보다 작고, 심봉(91)은 흡착 노즐(9O)의 축방향으로 자유롭게 상하 이동할 수 있게 되어 있다. 심봉(91)의 상단부(91a)는 지지부재(93)에 고정되어 있다. 지지부재(93)는 모터(95)에 연결되어 있고, 심봉(91)과 함께 상하방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 되어 있다.

지지부재(93)와 구동부(96)는 리니어 레일(97)을 거쳐 접속되어 있기 때문에, 지지부재(93)와 구동부(96)는 각각 독립하여 상하 이동할 수 있게 되어 있다. 즉, 지지부재(93)에 설치된 심봉(91)과, 구동부(96)에 연결한 흡착 노즐(90)은 각각 독립하여 상하 이동이 가능하다.

상기한 지지부재(93), 노즐 지지 프레임(94), 모터(95), 구동부(96), 리니어 레일(97) 등으로 구동기구를 구성하고 있다.

지지부재(93)가 하강, 또는 흡착 노즐(90)이 상승하면, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 지지부재(93)의 하단면과 흡착 노즐(90)의 상단면이 맞닿는다. 이 맞닿음 상태에서, 심봉(91)의 하단부(91b)가 흡착 노즐(90)의 선단부(98)로부터 아래방향으로 돌출한다. 상기 기능을 실현하기 위하여, 심봉(91)의 전장(全長)(A)은 흡착 노즐(90)의 전장(B)보다 길어지도록 구성되어 있다.

또한, 도 11에 확대하여 나타내는 바와 같이, 흡착 노즐(90)의 선단부(98)는 땜납볼(24)을 유지하기 쉽도록, 테이퍼 홈의 형상으로 가공되어 있다. 흡착 노즐(90)의 선단부(98)가 테이퍼 홈의 형상으로 가공되어 있음으로써, 땜납볼(24)을 진공 흡착하였을 때에, 땜납볼(24)이 테이퍼 홈 내에 정확하고 양호하게 피트되어, 땜납볼(24)이 선단부(98)로부터 용이하게 떨어지기 어렵게 된다. 또한, 선단부(98)의 홈부의 형상을, 땜납볼(24)의 형상과 동일한 구(球)형상으로 함으로써, 더욱 양호한 흡착이 가능하게 된다. 그러나, 선단부(98)의 형상은 상기에 한정되는 것은 아니다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 수복용 디스펜서에 의한 땜납볼의 결함 리페어 동작을 설명한다.

제일 먼저, 수복용 디스펜서(87)의 흡착 노즐(90)로, 보수하기 위한 신규 땜납볼(24)(직경 약 30 ㎛)을 흡착한다. 이때, 흡착 노즐(90) 내에는 관통구멍(92)을 거쳐 부압이 공급되기 때문에, 땜납볼(24)은 흡착 노즐(90)의 선단부(98)에 진공 흡착된다. 도시는 생략하나, 심봉(91)이 삽입되어 있는 관통구멍(92)의 상부로부터 부압이 새지 않는 구조가 설치되어 있다. 또 이때, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 심봉(91)은 흡착 노즐(90)의 선단부(98)로부터 안쪽(윗쪽)으로 인입되어 있는 상태로 되어 있다.

이 흡착상태에서, 땜납볼(24)을 결함 부분의 전극 패드(120) 윗쪽으로 반송하고, 수복용 디스펜서(87)를 전극 패드(120) 방향으로 강하시켜, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 전극 패드(120) 상의 플럭스(121) 내에 땜납볼(24)을 탑재한다.

다음에, 모터(95)를 구동하여, 심봉(91)의 하단부(91b)가 땜납볼(24)에 맞닿을 때까지, 심봉(91)을 흡착 노즐(90)의 관통구멍(92)을 통하여 강하시킨다. 그것에 의하여, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 심봉(91)이 땜납볼(24)을 전극 패드(120)에 대하여 가압하게 된다. 상기와 같이 심봉(91)의 외경과 관통구멍(92)의 개구단부(92a)의 내경은 대략 동일하기 때문에, 심봉(91)의 이동과정에서, 심봉(91)이 관통구멍(92)의 개구단부(92a)를 막는 상태가 된다. 그 때문에, 관통구멍(92) 내의 간극이 협소상태가 되고, 부압력이 작용하여도, 그것에 의한 진공 흡착(부압)력이 작아져, 땜납볼(24)은 흡착 노즐(90)로부터 분리 자유롭게 된다.

따라서, 상기 구성에 의하면 부압을 차단하기 위한 진공펌프 밸브를 따로 설치할 필요가 없어, 비용절감으로 연결된다.

다음에, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 심봉(91)으로 더블 볼(24)을 전극 패드(120)에 가압한 상태에서, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이 흡착 노즐(90)을 상승시켜 땜납볼(24)로부터 분리한다.

제일 마지막으로, 모터(95)를 구동하여, 심봉(91)을 다시 상승시켜 땜납볼(24)로부터 분리한다. 이 때, 심봉(91)과 땜납볼(24)과의 접촉 면적은 매우 작기 때문에, 가령 정전기가 발생하여도 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에, 심 봉(91)과 땜납볼(24)의 분리는 문제없이 원활하게 행하여진다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 의한 땜납볼 검사 리페어장치는, 보수용 디스펜서(87) 내로 상하 이동할 수 있는 심봉(91)을 설치하여, 땜납볼(24)을 결함이 있었던 부분에 공급할 때에, 땜납볼(24)을 심봉(91)으로 물리적으로 전극 패드(120)측으로 가압하면서, 흡착 노즐(91)을 끌어 올려 땜납볼(24)로부터 떼어 놓도록 함으로써, 땜납볼을 전극 패드 상에 효율적으로 확실하게 탑재할 수 있다.

또, 땜납볼 탑재를 위해 예를 들면 레이저광 조사장치와 같은 고가의 장치를 사용하는 일 없이, 심플한 구성으로 상기한 기능을 실현하였기 때문에, 장치의 제조비용을 낮게 억제하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 실시예에 의한 땜납볼 검사 리페어장치 및 땜납볼 검사 리페어방법을 적합한 실시형태에 의거하여 설명하여 왔으나, 본 발명은 상기한 실시형태에 의하여 한정적으로 해석되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 그 취지, 주요한 특징으로부터 일탈하지 않는 범위에서, 여러가지 변경 및 다양한 형태에서의 실시가 가능하다.

본 발명의 땜납볼 검사 리페어장치에서는, 기판 상으로 공급된 땜납볼을, 심봉으로 전극 패드에 대하여 가압하고 있는 상태에서, 흡착 노즐을 끌어 올려 땜납볼로부터 떼어 놓도록 하였다. 그것에 의하여, 땜납볼을 전극 패드 상에 효율적으로 확실하게 탑재할 수 있다. 또, 예를 들면 레이저광 조사장치와 같은 고가의 장치를 사용하는 일 없이, 심플한 구성으로 상기 기능을 실현하였기 때문에, 장치의 제조 비용을 낮게 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 플럭스 인쇄 및 땜납볼 탑재·인쇄공정을 나타내는 개략도,

도 2는 플럭스 인쇄로부터 땜납볼 검사 리페어까지의 공정을 설명하는 개략도,

도 3은 범프형성의 공정을 나타내는 플로우차트,

도 4는 땜납볼 공급 헤드의 전체 구조를 나타내는 측면도,

도 5는 땜납볼 탑재·인쇄동작을 설명하는 개략도,

도 6은 땜납볼 탑재·인쇄 후의 기판의 상태예를 나타내는 평면도,

도 7은 땜납볼 탑재·인쇄 후의 대표적인 결함예를 나타내는 개략도,

도 8은 땜납볼 탑재·인쇄 후의 리페어작업에 대하여 설명하는 개략도,

도 9는 검사 리페어장치의 개략 구성에 대하여 설명하는 평면도,

도 10은 수복용 디스펜서의 구성을 나타내는 측면도,

도 11은 수복용 디스펜서의 선단부에서의 땜납볼의 흡착 분리동작을 설명하는 확대도이다.

Claims (7)

1. 기판의 전극 패드 상에 탑재된 땜납볼의 상태를 검사하여, 결함이 검출된 전극 패드에 땜납볼을 공급하는 수복용 디스펜서를 구비한 땜납볼 검사 리페어장치에 있어서,

   상기 수복용 디스펜서는,

   상기 땜납볼을 흡착 유지하는 흡착 노즐과,

   상기 흡착 노즐 내에 형성한 관통구멍과,

   상기 흡착 노즐의 상기 관통구멍의 내부를 이동 가능하고, 상기 흡착 노즐로부터 상기 땜납볼을 분리시키기 위한 심봉과,

   상기 심봉의 끝부가 상기 땜납볼을 상기 전극 패드에 대하여 가압하고 있는 상태에서, 상기 흡착 노즐을 상기 땜납볼로부터 떨어지는 방향으로 이동시키는 구동기구를 포함하며,

   상기 땜납볼을 흡착하는 상기 흡착 노즐의 선단부가 테이퍼 홈 형상으로 형성되고, 상기 흡착 노즐 내의 관통구멍이 위쪽을 향하여 폭이 확대되도록 페이퍼 형상으로 형성되며,

   상기 구동기구에 의해서 상기 심봉이 상기 흡착 노즐 내에 형성한 상기 관통구멍을 통과하여 이동하고, 상기 심봉이 상기 관통구멍의 개구 끝부를 막아 상기 관통구멍 간극을 협소 상태로 할 수 있는 것을 특징으로 하는 땜납볼 검사 리페어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동기구에 의하여 상기 심봉이 상기 흡착 노즐의 축방향을 따라 이동하고, 상기 심봉의 끝부가 상기 흡착 노즐의 선단부로부터 돌출할 수 있는 것을 특징으로 하는 땜납볼 검사 리페어장치.
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5. 전극 패드 상에 땜납볼이 탑재된 기판을 반입하고, 상기 전극 패드 상의 땜납볼의 상태를 검사하여 결함을 검출한 경우에, 결함을 수복하기 위하여, 불량 땜납볼을 없애는 제거용 디스펜서와, 신규 땜납볼을 결함 전극 패드에 공급하는 수복용 디스펜서를 구비한 땜납볼 검사 리페어장치에 있어서,

   상기 수복용 디스펜서는, 진공 흡착하는 흡착 노즐과 상기 흡착 노즐 내부를 상하 이동하는 심봉을 구비하고, 상기 심봉이 상기 노즐의 선단으로부터 돌출하였을 때에, 상기 심봉으로 상기 노즐의 관통구멍을 협소 상태로 함과 함께, 상기 심봉으로 상기 신규 땜납볼을 아래쪽으로 누른 상태에서 상기 흡착 노즐을 상승시킴으로써, 상기 흡착 노즐로부터 상기 신규 땜납볼을 분리하는 구성인 것을 특징으로 하는 땜납볼 검사 리페어 장치.
6. 미리 플럭스 인쇄한 복수의 전극 패드 상에 땜납볼을 탑재한 기판을 반입하여, 상기 기판 상의 땜납볼의 상태를 검사하여 결함을 발견하였을 때에, 상기 결함을 수복하는 땜납볼 검사 리페어방법에 있어서,

   상기 결함이 땜납볼의 위치 어긋남 또는 더블 볼일 때에는, 상기 땜납볼을 제거하고, 수복용 디스펜서의 흡착 노즐로 신규 땜납볼을 흡착하고, 상기 흡착된 신규 땜납볼을 플럭스 저류부로 이동하여, 거기서 상기 신규 땜납볼에 플럭스를 부착시키고, 그 후 결함부분으로 반송하여, 결함부분에 탑재한 후, 노즐에의 부압의 공급을 정지함과 함께, 상기 수복용 디스펜서에 내장한 심봉으로 탑재된 상기 신규 땜납볼을 전극부에 가압하면서 흡착 노즐을 상기 신규 땜납볼로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 땜납볼 검사 리페어방법.
7. 기판의 전극 패드 상에 탑재된 땜납볼의 상태를 검사하여 결함을 수복하는 땜납볼 검사 리페어방법에 있어서,

   결함부분에 제거용 디스펜서의 노즐로 플럭스를 공급하는 공정과,

   수복용 디스펜서의 흡착 노즐로 땜납볼을 흡착하여 유지하는 공정과,

   상기 땜납볼을 결함부분의 전극 패드 상으로 반송하여 탑재하는 공정과,

   상기 흡착 노즐 내의 부압을 정지하고, 상기 흡착 노즐 내를 이동하는 심봉의 끝부를 상기 땜납볼에 맞닿게 하고, 상기 심봉의 끝부가 상기 땜납볼에 맞닿아, 상기 땜납볼이 상기 전극 패드에 대하여 가압되어 있는 상태에서, 상기 흡착 노즐을 상기 땜납볼로부터 떨어지는 방향으로 이동시켜 상기 심봉으로 개구부를 막음으로써, 부압의 공급을 정지하고, 또한 땜납볼을 흡착 노즐로부터 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납볼 검사 리페어방법.

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