KR101202999B1 - Method for Reballing - Google Patents
Method for Reballing Download PDFInfo
- Publication number
- KR101202999B1 KR101202999B1 KR1020100132127A KR20100132127A KR101202999B1 KR 101202999 B1 KR101202999 B1 KR 101202999B1 KR 1020100132127 A KR1020100132127 A KR 1020100132127A KR 20100132127 A KR20100132127 A KR 20100132127A KR 101202999 B1 KR101202999 B1 KR 101202999B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solder ball
- flux
- semiconductor chip
- solder
- bga semiconductor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 505
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 184
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 158
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 86
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 210000004392 genitalia Anatomy 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
- H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3489—Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
- H01L2021/60007—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation involving a soldering or an alloying process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L24/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10734—Ball grid array [BGA]; Bump grid array
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
본 발명은 고신뢰성 고속 리볼링 공정에 관한 것으로서, 폐회로기판으로부터 분리된 BGA(Ball Grid Array) 반도체 칩을 리볼링(Reballing)하는 장치의 고신뢰성 고속 리볼링 공정에 있어서, 플럭스 플레이트(Flux Plate)에 0.1T의 점성 플럭스를 도포하는 플럭스 도포 공정과, 상기 BGA 반도체 칩의 일 면에 구비된 N(N≥1)개의 솔더볼 접합 점이 지닌 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 핀이 배열된 핀 배열부(Pin Array)가 구비된 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부를 상기 플럭스 플레이트와 접촉하여 상기 점성 플럭스를 상기 핀 배열부로 픽업하는 플럭스 픽업 공정과, 상기 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부와 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점을 일치시킨 후 접촉시켜 상기 점성 플럭스를 상기 솔더볼 접합 점에 로딩하는 플럭스 로딩 공정과, 상기 BGA 반도체 칩의 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 솔더볼 흡입 홈이 파여진 솔더볼 픽업 툴에 진공 압력을 가하여 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 흡입 홈으로 픽업하는 솔더볼 픽업 공정과, 상기 솔더볼 픽업 툴의 솔더볼 흡입 홈과 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점을 상하 방향으로 일치시킨 후 상기 솔더볼 흡입 홉의 진공 압력을 해제하여 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 점성 접합시키는 솔더볼 로딩 공정과, 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 N개의 솔더볼이 점성 접합된 BGA 반도체 칩을 오븐에 투입시켜 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 용융 접합시키는 솔더볼 접합 공정을 포함하며, 상기 오븐은 상기 BGA 반도체 칩에 시간차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 용융 접합시킨다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high reliability high speed revolving process, comprising a flux plate in a high reliability high speed revolving process of a device for reballing a BGA (Ball Grid Array) semiconductor chip separated from a closed circuit board. A flux arrangement process for applying a viscous flux of 0.1T to the pin array and a pin arrangement unit in which N pins of the same pattern as the BGA pattern of N (N≥1) solder ball joints provided on one surface of the BGA semiconductor chip are arranged A flux pick-up step of picking up the viscous flux to the pin array by contacting the pin array portion of the flux pick-up tool with the pin array with the flux plate, and a solder ball of the pin array portion of the flux pick-up tool and the BGA semiconductor chip A flux loading process in which the viscous flux is loaded onto the solder ball junction by contacting and matching the junction points, and the same as the BGA pattern of the BGA semiconductor chip A solder ball pick-up process for picking up N solder balls into the N solder ball suction grooves by applying vacuum pressure to the N solder ball suction grooves of the turn N solder ball suction grooves; Solder ball loading process of releasing the vacuum pressure of the solder ball suction hop and then viscously bonding the N solder balls to the N solder ball joint points by matching the solder ball joint points in the vertical direction, and N solder balls at the N solder ball joint points. The viscous bonded BGA semiconductor chip is put into an oven, and a solder ball bonding process is performed to melt-bond the N solder balls to the N solder ball bonding points, wherein the oven has a flux cleaning temperature and a solder ball at a time difference between the BGA semiconductor chips. Convection heat of melting temperature and solder ball cooling temperature is sequentially applied to the N solder balls. Melt-bond to two solder ball joints.
Description
본 발명은 폐회로기판으로부터 분리된 BGA(Ball Grid Array) 반도체 칩의 솔더볼 접합 점에 점성 플럭스를 이용하여 솔더볼을 점성 접합한 후, 시간차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 솔더볼을 상기 솔더볼 접합 점에 최종적으로 용융 접합시켜 리볼링 하는 공정에 관한 것이다.
According to the present invention, after viscous bonding a solder ball using a viscous flux to a solder ball bonding point of a BGA (Ball Grid Array) semiconductor chip separated from a closed circuit board, convective heat of flux cleaning temperature, solder ball melting temperature, and cooling temperature is applied. The present invention relates to a process of finally melt bonding the solder ball to the solder ball bonding point by sequentially applying the solder ball.
회로기판에 실장된 BGA 반도체 칩은 리볼링 공정을 통해 재생될 수 있다. 통상의 리볼링 공정은 폐회로기판으로부터 분리된 BGA 반도체 칩을 BGA 고정 지그에 고정한 후 상기 BGA 고정 지그에 열을 가하면서 고압 공기를 분사시켜 드레싱하고, 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점과 매칭되는 홈이 파여진 솔더볼 배열 지그를 상기 BGA 반도체 칩 위에 올려 놓은 상태에서 상기 솔더볼 배열 지그의 홈에 솔더볼을 수작업으로 배열하거나 또는 솔더볼 픽업 지그로 솔더볼을 픽업하여 상기 솔더볼 배열 지그의 홈에 솔더볼을 배열한 후, 다시 상기 BGA 고정 지그를 가열하여 상기 솔더볼을 상기 솔더볼 접합 점에 용융 접합하는 공정을 통해 이루어진다(특허출원번호: 10-2008-0004236).
The BGA semiconductor chip mounted on the circuit board may be regenerated through a revolving process. In a conventional revolving process, a BGA semiconductor chip separated from a closed circuit board is fixed to a BGA fixing jig and then heated by applying high pressure air while applying heat to the BGA fixing jig, and a groove matching the solder ball junction point of the BGA semiconductor chip. The solder ball array jig is placed on the BGA semiconductor chip, and the solder balls are manually arranged in the grooves of the solder ball array jig, or the solder balls are picked up with the solder ball pickup jig to arrange the solder balls in the grooves of the solder ball array jig. In addition, the BGA fixing jig is heated, and the solder ball is made through a process of fusion bonding to the solder ball joint point (Patent application number: 10-2008-0004236).
그러나 이와 같은 리볼링 공정은 BGA 반도체 칩을 BGA 고정 지그에 고정한 상태에서 가열하면서 고압 공기로 솔더볼 잔여물을 날려 드레싱하기 때문에 상기 BGA 반도체 칩 면에 남아있는 얇은 두께의 솔더볼 잔여물 막을 제거할 수 없는 문제점을 지니고 있다.
However, this revolving process removes the thinner solder ball residue film remaining on the BGA semiconductor chip surface because the revolving process, while the BGA semiconductor chip is fixed to the BGA fixing jig, blows the solder ball residue with high-pressure air while heating. I have a problem.
또한 상기와 같은 리볼링 공정은 솔더볼 픽업 지그에 플럭스를 묻혀 솔더볼을 수직으로 픽업하기 때문에, 상기 솔더볼 픽업 지그가 상기 솔더볼을 솔더볼 배열 지그로 이동하는 과정에서 약간의 진동에 의해서도 상기 솔더볼이 유실되어 리볼링 공정 에러를 발생시키는 문제점(대부분의 플럭스는 솔더볼을 수직방향으로 안정적으로 접착시킬 수 있을 만큼의 점성을 지니고 있지 않음)을 지니고 있으며, 상기 플럭스가 솔더볼 접합 점과 솔더볼 사이에 묻혀지는 것이 아니라 솔더볼 위(솔더볼 접합 점의 반대방향)에 묻혀지기 때문에 상기 플럭스의 세정 기능을 도모할 수 없는 문제점을 지니고 있다.
In addition, since the reballing process includes a solder buried in the solder ball pick-up jig to pick up the solder ball vertically, the solder ball is lost due to slight vibration while the solder ball pick-up jig moves the solder ball to the solder ball arrangement jig. Problems that cause bowling process errors (most fluxes do not have enough viscosity to reliably bond the solder balls vertically), and the flux is not buried between the solder ball junction points and the solder balls, rather than solder balls. Since it is buried above (opposite to the solder ball joint point), the flux cannot be cleaned.
또한 상기와 같은 리볼링 공정은 BGA 반도체 칩에 직접 열을 가하여 드레싱하거나 또는 솔더볼을 용융시키기 때문에, 상기 BGA 반도체 칩에 직접 가해지는 열 스트레스에 의해 상기 BGA 반도체 칩이 내부적으로 손상되는 문제점을 지니고 있다. 특히 상기와 같은 리볼링 공정은 솔더볼 픽업 지그의 돌출부에 용융된 솔더볼 잔여물이 융착되어 리볼링 공정 에러를 발생시키는 문제점을 지니고 있다.
In addition, the revolving process as described above has a problem in that the BGA semiconductor chip is internally damaged by thermal stress applied directly to the BGA semiconductor chip because the BGA semiconductor chip is directly heated to dress or melted solder balls. . In particular, the reballing process as described above has a problem in that the molten solder ball residue is fused to the protrusion of the solder ball pickup jig to generate a reballing process error.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 폐회로기판으로부터 분리된 BGA 반도체 칩을 지그(Jig)에 고정한 상태에서 상기 BGA 반도체 칩의 일 면에 구비된 N(N≥1)개의 솔더볼 접합 점이 지닌 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 핀이 배열된 플럭스 픽업 툴을 통해 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 점성 플럭스를 로딩하고, 상기 BGA 반도체 칩의 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 솔더볼 흡입 홈이 파여진 솔더볼 픽업 툴을 통해 N개의 솔더볼을 상기 점성 플럭스가 로딩된 N개의 솔더볼 접합 점 위에 로딩하여 상기 N개의 솔더볼(Solder Ball)과 솔더볼 접합 점을 점성 접합한 후, 상기 솔더볼이 로딩된 BGA 반도체 칩에 시간차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 최종적으로 용융 접합시켜 리볼링 하는 고신뢰성 고속 리볼링 공정을 제공하는 것이다.
An object of the present invention for solving the above problems, N (N≥1) solder ball bonding provided on one surface of the BGA semiconductor chip in a state in which the BGA semiconductor chip separated from the closed circuit board is fixed to the jig (Jig) A viscous flux is loaded into the N solder ball joint points through a flux pick-up tool in which N pins are arranged in the same pattern as the BGA pattern having a dot, and N solder ball suction grooves of the same pattern as the BGA pattern of the BGA semiconductor chip are dug. After the N solder balls are loaded onto the N solder ball junction points loaded with the viscous flux through the excitation solder ball pick-up tool, the N solder balls and the solder ball junction points are viscously bonded, and then the BGA semiconductor chip loaded with the solder balls. The N solder balls are joined to the N solder ball by sequentially applying convective heat of the flux cleaning temperature, the solder ball melting temperature, and the cooling temperature with time difference. And finally re-melted to bond bowling high reliability for a high speed to provide a Li bowling process.
본 발명에 따른 고신뢰성 고속 리볼링 공정은, 폐회로기판으로부터 분리된 BGA(Ball Grid Array) 반도체 칩을 리볼링(Reballing)하는 장치의 고신뢰성 고속 리볼링 공정에 있어서, 플럭스 플레이트(Flux Plate)에 0.1T의 점성 플럭스를 도포하는 플럭스 도포 공정과, 상기 BGA 반도체 칩의 일 면에 구비된 N(N≥1)개의 솔더볼 접합 점이 지닌 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 핀이 배열된 핀 배열부(Pin Array)가 구비된 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부를 상기 플럭스 플레이트와 접촉하여 상기 점성 플럭스를 상기 핀 배열부로 픽업하는 플럭스 픽업 공정과, 상기 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부와 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점을 일치시킨 후 접촉시켜 상기 점성 플럭스를 상기 솔더볼 접합 점에 로딩하는 플럭스 로딩 공정과, 상기 BGA 반도체 칩의 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 솔더볼 흡입 홈이 파여진 솔더볼 픽업 툴에 진공 압력을 가하여 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 흡입 홈으로 픽업하는 솔더볼 픽업 공정과, 상기 솔더볼 픽업 툴의 솔더볼 흡입 홈과 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점을 상하 방향으로 일치시킨 후 상기 솔더볼 흡입 홉의 진공 압력을 해제하여 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 점성 접합시키는 솔더볼 로딩 공정과, 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 N개의 솔더볼이 점성 접합된 BGA 반도체 칩을 오븐에 투입시켜 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 용융 접합시키는 솔더볼 접합 공정을 포함하며, 상기 오븐은 상기 BGA 반도체 칩에 시간차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 용융 접합시킨다.
The high reliability high speed revolving process according to the present invention is performed in a high reliability high speed revolving process of a device for reballing a BGA (Ball Grid Array) semiconductor chip separated from a closed circuit board. Flux coating process for applying a viscous flux of 0.1T and a pin array unit in which N pins of the same pattern as the BGA pattern of N (N≥1) solder ball joints provided on one surface of the BGA semiconductor chip are arranged ( A flux pick-up step of picking up the viscous flux to the pin array by contacting the pin array of the flux pick-up tool with a pin array with the flux plate, and solder ball bonding between the pin array of the flux pick-up tool and the BGA semiconductor chip. A flux loading process of loading the viscous flux onto the solder ball joint by bringing the points into contact with each other and then contacting the dots; A solder ball pick-up process for picking up N solder balls into the N solder ball suction grooves by applying vacuum pressure to a solder ball pick-up tool having a solder ball suction groove, and solder ball suction points of the solder ball pick-up tool and solder ball junction points of the BGA semiconductor chip. A solder ball loading process of viscous bonding the N solder balls to the N solder ball joint points by releasing the vacuum pressure of the solder ball suction hops after matching in the vertical direction; and N solder balls are viscous bonded to the N solder ball joint points. A solder ball bonding process for melting and bonding the N solder balls to the N solder ball joint points by inserting a BGA semiconductor chip into an oven, wherein the oven has a flux cleaning temperature, a solder ball melting temperature, and a solder ball at a time difference on the BGA semiconductor chip. Convection heat of cooling temperature is sequentially applied to the N solder balls to the N solders. Melt to the ball joint.
본 발명에 따르면, 상기 고신뢰성 고속 리볼링 공정은, 폐회로기판으로부터 BGA 반도체 칩을 분리하는 디테치 공정과, 솔더윅을 통해 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 잔여물을 제거하는 드레싱 공정과, 용매를 통해 상기 솔더윅에 의한 BGA 반도체 칩의 플럭스 잔여물을 제거하는 워싱 공정을 더 포함할 수 있다.According to the present invention, the high-reliability high-speed revolving process includes a deetch process for separating BGA semiconductor chips from a closed circuit board, a dressing process for removing solder ball residues of the BGA semiconductor chips through solder wicks, and a solvent. The washing process may further include removing a flux residue of the BGA semiconductor chip by the solderwick.
본 발명에 따르면, 상기 고신뢰성 고속 리볼링 공정은, 상기 솔더볼 접합 점에 솔더볼이 용융 접합되면, 용매를 통해 상기 BGA 반도체 칩의 오염물질을 제거하는 2차 워싱 공정과, 상기 2차 워싱 공정의 수분을 제거하여 베이킹 공정을 더 포함할 수 있다.
According to the present invention, the high-reliability high-speed revolving process, the second washing step of removing the contaminants of the BGA semiconductor chip through the solvent, when the solder ball is melt-bonded to the solder ball joint point, the second washing process Removing moisture may further include a baking process.
본 발명에 따르면, 상기 BGA 반도체 칩은 지그(Jig)에 고정되어 상기 N개의 솔더볼 접합 점과 상기 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부에 구비된 N개의 핀과 정렬시키고, 상기 N개의 솔더볼 접합 점과 상기 솔더볼 픽업 툴에 구비된 N개의 솔더볼 흡입 홈을 정렬시킬 수 있다.
According to the present invention, the BGA semiconductor chip is fixed to a jig to align with the N solder ball junction points and N pins provided in the pin arrangement portion of the flux pickup tool, and the N solder ball junction points and the The N solder ball suction grooves of the solder ball pickup tool can be aligned.
본 발명에 따르면, 상기 핀 배열부는 각 핀의 끝 부분이 반구형으로 제작되고, 각 핀 끝단의 핀 두께가 상기 솔더볼(또는 솔더볼 접합 점)의 직경보다 작게 제작될 수 있다.
According to the present invention, the pin arrangement portion may be manufactured in the hemispherical end portion of each pin, the pin thickness of each pin end is smaller than the diameter of the solder ball (or solder ball joint point).
본 발명에 따르면, 상기 솔더볼 흡입 홈은 홈 안쪽에 진공 압력에 의해 솔더볼이 더 이상 안쪽으로 흡입되지 않도록 상기 솔더볼을 걸어두는 걸쇠부가 구비된다.
According to the present invention, the solder ball suction groove is provided with a latch portion for hanging the solder ball so that the solder ball is no longer sucked inward by the vacuum pressure inside the groove.
본 발명에 따르면, 상기 오븐은 컨베이어를 통해 BGA 반도체 칩을 플럭스 세정 온도 구간, 솔더볼 용융 온도 구간 및 솔더볼 냉각 온도 구간으로 등속 이동시킨다.
According to the present invention, the oven moves the BGA semiconductor chip at a constant velocity through a conveyor to a flux cleaning temperature section, a solder ball melting temperature section, and a solder ball cooling temperature section.
본 발명에 따르면, 솔더볼 보관함을 진동시켜 솔더볼을 공중에 띄운 상태에서 솔더볼 픽업 툴의 솔더볼 흡입 홈에 가해지는 진공 압력을 이용하여 솔더볼을 픽업함으로써, 솔더볼 픽업 공정에서 솔더볼이 유실되는 공정 오류를 현격히 낮춤과 동시에 솔더볼 픽업 시간을 단축하는 이점이 있다.
According to the present invention, the solder ball is picked up by vibrating the solder ball storage box, and the solder ball is picked up using the vacuum pressure applied to the solder ball suction groove of the solder ball pick-up tool while the solder ball is held in the air. At the same time, there is an advantage of reducing the solder ball pickup time.
본 발명에 따르면, 플럭스 픽업 툴을 통해 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점에 점성 플럭스를 로딩한 후, 솔더볼 픽업 툴에 의해 픽업된 솔더볼을 상기 점성 플럭스가 로딩된 솔더볼 접합 점에 로딩함과 동시에 점성 접합시킴으로써, 별도의 솔더볼 배열 지그 없이도 솔더볼을 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점에 안정적으로 로딩함과 동시에 상기 솔더볼 로딩 시간을 단축하는 이점이 있다.
According to the present invention, after the viscous flux is loaded on the solder ball joint point of the BGA semiconductor chip through the flux pick-up tool, the solder ball picked up by the solder ball pickup tool is loaded on the solder ball joint point loaded with the viscous flux and at the same time the viscous joint is loaded. By doing so, there is an advantage in that the solder ball is loaded stably at the solder ball junction point of the BGA semiconductor chip without a separate solder ball arrangement jig and the solder ball loading time is shortened.
본 발명에 따르면, BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점과 솔더볼을 점성 접착한 상태에서 플럭스 세정 온도의 대류열을 통해 상기 솔더볼 접합 점과 솔더볼 사이의 플럭스 세정 기능을 활성화한 후, 솔더볼 용융 온도의 대류열을 통해 상기 솔더볼을 상기 솔더볼 접합 점에 용융 접합시킴으로써, 상기 솔더볼을 상기 솔더볼 접합 점에 솔더링(Soldering)하는 공정의 공정 오류를 현격히 낮춤과 동시에 솔더링 시간을 단축함은 물론, 상기 솔더링 과정에서 BGA 반도체 칩에 가해지는 열 스트레스를 최소화하는 이점이 있다.
According to the present invention, after activating the flux cleaning function between the solder ball junction point and the solder ball through the convection heat of the flux cleaning temperature in the state of viscous bonding the solder ball junction point and the solder ball of the BGA semiconductor chip, the convection heat of the solder ball melting temperature By melt-bonding the solder ball to the solder ball joint point through, by significantly reducing the process error of the process of soldering the solder ball to the solder ball joint point (Soldering), while reducing the soldering time, BGA semiconductor in the soldering process This has the advantage of minimizing the thermal stress on the chip.
도 1는 본 발명의 리볼링 장치 구성과 리볼링 공정을 도시한 도면이다.
도 2a와 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 플럭스 픽업 툴 구성과 이를 이용한 플럭스 픽업 공정을 도시한 도면이다.
도 3a와 도 3b 및 도 3c는 플럭스 픽업 툴을 이용한 플럭스 로딩 공정을 도시한 도면이다.
도 4a와 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 솔더볼 픽업 툴 구성과 이를 이용한 솔더볼 픽업 공정을 도시한 도면이다.
도 5a와 도 5b 및 도 5c는 솔더볼 픽업 툴을 이용한 솔더볼 로딩 공정을 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 솔더볼 접합 공정 중 점성 플럭스를 활성화시키는 공정을 도시한 것이다.
도 7는 본 발명의 솔더볼 접합 공정 중 솔더볼을 솔더볼 접합 점에 용융 접합시키는 공정을 도시한 것이다.
도 8는 본 발명의 고신뢰성 고속 리볼링 공정을 도시한 도면이다.1 is a view showing a configuration and a reballing process of the reballing apparatus of the present invention.
2a, 2b and 2c is a view showing the configuration of the flux pickup tool of the present invention and the flux pickup process using the same.
3A, 3B and 3C illustrate a flux loading process using a flux pickup tool.
4A, 4B, and 4C are views illustrating a solder ball pickup tool configuration of the present invention and a solder ball pickup process using the same.
5A, 5B and 5C illustrate a solder ball loading process using a solder ball pickup tool.
Figure 6 illustrates a process for activating the viscous flux of the solder ball bonding process of the present invention.
FIG. 7 illustrates a process of melt bonding solder balls to solder ball bonding points in the solder ball bonding process of the present invention.
8 is a diagram illustrating a high reliability fast revolving process of the present invention.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and description will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention. It should be understood, however, that the drawings and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention, and are not to be construed as limiting the present invention. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terms used below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, intention or custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout the present invention.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
As a result, the technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following examples are one means for efficiently explaining the technical spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is only.
도면1는 본 발명의 리볼링 장치 구성과 리볼링 공정을 도시한 도면이다.
1 is a view showing the configuration and reballing process of the reballing apparatus of the present invention.
보다 상세하게 본 도면1는 폐회로기판으로부터 분리된 BGA(Ball Grid Array) 반도체 칩을 지그(105)(Jig)에 고정한 상태에서 상기 BGA 반도체 칩(100)의 일 면에 구비된 N(N≥1)개의 솔더볼 접합 점(300)이 지닌 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 핀이 배열된 플럭스 픽업 툴(200)을 통해 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 플럭스(115)를 로딩하고, 상기 BGA 반도체 칩(100)의 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)이 파여진 솔더볼 픽업 툴(400)을 통해 N개의 솔더볼(135)을 상기 점성 플럭스(115)가 로딩된 N개의 솔더볼 접합 점(300) 위에 로딩하여 상기 N개의 솔더볼(Solder Ball)(135)과 솔더볼 접합 점(300)을 점성 접합한 후, 상기 솔더볼(135)이 로딩된 BGA 반도체 칩(100)에 시간차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 N개의 솔더볼(135)을 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 최종적으로 용융 접합시켜 리볼링 하는 공정을 도시한 것이다.
In more detail, in FIG. 1, N (N≥1) provided on one surface of the BGA semiconductor chip 100 in a state in which a ball grid array (BGA) semiconductor chip separated from a closed circuit board is fixed to a jig 105 (Jig). The viscous flux 115 is loaded into the N solder ball junction points 300 through the flux pick-up tool 200 having N pins arranged in the same pattern as the BGA pattern of the solder ball junction points 300. N solder balls 135 are loaded with the viscous flux 115 through the solder ball pickup tool 400 having N solder ball suction grooves 405 having the same pattern as the BGA pattern of the BGA semiconductor chip 100. After loading the solder ball junction point 300 and viscously bonding the N solder balls 135 and the solder ball junction point 300, the time difference is applied to the BGA semiconductor chip 100 loaded with the solder ball 135. The convection heat of the flux cleaning temperature, the solder ball melting temperature, and the solder ball cooling temperature is sequentially applied. W shows the final step of melt-bonding to Li bowling as the N solder ball 135, solder ball bonded to the N points (300).
본 발명의 리볼링 장치는, BGA 반도체 칩(100)을 지정된 위치에 고정하는 지그(105)와, 상기 BGA 반도체 칩(100)의 일 면에 구비된 N(N≥1)개의 솔더볼 접합 점(300)이 지닌 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 핀이 배열된 핀 배열부(205)(Pin Array)가 구비된 플럭스 픽업 툴(200)과, 상기 핀 배열부(205)에 로딩될 점성 플럭스(115)가 0.1T로 도포되는 플럭스 플레이트(110)와, 상기 BGA 반도체 칩(100)의 BGA 패턴과 동일한 패턴의 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)을 구비하고 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 진공 압력을 가하여 N개의 솔더볼(135)을 상기 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)으로 픽업하는 솔더볼 픽업 툴(400)과, 상기 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)으로 픽업될 솔더볼(135)을 보관하는 솔더볼 보관함(130)을 구비한다.
The reballing apparatus of the present invention includes a jig 105 for fixing the BGA semiconductor chip 100 at a designated position, and N (N ≧ 1) solder ball joint points (1) provided on one surface of the BGA semiconductor chip 100 ( A flux pick-up tool 200 having a pin array 205 (Pin Array) in which N pins of the same pattern as the BGA pattern of 300 is arranged, and a viscous flux to be loaded in the pin array 205. Flux plate 110 coated with 0.1T and N solder ball suction grooves 405 having the same pattern as the BGA pattern of the BGA semiconductor chip 100 have a vacuum pressure in the solder ball suction grooves 405. Solder ball storage for storing the solder ball pick-up tool 400 for picking up the N solder balls 135 into the N solder ball suction grooves 405 and the solder balls 135 to be picked up by the N solder ball suction grooves 405. 130 is provided.
본 발명에 따르면, 상기 리볼링 장치는 상기 플럭스 픽업 툴(200)을 상기 플럭스 플레이트(110)로 이동시켜 상기 핀 배열부(205)에 점성 플럭스(115)를 픽업시키고, 상기 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 칩(100)의 N개의 솔더볼 접합 점(300) 위치와 상기 핀 배열부(205)의 N개의 핀 위치를 정확하게 일치시켜 접촉시키는 픽업 툴 이동체(1)(120)를 구비하고, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)을 상기 솔더볼 보관함(130)으로 이동시켜 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 솔더볼(135)을 픽업시키고, 상기 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 칩(100)의 N개의 솔더볼 접합 점(300) 위치와 상기 N개의 솔더볼 흡입 홈(405) 위치를 정확하게 일치시켜 근접시키는 픽업 툴 이동체(2)(125)를 구비한다.
According to the present invention, the reballing device moves the flux pick-up tool 200 to the flux plate 110 to pick up the viscous flux 115 to the pin array 205 and to the jig 105. A pick-up tool moving body (1) (120) for precisely matching and contacting the N solder ball junction points 300 positions of the fixed BGA semiconductor chip 100 and the N pin positions of the pin arrangement portion 205, The solder ball pick-up tool 400 is moved to the solder ball holder 130 to pick up the solder balls 135 into the solder ball suction grooves 405, and N pieces of the BGA semiconductor chips 100 fixed to the jig 105. Pick-up tool moving bodies (2) (125) for precisely matching and approaching the position of the solder ball junction point (300) and the positions of the N solder ball suction grooves (405) are provided.
상기 픽업 툴 이동체(1)(120)는 상기 플럭스 픽업 툴(200)을 상기 BGA 반도체 칩(100)과 플럭스 플레이트(110) 사이를 이동시키는 가로방향 레일과, 상기 플럭스 픽업 툴(200)을 상기 플럭스 플레이트(110) 또는 BGA 반도체 칩(100)으로 접근시키는 세로방향 레일(또는 피스톤)을 포함하여 구현된다.
The pickup tool moving body (1) (120) is a transverse rail for moving the flux pickup tool 200 between the BGA semiconductor chip 100 and the flux plate 110, and the flux pickup tool 200 It is implemented by including a longitudinal rail (or piston) to access the flux plate 110 or the BGA semiconductor chip 100.
상기 픽업 툴 이동체(2)(125)는 상기 솔더볼 픽업 툴(400)을 상기 BGA 반도체 칩(100)과 솔더볼 보관함(130) 사이를 이동시키는 가로방향 레일과, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)을 상기 솔더볼 보관함(130) 또는 BGA 반도체 칩(100)으로 접근시키는 세로방향 레일(또는 피스톤)을 포함하여 구현된다.
The pick-up tool moving body (2) (125) is a horizontal rail for moving the solder ball pick-up tool 400 between the BGA semiconductor chip 100 and the solder ball holder 130, and the solder ball pick-up tool 400 It is implemented by including a longitudinal rail (or piston) to access the solder ball storage 130 or the BGA semiconductor chip 100.
상기 픽업 툴 이동체(1)(120)와 픽업 툴 이동체(2)(125)는 하나의 통합 이동체 형태로 구현되거나, 또는 별개의 이동체 형태로 구현될 수 있으며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니한다.
The pick-up tool moving body (1) 120 and the pick-up tool moving body (2) (125) may be implemented in the form of one integrated moving body or in the form of a separate moving body, whereby the present invention is not limited.
BGA 반도체 칩(100)은 회로기판과 접촉하는 면에 격자 구조로 배열된 N개의 솔더볼 접합 점(300)을 구비한 반도체 칩의 총칭으로서, 상기 BGA 반도체 칩(100)은 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 접합된 N개의 솔더볼(135)을 이용하여 회로기판의 표면에 실장 된다. 본 발명에 따르면, 상기 BGA 반도체 칩(100)은 지그(105)(Jig)에 고정되어 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)과 상기 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)에 구비된 N개의 핀과 정렬시키고, 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)과 상기 솔더볼 픽업 툴(400)에 구비된 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)을 정렬시킨다.
The BGA semiconductor chip 100 is a generic term for a semiconductor chip having N solder ball junction points 300 arranged in a lattice structure on a surface in contact with a circuit board, and the BGA semiconductor chip 100 is referred to as the N solder ball junction points. N solder balls 135 bonded to 300 are mounted on the surface of the circuit board. According to the present invention, the BGA semiconductor chip 100 is fixed to the jig 105 (Jig) and is provided at the N solder ball junction points 300 and the pin arrangement portion 205 of the flux pickup tool 200. The N pins are aligned with the N pins and the N solder ball suction grooves 405 provided in the solder ball pickup tool 400 are aligned.
본 발명의 BGA 반도체 칩(100)은 폐회로기판으로부터 디테치(detach)된다. 상기 BGA 반도체 칩(100)은 회로기판의 표면에 실장된 상태에서 350℃~400℃의 대류열을 상기 회로기판에 실장된 BGA 반도체 칩(100)에 30초 이내로 가열하면서 상기 회로기판 면과 직각 방향의 물리력을 상기 BGA 반도체 칩(100)에 가하는 공정을 통해 상기 회로기판으로부터 분리된다. 상기 폐회로기판으로부터 분리된 BGA 반도체 칩(100)의 회로기판 접합 면에는 솔더볼 잔여물이 엉켜있는데, 상기 솔더볼 잔여물은 솔더윅(Solder Wick)을 통해 제거된다.
The BGA semiconductor chip 100 of the present invention is detached from a closed circuit board. The BGA semiconductor chip 100 is perpendicular to the surface of the circuit board while heating convection heat of 350 ° C. to 400 ° C. within 30 seconds within the BGA semiconductor chip 100 mounted on the circuit board in a state in which the BGA semiconductor chip 100 is mounted on the surface of the circuit board. A physical force in a direction is applied to the BGA semiconductor chip 100 and separated from the circuit board. Solder ball residues are entangled on the circuit board bonding surface of the BGA semiconductor chip 100 separated from the closed circuit board, and the solder ball residues are removed through a solder wick.
솔더윅은 얇은 동선 그물과 흡착포 및 플럭스가 믹스된 물질로서, 상기 솔더윅의 동선 그물에 열을 가하면서 상기 BGA 반도체 칩(100)의 회로기판 접합 면을 드레싱(Dressing)하는 공정을 통해 상기 BGA 반도체 칩(100)의 회로기판 접합 면에 엉켜있는 솔더볼 잔여물이 제거된다. 상기 솔더윅을 통해 상기 BGA 반도체 칩(100)의 회로기판 접합 면을 드레싱하는 동안, 상기 솔더윅의 플럭스는 상기 회로기판 접합 면을 세정하고, 상기 흡착포는 상기 솔더볼 잔여물을 흡착한다.
Solderwick is a mixed material of thin copper wire net, adsorption cloth, and flux. The BGA is formed by dressing a circuit board bonding surface of the BGA semiconductor chip 100 while heating the copper wire net of the solderwick. Solder ball residues tangled on the circuit board bonding surface of the semiconductor chip 100 are removed. While dressing the circuit board bonding surface of the BGA semiconductor chip 100 through the solderwick, the flux of the solderwick cleans the circuit board bonding surface, and the suction cloth adsorbs the solder ball residue.
상기 디테치 공정과 드레싱 공정을 거친 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)의 외관은 반도체 칩 제조 공장에서 일련의 반도체 제조 공정을 거쳐 생산된 BGA 반도체 칩(100)과 거의 동일하다. 그러나 상기 반도체 제조 공정으로 생산된 신규 BGA 반도체 칩(100)의 회로기판 접합 면에는 어떠한 솔더볼 잔여물도 전혀 존재하지 않는 반면, 상기 디테치 & 드레싱 공정을 거친 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)은 상기 신규 BGA 반도체 칩(100)과 달리 상기 회로기판 접합 면에는 플럭스 잔여물 막이 형성되며, 드레싱 공정의 특성 상 아주 얇은 솔더볼 잔여물 막이 형성될 수도 있다. 상기 플럭스 잔여물 막은 용매(예컨대, 메틸 알코올)을 통해 상기 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)을 세척하는 워싱(Washing) 공정을 통해 제거된다. 그러나 상기 솔더볼 잔여물 막은 상기 워싱 공정을 통해 제거되지 않는다. 따라서 본 발명의 리볼링 공정에 대한 고신뢰성은 상기 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)의 회로기판 접합 면에 존재하는 솔더볼 잔여물 막을 리볼링 공정을 거치는 동안 자동으로 무력화시킴으로써 확보될 수 있다.
The appearance of the revolving target BGA semiconductor chip 100, which has undergone the detach and dressing processes, is substantially the same as the BGA semiconductor chip 100 produced through a series of semiconductor manufacturing processes in a semiconductor chip manufacturing plant. However, there is no solder ball residue on the circuit board bonding surface of the new BGA semiconductor chip 100 produced by the semiconductor manufacturing process, while the reballing target BGA semiconductor chip 100 that has undergone the detach and dressing process is Unlike the new BGA semiconductor chip 100, a flux residue film is formed on the junction surface of the circuit board, and a very thin solder ball residue film may be formed due to the nature of the dressing process. The flux residue film is removed through a washing process to wash the revolving target BGA semiconductor chip 100 through a solvent (eg, methyl alcohol). However, the solder ball residue film is not removed through the washing process. Therefore, high reliability of the reballing process of the present invention can be secured by automatically disabling the solder ball residue film present on the circuit board bonding surface of the reballing target BGA semiconductor chip 100 during the reballing process.
상기 디테치, 드레싱 및 워싱 공정을 거친 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)은 휘발성 물질을 제거하는 일련의 베이킹(Baking) 공정을 거친 후, 상기 BGA 반도체 칩(100)의 모양과 동일한 삽입구를 지닌 지그(105)에 고정된다. 상기 BGA 반도체 칩(100)은 N개의 솔더볼 접합 점(300)이 위로 향한 상태로 상기 지그(105)에 고정되며, 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 플럭스(115)가 로딩되고, N개의 솔더볼(135)이 상기 점성 플럭스(115)를 통해 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합할 때까지 상기 고정 상태를 유지한다.
The revolving target BGA semiconductor chip 100 that has undergone the detetching, dressing, and washing process has a series of baking processes to remove volatiles, and has an insertion hole identical to the shape of the BGA semiconductor chip 100. It is fixed to the jig 105. The BGA semiconductor chip 100 is fixed to the jig 105 with N solder ball junctions 300 facing upwards, a viscous flux 115 is loaded at the N solder ball junctions 300, and N The fixed state is maintained until the two solder balls 135 are viscously bonded to the N solder ball bond points 300 through the viscous flux 115.
플럭스 플레이트(110)는 상기 픽업 툴 이동체(1)(120)에 의해 이동된 플럭스 픽업 툴(200)과 접촉할 수 있는 위치에 고정되며, 상기 플럭스 플레이트(110)가 상기 플럭스 픽업 툴(200)과 접촉하는 면에는 0.1T 두께의 점성 플럭스(115)가 도포된다. 상기 점성 플럭스(115)는 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩되어 상기 솔더볼(135)이 상기 솔더볼 접합 점(300)에 용융 접합하는 공정에서 상기 솔더볼 접합 점(300)을 세정하는 기능과, 상기 솔더볼 접합 점(300)에 로딩된 솔더볼(135)을 상기 용융 접합 전까지 안정적으로 접합시킬 수 있는 점성을 지니고 있어야 한다.
The flux plate 110 is fixed at a position where the flux plate 110 can come into contact with the flux pickup tool 200 moved by the pickup tool moving body 1, 120, and the flux plate 110 is fixed to the flux pickup tool 200. 0.1T thick viscous flux 115 is applied to the surface in contact with the surface. The viscous flux 115 is loaded on the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100 so that the solder ball 135 is melt-bonded to the solder ball bonding point 300. It has to have the function of cleaning and the viscosity to stably bond the solder ball 135 loaded on the solder ball bonding point 300 until the melt bonding.
본 발명의 리볼링 공정에 대한 고신뢰성은 상기 솔더볼(135)이 상기 솔더볼 접합 점(300)에 용융 접합되기 전까지 상기 점성 플럭스(115)가 상기 솔더볼(135)을 상기 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합한 상태를 유지함으로써 확보될 수 있다. 즉, 상기 점성 플럭스(115)가 상기 솔더볼(135)을 상기 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합한 상태에서 대류열을 통해 상기 솔더볼(135)을 상기 솔더볼 접합 점(300)에 최종적으로 용융 접합시킴으로써, 상기 솔더볼(135)이 상기 솔더볼 접합 점(300) 이외의 위치에 용융 접합하는 오류 발생 비율을 현저히 감소시킨다.
High reliability of the reballing process of the present invention, the viscous flux 115 is the solder ball 135 to the solder ball bonding point 300 until the solder ball 135 is melt-bonded to the solder ball bonding point 300 It can be ensured by maintaining a viscous bonded state. That is, the viscous flux 115 finally melt-bonds the solder ball 135 to the solder ball bonding point 300 through convection heat while the solder ball 135 is viscously bonded to the solder ball bonding point 300. As a result, the error occurrence rate at which the solder ball 135 is melt-bonded to a position other than the solder ball bonding point 300 is significantly reduced.
솔더볼 보관함(130)은 상기 픽업 툴 이동체(2)(125)에 의해 이동된 솔더볼 픽업 툴(400)이 상기 솔더볼 보관함(130)에 보관된 N개의 솔더볼(135)을 픽업할 수 있는 위치에 고정된다. 상기 솔더볼 보관함(130)은 상기 보관된 솔더볼(135)들을 일정 높이로 띄운 상태를 유지하도록 진동한다. 예를들어, 상기 솔더볼 보관함(130)은 진동자에 의해 초당 300회 이상 진동하여 상기 솔더볼(135)들이 15mm~20mm 정도의 높이로 공중에 떠있는 상태가 유지되도록 한다.
The solder ball holder 130 is fixed at a position where the solder ball pickup tool 400 moved by the pickup tool moving body 2 and 125 can pick up the N solder balls 135 stored in the solder ball holder 130. do. The solder ball storage box 130 vibrates to maintain the stored solder balls 135 to a predetermined height. For example, the solder ball storage box 130 is vibrated 300 times per second by a vibrator so that the solder ball 135 is maintained in the air to the height of 15mm ~ 20mm or so.
본 발명의 리볼링 공정에 대한 고신뢰성은 상기 솔더볼 보관함(130)이 상기 보관된 솔더볼(135)들을 안정적으로 일정 높이로 공중에 띄운 상태를 유지함으로써 확보될 수 있다. 만약 상기 솔더볼(135)들이 바닥에 가라앉아 있다면, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)에 아무리 강한 진공 압력을 가한다고 할지라도 솔더볼(135) 간 마찰력에 의해 상기 N개의 모든 솔더볼 흡입 홈(405)에 솔더볼(135)이 흡입되지 않을 확률이 증가한다. 그러나 상기 솔더볼(135)들이 공중에 떠 있는 상태에서는 상기 솔더볼(135) 간 마찰력이 현저히 감소하며, 이에 의해 상기 N개의 모든 솔더볼 흡입 홈(405)에 솔더볼(135)이 흡입되지 않을 확률은 현저히 감소한다.
The high reliability of the reballing process of the present invention can be secured by maintaining the state in which the solder ball storage box 130 stably floats the stored solder balls 135 to a predetermined height. If the solder balls 135 sink to the bottom, no matter how strong vacuum pressure is applied to the solder ball suction groove 405 of the solder ball pick-up tool 400, all the N solder balls are caused by friction between the solder balls 135. The probability that the solder ball 135 is not sucked into the suction groove 405 is increased. However, when the solder balls 135 are in the air, the friction force between the solder balls 135 is significantly reduced, whereby the probability that the solder balls 135 are not sucked into all the N solder ball suction grooves 405 is significantly reduced. do.
상기 지그(105)에 BGA 반도체 칩(100)이 고정되고, 상기 플럭스 플레이트(110)에 0.1T의 점성 플럭스(115)가 도포되고, 상기 솔더볼 보관함(130)에 보관된 솔더볼(135)들이 일정 높이로 떠오르도록 진동하고 있는 상태에서, 상기 픽업 툴 이동체(1)(120)은 도면1의 (a)와 같이 상기 플럭스 픽업 툴(200)을 상기 플럭스 플레이트(110)로 이동시켜 상기 플럭스 플레이트(110)에 도포된 0.1T의 점성 플럭스(115)가 상기 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)에 픽업되도록 한다. 상기 점성 플럭스(115)는 상기 핀 배열부(205)의 핀 끝부분으로 픽업된다.
The BGA semiconductor chip 100 is fixed to the jig 105, the viscous flux 115 of 0.1T is applied to the flux plate 110, and the solder balls 135 stored in the solder ball storage box 130 are uniform. In the state of vibrating to rise to a height, the pick-up tool moving body (1) (120) moves the flux pick-up tool (200) to the flux plate 110 as shown in (a) of FIG. A 0.1T viscous flux 115 applied to 110 is picked up by the pin arrangement 205 of the flux pickup tool 200. The viscous flux 115 is picked up to the pin end of the pin arrangement 205.
상기 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)에 점성 플럭스(115)가 픽업되면, 상기 픽업 툴 이동체(1)(120)은 도면1의 (b)와 같이 상기 플럭스 픽업 툴(200)을 상기 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 위치로 이동시키고, 상기 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)에 구비된 N개의 핀의 위치와 상기 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)의 위치를 정확하게 일치시킨 후, 상기 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)에 구비된 N개의 핀을 상기 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 접촉시킴으로써, 상기 핀 배열부(205)로 픽업된 점성 플럭스(115)를 상기 솔더볼 접합 점(300)에 로딩한다.
When the viscous flux 115 is picked up by the pin arrangement 205 of the flux pick-up tool 200, the pick-up tool moving body 1 and 120 may be the flux pick-up tool 200 as shown in FIG. Is moved to the BGA semiconductor position fixed to the jig 105, the position of the N pins provided in the pin arrangement portion 205 of the flux pick-up tool 200 and the N provided in the BGA semiconductor chip 100. After exactly matching the positions of the two solder ball joint points 300, the N pins provided in the pin array unit 205 of the flux pickup tool 200 are connected to the N solder ball joints provided in the BGA semiconductor chip 100. By contacting the point 300, the viscous flux 115 picked up by the pin array 205 is loaded into the solder ball joint point 300.
상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 상기 점성 플럭스(115)가 로딩된 후, 상기 픽업 툴 이동체(1)(120)는 도면1의 (c)와 같이 상기 플럭스 픽업 툴(200)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300) 위치에서 이탈시키며, 픽업 툴 이동체(2)(125)는 도면1의 (c)와 같이 상기 솔더볼 픽업 툴(400)을 상기 솔더볼 보관함(130)으로 이동시킨다.
After the viscous flux 115 is loaded at the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100, the pick-up tool moving bodies 1 and 120 are connected to the flux pick-up tool as shown in FIG. 200 is separated from the solder ball junction point 300 of the BGA semiconductor chip 100, the pickup tool moving body (2) (125) is the solder ball pickup tool 400 as shown in Figure 1 (c) Move to storage 130.
상기 솔더볼 픽업 툴(400)에 구비된 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)에는 진공 압력이 가해지며, 상기 진공 압력에 의해 상기 솔더볼 보관함(130)에서 진동하고 있는 N개의 솔더볼(135)이 상기 솔더볼 흡입 홈(405)으로 흡입된다. 상기 솔더볼 픽업 툴(400)은 상기 솔더볼(135)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩할 때까지 상기 진공 압력을 유지한다.
Vacuum pressure is applied to the N solder ball suction grooves 405 provided in the solder ball pick-up tool 400, and N solder balls 135 vibrating in the solder ball storage box 130 by the vacuum pressure are sucked into the solder ball suction. It is sucked into the groove 405. The solder ball pickup tool 400 maintains the vacuum pressure until the solder ball 135 is loaded into the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100.
상기 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)에 N개의 솔더볼(135)이 흡입되면, 상기 픽업 툴 이동체(2)(125)는 도면1의 (d)와 같이 상기 솔더볼 픽업 툴(400)을 상기 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 위치로 이동시키고, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)에 구비된 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)의 위치와 상기 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)의 위치를 정확하게 일치시킨 후, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)을 상기 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 근접시키거나 또는 접촉시킨다. 상기 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)이 상기 솔더볼 접합 점(300)에 가장 가깝게 근접하거나 또는 접촉한 상태에서 상기 솔더볼 픽업 툴(400)은 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 가해지고 있는 진공 압력을 순간적으로 해제하여 상기 N개의 솔더볼(135)을 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩한다.
When N solder balls 135 are sucked into the solder ball suction grooves 405 of the solder ball pick-up tool 400, the pick-up tool moving bodies 2 and 125 are the solder ball pick-up tools 400 as shown in FIG. ) Is moved to the position of the BGA semiconductor fixed to the jig 105, the position of the N solder ball suction groove 405 provided in the solder ball pick-up tool 400 and the N number provided in the BGA semiconductor chip 100 After exactly matching the position of the solder ball junction point 300, the solder ball suction groove 405 of the solder ball pickup tool 400 is brought into proximity to the N solder ball junction points 300 provided in the BGA semiconductor chip 100. Or contact. The solder ball pickup tool 400 is applied to the solder ball suction groove 405 while the solder ball suction groove 405 of the solder ball pickup tool 400 is closest to or in contact with the solder ball joint point 300. Instantaneously releasing the vacuum pressure, the N solder balls 135 are loaded into the N solder ball bonding points 300.
상기 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩된 N개의 솔더볼(135)은 상기 플럭스 픽업 툴(200)에 의해 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 먼저 로딩되어 있던 점성 플럭스(115)에 의해 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)과 점성 접합된다.
The N solder balls 135 loaded on the N solder ball bonding points 300 included in the BGA semiconductor chip 100 were first loaded on the N solder ball bonding points 300 by the flux pickup tool 200. The viscous flux 115 is used for viscous bonding with the N solder ball joint points 300.
상기 점성 플럭스(115)에 의해 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합된 N개의 솔더볼(135)은 각 솔더볼(135)의 질량과 점성 플럭스(115)의 점성에 비례하는 일정 크기 이상의 충격이 가해지기 전까지 상기 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합된 상태를 유지하며, 최소한 상기 BGA 반도체 칩(100)이 등속 이동하는 동안에는 상기 점성 접합 상태를 유지한다.
N solder balls 135 that are viscously bonded to the N solder ball joint points 300 by the viscous flux 115 may have an impact of a predetermined magnitude or more proportional to the mass of each solder ball 135 and the viscosity of the viscous flux 115. The viscosity of the solder ball junction 300 is maintained until it is applied, and at least the viscosity bonding state is maintained while the BGA semiconductor chip 100 moves at a constant speed.
상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 N개의 솔더볼(135)이 점성 접합되면, 상기 픽업 툴 이동체(2)(125)는 도면1의 (c)와 같이 상기 솔더볼 픽업 툴(400)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300) 위치에서 이탈시키며, 상기 BGA 반도체 팁은 컨베이어에 의해 시간차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하는 오븐(140)으로 이동된다.
When the N solder balls 135 are viscously bonded to the N solder ball joint points 300, the pickup tool moving bodies 2 and 125 move the solder ball pickup tool 400 to the BGA as shown in FIG. The oven 140 is detached from the solder ball junction point 300 of the semiconductor chip 100, and the BGA semiconductor tip sequentially applies convective heat of a flux cleaning temperature, a solder ball melting temperature, and a solder ball cooling temperature at a time difference by a conveyor. Is moved to.
상기 컨베이어는 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합된 N개의 솔더볼(135)이 상기 접합 상태를 유지하도록 상기 BGA 반도체 칩(100)을 등속 이동시키며, 상기 오븐(140)은 상기 등속 운동하는 BGA 반도체 칩(100)에 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가한다.
The conveyor moves the BGA semiconductor chip 100 at constant speed so that the N solder balls 135 viscously bonded to the N solder ball bonding points 300 maintain the bonding state, and the oven 140 moves at the constant velocity. Convection heat of flux cleaning temperature, solder ball melting temperature, and solder ball cooling temperature is sequentially applied to the BGA semiconductor chip 100.
상기 플럭스 세정 온도는 상기 점성 플럭스(115)의 세정 기능을 활성화시키는 온도로서, 상기 솔더볼 접합 점(300)에 로딩된 점성 플럭스(115)의 성분에 따라 해당 점성 플럭스(115)의 세정 기능을 가장 활성화시키는 온도로 설정된다. 상기 플럭스 세정 온도는 상기 솔더볼 용융 온도보다는 낮고 상기 솔더볼 냉각 온도보다는 높게 설정되며, 대류열에 의해 상기 점성 플럭스(115)에 가해지는 온도가 상기 점성 플럭스(115)의 세정 기능 활성화 온도에 부합하도록 설정된다. 예를들어, 상기 플럭스 세정 온도는 150℃ 내외의 대류열의 온도로 설정되며, 상기 대류열의 특성 상 상기 점성 플럭스(115)에 가해지는 온도는 상기 대류열의 온도보다 일정 온도가 내려간 온도이다.
The flux cleaning temperature is a temperature at which the cleaning function of the viscous flux 115 is activated, and the cleaning function of the viscous flux 115 is most suitable according to the components of the viscous flux 115 loaded at the solder ball junction 300. It is set to the temperature to activate. The flux cleaning temperature is set lower than the solder ball melting temperature and higher than the solder ball cooling temperature, and the temperature applied to the viscous flux 115 by convective heat corresponds to the cleaning function activation temperature of the viscous flux 115. . For example, the flux cleaning temperature is set to a temperature of convective heat of about 150 ° C., and the temperature applied to the viscous flux 115 is a temperature at which a predetermined temperature is lower than the temperature of the convective heat.
상기 솔더볼 용융 온도는 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135) 사이에서 활성화된 점성 플럭스(115)를 휘발시키면서 상기 솔더볼(135)을 용융시키는 온도로서, 상기 솔더볼 접합 점(300)에 로딩된 솔더볼(135)의 성분에 따라 해당 솔더볼(135)이 용융되는 온도보다 높은 온도로 설정된다. 상기 솔더볼(135)은 납을 기본성분으로 포함하며 주석과 같은 경금속이 첨가된 합금이다. 따라서 상기 솔더볼 용융 온도는 상기 솔더볼(135)의 성분을 고려하여 상기 용융된 솔더볼(135)의 표면 장력이 유지되는 온도로 설정된다. 예를들어, 상기 솔더볼 용융 온도는 255℃ 내외의 대류열의 온도로 설정되며, 상기 대류열의 특성 상 상기 솔더볼(135)에 가해지는 온도는 상기 대류열의 온도보다 일정 온도가 내려간 온도이다.
The solder ball melting temperature is a temperature at which the viscous flux 115 activated between the solder ball junction point 300 and the solder ball 135 is melted to melt the solder ball 135, and is loaded at the solder ball junction point 300. According to the components of the solder ball 135 is set to a temperature higher than the temperature at which the solder ball 135 is melted. The solder ball 135 is an alloy containing lead as a basic component and a light metal such as tin is added. Accordingly, the solder ball melting temperature is set to a temperature at which the surface tension of the molten solder ball 135 is maintained in consideration of the components of the solder ball 135. For example, the solder ball melting temperature is set to a temperature of the convection heat of about 255 ℃, the temperature applied to the solder ball 135 in the nature of the convection heat is a temperature lower than the temperature of the convection heat.
또한, 상기 솔더볼 용융 온도는 상기 드레싱 공정에서 상기 솔더볼 접합 점(300) 사이에 존재하는 솔더볼 잔여물 막을 표면 장력에 의해 마이크로미터 단위의 솔더 알갱이로 뭉쳐지게 하는 온도를 포함하며, 이에 의해 상기 드레싱 공정에서 형성된 솔더볼 잔여물 막은 무력화된다.
In addition, the solder ball melting temperature includes a temperature at which the solder ball residue film existing between the solder ball joint points 300 in the dressing process is agglomerated into solder grains in micrometers by surface tension, whereby the dressing process The solder ball residue film formed at is neutralized.
상기 솔더볼 냉각 온도는 상기 용융된 솔더볼(135)이 표면 장력을 유지하면서 응고되도록 상기 솔더볼 용융 온도를 상온으로 전이하는 온도이다. 예를들어, 상기 솔더볼 용융 온도가 255℃ 내외라면, 상기 솔더볼 냉각 온도는 150℃ 내외의 1차 냉각 온도와 100℃ 내외의 2차 냉각 온도를 포함한다.
The solder ball cooling temperature is a temperature for transferring the solder ball melting temperature to room temperature so that the molten solder ball 135 is solidified while maintaining the surface tension. For example, when the solder ball melting temperature is about 255 ° C, the solder ball cooling temperature includes a primary cooling temperature of about 150 ° C and a secondary cooling temperature of about 100 ° C.
상기 오븐(140)은 상기 등속 이동하는 컨베이어에 가해지는 대류열 구간을 분할하여 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합된 솔더볼(135)을 최종적으로 용융 접합시키기 위해 대류열이 가해지는 시간을 제어한다. 예를들어, 상기 오븐(140)은 대류열이 가해지는 전체 구간을 7개의 구간으로 분할하고, 전반부 3개의 구간에는 플럭스 세정 온도의 대류열을 가하고, 중반부 2개 구간에는 솔더볼 용융 온도를 가하고, 후반부 1개 구간에는 1차 냉각 온도를 가함과 동시에 나머지 후반부 1개 구간에는 2차 냉각 온도를 가할 수 있다.
The oven 140 divides the convection heat section applied to the constant velocity moving conveyor to finally melt-bond the solder ball 135 viscously bonded to the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100. Control the time it is applied. For example, the oven 140 divides the entire section to which convection heat is applied into seven sections, applies convective heat of the flux cleaning temperature to the first three sections, and applies the solder ball melting temperature to the second two sections. It is possible to apply the primary cooling temperature to one second half section and to apply the secondary cooling temperature to the other one second half section.
상기 N개의 솔더볼 접합 점(300)에 N개의 솔더볼(135)이 용융 접합되면, 상기 BGA 반도체 칩(100)은 용매를 통해 2차로 워싱된다. 상기 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)이 용융 접합되는 공정에서 상기 BGA 반도체 칩(100)에 가해지는 대류열은 상온의 외부 공기를 유입시켜 일정 온도로 가열한 후 오븐(140) 안의 밀폐된 공간으로 주입하여 대류시키는 것으로서, 상기 외부 대기를 유입하는 과정에서 분진을 비롯한 오염물질이 함께 유입될 수 있으며, 상기 대류가 발생하는 밀폐된 공간의 특성 상 휘발된 플럭스 분자가 상기 유입된 분진/오염물질과 결합한 후 대류 흐름에 따라 이동하다가 상기 BGA 반도체 칩(100)에 흡착될 수 있다. 따라서 상기 2차 워싱은 상기 BGA 반도체 칩(100)에 흡착된 오염물질을 용매를 통해 제거하는 것이다.
When N solder balls 135 are melt-bonded to the N solder ball bonding points 300, the BGA semiconductor chip 100 is second washed through a solvent. Convection heat applied to the BGA semiconductor chip 100 in the process of melt-bonding the solder ball 135 to the solder ball junction point 300 is heated in a predetermined temperature by introducing external air at room temperature, and then sealed in the oven 140. As convection by injecting into the space, contaminants including dust may be introduced together in the process of introducing the outside atmosphere, and the volatilized flux molecules are introduced into the dust / volume due to the characteristics of the enclosed space where the convection occurs. After being combined with contaminants, the contaminant may move along the convective flow and be adsorbed onto the BGA semiconductor chip 100. Therefore, the second washing is to remove contaminants adsorbed on the BGA semiconductor chip 100 through a solvent.
또한 상기 BGA 반도체 칩(100)은 70℃ 내외의 저온 오븐에 일정시간(예컨대, 48시간) 베이킹되어 상기 워싱 공정에서 BGA 반도체 칩(100)에 가해진 수분과 이물질을 제거하고, 상기 드레싱 및 솔더볼 접합 공정에서 상기 BGA 반도체 칩(100)에 가해진 열 스트레스를 해소시킨다.
In addition, the BGA semiconductor chip 100 is baked in a low temperature oven at about 70 ° C. for a predetermined time (eg, 48 hours) to remove moisture and foreign substances applied to the BGA semiconductor chip 100 in the washing process, and to dressing and solder ball bonding. The thermal stress applied to the BGA semiconductor chip 100 in the process is eliminated.
도면2a와 도면2b 및 도면2c는 본 발명의 플럭스 픽업 툴(200) 구성과 이를 이용한 플럭스 픽업 공정을 도시한 도면이다.
2A, 2B, and 2C are views illustrating the configuration of the flux pick-up tool 200 and the flux pick-up process using the same.
보다 상세하게 도면2a는 플럭스 픽업 툴(200)이 점성 플럭스(115)를 픽업하기 전 상태를 도시한 것이고, 도면2b는 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)를 통해 플럭스 플레이트(110)에 도포된 점성 플럭스(115)를 픽업하는 상태를 도시한 것이고, 도면2c는 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)를 통해 점성 플럭스(115)를 픽업한 상태를 도시한 것이다.
More specifically, FIG. 2A shows the state before the flux pick-up tool 200 picks up the viscous flux 115, and FIG. 2B shows the flux plate 110 through the pin arrangement 205 of the flux pick-up tool 200. FIG. 2 shows a state of picking up the viscous flux 115 applied thereto, and FIG. 2C shows a state of picking up the viscous flux 115 through the pin arrangement 205 of the flux pickup tool 200.
도면2a를 참조하면, 플럭스 픽업 툴(200)은 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)의 패턴과 동일한 패턴으로 N개의 핀이 구비된 핀 배열부(205)와, 상기 핀 배열부(205)를 지정된 위치에 고정하고 픽업 툴 이동체(1)(120)에 의해 상기 핀 배열부(205)를 상기 플럭스 플레이트(110)로 이동시키거나 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)으로 이동시키는 픽업 툴 몸체로 구성된다.
Referring to FIG. 2A, the flux pick-up tool 200 may include a pin arrangement unit 205 having N pins in the same pattern as that of the N solder ball junction points 300 provided in the BGA semiconductor chip 100 to be reballed. And the pin array portion 205 at a designated position and the pin array portion 205 is moved to the flux plate 110 by a pick-up tool moving body 1 (120) or the BGA semiconductor chip ( It consists of a pickup tool body to move to the solder ball junction point 300 of 100).
상기 핀 배열부(205)를 구성하는 N개의 핀은 핀 몸통과 핀 끝단으로 구성된다. 상기 핀 몸통은 점성 플럭스(115)를 픽업하는 과정에서 상기 점성 플럭스(115)와 접촉하지 않는 부분이고, 상기 핀 끝단은 상기 점성 플럭스(115)를 픽업하는 과정에서 상기 점성 플럭스(115)와 접촉하는 부분이다.
N pins constituting the pin array unit 205 are composed of a pin body and a pin end. The pin body is a portion which is not in contact with the viscous flux 115 in the process of picking up the viscous flux 115, and the pin end is in contact with the viscous flux 115 in the process of picking up the viscous flux 115. That's the part.
본 발명에 따르면, 상기 핀 끝단의 끝 부분은 반구형으로 제작된다. 상기 플럭스 플레이트(110)에는 점성 플럭스(115)가 0.1T의 두께로 도포되며, 상기 핀 끝단과 점성 플럭스(115)가 접촉하는 경우, 상기 점성 플럭스(115)는 상기 핀의 끝 부분뿐만 아니라 핀의 끝 단 영역에도 함께 픽업된다. 따라서 상기 핀의 끝 부분을 반구형으로 제작함으로써 상기 핀과 점성 플럭스(115)가 접촉하는 면을 최소화하여 상기 핀 배열부(205)를 통해 픽업되는 점성 플럭스(115)의 양이 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300) 주변을 오염시키지 않도록 한다.
According to the invention, the end of the pin end is made in a hemispherical shape. A viscous flux 115 is applied to the flux plate 110 to a thickness of 0.1T. When the pin tip and the viscous flux 115 are in contact with each other, the viscous flux 115 is not only an end of the fin but also a fin. The end of the area is also picked up together. Accordingly, the amount of the viscous flux 115 picked up through the pin array 205 is minimized by minimizing the contact surface between the pin and the viscous flux 115 by manufacturing the tip portion of the pin in a hemispherical shape. Do not contaminate around the solder ball junction point 300 of 100).
본 발명에 따르면, 상기 핀 끝단의 핀 두께는 상기 솔더볼(135)(또는 솔더볼 접합 점(300))의 직경보다 작게 제작될 수 있으며, 이에 의해 상기 핀과 점성 플럭스(115)가 접촉하는 면을 최소화하여 상기 핀 배열부(205)를 통해 픽업되는 점성 플럭스(115)의 양이 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300) 주변을 오염시키지 않도록 한다.
According to the present invention, the pin thickness of the end of the pin may be manufactured smaller than the diameter of the solder ball 135 (or solder ball bonding point 300), whereby the surface where the pin and the viscous flux 115 is in contact Minimize so that the amount of viscous flux 115 picked up through the pin array 205 does not contaminate around the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100.
상기 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)는 픽업 툴 이동체(1)(120)에 의해 도면2b와 같이 플럭스 플레이트(110)에 도포된 점성 플럭스(115)와 접촉하여 도면2c와 같이 상기 점성 플럭스(115)를 픽업한다.
The pin arrangement portion 205 of the flux pick-up tool 200 is in contact with the viscous flux 115 applied to the flux plate 110 by the pick-up tool moving body 1 and 120 as shown in Fig. 2b, as shown in Fig. 2c. Pick up the viscous flux 115.
도면3a와 도면3b 및 도면3c는 플럭스 픽업 툴(200)을 이용한 플럭스 로딩 공정을 도시한 도면이다.
3A, 3B and 3C illustrate a flux loading process using the flux pickup tool 200.
보다 상세하게 도면3a는 플럭스 픽업 툴(200)이 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 플럭스(115)를 로딩하기 전 상태를 도시한 것이고, 도면3b는 플럭스 픽업 툴(200)이 상기 점성 플럭스(115)를 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩하는 상태를 도시한 것이고, 도면3c는 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 점성 플럭스(115)가 로딩된 상태를 도시한 것이다.
More specifically, FIG. 3A shows a state before the flux pickup tool 200 loads the viscous flux 115 at the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100, and FIG. 3B shows the flux pickup tool 200. ) Shows a state in which the viscous flux 115 is loaded into the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100, and FIG. 3C shows the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100. The state in which the viscous flux 115 is loaded is shown.
도면3a를 참조하면, BGA 반도체 칩(100)은 위 방향에 있는 플럭스 픽업 툴(200)의 핀 배열부(205)와 솔더볼 접합 점(300)이 접촉할 수 있도록 상기 솔더볼 접합 점(300)이 노출된 상태에서 지그(105)에 고정된다. 상기 플럭스 픽업 툴(200)은 상기 핀 배열부(205)의 핀 위치와 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)의 위치를 정확하게 정렬시킨다. 상기 핀 위치와 솔더볼 접합 점(300)의 위치를 정렬시키기 위해 상기 플럭스 픽업 툴(200)에는 상기 지그(105)의 특정 위치를 센싱하거나, 또는 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300) 중 어느 하나의 기준 점을 센싱하는 센서(도시생략)가 더 구비될 수 있다.
Referring to FIG. 3A, the BGA semiconductor chip 100 may include the solder ball junction point 300 so that the pin arrangement portion 205 of the flux pick-up tool 200 and the solder ball junction point 300 may contact each other. It is fixed to the jig 105 in the exposed state. The flux pick-up tool 200 accurately aligns the pin position of the pin arrangement 205 with the position of the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100 fixed to the jig 105. The flux pick-up tool 200 senses a specific position of the jig 105 or aligns any one of the N solder ball junction points 300 to align the pin position with the solder ball junction point 300. A sensor (not shown) for sensing a reference point may be further provided.
상기 플럭스 픽업 툴(200)은 픽업 툴 이동체(1)(120)에 의해 도면3b와 같이 상기 핀 배열부(205)를 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)으로 이동시켜 상기 핀 배열부(205)의 각 핀 끝부분과 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 접촉시킴으로써, 도면3c와 같이 상기 핀 배열부(205)의 핀 끝에 픽업되어 있던 점성 플럭스(115)를 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩한다.
The flux pick-up tool 200 moves the pin array 205 to the solder ball joint point 300 of the BGA semiconductor chip 100 by the pick-up tool moving body 1 and 120 as shown in FIG. 3B. By contacting each pin end of the portion 205 and the solder ball junction point 300 of the BGA semiconductor chip 100, the viscous flux 115 picked up at the pin end of the pin array portion 205 as shown in Fig. 3C. The solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100 is loaded.
도면4a와 도면4b 및 도면4c는 본 발명의 솔더볼 픽업 툴(400) 구성과 이를 이용한 솔더볼 픽업 공정을 도시한 도면이다.
4A, 4B, and 4C are views illustrating a configuration of the solder ball pick-up tool 400 and a solder ball pick-up process using the same.
보다 상세하게 도면4a는 솔더볼 픽업 툴(400)이 솔더볼(135)을 픽업하기 전 상태를 도시한 것이고, 도면4b는 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)으로 솔더볼(135)을 픽업하는 상태를 도시한 것이고, 도면4c는 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)으로 솔더볼(135)이 픽업된 상태를 도시한 것이다.
More specifically, FIG. 4A shows a state before the solder ball pick-up tool 400 picks up the solder ball 135, and FIG. 4B picks up the solder ball 135 into the solder ball suction groove 405 of the solder ball pick-up tool 400. 4C shows a state in which the solder ball 135 is picked up by the solder ball suction groove 405 of the solder ball pick-up tool 400.
도면4a를 참조하면, 솔더볼 픽업 툴(400)은 리볼링 대상 BGA 반도체 칩(100)에 구비된 N개의 솔더볼 접합 점(300)의 패턴과 동일한 패턴의 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)과, 상기 솔더볼 흡입 홈(405)이 파여지고, 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 진공 압력을 가하는 진공 펌프와 연결되며, 픽업 툴 이동체(2)(125)에 의해 상기 솔더볼 흡입 홈(405)을 솔더볼 보관함(130)으로 이동시키거나 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)으로 이동시키는 픽업 툴 몸체로 구성된다.
Referring to FIG. 4A, the solder ball pick-up tool 400 may include N solder ball suction grooves 405 having the same pattern as that of the N solder ball bonding points 300 provided in the BGA semiconductor chip 100 to be reballed. The solder ball suction groove 405 is dug and connected to a vacuum pump for applying a vacuum pressure to the solder ball suction groove 405, and the solder ball suction groove 405 is solder ball storage by the pickup tool moving bodies 2 and 125 ( 130 and a pickup tool body for moving to the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100.
본 발명에 따르면, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)은 홈 안쪽에 진공 압력에 의해 솔더볼(135)이 더 이상 안쪽으로 흡입되지 않도록 상기 솔더볼(135)을 걸어두는 걸쇠부(410)가 구비된다. 성기 걸쇠부(410)는 상기 솔더볼(135)의 직경보다 작은 직경의 홈의 시작 위치로서, 상기 솔더볼(135)을 상기 걸쇠부(410) 안쪽으로 홈으로 흡입되지 못한다.
According to the present invention, the solder ball suction groove 405 of the solder ball pick-up tool 400 has a latch portion that hangs the solder ball 135 so that the solder ball 135 is no longer sucked inward by vacuum pressure inside the groove ( 410 is provided. The genital clasp 410 is a starting position of a groove having a diameter smaller than that of the solder ball 135, and the solder ball 135 may not be sucked into the groove into the clasp 410.
솔더볼 보관함(130)은 복수의 솔더볼(135)을 보관하며, 초당 300회 이상 일정한 진폭으로 진동하여 상기 보관된 솔더볼(135)을 15mm~20mm 이상 공중에 띄운 상태를 유지한다.
The solder ball storage box 130 stores a plurality of solder balls 135, and maintains a state in which the stored solder ball 135 is floated in the air more than 15mm ~ 20mm by vibrating at a constant amplitude at least 300 times per second.
상기 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)은 픽업 툴 이동체(2)(125)에 의해 도면4b와 같이 솔더볼 보관함(130)으로 이동하여 상기 솔더볼 보관함(130) 내에서 진동하여 공중에 띄어진 솔더볼(135)에 근접하며, 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 가해지는 진공 압력에 의해 도면4c와 같이 N개의 솔더볼 흡입 홈(405)에 N개의 솔더볼(135)을 흡입하여 픽업한다.
The solder ball suction groove 405 of the solder ball pick-up tool 400 is moved to the solder ball holder 130 as shown in FIG. 4B by the pick-up tool moving body 2 and 125 to vibrate in the solder ball holder 130 to air. N solder balls 135 are sucked and picked up into N solder ball suction grooves 405 as shown in FIG. 4C by the vacuum pressure applied to the solder ball suction grooves 405.
도면5a와 도면5b 및 도면5c는 솔더볼 픽업 툴(400)을 이용한 솔더볼 로딩 공정을 도시한 도면이다.
5A, 5B, and 5C illustrate a solder ball loading process using the solder ball pickup tool 400.
보다 상세하게 도면5a는 솔더볼 픽업 툴(400)이 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)을 로딩하기 전 상태를 도시한 것이고, 도면5b는 솔더볼 픽업 툴(400)이 상기 솔더볼(135)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩하는 상태를 도시한 것이고, 도면5c는 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)이 로딩되어 점성 접합된 상태를 도시한 것이다.
More specifically, FIG. 5A illustrates a state before the solder ball pick-up tool 400 loads the solder ball 135 at the solder ball joint point 300 of the BGA semiconductor chip 100, and FIG. 5B shows the solder ball pick-up tool 400. The solder ball 135 is shown in the state of loading the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100, Figure 5c is a solder ball (300) on the solder ball junction point 300 of the BGA semiconductor chip 100 135) is loaded to show a viscous bonded state.
도면5a를 참조하면, BGA 반도체 칩(100)은 위 방향에 있는 솔더볼 픽업 툴(400)의 솔더볼 흡입 홈(405)이 솔더볼 접합 점(300)에 근접할 수 있도록 상기 솔더볼 접합 점(300)이 노출된 상태에서 지그(105)에 고정된 상태를 유지하며, 상기 도면3c에 도시된 바와 같이 상기 솔더볼 접합 점(300)에는 점성 플럭스(115)가 로딩되어 있다.
Referring to FIG. 5A, the BGA semiconductor chip 100 may include the solder ball junction point 300 such that the solder ball suction groove 405 of the solder ball pickup tool 400 in the upward direction may be close to the solder ball junction point 300. The fixed state of the jig 105 is maintained in the exposed state, and the viscous flux 115 is loaded on the solder ball joint point 300 as shown in FIG. 3C.
상기 도면4c에 도시된 바와 같이 솔더볼 흡입 홈(405)에 진공 압력을 가하여 솔더볼(135)이 픽업된 후, 상기 솔더볼 픽업 툴(400)은 상기 픽업된 솔더볼(135)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩할 때까지 상기 진공 압력을 유지한다.
As shown in FIG. 4C, after the solder ball 135 is picked up by applying a vacuum pressure to the solder ball suction groove 405, the solder ball pick-up tool 400 moves the picked up solder ball 135 to the BGA semiconductor chip 100. The vacuum pressure is maintained until loading into the solder ball junction point (300).
상기 솔더볼 픽업 툴(400)은 상기 솔더볼 흡입 홈(405)의 위치와 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)의 위치를 정확하게 정렬시킨다. 상기 솔더볼 흡입 홈(405)의 위치와 솔더볼 접합 점(300)의 위치를 정렬시키기 위해 상기 솔더볼 픽업 툴(400)에는 상기 지그(105)의 특정 위치를 센싱하거나, 또는 상기 N개의 솔더볼 접합 점(300) 중 어느 하나의 기준 점을 센싱하는 센서(도시생략)가 더 구비될 수 있다.
The solder ball pick-up tool 400 accurately aligns the position of the solder ball suction groove 405 with the position of the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100 fixed to the jig 105. In order to align the position of the solder ball suction groove 405 and the position of the solder ball junction 300, the solder ball pickup tool 400 senses a specific position of the jig 105, or the N solder ball junction points ( A sensor (not shown) for sensing one reference point of 300 may be further provided.
상기 솔더볼 픽업 툴(400)은 픽업 툴 이동체(2)(125)에 의해 도면5a와 같이 상기 솔더볼 흡입 홈(405)을 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)으로 이동시켜 상기 솔더볼 흡입 홈(405)과 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)이 마주보도록 한 후, 도면5b와 같이 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 가해지고 있는 진공 압력을 제거하여 도면5c와 같이 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 픽업되어 있던 솔더볼(135)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 로딩하여 점성 접합시킨다.
The solder ball pick-up tool 400 moves the solder ball suction groove 405 to the solder ball joint point 300 of the BGA semiconductor chip 100 by the pick-up tool moving bodies 2 and 125 as shown in FIG. After the groove 405 and the solder ball junction 300 of the BGA semiconductor chip 100 face each other, the vacuum pressure applied to the solder ball suction groove 405 as shown in FIG. 5B is removed to remove the solder ball as shown in FIG. 5C. The solder ball 135 picked up by the suction groove 405 is loaded on the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100 to be viscously bonded.
상기 솔더볼(135)이 상기 솔더볼 접합 점(300)에 점성 접합된 후에는 상기 BGA 반도체를 기울이더라도 상기 솔더볼(135)이 상기 솔더볼 접합 점(300)에서 이탈되지 않는다.
After the solder ball 135 is viscously bonded to the solder ball bonding point 300, the solder ball 135 is not separated from the solder ball bonding point 300 even when the BGA semiconductor is tilted.
도면6는 본 발명의 솔더볼 접합 공정 중 점성 플럭스(115)를 활성화시키는 공정을 도시한 것이다.
Figure 6 shows the process of activating the viscous flux 115 of the solder ball bonding process of the present invention.
보다 구체적으로 도면6의 (a)는 상기 도면5c에 도시된 공정을 통해 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)이 점성 접합된 상태에서 상기 BGA 반도체 칩(100)에 플럭스 세정 온도의 대류열을 가하여 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135)을 점성 접합시킨 점성 플럭스(115)가 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135)의 접합 면을 세정하는 상태를 도시한 것이고, 도면6의 (b)는 상기 점성 플럭스(115)가 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135)의 접합 면의 세정을 완료한 상태를 도시한 것이다.
More specifically, FIG. 6A illustrates the BGA semiconductor chip 100 in the state where the solder ball 135 is viscously bonded to the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100 through the process illustrated in FIG. 5C. A state where the viscous flux 115 obtained by viscous bonding the solder ball junction point 300 and the solder ball 135 by applying convective heat of flux cleaning temperature to the surface of the solder ball junction point 300 and the solder ball 135 is cleaned. FIG. 6B illustrates a state in which the viscous flux 115 completes cleaning of the bonding surface of the solder ball bonding point 300 and the solder ball 135.
도면6의 (a)를 참조하면, 상기 도면5c에 도시된 공정을 통해 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)이 점성 접합된 상태에서 상기 BGA 반도체 칩(100)이 등속 이동하여 오븐(140)의 플럭스 세정 온도 구간에 진입하면, 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135)의 접합 면에 존재하는 점성 플럭스(115)는 상기 플럭스 세정 온도에 의해 활성화되어 점성이 풀려 녹아 휘발하면서 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135)의 접합 면을 세정한다. 이 때 상기 점성 플럭스(115)는 대류열에 노출된 부분부터 세정 기능이 활성화되어 휘발한다.
Referring to (a) of FIG. 6, the BGA semiconductor chip 100 in the state where the solder ball 135 is viscously bonded to the solder ball bonding point 300 of the BGA semiconductor chip 100 through the process illustrated in FIG. 5c. When the constant velocity is moved and enters the flux cleaning temperature section of the oven 140, the viscous flux 115 present at the joint surface of the solder ball junction point 300 and the solder ball 135 is activated by the flux cleaning temperature to be viscous. The unbonded, melted, and volatilized surfaces of the solder ball bonding point 300 and the solder ball 135 are cleaned. At this time, the viscous flux 115 is activated and the cleaning function is volatilized from the portion exposed to the convective heat.
도면6의 (b)를 참조하면, 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135)의 접합 면에 존재하는 점성 플럭스(115)는 상기 접합 면이 가장 늦게 활성화되어 점성을 유지하고 있으며, 상기 BGA 반도체 칩(100)이 상기 오븐(140)의 플럭스 세정 온도 구간을 등속 이동함으로 인해 상기 솔더볼(135)의 접합 상태는 그대로 유지된다.
Referring to (b) of FIG. 6, the viscous flux 115 present at the joint surface of the solder ball joint point 300 and the solder ball 135 maintains the viscosity since the joint surface is most recently activated. The bonding state of the solder balls 135 is maintained as the semiconductor chip 100 moves at a constant velocity in the flux cleaning temperature section of the oven 140.
도면7는 본 발명의 솔더볼 접합 공정 중 솔더볼(135)을 솔더볼 접합 점(300)에 용융 접합시키는 공정을 도시한 것이다.
7 illustrates a process of melt bonding the solder ball 135 to the solder ball bonding point 300 of the solder ball bonding process of the present invention.
보다 구체적으로 도면7의 (a)는 상기 도면6의 (b)의 공정 이후에 솔더볼 용융 온도 구간에 진입한 BGA 반도체 칩(100)에 솔더볼 용융 온도의 대류열을 가하여 상기 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)을 용융 접합시키는 상태를 도시한 것이고, 도면7의 (b)는 상기 솔더볼(135)을 상기 솔더볼 접합 면에 최종적으로 용융 접합시킨 상태를 도시한 것이다.
More specifically, (a) of FIG. 7 shows convection heat of solder ball melting temperature to the BGA semiconductor chip 100 entering the solder ball melting temperature section after the process of (b) of FIG. Shows a state in which the solder ball 135 is melt-bonded, and FIG. 7 (b) shows a state in which the solder ball 135 is finally melt-bonded to the solder ball bonding surface.
도면7의 (a)를 참조하면, 상기 도면6의 (b)의 공정을 거친 BGA 반도체 칩(100)이 오븐(140)의 등속 이동하여 솔더볼 용융 온도 구간에 진입하면, 상기 솔더볼 접합 점(300)과 솔더볼(135) 사이에 남아있던 점성 플럭스(115)는 완전 휘발하여 소거되며, 상기 점성 플럭스(115)가 소거됨과 동시에 상기 솔더볼(135)은 상기 솔더볼 용융 온도의 대류열에 의해 겉면부터 용융하여 상기 솔더볼 접합 점(300)에 용융 접합하기 시작한다.
Referring to (a) of FIG. 7, when the BGA semiconductor chip 100 having undergone the process of FIG. 6 (b) moves at a constant velocity of the oven 140 and enters a solder ball melting temperature section, the solder ball bonding point 300 ) And the viscous flux 115 remaining between the solder ball 135 is completely volatilized and erased. The viscous flux 115 is erased and at the same time the solder ball 135 is melted from the outside by the convective heat of the solder ball melting temperature. Begin melt bonding to the solder ball joint 300.
도면7의 (b)를 참조하면, 상기 오븐(140)의 솔더볼 용융 온도 구간을 등속 이동하는 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300) 위에 용융된 솔더볼(135)은 표면 장력에 의해 반구형의 형상을 유지한 상태로 솔더볼 냉각 온도 구간의 대류열이 가해지는 솔더볼 냉각 온도 구간으로 진입한다. 상기 솔더볼 냉각 온도 구간은 상기 용융된 솔더볼(135)의 반구형 형태를 그대로 유지하면서 상기 솔더볼 용융 온도를 상온으로 전이시킨다.
Referring to FIG. 7 (b), the solder balls 135 melted on the solder ball junction point 300 of the BGA semiconductor chip 100 moving at a constant speed in the solder ball melting temperature section of the oven 140 are hemispherical by surface tension. The convection heat of the solder ball cooling temperature section is applied to the solder ball cooling temperature section while maintaining the shape of. The solder ball cooling temperature section transfers the solder ball melting temperature to room temperature while maintaining the hemispherical shape of the molten solder ball 135 as it is.
도면8는 본 발명의 고신뢰성 고속 리볼링 공정을 도시한 도면이다.
8 is a diagram illustrating a high reliability fast revolving process of the present invention.
도면8를 참조하면, BGA 반도체 칩(100)은 디테치 공정을 통해 폐회로기판으로부터 디테치되고(800), 솔더윅을 이용한 드레싱 공정을 통해 상기 디체티된 BGA 반도체 칩(100)에 남아있는 솔더볼 잔여물은 제공된다(805). 상기 BGA 반도체 칩(100)은 용매를 이용한 워싱 과정을 통해 상기 드레싱 공정에서 상기 BGA 반도체 칩(100)에 남아 있던 플럭스 잔여물이 소거되며(810), 상기와 같이 디테치 공정 후 드레싱 및 워싱된 BGA 반도체 칩(100)은 지그(105)에 고정된다(815).
Referring to FIG. 8, the BGA semiconductor chip 100 is etched from a closed circuit board through a detach process (800), and the solder balls remaining on the de-batted BGA semiconductor chip 100 through a dressing process using solderwick. The residue is provided (805). The flux residue remaining on the BGA semiconductor chip 100 in the dressing process is erased through the washing process using a solvent in the BGA semiconductor chip 100 (810), and the dressing and washing after the detach process are performed as described above. The BGA semiconductor chip 100 is fixed to the jig 105 (815).
플럭스 픽업 툴(200)은 픽업 툴 이동체(1)(120)에 의해 플럭스 플레이트(110)로 이동한 후 핀 배열부(205)를 상기 플럭스 플레이트(110)에 접촉시켜 상기 핀 배열부(205)로 점성 플럭스(115)를 픽업하고(820), 상기 점성 플럭스(115)가 픽업된 상태에서 상기 픽업 툴 이동체(1)(120)를 통해 상기 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 칩(100)으로 이동한 후 상기 핀 배열부(205)를 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 접촉시켜 상기 점성 플럭스(115)를 상기 솔더볼 접합 점(300)에 로딩시킨다(825).
The flux pick-up tool 200 is moved to the flux plate 110 by the pick-up tool moving body (1) (120), and then the pin arrangement portion 205 is brought into contact with the flux plate 110, so that the pin arrangement portion 205 is formed. BGA semiconductor chip 100 fixed to the jig 105 via the pick-up tool moving body 1 and 120 in a state where the viscous flux 115 is picked up 820 and the viscous flux 115 is picked up. After moving to, the pin array unit 205 contacts the solder ball junction point 300 of the BGA semiconductor chip 100 to load the viscous flux 115 on the solder ball junction point 300 (825).
솔더볼 픽업 툴(400)은 픽업 툴 이동체(2)(125)에 의해 솔더볼 보관함(130)으로 이동한 후 솔더볼 흡입 홈(405)을 상기 솔더볼 보관함(130)에 보관된 솔더볼(135)에 근접시킨 상태에서 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 진공 압력을 가하여 상기 솔더볼(135)을 픽업하고(830), 상기 솔더볼(135)이 픽업된 상태에서 상기 픽업 툴 이동체(2)(125)를 통해 상기 지그(105)에 고정된 BGA 반도체 칩(100)으로 이동한 후, 상기 솔더볼 흡입 홈(405)을 상기 BGA 반도체 칩(100)의 솔더볼 접합 점(300)에 근접시켜 마주보게 한 상태에서 상기 솔더볼 흡입 홈(405)에 가해지고 있던 진공 압력을 해제하여 상기 솔더볼(135)을 상기 솔더볼 접합 점(300)에 로딩함과 동시에 점성 접합시킨다(835).
The solder ball pick-up tool 400 is moved to the solder ball holder 130 by the pick-up tool moving body (2) 125, and then the solder ball suction groove 405 is brought close to the solder ball 135 stored in the solder ball holder 130. The solder ball 135 is picked up by applying a vacuum pressure to the solder ball suction groove 405 in the state (830), and the jig through the pickup tool moving bodies (2) 125 in the state where the solder ball 135 is picked up. After moving to the BGA semiconductor chip 100 fixed to the 105, the solder ball suction in the state in which the solder ball suction groove 405 is close to and facing the solder ball junction point 300 of the BGA semiconductor chip 100 The vacuum pressure applied to the groove 405 is released, and the solder ball 135 is loaded onto the solder ball bonding point 300 and viscously bonded at
상기 솔더볼(135)이 점성 접합된 BGA 반도체 칩(100)은 오븐(140)에 투입되며(840), 상기 오븐(140)은 상기 BGA 반도체 칩(100)에 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 솔더볼(135)을 상기 솔더볼 접합 점(300)에 용융 접합시킨다(845).
The BGA semiconductor chip 100 in which the solder ball 135 is viscously bonded is input to the oven 140 (840), and the oven 140 is flux-cleaned temperature, solder ball melting temperature, and solder ball to the BGA semiconductor chip 100. Convection heat of cooling temperature is sequentially applied to melt solder the solder ball 135 to the solder ball bonding point 300 (845).
상기 솔더볼 접합 점(300)에 솔더볼(135)이 용융 접합된 BGA 반도체 칩(100)은 용매를 통해 워싱된 후(850), 별도의 오븐을 통해 저온 베이킹된 후(855), 상기 BGA 반도체 칩(100)에 대한 기능 검사를 실시한다(860). 여기서 상기 기능 검사는 상기 BGA 반도체 칩(100)이 상기 폐회로기판으로부터 디테치되기 전부터 내부적으로 파손되어 있는 상태인지 확인하는 검사를 의미한다.
After the BGA semiconductor chip 100 in which the solder ball 135 is melt-bonded to the solder ball junction point 300 is washed through a solvent (850), and then low-temperature baked through a separate oven (855), the BGA semiconductor chip A functional check is performed on 100 (860). Here, the function test means a test for checking whether the BGA semiconductor chip 100 is in an internally damaged state before being detached from the closed circuit board.
100 : BGA 반도체 칩 105 : 지그
110 : 플럭스 플레이트 115 : 점성 플럭스
120 : 픽업 툴 이동체(1) 125 : 픽업 툴 이동체(2)
130 : 솔더볼 보관함 135 : 솔더볼
200 : 플럭스 픽업 툴 205 : 핀 배열부
300 : 솔더볼 접합 점 400 : 솔더볼 픽업 툴
405 : 솔더볼 흡입 홈 410 : 걸쇠부100: BGA semiconductor chip 105: jig
110: flux plate 115: viscous flux
120: pickup tool moving body (1) 125: pickup tool moving body (2)
130: solder ball storage box 135: solder ball
200: flux pickup tool 205: pin arrangement
300 solder ball joint 400 solder ball pick-up tool
405: solder ball suction groove 410: clasp
Claims (8)
상기 BGA 반도체 칩의 일 면에 구비된 N(N≥1)개의 솔더볼 접합 점이 지닌 BGA 패턴과 동일한 패턴으로 배열되고 각 핀 끝단의 핀 두께가 상기 솔더볼 접합 점의 직경보다 작고 각 핀의 끝 부분이 반구형으로 제작된 핀 배열부(Pin Array)가 구비된 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부를 0.1T의 점성 플럭스가 도포된 플럭스 플레이트와 접촉시켜 상기 점성 플럭스를 상기 핀 배열부의 반구형 끝단으로 픽업하는 플럭스 픽업 공정;
상기 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부와 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점을 일치시킨 후 접촉시켜 상기 솔더볼 접합 점의 직경 안 쪽에 상기 점성 플럭스를 로딩하는 플럭스 로딩 공정;
상기 BGA 반도체 칩의 BGA 패턴과 동일한 패턴으로 N개의 솔더볼 흡입 홈이 파여지고 상기 홈 안쪽에 직각 구조의 걸쇠부가 구비된 솔더볼 픽업 툴에 진공 압력을 가하여 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 흡입 홈으로 픽업하는 솔더볼 픽업 공정;
상기 솔더볼 픽업 툴의 솔더볼 흡입 홈과 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 접합 점을 상하 방향으로 일치시킨 후 상기 솔더볼 흡입 홉의 진공 압력을 해제하여 상기 N개의 솔더볼 접합 점의 직경 안 쪽에 로딩된 점성 플럭스를 통해 상기 N개의 솔더볼과 N개의 솔더볼 접합 점을 점성 접합시키는 솔더볼 로딩 공정; 및
상기 N개의 솔더볼 접합 점에 N개의 솔더볼이 점성 접합된 BGA 반도체 칩을 오븐에 투입시켜 일정한 시간 차를 두고 플럭스 세정 온도, 솔더볼 용융 온도 및 솔더볼 냉각 온도의 대류열을 순차적으로 가하여 상기 N개의 솔더볼을 상기 N개의 솔더볼 접합 점에 용융 접착시키는 솔더볼 접합 공정;을 포함하는 리볼링 공정.
In a revolving process of a device for reballing a BGA (Ball Grid Array) semiconductor chip separated from a closed circuit board,
N (N≥1) solder ball joints provided on one surface of the BGA semiconductor chip are arranged in the same pattern as the BGA pattern, and the pin thickness of each pin end is smaller than the diameter of the solder ball joint point and the end of each pin Flux pick-up process for picking up the viscous flux to the hemispherical end of the pin array by contacting the pin array of the flux pick-up tool with a hemispherical pin array with a flux plate coated with 0.1T viscous flux ;
A flux loading process of loading the viscous flux into the inside of the diameter of the solder ball joint by bringing the pin array portion of the flux pick-up tool into contact with the solder ball joint of the BGA semiconductor chip;
N solder ball suction grooves are dug in the same pattern as the BGA pattern of the BGA semiconductor chip and vacuum pressure is applied to a solder ball pickup tool having a right angle clasp inside the groove to pick up N solder balls into the N solder ball suction grooves. Solder ball pick-up process;
After matching the solder ball suction groove of the solder ball pick-up tool with the solder ball joint point of the BGA semiconductor chip in the vertical direction, the vacuum pressure of the solder ball suction hop is released and the viscous flux loaded inside the diameter of the N solder ball joint points is obtained. A solder ball loading process of viscous bonding the N solder balls and N solder ball joint points; And
The N solder balls were applied by sequentially introducing a BGA semiconductor chip having N solder balls viscously bonded to the N solder ball joint points into an oven and sequentially applying convective heat of flux cleaning temperature, solder ball melting temperature, and solder ball cooling temperature with a predetermined time difference. And a solder ball bonding process for melt bonding to the N solder ball bonding points.
폐회로기판으로부터 BGA 반도체 칩을 분리하는 디테치 공정;
솔더윅을 통해 상기 BGA 반도체 칩의 솔더볼 잔여물을 제거하는 드레싱 공정; 및
용매를 통해 상기 솔더윅에 의한 BGA 반도체 칩의 플럭스 잔여물을 제거하는 워싱 공정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리볼링 공정.
The method of claim 1,
A detach process for separating the BGA semiconductor chip from the closed circuit board;
A dressing process of removing solder ball residues of the BGA semiconductor chip through solderwick; And
And a washing step of removing a flux residue of the BGA semiconductor chip by the solderwick through a solvent.
상기 솔더볼 접합 점에 솔더볼이 용융 접합되면, 용매를 통해 상기 BGA 반도체 칩의 오염물질을 제거하는 2차 워싱 공정; 및
상기 2차 워싱 공정의 수분을 제거하여 베이킹 공정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리볼링 공정.
The method of claim 1,
A second washing process of removing contaminants of the BGA semiconductor chip through a solvent when the solder ball is melt-bonded to the solder ball joint point; And
And a baking process by removing moisture in the second washing process.
지그(Jig)에 고정되어 상기 N개의 솔더볼 접합 점과 상기 플럭스 픽업 툴의 핀 배열부에 구비된 N개의 핀과 정렬시키고, 상기 N개의 솔더볼 접합 점과 상기 솔더볼 픽업 툴에 구비된 N개의 솔더볼 흡입 홈을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 리볼링 공정.
The method of claim 1, wherein the BGA semiconductor chip,
Fixed to a jig and aligned with the N pins provided in the N solder ball joint points and the pin arrangement of the flux pick-up tool, and the N solder ball joint points and the N solder ball suctions provided in the solder ball pick-up tool A reballing process comprising aligning the grooves.
솔더볼 접합 점의 직경 안 쪽에 로딩된 점성 플럭스에 의해 솔더볼이 점성 접합된 BGA 반도체 칩을 컨베이어를 통해 플럭스 세정 온도 구간, 솔더볼 용융 온도 구간 및 솔더볼 냉각 온도 구간으로 등속 이동시키며,
상기 플럭스 세정 온도 구간은,
상기 솔더볼 접합 점 직경 안 쪽에 로딩된 점성 플럭스가 휘발시키기 위해 계산된 이동 구간인 것을 특징으로 하는 리볼링 공정.
The method of claim 1, wherein the oven,
The BGA semiconductor chip with viscous solder loaded by the viscous flux loaded inside the diameter of the solder ball joint is moved at a constant speed through the conveyor to the flux cleaning temperature section, the solder ball melting temperature section and the solder ball cooling temperature section.
The flux cleaning temperature section,
And a viscous flux loaded into the solder ball joint point diameter is a moving section calculated for volatilization.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100132127A KR101202999B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Method for Reballing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100132127A KR101202999B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Method for Reballing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120070701A KR20120070701A (en) | 2012-07-02 |
| KR101202999B1 true KR101202999B1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=46705903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100132127A KR101202999B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Method for Reballing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101202999B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101528587B1 (en) * | 2013-08-20 | 2015-06-12 | (주) 피토 | Appratus For Reballing Semiconductor And Method The Same |
| RU2770605C2 (en) * | 2020-08-18 | 2022-04-19 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт" | Method for automated installation of balls on bga or csp microchips during reballing |
-
2010
- 2010-12-22 KR KR1020100132127A patent/KR101202999B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120070701A (en) | 2012-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6595408B1 (en) | Method of attaching solder balls to BGA package utilizing a tool to pick and dip the solder ball in flux prior to placement | |
| JP3528264B2 (en) | Solder ball mounting device | |
| US6911388B2 (en) | Individual selective rework of defective BGA solder balls | |
| US9426898B2 (en) | Thermocompression bonders, methods of operating thermocompression bonders, and interconnect methods for fine pitch flip chip assembly | |
| CN110265318A (en) | The manufacturing method of chip attachment device and semiconductor device | |
| JP4445163B2 (en) | Electronic component mounting equipment | |
| JP2012138583A (en) | Method of bonding member to support by addition of material, and device for arranging two elements one on top of another | |
| KR101202999B1 (en) | Method for Reballing | |
| JP2012501539A (en) | Pick and place machine | |
| JP2006352074A (en) | Solder ball holding inspection method, solder ball holder for semiconductor component using the same, and solder ball transporter for semiconductor component | |
| JP5167278B2 (en) | Method and apparatus for joining solder balls arranged at predetermined intervals | |
| JP5437221B2 (en) | Bonding equipment | |
| KR20230170393A (en) | Method of re-balling a semiconductor chip | |
| KR20140123214A (en) | Flipchip Packaging System with Solder Ball Auto Feeder | |
| JPH11224917A (en) | Mounting of spherical solder and device thereof | |
| JP3125138B2 (en) | Spherical solder mounting equipment | |
| KR102101052B1 (en) | 3d tsv assembly method for mass reflow | |
| JP4881455B2 (en) | Electronic component mounting apparatus and mounting method | |
| JP4974818B2 (en) | Substrate manufacturing method and substrate manufacturing apparatus | |
| JPH11176877A (en) | Ball carrying device | |
| JP5121621B2 (en) | Substrate manufacturing method | |
| JP2001351938A (en) | Method and device for manufacturing semiconductor device | |
| JP4523061B2 (en) | Electronic component mounting apparatus and mounting method | |
| JP3211803B2 (en) | Extra ball detection method | |
| KR100750048B1 (en) | Solder Ball Bumping method for manufacturing semiconductor package |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |