KR101293452B1

KR101293452B1 - Solderball attach method and apparatus using same

Info

Publication number: KR101293452B1
Application number: KR1020120004151A
Authority: KR
Inventors: 김종회
Original assignee: 주식회사 고려반도체시스템
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-08-06
Also published as: KR20130083529A

Abstract

본 발명은 미세 솔더볼을 웨이퍼에 어태치하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 기판을 기판 척에 고정시키는 기판고정단계와; 패턴 형태의 다수의 위치에 플럭스를 도팅하는 플럭스 도팅 단계와; 상기 패턴 형태의 다수 위치에 수용공이 배열 형성된 어태치 마스크를 상기 기판의 상측에 위치 고정시키는 어태치 마스크 설치단계와; 솔더볼 공급기로부터 상기 기판 척의 어태치 마스크 표면에 다수의 솔더볼을 낙하시키는 솔더볼 낙하단계와; 상기 기판 척을 원주 방향으로 가진하여 상기 어태치 마스크의 표면에 낙하된 솔더볼이 상기 어태치 마스크의 판면을 따라 원주 방향 성분을 갖는 방향으로 이동하면서 상기 수용공에 안착도록 진동시키는 기판척 진동단계와; 상기 어태치 마스크를 상기 기판으로부터 이격되게 이동시켜 상기 수용공에 수용된 솔더볼을 상기 기판에 남기고 상기 어태치 마스크를 분리시키는 어태치 마스크 분리단계를; 포함하여 구성되어, 기판의 크기에 관계없이 비접촉 방식으로 미리 정해진 패턴에 각각 미세 솔더볼을 안착시킬 수 있는 솔더볼 어태치 방법 및 그 장치를 제공한다.The present invention relates to a method and apparatus for attaching a fine solder ball to a wafer, comprising: a substrate fixing step of fixing a substrate to a substrate chuck; A flux dotting step of doping the flux at a plurality of positions in a pattern form; An attach mask attaching step of fixing the attach mask in which the receiving holes are arranged at a plurality of positions in the pattern form on the upper side of the substrate; A solder ball dropping step of dropping a plurality of solder balls from a solder ball supplier onto a surface of an attach mask of the substrate chuck; A substrate chuck vibrating step of having the substrate chuck in the circumferential direction and vibrating the solder balls dropped on the surface of the attach mask in a direction having a circumferential component along the plate surface of the attach mask to be seated in the receiving hole; ; An attaching mask separating step of separating the attaching mask by moving the attaching mask away from the substrate and leaving a solder ball accommodated in the receiving hole on the substrate; A solder ball attaching method and an apparatus for mounting a fine solder ball on a predetermined pattern in a non-contact manner regardless of the size of the substrate.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solder ball attaching method,

본 발명은 미리 정해진 패턴을 갖는 기판 상에 솔더볼을 안착시키는 솔더볼 어태치 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔더볼의 크기가 300㎛ 이하의 미세한 크기의 솔더볼에 대해서도 손상없이 미리 정해진 패턴의 기판 상으로 안착시키는 비접촉식 솔더볼 어태치 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a solder ball attaching method and apparatus for mounting a solder ball on a substrate having a predetermined pattern, and more particularly, to a solder ball attaching method for mounting a solder ball on a substrate having a predetermined pattern, To a method for mounting a non-contact type solder ball onto a substrate and an apparatus therefor.

최근 전자 기기의 소형화 및 고성능화에 수반하여 반도체 칩 등의 반도체 소자도 보다 고집적화되는 추세에 있다. 따라서, 반도체 소자의 범프 패턴의 간격이 종래에 비하여 보다 촘촘하게 형성되고 있으며, 이에 따라 반도체 소자의 패턴에 부합하는 수용홈이 형성된 기판에 일정량의 용융 솔더를 주입한 후 이를 가열하는 리플로우 공정에 의하여 주입된 용융 솔더가 반구형 내지 구형의 범프로 형성하는 방법이 제안되고 있다. In recent years, along with miniaturization and high performance of electronic devices, semiconductor devices such as semiconductor chips have also become more highly integrated. Accordingly, the spacing of the bump patterns of the semiconductor devices is formed more closely than in the prior art. Accordingly, a certain amount of molten solder is injected into the substrate having the receiving grooves formed in accordance with the pattern of the semiconductor device and then reflowed A method has been proposed in which the injected molten solder is formed into hemispherical or spherical bumps.

다시 말하면, 도1a에 도시된 바와 같이 어태치 마스크(90) 상에 반도체 칩의 패턴에 부합하는 구멍이나 홈과 같은 수용홈(G)을 식각 등에 의하여 미리 정해진 패턴으로 형성시키고, 도1b에 도시된 솔더볼 공급기(10)가 10d로 표시된 방향으로 이동하면서 배출구(11)를 통해 솔더볼(B)을 어태치 마스크(90)의 표면에 낙하시키면, 배출구(11)보다 후행하는 가요성 재질의 스위퍼(sweeper, 12)가 수용홈(G)에 안착하지 않은 솔더볼(B)을 쓸어내면서 근처의 수용홈(G)으로 밀어 안착시키게 된다.In other words, as shown in FIG. 1A, a receiving groove G such as a hole or a groove, which conforms to the pattern of the semiconductor chip, is formed on the attaching mask 90 in a predetermined pattern by etching or the like, When the solder ball supplier 10 is moved in the direction indicated by 10d and drops the solder ball B onto the surface of the attaching mask 90 through the discharge port 11 a sweeper of a flexible material the sweeper 12 sweeps the solder ball B not seated in the receiving groove G and pushes the solder ball B into the receiving groove G in the vicinity.

그리고, 수용홈(G)에 솔더볼(B)이 모두 안착되면, 이를 기판에 전사시킨 후, 리플로우 공정을 거쳐 원형 내지 타원형 범프로 형성한다.
When all of the solder balls B are placed in the receiving groove G, the solder balls B are transferred to the substrate and are then formed into circular or elliptical bumps through a reflow process.

그러나, 상기와 같은 종래의 범프 형성 공정은, 어태치 마스크(90)의 수용홈(G)에 솔더볼(B)을 안착시키는 과정에서 가요성 스위퍼(12)를 이용하여 솔더볼(B)을 쓸어주는 공정이 포함되므로, 다수의 솔더볼(B)이 스위퍼(12)에 의해 쓸리는 과정에서 솔더볼(B)의 표면이 손상되는 일이 발생될 수 밖에 없다. 이로 인하여, 각 수용홈(G)에 안착되는 솔더볼(B) 중 손상된 솔더볼(B)이 안착된 위치에서는 리플로우 공정을 거치면서 보다 작은 범프를 형성한다. 따라서, 보다 작은 범프가 형성된 위치에서는 범프가 반도체의 배선을 불확실하게 연결하게 되어, 반도체 소자의 불량을 야기하는 원인이 되는 심각한 문제가 야기된다. However, in the conventional bump forming process, the solder ball B is swept using the flexible sweeper 12 in the process of placing the solder ball B in the receiving groove G of the attaching mask 90 The surface of the solder ball B may be damaged in the process of sweeping the plurality of solder balls B by the sweeper 12. Thus, at the position where the damaged solder ball B is seated among the solder balls B that are seated in the respective receiving grooves G, a smaller bump is formed while the reflow process is performed. Therefore, at the positions where the smaller bumps are formed, the bumps connect the wirings of the semiconductor with each other uncertainly, thereby causing a serious problem causing a defect of the semiconductor element.

이 뿐만 아니라, 반도체 소자의 집적화가 보다 가속화됨에 따라, 범프의 크기가 보다 소형화되고 있다. 따라서, 종래에는 300㎛ 내지 400㎛ 직경의 솔더볼(B)이 사용되었지만, 조만간 250㎛ 내지 300㎛ 이하 직경의 솔더볼(B)의 사용이 예정되어 있다. 350㎛ 이상의 솔더볼은 정전기력에 비해 자체의 자중이 더 크므로 핸들링 하는 것이 비교적 용이했지만, 직경이 300㎛ 이하인 솔더볼은 정전기력에 의해 쉽게 들러붙어 있는 성질이 강하므로, 이들의 취급이 상당히 까다로워지는 문제점도 있다. 더욱이, 솔더볼의 직경이 작아지면 가요성 스위퍼에 의해 물리적으로 쓸어 내는 것에 의해 일부는 수용홈(G)에 안착시키고, 다른 일부는 수용홈(G)의 바깥으로 배출시키는 것이 매우 곤란해진다. In addition, as the integration of semiconductor devices is accelerated, the size of bumps is becoming smaller. Therefore, conventionally, a solder ball (B) having a diameter of 300 to 400 탆 is used, but the use of a solder ball (B) having a diameter of 250 탆 to 300 탆 or less is expected in the near future. Solder balls larger than 350㎛ are relatively easy to handle because their own weight is higher than that of electrostatic force, but solder balls smaller than 300㎛ are easily adhered by electrostatic force, which makes their handling difficult. have. Moreover, when the diameter of the solder ball becomes small, it becomes very difficult to place the part in the receiving groove G and physically remove the other part out of the receiving groove G by physically sweeping the same by the flexible sweeper.

한편, 패턴 형태로 분포된 핀(pin)이 구비된 카트리지를 이용하여 핀마다 하나의 솔더볼을 픽업하여 이를 기판(H)에 안착시키는 방식도 그동안 사용되었지만, 솔더볼의 크기가 300㎛이하보다 낮아지면 자중이 작아져 핀에 인가된 부압을 제거하더라도 정전기력에 의해 낙하하지 않으므로, 패턴 형태로 솔더볼을 안착시키는 것이 곤란해지는 문제점도 있었다.On the other hand, a method of picking up one solder ball for each pin using a cartridge provided with pins distributed in a pattern shape and mounting the same on the substrate H has been used in the past. However, when the size of the solder ball is lower than 300 탆 Even if the negative pressure applied to the pin is removed due to its small weight, there is a problem in that it is difficult to seat the solder ball in a pattern form because it is not dropped by the electrostatic force.

따라서, 300㎛이하의 작은 직경의 미세 솔더볼(B)을 비접촉 방식으로 기판에 어태치시킬 수 있는 기술의 필요성이 날로 대두되고 있다.
Accordingly, there is a growing need for a technique capable of attaching fine solder balls B having a diameter of 300 mu m or less to a substrate in a non-contact manner.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 미리 정해진 패턴으로 범프를 기판에 형성하는 공정의 일부에 해당하는 것으로, 어태치 마스크에 형성된 다수의 수용공에 솔더볼을 비접촉 방식으로 빠짐없이 안착시킬 수 있는 방법 및 이에 사용되는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is a part of a process for forming a bump on a substrate in a predetermined pattern, in which a solder ball is placed in a plurality of receiving holes formed in an attaching mask in a non- And a device used therefor.

즉, 본 발명은 가요성 부재의 스위퍼로 솔더볼과 물리적으로 접촉하는 것을 원천적으로 배제함으로써, 다수의 수용공에 온전한 상태의 솔더볼이 안착되도록 함으로써, 완성된 범프의 크기가 항상 균일하도록 하는 것을 목적으로 한다.That is, the present invention eliminates the physical contact with the solder ball by the sweeper of the flexible member, thereby restricting the solder ball in a state of integrity to the plurality of receiving holes, so that the size of the finished bump is always uniform do.

또한, 본 발명은 솔더볼의 크기가 300㎛ 이하로 작아지더라도 원활하게 어태치 마스크의 수용공에 안착할 수 있도록 함으로써, 반도체 소자의 집적화가 보다 발전되더라도 적용할 수 있는 솔더볼 안착 방법 및 이에 사용되는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention also provides a solder ball seating method which can be applied even if the integration of semiconductor elements is further improved by allowing the solder ball to be smoothly received in the receiving hole of the attachment mask even if the size of the solder ball is reduced to 300 탆 or less. And an object of the present invention is to provide a device.

본 발명은 상술한 바의 목적을 달성하기 위하여, 기판을 기판 척에 고정시키는 기판고정단계와; 상기 기판에 솔더볼을 안착하고자 하는 패턴 배열된 다수의 위치에 플럭스를 도팅하는 플럭스 도팅 단계와; 상기 패턴 배열된 다수 위치에 수용공이 배열 형성된 어태치 마스크를 상기 기판의 패턴 배열과 정렬된 상태로 상기 기판의 상측에 위치 고정시키는 어태치 마스크 설치단계와; 솔더볼 공급기로부터 상기 기판 척의 어태치 마스크 표면에 다수의 솔더볼을 낙하시키는 솔더볼 낙하단계와; 상기 기판 척을 가진하여 상기 어태치 마스크의 표면에 낙하된 솔더볼이 상기 어태치 마스크의 판면을 따라 이동하면서 상기 수용공에 안착도록 진동시키는 기판척 진동단계와; 상기 어태치 마스크를 상기 기판으로부터 이격되게 이동시켜 상기 수용공에 수용된 솔더볼을 상기 기판에 남기고 상기 어태치 마스크를 분리시키는 어태치 마스크 분리단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔더볼 어태치 방법을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a substrate processing apparatus comprising: a substrate fixing step of fixing a substrate to a substrate chuck; A flux-dipping step of fluxing the flux to a plurality of pattern-arranged positions for mounting a solder ball on the substrate; An attaching mask attaching step of attaching an attaching mask, in which the accepting holes are arranged at the plurality of pattern arranging positions, on the upper side of the substrate in an aligned state with the pattern arrangement of the substrate; A solder ball dropping step of dropping a plurality of solder balls from a solder ball supplier onto a surface of an attach mask of the substrate chuck; A substrate chuck vibrating step having the substrate chuck to vibrate so that solder balls dropped on the surface of the attach mask move along the plate surface of the attach mask and settle in the receiving hole; An attaching mask separating step of separating the attaching mask by moving the attaching mask away from the substrate and leaving a solder ball accommodated in the receiving hole on the substrate; The solder ball attaching method according to the present invention provides a solder ball attaching method.

이는, 기판의 표면에 먼저 플럭스를 패턴 형태로 도포한 후에, 패턴 형태의 수용공이 구비된 어태치 마스크를 기판의 상측에 위치 고정시킨 후, 다수의 솔더볼을 무작위로 어태치 마스크의 표면에 낙하시키면서 기판을 고정하는 기판 척에 원주 방향으로 가진시키는 것에 의해, 어태치 마스크에 낙하된 솔더볼이 이동하면서, 어태치 마스크의 수용공으로 삽입되는 솔더볼은 플럭스에 의해 위치 고정되는 비접촉 방식으로, 솔더볼을 기판의 표면에 어태치시키기 위함이다.This is because the flux is first applied to the surface of the substrate in a pattern form, and then the attach mask having the pattern-shaped accommodation holes is positioned on the upper side of the substrate, and then a plurality of solder balls are randomly dropped onto the surface of the attach mask. The circumferential direction of the substrate chuck to fix the substrate causes the solder balls dropped in the attach mask to move, while the solder balls inserted into the attaching holes of the attach mask are held in contact with each other in a non-contact manner. To attach to the surface.

이를 통해, 솔더볼에 물리적 힘이 직접 작용하지 않는 방식으로 어태치 마스크의 수용공에 각 솔더볼이 하나씩 안착되므로, 최종적으로 기판에는 다수의 솔더볼이 모두 균일한 크기로 어태치되어, 균일한 크기의 범프를 형성할 수 있게 된다. 이와 같은 방식은 기판의 크기가 300mm이상의 직경을 갖는 크기에 대해서도 신뢰성있게 원하는 패턴으로 배열된 위치에 솔더볼을 하나씩 위치시킬 수 있다는 점에서 효과적이다.As a result, since each solder ball is seated in the receiving hole of the attaching mask in a manner that no physical force acts on the solder ball, all of the solder balls are finally attached to the substrate in a uniform size, Can be formed. This method is effective in that the size of the substrate can be reliably positioned at a position where the solder balls are arranged in a desired pattern even for a size having a diameter of 300 mm or more.

이 때, 상기 기판척 진동 단계는, 상기 기판 척은 원주 방향으로 가진되어, 상기 솔더볼을 상기 어태치 마스크의 판면을 따라 원주 방향 성분을 갖는 방향으로 이동시키면서 상기 수용공에 안착시킬 수 있다. At this time, the substrate chuck vibration step, the substrate chuck is excited in the circumferential direction, it can be seated in the receiving hole while moving the solder ball in the direction having a circumferential component along the plate surface of the attach mask.

상기와 같은 본 발명은 솔더볼을 물리적으로 스위퍼에 의해 쓸어내지 않으므로, 솔더볼의 크기에 관계없이 적용할 수 있는 잇점이 있다. 즉, 종래에는 스위퍼에 의해 쓸어낼 때에 스위퍼의 하단이 어태치 마스크의 표면으로부터 정해진 높이보다 상측으로 보다 높게 이격되면 솔더볼을 모두 쓸어내지 어태치 마스크 상에 잔류하게 되고, 스위퍼의 하단이 어태치 마스크의 표면으로부터 정해진 높이보다 상측으로 보다 낮게 이격되면 수용홈에 안착되었던 솔더볼이 바깥으로 튀어나오는 문제점이 있었다. The present invention as described above has an advantage that it can be applied regardless of the size of the solder ball since the solder ball is not physically swept by the sweeper. That is, conventionally, when the lower end of the sweeper is swept away by the sweeper, the solder ball is remained on the attaching mask when the lower end of the sweeper is spaced higher than the predetermined height from the surface of the attaching mask, The solder ball that has been seated in the receiving groove may protrude outward.

이에 반하여, 본 발명에 따른 솔더볼 안착 방법은 스위퍼를 이용하여 솔더볼을 수용공에 안착하거나 수용공 주변의 솔더볼을 바깥으로 밀어내는 방식을 배제하고, 기판 척의 진동에 의해 그 표면의 솔더볼이 원주 방향 성분을 갖는 방향으로 이동하면서, 어태치 마스크의 수용공에 솔더볼이 하나씩 안착되므로, 솔더볼의 크기가 작아지더라도 솔더볼을 어태치 마스크의 수용공에 손상없이 각각 안착시키는 것이 가능해진다. On the contrary, the solder ball seating method according to the present invention excludes a method in which the solder ball is seated in the receiving hole by using a sweeper or the solder ball around the receiving hole is pushed out, and the solder ball on the surface is circumferentially formed by vibration of the substrate chuck. Since the solder balls are seated one by one in the accommodating holes of the attach mask while moving in the direction having the same, it is possible to respectively mount the solder balls in the accommodating holes of the attach mask without damaging the solder balls.

그리고, 상기 솔더볼 낙하단계는 상기 솔더볼 공급기를 진동시켜 상기 솔더볼이 상기 솔더볼 공급기로부터 상기 어태치 마스크의 표면으로 무작위로 낙하된다. 이에 의해, 솔더볼을 조금씩 그리고 지속적으로 일정량씩 어태치 마스크의 표면에 무작위로 낙하되어, 낙하된 솔더볼이 어태치 마스크로부터 (원주 방향 성분을 갖는) 나선 방향으로 조금씩 튀면서 이동하여, 끈끈한 플럭스가 도포되어 있는 수용공에 솔더볼이 하나씩 안착되어 모든 수용공이 솔더볼로 채워진다. 이를 위해, 솔더볼 공급기는 수평 면에 대하여 일방으로 경사진 방향으로 진동자가 기판척의 원주 방향을 따라 배열되어 진동될 수 있으며, 상기 진동자 대신에 범용적인 리니어 피더로 설치되어 진동될 수도 있다. And, the solder ball dropping step vibrates the solder ball feeder so that the solder ball drops randomly from the solder ball feeder to the surface of the attach mask. Thereby, the solder balls are randomly dropped on the surface of the attach mask little by little and continuously by a predetermined amount, and the dropped solder balls move little by little in a spiral direction (having a circumferential component) from the attach mask, so that a sticky flux is applied. Solder balls are seated one by one in the receiving holes so that all the holes are filled with solder balls. To this end, the solder ball feeder may vibrate in which the vibrators are arranged along the circumferential direction of the substrate chuck in a direction inclined in one direction with respect to the horizontal plane, and may be vibrated by being installed as a general-purpose linear feeder instead of the vibrator.

상기와 같이 무작위로 솔더볼을 어태치 마스크의 표면에 낙하시키면, 어태치 마스크의 수용공에 솔더볼을 모두 안착된 상태에서, 어태치 마스크의 표면에 솔더볼이 잔류하는 현상을 피하기 어렵다. 따라서, 상기 기판척 진동단계와 상기 어태치 마스크 분리단계의 사이에는 상기 어태치 마스크의 수용공에 안착되지 않고 상기 어태치 마스크의 표면에 잔류하는 솔더볼을 흡입하여 수집하는 단계를; 더 포함하여 구성됨으로써, 어태치 마스크의 표면에 잔류하는 솔더볼을 비접촉 방식으로 수집하여 이후의 솔더볼 어태치 공정에 활용될 수 있다. It is difficult to avoid the phenomenon that the solder ball remains on the surface of the attaching mask in a state where all the solder balls are seated in the receiving hole of the attaching mask when the solder ball is randomly dropped onto the surface of the attaching mask as described above. Accordingly, the step of sucking and collecting the solder ball remaining on the surface of the attaching mask without being seated in the receiving hole of the attaching mask, between the substrate chucking step and the attaching mask separating step; So that the solder balls remaining on the surface of the attach mask can be collected in a non-contact manner and utilized in subsequent solder ball attaching processes.

상기 기판은 상기 기판척에 형성된 흡입공에 부압이 작용되어 위치 고정된 상태에서 솔더볼 어태치 공정이 행해진다. The substrate is subjected to a solder ball attach process in a state where the negative pressure is applied to the suction hole formed in the substrate chuck to fix the position.

상기 솔더볼 낙하단계는, 상기 기판의 중앙부에서 기판의 가장자리로 이동하면서 솔더볼을 상기 어태치 마스크의 표면에 낙하하는 것이 공정의 효율을 향상시키는 측면에서 바람직하다. 즉, 어태치 마스크의 표면에 낙하한 솔더볼은 원주 방향으로 가진되지만, 솔더볼의 원주 방향의 이동에 따른 원심력으로 대략 나선형태의 궤적으로 이동하면서 어태치 마스크의 수용공에 안착되는 데, 기판의 중앙부에만 솔더볼을 낙하시킬 경우에 기판의 가장자리에 위치한 어태치 마스크의 수용공에 솔더볼이 안착하는 데에 오랜 시간이 소요된다. 따라서, 솔더볼을 기판의 중앙부로부터 가장자리로 이동하면서 솔더볼을 낙하시킴으로써, 보다 짧은 시간에 어태치 마스크의 수용공에 솔더볼을 안착시키는 것이 가능해진다.In the solder ball dropping step, it is preferable to drop the solder ball on the surface of the attach mask while moving from the center portion of the substrate to the edge of the substrate in terms of improving the efficiency of the process. That is, the solder ball dropped on the surface of the attach mask is excited in the circumferential direction, but is seated in the receiving hole of the attach mask while moving in a substantially spiral trajectory by the centrifugal force caused by the movement of the solder ball in the circumferential direction. If the solder ball is dropped only, it takes a long time for the solder ball to settle in the hole of the attach mask located at the edge of the substrate. Therefore, by dropping the solder ball while moving the solder ball from the center portion of the substrate to the edge, the solder ball can be seated in the accommodation hole of the attach mask in a shorter time.

상기 솔더볼 낙하단계는 리니어 피더에 의해 진동되면서 솔더볼을 상기 어태치 마스크의 표면으로 낙하시킴으로써, 솔더볼을 일정한 양만큼씩 어태치 마스크의 표면으로 낙하시키는 것이 가능해진다.The solder ball dropping step drops the solder ball to the surface of the attaching mask while the solder ball is being vibrated by the linear feeder.

한편, 본 발명에 따른 솔더볼 어태치 방법은 기판 척이 가진되는 동안에도 어태치 마스크가 기판에 정렬된 상태로 견고하게 유지되어야 하므로, 상기 어태치 마스크 설치단계는 상기 어태치 마스크를 상기 기판과 정렬시켜 위치시킨 후 어태치 마스크를 기판 및 기판척에 위치고정시키는 단계를 포함하는 것을 주요한 특징으로 한다. 이를 통해, 기판척이 원주 방향으로 가진되는 동안에도 어태치 마스크가 기판에 정렬된 상태를 그대로 유지하여, 솔더볼이 기판의 정해진 위치(플럭스가 도포된 위치)에 안착하는 것이 가능해진다.In the solder ball attaching method according to the present invention, since the attaching mask must be firmly held in alignment with the substrate while the substrate chuck is being excited, the attaching mask mounting step may be performed by aligning the attaching mask with the substrate And positioning the attaching mask on the substrate and the substrate chuck. This enables the attach mask to remain aligned with the substrate even while the substrate chuck is excited in the circumferential direction, so that the solder balls can be seated at a predetermined position (the position where the flux is applied) on the substrate.

이 때, 상기 어태치 마스크는 전자석에 의해 선택적으로 자력이 작용하여 상기 기판척에 위치고정됨으로써, 기판과 정렬된 상태를 견고하게 유지할 수 있으면서, 어태치 마스크가 기판의 상측에 위치하였다가 분리되는 상태를 기판의 어태치 공정마다 반복해야 하는 공정을 큰 힘을 들이지 않고서도 용이하게 행할 수 있게 된다.At this time, the attracting mask is fixed to the substrate chuck by a magnetic force selectively applied by the electromagnet, so that the aligned state with the substrate can be firmly maintained, and the attracting mask is positioned on the substrate and separated It is possible to easily perform the process of repeating the state for each of the attaching processes of the substrate without applying great force.

이를 위하여, 상기 어태치 마스크는 상기 수용공이 형성된 금속 박판과, 상기 금속 박판의 둘레를 연결하는 지지재로 이루어지고, 상기 지지재가 상기 기판 척의 가장자리에 지지된 상태에서 상기 기판척에 위치 고정된다. 즉, 자성체로 지지재가 형성됨으로써, 자력에 의해 어태치 마스크가 기판에 대해 정렬된 상태로 위치 고정된다. To this end, the attaching mask is fixed to the substrate chuck in a state that the supporting member is supported by the edge of the substrate chuck, and the attaching mask is composed of a metal thin plate having the receiving hole formed thereon and a supporting member connecting the periphery of the metal thin plate. That is, by forming the supporting member with the magnetic body, the attaching mask is fixed in position with the magnetic force aligned with the substrate.

이 때, 상기 기판척 진동단계는, 직선 방향으로 가진하는 가진기가 상기 기판척의 원주 방향을 따라 3개 이상 설치되어, 상기 다수의 가진기가 가진하는 것에 의해 상기 어태치 마스크에 낙하된 솔더볼을 상기 어태치 마스크 상에서 원주 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 상기 가진기는 리니어 피더가 원주 방향으로 배열되어 이루어질 수 있다. At this time, the substrate chuck oscillation step, the three or more of the excitation in the linear direction along the circumferential direction of the substrate chuck is installed, the plurality of excitation to the solder ball dropped on the attach mask by the excitation It can be configured to move in the circumferential direction on the attach mask. The excitation can be made with the linear feeder arranged in the circumferential direction.

그리고, 상기 어태치 마스크의 수용공에 안착하지 않은 솔더볼을 상기 기판 척의 둘레에서 수거하는 단계를; 더 포함하여 구성되어, 기판의 범프 형성에 사용되지 않은 솔더볼은 이후의 어태치 공정에서 사용될 수 있도록 한다. Collecting a solder ball not seated in the receiving hole of the attaching mask around the substrate chuck; So that a solder ball not used for bump formation of the substrate can be used in a subsequent attach process.

상기 어태치 마스크 분리단계 이전에, 상기 어태치 마스크의 수용공에 솔더볼이 하나씩 안착되었는지 여부를 검사하는 검사단계를; 더 포함하여 구성되어, 어태치 마스크의 모든 수용공에 솔더볼이 안착된 것을 확인한 다음에, 어태치 마스크를 기판 상측으로부터 분리시킨다. Inspecting whether or not a solder ball is seated in the receiving hole of the attaching mask before the attaching mask separating step; Further, after confirming that the solder ball is seated on all the receiving holes of the attaching mask, the attaching mask is separated from the upper side of the substrate.

한편, 상기 플럭스 도팅 단계는, 상기 기판의 표면에 상기 어태치 마스크의 수용공과 동일한 패턴으로 정렬되는 관통공이 형성된 플럭스 마스크를 상기 기판의 표면에 거치시키는 단계와; 상기 플럭스 마스크의 상면에 플럭스를 묻혀 상기 관통공을 통해 상기 기판의 표면에 패턴 형태의 플럭스가 도팅하는 단계를; 포함하여 이루어질 수 있다. 솔더볼의 크기가 300㎛~500㎛보다 큰 경우에는 패턴의 배열로 플럭스 핀을 배열한 후, 플럭스 핀에 플럭스를 묻혀 기판에 패턴의 배열로 도팅하는 것이 가능하다. 그러나, 솔더볼의 크기가 250㎛~300㎛이하로 작은 경우에는 플럭스 도팅을 플럭스 핀에 묻혀서 행하는 것이 쉽지 않으므로, 패턴 배열된 관통공이 형성된 플럭스 마스크를 기판 표면에 거치시킨 후, 플럭스를 그 위에 도포하거나 찍는 것에 의해 미세한 패턴에 대해서도 플럭스를 기판에 도포하는 것이 가능해진다.The flux dicing step may include: mounting a flux mask on the surface of the substrate, the flux mask having through holes arranged in the same pattern as the receiving holes of the attaching mask; Depositing a flux on the upper surface of the flux mask so that a pattern-shaped flux is applied to the surface of the substrate through the through-hole; . When the size of the solder ball is larger than 300 mu m to 500 mu m, it is possible to arrange the flux pins in an array of patterns, and then flux the flux pins to the patterned array on the substrate. However, if the solder ball size is smaller than 250 µm to 300 µm or less, it is not easy to carry out flux dotting on the flux pin, so that a flux mask having a patterned through hole is mounted on the surface of the substrate, and then the flux is applied thereon. By taking a picture, the flux can be applied to the substrate even for a fine pattern.

상기와 같은 솔더볼 어태치 방법은 다양한 형태의 기판에 대해 적용할 수 있지만, 기판 척이 원주 방향으로 가진되므로 원형 기판에 대해 솔더볼을 어태치 하는 데 사용되는 것이 효과적이다. 더욱이, 상기와 같은 솔더볼 어태치 방법은 기판의 직경이 30cm정도의 충분히 큰 웨이퍼에 대해서도 적용이 가능하므로, 웨이퍼의 범프 형성 공정에 사용될 수 있다.The solder ball attach method as described above may be applied to various types of substrates, but it is effective to attach solder balls to a circular substrate because the substrate chuck has a circumferential direction. In addition, the solder ball attach method as described above can be applied to a sufficiently large wafer having a diameter of about 30 cm, so that the solder ball attach method can be used for the bump formation process of the wafer.

상기와 같이 솔더볼을 어태치 마스크의 수용공에 하나씩 안착시키는 방법은 솔더볼이 350㎛ 이상의 현재 사용중인 비교적 큰 크기의 솔더볼에 대하여 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 직경이 300㎛이하의 미세 솔더볼에 대해서도 적용 가능하다는 것이 확인되었다. 따라서, 직경이 50㎛ ~ 300㎛인 솔더볼을 어태치 마스크의 패턴화된 수용공에 비접촉 방식으로 안착시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The method of mounting the solder balls one by one in the receiving holes of the attachment mask as described above can be applied not only to solder balls of a relatively large size currently used in a solder ball of 350 m or more but also to fine solder balls of a diameter of 300 m or less It was confirmed that it is possible. Accordingly, it is possible to obtain a favorable effect that the solder balls having a diameter of 50 mu m to 300 mu m can be placed in a non-contact manner on the patterned receiving hole of the attaching mask.

한편, 범용적인 리니어 피더를 사용하지 않고, 수평면에 대해 일방으로 경사진 구성을 이용하여 진동시킬 경우에는, 상기 어태치 마스크의 진동 방향의 경사도는 수평면에 대하여 0.5° 내지 10°로 설정될 수 있다. On the other hand, in the case of vibrating using a one-sided inclined configuration with respect to the horizontal plane without using a general-purpose linear feeder, the inclination of the attaching mask in the vibration direction can be set to 0.5 to 10 degrees with respect to the horizontal plane .

한편, 상기 어태치 마스크의 둘레를 요홈 형상으로 감싸는 솔더볼 수거홈에서 상기 수용공에 안착되지 않은 솔더볼을 수거하는 외부 솔더볼 수거단계를 더 포함하여, 수용공에 안착되지 않고 바깥으로 튕겨나가는 솔더볼이 상기 솔더볼 수거홈에 수용되어 수거된다. The method may further include an external solder ball collecting step of collecting solder balls not seated in the receiving hole in a solder ball collecting groove that surrounds the periphery of the attaching mask so that a solder ball that is not seated in the receiving hole and is repelled outward The solder balls are accommodated in the collection grooves and collected.

어태치 마스크의 표면 상에 잔류하는 솔더볼을 흡입기로 수거한 이후에는, 상기 어태치 마스크의 다수의 수용공에 상기 솔더볼이 하나씩 안착된 것을 검사 비젼으로 확인하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 즉, 어태치 마스크의 표면의 모든 수용공에 솔더볼이 하나씩 안착되었는지 확인한다. 대체로 어태치 마스크에는 수용홈의 개수보다 수배 내지 수십배 많은 양의 솔더볼이 무작위로 낙하된 후 가로질러 이동하므로, 각각의 어태치 마스크의 사양별로 여러차례 반복실험에 의해 모든 수용공에 솔더볼이 채워진 것으로 확인된 양만큼 솔더볼이 낙하되어, 수용공의 일부가 솔더볼에 의해 채워지지 않는 것이 방지된다. 다만, 검사 비젼에 의해 솔더볼이 모든 수용공에 안착되지 않은 것으로 확인되면, 상기 솔더볼 낙하단계와 상기 홀더기판 진동단계와 솔더볼 안착단계를 반복하여 모든 수용공에 솔더볼이 안착되도록 한다. After the solder balls remaining on the surface of the attaching mask are collected by the inhaler, it may be confirmed that the solder balls are seated one by one in a plurality of receiving holes of the attaching mask. That is, make sure that one solder ball is seated in all the receiving holes on the surface of the attach mask. Since the solder balls of several tens to ten times larger than the number of the receiving grooves are randomly dropped and moved across the attaching grooves, the solder balls are filled in all the accepting holes by repeated experiments according to the specifications of the respective attaching masks. The solder ball is dropped by an amount equal to the amount of the solder ball, and a part of the receiving hole is prevented from being filled by the solder ball. However, if it is determined that the solder ball is not seated in all the receiving holes by the inspection vision, the solder ball dropping step, the vibration of the holder substrate, and the solder ball seating step are repeated to seat the solder balls in all the receiving holes.

여기서, 상기 내부 솔더볼 수거단계는 상기 어태치 마스크의 폭에 대응하는 길이로 부압이 작용하는 슬릿이 구비된 솔더볼 흡입기를 상기 어태치 마스크의 표면을 따라 이동하는 것에 의해 행해질 수 있다. 이를 통해, 1회의 이동에 의해 어태치 마스크의 표면에 잔류하는 모든 솔더볼을 회수할 수 있다.
Here, the internal solder ball collection step may be performed by moving a solder ball inhaler having a slit having a length corresponding to the width of the attach mask, the negative pressure of which acts on the surface of the attach mask. Through this, all the solder balls remaining on the surface of the attach mask can be recovered by one movement.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 기판의 저면을 흡입하여 상기 기판을 위치 고정시키고 일방으로 이동하는 가진력이 발생되는 기판척과; 상기 기판이 상기 기판척에 위치 고정된 상태에서, 상기 기판의 패턴 배열과 정렬된 상태로 상기 기판의 상측에 위치 고정되고, 솔더볼을 안착시키고자 하는 상기 패턴 배열의 다수의 위치에 수용공이 관통 형성된 어태치 마스크와; 상기 기판의 상측에 위치한 어태치 마스크의 표면에 솔더볼을 낙하시키는 솔더볼 공급기와; 상기 어태치 마스크를 상기 기판의 상측에 장착하거나 탈착하는 마스크 이송기를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔더볼 어태치 장치를 제공한다.On the other hand, according to another field of the invention, the present invention includes: a substrate chuck that generates an excitation force to suck the bottom surface of the substrate to fix and position the substrate; In a state where the substrate is fixed to the substrate chuck, the substrate is fixed to an upper side of the substrate in alignment with the pattern arrangement of the substrate, and through holes are formed at a plurality of positions of the pattern arrangement for mounting the solder balls. An attach mask; A solder ball supplier for dropping solder balls on a surface of an attach mask located above the substrate; A mask feeder for attaching or detaching the attach mask to an upper side of the substrate; And a solder ball attaching device.

이 때, 상기 어태치 마스크는 자성체를 포함하고, 상기 기판척에는 상기 어태치 마스크를 위치 고정시키는 전자석이 구비될 수 있다.In this case, the attaching mask may include a magnetic body, and the substrate chuck may be provided with an electromagnet for fixing the attaching mask.

그리고, 기판 척에는 흡입압이 작용하는 흡입구가 형성되어 상기 기판을 위치 고정시키는 것을 보조할 수 있다.The substrate chuck may be provided with a suction port to which suction pressure acts to assist in fixing the position of the substrate.

또한, 상기 기판척에는 원주 방향을 따라 3개 이상의 가진기가 설치되어 상기 가진기의 작동으로 원주 방향 성분을 갖는 방향으로 이동하는 가진력이 발생됨으로써, 어태치 마스크에 잔류하는 솔더볼이 원주 방향 성분을 갖는 방향으로 이동시키는 것이 가능해진다. 이를 통해, 기판의 크기가 아무리 크더라도 기판의 표면에 낙하된 솔더볼이 기판의 판면에 머무는 경로를 충분히 길게하여, 보다 적은 양의 솔더볼에 의해 어태치 마스크의 수용공에 모두 솔더볼로 채우는 것이 가능해진다.In addition, the substrate chuck is provided with three or more exciters along the circumferential direction to generate an excitation force moving in the direction having the circumferential component by the operation of the exciter, so that the solder balls remaining in the attach mask have a circumferential component. It becomes possible to move in the direction. As a result, even if the size of the substrate is large, the path where the solder ball dropped on the surface of the substrate stays on the plate surface of the substrate is sufficiently long, so that it is possible to fill all the holes of the attach mask with the solder balls by using a smaller amount of solder balls. .

이 때, 상기 솔더볼 공급기는 상기 기판의 중앙부로부터 상기 기판의 가장자리를 왕복 이동 가능하게 설치되어, 상기 기판의 중앙부로부터 상기 기판의 가장자리를 연결하는 경로로 이동하면서 솔더볼을 상기 어태치 마스크의 표면에 낙하시킴으로써, 짧은 시간 내에 다수의 수용공에 솔더볼을 안착시키는 것이 가능해진다.At this time, the solder ball supplier is installed so as to reciprocate the edge of the substrate from the center portion of the substrate, dropping the solder ball on the surface of the attach mask while moving in the path connecting the edge of the substrate from the center portion of the substrate By doing so, it becomes possible to seat the solder ball in a plurality of accommodation holes in a short time.

여기서, 상기 솔더볼 공급기는 리니어 피더에 의해 솔더볼을 상기 어태치 마스크의 표면에 낙하시킴으로써, 솔더볼을 조금씩 어태치 마스크의 표면에 낙하시키는 것이 가능해진다. Here, the solder ball feeder drops the solder ball on the surface of the attaching mask by the linear feeder, so that the solder ball can be dropped little by little onto the surface of the attaching mask.

상기 어태치 마스크는, 상기 수용공이 패턴 형태로 형성된 금속 박판과, 상기 금속 박판의 둘레를 연결하는 지지재로 이루어지고, 상기 지지재는 자성체로 형성되어, 기판 척의 전자석으로부터 작용하는 자력에 의해 어태치 마스크를 확실하게 위치고정시킬 수 있고, 전자석의 자력을 해제시킨 상태에서 어태치 마스크를 기판으로부터 손쉽게 분리할 수 있다. Wherein the attaching mask comprises a thin metal plate formed in a pattern form of the receiving hole and a supporting member connecting the periphery of the thin metal plate, the supporting member is formed of a magnetic material, The mask can be securely fixed in position, and the attaching mask can be easily separated from the substrate in a state in which the magnetic force of the electromagnet is released.

한편, 본 발명에 따른 솔더볼 어태치 장치는, 상기 기판을 위치 고정시키는 플럭스 기판척과; 상기 플럭스 기판척에 상기 기판을 위치 고정한 상태에서 상기 어태치 마스크의 상기 패턴 형태로 플럭스를 도팅하는 플럭스 도팅기와; 플럭스가 도팅된 상기 기판을 상기 기판척으로 이송하는 기판 이송기를; 더 포함하여 구성될 수 있다. 이는, 하나의 기판척에서 플럭스를 도팅하는 공정과 솔더볼을 어태치하는 공정이 다함께 이루어질 수 있지만, 플럭스를 도팅하는 공정은 플럭스 기판척에서 행해지고 솔더볼을 어태이하는 공정은 플럭스 기판척과 별개인 기판척에서 행해지고 기판 이송기로 기판을 이동시키는 형태로 구현할 수도 있다. 이를 통해, 플럭스 도팅 및 솔더볼 어태치에 필요한 장비를 최소화하면서 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, a solder ball attaching apparatus according to the present invention includes: a flux substrate chuck for fixing a position of the substrate; A flux dotting device for dosing flux in the pattern form of the attach mask in a state where the substrate is fixed to the flux substrate chuck; A substrate transfer device for transferring the substrate onto which the flux is doped, to the substrate chuck; And the like. This is because the process of dotting the flux in one substrate chuck and the process of attaching the solder ball can be performed together. However, the process of fluxing the flux is performed in the flux substrate chuck, And moving the substrate to the substrate transfer unit. This can improve substrate processing efficiency while minimizing the equipment required for flux dicing and solder ball attachment.

이 때, 상기 기판 이송기는 상기 마스크 이송기와 별개일 수도 있지만 하나로 이루어질 수 있다. In this case, the substrate transfer unit may be separate from the mask transfer unit, but may be formed as a single unit.

상기 기판척에는 상기 수용공에 안착되지 않은 솔더볼을 모으는 수집홈이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수집홈에서 수거된 솔더볼을 상기 솔더볼 공급기로 공급하여, 기판에 어태치되지 않은 솔더볼을 다시 사용할 수 있게 된다. 이와 같은 수집 공정은 솔더볼에 물리적 힘이 가해지지 않는 비접촉 상태로 유지되면서 처리되므로, 솔더볼의 구형이 그대로 유지된다. 따라서 그 다음의 솔더볼 어태치 공정에 사용되더라도 모두 균일한 크기의 범프로 형성될 수 있게 된다.The substrate chuck may be provided with a collecting groove for collecting solder balls not seated in the receiving hole. Then, the solder ball collected in the collecting groove is supplied to the solder ball feeder, so that the solder ball not attached to the substrate can be used again. Since such a collecting process is performed while keeping the solder ball in a noncontact state in which physical force is not applied, the spherical shape of the solder ball is maintained. Therefore, even if used in the subsequent solder ball attaching process, all the bumps can be formed with a uniform size.

이를 위하여, 상기 어태치 마스크의 표면을 이동하면서 상기 수용공에 안착되지 않은 솔더볼을 제거하는 제거 수단이 별도로 형성될 수 있다. 이 제거 수단은 가능한 비접촉 방식을 유지하는 것이 좋다. 따라서, 공기를 불어주거나 흡입하는 형태로 어태치 마스크의 표면에 잔류하는 솔더볼을 그 표면으로부터 제거한다. 다만, 상기 제거 수단은 상기 어태치 마스크의 표면을 이동하면서 상기 수용공에 안착되지 않은 솔더볼을 흡입하여 수집하는 솔더볼 흡입기로 구성되는 것이, 어태치 마스크의 표면에 잔류하는 솔더볼을 제거하면서 동시에 솔더볼을 수집하는 것을 함께 행할 수 있으므로 보다 효과적이다.For this purpose, a removing means for removing the solder ball that is not seated in the receiving hole while moving on the surface of the attaching mask may be separately formed. It is preferable that the removal means keep the non-contact type as much as possible. Thus, the solder balls remaining on the surface of the attach mask are removed from the surface in the form of blowing or sucking air. The removal means may include a solder ball sucker for sucking and collecting solder balls that are not seated in the receiving hole while moving on the surface of the attach mask. In this case, the solder balls remaining on the surface of the attach mask are removed, Collecting can be performed together.

그리고, 상기 어태치 마스크의 상기 수용공에 안착된 솔더볼 상태를 확인하는 검사 비젼을 더 포함하여, 어태치 마스크의 수용공에 솔더볼이 하나씩 안착되고 수용공 이외의 영역에는 솔더볼이 잔류하지 않는지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.The inspection vision further includes a check vision for confirming the state of the solder balls seated in the receiving hole of the attaching mask so that one solder ball is seated in the receiving hole of the attaching mask and no solder ball remains in the area other than the receiving hole It can be confirmed visually.

이 때, 상기 검사 비젼과 상기 솔더볼 흡입기는 함께 이동하되, 검사 비젼이 솔더볼 흡입기에 후행함으로써, 어태치 마스크의 표면에 잔류하는 솔더볼을 제거하면서 수용공에 솔더볼이 하나씩 안착된 것을 확인하는 공정이 보다 짧은 시간에 이루어질 수 있고, 제어가 보다 간편해진다.At this time, the inspection vision and the solder ball inhaler are moved together, and the inspection vision follows the solder ball inhaler, thereby confirming that one solder ball is seated in the receiving hole while removing the solder ball remaining on the surface of the attach mask. Can be accomplished in a short time, and control becomes easier.

상기 솔더볼은 직경이 50㎛ 내지 300㎛의 미세 솔더볼에 대해서도 비접촉 방식의 어태치 공정에 적용이 가능하다. 그리고, 상기 기판은 직경이 300mm 이상인 웨이퍼에 대해서도 적용 가능하다.
The solder ball can be applied to a non-contact type attaching process even for a fine solder ball having a diameter of 50 mu m to 300 mu m. The substrate can also be applied to a wafer having a diameter of 300 mm or more.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 어태치 마스크의 표면에 다수의 솔더볼을 무작위로 낙하시키면서 어태치 마스크을 진동시켜 솔더볼이 어태치 마스크의 판면에 대해 낮은 높이로 되튀면서 이동하면서 어태치 마스크의 수용공에 안착되는 방식으로 솔더볼을 어태치 마스크의 표면에 안착시킴으로써, 솔더볼의 크기가 작더라도 비접촉 방식으로 각 수용공에 솔더볼을 안착시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention accommodates the attach mask while vibrating the attach mask while randomly dropping a plurality of solder balls on the surface of the attach mask, while moving the solder ball back to a lower height with respect to the plate mask surface. By seating the solder ball on the surface of the attach mask in a manner that is seated in the ball, it is possible to obtain an advantageous effect of seating the solder ball in each receiving hole in a non-contact manner even if the solder ball size is small.

즉, 본 발명은 솔더볼을 어태치 마스크의 수용공에 안착시키는 과정에서 물리적인 접촉을 배제함으로써, 정전기력이 중력보다 더 크게 작용하는 직경이 50㎛ 내지 300㎛의 미세 솔더볼에 대해서도 균일한 크기의 솔더볼이 어태치 마스크에 안착됨에 따라, 이후의 리플로우 공정에 의해 형성되는 범프의 크기가 일정해지는 효과를 얻을 수 있다. That is, the present invention excludes the physical contact in the process of placing the solder ball in the receiving hole of the attaching mask, so that even for the fine solder ball having a diameter of 50 mu m to 300 mu m in which the electrostatic force works larger than gravity, The effect of stabilizing the size of the bumps formed by the subsequent reflow process can be obtained.

또한, 본 발명은 어태치 마스크에 낙하된 솔더볼이 원주 방향 성분을 갖는 방향(나선 방향)으로 이동하도록 기판 척이 가진됨으로써, 다양한 형상의 기판에 대해서도 미세 솔더볼을 비접촉 방식으로 안착시키는 것이 가능해지는 잇점이 얻어진다. In addition, the present invention has the advantage that the substrate chuck is provided so that the solder ball dropped in the attach mask moves in the direction (helical direction) having a circumferential component, thereby allowing the fine solder ball to be seated in a non-contact manner even for substrates of various shapes. Is obtained.

그리고, 본 발명은 솔더볼 공급기가 기판의 중앙부로부터 가장자리를 연결하는 경로를 따라 이동하면서 솔더볼을 어태치 마스크의 표면에 낙하하도록 구성됨에 따라, 보다 짧은 시간에 솔더볼을 정해진 패턴 위치의 수용공에 안착시킬 수 있게 되어 공정 효율이 향상되는 유리한 효과가 얻어진다.
In addition, the present invention is configured such that the solder ball feeder moves along the path connecting the edge of the substrate to the center of the substrate, so that the solder ball drops onto the surface of the attach mask, so that the solder ball is placed in the acceptance hole of the predetermined pattern position So that an advantageous effect of improving the process efficiency can be obtained.

도1a 내지 도1c는 종래의 솔더볼 안착 방법을 순차적으로 도시한 도면
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더볼 어태치 장치가 구비된 솔더볼 어태치 장치를 도시한 정면도
도3a 및 도3b는 도2의 솔더볼 어태치 장치를 이용하여 플럭스 도팅을 행하는 공정을 도시한 도면
도4는 도3a의 플럭스 마스크를 도시한 평면도
도5는 도3b를 통해 플럭스가 도팅된 기판을 도시한 정면도
도6a 내지 도6g는 도2의 솔더볼 어태치 장치를 이용하여 플럭스 도팅된 기판의 표면에 솔더볼을 안착시키는 구성을 도시한 도면
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더볼 어태치 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도8은 본 발명의 가진기에 적용할 수 있는 다른 형태를 도시한 개략도이다.Figs. 1A to 1C are views sequentially illustrating a conventional solder ball seating method
2 is a front view illustrating a solder ball attaching device having a solder ball attaching device according to an embodiment of the present invention.
Figs. 3A and 3B are diagrams showing a process of performing flux dipping using the solder ball attaching device of Fig. 2
4 is a plan view showing the flux mask of FIG. 3A
FIG. 5 is a front view showing a substrate on which a flux is doped through FIG.
6A to 6G are views illustrating a configuration in which solder balls are seated on a surface of a flux-doped substrate using the solder ball attach device of FIG.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a solder ball attaching method according to an embodiment of the present invention,
8 is a schematic view showing another form applicable to the vibrator of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상술한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 솔더볼 어태치 장치(100)는, 웨이퍼와 같이 원형 형상의 기판(W) 표면에 정해진 패턴(p)으로 분포된 다수의 지점에 플럭스(F)를 도포하도록 고정 프레임(10)에 설치된 플럭스 기판척(110)과, 플럭스 도포 공정을 위하여 플럭스 기판척(110)에 위치 고정된 기판(W)의 상측에 패턴(p) 배열로 관통공(81a)이 형성된 플럭스 마스크(80)와, 플럭스 기판척(110)에서 플럭스(F)가 도팅된 기판(W)을 어태치 기판척(130)에 이동시키는 기판 이송기(120)와, 플럭스(F)가 도포된 기판(W)에 솔더볼(mB)을 어태치하도록 기판(W)을 위치고정시키고 원주 방향으로 가진되는 어태치 기판척(130)과, 솔더볼(mB)의 어태치 공정을 위하여 어태치 기판척(130)에 위치 고정된 기판(W)의 상측에 상기 패턴(p) 배열로 관통하는 수용공(91a)이 형성된 어태치 마스크(90)와, 어태치 기판척(130) 상에서 기판(W)과 어태치 마스크(90)의 패턴이 일치하도록 정렬 고정된 상태에서 어태치 마스크(90)의 표면에 무작위로 솔더볼(mB)을 낙하시키는 솔더볼 공급기(140)와, 어태치 기판척(130) 상의 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 솔더볼(mB)이 하나씩 안착되도록 어태치 기판척(130)을 가진한 후에 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하는 솔더볼(mB)을 흡입하여 제거하는 솔더볼 흡입기(150)와, 어태치 기판척(130) 상의 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 솔더볼(mB)이 하나씩 안착되었는지 여부를 촬영하여 검사하는 검사 비젼(160)과, 플럭스 기판척(110) 및 어태치 기판척(130) 상에서 플럭스 마스크(80) 및 어태치 마스크(90)를 상하로 이동시켜 기판(W)의 상측에 장착하거나 탈착하는 마스크 이송기(미도시)로 구성된다.
The non-contact solder ball attach apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is fixed to apply flux F to a plurality of points distributed in a predetermined pattern p on a surface of a circular substrate W, such as a wafer. Flux formed with a through hole 81a in an array of patterns p on the flux substrate chuck 110 installed in the frame 10 and on the substrate W fixed to the flux substrate chuck 110 for the flux coating process. The mask 80, the substrate transfer device 120 for moving the substrate W doped with the flux F from the flux substrate chuck 110 to the attach substrate chuck 130, and the flux F are coated. The attaching substrate chuck 130 which is fixed to the substrate W to attach the solder ball mB to the substrate W and has a circumferential direction, and the attaching substrate chuck for the attaching process of the solder ball mB ( An attach mask 90 having a receiving hole 91a formed thereon in an array of the pattern p on an upper side of the substrate W fixed at the position 130; The solder ball supplier 140 randomly drops the solder ball mB on the surface of the attach mask 90 while the alignment of the substrate W and the attach mask 90 on the attach substrate chuck 130 is aligned. ) And the attach substrate chuck 130 so that the solder balls mB are seated one by one in the receiving hole 91a of the attach mask 90 on the attach substrate chuck 130. Whether the solder ball mB is seated one by one in the solder ball inhaler 150 for sucking and removing the solder ball mB remaining on the surface and in the receiving hole 91a of the attach mask 90 on the attach substrate chuck 130. The inspection mask 160 and the flux mask chuck 110 and the attach mask chuck 130 on the flux substrate chuck 110 and the attach substrate chuck 130 by vertically moving the upper and lower sides of the substrate W. It consists of a mask feeder (not shown) to be attached to or detached.

상기 플럭스 기판척(110)은 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이 고정 프레임(10)에 위치하며, 하측 가이드 레일(LR)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 플럭스 기판척(110)은 고정 프레임(10)에 위치 고정될 수도 있다. 플럭스 기판척(110)은 기판(W)이 거치되는 고정대(111)와, 고정대(111)의 표면과 연통하는 다수의 흡입구(미도시)에 부압을 작용시키는 진공 펌프(112)를 구비한다. 기판(W)이 견고하게 위치고정되면서 국부적으로 변형이 일어나지 않도록 고정대(111)의 상면에는 흡입구와 연통되는 동심원 형상의 홈이 다수 요입 형성된다. The flux substrate chuck 110 may be disposed on the fixed frame 10 as shown in FIGS. 3A and 3B, and may be installed to be movable along the lower guide rail LR. According to another embodiment of the present invention, the flux substrate chuck 110 may be fixed to the stationary frame 10. The flux substrate chuck 110 includes a holder 111 on which the substrate W is mounted, and a vacuum pump 112 for applying negative pressure to a plurality of suction ports (not shown) in communication with the surface of the holder 111. As the substrate W is firmly positioned, a plurality of concentric grooves communicating with the suction port are formed in the upper surface of the fixing stand 111 so that local deformation does not occur.

플럭스 기판척(110)에 상하로 이동하면서 기판(W)의 상측에 거치되는 플럭스 마스크(80)는 내부식성이 우수한 소재로 가공된 얇은 원판(81)과, 기판(W)의 높이로 원판(81)의 가장자리 둘레에 결합된 지지부(82)로 구성된다. 도4에 도시된 바와 같이 플럭스 기판척(110)의 원판(81)에는 기판(W)에 범프를 형성하고자 (제작하고자 하는 반도체 소자에 대응하는) 예정된 위치에 패턴(p)이 형성되고, 패턴(p)에 따라 다수의 관통공(81a)이 배열 형성된다. 도면에 도시되지 않았지만, 플럭스 기판척(110)에는 플럭스 마스크(80)가 기판(W)의 상측에 위치한 상태에서 플럭스 마스크(80)의 위치를 고정하는 수단이 마련된다. 이 수단은 걸림쇠로 형성될 수도 있고, 플럭스 마스크(80)를 자성체로 형성하고 플럭스 기판척(110)에 자석 또는 전자석이 구비되어 자력에 의해 위치 고정되도록 구성될 수도 있다.The flux mask 80 mounted on the upper side of the substrate W while moving up and down on the flux substrate chuck 110 has a thin disc 81 processed from a material having excellent corrosion resistance and a height of the base plate (W). 81 consists of a support 82 coupled around the edge. As shown in FIG. 4, a pattern p is formed on the original plate 81 of the flux substrate chuck 110 at a predetermined position (corresponding to the semiconductor element to be manufactured) to form bumps on the substrate W. A plurality of through holes 81a are arranged in accordance with (p). Although not shown in the drawings, the flux substrate chuck 110 is provided with means for fixing the position of the flux mask 80 in a state where the flux mask 80 is positioned above the substrate W. As shown in FIG. The flux mask 80 may be formed of a magnetic material and the flux substrate chuck 110 may be provided with a magnet or an electromagnet so as to be fixed in position by a magnetic force.

따라서, 도3a에 도시된 바와 같이 플럭스 기판척(110)에 기판(W)이 거치되어 흡입압(112p)이 작용하여 위치 고정되고, 기판(W)의 예정된 위치에 플럭스 도팅부로부터 플럭스(F)가 도포되도록 플럭스 마스크(80)를 기판(W)과 위치 정렬하여 위치 고정시킨 후, 도3b에 도시된 바와 같이 플럭스 마스크(80)에 플럭스(F)를 공급한다. 그리고, 플럭스 마스크(80)를 상방으로 이동시켜 기판(W)으로부터 분리시키면, 도5에 도시된 바와 같이 플럭스 마스크(80)의 관통공(81a)을 통해 패턴(p) 배열대로 플럭스(F)가 기판(W)의 표면에 도팅된다.
Accordingly, as shown in FIG. 3A, the substrate W is mounted on the flux substrate chuck 110, and the suction pressure 112p is applied to fix the position, and the flux F from the flux dotting portion at the predetermined position of the substrate W is fixed. ), The flux mask 80 is aligned with the substrate W so as to be applied thereto, and then the flux F is supplied to the flux mask 80 as shown in FIG. 3B. When the flux mask 80 is moved upward and separated from the substrate W, as shown in FIG. 5, the flux F is arranged in the arrangement of the pattern p through the through holes 81a of the flux mask 80. Is doped to the surface of the substrate (W).

상기 기판 이송기(120)는 고정 프레임(10)의 기둥(20)에 의해 지지되도록 설치된 상측 가이드 레일(HR)을 따라 이동하는 이동 몸체(121)와, 이동 몸체(121)의 저부에 상하방으로 이동 가능하고 기판(W)을 파지하는 기판 파지부(122)와, 기판 파지부(122)를 이동 몸체(121)에 대해 상하방으로 이동시키는 리니어 구동축(123)과, 이동 몸체(121)를 상측 가이드 레일(HR)을 따라 이동시키는 구동력을 발생시키는 구동 모터(124)와, 상측 가이드 레일(HR)을 따라 이동하면서 요동을 방지하도록 이동 몸체(121)로부터 연장되어 상측 가이드 레일(HR)과 맞닿는 롤러(미도시)를 하측에 장착한 가이드 부재(125)를 구비한다. The substrate feeder 120 is moved up and down along the upper guide rail HR installed to be supported by the pillar 20 of the fixed frame 10 and the bottom of the movable body 121. A substrate holding part 122 which is movable and grips the substrate W, a linear drive shaft 123 which moves the substrate holding part 122 up and down with respect to the moving body 121, and the moving body 121. Drive motor 124 for generating a driving force for moving the upper guide rail (HR) and the upper guide rail (HR) is extended from the moving body 121 to prevent shaking while moving along the upper guide rail (HR) And a guide member 125 mounted with a roller (not shown) in contact with the lower side.

이동 몸체(121)에는 상측 가이드 레일(HR)과 맞물리는 이동 풀리(121m)와, 이동 풀리(121m)와 동력전달벨트로 연결되어 회전 구동되는 구동 풀리(121p)가 설치되어, 구동 모터(124)의 구동력에 의해 감속기어를 거쳐 구동 풀리(121p)가 회전 구동된다. 구동 풀리(121p)의 회전 구동력은 동력전달벨트를 통해 이동 풀리(121m)에 전달되어, 이동 풀리(121m)가 상측 가이드 레일(HR)과 맞닿아 이동한다. 본 발명의 실시 형태에는 이동 풀리(121m)에 의해 기판 이송기(120)가 상측 가이드 레일(HR)을 따라 이동하는 구성을 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 보다 정교한 위치 제어를 위하여 리니어 모터 또는 리드스크류에 의해 위치 이동하도록 구성될 수도 있다.The moving body 121 is provided with a moving pulley 121m engaged with the upper guide rail HR and a driving pulley 121p connected to the moving pulley 121m by a power transmission belt and rotationally driven, The drive pulley 121p is rotationally driven by way of the reduction gear. The rotational driving force of the driving pulley 121p is transmitted to the moving pulley 121m through the power transmission belt so that the moving pulley 121m is moved in contact with the upper side guide rail HR. In the embodiment of the present invention, the substrate conveyor 120 is moved along the upper guide rail HR by the movement pulley 121m. However, according to another embodiment of the present invention, And may be configured to be moved by a motor or a lead screw.

리니어 구동축(123)은 이동 몸체(121)에 위치 고정된 코일부(123a)를 관통하도록 설치되어, 코일부(123a)에 인가되는 전류의 방향 및 크기에 의하여 상하 방향(123z)으로 이동되며, 이에 따라 기판 파지부(122)도 상하 방향(122z)으로 이동된다. The linear drive shaft 123 is installed so as to pass through the coil part 123a fixed to the moving body 121 and is moved in the vertical direction 123z by the direction and size of the current applied to the coil part 123a, The substrate holding portion 122 is also moved in the vertical direction 122z.

기판 파지부(122)는 공지된 다양한 형태, 예컨대, 거치시키는 아암이나 2군데 이상에서 오무려 집는 형태 등으로 적용될 수 있다.
The substrate grasping portion 122 may be applied to various known types, for example, a mounting arm or two or more mounting portions.

상기 어태치 기판척(130)은 고정 프레임(10) 상에 위치하며, 하측 가이드 레일(LR)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 어태치 기판척(130)은 고정 프레임(10)에 위치 고정될 수도 있다. 어태치 기판척(130)은 기판(W)이 거치되는 고정대(131)와, 고정대(131)의 표면과 연통하는 다수의 흡입구(미도시)에 부압을 작용시키는 진공 펌프(132)를 구비한다. 기판(W)이 견고하게 위치고정되면서 국부적으로 변형이 일어나지 않도록 고정대(131)의 상면에는 흡입구와 연통되는 동심원 형상의 홈(미도시)이 다수 요입 형성된다. The attaching substrate chuck 130 is positioned on the fixed frame 10 and can be installed to be movable along the lower guide rail LR. According to another embodiment of the present invention, the attaching substrate chuck 130 may be fixed to the stationary frame 10. The attach substrate chuck 130 includes a holder 131 on which the substrate W is mounted, and a vacuum pump 132 that applies negative pressure to a plurality of suction ports (not shown) in communication with the surface of the holder 131. . As the substrate W is firmly positioned, a plurality of concentric grooves (not shown) communicating with the suction port are formed in the upper surface of the fixing table 131 so that local deformation does not occur.

어태치 기판척(130)은 고정대(131)의 가장자리로부터 연장된 수집부(133)가 형성되어, 솔더볼 어태치 공정에서 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 안착되지 않고 바깥으로 이동되는 솔더볼(mB)을 수용한다. 이를 위하여 수집부(133)에는 원형 수거홈(133a)이 형성되고, 수거홈(133a)에는 수집통(도6의 148)과 연통하는 배출구(133b)가 형성된다. The attaching substrate chuck 130 is formed with a collecting part 133 extending from the edge of the fixing table 131 and is moved outward without being seated in the receiving hole 91a of the attaching mask 90 in the solder ball attaching step Lt; RTI ID = 0.0 > mB. &Lt; / RTI > To this end, a circular collection groove 133a is formed in the collecting part 133 and a discharge port 133b communicating with the collecting box (148 in FIG. 6) is formed in the collection groove 133a.

어태치 기판척(130)의 고정대(131) 가장자리에는 전자석(134)이 설치되어, 통전 상태에 따라 자력을 발생시킨다. 이를 통해, 자성체로 어태치 마스크(90)를 제작함으로써, 어태치 기판척(130)이 가진되는 동안에도 어태치 마스크(90)를 견고하게 위치 고정시킬 수 있다.An electromagnet 134 is provided at the edge of the fixing base 131 of the attaching substrate chuck 130 to generate a magnetic force in accordance with the energized state. Thus, by manufacturing the attaching mask 90 with a magnetic body, the attaching mask 90 can be firmly fixed while the attaching substrate chuck 130 is being excited.

어태치 기판척(130)에는 원주 방향을 따라 3개 이상의 가진기(135)가 원주 방향을 따라 배열된다. 바람직하게는 3개 내지 6개가 일정한 각도로 분포되어 설치된다. 이에 따라, 가진기(135)의 가진(135v)에 따라 대략 원주 방향(131x)으로 가진되는 힘이 어태치 기판척(130)에 작용하게 된다. 이 때, 가진기(135)는 리니어 피더로 사용되는 가진기로 장착될 수도 있고, 도6a에 도시된 바와 같이 수직면에 대한 경사면(135s)에 일방향으로 가진되는 진동자를 부착하여 이루어질 수도 있다.At least three exciters 135 are arranged along the circumferential direction in the attach substrate chuck 130. Preferably, three to six are installed distributed at a constant angle. Accordingly, a force excited in the circumferential direction 131x according to the excitation 135v of the exciter 135 acts on the attach substrate chuck 130. At this time, the exciter 135 may be mounted as a vibrator used as a linear feeder, or may be attached to an oblique surface 135s with respect to a vertical plane, as shown in FIG. 6A, by attaching a vibrator excited in one direction.

따라서, 어태치 마스크(90)의 표면에 솔더볼(mB)이 낙하하면, 솔더볼(mB)은 어태치 마스크(90)가 원주 방향으로 가진되는 힘을 어태치 마스크(90)와 접촉할 때마다 받으면서, 솔더볼(mB)은 원주 방향 성분을 갖는 방향으로 이동한다. 엄밀하게는 솔더볼(mB)은 어태치 마스크(90)로부터 원주 방향의 힘을 받지만, 원심력에 의해 나선 형태의 궤적을 따라 어태치 마스크(90)의 표면에 되튀면서 이동하여, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 일부는 삽입되고 수집부(133)의 수거홈(133a)에 일부는 수집된다. Therefore, when the solder ball mB falls on the surface of the attach mask 90, the solder ball mB receives the force that the attach mask 90 has in the circumferential direction every time it contacts the attach mask 90. The solder ball mB moves in a direction having a circumferential component. Strictly, the solder ball mB receives the force in the circumferential direction from the attach mask 90, but moves back to the surface of the attach mask 90 along the spiral trajectory by centrifugal force, thereby moving the attach mask 90 A part is inserted into the receiving hole 91a of the) and the part is collected in the collection groove 133a of the collecting unit 133.

이 때, 어태치 마스크(90)는 도6d에 도시된 바와 같이 플럭스 마스크(80)와 동일한 패턴(p')으로 분포된 수용공(91a)이 형성되고 내부식성이 우수한 얇은 원판(91)과, 원판(91)이 기판(W)과 접촉하거나 약간의 간격을 두고 이격하도록 원판(91)의 가장자리 둘레에 결합된 자성체 재질의 지지부(92)로 구성된다. 바람직하게는, 스텐레스 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 어태치 기판척(130)에 거치된 기판(W)의 플럭스 패턴과 수용공(91a)이 정렬하도록 어태치 마스크(90)를 기판(W)상에 위치시킨 후, 어태치 기판척(130)의 전자석(134)에 전류를 인가하여 어태치 기판척(130)의 진동 중에도 어태치 마스크(90)의 위치가 견고하게 고정된다.
At this time, as shown in Fig. 6D, the attach mask 90 has a thin disc 91 having excellent corrosion resistance and a receiving hole 91a formed in the same pattern p 'as the flux mask 80. In addition, the disc 91 is composed of a magnetic material support 92 coupled around the edge of the disc 91 such that the disc 91 is in contact with the substrate W or spaced at some intervals. Preferably, it may be formed of a stainless steel material. Therefore, after attaching the attach mask 90 on the substrate W so that the flux pattern of the substrate W mounted on the attach substrate chuck 130 and the receiving hole 91a are aligned, the attach substrate chuck ( The current is applied to the electromagnet 134 of 130 so that the position of the attach mask 90 is firmly fixed even during the vibration of the attach substrate chuck 130.

상기 솔더볼 공급기(140)는 고정 블록(141)과, 고정 블록(141) 상에서 직선 방향(142y)으로 이동하면서 솔더볼(mB)을 공급하는 솔더볼 공급체(142)와, 솔더볼 공급체(142)에 솔더볼(mB)이 조금씩 낙하하도록 가진하는 공급기 진동체(143)로 구성된다. The solder ball supplier 140 includes a fixed block 141, a solder ball supplier 142 for supplying solder balls mB while moving in a linear direction 142y on the fixed block 141, and a solder ball supply 142. It consists of the feeder vibrating body 143 which excites the solder ball mB little by little.

솔더볼 공급체(142)는 도6c에 도시된 바와 같이 일측에는 솔더볼(mB)을 어태치 마스크(90)의 표면으로 공급하도록 좁은 통로의 공급구(142a)가 구비되며, 타측에는 1개 이상의 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 솔더볼(mB)을 모두 채울 수 있을 정도로 수용공(91a) 개수의 수배 내지 수십배의 솔더볼이 탑재된다. 그리고, 공급기 진동체(143)가 진동함에 따라, 공급구(115)로부터 솔더볼(mB)가 어태치 마스크(90)의 표면으로 조금씩 낙하시켜 공급한다. 6C, the solder ball supply member 142 is provided at one side thereof with a supply port 142a for supplying a narrow path to supply the solder ball mB to the surface of the attaching mask 90, Several to several tens of solder balls of the number of the receiving holes 91a are mounted on the receiving hole 91a of the mask 90 so as to fill the solder ball mB. As the supply vibrator 143 vibrates, the solder ball mB is slightly dropped from the supply port 115 to the surface of the attachment mask 90 and supplied.

솔더볼 공급기(140)는 어태치 마스크(90)의 중심과 가장자리를 연결하는 경로(142y)를 따라 왕복 이동하면서 솔더볼(mB)을 어태치 마스크(90)의 표면에 공급한다. 이를 통해, 어태치 마스크(90)의 직경이 300mm 이상으로 큰 웨이퍼이더라도, 어태치 마스크(90)의 반경 또는 직경에 걸쳐 솔더볼(mB)이 낙하시킬 수 있고, 이에 따라 어태치 기판척(130)이 가진되면서 낙하된 솔더볼(mB)이 원주 방향 성분을 포함하는 나선 방향으로 반바퀴 내지 한바퀴만 이동하더라도, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a) 전체에 솔더볼(mB)을 안착시킬 수 있게 된다. The solder ball supplier 140 reciprocates along the path 142y connecting the center and the edge of the attach mask 90 to supply the solder balls mB to the surface of the attach mask 90. As a result, even when the diameter of the attach mask 90 is larger than 300 mm, the solder ball mB may drop over the radius or diameter of the attach mask 90, and thus, the attach substrate chuck 130 may be disposed. Even though the solder ball (mB) dropped while being excited moves only one to one round in the helical direction including the circumferential component, the solder ball (mB) can be seated in the entire receiving hole (91a) of the attach mask (90). do.

솔더볼 공급기(140)는 고정 블록(141)의 상면에 길이 방향으로 설치된 레일(12x)을 따라 이동하며, 다양한 구동 수단이 적용될 수 있다. 예를 들어, 레일(12x)에 영구자석편이 설치되고 솔더볼 공급기(140) 하측에 코일이 설치되어 리니어 모터 원리로 폭방향으로 왕복 이동하도록 구동될 수도 있고, 도면에 도시되지 않았지만 폭방향으로 리드 스크류가 배열되고 솔더볼 공급기(140)의 하측부가 이 리드 스크류에 맞물리는 암나사부가 구비되어 리드 스크류의 회전에 따라 폭방향으로 왕복 이동하도록 구동될 수도 있다.The solder ball supplier 140 moves along the rail 12x installed in the longitudinal direction on the top surface of the fixing block 141, and various driving means may be applied. For example, a permanent magnet piece may be installed on the rail 12x and a coil may be installed below the solder ball supply 140, and may be driven to reciprocate in the width direction based on a linear motor principle. May be arranged and a female thread portion having a lower portion of the solder ball supplier 140 engaged with the lead screw may be driven to reciprocate in the width direction according to the rotation of the lead screw.

공급기 진동체(143)는 범용 리니어 피더로 적용될 수 있다. 리니어 피더를 동작시키면 그 내부에 설치된 마그네트는 작은 힘에 의해서도 큰 진동을 발생시키므로, 전자력이 전후에 경사지게 설치된 판스프링에 전달되어 전후 방향의 진동을 발생되면서, 그 상측에 위치한 솔더볼 공급기(140)에 담겨진 솔더볼(mB)이 진동 스트로크마다 조금씩 전방(어태치 마스크가 위치한 방향)으로 이동하게 된다. 이에 따라, 어태치 마스크(90)의 상부에 위치한 솔더볼 공급기(140)의 공급구(142a)로부터 솔더볼(mB)이 어태치 마스크(90)의 표면에 일정한 양만큼씩 낙하하여 공급된다. The feeder vibrating body 143 can be applied as a general-purpose linear feeder. When the linear feeder is operated, the magnet installed therein generates a large vibration even by a small force, so that the electromagnetic force is transmitted to the leaf springs inclined back and forth to generate vibration in the front and rear directions, and to the solder ball feeder 140 located above the linear feeder. The contained solder ball mB moves forward little by little for each vibration stroke (the direction in which the attach mask is located). The solder ball mB is dropped from the supply port 142a of the solder ball feeder 140 located at the upper portion of the attaching mask 90 to the surface of the attaching mask 90 by a predetermined amount.

한편, 공급기 진동체(143)와 어태치 기판척(130)의 가진기(135)는 범용 리니어 피더로 적용될 수도 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 도8에 도시된 구성의 가진기(143')를 적용하여, 솔더볼 공급기(140) 내의 솔더볼(mB) 및 어태치 기판척(130) 상측의 솔더볼(mB)을 의도한 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 이 구성은 베이스(143b)에 대하여 제1연결링크(143L1) 및 제2연결링크(143L2)가 회동 가능하게 결합되고 그 상측에 진동 링크(143p)가 힌지 결합되어 4절 링크를 이룬다. 이 때, 전방에 위치하는 제1연결링크(143L1)의 길이(L1)는 후방에 위치한 제2연결링크(143L2)의 길이(L2)보다 더 짧게 형성되어, 상측 진동 링크(143p)는 수평면(44h)에 대하여 θ만큼 전방으로 하향 경사진 상태가 된다. 이 때, 제1연결링크(143L1) 또는 제2연결링크(130L2) 중 어느 하나에 가진 액츄에이터(131)가 설치되어 가진함으로써, 진동 링크(130p)가 143v방향으로 진동하면서 그 상측의 솔더볼(mB)을 전방(도8의 우측 방향)으로 이동시킬 수 있다. 이 때, 진동 링크(130p)는 0.5° 내지 3°정도 하방 경사지게 0.2mm 내지 5 mm의 스트로크로 진동하는 것이 솔더볼의 이동에 적합하다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the oscillator 135 of the feeder oscillator body 143 and the attachment substrate chuck 130 may be applied as a general-purpose linear feeder, The solder ball mB in the solder ball feeder 140 and the solder ball mB on the mount substrate chuck 130 can be moved in an intended direction by applying the solder balls 143 ' That is, in this configuration, the first connection link 143L1 and the second connection link 143L2 are pivotally coupled to the base 143b, and the vibration link 143p is hinged to the base 143b, thereby forming a four-section link. At this time, the length L1 of the first connecting link 143L1 located at the front is shorter than the length L2 of the second connecting link 143L2 located at the rear, and the upper oscillating link 143p is formed in a horizontal plane 44h in the downward inclined state. At this time, since the actuator 131 in any one of the first connection link 143L1 or the second connection link 130L is provided and vibrates in the direction of 143v, the vibration link 130p oscillates in the direction of the upper side solder ball mB Can be moved forward (rightward direction in Fig. 8). At this time, the oscillating link 130p is suitable for movement of the solder ball to oscillate with a stroke of 0.2 mm to 5 mm inclined downward by about 0.5 to 3 degrees.

다시 말하면, 본 발명에 적용될 수 있는 공급기 진동체(143)와 가진기(135)는 상측에 위치한 솔더볼(mB)을 일방으로 이동시킬 수 있는 진동(132v, 135v)을 발생시키는 모든 형태의 구성을 모두 포함한다.
In other words, the feeder vibrator 143 and the vibrator 135 that can be applied to the present invention have all types of configurations that generate vibrations 132v and 135v that can move the solder balls mB located on one side. It includes everything.

상기 솔더볼 흡입기(150)는 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 솔더볼(mB)이 안착된 상태에서, 수용공 이외의 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하는 솔더볼(mB)을 흡입하여 제거하기 위한 것이다. 이를 위해, 솔더볼 흡입기(150)는 어태치 마스크(90)의 직경에 대응하는 길이로 슬릿 형상의 흡입구(151)를 구비하고, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 안착된 솔더볼(mB)이 플럭스(F)와의 점착력보다 작은 크기의 부압(pz)이 흡입구(151)에 작용하도록 진공 범프(159)와 관로(159p)를 통해 연통 설치된다. The solder ball sucker 150 is moved in a direction in which the solder ball mB remaining on the surface of the attaching mask 90 other than the receiving hole in a state in which the solder ball mB is seated in the receiving hole 91a of the attaching mask 90 To remove by inhalation. The solder ball sucker 150 is provided with a slit-shaped suction port 151 having a length corresponding to the diameter of the attaching mask 90 and is provided with a solder ball the vacuum bump 159 and the conduit 159p are communicated with each other so that the negative pressure pz having a magnitude smaller than the adhesion force with the flux F is applied to the suction port 151. [

솔더볼 흡입기(150)는 어태치 마스크(90)의 표면에 대향하게 이격 배치되며, 이동 브라켓(155)에 고정 설치되어, 이동 브라켓(155)이 어태치 마스크(90)의 종방향을 따라 배열된 이동 레일(미도시)을 따라 이동하는 것에 의해 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하는 솔더볼(mB)을 흡입 수거한다. 이 때, 이동 레일은 상측 가이드 레일(HR)일 수도 있고, 별도로 형성될 수도 있다. 이 때, 솔더볼 흡입기(150)의 흡입구(151)에 작용하는 부압(pz)에 의한 흡인력이 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 안착된 솔더볼(mB)이 플럭스(F)에 부착된 힘보다 더 작으므로, 수용공(91a)에 안착된 솔더볼(mB)은 솔더볼 흡입기(150)의 부압에도 수용공(91a)에 안착된 상태를 유지한다. 흡입 수거된 솔더볼(mB)은 158p로 표시된 관로를 따라 저장통(148)으로 이동된다. The solder ball sucker 150 is disposed opposite to the surface of the attaching mask 90 and fixed to the moving bracket 155 so that the moving bracket 155 is arranged along the longitudinal direction of the attaching mask 90 The solder ball mB remaining on the surface of the attaching mask 90 is sucked and collected by moving along the moving rail (not shown). At this time, the movable rail may be the upper guide rail HR or may be formed separately. At this time, the suction force by the negative pressure pz acting on the suction port 151 of the solder ball inhaler 150 is applied to the flux F by the solder ball mB which is seated in the receiving hole 91a of the attaching mask 90 The solder ball mB that is seated in the receiving hole 91a is maintained in the receiving hole 91a even in the negative pressure of the solder ball inhaler 150. [ The sucked solder ball mB is moved to the reservoir 148 along the piping marked 158p.

상기 검사 비젼(160)은 솔더볼 흡입기(150)가 설치된 이동 브라켓(155)에 고정되며, 이동 브라켓(155)이 이동함에 따라 검사 비젼(160)도 어태치 마스크(90)의 표면을 따라 이동한다. 이를 통해, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 솔더볼(mB1)이 하나씩 안착되었는지, 그리고 어태치 마스크(90)의 수용공(91a) 이외의 영역에 잔류하는 솔더볼(mB2)은 없는지 여부를 검사한다. The inspection vision 160 is fixed to the moving bracket 155 provided with the solder ball inhaler 150 and the inspection vision 160 moves along the surface of the attaching mask 90 as the moving bracket 155 moves . As a result, it is determined whether the solder ball mB1 is seated one by one in the receiving hole 91a of the attaching mask 90 and whether there is no solder ball mB2 remaining in the area other than the receiving hole 91a of the attaching mask 90 .

상기 마스크 이송기는 플럭스 기판척(110)과 어태치 기판척(130) 상에서 플럭스 마스크(80)와 어태치 마스크(90)를 상하로 이동하면서, 기판(W)의 상측에 위치시켰다가 각 공정이 종료되면 기판(W)으로부터 이격 이동시킨다. 그리고, 1회 또는 수회의 공정이 마친 후에는, 각각의 플럭스 마스크(80) 및 어태치 마스크(90)는 세정 및 건조 공정을 거친다.
The mask feeder is positioned above the substrate W while moving the flux mask 80 and the attach mask 90 up and down on the flux substrate chuck 110 and the attach substrate chuck 130. When it finishes, it moves away from the board | substrate W. FIG. Then, after one or more processes are completed, the flux masks 80 and the attaching masks 90 are subjected to a cleaning and drying process.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더볼 어태치 장치(100)를 이용하여 솔더볼을 안착하는 공정을 상술한다.
Hereinafter, a process of mounting the solder ball using the solder ball attaching apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

단계 1: 먼저, 도3a에 도시된 바와 같이 플럭스 기판척(110)에 웨이퍼 또는 다른 형상의 기판(W)을 거치시키고, 흡입압(112p)을 작용시켜 기판(W)을 위치 고정한다. 그리고, 범프를 형성하고자 하는 각 위치에 관통공(81a)이 정열되도록 플럭스 마스크(80)를 기판(W) 상에 위치시켜 고정한다(S110).
Step 1 : First, as shown in FIG. 3A, a wafer or other shaped substrate W is placed on the flux substrate chuck 110, and the suction pressure 112p is applied to fix the substrate W. Then, the flux mask 80 is positioned and fixed on the substrate W so that the through holes 81a are aligned at respective positions where the bumps are to be formed (S110).

단계 2: 그리고 나서, 플럭스 마스크(80)에 플럭스(F)를 묻히거나 찍는 것에 의해 플럭스 마스크(80)의 관통공(81a)에 플럭스(F)가 통과하면서 기판(W)의 표면에 도팅되도록 한다(S120). Step 2 : Then, the flux F is passed through the through hole 81a of the flux mask 80 by being buried or imbedded in the flux mask 80 so as to be doped onto the surface of the substrate W. (S120).

그 다음, 플럭스 기판척(110)의 상측에 위치한 마스크 이송기로 플럭스 마스크(80)를 기판(W)으로부터 분리시킨다. 이에 의해, 도5에 도시된 바와 같이 플럭스가 도팅된 기판(W)이 된다.
Then, the flux mask 80 is separated from the substrate W by a mask transferer located above the flux substrate chuck 110. As a result, as shown in FIG. 5, the substrate W is doped with flux.

단계 3: 그리고 나서, 기판 이송기(120)가 플럭스 기판척(110)으로 이동하여, 기판 파지부(122)가 플럭스 기판척(110)에 거치되어 있던 기판(W)을 파지한 후, 도6a에 도시된 바와 같이 플럭스 도팅된 기판(W)을 어태치 기판척(130)으로 이송한다. Step 3 : Then, the substrate transfer device 120 moves to the flux substrate chuck 110, and the substrate holding part 122 grips the substrate W mounted on the flux substrate chuck 110, and then, FIG. As shown in FIG. 6A, the flux-doped substrate W is transferred to the attach substrate chuck 130.

도면에 도시되지 않았지만, 플럭스 기판척(110)에는 플럭스 도팅될 새로운 기판이 공급되어 단계 1 내지 단계 2를 행한다. 이와 동시에, 어태치 기판척(130)으로 이송된 기판(W)은 진공 펌프(132)에 의해 고정대(131)에서 부압이 작용하여 위치 고정된다.
Although not shown in the drawings, a new substrate to be flux-dented is supplied to the flux substrate chuck 110 to perform steps 1 to 2. At the same time, the substrate W transferred to the attach substrate chuck 130 is fixed by the negative pressure acting on the holder 131 by the vacuum pump 132.

단계 4: 그리고 나서, 어태치 기판척(130) 상의 마스크 이송기에 의해, 어태치 마스크(90)를 어태치 기판척(130)에 거치된 기판(W) 상으로 이송하여 위치시킨다(S130). 이 때, 어태치 마스크(90)의 각 수용공(91a)은 기판(W)에 도팅된 플럭스(F)와 정렬된 상태로, 어태치 마스크(90)가 기판(W)상으로 안착된다. 기판(W)과 어태치 마스크(90)에 3개 이상의 마커를 형성하고, 이 마커를 인식하는 것에 의해 기판(W)과 어태치 마스크(90)의 정렬을 보다 용이하게 행할 수도 있다. Step 4 : Then, the attach mask 90 is transferred and positioned on the substrate W mounted on the attach substrate chuck 130 by the mask feeder on the attach substrate chuck 130 (S130). At this time, each of the receiving holes 91a of the attach mask 90 is aligned with the flux F doped onto the substrate W, and the attach mask 90 is seated on the substrate W. As shown in FIG. By forming three or more markers on the substrate W and the attach mask 90 and recognizing the markers, the substrate W and the attach mask 90 can be aligned more easily.

이때, 솔더볼 공급기(140)는 기판(W)의 바깥(142y')으로 멀리 위치한 상태에서 행해진다. At this time, the solder ball supplier 140 is performed in a state located far to the outside (142y ') of the substrate (W).

그 다음, 도6b에 도시된 바와 같이 어태치 기판척(130)의 전자석(134)에 전류가 인가되어, 전자석(134)에 의한 자력으로 어태치 마스크(90)의 자성체인 지지부(92)에 인력을 작용시키면서, 어태치 마스크(90)를 견고하게 위치 고정시킨다.
Next, as shown in FIG. 6B, a current is applied to the electromagnet 134 of the attach substrate chuck 130 to the support 92, which is a magnetic body of the attach mask 90, by magnetic force by the electromagnet 134. While acting on the attraction force, the attach mask 90 is firmly positioned.

단계 5: 그리고 나서, 솔더볼 공급기(140)에 충분한 양의 솔더볼(mB)을 탑재한 후, 도6c에 도시된 바와 같이, 솔더볼 공급기(140)의 공급구(142a)를 기판(W)의 중심을 향하여(142y")으로 이동한 후, 공급기 진동체(143)를 가진하여 솔더볼(mB)을 어태치 마스크(90)의 중심에 무작위로 일정한 양만큼씩 낙하하여 공급한다(S140). 도면에는 솔더볼(mB)을 실제 솔더볼보다 훨씬 크게 확대하여 도시하였지만, 솔더볼은 자중에 비하여 정전기력에 의해 위치가 좌우되는 50㎛ 내지 300㎛의 미세 솔더볼로 적용될 수 있다. Step 5 : Then, after mounting a sufficient amount of solder balls (mB) in the solder ball supply 140, as shown in Figure 6c, the supply port 142a of the solder ball supply 140 is the center of the substrate (W) After moving toward 142y ", the solder ball mB is dropped into the center of the attach mask 90 by a predetermined amount at random with the feeder vibrator 143 (S140). Although the solder ball (mB) is shown to be enlarged much larger than the actual solder ball, the solder ball can be applied as a fine solder ball of 50㎛ to 300㎛ where the position depends on the electrostatic force relative to its own weight.

그리고, 솔더볼 공급체(142)는 미리 정해진 낮은 속도로 기판(W)의 가장자리로 레일(12x)을 따라 이동하면서, 솔더볼(mB)을 일정한 양 만큼씩 낙하하여 무작위로 어태치 마스크(90)의 표면에 공급한다. 경우에 따라서는, 솔더볼 공급체(142)는 반경 방향으로 1회 이동하여 솔더볼(mB)을 어태치 마스크(90)의 표면에 공급할 수도 있고, 반경 방향으로 수회 왕복 이동하면서 솔더볼(mB)을 어태치 마스크(90)의 표면에 공급할 수도 있다.
Then, the solder ball supplier 142 moves along the rail 12x to the edge of the substrate W at a predetermined low speed, and drops the solder ball mB by a predetermined amount to randomly attach the attach mask 90. Feed to the surface. In some cases, the solder ball supply 142 may be moved once in the radial direction to supply the solder ball mB to the surface of the attach mask 90, and the solder ball mB may be reciprocated several times in the radial direction. The surface of the touch mask 90 may be supplied.

단계 6: 솔더볼 공급기(140)에 의해 솔더볼(mB)이 어태치 마스크(90)의 표면에 공급되면서, 어태치 기판척(130)에 원주 방향으로 장착된 가진기(135)가 가진(135v)된다. 이에 따라, 어태치 기판척(130)은 기판(W)과 어태치 마스크(90)와 함께 원주 방향(131x)으로 가진되므로, 도6d 및 도6e에 도시된 바와 같이 어태치 마스크(90)의 표면에 낙하한 솔더볼(mB)은 어태치 마스크(90)와 접촉하면서 원주 방향으로의 힘을 전달받아 원주 방향(131x) 성분을 갖는 나선 방향으로 되튀는 경로(77)로 어태치 마스크(90)의 표면을 이동하게 된다. Step 6 : As the solder ball mB is supplied to the surface of the attach mask 90 by the solder ball supplier 140, the exciter 135 circumferentially mounted to the attach substrate chuck 130 has an excitation 135v. do. Accordingly, since the attach substrate chuck 130 has the substrate W and the attach mask 90 in the circumferential direction 131x, the attach mask chuck 130 may be formed as shown in FIGS. 6D and 6E. The solder ball (mB) dropped on the surface is in contact with the attach mask (90) while receiving the force in the circumferential direction and the return mask (90) in a path 77 bounces back in the helical direction having a circumferential direction (131x) component. Will move the surface.

여기서, 솔더볼(mB)의 되튀는 높이 및 이동 속도는 가진기(135)의 진동 스트로크 및 진동 주파수를 조절하는 것에 의해 조절 가능하다.Here, the bounce height and the moving speed of the solder ball mB can be adjusted by adjusting the oscillation stroke and the oscillation frequency of the oscillator 135.

어태치 마스크(90)의 다수의 수용공(91a)에는 플럭스(F)가 위치하고 있으므로, 어태치 마스크(90)의 표면을 되튀면서 원주 방향으로 이동하는 솔더볼(mB)의 일부(mB1)는 수용공(91a)에 안착된다(S150). 그리고, 도6f에 도시된 바와 같이, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 안착되지 않은 솔더볼(mB)의 일부는 고정대(131)의 바깥을 감싸는 수거홈(133a)에서 수거되고, 수용공(91a)에 안착되지 않은 솔더볼의 다른 일부(mB2)는 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류한 상태가 된다.
Since the flux F is located in the plurality of accommodation holes 91a of the attach mask 90, a portion mB1 of the solder ball mB moving in the circumferential direction while reflecting the surface of the attach mask 90 is accommodated. It is seated in the ball (91a) (S150). And, as shown in Figure 6f, a portion of the solder ball (mB) that is not seated in the receiving hole (91a) of the attach mask 90 is collected in the collecting groove (133a) surrounding the outside of the fixture 131, The other part mB2 of the solder ball which is not seated in the accommodation hole 91a remains in the state of the surface of the attach mask 90.

단계 7: 반복 시험에 의해 모든 수용공(91a)가 솔더볼(mB)에 의해 채워진 것으로 검증된 조건의 솔더볼(mB)을 솔더볼 공급기(140)로부터 어태치 마스크(90)에 공급한 후, 솔더볼 공급기(140)를 진동 구동하는 공급기 진동체(143)의 작동은 중지된다. 그리고, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 솔더볼(mB)이 이동하면서 모두 채워진 것으로 추정되는 시간이 경과하면, 어태치 기판척(130)의 가진기(135)의 작동을 중지시킨다. 이에 따라, 솔더볼 공급기(140)로부터 솔더볼(mB)이 어태치 마스크(90)의 표면으로 낙하하는 것도 중단된다. Step 7 : After the solder ball mB is supplied from the solder ball feeder 140 to the attach mask 90 under the condition that all the acceptance holes 91a are filled with the solder ball mB by the repeated test, The operation of the feeder oscillating body 143 for oscillating the feeder 140 is stopped. Then, when a time estimated to be all filled with the solder ball mB in the receiving hole 91a of the attaching mask 90 elapses, the operation of the vibrator 135 of the attaching substrate chuck 130 is stopped . Thus, the drop of the solder ball mB from the solder ball feeder 140 to the surface of the attaching mask 90 is also stopped.

이 때에는, 도6f에 도시된 바와 같이 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에 모두 솔더볼(mB1)로 채워지지만, 수용공(91a) 주변에는 솔더볼(mB2)이 잔류한 상태가 된다.
At this time, all of the receiving holes 91a of the attaching mask 90 are filled with the solder balls mB1, but the solder balls mB2 remain around the receiving holes 91a as shown in Fig. 6F.

단계 8: 그 다음, 도6g에 도시된 바와 같이 진공 펌프(159)를 작동시켜 솔더볼 흡입기(150)의 흡입구(151)에 약한 부압(pz)이 작용하도록 한 상태에서, 이동 브라켓(155)을 이동 레일을 따라 종방향(155y)으로 이동한다. 흡입구(151)는 어태치 마스크(90)의 직경에 대응하는 길이의 슬릿 형태로 형성되므로, 솔더볼 흡입기(150)가 종방향(155y)으로 1회 이동하면, 흡입구(151)의 부압(pz)에 의해 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하는 모든 솔더볼(mB2)은 수거된다(S160). Step 8: Next, the vacuum pump, moves the bracket 155 in a state that a weak negative pressure (pz) acts on the suction port 151 of the solder balls, the inhaler 150 by operating the 159 as shown in Figure 6g And moves along the movable rail in the longitudinal direction 155y. The suction port 151 is formed in a slit shape having a length corresponding to the diameter of the attaching mask 90. Therefore, when the solder ball sucker 150 moves once in the longitudinal direction 155y, the negative pressure pz of the suction port 151, All the solder balls mB2 remaining on the surface of the attaching mask 90 are collected (S160).

이 때, 흡입구(151)의 부압(pz)은 수용공(91a)에 안착된 솔더볼(mB1)이 플럭스(F)에 의해 결합된 상태를 분리시키지 않을 정도의 작은 부압(pz)이 유지된다. 그리고, 어태치 마스크(90)는 스텐레스 재질의 원판(91)으로 이루어져, 그 표면에 잔류하는 솔더볼(mB2)과의 정전기력을 최소화할 수 있다.At this time, the negative pressure pz of the suction port 151 is maintained at a small negative pressure pz such that the state in which the solder ball mB1 seated in the receiving hole 91a is not separated by the flux F is not separated. And, the attach mask 90 is made of a stainless steel plate 91, it is possible to minimize the electrostatic force with the solder ball (mB2) remaining on the surface.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 솔더볼 흡입기(150)를 사용하는 대신에, 바람을 불어주어 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하는 솔더볼(mB2)을 어태치 마스크(90)으로부터 제거할 수도 있다.
According to another embodiment of the present invention, instead of using the solder ball inhaler 150, the solder ball mB2 remaining on the surface of the attaching mask 90 is blown off from the attaching mask 90 You may.

단계 9: 이동 브라켓(155)에는 솔더볼 흡입기(150)와 검사 비젼(160)이 탑재되어 있으므로, 이동 브라켓(155)의 이동에 따라 검사 비젼(160)이 솔더볼 흡입기(150)에 후행하면서, 도6g에 도시된 바와 같이 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하는 솔더볼(mB2)이 수거된 상태에서, 어태치 마스크(90)의 수용공(91a)에만 솔더볼(mB1)이 하나씩 위치하였는지 여부를 검사한다. Step 9 : Since the solder ball sucker 150 and the inspection vision 160 are mounted on the moving bracket 155, the inspection vision 160 traces the solder ball inhaler 150 in accordance with the movement of the moving bracket 155, It is determined whether or not the solder ball mB1 is positioned only in the receiving hole 91a of the attaching mask 90 in a state where the solder ball mB2 remaining on the surface of the attaching mask 90 is collected, Inspect.

대체로 모든 수용공(91a)에 솔더볼(mB1)이 안착되지만, 1개 이상의 수용공(91a)에 솔더볼(mB)이 안착되지 않은 경우에는 단계 3 내지 단계 8를 반복하여 수행할 수도 있다.
In general, the solder ball mB1 is seated in all the accommodating holes 91a. However, when the solder ball mB is not seated in the at least one accommodating hole 91a, steps 3 to 8 may be repeatedly performed.

한편, 도6g에 도시된 바와 같이 어태치 마스크(90)의 바깥으로 튀어 나가 수거홈(133a)에 모인 솔더볼과 어태치 마스크(90)의 표면에 잔류하였던 솔더볼(mB2)은 각각 수거홈(135g)과 솔더볼 흡입기(150)에 의해 수거되어, 저장통(148)에 모인다. 수거홈(133a)에 모인 솔더볼은 통로(133b)를 통해 저장통(148)에 모이도록 안내되며, 솔더볼 흡입기(150)에 의해 수거된 솔더볼(mB2)은 진공 펌프(159)와 연통되는 배관(159p)과 저장통(148)으로 안내하는 통로(158p)의 굴곡을 적절히 배분하여, 공지된 다양한 방식에 의해 솔더볼(mB2)을 저장통(158)에 모이도록 한다. 저장통(158)에 모인 솔더볼(mB)은 이후에 행해지는 솔더볼 안착 공정에 사용된다.
6G, the solder balls protruding out of the attaching mask 90 and gathered in the collecting grooves 133a and the solder balls mB2 remaining on the surface of the attaching mask 90 are separated from the collecting grooves 135g And the solder ball inhaler 150, and is collected in the reservoir 148. [ The solder balls collected in the collection grooves 133a are guided to the storage chamber 148 via the passageways 133b and the solder balls mB2 collected by the solder ball suckers 150 are connected to the piping 159p And the passage 158p leading to the reservoir 148, so that the solder ball mB2 is collected in the reservoir 158 by various known methods. The solder balls mB gathered in the reservoir 158 are used in a subsequent solder ball seating process.

단계 10: 그 다음, 도6h에 도시된 바와 같이 어태치 마스크(90)를 기판(W)으로부터 분리시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 상면에는 정해진 패턴으로 플럭스(F)와 솔더볼(mB1)이 배열된 형태로 솔더볼 어태치 공정이 모두 완료된다. 이와 같이 제작된 기판(W)은 리플로우 공정을 거치는 것에 의해, 각각의 솔더볼(mB1)이 균일한 크기의 반구형 범프를 형성하게 된다.
Step 10 : Then, the attach mask 90 is separated from the substrate W as shown in FIG. 6H. As a result, the solder ball attach process is completed on the upper surface of the substrate W in a form in which the flux F and the solder balls mB1 are arranged in a predetermined pattern. The substrate W thus manufactured is subjected to a reflow process, whereby each solder ball mB1 forms a hemispherical bump having a uniform size.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비접촉식 솔더볼 안착 방법 및 장치(100)는 현재 사용중인 350㎛ 이상의 직경의 솔더볼(mB)을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 비접촉 방식으로 수용공(91a)에 솔더볼(mB)을 안착시키므로 50㎛ 내지 300㎛의 미세 솔더볼도 적용할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 솔더볼(mB)이 어태치 마스크(90)의 표면을 원주 방향 또는 나선 방향으로 가로지르며 이동하면서 수용공(91a)에 안착시키도록 구성되므로, 비접촉 방식이면서도 짧은 시간 내에 모든 수용공(91a)에 빠짐없이 안착시킬 수 있는 잇점이 얻어진다. The non-contact type solder ball placing method and apparatus 100 according to the present invention can apply a solder ball mB having a diameter of 350 m or more in the current use and can also apply a solder ball mB It is possible to obtain an advantageous effect that a fine solder ball of 50 to 300 mu m can be applied. In addition, the present invention is configured so that the solder ball (mB) is seated in the receiving hole (91a) while moving across the surface of the attach mask 90 in the circumferential or helical direction, all the receiving holes in a short time without contact The advantage that it can settle in all (91a) is acquired.

또한, 플럭스 도포 공정은 플럭스 기판척(110)에서 이루어지고, 솔더볼 어태치 공정은 어태치 기판척(130)에서 이루어짐으로써, 정해진 위치에서 하나의 작업이 반복적으로 행해지고 기판이 일방향으로 이동하는 일련의 연속 공정이 가능해지므로, 작업의 효율성이 향상되는 효과도 얻을 수 있다.
Also, since the flux coating process is performed in the flux substrate chuck 110 and the solder ball attaching process is performed in the attaching substrate chuck 130, a series of operations in which repetitive one operation is performed at a predetermined position and the substrate moves in one direction The continuous process becomes possible, so that the efficiency of the work can be improved.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. In the above, the preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

즉, 본 발명의 실시예는 기판이 원형인 기판을 예로 들었지만, 다양한 형상의 기판에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 플럭스 기판척과 어태치 기판척에서 각각 플럭스 도팅 공정과 솔더볼 어태치 공정이 구분되어 이루어지는 구성을 예로 들었지만, 기판 이송기를 배제하고 하나의 기판척에 플럭스 마스크와 어태치 마스크를 공정별로 각각 위치시키는 것에 의해 하나의 기판척에서 플럭스 도팅 공정과 솔더볼 어태치 공정이 모두 이루어지는 구성도 전술한 실시예로부터 자명하게 이해될 뿐만 아니라, 특허청구범위 에 기재된 범주 내에서 본 발명에 속한다.
That is, in the embodiment of the present invention, a substrate having a circular substrate is taken as an example, but it is also applicable to substrates of various shapes. In the present invention, the flux dicing process and the solder ball attaching process are separately distinguished from each other in the flux substrate chuck and the attaching substrate chuck, respectively. However, the substrate transfer device is excluded, and the flux mask and the attach mask are mounted on one substrate chuck The configuration in which the flux dicing process and the solder ball attaching process are both performed in one substrate chuck by locating each of them is not only understood clearly from the above embodiments but also belongs to the present invention within the scope of the claims.

77: 솔더볼 경로 80: 솔더볼 마스크
90: 어태치 마스크 100: 솔더볼 어태치 장치
110: 플럭스 기판척 120: 기판 이송기
130: 어태치 기판척 135: 가진기
140: 솔더볼 공급기 143: 공급기 진동체
150: 솔더볼 흡입기 155: 이동 브라켓
151: 흡입구 160: 검사 비젼
mB1, mB2; mB : 솔더볼 W: 기판77: solder ball path 80: solder ball mask
90: Attachment mask 100: Solder ball attachment device
110: Flux substrate chuck 120: Substrate feeder
130: Attachment substrate chuck 135: Exciter
140: solder ball feeder 143: feeder oscillator
150: solder ball inhaler 155: moving bracket
151: Inlet port 160: Inspection Vision
mB1, mB2; mB: solder ball W: substrate

Claims

A substrate fixing step of fixing the substrate to the substrate chuck;
A flux-dipping step of fluxing the flux to a plurality of pattern-arranged positions for mounting a solder ball on the substrate;
An attaching mask attaching step of attaching an attaching mask, in which the accepting holes are arranged at the plurality of pattern arranging positions, on the upper side of the substrate in an aligned state with the pattern arrangement of the substrate;
A solder ball dropping step of dropping a plurality of solder balls from a solder ball supplier onto a surface of an attach mask of the substrate chuck;
The solder ball having the substrate chuck dropped on the surface of the attach mask is vibrated so as to move in the receiving hole while moving along the plate surface of the attach mask, wherein the substrate chuck is circumferentially directed to the solder ball. A substrate chuck vibration step of seating in the receiving hole while moving in a direction having a circumferential component along the plate surface of the attach mask;
An attaching mask separating step of separating the attaching mask by moving the attaching mask away from the substrate and leaving a solder ball accommodated in the receiving hole on the substrate;
Wherein the solder ball attaching method comprises the steps of:

The method of claim 1,
And sucking and collecting the solder ball remaining on the surface of the attaching mask without being seated in the receiving hole of the attaching mask, between the substrate chucking step and the attaching mask separating step;
Further comprising a solder ball attachment method.

The method of claim 1,
Wherein the substrate is fixed in position by a negative pressure acting on a suction hole formed in the substrate chuck.

The method of claim 1, wherein the dropping of the solder balls comprises:
Solder ball attach method characterized in that the solder ball falls on the surface of the attach mask while moving from the center of the substrate to the edge of the substrate.

5. The method of claim 4,
The solder ball dropping step is a non-contact solder ball seating method, characterized in that to drop the solder ball to the surface of the attach mask while vibrating by the linear feeder.

2. The method of claim 1,
Positioning the attach mask on the substrate chuck and fixing the attach mask with respect to the substrate chuck.

The method according to claim 6,
Wherein the attaching mask is selectively fixed to the substrate chuck by a magnetic force by an electromagnet.

The method of claim 1, wherein the substrate chuck vibration step,
Three or more exciters provided in a linear direction are provided along the circumferential direction of the substrate chuck to move the solder balls dropped on the attach mask in the circumferential direction on the attach mask by vibrating the plurality of exciters. Solder ball attach method.

The method of claim 8,
The exciter is a solder ball attach method, characterized in that the linear feeder.

The method of claim 1,
Collecting a solder ball not seated in the receiving hole of the attaching mask around the substrate chuck;
Non-contact solder ball seating method further comprising.

The method of claim 1, further comprising, prior to the step of removing the attaching mask,
Inspecting whether or not a solder ball is seated in the receiving hole of the attaching mask;
Further comprising the steps of:

2. The method of claim 1,
Mounting a flux mask on the surface of the substrate, the through-hole being formed in the surface of the substrate in the same pattern as the receiving hole of the attach mask;
Depositing a flux on the upper surface of the flux mask so that a pattern-shaped flux is applied to the surface of the substrate through the through-hole;
Wherein the solder ball is attached to the solder ball.

8. The method of claim 7,
The attaching mask is characterized in that the attaching mask is composed of a metal thin plate on which the receiving hole is formed and a supporting member which is a magnetic body connecting the periphery of the thin metal plate and is fixed to the substrate chuck in a state that the supporting member is supported by the edge of the substrate chuck The solder ball attachment method comprising:

14. The method according to any one of claims 1 to 13,
The substrate is a solder ball attach method, characterized in that the circular substrate.

14. The method according to any one of claims 1 to 13,
Wherein the solder ball has a diameter of 50 mu m or more and 300 mu m or less.

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A substrate chuck fixed in position and excited in a direction including a circumferential component;
Wherein a plurality of receiving holes are formed in the predetermined position to hold the solder ball in a state in which the substrate having the flux dots in a predetermined position is fixed to the substrate chuck, A batting mask;
A solder ball supplier for dropping a solder ball on an attach mask located above the substrate;
A test vision for confirming the state of the solder balls seated in the receiving hole of the attaching mask;
And a solder ball attach that attaches the solder ball to the substrate by being inserted into a receiving hole of the attach mask while the solder ball dropped from the solder ball supplier moves in a direction including a circumferential component by the excitation of the substrate chuck. Device.

18. The method of claim 17,
Wherein the attaching mask includes a magnetic substance, and the substrate chuck is provided with an electromagnet for fixing the attaching mask.

18. The method of claim 17,
Solder ball attach device, characterized in that the suction hole is formed in the substrate chuck to assist in fixing the position of the substrate.

18. The method of claim 17,
Solder ball attach device, characterized in that the substrate chuck is provided with three or more excitation in the circumferential direction is generated to move in the direction having a circumferential component by the operation of the exciter.

The method of claim 20,
Wherein the solder ball feeder drops the solder ball onto the surface of the attach mask by the linear feeder.

21. The method of claim 20,
The solder ball supplier is installed so as to reciprocate the edge of the substrate from the center portion of the substrate, the solder ball falls on the surface of the attach mask while moving in the path connecting the edge of the substrate from the center portion of the substrate Solder ball attaching device.

The method of claim 18, wherein the attach mask,
Wherein the receiving hole comprises a metal thin plate formed in a pattern shape and a supporting member connecting the periphery of the thin metal plate, and the supporting member is formed of a magnetic material.

24. The method of claim 23,
The attach mask is a solder ball attach device, characterized in that formed of a stainless material.

25. The method according to any one of claims 17 to 24,
A flux substrate chuck for positioning the substrate;
A flux dotting unit for dosing flux in the form of the attach mask in a state where the substrate is fixed to the flux substrate chuck;
A substrate transfer device for transferring the substrate onto which the flux is doped, to the substrate chuck;
Further comprising a solder ball attaching device.

25. The method according to any one of claims 17 to 24,
Wherein the substrate chuck has a collecting groove for collecting solder balls not seated in the receiving hole.

18. The method of claim 17,
And removing means for removing solder balls not seated in the receiving hole while moving the surface of the attach mask.

28. The method of claim 27,
The removal means is a solder ball attach device, characterized in that the solder ball inhaler for sucking and collecting the solder ball not seated in the receiving hole while moving the surface of the attach mask.

29. The method of claim 28,
And the inspection vision and the solder ball inhaler move together.

The method according to any one of claims 17 to 24,
Wherein the solder ball has a diameter of 50 mu m to 300 mu m.

The method according to any one of claims 17 to 24,
The substrate is a solder ball attach apparatus, characterized in that the wafer.

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