KR101326022B1 - 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BGA(BALL GRID ARRAY), SMD(SURFACE MOUNT DEVICE) 등에서 반도체칩이 표면에 실장되는 인쇄 회로 기판 등에 있어서 기판 제작 중 쇼트(SHOT), 역삽, 오삽, 미납된 반도체칩을 갖는 불량품이 발생하는 경우 또는 제품의 오래된 사용으로 기판의 일부 반도체칩이 훼손된 경우에 불량 반도체칩 또는 훼손된 반도체칩을 새로운 반도체칩으로 교체하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치는 반도체칩이 실장된 기판; 출입부와, 디스플레이 패널과, 상기 기판이 안착되는 안착부를 갖는 하부스테이션을 구비한 본체; 상기 기판에서 반도체칩을 분리 또는 결합시키기 위한 히팅 수단; 분리된 반도체칩 또는 결합을 위한 반도체칩을 이송하는 픽업 노즐을 구비한 이송유닛; 상기 이송 유닛과 상기 안착부 사이에 형성되어 상기 본체에 인출되고, 상기 픽업노즐과 상기 안착부를 확대하여 송출하기 위한 카메라를 구비한 광학 비전 유닛; 반도체칩의 결합 시 상기 기판과 반도체칩의 중심을 맞추기 위한 위치 조절 수단; 및 상기 광학 비전 유닛과 연동되는 인출수단을 구비하여, 상기 출입부에 슬라이딩 인출되는 모니터;를 포함하여 이루어진다.

Description

표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치{AUTOMATIC REWORK APPARATUS FOR BGA, SMD}

본 발명은 BGA(BALL GRID ARRAY), SMD(SURFACE MOUNT DEVICE) 등에서 반도체칩이 표면에 실장되는 인쇄 회로 기판 등에 있어서 기판 제작 중 쇼트(SHOT), 역삽, 오삽, 미납된 반도체칩을 갖는 불량품이 발생하는 경우 또는 제품의 오래된 사용으로 기판의 일부 반도체칩이 훼손된 경우에 불량 반도체칩 또는 훼손된 반도체칩을 새로운 반도체칩으로 교체하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에 관한 것이다.

각종 전자 제품에 부품으로 사용되는 기판에 반도체칩을 실장하는 다양한 기술이 존재하는데, 이 중 특히, 200PIN이 넘는 다핀 반도체칩을 실장하는 경우에 제품의 소형화, 경량화, 고기능화 경향에 따라 뒷면에 구형의 납땜을 ARRAY 상으로 줄지어 배열해 LEAD를 대신하는 BGA 또는 SMD와 같은 표면 실장형 반도체칩을 갖는 기판 제작 기술이 널리 사용되고 있다.

그런데 반도체칩을 기판의 표면에 실장하는 중에 반도체칩이 쇼트(SHOT), 역삽(거꾸로 실장), 오삽(잘못된 위치에 실장), 미납(미실장) 등의 불량품이 발생하거나, 전자 제품의 오래된 사용으로 기판의 일부 반도체칩이 파손, 훼손되었을 경우에 실장이 잘못된 불량 반도체칩 또는 훼손된 반도체칩만을 교체하여 기판을 수리하는 것이 기판제작자나 제품의 사용자에게 비용을 저감시킬 수 있어 매우 유리하다.

상술한 실장된 반도체칩을 교체하여 기판을 수리하기 위한 종래 기술로는 등록특허 제10-0604676호(2006.07.19.)가 있는데,

상기 발명은 디바이스의 표면에 형성된 볼의 상태를 검사하고 수리하기 위한 장치로서, 디바이스가 장착 또는 장착되어질 다수의 트레이가 적재되는 트레이 스테이션; 다수의 디바이스들이 수용된 작업트레이로부터 디바이스를 순차적으로 수용하여 리웍작업 단계로 이들을 이송하는 이송대; 이송대에 의해 운반된 디바이스들의 볼 외관 상태를 검사하는 제1 검사비젼; 제1 검사비젼을 통해 파악된 불량 볼을 레이저를 이용하여 정상적인 구 형상으로 수리ㅇ복원하는 리페어 스테이션; 제1 검사비젼 및 리페어 스테이션을 통한 리웍 작업이 완료되어진 디바이스를 세척하는 클리닝 스테이션; 세척된 디바이스 표면에 얼룩이나 이물질의 부착 유무를 검사하는 제2 검사비젼; 리웍된 디바이스의 정상적인 작동 여부를 확인하기 위해 전기저항 테스트를 수행하는 테스트 스테이션; 및 상기 각 구성의 작동 및 동작을 제어하는 제어수단; 을 포함하여 이루어진 볼 리웍장치에 관한 것이다.

그러나 상기 발명은 불량 볼(이하에서는 솔더 볼이라 통칭함)을 레이저를 이용하여 정상적인 구 형상으로 수리 복원하는 리페어 스테이션을 포함하는 발명으로써, 그 제작이 어려울 뿐만 아니라, 레이저 등의 설비에 따라 제작 단가가 매우 높기 때문에 영세업체에서 상기 발명을 사용하여 리워크 작업을 하기에는 많은 문제점이 존재한다.

다른 종래 기술로는 등록실용신안 제20-0453591호(2011.05.04.)가 있는데,

상기 고안은 본 고안은 ＳＭＤ(surface-mounted device)용 리워크(rework) 열풍장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 열풍장치가 본체에 내장된 컴프레서로부터 풍력을 공급받게 되어 소음이 크고 대형화되었던 것에 비하여 열풍건 내에 팬이 내장되어 있어 조용하고 컴팩트화가 가능하며, 또 열풍건을 거치대에 거치할 경우 센서 감지에 의하여 히터 및 팬이 OFF 되어 에너지 절감 및 안전사고 예방이 가능하며, 나아가 열풍 토출 형태의 조절이 가능하도록 교체형 노즐을 구비하고 있어 목적에 맞게 열풍 세기 및 접촉면적을 조절할 수 있으며, 아울러 세팅된 열풍 온도와 실제 토출 열풍 온도를 비교 표시할 수 있는 디스플레이부를 통하여 정확한 작업 타이밍을 알릴 수 있어 리워크 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있도록 한 ＳＭＤ용 리워크 열풍장치에 관한 것이다.

또 다른 종래 기술로는 등록특허 제10-1217249호(2012.12.24.)가 있는데,

상기 발명은 PCB에 잘못 실장된 BGA 또는 SMD와 같은 표면실장부품을 재장착하기 위한 용도로 사용되는 표면실장부품을 위한 리워크 스테이션으로서, 하부 제어기와 상기 하부 제어기에 연결되는 하부 열풍 토출기로 이루어져 기판의 하부로 열풍을 공급하게 되는 하부 스테이션과; 상기 기판의 상부에서 목표로 하는 표면실장부품을 향해 열풍을 토출시키되 손으로 파지할 수 있는 상부 열풍 토출기와 상기 상부 열풍 토출기와 연결되는 상부 제어기로 이루어지는 상부 스테이션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장부품을 위한 스테이션에 관한 것이다.

그러나 상기 고안 및 발명은 표면 실장형 부품(BGA, SMD 등 이하 반도체칩으로 통칭함.)을 기판으로부터 분리 또는 결합 시 작업자가 수동으로 직접 작업하기 때문에 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 정밀 인쇄회로 기판 등에 있어서는 수동 작업에 따른 한계로 인하여 정확한 작업이 행해지기 어려워 리워크 도중 불량품이 발생할 확률이 높은 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 다른 종래 기술로는 공개특허 제10-2009-0103168호(2009.10.01.)가 있는데,

상기 발명은 인쇄회로기판 상에 실장된 부품을 분리 내지 교환하는 작업 즉, 리워크작업을 보다 정밀하고 신속하게 진행할 수 있는 리워크장치에 관한 것으로,

개폐가능한 덮개 및 개구를 가진 하우징; 상기 하우징 내에서 3축방향으로의 이동 및 회전가능하게 설치되고, 상부히터, 실장 및 제거 노즐을 가진 리플로우헤드; 상기 하우징 내에서 기판을 이송 시키는 컨베이어유닛; 상기 리플로우헤드의 하부에 배치되고, 프리히터 및 쿨러를 가진 프리히팅 및 쿨링 유닛; 리플로우 공정을 실시간으로 관찰하는 실시간 공정카메라; 및 상기 리플로우헤드에 근접하여 이동가능하게 설치된 부품정렬 카메라를 포함하여 이루어진다.

그런데 상기 발명은 3축 방향 회전 및 회전 가능한 리플로우 헤드를 통하여 리워크 작업을 수행함으로써, 그에 따른 설비의 부피가 증대됨에 따라 설치 장송에 따른 공간적 제약이 큰 단점이 있고, 특히, 소형 인쇄회로기판에 실장된 반도체칩을 리워크 하기에는 작업의 정확성 및 효율성이 저감되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

작업의 자동화를 확보하여 작업 시간 및 공정 단가를 저감하고, 안정되고 정확한 리워크 작업을 보장하여 공정 시 불량 발생율을 저감할 수 있도록 본 발명은 광학 비전 유닛과, 이와 연동된 모니터를 구비하고, 히팅 수단과, 이송유닛 및 기판과 반도체칩의 위치조절 수단을 구비한 표면 실장형 반도체칩의 자동 리워크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 반도체칩의 분리 및 결합을 위한 히팅 수단의 가열 시 순간적으로 열이 발생되는 히팅수단에 의하여 반도체칩이 파손되는 것을 방지하기 위하여 솔더 볼의 종류에 따라 반도체칩과 기판에 가열 정도를 조절할 수 있도록 반도체칩의 상부로 열풍을 송풍하는 제1히팅부와, 기판의 하부에 열풍을 송풍하는 제2히팅부와, 기판 안착부의 둘레에 형성되어 기판 둘레를 예열 및 가열시키는 제3히팅부로 이루어진 히팅 수단을 구비한 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 반도체칩외에 기판에 실장되어 있는 다른 부품들이 제1히팅부의 열풍으로 인하여 파손되는 것을 방지하도록 픽업 노즐의 흡착부를 둘러싸고 반도체칩 주위로 열풍의 유출을 방지하는 방풍노즐을 구비한 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 반도체칩의 분리 또는 결합 시 솔더 볼의 종류에 따른 최적의 온도 변화를 수집하여 각가의 솔더 볼의 용융점에 맞는 가열을 행함으로써 리워크 작업 시 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 반도체칩의 실시간 온도 변화를 감지하는 센서를 구비하고, 반도체칩의 최초 분리 공정 시 상기 센서에 의하여 수집된 온도 정보를 저장하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치는

반도체칩이 실장된 기판;

출입부와, 디스플레이 패널과, 상기 기판이 안착되는 안착부를 갖는 하부스테이션을 구비한 본체;

상기 기판에서 반도체칩을 분리 또는 결합시키기 위한 히팅 수단;

분리된 반도체칩 또는 결합을 위한 반도체칩을 이송하는 픽업 노즐을 구비한 이송유닛;

상기 이송 유닛과 상기 안착부 사이에 형성되어 상기 본체에 인출되고, 상기 픽업노즐과 상기 안착부를 확대하여 송출하기 위한 카메라를 구비한 광학 비전 유닛;

반도체칩의 결합 시 상기 기판과 반도체칩의 중심을 맞추기 위한 위치 조절 수단; 및

상기 광학 비전 유닛과 연동된 인출수단을 구비하여, 상기 출입부에 슬라이딩 인출되는 모니터;를 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에서 상기 히팅 수단은 상기 이송유닛에 내장되어 하부로 열을 발생시키는 제1히팅부와, 상기 하부스테이션에 내장되고 상기 안착부에 연통되어 상부로 열을 발생시키는 제2히팅부와, 상기 안착부 둘레에 형성되어 기판 둘레를 예열 및 가열시키는 제3히팅부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에서 상기 픽업 노즐은 상기 반도체칩을 흡착하는 흡착부를 갖고, 상기 이송유닛은 상기 흡착부를 둘러싸고 상기 반도체칩 주위로 열풍이 유출되지 않도록 하는 방풍노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에서 상기 안착부는 상기 반도체칩의 실시간 온도 변화를 감지하는 센서를 더 포함하여 이루어지고, 상기 본체에 내장된 마이컴은 상기 반도체칩의 최초 분리 공정 시 상기 센서에 의하여 수집된 실시간 온도 정보를 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치는 히팅수단과, 이송유닛과, 광학 비전 유닛을 통하여 표면 실장형의 반도체칩의 분리 또는 결합을 안정되고 정확하게 수행할 수 있으며, 리워크 작업의 자동화에 따른 작업성을 높이고, 본체에 인출되는 모니터를 도입하여 공간 활용성을 높일 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치는 반도체칩 상부를 가열하는 제1히팅부와, 기판의 하부를 가열하는 제2히팅부와, 기판 둘레를 예열 및 가열하는 제3히팅부로 이루어진 히팅 수단을 도입하여 순간적인 가열에 따른 반도체칩의 파손을 방지하고, 반도체칩의 각기 다른 종류의 솔더 볼의 용융점에 따른 최적의 온도 제어를 가능하게 하여 리워크 작업 시 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에서 픽업노즐의 흡착부를 둘러싸는 방풍노즐을 도입하여 반도체칩 주위로 열풍이 유출되는 것을 방지하여 기판에 결합된 다른 부품들이 가열에 의한 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치는 반도체칩의 최초 분리 시 반도체칩의 실시간 온도 변화 정보를 감지할 수 있는 센서를 도입하고, 상기 센서가 감지한 온도 정보를 본체에 내장된 마이컴의 저장부에 저장하여 추 후 동종의 솔더 볼을 갖는 반도체칩의 분리 또는 결합 시 상기 온도 정보를 활용하여 히팅 수단을 세팅하여 최적의 가열 조건을 제공함으로써, 리워크 작업 시 불량품의 발생을 방지하여 공정 비용을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에서 이송유닛의 하우징을 생략하여 도시한 요부 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체침 자동 리워크 장치의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치의 광학 비전 유닛만을 따로 도시한 사시도.
도 6는 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치에서 리워크 작업 중 가열 공정을 개략 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치의 내부 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치의 모니터의 작동상태를 개략 도시한 측면도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1 및 도 6을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 보이는 면을 정면으로 하여 전후면으로 특정하여 설명한다.

또한 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치를 설명함에 있어 표면 실장형 반도체칩은 BGA(Ball Grid Array) 반도체 칩과 SMD(Surface Mount Device) 반도체 칩과 같이, 납땜 등의 방식으로 인쇄회로기판에 결합되어 전자 부품으로 활용될 수 있는 모든 방식의 반도체칩을 포함하는 것으로써 반도체 칩 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 표면에 직접 결합될 수 있는 모든 반도체칩을 포함하며, 본 명세서의 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위하여 BGA 반도체 칩을 대표하여 설명하는데, 이에 한정되지 않음은 당연하다.

그리고 상기 반도체칩은 도면에 도시하지는 않았으나 일면에 칩부를 갖고 타면에 기판과의 결합 및 전기 신호 전달을 위한 솔더(Solder) 볼(구형상의 납땜 등)이 Array 상에 줄지어 배열되어 있는데, 통상적으로 솔더 볼의 크기가 매우 작고 이에 따라 솔더 볼이 결합되는 동박 등의 실장부의 배열 또한 매우 세밀하게 이루어지고 가열에 따른 변화가 민감하여 결합을 위한 가열 중 솔더 볼끼리 접지되는 쇼트(Shot) 불량, 역삽, 미납 등의 불량품이 발생하기 쉬우며, 불량 발생 시 경화된 솔더 볼에 의해 분리가 용이하지 않아 기판 전체를 불량품으로 처리해야 하기 때문에 기판 제작자는 그에 따른 비용 리스크가 상당하다.

따라서 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치는 반도체칩이 실장된 기판에서 반도체칩을 분리하고, 반도체칩이 분리된 실장부에 다른 반도체칩을 결합하여 리워크함으로써, 기판 제작 중 반도체칩 실장 공정 시 발생한 불량기판을 재사용하여 불량품 발생에 따른 리스크를 저감시킬 수 있으며, 나아가 오래 사용된 전자 제품의 기판에 일부 반도체칩만이 파손 또는 훼손되어 전자 제품을 사용할 수 없는 경우라도 반도체칩만의 교체를 가능하게 하여 전자 제품 사용자에게 추가 구매 또는 수리비용의 지출 부담을 저감시킬 수 있다.

이를 위하여 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기판이 안착될 수 있는 안착부(14)를 갖는 하부 스테이션(13)을 구비한 본체(10)를 포함한다.

상기 본체(10)에는 리워크 작업의 명령 신호를 입력하고, 작업 상태를 확인할 수 있는 디스플레이 패널(12)을 포함하는데,

상기 디스플레이 패널(12)은 모니터 등의 화상부와 키보드 등의 입력부로 이루어지거나, 화상 기능과 입력 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치스크린 등의 액정표시장치가 사용될 수 있다.

또한 본 명세서의 도면에서는 상기 디스플레이 패널(12)이 본체(10)의 하부에 결합된 상태만을 도시하고 있으나, 상기 디스플레이 패널(12)은 유선 또는 무선 연결을 통하여 본체(10)와 탈착 가능하도록 이루어지는 리모트 컨트롤의 형태로 이루어질 수 있다.

상기 디스플레이 패널(12)은 사용자의 명령 신호를 전달받아 작업 전체를 제어하는 제어부 등을 구비한 마이컴을 내장하고 있는데, 이와 관련된 상세한 설명은 후에 상세히 설명한다.

이어서 본 발명은 기판에서 반도체칩을 분리 또는 결합시키기 위한 히팅수단과, 반도체칩을 이송하기 위한 이송 유닛(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 이송 유닛(30)은 리워크 작업 중 반도체칩을 이송하는 기능 즉, 반도체칩의 분리 공정 중에는 반도체칩을 흡착, 이송하여 배출하고, 반도체칩의 결합 공정 중에는 반도체칩을 흡착, 이송하여 상기 기판의 실장부에 안착시키는 기능을 한다.

이를 위하여 상기 이송 유닛(30)은 파이프 형태의 베이스(32)와, 상기 베이스에 내장되어 반도체칩의 상면을 흡착하는 흡착부(33; 도 2 참고)를 갖는 픽업노즐(31)을 포함하여 이루어지고, 승하강 운동을 통해 반도체칩을 이송한다.

상기 이송 유닛은 상기 베이스(32)를 덮는 하우징(36)을 더 포함하고, 상기 본체(10)에는 이송 레일(10A)이 구비되어 있으며, 상기 하우징(36)은 상기 이송 레일(10A)에 슬라이딩 결합되어 상하 이동을 하는 연결부재(36A)와 결합되어 있다.

그리고 상기 히팅 수단은 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, 본 발명은 반도체칩과 기판의 상, 하면 및 둘레 모두를 가열하여 솔더 볼의 용융이 원활하게 이루어지도록 함으로써 리워크 작업 중의 불량품 발생을 방지하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 히팅 수단은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(32)에 내장되어 하부로 열을 발생시키는 제1히팅부(21)와, 상기 안착부(14) 하부에 내장되어 상부로 열을 발생시키는 제2히팅부(25)를 포함하여 이루어진다.

상기 안착부(14)에는 상기 제2히팅부의 열풍을 위한 개구부가 형성되어 있다.

상기 제1히팅부(21)는 별도의 히터로 구성될 수 있으나, 반도체칩의 특성 상 순간적인 가열이 이루어질 경우 반도체칩의 칩부에 손상을 가져올 수 있으므로, 이송 유닛(30)의 내부의 공간을 통해 열풍이 송풍되는 방식이 바람직하다.

즉, 상기 제1히팅부(21)는 상기 베이스(32)의 중앙에 별도로 구비된 히터와 이 히터의 열을 하부 즉, 반도체칩(C)의 상면을 향하여 송풍시키는 송풍펜으로 이루어지거나,

상기 본체(10)에 메인 히터(미도시)와 메인 팬(미도시)을 내장하고 관체(미도시)로 상기 제1히팅부(21)와 연통되도록 이루어 질 수 있다.

또한 상기 제2히팅부(25) 역시 상기 제1히팅부(21)와 같이 별도의 히터와 송풍팬을 상기 안착부(14)의 하부에 형성하거나,

메인 히터와 메인 송풍팬과 상기 안착부(14)의 하부 연통부를 연결하여 열풍을 상부 즉, 기판(B)의 하면을 향하여 송풍시키는 것이 바람직하다.

도 6은 상기 이송유닛이 하강한 상태를 도시한 측면 단면도이며, 상기 제1, 제2히팅부(21)(25)의 온도 감지를 위하여 각각 제1온도센서(22)와 제2온도센서(26)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제1, 제2온도센서는 제1, 제2히팅부(21)(25)의 온도를 감지하여 온도에 따라 열풍의 세기를 조절하도록 할 수 있다.

또한 통상의 기판(B) 제작 작업 즉, 리플로우 솔더링(Reflow Soldering)작업은 소정 온도를 갖는 환경에서 반도체칩(C)을 갖는 기판(B)이 이송되면서 결합이 이루어지는 반면에, 본 발명에 따른 리워크 장치는 장치의 안착부(14)에서 고정되어 작업이 이루어지므로 리플로우 솔더링 작업과 같은 환경을 유지하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명의 히팅수단은 상기 안착부(14) 둘레에 형성되어 기판(B) 둘레를 예열 및 가열시키는 제3히팅부(27)를 포함하여 이루어진다.

상기 제3히팅부(27)는 리워크 작업 전에 안착부(14)를 예열하여 실온보다 상온의 리플로우 환경을 제공하고, 반도체칩(C)의 분리 또는 결합 시에는 솔더 볼 가열을 보조하는 기능을 갖는다.

상기 제3히팅부(27)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(B) 둘레의 환경 온도를 유지하기 위한 것이므로, 안착부(14)를 둘러싸는 튜브형의 히터를 내장하는 분체들로 이루어지는 것이 바람직하며, 기판(B)의 크기에 따라 히터 분체들의 크기도 달라져야 하므로, 상기 안착부(14) 둘레, 즉 하부 스테이션(13)에 탈착 가능하도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

이어서 본 발명은 기판에 반도체칩을 실장 시 반도체칩을 동박 등으로 이루어진 기판의 실장부에 정확하게 안착시킨 후 가열에 의한 결합이 이루어져야 기판의 오류 발생을 방지할 수 있다.

그런데 상술한 바와 같이, 상기 기판 자체가 전자제품에 내장되는 부품으로써 그 크기가 상이하고, 전자 제품의 경박단소화 경향에 따라 기판은 더욱 더 작게 이루어지는 추세이며, 이러한 경향에 발맞춰 상기 반도체칩의 솔더 볼 역시 미세하게 배열되며, BGA 반도체 칩은 소형화에 매우 유리하므로,

상기 실장부에 형성된 동박의 패턴과 상기 반도체칩의 솔더 볼이 배열된 리드 형상을 육안으로만 확인하여 안착하는 데는 많은 어려움이 따른다.

따라서 본 발명은 미세하고 정밀하게 배열된 실장부의 패턴과 반도체칩의 솔더 볼들을 정확하게 안착시켜 리워크 작업 시 불량품이 발생하지 않도록 상기 이송 유닛(30)과 상기 안착부(14) 사이에 형성되어 상기 본체(10)에 인출되고, 상기 픽업 노즐과 상기 안착부(14)를 확대하여 송출하기 위한 광학 카메라(42)를 구비한 광학 비전 유닛(40)을 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명은 상기 카메라(42)에 의하여 송출되는 영상을 작업자가 확인하여 반도체칩 또는 기판의 위치를 조절할 수 있도록 상기 카메라(42)와 연동된 모니터(60) 및 상기 기판과 반도체칩의 중심을 맞추기 위한 위치 조절 수단(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 광학 비전 유닛(40)의 카메라(42)는 광원을 갖고 이 광원의 빛에 의하여 반사되는 상기 반도체칩의 리드부와 상기 기판 실장부의 패턴을 프리즘을 통하여 합성한 후 상기 모니터(60)로 송출하여 작업자는 동시에 양쪽 영상을 겹쳐 볼 수 있다.

이때 상기 카메라(42)는 상, 하부의 영상을 수배에서 수십 배로 확대하여 송출함으로써 작업자는 모니터(60)를 통하여 반도체칩의 리드부와 기판 실장부의 패턴을 상기 위치 조절 수단(50)을 통하여 중심을 맞춤으로써 미세 조절이 가능해진다.

이어서 상기 위치 조절 수단(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이송 유닛(30)의 픽업 노즐(31)과 결합되어 반도체칩을 수평 방향으로 회전시킬 수 있도록 하는 회전바(52)를 갖는 제1회전부(51)를 포함한다.

그리고 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이송유닛(30)의 하우징(36) 일측에는 상기 회전바(52)가 수평 회전 할 수 있는 회전홈이 형성되어 있다.

그리고 상기 하부 스테이션(13)은 상호 직교된 방향으로 형성되는 한쌍의 X축(54)과 Y축(55)을 갖고, 상기 안착부(14)에 기판을 고정시키는 클램퍼(56)를 구비하고,

상기 클램퍼(56)가 상기 X축(54), Y축(55)을 따라 슬라이딩 이동하도록 하는 미세 조절 이동 레버(57)들을 갖는 제2회전부(53)를 상기 위치 조절 수단(50)으로써 더 포함하여 이루어진다.

이하에서는 본 발명에 따른 리워크 장치의 작업 공정을 순서대로 설명하여 본 발명의 구성 및 기능을 보다 상세히 설명하도록 한다.

우선 반도체칩의 교체가 필요한 기판을 상기 안착부(14)에 상기 클램퍼(56)를 통하여 고정시킨다.

이때 분리할 반도체칩을 안착부(14)의 중앙에 배치하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 안착부(14)에는 안착부(14) 중앙에서 돌출되고 기판의 중심을 잡을 수 있는 돌출부(미도시)가 더 구비할 수 있다.

이후 본 발명의 이송 유닛(30)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 안착부(14)의 기판을 향하여 하강한 후 히팅 수단에 의한 분리 공정이 이루어진다.

이때 상기 이송 유닛(30)에 구비된 픽업노즐(31)의 흡착부(33)가 상기 기판의 반도체칩 상면을 가압한 상태로 히팅 수단이 작동하게 되면 가열에 따른 반도체칩의 변형 등이 발생할 수 있으므로, 상기 이송 유닛(30)은 상기 흡착부가 상기 반도체칩과 접촉한 상태에서 상측으로 소정 간격 상승되는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명에서 상기 이송 유닛(30), 보다 상세하게는 상기 픽업노즐(31)은 탄성부재(미도시)와 수직 위치 감지 센서(미도시)를 포함하여 이루어지고, 하강 시 고속으로 하강 후에 작업자가 셋팅한 소정 높이에서부터는 저속으로 하강한 후 상기 픽업노즐(31)의 흡착부(33)가 반도체칩의 상면에 접촉하고 이때 상기 탄성부재가 반응하여 접촉 후에 다시 상승하게 되고 상기 수직 위치 감지 센서에 의하여 반도체칩의 상면의 높이 정도에 따라 소정 간격 이격되도록 이루어질 수 있다.

따라서 상기 픽업 노즐은 흡착부로써 기능할 뿐만 아니라, 이송 유닛의 하강 거리를 셋팅하기 위한 센서로써의 기능을 갖는다.

상기와 같이 이송 유닛(30)의 하강이 완료되면 상기 본체(10)에 내장된 마이컴은 상기 히팅 수단을 작동시켜 기설정된 셋팅 온도까지 가열하여 반도체칩의 솔더 볼을 용융시키고, 용융 온도에 도달하면 상기 이송 유닛(30)이 재차 하강하고 상기 픽업노즐(31)은 상기 탄성부재의 탄성력을 완충력으로 전환하여 충격을 해소함과 동시에 흡착부(33)를 통한 흡착이 이루어지고, 이후 상기 이송 유닛(30)이 상승하여 분리 공정이 완료된다.

이때 상기 히팅 수단의 가열에 의한 분리 시 상기 제1히팅부(21)로부터 송풍되는 열풍이 반도체칩 주위로 유출되어 주변 부품을 가열하게 되면 다른 부품의 손상이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 픽업노즐(31)의 흡착부(33) 둘레에 열풍의 유출을 방지하는 방풍노즐(35)을 더 포함하여 이루어진다.

상기 방풍노즐(35)은 일측 개구부(35a)가 상기 제1히팅부와 연통되면서 그 둘레의 플렌지는 상기 베이스(32)와 탈착 가능하도록 이루어지고, 타측 개구부(35b)는 상기 반도체칩의 형상에 상응하도록 이루어지는 것이 바람직하며,

상기 방풍노즐(35)은 반도체칩의 크기 또는 형상에 따라 하측 개구부(35b)의 크기를 달리하는 복수개를 준비하여 반도체칩에 맞게 교체하여 리워크 작업을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명은 리워크 작업의 자동화를 위하여 분리한 반도체칩을 별도의 장소에 수납한 이후 공정이 이루어지는 것이 바람직하다.

이를 위하여 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광학 비전 유닛(40)의 베이스(41)에는 반도체칩을 수납할 수 있는 수납부(43)가 구비되어 있다.

상기 수납부(43)는 다양한 크기의 반도체칩을 수납하기 위하여 네 개의 분체로 이루어지고, 이 분체들 사이에는 이격부(44)가 형성되어 있으며, 이 이격부에 삽입되어 슬라이딩 이동하는 고정자(45)들을 포함한다.

상기 고정자들의 위치를 이동시켜 다양한 크기 또는 형상을 갖는 반도체칩을 안정되게 수납할 수 있다.

나아가 상기 광학 비전 유닛(40)의 베이스블럭(41)의 상면에는 상기 수납부(43)의 전, 후 위치를 조절할 수 있는 가이드 홈(46)이 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 수납부(43)는 상기 광학 카메라(42) 후방에 배치되고, 상기 이송 유닛(30)의 상승이 완료되면 상기 비전 유닛은 상기 수납부(43)와 상기 이송 유닛(30)의 픽업노즐(31)이 수직방향으로 동일 선상까지 전진이 이루어지고 이후에 상기 이송 유닛(30)은 하강하여 상기 수납부(43)에 분리한 반도체칩을 배출한다.

상기 분리 공정이 완료된 후 광학 비전 유닛(40)이 본체(10) 내부로 후진 수납되면 작업자는 기판의 잔존 솔더 볼 제거를 행하고 실장부에 플럭(Flux)을 도포하여 결합에 의한 손상을 방지한 후, 실장부 주위의 플럭을 제거한다.

그리고 작업자가 작동 재게 입력을 행하면 상기 광학 비전 유닛(40)이 다시 전진하고, 작업자는 수납부(43)의 반도체칩을 제거 후 새로운 반도체칩을 수납부(43)에 수납시키면 상기 이송 유닛(30)은 하강하여 새로운 반도체칩을 흡착하고, 상승한다.

이어서 상기 광학 비전 유닛(40)은 상기 카메라(42)의 중심부와 상기 픽업노즐(31)이 수직방향으로 동일선상에 이를 때까지 후퇴한 후 광학 카메라(42)를 작동시킨다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(42)와 연동된 모니터(60)는 상기 본체(10)로부터 인출되어 작업자에게 픽업노즐(31)에 흡착되어 있는 반도체칩의 리드부와 안착부(14)의 기판의 실장부 패턴을 합성하여 보여주게 된다.

그리고 작업자는 상기 모니터(60)를 통해 리드부와 실장부를 확인하고, 상기 회전바(52)와 상기 이동레버들을 조정하여 정확한 실장 위치를 조절할 수 있다.

이때 상기 모니터(60)는 광학 비전 유닛(40)을 통한 반도체칩과 기판의 위치 조절 시에만 필요하므로 본 발명은 상기 본체(10)에 출입부(11; 도 1 참고)를 갖고, 상기 모니터(60)는 상기 출입부에서 인출되도록 이루어져, 리워크 장치의 소형화를 달성하고, 작업 환경에 따른 공간적 제약을 해소하는 것이 바람직하다.

상기 모니터(60)의 인출을 위한 인출수단은 공압, 유압 등의 방식으로 이루어져도 무방하나, 공압 방식을 이용할 경우 소음이 필연적으로 발생하여 작업 환경을 저해하고, 모니터의 속도 조절 등이 어려운 문제점이 있고,

유압 방식을 이용할 경우 정밀 공정을 행하는 현장에 기름 유출 등의 사고 발생 위험이 있다.

이에 본 발명은 상기 인출수단으로써, 전자 모터 방식을 채택하였다.

상기 전자 모터 방식은 소음을 줄일 수 있으며 전자 제어에 따른 속도 조절이 매우 용이한 장점이 있다.

그리고 본 발명은 상술한 바와 같이, 상기 광학 비전 유닛(40)의 전진 운동이 상기 픽업노즐(31)과 수직방향의 동일선상을 기준으로 광학 카메라(42)까지만 전진하는 제1전진운동(도 8의 [B])과 수납부(43)까지 전진되는 제2전진운동(도 8의 [C])으로 이루어지고,

상기 모니터(60)는 상기 제1전진운동 시 상기 카메라와 연동하여 영상을 송출하므로,

광학 비전 유닛(40)의 전후진 운동과 상기 모니터(60)의 인출운동이 하나의 동력수단을 통하여 상호 연동해서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 연동 방식은 하나의 전기 모터를 이용하여 기어결합을 활용하여 이루어질 수 있으나, 광학 비전 유닛(40)의 속도제어가 필요하기 때문에 광학 비전 유닛(40)과 모니터(60)를 따로 제어하기 위해서는 그에 따른 구조가 복잡해져 제작이 난해하고, 각각의 제어를 위한 구성부품이 증가하여 본 발명의 슬림화에 따른 공간 활용성을 증대시키는 목적을 저해할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 광학 비전 유닛(40)을 통한 모니터(60)의 연동 인출 수단을 제공한다.

이를 위하여 우선 상기 광학 비전 유닛(40)은 베이스(41) 양측 하부에 톱니부(41A)를 갖고, 상기 본체(10)에는 상기 톱니부(41A)에 결합되어 상기 광학 비전 유닛(40)의 전, 후진 동력을 제공하는 기어를 포함하는 전동 모터(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 광학 비전 유닛(40) 연동 인출 수단으로써,

상기 본체에는 상기 모니터(60) 또는 모니터(60)와 연결된 브라켓(61)이 슬라이딩 결합되어 승하강하는 승하강레일(62)을 내장하고,

상기 광학 비전 유닛(40)의 일측에 구비된 자유스프로킷(63)과,

상기 승하강레일(62)의 하측에 구비되고, 상기 전동모터와 연결되어 동력을 전달받는 메인스프로킷(64)과,

상기 승하강레일(62)의 상측에 구비되어 있는 보조스프로킷(65) 및

일측이 상기 자유스프로킷(63)과 연결되어 감겨있고, 상기 메인스프로킷(64)과 보조스프로킷(65)을 경유하여 타측이 모니터(60)의 브라켓(61)과 연결된 타이밍벨트(66)를 포함하여 이루어진다.

상기 메인스프로킷(64)은 상기 모니터(60)의 승하강이 필요할 때 즉, 상기 광학 비전 유닛(40)이 전진하는 전진운동 시 상기 타이밍벨트(66)를 작동시켜 상기 모니터(60)가 함께 승강되도록 한다.

이때 상기 광학 카메라(42)가 상기 안착부와 상기 픽업노즐(31)의 수직방향 동일선상에 위치하는 제1전진운동(도 8의 [B])의 이동 거리와,

상기 광학 카메라(42)가 상기 광학 비전 유닛(40)의 수납부(43)가 동일선상에 위치하는 제2전진운동(도 8의 [C])의 이동 거리는 상이하고,

나아가 상기 제2전진운동의 이동 거리가 상기 제1전진운동의 이동거리보다 길기 때문에 상기 모니터(60)는 상기 제1전진운동 시 본체(10) 외부로 인출되고, 상기 제2전진운동 시에는 본체(10) 외부에 인출된 상태를 유지하고, 상기 광학 비전 유닛(40)이 후진하여 본체(10)에 수납될 때에만 다시 본체(10)의 출입부(11;도 1참고)를 통해 본체(10; 도 7참고)로 내장되는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 연동 인출 수단은 상기 광학 비전 유닛(40)의 제1전진운동 시 상기 메인스프로킷(64)이 본체(10) 외부방향(도면에서는 시계방향)으로 회전(이하에서는 설명의 편의를 위하여 정회전이라 통칭함)하여 상기 타이밍벨트(66)를 본체(10) 외부 방향으로 구동시키고, 상기 보조스프로킷(65)을 경유하여 상기 타이밍벨트(66)가 상기 모니터(60)를 승강시킨다.

이때 상기 자유스프로킷(63)은 회전하지 않고 타이밍벨트(66)가 감긴 상태로 광학 비전 유닛(40)과 함께 전진한다.

그리고 상기 광학 카메라(42)가 상기 픽업노즐(31)과 동일선상에 도달할 때 상기 모니터(60)의 승강이 완료된다.(도 8의 [B]참고)

이후 반도체칩의 픽업 또는 배출을 위하여 상기 광학 비전 유닛(40)이 제2전진운동을 할 경우, 즉, 상기 수납부(43)가 상기 픽업노즐(31)과 동일선상에 도달하여야할 경우 상기 전동모터는 상기 광학 비전 유닛(40)을 본체(10) 외부를 향하여 전진시키고, 이때 상기 메인스프로킷(64)은 회전을 하지 않는다.

회전을 하지 않는 메인스프로킷(64)으로 인하여 메인스프로킷(64)과 보조스프로킷(65)을 경유하여 모니터(60)에 연결된 타이밍벨트(66)의 타측은 메인스프로킷(64)에 구속된 상태로 모니터(60)의 승강 상태가 유지되고,

전진하는 광학 비전 유닛(40)과 연결된 타이밍벨트(66)의 일측은 상기 자유스프로킷(63)에 감긴 부분이 풀려나가면서 모니터(60)와 연동된 타이밍벨트(66)에 영향을 주지 않게 된다.

그리고 상기 수납부(43)는 상술한 바와 같이, 위치 조절이 가능한 바, 상기 수납부(43)가 본체(10) 내부쪽으로 치우쳤을 경우 상기 자유스프로킷(63)에 감긴 타이밍벨트(66) 일측의 감긴 길이가 부족하면 타이밍벨트(66)가 절단되는 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 자유스프로킷(63)에 감기는 타이밍벨트(66)의 일측 길이는 수납부(43)의 위치 조절 길이를 감안하여 형성되는 것이 바람직하며, 당업자라면 충분히 예측하여 재현할 수 있을 것이다.

상기 광학 비전 유닛(40)의 제2전진운동이 완료 된 후 다시 수납될 경우, 상기 전동 모터는 상기 광학 비전 유닛(40)을 후퇴시키고, 이때 상기 메인스프로킷(64)은 계속 정지된 상태를 유지한다.

따라서 후퇴하는 광학 비전 유닛(40)에 의하여 상기 자유스프로킷(63)은 타이밍벨트(66)의 일측을 재차 감으면서 후퇴하게 되고, 상기 제1전진운동의 완료 위치 즉, 광학 카메라(42)가 픽업노즐(31)과 동일선상에 위치하는 시점에서 상기 메인스프로킷(64)은 역회전(도면에서는 시계반대방향 회전)을 시작하고 타이밍벨트(66)는 본체(10) 내부 방향으로 구동되기 때문에 상기 자유스프로킷(63)에는 더 이상 타이밍벨트(66)가 감기지 않으며, 타이밍벨트(66)의 타측과 연결된 모니터(60)는 보조스프로킷(65)에 의하여 하강하는 타이밍벨트(66)에 지지된 상태로 자중에 의하여 본체(10) 내부로 수납된다.

상술한 모니터(60)의 연동 인출 수단을 통하여 본 발명은 복잡한 기계적 구조가 필요 없이 하나의 전동모터를 통한 광학 비전 유닛(40)과 모니터(60)의 인출이 가능해지고, 나아가 전동모터 하나만을 마이컴을 통하여 전기적 제어로써 속도 조절이 가능하여 제작자와 사용자 모두에게 편의를 제공할 수 있다.

상기 메인스프로킷(64)의 제어와 회전 연결 방식 등 상술한 연동 인출 수단을 설명하면서 생략된 다른 구성은 광학 비전 유닛(40)에 위치 감지 센서 등을 구비하여 마이컴과 전기모터 등을 통해 쉽게 구현할 수 있는 것이고, 본 발명에 속한 통상의 기술자라면 충분히 예측하여 재현할 수 있을 것이다.

그리고 상술한 바와 같이, 상기 광학 비전 유닛(40)은 상기 모니터(60)로 영상을 송출하는 바, 광학 비전 유닛(40)과 모니터(60)를 연결하는 송출 배선 등이 전기적 배선(67)으로 연결되어야 하는데, 단순히 전선을 연결하는 방식으로 이를 구현할 경우에 광학 비전 유닛(40)과 모니터(60)의 반복되는 인출에 의하여 전기 배선이 착종(錯綜:엉킴)이 발생하거나 파손될 우려가 있다.

이에 본 발명은 상기 타이밍벨트(66)의 외면 즉, 상기 스프로킷들과의 결합면의 타측면에 배선수납부(66A)를 갖는 체인부를 구비하고 상술한 전기 배선을 상기 수납부(66A)에 내장하여 타이밍벨트(66)와 같이 운동하게 함으로써, 전기 배선을 보호하고, 본체(10) 내부의 구조를 간소화하여 설비의 유지, 보수를 용이하게 할 수 있다.

상기 모니터를 통하여 실장 위치 조절이 완료되면 작업자는 다시 작업 재개 명력을 입력하고, 본 발명의 리워크 장치는 광학 비전 유닛(40)과 모니터를 수납한 후 상기 이송 유닛(30)이 하강하여 반도체칩을 실장부에 이송시킨 후 히팅 수단을 작동시켜 반도체칩을 기판에 실장하게 된다.

이때 반도체칩의 리드부를 형성하는 솔도 볼들은 다양한 재질로 이루어질 수 있는데, 대표적으로 사용되는 재질은 납 또는 납을 포함하는 전도성 재질이 있으며, 납 가열에 따른 악취 및 작업자의 건강을 감안하여 납 성분을 포함하지 않는 전도성의 재질 등 다양한 재질의 솔더 볼이 이용된다.

그리고 다양한 종류의 솔더 볼은 각각 용융 속도와 용융 온도가 각각 상이하기 때문에 상기 히팅 수단을 통한 가열 온도 및 시간 등을 작업자가 최적화하기 어려운 문제점이 있어왔다.

이에 본 발명은 오토 프로파일 시스템을 도입하여 사용자가 손쉽게 히팅 수단의 온도 및 시간 설정 등을 조정할 수 있도록 한다.

이를 위하여 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안착부(14)에는 반도체칩에 인접하게 형성되어 분리나 결합 공정 시 반도체칩의 실시간 온도 변화 정보를 감지할 수 있는 실온 센서(28)를 더 포함하여 이루어지고,

상기 본체(10)에 내장된 마이컴은 상기 반도체칩의 최조 분리 공정 시 상기 센서(28)에 의하여 수집된 실시간 온도 정보를 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.

즉, 반도체칩의 최초 분리 시 히팅 수단에 의한 반도체칩의 실제 온도를 측정하여 저장하고 상기 마이컴은 저장된 온도 변화 정보를 상기 디스플레이 패널(12)을 통해 작업자에게 보여주며,

작업자는 디스플레이 패널(12)을 통해 확인한 온도 변화 정보를 토대로 히팅 수단의 온도 및 시간 등을 재조정하여 반도체칩에 따른 최적의 가열 셋팅을 가능하게 함으로써, 이후 동종의 반도체칩의 반복 리워크 작업 시 셋팅 조건의 변화 없이도 최적의 온도로 반도체칩의 분리 또는 결합이 이루어지도록 함으로써.

본 발명은 리워크 작업에 따른 시간을 단축시키고, 불량 공정을 없애 리워크 작업의 비용 부담을 줄일 수 있다.

상기 마이컴은 저장된 온도 변화 정보를 시간에 따른 그래프로 전환시켜 모니터(60)로 송출하는데, 실온 센서(28)를 통한 온도 변화뿐만 아니라 제1히팅부(21)와 제2히팅부(25)의 온도 변화를 함께 그래프화하여 송출함으로써,

작업자는 보다 손쉽게 최적의 가열 조건을 설정할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 실장형 반도체칩 리워크 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P : 기판 B : 반도체칩
10 : 본체 11 : 출입부
12 : 디스플레이 패널 13 : 하부스테이션
14 : 안착부
21 : 제1히팅부 22 : 제1센서
25 : 제2히팅부 26 : 제2센서
27 : 제3히팅부 28 : 실온 센서
30 : 이송유닛 31 : 픽업노즐
32 : 베이스 33 : 흡착부
35 : 방풍노즐 36 : 하우징
40 : 광학 비전 유닛 42 : 광학카메라
43 : 수납부
50 : 위치 조절 수단 51 : 제1조절부
52 : 회전바 53 : 제2조절부
57 : 이동레버
60 : 모니터

Claims (4)

1. 반도체칩(B)이 실장된 기판(P);
   출입부(11)와, 디스플레이 패널(12)과, 상기 기판(P)이 안착되는 안착부(14)를 갖는 하부스테이션(13)을 구비한 본체(10);
   상기 기판(P)에서 반도체칩(B)을 분리 또는 결합시키기 위한 히팅 수단;
   분리된 반도체칩(B) 또는 결합을 위한 반도체칩(B)을 이송하는 픽업 노즐(31)을 구비한 이송유닛(30);
   상기 이송유닛(30)과 상기 안착부(14) 사이에 형성되어 상기 본체(10)에 인출되고, 상기 픽업노즐(31)과 상기 안착부(14)를 확대하여 송출하기 위한 광학 카메라(42)를 구비한 광학 비전 유닛(40);
   반도체칩(B)의 결합 시 상기 기판(P)과 반도체칩(B)의 중심을 맞추기 위한 위치 조절 수단(50); 및
   상기 광학 비전 유닛(40)과 연동된 인출수단을 구비하여, 상기 출입부(11)에 슬라이딩 인출되는 모니터(60);를 포함하여 이루어지되,
   상기 광학 비전 유닛(40)을 통한 모니터(60)의 연동 인출 수단은
   상기 본체(10)에 상기 모니터(60) 또는 모니터(60)와 연결된 브라켓(61)이 슬라이딩 결합되어 승하강하는 승하강레일(62)을 내장하고,
   상기 광학 비전 유닛(40)의 일측에 구비된 자유스프로킷(63)과,
   상기 승하강레일(62)의 하측에 구비되고, 전동모터와 연결되어 동력을 전달받는 메인스프로킷(64)과,
   상기 승하강레일(62)의 상측에 구비되어 있는 보조스프로킷(65) 및
   일측이 상기 자유스프로킷(63)과 연결되어 감겨있고, 상기 메인스프로킷(64)과 보조스프로킷(65)을 경유하여 타측이 모니터(60)의 브라켓(61)과 연결된 타이밍벨트(66)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 히팅 수단은
   상기 이송유닛(30)에 내장되어 하부로 열을 발생시키는 제1히팅부(21)와,
   상기 하부스테이션(13)에 내장되고 상기 안착부(14)에 연통되어 상부로 열을 발생시키는 제2히팅부(25)와,
   상기 안착부(14) 둘레에 형성되어 기판(P) 둘레를 예열 및 가열시키는 제3히팅부(27)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 픽업 노즐(31)은 상기 반도체칩(B)을 흡착하는 흡착부(33)를 갖고,
   상기 이송유닛(30)은 상기 흡착부(33)를 둘러싸고 상기 반도체칩(B) 주위로 열풍이 유출되지 않도록 하는 방풍노즐(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 안착부(14)는 상기 반도체칩(B)의 실시간 온도 변화를 감지하는 센서(28)를 더 포함하여 이루어지고,
   상기 본체(10)에 내장된 마이컴은 상기 반도체칩(B)의 최초 분리 공정 시 상기 센서(28)에 의하여 수집된 실시간 온도 정보를 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 반도체칩 자동 리워크 장치.

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