KR101388787B1 - 솔더 볼 실장 장치, 이를 포함한 솔더 볼 실장 시스템 및 이를 이용한 솔더 볼 실장 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 솔더 볼 실장 장치는 인쇄회로기판을 상부면에 장착한 테이블, 상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응하는 각각의 개구부를 구비하고, 상기 인쇄회로기판을 개재하여 상기 테이블에 중첩 장착된 실장용 마스크, 및 상기 실장용 마스크의 상부면 일측에 각각 구비되어 일방향으로 다수의 솔더 볼을 스퀴징하는 적어도 하나의 스퀴즈를 포함한다.

Description

솔더 볼 실장 장치, 이를 포함한 솔더 볼 실장 시스템 및 이를 이용한 솔더 볼 실장 방법{Solder ball mounting apparatus, solder ball mounting system and method for mounting solder ball using the same}
본 발명은 솔더 볼 실장 장치, 이를 포함한 솔더 볼 실장 시스템 및 이를 이용한 솔더 볼 실장 방법에 관한 것이다.
종래에 PCB (Printed Circuit Board) 상에 솔더 범프를 형성하고 그 위에 디바이스를 실장하는 플립 칩(Flip Chip) 방식의 적용이 점차 증가하고 있다.
특히, 대용량의 데이터를 고속으로 연산하는 CPU 및 그래픽용 연산 장치의 경우에는 종래에 Au 와이어(wire)를 이용하여 기판과 디바이스를 연결하는 방식으로부터 기판과 디바이스를 솔더 범프(Solder Bump)로 연결하여 접속 저항을 개선시킨 플립 칩 방식으로의 전환이 급격히 증가하고 있는 추세이다.
이러한 솔더 범프는 솔더 페이스트(Solder Paste)를 기판에 인쇄하고 리플로우(Reflow)하여 형성하는 방식, 미세한 솔더 볼(Solder Ball)을 기판에 실장하여 형성하는 방식, 용융된 솔더를 기판에 직접 또는 마스크를 이용해서 주입하여 형성하는 방법으로 분류할 수 있다. 이렇게 기판에 형성된 솔더 범프는 칩에 형성된 Cu 패드 또는 솔더 범프와 접속을 위해 용융되어 금속간 결합을 하게 된다.
이런 솔더 범프를 형성하는 방법은 국내공개특허공보 제 2008-0014143(2008년 2월 13일 공개)호에 기재된 바와 같이 마스크(Mask)에 동일한 크기의 개구부를 형성한 후 솔더 볼을 스퀴지를 이용하여 스퀴징하여 솔더 볼이 마스크 개구부를 통해 기판의 입력/출력 패드에 실장하는 볼 플레이싱(Ball Placing) 방식, 또는 지그(Jig)에 기판 패턴과 동일하게 진공 홀을 형성하고 솔더 볼을 진공으로 픽업(pick-up)하여 기판에 실장하는 방식을 예로 들 수 있다.
그러나, 이러한 솔더 볼 실장 방식은 모두 동일한 크기의 솔더 볼 만을 사용하기 때문에 기판의 입력/출력 패드에 동일한 크기의 솔더 범프만 형성해야하는 단점이 있다. 이러한 솔더 볼 실장 방식은 모두 첫 번째 솔더 볼들을 실장한 후에 다른 크기의 솔더 볼들을 동일한 방식으로 실장하는데 있어 첫 번째 실장된 볼들에 의해 지그 또는 마스크가 간섭을 받기 때문에 사실상 불가능하다.
이렇게 동일 크기의 솔더 볼들을 사용해야하는 단점은 디바이스 설계 시에도 많은 제약을 주게 되는데, 일반적으로 디바이스에 입력과 출력 신호를 전달하는 범프의 경우는 작게 형성해도 디바이스의 성능에 지장은 없으나, 높은 전원을 전달하는 단자 및 디바이스를 구동한 전원을 다시 제거하는 그라운드(Ground) 단자의 크기는 크면 클수록 디바이스의 안정성을 높일 수 있다.
그러나, 종래의 솔더 볼 실장 방식은 동일한 크기의 솔더 볼만 사용할 수밖에 없기 때문에 디바이스 성능을 안전하게 유지하기 위해 칩의 디자인을 보강해야 하는데 이러한 디자인 변경은 제품 원가를 상승시키는 원인으로 작용한다.
본 발명의 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 다양한 사이즈의 솔더 볼들을 다수 실장할 수 있는 솔더 볼 실장 장치를 제공하는 데 있다.
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본 발명의 또 다른 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 다양한 사이즈의 솔더 볼들을 다수 실장할 수 있는 솔더 볼 실장 장치를 포함한 솔더 볼 실장 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 솔더 볼 실장 장치를 이용하여 다양한 사이즈의 솔더 볼들을 다수 실장할 수 있는 솔더 볼 실장 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔더볼실장장치는, 인쇄회로기판을 상부면에 장착한 테이블과; 상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응하는 다양한 사이즈의 개구부를 구비하고, 상기 인쇄회로기판을 개재하여 상기 테이블에 중첩 장착되는 것으로서; 상기 개구부가 형성되며 인쇄회로기판의 상부에 밀착하는 실장면과, 상기 실장면 상부에 투입된 다수의 솔더볼이 실장면 외부로 이탈하지 않도록 실장면의 테두리를 따라 형성되고, 솔더볼을 그 내부영역에 수용하는 네 개의 벽으로 구성된 측벽을 구비한 실장용 마스크를 포함하고, 상기 개구부는 상기 솔더볼의 직경에 따라 서로 다른 크기로 구비되되, 인쇄회로기판의 그라운드 패드와 전원 패드에 대응하는 제1개구부, 및 상기 인쇄회로기판의 입력과 출력 패드에 대응하는 제2개구부를 다수 포함하고, 상기 실장용 마스크의 상부면에 각각 구비되어 다수의 솔더볼을 스퀴징하는 것으로서; 상기 측벽의 내측에 수용되되 측벽 중 일측 측벽에 밀착 대기하며 반대측 측벽으로 직선 이동하며, 상기 제1개구부에 대응하는 제1솔더 볼을 스퀴징하여 제1솔더볼을 제1개구부에 삽입시키는 제1스퀴즈와; 상기 제1스퀴즈의 작동시 정지하고, 제1스퀴즈의 역할이 완료된 후 작동하는 것으로서, 상기 제1스퀴즈의 이동경로에 직교하는 방향으로 왕복이동하여 상기 제2개구부에 대응하는 제2솔더볼을 스퀴징함으로써 제2솔더볼을 제2개구부에 삽입시키는 제 2 스퀴즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔더볼실장시스템은; 인쇄회로기판을 상부면에 장착한 테이블과; 상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응하는 다양한 사이즈의 개구부를 구비하고, 상기 인쇄회로기판을 개재하여 상기 테이블에 중첩 장착되는 것으로서; 상기 개구부가 형성되며 인쇄회로기판의 상부에 밀착하는 실장면과, 상기 실장면 상부에 투입된 다수의 솔더볼이 실장면 외부로 이탈하지 않도록 실장면의 테두리를 따라 형성되고, 솔더볼을 그 내부영역에 수용하는 네 개의 벽으로 구성된 측벽을 구비한 실장용 마스크를 포함하고, 상기 개구부는 상기 솔더볼의 직경에 따라 서로 다른 크기로 구비되되, 인쇄회로기판의 그라운드 패드와 전원 패드에 대응하는 제1개구부, 및 상기 인쇄회로기판의 입력과 출력 패드에 대응하는 제2개구부를 다수 포함하고, 상기 실장용 마스크의 상부면에 각각 구비되어 다수의 솔더볼을 스퀴징하는 것으로서; 상기 측벽의 내측에 수용되되 측벽 중 일측 측벽에 밀착 대기하며 반대측 측벽으로 직선 이동하며, 상기 제1개구부에 대응하는 제1솔더 볼을 스퀴징하여 제1솔더볼을 제1개구부에 삽입시키는 제1스퀴즈와; 상기 제1스퀴즈의 작동시 정지하고, 제1스퀴즈의 역할이 완료된 후 작동하는 것으로서, 상기 제1스퀴즈의 이동경로에 직교하는 방향으로 왕복이동하여 상기 제2개구부에 대응하는 제2솔더볼을 스퀴징함으로써 제2솔더볼을 제2개구부에 삽입시키는 제 2 스퀴즈;를 포함하는 솔더볼실장장치와; 상기 솔더볼실장장치에 연결된 제어부와; 솔더볼실장장치의 상부에 구비되고 상기 제어부로 이미지 정보를 전달하는 촬상부; 및 상기 제어부에 연결된 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개구부는 상기 인쇄회로기판의 그라운드 패드와 전원 패드에 대응하는 제1개구부, 및 상기 인쇄회로기판의 입력과 출력 패드에 대응하는 제2개구부를 다수 포함하고, 상기 제1개구부는 상기 제2개구부보다 큰 크기로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스퀴즈는; 상기 측벽의 내측에 수용되되 측벽 중 일측 측벽에 밀착 대기하며 반대측 측벽으로 직선 이동하며, 상기 제 1 개구부에 대응하는 제 1 솔더 볼을 스퀴징하여 제 1솔더볼을 제1개구부에 삽입시키는 제1스퀴즈와, 상기 제1스퀴즈의 작동시 정지하고, 제1스퀴즈의 역할이 완료된 후 작동하는 것으로서, 상기 제1스퀴즈의 이동 경로에 직교하는 방향으로 왕복이동하여 상기 제2개구부에 대응하는 제2솔더 볼을 스퀴징함으로써 제2솔더볼을 제2개구부에 삽입시키는 제2스퀴즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔더볼 실장방법은, (A) 패드가 형성되어 있고 그 상부에 솔더 볼을 실장할 인쇄회로기판을 마련하는 단계; (B) 상기 인쇄회로기판을 테이블이 구비되어 있는 솔더 볼 실장 장치에 장착하되, 상기 솔더 볼 실장 장치의 테이블과, 상이한 직경을 갖는 개구부가 다수 형성되어 있는 실장용 마스크 사이에 개재시켜, 상기 개구부를 상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응 배치하는 단계; (C) 제어부를 통해 상기 솔더 볼 실장 장치를 구동하여 인쇄회로기판에 제1솔더볼을 1차실장하는 과정으로서, 상기 실장용 마스크상에 다수의 제1솔더볼을 공급하는 단계; 상기 실장용 마스크의 일측에 구비된 제1스퀴즈를 이용하여 제1솔더볼을 스퀴즈하는 단계와, 상기 실장용 마스크의 상부에 구비된 촬상부를 통해 상기 실장용 마스크의 이미지 정보를 분석하여, 상기 제1솔더볼의 실장 완료여부를 판단하는 단계와 상기 제1솔더 볼의 실장 완료여부에 따라, 상기 실장용 마스크에 남은 제1솔더 볼을 다시 스퀴즈하는 단계; 및 (D) 상기 1차실장을 마친 후 상기 솔더 볼 실장 장치를 구동하여 상기 인쇄회로기판에 제2솔더 볼을 2차실장하는 과정으로서, 상기 1차실장을 마친 후의 실장용 마스크에 다수의 제2솔더 볼을 공급하는 단계와, 상기 실장용 마스크의 타측에 구비된 제2스퀴즈를 이용하여 제2솔더볼을 스퀴즈하는 단계와, 상기 실장용 마스크의 상부에 구비된 촬상부를 통해 상기 실장용 마스크의 이미지 정보를 분석하여, 상기 제 2 솔더 볼의 실장 완료여부를 판단하는 단계와, 상기 제 2 솔더 볼의 실장 완료여부에 따라, 상기 실장용 마스크에 남은 제 2 솔더 볼을 다시 스퀴즈하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 솔더 볼은 상기 제 2 솔더 볼보다 큰 크기로 실장되는 것을 특징으로 한다.
아울러, (E) 상기 제어부가 상기 솔더 볼 실장 장치를 통해 상기 제 2 솔더 볼보다 순차적으로 작은 크기의 다른 솔더 볼을 다수 상기 인쇄회로기판에 순차적으로 실장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, (F) 상기 솔더볼에 대한 리플로우 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 시스템은 솔더 볼 실장 장치를 이용하여, 인쇄회로기판의 전원 패드 및 그라운드 패드에 실장된 큰 직경의 솔더 볼에 의해 상대적으로 큰 사이즈의 솔더 범프를 구비하므로, 디바이스의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 솔더 볼 실장 방법은 크기별로 실장된 솔더 볼에 의해 동일한 높이를 갖는 솔더 범프를 형성하여 접합된 디바이스의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치를 포함한 시스템을 도시한 구성도.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치를 구성하는 마스크의 상면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법에서 제 1 스퀴즈의 동작을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법에서 제 2 스퀴즈의 동작을 나타낸 예시도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치를 포함한 시스템을 도시한 구성도이고, 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치를 구성하는 마스크의 상면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치를 포함한 시스템은 솔더 볼 실장 장치, 솔더 볼 실장 장치에 연결된 제어부(400), 솔더 볼 실장 장치의 상부에 구비된 촬상부(600), 및 제어부(400)에 연결된 디스플레이부(500)를 포함한다.
특히, 솔더 볼 실장 장치는 인쇄회로기판(110)을 상부면에 장착한 테이블(100), 인쇄회로기판(110)의 각 패드에 대응하는 각각의 개구부(210)를 구비하고 인쇄회로기판(110) 상에서 테이블(100)에 중첩 장착된 실장용 마스크(200), 및 실장용 마스크(200)의 상부면 일측에 각각 구비되어 제어부(400)의 제어에 따라 일방향으로 왕복운동을 수행하는 제 1 스퀴즈(310)와 제 2 스퀴즈(320)를 포함한다. 여기서, 솔더 볼 실장 장치는 제 1 스퀴즈(310)와 제 2 스퀴즈(320)의 2개의 스퀴즈를 구비하지만, 이에 한정되지 않고 하나의 스퀴즈를 이용하거나 또는 3개 이상의 스퀴즈를 구비할 수도 있다.
테이블(100)은 상부면에 인쇄회로기판(110)을 장착하여 지지하는 부재로서, 클램프 등의 결합 수단을 이용하여 실장용 마스크(200)가 중첩 장착되면서 테이블(100)과 실장용 마스크(200) 사이에 인쇄회로기판(110)이 개재되어 고정 장착될 수 있다.
실장용 마스크(200)는 인쇄회로기판(110)의 각 패드에 대응하는 각각의 개구부(210)를 구비한 실장면, 및 실장면의 테두리를 따라 형성된 측벽으로 구성된다. 이러한 실장용 마스크(200)는 다수의 솔더 볼을 공급받는다.
특히, 실장용 마스크(200)의 실장면은 도 1b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(110)의 각 패드에 대응하여 크기가 다른 개구부(210)를 구비한다. 예를 들어, 개구부(210)는 큰 직경을 갖는 제 1 개구부(211)와 상대적으로 작은 직경을 갖는 제 2 개구부(212)를 다수 포함할 수 있다. 물론, 실장용 마스크(200)의 실장면은 제 1 개구부(211)와 제 2 개구부(212) 이외에 공급되는 솔더볼의 크기에 따라 다른 직경을 갖는 다른 개구부를 다수 구비할 수도 있다.
이때, 실장용 마스크(200)의 일측에 각각 구비된 제 1 스퀴즈(310)와 제 2 스퀴즈(320)는 각각 실장용 마스크(200)의 면에 대해 일방향을 따라 왕복 운동을 수행하여, 가장 큰 크기로부터 순차적으로 작은 크기의 순서로 개별적으로 공급된 다수의 솔더 볼을 각각 대응하는 개구부에 장착한다.
예를 들어, 실장용 마스크(200)에 가장 큰 직경을 갖는 제 1 솔더 볼을 다수 공급한 후에, 제 1 스퀴즈(310)가 실장용 마스크(200)의 면에 대해 일방향을 따라 스퀴징을 수행하여, 가장 큰 직경을 갖는 제 1 솔더 볼을 실장용 마스크(200)의 제 1 개구부(211)에 각각 장착한다.
이어서, 제 1 솔더 볼보다 작은 직경을 갖는 제 2 솔더 볼을 실장용 마스크(200)에 다수 공급하면, 제 2 스퀴즈(320)가 실장용 마스크(200)의 면에 대해 타방향을 따라 스퀴징을 수행하여, 제 2 솔더 볼 각각을 실장용 마스크(200)의 제 2 개구부(212)에 각각 장착한다.
물론, 실장용 마스크(200)에 공급되는 솔더 볼은 제 1 솔더 볼과 제 2 솔더 볼 이외에, 각각의 직경별로 다수 공급될 수 있고, 제 1 스퀴즈(310) 또는 제 2 스퀴즈(320)를 이용하여 직경별로 공급된 다수의 솔더볼을 개구부에 각각 장착할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치에 대해 제어부(400)는 제 1 스퀴즈(310) 또는 제 2 스퀴즈(320)를 제어하여, 실장용 마스크(200)의 면에 대해 일방향을 따라 제 1 스퀴즈(310) 또는 제 2 스퀴즈(320)를 스퀴징을 반복하여 실장용 마스크(200)에 각각의 직경별로 공급된 다수의 솔더 볼을 장착한다.
이때, 제어부(400)는 솔더 볼 실장 장치의 상부에 위치하는 촬상부(600)를 통해 수신한 실장용 마스크(200)의 면에 관한 이미지 정보로부터 실장용 마스크(200)의 개구부에 솔더 볼이 모두 장착된 완료상태인지를 파악하고, 제 1 스퀴즈(310) 또는 제 2 스퀴즈(320)를 제어하여 솔더 볼을 모두 장착할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 볼 실장 장치를 포함한 시스템은 솔더 볼 실장 장치를 이용하여, 예를 들어 인쇄회로기판(110)의 각 패드에 따라 높은 전원을 전달하는 패드 및 그라운드 패드에는 큰 직경의 솔더볼을 실장하고, 입력 및 출력 패드에는 작은 직경의 솔더볼을 각각 실장할 수 있다.
이에 따라, 전원 패드 및 그라운드 패드는 실장된 큰 직경의 솔더 볼에 의해 상대적으로 큰 사이즈의 솔더 범프를 구비하여, 디바이스의 안정성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법에 대해 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법에서 제 1 스퀴즈의 동작을 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법에서 제 2 스퀴즈의 동작을 나타낸 예시도이며, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따라 솔더 볼 실장 장치를 이용한 솔더 볼 실장 방법은 먼저 솔더 볼을 실장할 인쇄회로기판(110)을 마련한다.
도 4a에 도시된 인쇄회로기판(110)은 예를 들어, 기판(111), 패드(112) 및 SR 패턴층(Solder Resist pattern: 113)을 포함한 구조를 예시적으로 적용한다. 또한, 이러한 인쇄회로기판(110)은 그라운드 패드에 관한 A 영역, 전원 패드에 관한 B 영역, 및 입력과 출력 단자에 관한 C 영역으로 분할될 수 있다. 물론, 도 4a에 도시된 인쇄회로기판(110) 이외에 다른 크기의 패드를 갖는 다양한 인쇄회로기판이 적용될 수 있다.
이후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 솔더 볼 실장 장치에 이러한 인쇄회로기판(110)을 장착한다.
즉, 인쇄회로기판(110)을 테이블(100)과 실장용 마스크(200) 사이에 장착하여, 인쇄회로기판(110)의 각 패드(112)에 실장용 마스크(200)의 개구부(210)가 대응하도록 장착될 수 있다. 여기서, 테이블(100)과 실장용 마스크(200)는 클램프 등과 같은 체결 수단을 이용하여, 인쇄회로기판(110)을 개재한 상태로 서로 중첩 장착될 수 있다.
인쇄회로기판(110)을 개재한 상태로 테이블(100)과 실장용 마스크(200)가 서로 중첩 장착된 후, 실장용 마스크(200) 상에 그라운드 패드에 관한 A 영역과 전원 패드에 관한 B 영역에 실장될 가장 큰 직경을 갖는 제 1 솔더 볼(121)을 다수 공급한다.
이어서, 제어부(400)의 제어에 따라, 제 1 스퀴즈(310)가 실장용 마스크(200)의 면에 대해 일방향을 따라 스퀴징을 수행하여, 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 제 1 솔더 볼(121)을 실장용 마스크(200)의 제 1 개구부(211)에 각각 장착한다.
이에 따라, 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 제 1 솔더 볼(121)이 A 영역과 B 영역의 해당 패드에 접하게 된다.
이후, 제어부(400)는 촬상부(600)를 통해 수신한 실장용 마스크(200)의 이미지로부터 제 1 개구부(211) 각각에 제 1 솔더 볼(121)이 모두 채워졌는지를 판단한다.
제 1 솔더 볼(121)이 모두 제 1 개구부(211)에 채워지지 않은 상태이면, 제어부(400)는 제 1 스퀴즈(310)를 제어하여, 실장용 마스크(200)에 남은 제 1 솔더 볼(121)을 다시 스퀴징한다.
이렇게 제 1 솔더 볼(121)을 모두 제 1 개구부(211)에 채운 후에, 실장용 마스크(200)에 잉여된 제 1 솔더 볼(121)을 제거하고, 입력과 출력 단자에 관한 C 영역에 실장될 작은 직경을 갖는 제 2 솔더 볼(122)을 실장용 마스크(200)에 다수 공급한다.
이어서, 제어부(400)의 제어에 따라, 제 2 스퀴즈(320)가 제 1 솔더 볼(121)을 모두 제 1 개구부(211)에 채운 실장용 마스크(200)의 면에 대해 타방향을 따라 스퀴징을 수행하여, 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 제 2 솔더 볼(122)을 실장용 마스크(200)의 제 2 개구부(212)에 각각 장착한다.
이에 따라, 도 4c에 도시된 바와 같이 각각의 제 2 솔더 볼(122)이 C 영역의 해당 패드에 접하게 된다.
이후, 제어부(400)는 촬상부(600)를 통해 수신한 실장용 마스크(200)의 이미지로부터 제 2 개구부(212) 각각에 제 2 솔더 볼(122)이 모두 채워졌는지를 판단한다.
제 2 솔더 볼(122)이 모두 제 2 개구부(212)에 채워지지 않은 상태이면, 제어부(400)는 제 2 스퀴즈(320)를 제어하여, 실장용 마스크(200)에 남은 제 2 솔더 볼(122)을 다시 스퀴징한다.
이와 같이 제 2 솔더 볼(122)을 제 2 개구부(212)에 채운 후에, 인쇄회로기판(110)으로부터 실장용 마스크(200)를 분리하고, 리플로우(reflow) 공정을 수행할 수 있다.
이에 따라, 제 1 솔더 볼(121)과 제 2 솔더 볼(122)이 리플로우되면서, 제 1 솔더 볼(121)과 제 2 솔더 볼(122)이 SR 패턴층(113)으로부터 동일한 높이(t)를 갖는 솔더 범프로 형성될 수 있다.
따라서, SR 패턴층(113)으로부터 동일한 높이(t)를 갖는 솔더 범프를 통해 접합된 디바이스는 인쇄회로기판(110)으로부터 동일한 높이로 구비되고, A 영역과 B 영역의 패드에 대응하는 큰 사이즈의 솔더 범프에 의해 안정성을 높일 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 테이블 110: 인쇄회로기판
111: 기판 112: 패드
113: SR 패턴층 200: 실장용 마스크
210: 개구부 211: 제 1 개구부
212: 제 2 개구부 310: 제 1 스퀴즈
320: 제 2 스퀴즈 400: 제어부
500: 디스플레이부 600: 촬상부

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 인쇄회로기판을 상부면에 장착한 테이블과;
    상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응하는 다양한 사이즈의 개구부를 구비하고, 상기 인쇄회로기판을 개재하여 상기 테이블에 중첩 장착되는 것으로서; 상기 개구부가 형성되며 인쇄회로기판의 상부에 밀착하는 실장면과, 상기 실장면 상부에 투입된 다수의 솔더볼이 실장면 외부로 이탈하지 않도록 실장면의 테두리를 따라 형성되고, 솔더볼을 그 내부영역에 수용하는 네 개의 벽으로 구성된 측벽을 구비한 실장용 마스크를 포함하고,
    상기 개구부는 상기 솔더볼의 직경에 따라 서로 다른 크기로 구비되되, 인쇄회로기판의 그라운드 패드와 전원 패드에 대응하는 제1개구부, 및 상기 인쇄회로기판의 입력과 출력 패드에 대응하는 제2개구부를 다수 포함하고,
    상기 실장용 마스크의 상부면에 각각 구비되어 다수의 솔더볼을 스퀴징하는 것으로서; 상기 측벽의 내측에 수용되되 측벽 중 일측 측벽에 밀착 대기하며 반대측 측벽으로 직선 이동하며, 상기 제1개구부에 대응하는 제1솔더 볼을 스퀴징하여 제1솔더볼을 제1개구부에 삽입시키는 제1스퀴즈와;
    상기 제1스퀴즈의 작동시 정지하고, 제1스퀴즈의 역할이 완료된 후 작동하는 것으로서, 상기 제1스퀴즈의 이동경로에 직교하는 방향으로 왕복이동하여 상기 제2개구부에 대응하는 제2솔더볼을 스퀴징함으로써 제2솔더볼을 제2개구부에 삽입시키는 제 2 스퀴즈;를 포함하는 솔더 볼 실장 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 인쇄회로기판을 상부면에 장착한 테이블과;
    상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응하는 다양한 사이즈의 개구부를 구비하고, 상기 인쇄회로기판을 개재하여 상기 테이블에 중첩 장착되는 것으로서; 상기 개구부가 형성되며 인쇄회로기판의 상부에 밀착하는 실장면과, 상기 실장면 상부에 투입된 다수의 솔더볼이 실장면 외부로 이탈하지 않도록 실장면의 테두리를 따라 형성되고, 솔더볼을 그 내부영역에 수용하는 네 개의 벽으로 구성된 측벽을 구비한 실장용 마스크를 포함하고,
    상기 개구부는 상기 솔더볼의 직경에 따라 서로 다른 크기로 구비되되, 인쇄회로기판의 그라운드 패드와 전원 패드에 대응하는 제1개구부, 및 상기 인쇄회로기판의 입력과 출력 패드에 대응하는 제2개구부를 다수 포함하고,
    상기 실장용 마스크의 상부면에 각각 구비되어 다수의 솔더볼을 스퀴징하는 것으로서; 상기 측벽의 내측에 수용되되 측벽 중 일측 측벽에 밀착 대기하며 반대측 측벽으로 직선 이동하며, 상기 제1개구부에 대응하는 제1솔더 볼을 스퀴징하여 제1솔더볼을 제1개구부에 삽입시키는 제1스퀴즈와;
    상기 제1스퀴즈의 작동시 정지하고, 제1스퀴즈의 역할이 완료된 후 작동하는 것으로서, 상기 제1스퀴즈의 이동경로에 직교하는 방향으로 왕복이동하여 상기 제2개구부에 대응하는 제2솔더볼을 스퀴징함으로써 제2솔더볼을 제2개구부에 삽입시키는 제 2 스퀴즈;를 포함하는 솔더볼실장장치와;
    상기 솔더볼실장장치에 연결된 제어부와;
    솔더볼실장장치의 상부에 구비되고 상기 제어부로 이미지 정보를 전달하는 촬상부; 및
    상기 제어부에 연결된 디스플레이부를 포함하는 솔더 볼 실장 시스템.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 개구부는 상기 인쇄회로기판의 그라운드 패드와 전원 패드에 대응하는 제1개구부, 및 상기 인쇄회로기판의 입력과 출력 패드에 대응하는 제2개구부를 다수 포함하고,
    상기 제1개구부는 상기 제2개구부보다 큰 크기로 구비되는 솔더 볼 실장 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스퀴즈는;
    상기 측벽의 내측에 수용되되 측벽 중 일측 측벽에 밀착 대기하며 반대측 측벽으로 직선 이동하며, 상기 제 1 개구부에 대응하는 제 1 솔더 볼을 스퀴징하여 제 1솔더볼을 제1개구부에 삽입시키는 제1스퀴즈와,
    상기 제1스퀴즈의 작동시 정지하고, 제1스퀴즈의 역할이 완료된 후 작동하는 것으로서, 상기 제1스퀴즈의 이동 경로에 직교하는 방향으로 왕복이동하여 상기 제2개구부에 대응하는 제2솔더 볼을 스퀴징함으로써 제2솔더볼을 제2개구부에 삽입시키는 제2스퀴즈를 포함하는 솔더 볼 실장 시스템.
  10. (A) 패드가 형성되어 있고 그 상부에 솔더 볼을 실장할 인쇄회로기판을 마련하는 단계;
    (B) 상기 인쇄회로기판을 테이블이 구비되어 있는 솔더 볼 실장 장치에 장착하되, 상기 솔더 볼 실장 장치의 테이블과, 상이한 직경을 갖는 개구부가 다수 형성되어 있는 실장용 마스크 사이에 개재시켜, 상기 개구부를 상기 인쇄회로기판의 각 패드에 대응 배치하는 단계;
    (C) 제어부를 통해 상기 솔더 볼 실장 장치를 구동하여 인쇄회로기판에 제1솔더볼을 1차실장하는 과정으로서, 상기 실장용 마스크상에 다수의 제1솔더볼을 공급하는 단계; 상기 실장용 마스크의 일측에 구비된 제1스퀴즈를 이용하여 제1솔더볼을 스퀴즈하는 단계와, 상기 실장용 마스크의 상부에 구비된 촬상부를 통해 상기 실장용 마스크의 이미지 정보를 분석하여, 상기 제1솔더볼의 실장 완료여부를 판단하는 단계와 상기 제1솔더 볼의 실장 완료여부에 따라, 상기 실장용 마스크에 남은 제1솔더 볼을 다시 스퀴즈하는 단계; 및
    (D) 상기 1차실장을 마친 후 상기 솔더 볼 실장 장치를 구동하여 상기 인쇄회로기판에 제2솔더 볼을 2차실장하는 과정으로서, 상기 1차실장을 마친 후의 실장용 마스크에 다수의 제2솔더 볼을 공급하는 단계와, 상기 실장용 마스크의 타측에 구비된 제2스퀴즈를 이용하여 제2솔더볼을 스퀴즈하는 단계와, 상기 실장용 마스크의 상부에 구비된 촬상부를 통해 상기 실장용 마스크의 이미지 정보를 분석하여, 상기 제 2 솔더 볼의 실장 완료여부를 판단하는 단계와, 상기 제 2 솔더 볼의 실장 완료여부에 따라, 상기 실장용 마스크에 남은 제 2 솔더 볼을 다시 스퀴즈하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 솔더 볼은 상기 제 2 솔더 볼보다 큰 크기로 실장되는 솔더 볼 실장 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    (E) 상기 제어부가 상기 솔더 볼 실장 장치를 통해 상기 제 2 솔더 볼보다 순차적으로 작은 크기의 다른 솔더 볼을 다수 상기 인쇄회로기판에 순차적으로 실장하는 단계; 를 더 포함하는 솔더 볼 실장 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    (F) 상기 솔더볼에 대한 리플로우 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 솔더 볼 실장 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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