KR101442350B1

KR101442350B1 - 솔더볼 리페어 장치

Info

Publication number: KR101442350B1
Application number: KR1020120133032A
Authority: KR
Inventors: 최진원; 노리야키 무카이; 이기주; 유연호; 김승완
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-09-17
Also published as: JP2014104511A; KR20140065940A; TW201420254A; JP5680723B2

Abstract

본 발명은 솔더볼 리페어 장치에 관한 것이다.
본 발명의 솔더볼 리페어 장치는 기판의 상부에서 지지대를 따라 수평 이송되는 헤드 이송부; 및 상기 헤드 이송부 하부에 설치되어 회전축을 통해 회전 구동되며, 상기 회전축의 회전시 상기 헤드 이송부에서 솔더볼을 픽업하여 상기 기판 상의 솔더볼 소실 위치에 상기 솔더볼을 주입하는 헤드부;를 포함한다.

Description

솔더볼 리페어 장치{SOLDERBALL REPAIR APPARATUS}

본 발명은 솔더볼 리페어 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 헤드의 회전으로 소실된 솔더볼을 추가 주입할 수 있도록 한 솔더볼 리페어 장치에 관한 것이다.

최근에는 전자제품의 제작시 기판 상에 전자부품의 실장 방식으로 기판 상에 솔더 범프를 형성하고 그 상부에 IC, 칩 등의 전자부품을 전기적으로 접속하는 플립칩(flip chip) 방식의 부품 실장 방식이 주로 채용되고 있다.

특히, 대용량의 데이터를 고속으로 연산하는 CPU 및 그래픽용 연산 처리 부품의 경우에는 기존의 와이어 본딩 방식에서 기판과 전자부품을 솔더 범프를 이용하여 직접 접속시켜 접속 저항을 개선한 플립칩 접속 방식이 급격히 증가하고 있는 추세이다.

이와 같이, CPU 등의 전자부품과 기판을 직접 전기적으로 연결시키기 위한 솔더 범프는 기판 상에 솔더 페이스트를 마스크 등을 이용하여 인쇄하고 리플로우 공정을 통해 형성하는 방식과, 솔더볼을 기판에 실장하여 형성하는 방식 또는 용융된 솔더 페이스트를 기판에 직접 도포하거나 마스크를 이용하여 그 노출된 공간에 주입하고 리플로우 공정을 통해 형성하는 방식으로 제작될 수 있으며, 기판 상에 돌출되게 형성된 솔더 범프는 CPU 등의 전자부품의 하면에 형성된 패드와 접속되어 전기적 연결을 이루게 된다.

한편, 앞서 언급한 방식 중에서 솔더볼을 기판 또는 기판 상에 장착된 마스크의 개구부 내에 주입하는 방식으로 솔더 범프를 형성할 때, 솔더볼이 기판 상에 주입되지 않는 경우가 종종 발생되며, 솔더볼이 주입되지 않은 상태에서 리플로우 공정을 통해 솔더 범프를 형성할 경우에는 솔더 범프가 소실된 상태로 기판이 제작될 수 밖에 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 자동으로 솔더볼을 추가 주입할 수 있는 장치들이 개발되고 있으나, 그 효율성이 저하되고, 정확한 위치를 찾아 솔더볼을 추가적으로 주입하기가 어려울 수 있다.

미국등록특허 제6,911,388호

본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치는 양측에 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부가 구비된 헤드가 회전되면서 기판 상에 미주입되거나 소실된 솔더볼의 추가 주입이 용이하게 이루어지도록 함에 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 헤드의 하부에 카메라를 설치하여 범프 형성 위치에 정확하게 추가적인 솔더볼의 주입과 플럭스가 도포되도록 한 솔더볼 리페어 장치가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 기판의 상부에서 지지대를 따라 수평 이송되는 헤드 이송부; 및 상기 헤드 이송부 하부에 설치되어 회전축을 통해 회전 구동되며, 상기 회전축의 회전시 상기 헤드 이송부에서 솔더볼을 픽업하여 상기 기판 상의 솔더볼 소실 위치에 상기 솔더볼을 주입하는 헤드부;를 포함하는 솔더볼 리페어 장치가 제공됨에 의해서 달성된다.

이때, 상기 헤드 이송부는, 양측부에 솔더볼 저장부와 플럭스 저장부가 구비되고, 상기 헤드부는, 캠축과 원통형의 헤드로 구성된 회전축; 상기 헤드의 양측부로 연장 형성된 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부; 및 상기 헤드의 하부에 부착된 카메라;를 더 포함한다.

상기 헤드 이송부는, 상기 카메라를 통해 상기 기판의 패드 노출면이 촬영되면 정지 신호를 생성하고, 상기 기판의 패드 상에 실장된 솔더볼이 촬영되면 이동 신호를 생성하는 제어부를 더 포함한다.

그리고, 상기 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부의 연장 단부는, 상기 헤드 이송부의 정시시 상기 솔더볼 저장부와 플럭스 저장부에 접촉되어 수평 상태로 유지되되며, 이때, 플럭스 도팅부는, 상기 회전축의 시계 방향 회전에 의해서 상기 플럭스 저장부에 저장된 플럭스가 상기 기판의 패드 상에 도포되며, 상기 솔더볼 픽업부는, 상기 회전축의 반시계 방향 회전에 의해서 상기 솔더볼 저장부에 저장된 상기 솔더볼을 상기 기판의 패드 상에 안착한다.

또한, 상기 솔더볼 픽업부는, 케이싱; 상기 케이싱 내부에서 탄성 구동되는 푸셔(pusher); 상기 푸셔의 내측 단부에 결합되는 한 쌍의 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 구분하여 압착하는 한 쌍의 플레이트;를 포함한다.

그리고, 상기 솔더볼 픽업부는, 상기 케이싱 내부에 설치된 상기 푸셔의 주위로 에어가 분사, 흡입되며, 상기 케이싱이 설치된 상기 헤드의 외부 또는 내부에 모터가 설치되어 모터의 구동에 의해 상기 케이싱 내부로 에어를 공급하거나, 상기 케이싱 내부에서 에어가 흡입되도록 한다.

한편, 상기 솔더볼 픽업부는, 상기 한 쌍의 플레이트 중 제1 플레이트가 상기 캠축의 돌출부에 접촉되면서 제2 플레이트와 접하는 제2 탄성부재가 압축 상태로 유지되고, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 개재된 제1 탄성부재가 비압축 상태로 유지된다. 이때, 상기 한 쌍의 플레이트는, 상기 제2 탄성부재에 비해 제1 탄성부재의 강성이 더 높게 구성됨이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치는 기판에 솔더 범프를 형성하기 위한 솔더볼 주입시 기판 상에서 소실된 솔더볼을 용이하게 추가 주입할 수 있기 때문에 솔더볼 미충진의 기판 불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 솔더볼 리페어 장치의 일방향으로 이동시 기판 상에서 미충진된 솔더볼을 찾고, 헤드 이송부 내에서 회전되는 헤드부의 회전에 의해서 플러스 도포와 솔더볼 충진이 순차적으로 이루어짐에 따라 솔더볼 리페어 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 솔더볼 리페어 장치는 솔더볼 픽업부에 이중의 플레이트와 탄성부재가 설치되어 푸셔의 단부에 결합된 솔더볼로부터 푸셔에 가해지는 외부 충격이 한 쌍의 탄성부재에 의해 완충되도록 함에 따라 푸셔의 손상이나 휘어짐을 방지할 수 있도록 한 작용효과가 발휘될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 범프 형성 장치의 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 동작 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 플럭스 도팅시의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 솔더볼 주입시의 단면도.
도 6은 본 실시예의 솔더볼 리페어 장치에 채용되는 솔더볼 픽업부의 단면도.
도 7은 본 실시예의 솔더볼 리페어 장치에 채용되는 솔더볼 픽업부의 동작 상태도.
도 8은 본 실시예에 따른 헤드부에 설치된 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부의 솔더볼과 플럭스를 취하기 위한 실시예가 도시된 도면.

본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 범프 형성 장치의 전체적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치(100)는 기판(200) 상에서 수평 이송되는 헤드 이송부(110)와, 헤드 이송부(110) 내에 회전 가능하게 결합되는 헤드부(120)로 구성될 수 있다.

헤드 이송부(110)는 기판 상부에 설치된 지지대(300)를 따라 수평 이송될 수 있다. 이때, 지지대(300)에는 레일 등의 이동부재가 구비될 수 있으며 상기 헤드 이송부(110)가 지지대(300)의 레일을 따라 좌우로 이동되게 함과 아울러 상기 헤드 이송부(110)의 양측에 솔더볼 저장부(111)와 플럭스 저장부(115)가 구비되어 각각 솔더볼들과 플럭스가 저장될 수 있다.

상기 헤드부(120)는 헤드 이송부(110) 내에서 회전축(130)을 중심으로 회전되는 바, 회전축(130)과 회전축(130) 양측부로 연장 형성된 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150) 및 회전축(130)의 하부에 부착된 카메라(160)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 회전축(130)은 원형의 헤드(131)와 캠축(132)으로 구성되어 캠축(132)을 중심으로 헤드(131)가 회전할 수 있다.

상기 헤드부(120)는 헤드 이송부(110)와 일체를 이루어 지지대(300) 상에서 이송되며, 헤드 이송부(120)를 통한 이송과 동시에 헤드 이송부(110) 내에서 회전이 동시에 이루어지게 된다. 이때, 헤드부(120) 내의 헤드(131)는 좌 또는 우 방향으로 90°, 180° 또는 360°의 각도로 회전될 수 있다.

또한, 헤드부(120)에 장착된 카메라(160)는 하부에 배치되는 기판(200)의 상면을 촬영하며, 이때, 카메라(160)는 헤드부(120)의 이동에 따라 기판(200)의 상부를 좌우로 이송하면서 기판 상면이 촬영될 수 있다.

한편, 상기 기판(200)의 상면에는 일정한 간격으로 솔더볼(210)이 실장되어 있는 바, 솔더볼(210)은 기판의 상면에 실장된 상태에서 리플로우 공정을 거치게 되면 해당 위치에서 솔더 범프로 형성되며, 기판(200) 상부에 안착되는 전자부품의 패드와 전기적으로 접속될 수 있다.

이때, 기판(200) 상에 다수의 솔더볼(210)들은 앞서 언급된 배경기술에 기재된 바와 같은 다양한 방식으로 기판 상에 실장될 수 있으며, 그중에서도 주로 기판 상에 마스크를 배치하거나 솔더 레지스트에 형성된 개구부를 통해 솔더볼이 주입되는 방식으로 실장될 수 있다.

또한, 솔더볼의 실장 후 리플로우 공정을 거쳐 균일한 간격으로 솔더 범프를 형성하기 위해서는 기판 상에 솔더볼이 소실됨이 없이 주입되어야 하나 솔더볼의 주입시 일부 솔더볼이 소실되는 경우가 발생하게 되고, 솔더볼이 소실된 기판이 리플로우 공정을 거치게 되면 기판 불량이 발생될 수 있다.

따라서, 기판(200) 상에 소실된 솔더볼(210)은 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치(100)를 통해 솔더볼 주입 여부를 검사함과 동시에 소실된 위치에 솔더볼의 추가 주입이 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같이, 상기 기판(200)에 솔더볼(210)을 추가 주입하기 위한 본 발명의 솔더 리페어 장치의 동작 구조를 도 1의 구성도를 비롯한 도 2의 동작 구성도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 동작 구성도로서, 먼저 기판(200) 상에 솔더볼(210)을 주입하고 리플로우 공정을 거치기 전에 솔더볼 리페어 장치(100) 하부에 배치하고, 솔더볼 리페어 장치(100)를 이용하여 기판(200) 상에서 솔더볼(210)이 소실되거나 불량의 솔더볼이 있는지를 검사할 수 있다.

이때, 상기 솔더볼 리페어 장치(100)는 기판(200)의 상부에서 좌, 우로 슬라이딩 이동되면서 솔더볼의 소실된 위치를 찾게 되는 데, 헤드(131)의 하부에 설치된 카메라(160)를 통해 솔더볼(210)의 소실 위치를 검사한다. 이 후에 솔더볼의 소실 위치가 확인되면 지지대(300)를 따라 이송되는 헤드 이송부(110)가 정지되고, 헤드 이송부(110) 내에서 헤드부(120)가 회전하면서 소실된 위치에 솔더볼(210)을 주입할 수 있다.

한편, 헤드 이송부(110) 내에 설치된 헤드부(120)는 회전축(130)을 구성하는 헤드(131)가 회전하면서 헤드(131) 양측에 구비된 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150)를 이용하여 솔더볼이 소실된 위치에 플럭스와 솔더볼(210)을 추가적으로 주입할 수 있다.

즉, 헤드 이송부(110) 내에서 헤드부(120)에 구비된 헤드(131)가 좌, 우 방향으로 각각 회전되면서 플럭스 도팅부(150)를 통해 기판(200) 상면에 플럭스를 도포하고, 솔더볼 픽업부(140)를 통해 플럭스가 도포된 기판 상에 솔더볼(210)을 추가적으로 주입한다.

이와 같이, 솔더볼(210)이 소실된 위치에 솔더볼의 리페어(repair)가 완료되면 헤드 이송부(110)가 다시 일방향으로 이동(도 2c 참조)하면서 헤드부(120)에 구비된 카메라(160)를 통해 다른 솔더볼 소실 위치를 검사한다. 그리고, 다시 솔더볼의 소실 위치가 검색되면 해당 위치에서 헤드 이송부(110)가 정지되고 앞서 언급한 바와 같이 헤드부(120)의 회전 구동에 의한 솔더볼의 리페어 과정이 반복될 수 있다. 또한, 불량의 솔더볼이 기판 상에 주입되었을 경우에는 헤드부(120)의 회전 구동에 의해서 불량 솔더볼을 제거한 후 솔더볼이 제거된 위치에 양품의 솔더볼을 추가로 주입할 수 있다.

상기 솔더볼 리페어 장치를 이용한 솔더볼의 리페어 방법을 좀 더 구체적인 솔더볼 주입 과정이 도시된 도 3 내지 도 5를 통해 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 플럭스 도팅시의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 솔더볼 리페어 장치의 솔더볼 주입시의 단면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(200)은 패드(201)가 형성되고, 패드(201) 상에 패드(201)의 중앙부가 노출되게 솔더 레지스트(SR,202)가 구비되며, 패드(201)의 노출 부위에 솔더볼(210)이 주입될 수 있다. 그리고, 솔더볼(210)이 주입된 기판(200)은 솔더볼 리페어 장치(100)의 하부에 배치되어 솔더볼 리페어 장치(100)를 이용하여 기판(200) 상에서 솔더볼의 소실 위치가 검색될 수 있다.

도 3은 기판 상에서 솔더볼 소실 위치가 검색된 상태에서 솔더볼 리페어 장치가 정지된 상태에서의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 솔더볼 리페어 장치(100)는 헤드 이송부(110) 내에서 회전 구동되는 헤드부(120)에 구비된 카메라(160)를 통해 기판(200)의 상면이 촬영됨에 의해서 솔더볼(210)의 소실 위치를 찾을 수 있다.

카메라(160)를 통해 솔더볼이 아닌 기판(200)의 솔더 레지스트(202) 사이로 노출된 패드(201) 면이 촬영되면 지지대(300)를 따라 수평 이송되는 헤드 이송부(110)가 해당 위치의 상부에서 정지된다. 이때, 헤드 이송부(110)의 이동과 정지는 카메라(160)를 통해 촬영된 영상으로부터 패드(201)의 노출면이 촬영되면 정지 신호를 생성하고, 솔더볼(210)이 촬영되면 이동 신호를 생성하는 제어부(도면 미도시)에 의해서 이루어질 수 있다.

한편, 도 3과 같이 헤드 이송부(110)가 기판(200)의 상면에서 정지되면, 헤드부(120)의 헤드(131) 양측으로 연장된 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150)가 수평 상태로 유지되며, 헤드(131)의 하부에 카메라(160)가 위치하게 된다. 이때, 상기 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150)의 연장 단부는 각각 헤드 이송부(110)의 양측에 구비된 솔더볼 저장부(111)와 플럭스 저장부(112)에 접촉된 상태로 유지될 수 있다.

이 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(200)의 상면에 노출된 패드(201) 상에 먼저 플럭스를 도포하기 위해서 플럭스 도팅부(150)가 헤드(131)의 회전에 의해 기판(200)의 상면 측으로 회전 구동된다. 플럭스 도팅부(150)의 연장 단부에는 플럭스 저장부(112)와 접촉되면서 일정량의 플럭스가 흡입 또는 흡수되고, 헤드(131)의 회전에 의해 플럭스 도팅부(150)의 연장 단부가 기판(200)의 패드(201) 상면으로 회전되어 플럭스 도팅부(150)의 연장 단부에 묻어있는 플럭스가 패드(201) 상면에 도포될 수 있다. 이때, 헤드(131)는 시계 방향으로 회전되어 플럭스 도팅부(150)가 패드(201) 상부로 회전되도록 할 수 있으나, 플럭스 도팅부(150)가 패드(201) 상에 위치하기 위한 회전 방향은 시계 방향으로 국한되는 것은 아니다.

한편, 기판(200)의 패드(201) 상에 플럭스 도포가 완료되면 도 5에 도시된 바와 같이 기판(200)의 패드(201) 상에 솔더볼(210)을 도포하기 위해서 솔더볼 픽업부(140)가 헤드(131)의 회전에 의해 기판(200)의 상면측으로 회전 구동된다. 솔더볼 픽업부(140)의 연장 단부에는 솔더볼 저장부(111)에 저장된 솔더볼(210)이 흡입 압력에 의해 부착되고, 헤드(131)의 회전에 의해 솔더볼(210)이 부착된 솔더볼 픽업부(140)가 기판(200)의 패드(201) 상면으로 회전되어 솔더볼 픽업부(140)에 부착된 솔더볼(210)이 패드(201) 상면에 주입될 수 있도록 한다. 이때, 헤드(131)는 반시계 방향으로 회전되어 솔더볼 픽업부(140)가 패드(201) 상부로 회전되도록 하며, 그 회전 방향이 꼭 반시계 방향으로 국한되는 것은 아니다.

이와 같이, 기판(200)의 상부에서 회전되는 헤드부(120)는 양측으로 연장된 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150)가 각각 반대 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 90°씩 회전하여 플럭스와 솔더볼이 추가적으로 주입됨에 의해서 기판(200)의 솔더볼 소실 위치에 솔더볼 리페어 공정이 완료되며, 리페어 공정이 완료된 솔더볼 리페어 장치(100)는 도 3에 도시된 상태로 기판 상에서 수평 이송되어 다음 솔더볼 소실 위치를 카메라(160)를 통해 파악할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 솔더볼 리페어 장치(100)의 헤드부(120)의 구성부재인 솔더볼 픽업부(140)의 구조와 동작 관계에 대하여 살펴보면, 먼저 도 6은 본 실시예의 솔더볼 리페어 장치에 채용되는 솔더볼 픽업부의 단면도이고, 도 7은 본 실시예의 솔더볼 리페어 장치에 채용되는 솔더볼 픽업부의 동작 상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 솔더볼 리페어 장치(100)의 헤드부(120)에 채용되는 솔더볼 픽업부(140)는 케이싱(141)과, 케이싱(141) 내부에서 탄성 구동되는 푸셔(pusher,142)와, 푸셔(142)의 내측 단부에 결합되는 한 쌍의 탄성부재(143) 및 상기 탄성부재(143)를 구분하여 압착하는 한 쌍의 플레이트(144)로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 탄성부재(143)는 한 쌍의 플레이트(143) 중 케이싱(141)의 내측에 위치한 플레이트(144)와 접하는 캠축(132)에 의해서 압착과 풀림(인장)이 반복될 수 있다.

또한, 솔더볼 픽업부(140)는 케이싱(141) 내부에 설치된 푸셔(142)의 주위로 에어가 분사, 흡입될 수 있으며, 케이싱(141)이 설치된 헤드(132)의 외부 또는 내부에 모터(도면 미도시)가 설치되어 모터의 구동에 의해서 케이싱(141) 내부로 에어를 공급하거나, 케이싱(141) 내부에서 에어가 흡입되도록 할 수 있다.

이에 따라, 솔더볼 픽업부(140)는 캠축(132)에 결합된 헤드(132)를 따라 회전이 이루어지면서 케이싱(141) 내부에 에어의 공급과 흡입이 반복적으로 수행됨에 따라 솔더볼(210)의 픽업과 기판 상 주입이 이루어질 수 있다.

이를 좀 더 자세하게 설명하면, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 헤드부(120)의 솔더볼 픽업부(140)는 솔더볼을 솔더볼 저장부에서 픽업하기 위한 수평 상태(도 7a)에서 회전(도 7b)하면서 픽업된 솔더볼을 기판의 패드 상에 안착시키기 위한 수직 상태(도 7c)로 이동될 수 있다.

도 7a의 솔더볼 픽업부(140) 수평 상태에서, 케이싱(141) 내측에 설치된 제1 플레이트(144a)가 캠축(132) 외주면에 접하고, 한 쌍의 탄성부재(143) 사이에 설치된 제2 플레이트(144b)에 결합된 푸셔(142)의 외측으로 에어가 흡입되어 케이싱(141) 내부가 진공 상태로 유지됨에 따라 솔더볼 픽업부(140)의 단부에 솔더볼(210)의 픽업이 이루어질 수 있다.

이때, 솔더볼 픽업부(140)의 솔더볼(210) 픽업은 헤드 이송부(110)의 솔더볼 저장부(111)에 저장되어 있는 솔더볼이 에어의 흡입에 의해서 흡착될 수 있다.

그리고, 도 7b의 솔더볼 픽업부(140)의 회전 상태에서는 솔더볼 픽업부(140) 내의 제1 플레이트(144a)가 캠축()의 외주면을 따라 접하면서 반시계 방향으로 회전되며, 도 7c의 솔더볼 픽업부(140) 수직 상태에서는 솔더볼 픽업부(140) 내의 제1 플레이트(144a)가 캠축(132)의 돌출부(132a)에 접촉되면서 탄성부재(143)가 탄성적으로 유동하게 되고, 탄성부재(143)의 유동에 의해 제2 플레이트(144b)에 결합된 푸셔(142)가 솔더볼 픽업부(140)의 전방으로 돌출되어 솔더볼(210)이 기판(200)의 패드(201) 노출 위치에 안착될 수 있도록 한다.

이때, 상기 케이싱(141) 내의 푸셔(142) 외측으로는 에어가 분사됨에 따라 케이싱(141) 단부에 부착되어 있는 솔더볼(210)의 분리가 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 도 7d는 도 7c와 동일하게 솔더볼 픽업부(140)가 수직인 상태에서 기판(200)의 높이 편차가 발생했을 경우의 탄성부재(143) 압축 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 7c와 도 7d에 도시된 바와 같이, 솔더볼 픽업부(140)가 수직 상태에서 기판(200)의 패드(201) 상에 솔더볼(210)을 안착시키고자 할 때에는 제2 플레이트(144b)와 접하는 제2 탄성부재(143b)가 압축 상태로 유지되고, 제1 플레이트(144a)와 제2 플레이트(144b) 사이에 개재된 제1 탄성부재(143a)가 압축되지 않은 상태, 즉 풀림 상태로 유지될 수 있다.

그러나, 도 7d와 같이 기판(200)의 설치 높이에 편차가 발생되었을 경우, 즉 솔더볼 픽업부(140)와 기판(200) 상면의 거리가 설계상보다 가까울 경우에는 솔더볼(210)이 기판(200)의 패드(201) 상에 안착될 때 솔더볼(210)이 파지된 푸셔(142)의 단부에 충격이 가해질 수 있으며, 푸셔(142)의 단부에 가해지는 충격이 제1 탄성부재(143a)의 압축에 의해서 흡수되도록 할 수 있다.

이때, 도 7c의 도면과 같이 통상적인 설계 위치로 솔더볼 픽업부(140)와 기판(200) 과의 거리가 유지될 경우에는 제1 탄성부재(143a)의 변형없이 제2 탄성부재(143b)만이 탄성적으로 구동되고, 설계 위치를 벗어나 솔더볼 픽업부(140)와 기판(200)과의 거리가 좁아졌을 경우의 충격 발생시 제2 탄성부재(143b)의 변형 외에 제1 탄성부재(143a)도 변형되어 푸셔(142)에 가해지는 충격량이 제1 탄성부재(143a)에 의해서 흡수됨으로써 퓨셔(142)의 휘어짐이나 손상이 방지되도록 할 수 있다.

따라서, 상기 솔더볼 픽업부(140) 내에 설치된 한 쌍의 탄성부재 중 제2 탄성부재(143b)에 비해 제1 탄성부재(143a)의 강성이 더 높게 형성되도록 함에 의해서 푸셔에 가해지는 최종적인 충격량이 제1 탄성부재(143a)를 통해 흡수되도록 할 수 있다.

한편, 도 8은 본 실시예에 따른 헤드부에 설치된 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부의 솔더볼과 플럭스를 취하기 위한 실시예가 도시된 도면으로서, 도시된 바와 같이 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150)는 헤드에 수평 상태로 결합된 상태에서 헤드 이송부(210)의 양측부에 구비된 솔더볼 저장부(111)와 플럭스 저장부(112)를 통해 솔더볼과 플럭스가 공급될 수 있다.

먼저, 솔더볼 픽업부(140)는 솔더볼을 솔더볼 저장부(111)를 통해 공급받게 되는 데, 솔더볼 저장부(111)는 헤드 이송부(110)의 일측 하부에 구비되고 내측면에 솔더볼이 배출되는 배출공(111a)이 형성될 수 있다. 솔더볼 저장부(111)의 내부에는 다수개의 솔더볼(210)들이 저장되고, 배출공(111a)을 통해 솔더볼(210)이 하나씩 배출될 수 있다. 이때, 솔더볼 저장부(111)는 그 하면와 양측면 또는 상면 중 하나 이상의 면이 복수의 에어 유입공이 형성된 다공면으로 형성되고, 다공면을 통해 에어가 유입되어 다수의 솔더볼들이 부유되어 유동되면서 배출공(111a)을 통해 배출될 수 있다. 그리고, 솔더볼 픽업부(140)는 앞서 언급한 바와 같이 케이싱(141) 내부가 진공 상태로 유지되면서 솔더볼 픽업부(140)의 전방에서 발생되는 진공 압력으로 배출공(111a)을 통해 배출되는 솔더볼(210)이 픽업될 수 있도록 한다.

한편, 플럭스 저장부(112)는 헤드 이송부(110)의 타측 하부에 구비되고 내측면에 플럭스 도팅부(150)의 단부가 경유하는 도팅홈(112a)이 형성될 수 있다. 플럭스 저장부(112)의 내부에는 페이스트 상태의 플럭스가 저장되며, 도팅홈(112a)을 통해 플럭스가 노출되게 할 수 있다. 이때, 플럭스 저장부(112)의 도팅홈(112a)은 다공성을 갖는 홈부로 형성되거나 스펀지 등의 액체 흡수 재질로 구성되어 표면에 일정량의 플럭스가 내재될 수 있도록 할 수 있으며, 도팅홈(112a)에 플럭스 도팅부(112)의 단부가 회전되며 경유할 때 그 단부에 일정량의 플럭스가 묻어 기판(200)의 패드(201) 상면에 플럭스가 도포될 수 있도록 한다.

이때, 상기 솔더볼 저장부(111)와 플럭스 저장부(112)의 솔더볼과 플럭스 배출 구조는 도면에 도시된 바가 예시적으로 도시된 것이며, 솔더볼 픽업부(140)와 플럭스 도팅부(150)의 실시예 변경시 그 배출 구조는 이에 국한하지 않고 변경 가능할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재되는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110. 헤드 이송부
111. 솔더볼 저장부
112. 플럭스 저장부
120. 헤드부
130. 회전축
131. 헤드
132. 캠축
140. 솔더볼 픽업부
150. 플럭스 도팅부
160. 카메라
200. 기판
210. 솔더볼

Claims

기판의 상부에서 지지대를 따라 수평 이송되는 헤드 이송부; 및
상기 헤드 이송부에 설치되어 회전축을 통해 회전 구동되며, 상기 회전축의 회전시 상기 헤드 이송부에서 솔더볼을 픽업하여 상기 기판 상의 솔더볼 소실 위치에 상기 솔더볼을 주입하는 헤드부;를 포함하고,
상기 헤드부는,
캠축과 원통형의 헤드로 구성된 회전축;
상기 헤드의 양측부로 연장 형성된 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부;를 더 포함하는 솔더볼 리페어 장치.
제1항에 있어서,
상기 헤드 이송부는, 양측부에 솔더볼 저장부와 플럭스 저장부가 구비된 솔더볼 리페어 장치.
제2항에 있어서,
상기 헤드부는,
상기 헤드에 장착되어 상기 기판의 상면을 촬영하는 카메라;를 포함하는 솔더볼 리페어 장치.
제3항에 있어서,
상기 헤드는, 상기 캠축을 중심으로 좌 또는 우 방향으로 90°, 180° 또는 360°의 각도로 회전되는 솔더볼 리페어 장치.
제3항에 있어서,
상기 헤드 이송부는, 상기 카메라를 통해 상기 기판의 패드 노출면이 촬영되면 정지 신호를 생성하고, 상기 기판의 패드 상에 실장된 솔더볼이 촬영되면 이동 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하는 솔더볼 리페어 장치.
제3항에 있어서,
상기 솔더볼 픽업부와 플럭스 도팅부의 연장 단부는, 상기 헤드 이송부의 정지시 상기 솔더볼 저장부와 플럭스 저장부에 접촉되어 수평 상태로 유지되는 솔더볼 리페어 장치.
제5항에 있어서,
상기 플럭스 도팅부는, 상기 회전축의 시계 방향 회전에 의해서 상기 플럭스 저장부에 저장된 플럭스가 상기 기판의 패드 상에 도포되는 솔더볼 리페어 장치.
제5항에 있어서,
상기 솔더볼 픽업부는, 상기 회전축의 반시계 방향 회전에 의해서 상기 솔더볼 저장부에 저장된 상기 솔더볼을 상기 기판의 패드 상에 안착하는 솔더볼 리페어 장치.
제3항에 있어서,
상기 솔더볼 픽업부는,
케이싱;
상기 케이싱 내부에서 탄성 구동되는 푸셔(pusher);
상기 푸셔의 내측 단부에 결합되는 한 쌍의 탄성부재; 및
상기 탄성부재를 구분하여 압착하는 한 쌍의 플레이트;를 포함하는 솔더볼 리페어 장치.
제9항에 있어서,
상기 솔더볼 픽업부는,
상기 케이싱 내부에 설치된 상기 푸셔의 주위로 에어가 분사, 흡입되며, 상기 케이싱이 설치된 상기 헤드의 외부 또는 내부에 모터가 설치되어 모터의 구동에 의해 상기 케이싱 내부로 에어를 공급하거나, 상기 케이싱 내부에서 에어가 흡입되도록 한 솔더볼 리페어 장치.
제9항에 있어서,
상기 솔더볼 픽업부는, 상기 한 쌍의 플레이트 중 제1 플레이트가 상기 캠축의 돌출부에 접촉되면서 제2 플레이트와 접하는 제2 탄성부재가 압축 상태로 유지되고, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 개재된 제1 탄성부재가 비압축 상태로 유지되는 솔더볼 리페어 장치.
제11항에 있어서,
상기 한 쌍의 플레이트는, 상기 제2 탄성부재에 비해 제1 탄성부재의 강성이 더 높은 솔더볼 리페어 장치.
제2항에 있어서,
상기 솔더볼 저장부는, 상기 헤드 이송부의 일측 하부에 구비되고, 내측면에 솔더볼이 배출되는 배출공이 형성된 솔더볼 리페어 장치.
제13항에 있어서,
상기 솔더볼 저장부는, 하면와 양측면 또는 상면 중 하나 이상의 면이 복수의 에어 유입공이 구비된 다공면으로 구성되는 솔더볼 리페어 장치.
제3항에 있어서,
상기 플럭스 저장부는, 상기 헤드 이송부의 타측 하부에 구비되고, 내측면에 상기 플럭스 도팅부의 단부가 경유하는 도팅홈이 형성된 솔더볼 리페어 장치.
제15항에 있어서,
상기 도팅홈은, 다공성을 갖는 홈부로 형성되거나 액체 흡수 재질로 구성된 솔더볼 리페어 장치.
제3항에 있어서,
상기 헤드부는 상기 헤드 이송부의 하부에 설치되고, 상기 헤드부에 설치된 상기 카메라는 상기 헤드의 직하부에 설치되는 솔더볼 리페어 장치.