KR101528201B1 - Ｂｇａ 리워크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집적회로에서 사용되는 표면 실장 패키지의 한 종류인 볼 그리드 배열(ball grid array, BGA)을 가열하여 인쇄회로기판에 실장된 칩 등의 수리 또는 재생을 위한 디솔더링(De-Soldering) 또는 솔더링 작업을 수행하는 리워크(rework, 재작업) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동화된 ＢＧＡ 리워크를 구현하기 위하여 필수적인 드러 낸(Pick-Up) 반도체칩의 자리에 남아 있는 잔사(잔류 솔더)를 PCB에서 자동으로 제거하기 위한 잔사 제거장치를 필수로 하는 ＢＧＡ 리워크 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템은 수리대상 PCB에서 반도체칩을 들어 낸 후, 솔더잔사를 제거하기 위한 것으로, PCB의 반도체칩 분리자리 크기에 상응하는 크기를 갖는 흡수체; 상기 PCB에 남은 잔사 용융을 위한 히팅부재;를 포함하는 잔사제거장치를 포함하여 이루어진다.

Description

ＢＧＡ 리워크 시스템{REWORK SYSTEM FOR BGA}

본 발명은 집적회로에서 사용되는 표면 실장 패키지의 한 종류인 볼 그리드 배열(ball grid array, BGA)을 가열하여 인쇄회로기판에 실장된 칩 등의 수리 또는 재생을 위한 디솔더링(De-Soldering) 또는 솔더링 작업을 수행하는 리워크(rework, 재작업) 시스템에 관한 것으로,

보다 상세하게는 자동화된 ＢＧＡ 리워크를 구현하기 위하여 필수적인 드러 낸(Pick-Up) 반도체칩의 자리에 남아 있는 잔사(잔류 솔더)를 PCB에서 자동으로 제거하기 위한 잔사 제거장치를 필수로 하는 ＢＧＡ 리워크 시스템에 관한 것이다.

암코 테크놀로지 코리아주식회사의 특허 제0216820호(1999년06월02일) [BGA (볼 그리드 어레이) 반도체 패키지]와 같이,

종래 반도체 생산 또는 칩 재상시의 BGA(Ball Grid Array) 공정에 사용되는 치공구로 타공된 패널(일종의 스텐실(stencil) 또는 마스크(mask))을 이용하여 구형 솔더볼(Solder Ball)을 칩 또는 PCB의 정위치에 안착시킨 후 솔더링 공정을 진행한다.

이때 솔더볼이 통과되는 홀요소가 칩 또는 PCB의 설계 회로에 맞게 집적된 집합체들로 이루어진 패널에서

상기 홀요소의 형상은 구형을 이루고 있으며, 솔도볼(0.3mm 또는 0.4mm, 점차 소형화되는 추세)의 통과를 위하여 일정 공차(솔더볼 직경의 110~120% 정도 크기)를 갖는데,

이로 인하여 칩 또는 PCB의 솔더볼 안착 위치인 볼랜드(통상 플럭스(flux) 도포됨)의 정위치에 솔더볼이 안착되지 않고 외측으로 치우치기 쉬우며,

솔더볼과 홀요소 측벽의 접촉면적이 상대적으로 커서 이물질이 끼기 쉽다.

이와 같이 솔더볼과 홀요소의 공차로 인하여 볼랜드에 솔더볼이 최대한 정확하게 안착되지 못하여 불량이 발생되거나,

솔더볼과 홀요소 외벽의 접촉 면적이 커서 이물질이 외벽에 끼게 되어 솔더볼이 홀요소를 통과하지 못하여 불량이 발생되거나, 홀요소가 구비된 패널(일종의 스텐실(stencil) 또는 마스크(mask))의 잦은 세척으로 불필요한 유지비용이 발생된다.

그 외 ＢＧＡ 리워크 시스템과 관련하여 종래에는 단순히 상기 스텐실(stencil)과 같은 치공구와 검사장비를 이용하여 수작업으로 진행하였는데, 이에 따른 생산성 저하와 숙력도에 의존하는 리워크 불량률의 문제로 인하여 규격화가 어려운 문제점이 뒤따랐다.

이에 본 발명은 자동화된 ＢＧＡ 리워크를 구현하기 위하여 필수적인 드러 낸(Pick-Up) 반도체칩의 자리에 남아 있는 잔사(잔류 솔더)를 PCB에서 자동으로 제거하기 위한 잔사 제거장치를 필수로 하는 ＢＧＡ 리워크 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템은

수리대상 PCB에서 반도체칩을 들어 낸 후, 솔더잔사를 제거하기 위한 것으로,

PCB의 반도체칩 분리자리 크기에 상응하는 크기를 갖는 흡수체;

상기 PCB에 남은 잔사 용융을 위한 히팅부재;를 포함하는 잔사제거장치를 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템에서

상기 흡수체는 다공성 내열체고,

대안적으로 상기 흡수체는 스크래치 가공된 접촉면을 갖는 흡수부재이며,

상기 히팅부재의 팁은 흡수체 크기에 상응하는 크기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템은 드러 낸(Pick-Up) 반도체칩의 자리에 남아 있는 잔사(잔류 솔더)를 PCB에서 자동으로 제거하기 위한 잔사 제거장치를 필수로 하는 자동화된 ＢＧＡ 리워크를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템에서 잔사제거장치에 대한 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 ＳＭＤ용 리워크 열풍장치의 사시도.
도 3은 히팅부재 및 히팅부재 보관대와 관련된 사시도.
도 4는 열풍건 거치대의 변형예와 관련된 개략적인 평면도.
도 5는 히팅부재 보관대의 변형예와 관련된 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 교차 결합구조를 갖는 피씨비 어셈블리의 결합사시도.
도 7은 본 발명에 따른 교차 결합구조를 갖는 피씨비 어셈블리의 분해사시도.
도 8은 본 발명에 따른 교차 결합구조를 갖는 피씨비 어셈블리에 대한 도면 대용 사진.
도 9는 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템에서 이송유닛의 하우징을 생략하여 도시한 요부 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 표면 실장형 반도체침 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 평면도.
도 12는 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 측면도.
도 13은 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 광학 비전 유닛만을 따로 도시한 사시도.
도 14는 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템에서 리워크 작업 중 가열 공정을 개략 도시한 단면도.
도 15는 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 내부 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 모니터의 작동상태를 개략 도시한 측면도들.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

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 지시하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다(특히 도 1 내지 도 5의 제1도면군(群)과 도 6 내지 도 8의 제2도면군(群), 그리고 도 9 내지 도 16의 제3도면군(群)의 참조부호는 상호 무관하다).

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 명세서 상에 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 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템의 핵심 및 이를 활용한 작업 순서는 다음과 같다.

1. 본 발명의 개념 요약

본 발명은 반도체 및 PCB 생산라인에서 발생된 불량 반도체칩의 교체작업 공정 또는 기타 PCB에서 다양한 반도체칩을 분리(또는 제거)하는 공정, 특히 ＢＧＡ 리워크 시스템의 자동화에 핵심을 차지하는 잔사제거장치와 관련된 기술을 제시한다.

2.핵심 기술

2.1.반도체칩을 분리한 후 PCB에 남아 있는 솔더 잔사(납찌꺼기)를 제거(신속하고, 정교하고, 깨끗하게)하는 기술이다.

3.교체작업(수리) Process

3.1.불량 PCB Loading

3.2.반도체칩 인식을 위한 Bar Code Scan

3.3.반도체칩 가열(상,하부 히터)

3.4.반도체칩 Pick-up

3.5.솔더잔사(납찌꺼기) 제거

3.6.양품칩 Pick-up

3.7.양품칩에 Flux Dotting

3.8.양품칩과 실장될 PCB Ball Land(Pattern)의 교정(Alignment)

3.9.양품칩 실장

3.10.가열(Heating)

3.11.냉각(Cooling)

3.12.Unloading

4. 핵심 기술 세부 내용(솔더잔사(납찌꺼기) 제거)

4.1.기술.1(잔사를 흡수하여 제거되는 원리)

4.1.1.잔사를 녹게해 줄 상,하작동이 가능한 사각형 발열히터

4.1.2.발열히터 하단부에 잔사 제거용 소모품의 자동 탈,부착 기술(1회용 소모품)

4.1.3.소모품 제조 기술

4.1.3.1.히터 하단부에 부착될 칩사이즈만한 솔더흡입용(흡수용) 초박형 구리 실선 조직(mesh type)에 의해 솔더 잔사가 스며들어 흡수하여 제거되는 기술

4.1.3.2.________________________________구리판(또는 구리테이프)

4.1.3.2.1.솔더의 흡수를 용이하게 하기 위해 구리판의 표면을 거칠게 가공한(Mesh type) 소모품 제조 기술

4.2.기술.2(잔사를 녹인 후 진공흡입하여 제거하는 원리)

4.2.1.잔사를 녹게해 줄 상,하작동이 가능한 사각형 발열히터

4.2.2.발열히터 하단부에 아주 작은(약 1mm) Hole이 액상상태의 솔더의 흡입을 용이하게 하기 위해 1mm 이내로 홀을 가공한 다공성 내열체를 구비한 발열히터

4.2.2.1.흡입된 솔더를 보관하게 될 포켓

보다 구체적으로 도 1 내지 도 5의 제1도면군(群) 중 도 1(분해사시도 개념이나, 각 구성요소의 특징을 쉽게 파악할 수 있도록, 특히 발열체(아래에서 관찰)와 PCB 및 흡수체(위에서 관찰)의 관찰방향을 다르게 표현하여, 편의상 정투상도법과 무관한 도면으로 도시하고 있음)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템에서 그 핵심을 이루는 잔사제거장치(E)를 설명한다.

본 발명의 잔사제거장치(E)의 핵심은 대상 PCB, 특히 수리대상 PCB(P)에서 반도체칩(C1)을 들어낸 후(Pick-Up), 솔더잔사(V)를 제거하기 위한 것으로,

PCB의 다양한 반도체칩, 특히 불량칩(반도체 및 PCB 생산라인에서 발생된 불량 반도체칩)(C1)이 실장되어 있던 자리 크기에 상응하는 크기를 갖는 흡수체를 핵심으로 하며, 그 외 상기 PCB에 남은 잔사 용융을 위한 발열체, 특히 히팅부재(40m)를 포함하여 이루어진다.

본 명세서에서 '히팅부재', 특히 '인두'는 발열체를 대표하여 지칭한 것이며, 그 외 열풍건(20)을 포함하여 이루어지는 개념으로, 특히 청구범위에서 '히팅부재' 또는 '인두'라는 한정 표현에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한 해석되어서는 안되며, 다양한 발열체를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.

수리대상인 원래의 PCB(Pp)(도 1의 우측 일점 쇄선 원 내 사진 참조)는 로딩(loading) 과 반도체칩 제거(Pick-Up)을 거친 후 반도체칩(C1)을 제거한 PCB(P)가 되며, 이 후 잔사 제거가 진행된다.

먼저, 상기 히팅부재(40m) 또는 열풍건(20m)(도 1 상부 좌측 일점 쇄선 원 내 참조)의 팁(40t)(29m)은 흡수체 크기, 보다 본질적으로는 PCB의 반도체칩 (제거)자리 크기에 상응하는 크기(잔사 영역을 모두 덮을 정도의 충분한 크기)를 갖는 것이 바람직하다.

도면에서는 PCB의 반도체칩(C1) (제거)자리 크기에 맞게 사각형인 상응 크기의 팁이 도입되는 되, 히팅부재팁(40t) 또는 열풍건(20m)의 팁(29m)은 교체형(열풍건의 경우 교체 방식을 도 2와 관련하여 상술함)이어서 다양한 반도체칩 및 잔사 형상에 상응하는 형태로 쉽게 변형할 수 있어 편리하고 범용성을 구비한 것이 바람직하다.

또 자동화를 위하여 승강가이드 또는 로봇아암을 이용하여 히팅부재와 같은 발열체의 승하강을 비롯한 기타 움직임이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이후 용융된 잔사 제거를 위한 흡수체가 반도체칩(C1) (제거)자리에 해당하는 PCB 상면을 덮어 용융 잔사와 접촉하여 흡수·제거하게 된다.

이러한 흡수체의 PCB 해당 부위 접촉 및 흡수 후의 분리·배출은 변위 가이드에 장착된 지그나 로봇아암을 이용하여 진행될 수 있다.

필요에 따라서 발열체, 즉 히팅부재팁(40t) 또는 열풍건(20m)의 팁(29m) 자체에 흡수체를 도입하여 잔사 용융과 동시에 잔사 흡수가 진행되도록 할 수 있고,

흡수체의 변위 역시 발열체와 함께 움직이는 형태로 구성할 수 있다.

또 상기 흡수체는 PCB의 반도체칩(C1) (제거)자리 크기에 상응하는 크기를 갖는 것이 바람직하며,

그보다 흡수체가 더 작을 경우에는 여러 흡수체를 사용해야 되서 불편하고 소모적인 상황이 발생되거나,

흡수체로 PCB 표면을 훔쳐(wiping)야 하므로 마찰에 의한 PCB 표면 파손과, 이로 인한 수리 불량 문제나 수리 후 장착 사용시 고장 및 오류의 원인으로 작용할 수 있다.

또 흡수체가 CB의 반도체칩(C1) (제거)자리 크기 보다 더 클 경우에는 그 자체가 낭비일 뿐 아니라, 심지어 원 PCB(Pp)의 제거되지 않은 다른 정상 칩(C2)을 비롯한 실장 소자 및 그 솔더 부위까지 영향(파손 등)을 미칠 수 있으므로 불필요하거 금기 사항이라 할 것이다.

한편, 용융 솔더 잔사 흡수·제거에 사용되는 흡수체(Ab1)로는 먼저 다공성 내열체일 수 있다. 이 내열체는 열전도도가 우수한 소재인 것이 바람직하며, 그 원리는 직물이 물을 빨아들이는 원리와 대동소이하다.

구체적으로 다공성 내열체인 흡수체(Ab1)는 가는(㎛ 단위) 구리선(우수한 열전도 특성 가짐)을 직물처럼 직조한 것을 사용할 수 있고, 용융 잔사 흡수를 위한 흡수용 미세공간(h1)들이 미세공 형태로 형성된다.

이러한 흡수체의 용융 솔더 잔사 흡수 및 흡수 부위 제거 원리는 대량 리워크 공정을 고려하여 일측에는 사용 전 흡수체가 제1롤에 감겨 있고, 일측에는 잔사를 흡수하여 사용된 흡수체가 감기는 제2롤이 구비되어 있어, 재생 및 잔사 제거 대상 PCB의 반도체칩(C1) (제거)자리에 상응하는 승하강 접촉로드(반도체칩 제거 자리에 상응하는 크기 가짐) 하부에 흡수체가 위치하여

접촉핀 하강시 PCB의 반도체칩(C1) (제거)자리에 접촉로드가 하강하여 흡수체에 용융 잔사가 흡수되거, 접촉로드는 상승하며,

이후 롤의 회전으로, 사용 흡수체 부위가 이동하여 제2롤측으로 움직이고, 다시 신규 흡수체가 접촉로드의 하부에 위치하도록 할 수 있다.

제1 및 제2 롤에 감겨 있는 밴드 타입 흡수체의 이동 용이성을 위하여 촬영용 필름과 같이 연속적으로 이격 형성된 이동 홀들이 밴드 타입 흡수체 양측에 형성될 수 있고, 기타 밴드 타입 흡수체의 이동을 보장하는 다양한 구조물(예: 컨베이어 벨트 타입, 체인 타입)이 도입될 수 있다.

연속 공급 타입, 특히 연속 공급 밴드 타입 흡수체를 고려하면 흡수체가 'PCB의 반도체칩(C1)이 실장되어 있던 자리 크기에 상응하는 크기를 갖는다'는 것은

본질적으로 솔더 잔사 흡수를 위하여 반도체칩 분리 자리(잔재 또는 자국)에 접촉하는 흡수체의 크기가 그 자리에 상응한다는 의미라는 것이 보다 정확하고 본질적인 의미이다.

한편, 나아가 대안적인 흡수체(Ab2)는 스크래치 가공된 접촉면을 갖는 흡수부재일 수 있다( 도 1 좌측 일점 쇄선 원 내 참조). 스크래치 가공은 레이저 등을 이용할 수 있고, 규칙 또는 불규칙 적인 미세홈(h2)(흡수 기능을 하는 미세공간)일 수 있고, 박판형 흡수체(Ab2)의 도입 및 제거는 역시 다양한 방식으로 구성될 수 있으며,

가공성, 열전도성, 가격, 재상 등을 고려하여 구리 박판을 사용할 수 있다.

또한 또 다른 흡수체(Ab3)는 발열체, 즉 히팅부재(40m) 또는 열풍건(20m)(도 1 상부 좌측 일점 쇄선 원 내 참조)의 팁(40t)(29m)의 접촉면에 구비될 수 있고,

이 팁의 접촉면은 미세 스크래치 가공 또는 미세공 가공이 이루어지며,

흡수된 잔사 제거를 통한 재생은 열풍 토출(열풍건 및 미세공의 경우) 또는 기타 용제 접촉을 통한 잔사 제거 방식으로 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 ＳＭＤ용 리워크 열풍장치(A)는 크게 디스플레이부(11)와 조작부(13)가 구비되고, 제어부의 요체인 마이컴(17)을 구성하는 프로세서칩이 내장된 본체(10)와, 전열히터923)가 내장된 열풍건(20), 이를 위한 거치대(30), 그리고 작업 편리성 향상을 위하여 복합기능이 구현되도록 하는 히팅부재, 특히 인두(40), 그리고 히팅부재용 보관대(50)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 본체(10)는 대략 직육면체 형상으로 전면('직육면체' 및 '전면'이라는 용어에 의하여 본 발명이 제한되는 것이 아니며, 특히 '전면'은 관찰 및 조작 편리성이 보장되는 설치 부위를 대표하여 지칭한 것일 뿐이다)에 디스플레이부(11)와 조작부(13)가 배열되어 있다.

상기 디스플레이부(11) 중 좌측의 표시창은 설정온도표시부(11a)이고 우측의 표시창은 실제온도표시부(11b)이다. 온도의 표시는 열풍건의 열풍 또는 히팅부재의 온도를 표시하게 된다.

또 상기 조작부(13)는 열풍건(히터 및 팬) on/off 메인스위치(13A)와 히팅부재 on/off 메인스위치(13B),

열풍건의 히터(23) 및 히팅부재의 설정온도를 승하강시키는 온도조절버튼(13b)(13a)과 선택된 설정온도를 세팅하는 버튼(13c), 그리고

열풍건(20)의 팬(21)을 조절하여 바람세기를 조절하는 다이얼(13C)을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 본체(10)에는 인두(40)의 장탈착을 위한 포트(15)가 구비되어 있어 필요에 따라 인두(40)의 플러그(41)를 꽂아 사용할 수 있고, 비사용시에는 분리하여 보관하면 된다.

상기 설정온도표시부(11a)와 실제온도표시부(11b)는 열풍건(20)의 열풍온도 또는 인두(40)의 온도와 관련하여 세팅된 온도와 실제 온도를 비교 표시할 수 있도록 하기 위한 것이다.

일례로 열풍건(20)은 열풍토출구(27) 부근에 온도센서(S)(도 2 은선 표시 참조)가 구비되어 있어, 이 온도센서(S)에 의하여 측정되는 열풍온도가 케이블(20a)를 거쳐 마이컴(17)에 전달되면, 마이컴은 이를 실제온도표시부(11b)에 나타내게 되며,

작업자는 원하는 온도, 즉 설정 열풍온도를 나타내는 설정온도표시부(11a)의 숫자와 비교하여 일치하거나 오차 범위 내의 차이를 갖는 경우

리워크 작업을 진행할 수 있어 정확한 작업 타이밍 확인을 통한 리워크 정확도 및 신뢰도를 확보할 수 있게 된다.

본 발명의 핵심은 열풍건(20) 자체에 팬(21)(도 2 은선 표시 참조)이 내장되어 있어 정숙성, 소형화, 컴팩트화 확보가 가능하다는 점이다.

또 상기 열풍건(20)에는 전열히터(23)가 내장되어 있다.

상기 본체(10)와 케이블(20a)을 통하여 연결되어 있어 전력 및 제어신호를 받는 열풍건(20)은 또 사용하지 않을 경우 상기 본체(10) 측면(본체 좌측에 결합되어 있으나 필요에 따라 우측에 결합 가능)에 결합된 거치대(30)에 거치 보관할 수 있도록 되어 있다.

상기 거치대(30)는 전방으로 기울어진 구조로 결합되어 거치 편리성이 향상된다.

또 열풍건(20)의 열풍토출구(27) 부근, 단열 하우징을 이루는 플라스틱 외피에 형성된 환형 걸림돌기(25)와 결합되는 걸림홈(31)이 거치대(39) 내주면에 형성되어 있다.

상기 거치대(39)의 내주면에는 또 상기 걸림홈(31) 하부에 널링부(31a)가 형성되어 있어 거치된 열풍건(20)을 외주면을 이격시켜 사용을 위한 열풍건 분리시 보다 쉽게 열풍건이 거치대에서 떨어질 수 있도록 되어 잇다.

나아가 상기 열풍건(20)과 상기 거치대(30)에는 센서, 특히 근접센서(S1)(S2)가 구비되어 있어

열풍을 이용한 디솔더링(De-Soldering) 작업 외에 히팅부재를 이용한 납땜 작업 등 다른 작업이나 휴식시에 열풍건을 거치대에 내려놓기만 하면 별도로 메인스위치(13A)의 off 동작 없이도 열풍건 거치시 히터(23) 및 팬(21)의 OFF가 가능하여 편리성 및 안정성을 높일 수 있게 된다.

열풍건의 거치로 센서(S1)(S2)가 반응하는 경우 히터(23) 및 팬(21)의 OFF는 직접 이루어지거나,

마이컴(17)으로의 센싱 신호 송신과 OFF 명령신호의 전달에 의하여 이루어질 수도 있다.

또 안전을 위하여 뜨거운 열풍토출구(27)를 냉각하기 위하여 센서(S1)(S2)의 감응시 히터(23)가 우선적으로 OFF 되고, 이어 일정 시간 동안 팬(21)의 가동되어 냉각기능을 수행한 후 팬의 후속 OFF가 이루어지는 것이 바람직하다.

나아가 도 4에 개략적인 평면도로 도시한 바와 같이, 대안적으로 상기 거치대(30)와 상기 본체(10)의 연결은 스프링에 의하여 탄지되는 스윙축을 통하여 이루어져 있어, 반복되는 열풍건 거치 동작에도 거치대에 가해지는 충격을 완충할 수 있어 내구성을 높일 수 있다.

이러한 스윙축의 개념은 다양하게 구현될 수 있는데, 도 4에는 스윙축(33)이 거치대(30)와 결합되어 있고, 상기 스윙축(33)에 끼워진 고정축(35)이 본체(10) 측면에 결합되어 있으며,

상호 대응하는 양 축(33)(35)의 절개부(33a))(35a)에는 스프링(37)이 결합되어 있어,

부하가 거치대에 가해질 경우 이를 해소하기 위하여 스윙축(33)이 일정 각도회전하면 스프링(37)이 벌어지게 되고, 외력이 해소되면 다시 스윙축(33) 및 거치대(30)는 처음 상태로 복원된다.

다시 도 2에서, 본 발명에 따른 ＳＭＤ용 리워크 열풍장치(A)는 열풍 토출 형태의 조절이 가능하도록 교체형 노즐을 열풍건 토출구에 도입하고 있어, 디솔더링(De-Soldering) 작업 목적에 맞게 열풍 세기 및 접촉면적 크기를 조절할 수 있다.

즉, 상기 열풍토출구(27)에는 삽입홈(27a)과 걸림편(27b)으로 이루어진 체결부(삽입홈과 체결부는 각각 세 개씩 구비)가 구비되어 있고,

교체형 노즐(29)의 하단 외주면에는 연속 형성된 체결부의 삽입홈(27a)을 거쳐 걸림편(27b)으로 투입되어 고정되는 결합돌기(29a)가 형성되어 있다.

또 노즐(29)의 교체 편리성을 위하여 공구(T)를 사용할 수 있는데, 공구(T) 단부에는 세 끼움돌기(T1)가 구비되어 있고, 상기 노즐에는 이에 대응되는 세 공구결합부(29b)가 형성되어 있어,

공구를 이용하여 노즐(29)을 돌려 열풍건(20)의 열풍토출구(27)에 노즐을 손쉽게 장탈착할 수 있다.

또 도 2 및 도 3에서, 본 발명에 따른 ＳＭＤ용 리워크 열풍장치(A)는 복합기능 구현을 통한 작업 편리성 향상을 위하여 인두(40)를 더 도입하는데, 전력 및 제어신호 전달을 위한 케이블(40a)의 단부에는 플러그(41)가 구비되어 있어 본체(10) 전면의 포트(15)에 꽂아 사용하는 것이 가능하며,

결합상태의 확고함을 위하여 상기 플러그(41)에는 고정너트(41a)가 공회전되도록 구비되어 있고, 상기 포트(15)에는 이와 나사결합되는 수나사부(15a)가 구비되어 있다.

한편, 인두(40) 비사용시 이의 거치를 위한 보관대(50)가 도입되는데, 도 3의 [A] 및 [B]에서 히팅부재의 끼움이 가능한 거치공(51C)이 거치부재에 형성되어 있고,

특히 상기 거치부재는 분리형 거치부재(51)로 외주면에 환홈(51A)이 형성되어 있어 보관대(50)의 결합요홈(51B)에 끼워져 고정되어 생산성 및 조립성 개선을 도모하고 있으며,

정위치 결합을 위하여 상기 거치부재(51)의 환홈(51A) 하부에는 고정돌기(51a)(관찰방향을 달리한 도 3 [B]의 일점쇄선 원 내 참조)가 형성되어 있고, 상기 결합요홈(51B)의 하부에도 이에 결합되는 고정홈(51b)이 형성되어 있다.

또 상기 보관대(50)에는 인두(40) 팁에 부착된 땜납 찌꺼기를 털 수 있는 패드(55A) 및 이 패드의 이탈방지를 위한 안치부(55)가 형성되어 있다(땜'납'은 납 성분 포함 여부를 한정하는 것은 아니며 환경규제 등에 따른 다양한 솔더링 재료를 포괄하는 개념이다).

나아가 상기 보관대(50)는 안치부(55) 반대쪽에 땜질부스러기 저장부(55A)가 구비되어 있어 거치부재(51)의 거치공(51C)에 꽂힌 히팅부재 팁에서 낙하되는 땜질부스러기의 저장 보관이 가능하다.

대안적으로 상기 보관대(50)의 저장부(53)는 땜납 찌꺼기 저장 및 배출 처리 편리성 향상을 위한 서랍형 저장부를 도입할 수 있다.

보다 구체적으로 도 5의 [A]의 개략적인 측단면도와 [B]의 평면도에서와 같이,

이러한 서랍형 저장부(53)는 서랍(53A)과, 서랍의 강제 닫힘을 가능하게 하는 스토퍼(53C), 그리고 열린 서랍을 임시 고정하는 스토퍼(53D)를 포함하여 이루어진다.

상기 서랍(53A)은 네 측벽(53b)을 갖고, 하부패널(53a)이 측벽 하부에 결합되어 있다.

특히 서랍을 인출하여 저장된 땜질부스러기를 배출할 경우의 편리성을 위하여

측벽(53b)과 하부패널(53a)은 편심축(53c)을 통하여 연결되어 있다.

또 도 5의 [A] 우측 하부의 일점쇄선 원내의 개념도를 기준으로 볼 때,

서랍(53A)의 하부패널(53a)은 편심축(53c) 우측, 좁은 부분은 웨이트(53d)가 구비되어 있어,

외력을 가하지 않을 경우 하부패널(53a)은 편심축(53c) 좌측이 우측부분 보다 더 넓고 무거움(편심축의 좌우측 하부패널 무게만 비교하면)에도

웨이트(53d) 무게가 더해져 편심축(53c) 우측 하부패널이 더 무거우므로

하부패널 우측 단부는 서랍 우측벽 하단에 걸림돌기에 걸리고, 하부패널 좌측 단부는 서랍 좌측벽 하단에 걸려

하부패널(53a)은 수평 상태를 유지하고 있다.

작업자는 서랍(53A)을 인출하고 편심축(53c) 좌측 하부패널을 누르면 편심축(53c)을 중심으로 하부패널(53a)이 회전하여 저장된 땜납 부스러기 또는 찌거기의 분리 배출이 손쉽게 이루어질 수 있다.

또 도 5 [B]에 도시된 바와 같이, 상기 서랍(53A)을 인출하면 보관대(50)의 레일(53B)(도 5 [B] 참조)을 따라 뽑히게 되고,

서랍(53A)의 측벽(53b)의 걸림요홈(53b')이 레일(53B)에 결합된 스토퍼(53D)에 걸리게 되어

서랍(53A)과 보관대(50)를 연결하는 자동닫힘 스프링(53C)의 장력에도 불구하고

서랍의 열림상태가 일시적으로 유지될 수 있다.

땜납 부스러기 또는 찌거기의 배출 후 서랍(53A)을 가볍게 안쪽으로 밀면

스토퍼(53B)가 비틀림코일스프링을 변형시키면서 축핀을 중심으로 회전하게 되고

서랍(53A)의 측벽(53b)의 걸림요홈(53b')이 스토퍼(53B)를 벗어나면서

자동닫힘 스프링(53C)에 의한 서랍의 닫힘 동작이 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템에서, 리워크 작업시 활용될 수 있는 교차 결합구조를 갖는 피씨비 어셈블리(A)를 설명하도록 한다.

이와 관련된 도 6 내지 도 8의 제2도면군(群)을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 6 [A] 및 도 7을 참고하여 특정하면,

도시한 그대로의 상태에서 상하를 구분하고, 다른 도면과 관련된 설명에서도 이 기준에 따라 방향을 특정한다.

먼저 각각 결합사시도 이면서 상부에서 본 상태를 도시한 도 6 [A] 및 하부에서 본 상태를 도시한 도 6 [B], 그리고 분해사시도인 도 7,

나아가 이와 함께 도 6 및 도 7에 대응되는 샘플(부분)의 사진인 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이,

본 발명에 따른 교차 결합구조를 갖는 피씨비 어셈블리(A)는 상호 결합된 후 솔더링 연결되는 제1피씨비(10) 및 제2피씨비(20)를 포함한다.

도면에서 제1피씨비(10)는 단면 PCB(single-side PCB)이고, 제2피씨비(20)는 양면 PCB (double-side PCB)이나,

제품 종류에 따라, 그리고 필요에 따라 소형화 및 집적화 구현과 단가경쟁력 확보라는 목적에 맞게 단면PCB-단면PCB, 단면PCB-양면PCB, 양면PCB-양면PCB, 단면 또는 양면 PCB와 다층 PCB의 조합 형태가 모두 구현될 수 있으므로, 이에 의하여 본 발명이 제한 해석되어서는 안 된다.

제1피씨비(10)에는 각종 칩과 소자들이 실장되어 있으며, 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 제2피씨비(20)의 결합을 위하여 결합공(13)이 형성되어 있고,

도 8의 하면 사진 [B]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 저면에 부식된 동박판 등으로 구성된 제1회로부(11)가 구비되어 있다.

또 제2피씨비(20)는 상기 결합공(13)에 끼움 결합되는 끼움부(23)가 형성되어 있고, 이 끼움부(23)에는 제1 및 제2 회로부(11)(21)의 상호 연결을 위한 접속부(25)가 구비되어 있다.

또 도 8의 제2피씨비(20)의 양면을 각각 촬영한 사진 [C]에서 확인할 수 있는 바와 같이 와, 역시 부식된 동박판 등으로 구성되나 양면에 형성된 제2회로부(21)가 구비되어 있다.

상기 제2피씨비(20)의 끼움부(23)는 두 결합돌기(23a,23b)로 구성되고, 상기 제1피씨비(10)의 결합공(13)도 이에 상응하게 2개 형성되어 있다.

이러한 결합돌기는 필요에 따라 돌기의 수, 위치 및 크기의 일부 또는 모두를 달리하여 제품 종류별 코드화 기능을 하여 조립 편리성, 생산성, 제고관리 편리성 등의 제고에 일조할 수 있다.

또 상기 제2피씨비(20)의 접속부(25)는 부식된 동박판 등으로 제조되거나, 공지의 무연(無鉛)(또는 유연(有鉛)) 페이스트 소재로 제조될 수 있다.

도 7의 우측 확대된 일점 쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이 개개의 접속부(25)는 본체(25A) 하부에 사선부(25a)를 가지며, 특히 이 사선부(25a)는 대략 사각형의 본체(25A)를 벗어난 영역으로 이어져 형성된 꼬리부(25b)를 따라 형성되어 있다.

이는 대량 생산성 및 품질 확보를 위하여 제1 및 제2 피씨비(10)(20)의 제1 및 제2 회로부(11)(21) 연결시 플로우 솔더링 장비를 이용하는 경우,

상호 교차 결합된 제1 및 제2 피씨비(10)(20)에서, 일정 두께를 갖고 제1피씨비(10)의 하면으로 돌출된 제2피씨비(20)의 끼움부(23), 특히 결합돌기(23a,23b) 부분(23p)(도 6 [B] 하부 일점쇄선 원 내 참조)까지 연장되어 있는 접속부(25) 하단부가

[제1 및 제2 피씨비(10)(20) 조립체]를 이송하는 상황에서 솔더링 플럭스에 의하여

제1피씨비(10)의 결합공(13) 주변 저면부에 형성된 제1회로부(11)의 연결단부와 정확하게 연결되도록 하기 위한 것이다.

이 결과로 도 6의 [B] 하면의 확대된 일점 쇄선 원 내 및 도 8 [B]의 우측 확대 사진에서 확인 할 수 있는 바와 같이,

제1피씨비(10)의 결합공(13) 주변 저면부에 형성된 제1회로부(11)의 연결단부와

접속부(25) 하단부의 꼬리부(25b)를 따라 형성된 사선부(25a)는

솔더링 플럭스에 의하여 형성된 갈매기 날개 형상의 땜부(30)에 의하여 정확하고 정밀하게 연결된다.

이와 같이 상기 제2피씨비(20) 접속부(25)의 사선부(25a)는 플로우 솔더링 장비를 이용하는 경우 [제1 및 제2 피씨비(10)(20) 조립체]의 솔더링 플럭스에 대한 이송상황 및 이송방향을 고려한 것이다.

또 상기 꼬리부(25b)는 접속부(25)에 사선부(25a)를 형성하는 경우

회로부(특히 제1회로부(11))를 구성하는 배선과 배선의 간격을 가능한 좁게 형성하여 집적도를 높이게 되는 회로부의 현실을 고려하여

솔더링 플럭스에 의하여 상호 연결되는 부위(즉, 제1회로부(11)의 연결단부 및 접속부(25)의 사선부(25a)) 중

접속부(25)의 사선부(25a) 폭을 가능한 좁게 형성하여

땜부(30)에 의하여 정확하고 정밀하게 제1회로부(11)의 연결단부 및 접속부(25)의 사선부(25a)가 상호 연결되도록 하는 것이 주목적이다.

아울러 도 7의 우측 하부 일점 쇄선 원내 변형예를 도시하여 비교한 바와 같이,

상기 꼬리부(25b)에 의하여 꼬리부 없이 동일한 구간 길이를 갖는 사선부를 형성한 접속부(25P)에 비하여,

본 발명의 꼬리부(25b)를 갖는 접속부(25)는 면적이 상대적으로 작아

그만큼에 소요되는 재료의 낭비를 방지하는 효과를 부수적으로 얻을 수 있다.

도 9 내지 도 16의 제3도면군(群)으로 도시된, 본 발명에 따른 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 일구현예를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 9 및 도 14을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 보이는 면을 정면으로 하여 전후면으로 특정하여 설명한다.

또한 본 발명에 따른 ＢＧＡ 리워크 시스템를 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 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템는 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 9에 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 히팅부재(즉, PCB에 남은 잔사 용융을 위한 히팅부재)와, 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 10 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 히팅부재은 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 히팅부재은 도 14에 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 송풍팬으로 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 14은 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 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템는 장치의 안착부(14)에서 고정되어 작업이 이루어지므로 리플로우 솔더링 작업과 같은 환경을 유지하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명의 히팅부재은 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 11에 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. 또한 광학 비전 유닛은 반도체칩을 제거한 후 PCB의 반도체칩 분리자리에 남아 있는 솔더잔사를 제거하기 위한 흡수체를 이용한 잔사제거 공정에도 활용될 수 있다.

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 10에 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 9 및 도 12에 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 ＢＧＡ 리워크 시스템의 잔사제거 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 14에 도시된 바와 같이, 상기 안착부(14)의 기판을 향하여 하강한 후 히팅부재에 의한 분리 공정이 이루어진다.

이때 상기 이송 유닛(30)에 구비된 픽업노즐(31)의 흡착부(33)가 상기 기판(PCB)에 실장된 불량 반도체칩 상면을 가압한 상태로 히팅부재이 작동하게 되면 가열에 따른 PCB 또는 반도체칩의 변형 등이 발생할 수 있으므로, 상기 이송 유닛(30)은 상기 흡착부가 상기 불량 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 히팅부재을 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 히팅부재의 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 12 및 도 14에 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 13에 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 기판의 잔존 솔더 볼 제거를 행하는데, 이때 분리(또는 제거)된 반도체칩 실장 자리에 상응하는 크기를 갖는 흡수체를 이용하여 솔더 잔사를 제거한다.

흡수체의 크기가 반도체칩 실장 자리에 '상응'하는 크기를 갖는다는 것은 작업 여건이나 PCB 및 반도체칩 종류, 잔사의 종류에 따라 흡수체의 크기가 칩이 제거된 실장 자리와 같거나 보다 클 수 있고, 필요에 따라서는 실장 자리 보다 작은 흡수체를 사용하여 반복하여 접촉하여 잔사를 흡수 제거할 수 있음을 의미한다.

이러한 흡수체는 이송유닛(30)의 픽업노즐(31)에 구비된 흡착부(33)를 대체하여 장착되거나, 별도의 승하강 노즐에 장착되어 활용될 수 있다. 상기 이 흡수체는 다공성 내열체 또는 스크래치 가공된 접촉면을 갖는 흡수부재일 수 있다.

다음으로, 반도체칩 분리(또는 제거) 및 잔사 제거 이후 PCB 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 15에 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 9 참고)를 갖고, 상기 모니터(60)는 상기 출입부에서 인출되도록 이루어져, 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템의 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 16의 [B])과 수납부(43)까지 전진되는 제2전진운동(도 16의 [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 15 및 도 16에 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 16에 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 16의 [B])의 이동 거리와,

상기 광학 카메라(42)가 상기 광학 비전 유닛(40)의 수납부(43)가 동일선상에 위치하는 제2전진운동(도 16의 [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 9참고)를 통해 본체(10; 도 15참고)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 16의 [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 잔사제거장치를 포함하는 ＢＧＡ 리워크 시스템는 광학 비전 유닛(40)과 모니터를 수납한 후 상기 이송 유닛(30)이 하강하여 반도체칩을 실장부에 이송시킨 후 히팅부재을 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 히팅부재을 통한 가열 온도 및 시간 등을 작업자가 최적화하기 어려운 문제점이 있어왔다.

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

이를 위하여 도 14에 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 히팅부재에 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 히팅부재의 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.

이상의 설명에서 ＢＧＡ 리워크의 구체 공정, 해당 공정의 자동화 진행을 위한 로봇, 이송장치 등의 구체 구성, 또 잔사 제거를 위한 히팅부재 또는 열풍건의 팬 및 히터 사양, 마이컴에 의한 열풍건 및 히팅부재, 디스플레이부, 조작부 등의 구체적인 제어 플로우 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

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

{도 1 내지 도 5의 제1도면군 (群)과 관련된 주요 도면 참조부호의 설명}
A: 열풍장치 10: 본체
11: 디스플레이부 13: 조작부
15: 포트 17: 마이컴
20: 열풍건 21: 팬
23: 전열히터 25: 걸림돌기
27: 열풍토출구 29: 노즐
30: 거치대 31: 걸림홈
33: 스윙축 40: 히팅부재(인두)
41: 플러그 50: 보관대
51: 거치부재 53: 저장부
55: 안치부
{도 9 내지 도 16의 제3도면군 (群)과 관련된 주요 도면 참조부호의 설명}
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. 수리대상 PCB에서 반도체칩을 들어 낸 후, 솔더잔사를 제거하기 위한 것으로,
   PCB의 반도체칩 분리자리 크기에 상응하는 크기를 갖는 흡수체;
   상기 PCB에 남은 잔사 용융을 위한 히팅부재;를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 히팅부재의 팁은 흡수체 크기에 상응하는 크기를 갖고,
   상기 흡수체는 구리판 또는 구리테이프이고,
   
   출입부(11)와, 디스플레이 패널(12)과, 상기 반도체칩이 실장된 PCB가 안착되는 안착부(14)를 갖는 하부스테이션(13)과, 상기 히팅부재를 구비한 본체(10);
   분리된 반도체칩 또는 결합을 위한 반도체칩을 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);
   반도체칩의 결합시 상기 PCB와 반도체칩의 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 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＢＧＡ 리워크 시스템.
2. 수리대상 PCB에서 반도체칩을 들어 낸 후, 솔더잔사를 제거하기 위한 것으로,
   PCB의 반도체칩 분리자리 크기에 상응하는 크기를 갖는 흡수체;
   상기 PCB에 남은 잔사 용융을 위한 히팅부재;를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 히팅부재의 팁은 흡수체 크기에 상응하는 크기를 갖고,
   상기 흡수체는 1mm 이내로 홀을 가공한 다공성 내열체이고,
   잔사를 녹인 후 진공흡입하여 제거하며, 흡입된 솔더를 보관하는 포켓을 구비하고,
   
   출입부(11)와, 디스플레이 패널(12)과, 상기 반도체칩이 실장된 PCB가 안착되는 안착부(14)를 갖는 하부스테이션(13)과, 상기 히팅부재를 구비한 본체(10);
   분리된 반도체칩 또는 결합을 위한 반도체칩을 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);
   반도체칩의 결합시 상기 PCB와 반도체칩의 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 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＢＧＡ 리워크 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 히팅부재는
   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 이루어지고,
   상기 픽업 노즐(31)은 상기 반도체칩을 흡착하는 흡착부(33)를 갖고,
   상기 이송유닛(30)은 상기 흡착부(33)를 둘러싸고 상기 반도체칩 주위로 열풍이 유출되지 않도록 하는 방풍노즐(35)을 포함하며,
   상기 안착부(14)는 상기 반도체칩의 실시간 온도 변화를 감지하는 센서(28)를 더 포함하여 이루어지고,
   상기 본체(10)에 내장된 마이컴은 상기 반도체칩의 최초 분리 공정 시 상기 센서(28)에 의하여 수집된 실시간 온도 정보를 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 ＢＧＡ 리워크 시스템.
   

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