KR101563969B1 - 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불량 발생 등의 사유로 비지에이 기판을 재생하여야 하는 경우 정밀 전자 부품인 볼 그리드 어레이(BGA, ball grid array)방식의 다양한 인쇄회로기판 볼 패드에 재생용 납볼(Solder ball)을 공급함과 동시에 일정한 점도를 갖는 용제(Flux)를 사용하여 정밀하게 접착 고정할 수 있게끔 메탈 마스크를 탈부착식으로 수용하여 납볼을 메탈 마스크 세공로 공급하는 상부 덮개와 비지에이 기판을 고정 지지하는 하부 몸체로 이루어지는 납볼 리볼링 장치로서, 하부 몸체에 구비되는 축 구동 조절 수단을 이용하여 BGA 패키지를 고정하고 또한 메탈 마스크 고정부에 메탈 마스크를 BGA 패키지에 맞추어 메탈 마스크를 정렬함에 있어서, 종래 기술의 문제점인 XYZ축 다축 조합의 축 구동 조절 수단이 구비된 납볼 리볼링 장치가 가지는 복잡한 구조와 사용의 불편함의 문제점과 회전과 동시에 한번의 조작으로 간격 조절이 가능한 센터링 기능을 수행하게 하되 전후 폭이 상이한 기판의 경우 간격 조절 부정합이 발생하는 문제점을 가지고 있는 자동 센터링 기능의 납볼 리볼링 장치가 가지는 문제점을 보완하고 장점은 살리게 하는 납볼 리볼링 장치로서 크기와 관계없이 어떤 크기의 BGA 패키지도 하나의 안착부에 간편 용이한 상대적 위치 조정으로 BGA 패키지 정렬의 호환성을 향상시킨 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치에 관한 것이다.

Description

비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치{Solder ball Reballing device for BGA Type Sub-Strate}

본 발명은 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 불량 발생 등의 사유로 비지에이 기판을 재생하여야 하는 경우 정밀 전자 부품인 볼 그리드 어레이(BGA, ball grid array)방식의 다양한 인쇄회로기판 볼 패드에 재생용 납볼(Solder ball)을 공급함과 동시에 일정한 점도를 갖는 용제(Flux)를 사용하여 정밀하게 접착 고정할 수 있게끔 메탈 마스크를 탈부착식으로 수용하여 납볼을 메탈 마스크 세공으로 낙하 공급하는 상부 덮개와 탈부착식으로 비지에이 기판을 밀착시켜 고정 지지하는 하부 몸체로 이루어져 납볼 공급, 메탈 마스크 교체, 리볼링의 복합 공정을 하나의 장치로 연속 수행할 수 있도록 형성된 납볼 리볼링 장치로서,

비지에이 기판을 고정 지지하는 하부 몸체에 구비되는 축 구동 길이 간격 조절 수단을 이용하여 BGA 패키지를 고정하고 또한 메탈 마스크 고정부에 메탈 마스크를 BGA 기판에 맞추어 서로 1:1 대응 일치시켜 정렬함에 있어서,

종래 기술의 문제점인 XYZ축 다축 조합의 미세 축 구동 조절의 위치결정 수단이 구비된 납볼 리볼링 장치가 가지는 복잡한 구조와 사용의 불편함의 문제점과 XY축의 축 구동 조절 수단을 따로따로 구비하지 않고도 한번의 조작으로 회전과 동시에 한꺼번에 벌리거나 좁히는 간격 조정의 센터링 기능을 수행하게 하되 전후 폭이 상이한 기판의 경우 부정합이 발생하여 위치 오차를 다시 보정해야 하는 자동 센터링 기능의 납볼 리볼링 장치가 가지는 문제점을 보완하고 장점은 살리게 하는 동시 회전 및 개별 이송 스크류 조임에 의한 미세 간격 조절 방식 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치로서 크기와 관계없이 어떤 크기의 BGA 패키지도 하나의 안착부에 간편 용이한 상대적 위치 조정으로 메탈 마스크와 비지에이 배열 패턴을 일치시키는 BGA 패키지의 범용성을 향상시킴으로써 고도의 정밀성을 요하는 비지에이 기판의 납볼 마운팅 작업능률을 향상시킬 수 있고 불량도 방지되며 따라서 생산성도 종래 기술에 비하여 향상된 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치에 관한 것이다.

휴대폰·노트북·TV 등 전자기기의 소형화 또는 슬림화 추세에 힘입어 꾸준히 수요가 늘고 있으며 최근 들어 반도체 패키징 방식이 볼그리드어레이(BGA) 방식 등으로 변화하면서 기존의 리드 프레임을 빠르게 대체하고 있다

BGA(Ball Grid Arrgy)는 기판 양면을 회로 가공하여 표면에 칩(Chip), 이면에 솔더볼(Solder Ball)을 탑재한 다음에 몰드 수지로 봉합한 구조로 밑면의 납볼(Solder Ball)이 부품의 Lead 역할을 하게 되므로 소형의 부품으로도 많은 리드(Lead)의 구성이 가능하며 각종 전자기기 및 통신기기 등 제품의 소형화, 경량화, 기능화에 따라 고안된 차세대 부품이다.

정밀 전자 부품으로서 마스크 패턴과 패키지 패턴의 고정도 1:1 맞춤은 대단히 중요하나 종래 BGA(Ball Grid Arrgy)기판 납볼 리볼링 장치로 납볼 공급, 다양한 크기 패턴의 반도체 패키지의 위치결정 등의 복합 공정을 주로 작업자 경험과 기술에 의존하여 수작업하는 경우가 많아 작업성(생산성)이 떨어짐은 물론 개인차에 의한 오차로 BGA 패키지 부품위치를 정확하지 잡지 못하여 바르게 장착할 수 없거나 솔더 볼이 제 위치에서 이탈하여 쇼트(shot) 또는 부정합(missing)이 발생하는 등 솔더 볼 공급 및 안치 부정확성 등 작업자 부주의에 의한 불량이 발생하게 되어 솔더 볼을 BGA의 원하는 위치에 접합시키지 못하게 되므로 안정된 제품의 BGA 반도체 패키지를 구현할 수 없는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인 선등록 특허로서 10-0860944 반도체 회로 기판의 납볼 리볼링 장치를 제안한 바 있는데 이는 종래 기술에 비하여 그 기술적 의의를 가지는 세부 부품 구성으로 이루어진 상부 덮개와 하부 몸체로 구성된 1대의 복합 기능 리볼링 장치로 다양한 크기 패턴의 반도체 패키지 위치 결정(XYZ축 구동 장치 이용한 폭과 높낮이 조절로 BGA 패키지 고정), 상부덮개 전체를 분해하지 않고도 덮개 중앙에 국부적으로 형성된 마스크 삽입홈에 비지에이 패키지의 크기, 패턴과 동일(1:1 대응)한 메탈마스크 부착(각종 규격 메탈 마스크 교환 결합 및 마스크 삽입홈 내측 외주에 형성된 안치턱에 끼워서 안착, 고정 프레임을 개재시켜 스크류 나사 이용 고정시켜 정렬), 위치 맞춤 된(센터링) BGA 패키지에 납볼 공급(메탈마스크 세공 이용) 및 기울이지 않고도 납볼 공급 후 남아서 흐트러진 잔여 납볼 수거(하부 몸체 저부에 형성된 경사 지지대와 상부 덮개의 납볼 수납홈 조합으로 납볼을 흐르게 하는 슬라이딩 수집 기능), 마스크 분리시 미세 진동에 따른 움직임 없이 상부 덮개에 국부적으로 장착된 메탈 마스크의 정확한 분리 등의 다양한 리볼링 공정을 1대의 장치로 복합적으로 수행하는 효과가 있기는 하나 XYZ축 다축 조합의 미세 축 구동 조절의 위치결정 수단이 구비된 납볼 리볼링 장치가 가지는 복잡한 구조와 사용의 불편함이 있어 XY축의 축 구동 조절 수단을 따로따로 구비하지 않고도 한번의 조작으로 회전과 동시에 한꺼번에 벌리거나 좁히는 간격 조정의 센터링 기능을 수행함으로써 동작이 정확하고 안정성이 있어 기구적인 오차로 인해 발생할 수 있는 가공오차를 방지할 수 있으며 위치조정 수단의 부품 수 및 제조원가도 줄일 수 있고 구조가 단순화되어 종래의 복잡한 위치결정 장치를 간소화시켰으며 납볼 공급, 메탈 마스크 교체, 리볼링의 복합 공정을 하나의 장치로 연속 수행할 수 있도록 하는 등록번호 10-0831167 자동 센터링 기능의 반도체 회로 기판용 납볼 리볼링 장치를 제안한 바 있다.

그러나 본 출원인의 상기 선등록 발명으로서 자동 센터링 기능의 반도체 회로 기판용 납볼 리볼링 장치는 간단한 구조와 다축 동시 이동이 가능하기 때문에 조작이 편리한 장점에도 불구하고 비지에이 기판의 경우 긴 변 짧은 변의 부정합이 발생하는 문제점이 있다.

그러나 본 출원인의 상기 선등록 발명들은 위와 같이 단점이 있는바 종래 기술의 자동 센터링 기능의 납볼 리볼링 장치가 가지는 문제점을 보완하고 축 중심 동시 조임의 미세 이송 나사축 구동 조절 위치결정 수단이 구비된 종래 납볼 리볼링 장치가 가지는 장점은 살리게 하는 방법으로 BGA기판의 새로운 납볼 리볼링 장치을 개발하고자 거듭 노력한 결과 본 발명의 동시 회전 및 개별 이송 스크류 조임에 의한 미세 간격 조절 방식 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치를 창안한 것이다

전술한 바와 같이 종래 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치는 제반 문제점을 가지고 있는바,

본 발명은 XYZ축 다축 조합의 미세 축 구동 조절의 위치결정 수단이 구비되기는 하나 복잡한 구조와 사용이 불편한 종래 본 출원인의 선등록 특허로서 납볼 리볼링 장치가 가지는 문제점과 좌우 이송 조절 나사의 축 구동 조절 수단을 따로따로 구비하지 않고도 한번의 조작으로 회전과 동시에 한꺼번에 벌리거나 좁히는 간격 조정의 센터링 기능을 수행함으로써 동작이 정확하고 안정성이 있기는 하나 전후 폭이 상이한 직사각 형태 비지에이 기판의 경우 긴 변 짧은 변의 부정합이 발생하여 위치 조정 오차를 다시 보정해야 하므로 모든 규격 제품 적용이 제한적인 문제점을 가지고 있는 자동 센터링 기능의 반도체 회로 기판용 납볼 리볼링 장치가 가지는 문제점은 한꺼번에 해결하고 장점만을 살리게 하는 방법으로 작업능률을 향상시키고, 불량을 방지하며 생산성을 향상시켜 제품을 안정되게 장착하여야 하는 BGA기판의 새로운 납볼 리볼링 장치를 개발하여야 하는 기술적 과제를 본 발명에서 해결한 것이다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,

회로기판을 재생하여야 하는 경우 피접합 정밀 전자 부품인 볼 그리드 어레이(BGA, ball grid array)방식으로 납볼(solder ball)이 일정 배열 패턴으로 부착된 BGA 기판에 납볼을 공급함과 동시에 일정한 점도를 갖는 용제(Flux)를 사용하여 BGA 기판의 크기에 상관없이 정확하고 완벽하게 접착될 수 있도록 메탈 마스크 고정 지지하는 상부 덮개와 BGA기판을 고정 지지하는 하부 몸체를 기본적으로 구비하여 메탈 마스크를 BGA 기판에 맞추어 서로 1:1 대응 일치시켜 정렬하되,

종래 기술의 문제점인 XYZ축 다축 조합의 미세 축 구동 조절의 위치결정 수단이 구비된 납볼 리볼링 장치가 가지는 복잡한 구조와 사용상 불편함의 문제점과 단순화된 구조의 센터링 기능 위치결정 수단으로 짧은 이동대 행정 거리의 이송 스크류를 여러 번 미세하게 회전 조작하여야 하는 길이 조절 수단을 따로따로 구비하지 않고도 한번의 조작으로 회전과 동시에 한꺼번에 벌리거나 좁히는 간격 조정의 센터링 기능을 수행할 수 있기는 하나 전후좌우 폭이 상이하여 비대칭인 직사각형 BGA 기판의 경우 부정합이 발생하여 위치 오차를 다시 보정해야 하는 자동 센터링 기능의 납볼 리볼링 장치가 가지는 문제점을 보완하고 장점은 살리게 하는 동시 회전 및 개별 이송 스크류 조임에 의한 미세 길이 간격 조절 방식의 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치로서 크기와 관계없이 어떤 크기의 BGA 패키지도 하나의 안착부에 간편 용이한 상대적 위치 조정으로 메탈 마스크와 비지에이 배열 패턴을 일치시키는 BGA 패키지의 범용성을 향상시킴으로써 고도의 정밀성을 요하는 비지에이 기판의 납볼 마운팅 작업능률을 향상시킬 수 있고 불량도 방지되며 따라서 생산성도 종래 기술에 비하여 향상된 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치를 제공하는데 목적이 있다.

결국 본 발명은 종래 본 출원인의 상기 선등록 발명으로 특허등록번호 10-0831167호 "자동 센터링 기능의 반도체 회로 기판용 납볼 리볼링 장치"와 선등록 특허번호 10-0860944호 "반도체 회로 기판의 납볼 리볼링 장치"가 가지는 종래 기술의 문제점을 종합하여 한꺼번에 해결한 것이다.

이와 같이 된 본 발명의 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치는,

BGA 기판 수리공정 중 서로 짝을 이루는 메탈 마스크와 BGA 기판이 서로 일치되게끔 정위치 셋팅으로 납볼(솔더볼)을 기판에 부착(Rebaling)함에 있어서, 다종 다양한 패턴의 비지에이 기판에 대응하여 메탈 마스크 교환을 행하고 이에 맞춰 부품 위치를 정확하게 설정한 다음 납볼을 회로 기판에 장착하는 모든 공정을 1대의 반도체 회로 기판의 납볼 리볼링 장치에서 고 정도로 수행하여 반도체 회로 기판과 일치하는 규격의 고정구(fixture)를 각각 구비하지 않아도 되는 기능 효과에 더하여, XY축 다축 조합의 미세 축 구동 조절수단과 단순화된 구조의 자동 센터링 기능 위치결정 수단을 단점은 보완하고 장점만을 살릴 수 있도록 각각 구비하여 종래 기술에 비하여 향상된 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 기능 구조의 납볼 리볼링 장치를 제공함으로써, 사각형 또는 직사각형 등 형상이나 모양에 관계없이 어떤 종류의 BGA 기판도 안착부에 간편 용이한 상대적 위치 맞춤 조정으로 수평 및 수직편차 없이 정확한 위치맞춤이 가능하여 메탈 마스크와 비지에이 배열 패턴을 일치시키는 BGA 패키지 리볼링시 BGA 기판 호환성도 높여서 범용성을 향상시킴으로써 비지에이 기판의 전후좌우 사방 측면을 안정적으로 지지함으로써 고도의 정밀성을 요하는 비지에이 기판의 납볼 마운팅 작업능률을 향상시킬 수 있고 불량도 방지되며 따라서 생산성도 종래 기술에 비하여 대폭 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 메탈마스크를 상부 덮개에 고정 장착함에 있어서 솔더볼 큭 및 편차 조정 후 한 번의 메탈 마스크 고정 손잡이 조작으로 고정 체결할 수 있게 하여 고정력과 사용자 편의성을 향상시켰으며 또한 납볼의 수납 배출이 용이한 깔때기 모양의 Y형 납볼 수납홈을 구비하여 기판에 납볼 공급 후 남아서 흐트러진 잔여 납볼을 용이하게 수거할 수 있게 하되 탈부착식의 힌지 회전식 투명 덮개를 추가로 구비하게 되면 체결나사를 힌지축으로 회전시켜 솔더볼 손실 없이 솔더볼을 용이하게 배출할 수 있게 하였으며 위치결정 수단이 구비된 하부 몸체 일측에 더 이상의 회전대 회전이 되지 않게 고정시키는 로킹 수단을 추가로 구비하여 고정력을 향상시켰다.

결국 본 발명은 고도 정밀성을 요하는 비지에이의 납볼 마운팅 작업을 수행함에 있어, 대칭의 사각형이나 비대칭의 직사각형 등 비지에이 기판의 폭과 길이에 관계없이 거리 간격을 정교하게 조절하여 손쉽게 솔더볼(solder ball)을 더블 볼 및 미스 볼 없이 비지에이 기판에 정확하고 신속하면서도 균일하게 정치(定置) 부착(Rebaling)할 수 있어 작업공수 단축으로 작업능률을 향상시키고, 불량을 방지하며 생산성을 향상시켜 제품을 안정되면서도 부품의 손상 없이 완벽하게 장착하게 하는 효과로 작업 안정성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

특히 본 발명은 간단한 기구적 구성으로 무게도 종래 기술에 비하여 감소되고 이동대의 왕복 이동에 따른 이송 스크류 조절 행정 공수도 줄어들어 여성 근로자들도 정밀한 전자부품인 비지에이 기판 리볼링 작업을 간편 용이하게 수행할 수 있으며 저부에 다수개의 나사로 체결 고정 원형 고정구를 전용 공구 없이 간단하게손작업만으로도 분해조립할 수 있어 기기 내부를 쉽게 청소할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 분리 사시도
도 3은 본 발명의 상부 덮개 분해 사시도
도 4는 본 발명에 따른 하부 몸체 구성도
도 5는 본 발명에 따른 Y축 방향(좌우 폭) 조절 수단의 동작 상태도로서
5a는 Y축 방향 조절 수단 고정 상태도
5b는 Y축 방향 조절 수단 동작 상태도
도 6은 본 발명에 따른 X축방향(전후 길이) 조절 수단의 동작 상태도로서
6a는 X축 방향 조절 수단 고정 상태도
6b는 X축 방향 조절 수단 동작 상태도
도 7은 본 발명의 납볼 리볼링 장치 납볼 공급 상태도

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세하게 기술하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명은 각종 규격, 배열 패턴의 단품으로 형성된 납볼 리볼링 장치를 각각 구비하지 않고도 하나의 장치로 납볼 장착 전 위치 조정, 납볼의 공급 및 리볼링(Reballing, 납볼 땜납 재부착) 공정을 통합 수행하여 BGA(ball grid array) 기판상의 지정된 위치에 납볼을 부착하는 납볼 리볼링 장치로서,

BGA 기판에 상응하는 크기 패턴의 메탈 마스크(120)를 착탈 교체식으로 구비하여 메탈 마스크(120)의 관통공을 통하여 BGA 기판에 납볼을 공급하는 상부 덮개(110)와,

메탈 마스크(120)를 기준 위치로 회로 패턴에 맞춰 상호 일치하는 위치에 BGA 기판(B)을 중심에 형성된 기판받침대(131)의 기판 지지봉(132)에 얹어서 지지하되 거리 간격 조절 수단으로서 중심 위치의 기판받침대(131)를 관통하는 이송 스크류(141) 양측의 대칭되는 위치로 상부에 밀대(144)가 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(143)를 이송 스크류(141) 및 안내봉(142)상에서 전후방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 미세하게 거리 간격을 조절하는 길이 조절 손잡이(140)를 이송 스크류(141) 일단에 구비하고,

또한 상기 중심 위치의 기판받침대(131) 저부로는 기판 받침대(131)에 일체로 축설된 베어링을 매개로 회전 운동을 수평운동으로 변환할 수 있게끔 설치된 기판받침대(131)를 관통하는 안내봉(152)) 양측의 대칭되는 위치로 상부에 밀대(154)가 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(153)를 안내봉(152) 상에서 좌우방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 거리 간격을 조절하는 폭 조절 회전대(150)가 각각 구비된 하부 몸체(130)로 상부 덮개(110)와 하부 몸체(130)의 착탈 분리식으로 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치를 형성하여,

거리 간격 조절 수단으로 한번의 조작으로 회전과 동시에 한꺼번에 벌리거나 좁히는 간격 조정의 자동 센터링 기능 폭 조절 회전대(150)로 크게 거리 간격을 조절하고 가로 세로 비율이 다른 BGA 기판(B) 규격에 관계 없이 미세하게 거리 간격을 조절하는 길이 조절 손잡이(140)로 폭 조절 회전대(150)가 가지는 긴 변 짧은 변의 직사각 형태 BGA 기판 위치 맞춤이 어려운 기구적 한계를 보완하여 하부 몸체(130) 내측 수용 공간을 가로질러 서로 엇갈리게 형성된 이송 스크류(141)와 다수개의 안내봉(142)(152) 사이에서 상부에 밀대(144)(154)가 형성된 한 쌍 대칭의 블록 형상 이동대(143)(153)를 BGA 기판(B)의 폭과 길이에 따라 전후좌우 방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 미세하게 거리 간격을 조절함으로써 손쉽게 솔더볼(solder ball)(S)을 BGA 기판(B)에 정확하고 신속하면서도 균일하게 정치(定置) 부착(Rebaling)할 수 있는 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치를 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직인 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.

본 발명은 전술한 바와 같이 BGA 기판(B)의 크기와 배열 패턴에 상응하는 메탈 마스크(120)의 교체가 가능하고 메탈 마스크(120)의 관통공(121)을 통하여 BGA 기판(B)에 정확하고 신속하게 납볼을 공급할 수 있게 하는 상부 덮개(110)와 메탈 마스크 패턴(120)과 BGA 기판(B) 패턴이 1:1 대응하여 맞춰질 수 있게 동작하는 상부에 밀대가 형성된 한쌍 대칭의 블록 형상 이동대(143)(153)를 이송스크류(141) 또는 황방향의 다수개 안내봉(142)(152) 상에서 좌우방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 거리 간격을 조절하는 기구적 메커니즘의 길이 조절 손잡이(140)와 폭 조절 회전대(150)가 각각 구비된 하부 몸체(130)로 상부 덮개와 하부 몸체의 착탈 분리식으로 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치를 형성하게 된다.

상기 다각형의 상부 덮개(110)에는 메탈 마스크(B)를 삽입할 수 있게끔 대략 정사각형 홈 형태의 개방부(112)) 내측 외주에 걸림턱 기능의 메탈 마스크 안치턱(113)이 형성되어 있으며 그 일단으로는 솔더링 후 남은 잔여 솔더볼(S)을 가이드 집속 수용하고 또한 배출을 용이하게 안내하는 Y자형 납볼 수용홈(114)이 이에 대향되는 타단으로는 조임 나사 형태의 메탈 마스크 고정 손잡이(111) 및 사방 모서리에 나사공(121)이 형성되고 일측이 절개된 사각 형상의 메탈 마스크 고정 프레임(115)이 각각 구비되어 있어 메탈 마스크의 장착 및 분리 가능하도록 형성되어 있는바,

단차지게 형성된 상기 메탈 마스크 안치턱(113)에 일정 패턴의 솔더볼 관통공이 다수개 내측에 형성되고 외주면에 다수 개의 나사공(121)이 형성된 메탈 마스크(120)를 안착시킨 다음 메탈 마스크 고정 프레임(115)의 나사공(116)을 메탈 마스크 나사공(121) 및 메탈 마스크 안치턱(113) 나사공에 일치되는 상태로 덮고 동일 축선 상에 장착되는 다수개의 조절 나사(123)를 이용 안착시킨 후 유동되지 않도록 하면서 메탈 마스크(120)의 두께에 따라 간극을 별도의 스페이서 없이도 조절할 수 있으며 또한 메탈 마스크 안치턱(113)에 안착된 메탈 마스크(120)의 일단을 조임 나사 형태의 메탈 마스크 고정 손잡이(111)로 고정 체결한 다음 솔더볼(S)을 메탈 마스크(120)의 소정 패턴 관통공을 통하여 낙하 공급하고 남은 잔여 솔더볼(S)은 Y자형 납볼 수용홈(114)으로 수집 배출하게 함으로써 메탈 마스크(120)의 교체와 BGA 기판(B)에 정확하고 신속하게 솔더볼을 공급하게 하는 구성이다.

주지하는 바와 같이 소정 두께 크기의 메탈 마스크(120)에 다수 개 형성되는 관통공은 솔더볼(S)이 통과될 수 있는 크기의 세공으로 BGA 기판(B)과 대응되는 개수의 격자 구조로 홀(hole) 가공되어 있으며 헤드에 눈금이 새겨져 있는 조절 나사(123)를 이용 메탈 마스크 고정 프레임(115)의 사방 코너 4곳에 각각 형성되어 잇는 나사공(116)을 통하여 상하 간극 맞춤용 플레이트 없이도 열팽창 계수가 상이한 계절적 요인에 관계없이 솔더볼(S)의 크기와 메탈 마스크(120)의 두께에 따라 미세하게 간극을 조절하며 좌우 측의 메탈 마스크와 덮개 상하 간극 조절 편차를 조절할 수 있게 형성되어 있다

또한 상기 상부 덮개(110)와 대응 결합하는 하부 몸체(130)에는 전술한 바와 같이 거리 간격 조절 수단으로서 상부에 밀대가 형성된 좌우 2분할 한쌍의 블록 형상 이동대(143)(153)를 이송스크류(141) 또는 다수개의 안내봉(142)(152) 상에서 전후좌우 방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 거리 간격을 조절하는 별도 동작 기구적 메커니즘의 길이 조절 손잡이(140)와 폭 조절 회전대(150)가 상호 보완적으로 각각 구비되어 있다.

상기 하부 몸체(130)의 수용 공간에는 메탈 마스크(120)를 기준 위치로 회로 패턴에 맞춰 상호 일치하는 위치에 BGA 기판(B)을 얹어서 지지하는 기판 지지봉이 중심에 형성된 기판받침대(131) 위에 구비되어 있으며, 상기 기판받침대(131)를 중심으로 전후와 좌우 방향으로 서로 엇갈리게 관통하는 이송스크류(141)와 다수개의 안내봉(142)(152)에 밀대(144)(154)가 대칭으로 각각 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(143)(153)를 전후 양방향으로 동시에 미세하게 벌어지거나 좁혀지도록 동일거리 밀면서 이동시키도록 조작하는 길이 조절 손잡이(140)와 좌우측으로 동시에 벌어지거나 좁혀지도록 밀면서 이동하는 폭 조절 회전대(150)가 각각 구비되어 있다.

상기한 폭 조절 회전대(150)는 하부 몸체(130)의 수용 공간 저부에 원반 형태로 장착되어 있는데 한번의 폭 조절 회전대(150) 조작으로 회전과 동시에 수평 방향의 안내봉(152)에 슬라이딩 가능하게 축결합된 밀대(154)가 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(153)를 한꺼번에 벌리거나 좁혀서 밀대로 BGA 기판(B)을 압착 고정시키는 거리 간격 조정의 센터링 기능을 간편하게 수행할 수 있어 종래 짧은 이동대 행정 거리의 이송 스크류를 여러 번 미세하게 회전 조작하여야 하는 불편함을 해소시키게 된다

또한 상기한 길이 조절 손잡이(140)도 이송 스크류(141)와 안내봉(142)에 밀대가 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(143)를 전후 양방향으로 동시에 미세하게 벌어지거나 좁혀지도록 동일거리 밀면서 이동시키도록 조작하는 것이 가능한 데 이렇게 길이 조절 손잡이(140)를 장착한 것은 폭 조절 회전대(150)가 가지는 긴 변 짧은 변의 직사각 형태 비지에이 기판의 상대적 위치 맞춤이 어려운 기구적 한계를 보완하기 위하여 장착한 것으로 위치 결정 수단으로서 길이 조절 손잡이(140)와 폭 조절 회전대(150)는 기판 받침대(131)에 서로 엇갈리게 직교되는 방향에 축설된 이송 스크류 및 다수개의 안내봉에 의하여 각 운동방향으로 운동이 기구학적으로 서로 독립되어 별도로 동작을 하게끔 장착되어 있다.

그리고 상기 하부 몸체(130)의 외측 일측면에는 상기 폭 조절 회전대(150)가 회전되지 못하게 하는 풀림 방지수단으로서 로킹 손잡이(134)가 구비되고 손잡이 회전에 따른 원터치식 잠금기능을 수행하여 보다 안정적인 길이 조절 손잡이(140)의 상대적인 위치 조정 동작이 가능하게 하며 또한 하부 몸체(130)의 수용부 저부 베이스(151)로는 부채꼴 형상의 다수개 나선홈(152)이 내측 원주 둘레 방향을 따라 구획 형성되어 있어 폭 조절 회전대(150) 회전 동작에 따라 나선상으로 회전하여 좁혀지거나 펼쳐져서 간격이 조정되는 일체 회전형 이동대(153)의 동작을 원활하게 안내함과 동시에 맞물려 돌아가는 이동대(153)의 역회전 및 이탈을 막고 이동거리를 제한시켜 과회전을 방지하게 된다.

결국 본 발명은 하부 몸체에 장착된 축 구동 조절 수단으로 회전운동에 의한 폭 조절 회전대(150)에다 이송 스크류 축의 작용에 의한 길이 조절 손잡이(140)가 상호 보완적으로 결합되어 BGA 기판(B)을 기판 받침대(131) 위의 수직 봉 형태 기판 지지봉(132)에 고정한 상태에서 전후좌우 서로 대칭적으로 마주보는 밀대(144)(154))의 선단을 가운데 부분으로 모이게 하고 BGA 기판(B)에 접촉시켜 전후좌우 4면을 안정적으로 지지할 수 있게끔 간격을 조절하는 길이 가변형 정렬의 기구적 구성으로 위치를 조정하고 상부 덮개(110)로 BGA 기판(B)에 대응되는 메탈 마스크(120)를 장착하여 메탈 마스크(120)의 관통공을 통하여 BGA 기판(B)에 납볼(솔더볼)을 공급하는 순차적인 방법으로 BGA 기판 수리용 납볼(솔더볼)을 BGA 기판(B)에 부착(Rebaling)하는 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치를 형성하여 간단한 기구적 구성요소를 이용 기준 위치인 메탈 마스크 패턴과 BGA 기판(B)의 대응 위치 조절 어긋남을 한꺼번에 보정하여 작업(reballing)위치를 결정하는 방법으로 종래 기술에 비하여 용이하고 편리하면서도 정확하게 세팅 조작이 가능하고 회로 패턴에 맞춰 지정된 위치에 납볼을 정확하게 공급할 수 있어 작업 공수를 줄이면서 불량 없게 하는 생산성 향상 효과를 구현하게 된다

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

100:납볼 리볼링 장치
110:상부 덮개 111:메탈 마스크 고정 손잡이
112:메탈 마스크 삽입홈 113:메탈 마스크 안치턱
114:Y형 납볼 수납홈 115: 메탈 마스크 고정 프레임
116:나사공
120:메탈 마스크 121:나사공
122:납볼 관통공 123:조절나사
130:하부 몸체 131:기판 받침대
132:기판 지지대 134:로킹 손잡이
140:길이 조절 손잡이 141:수평 이송 스크류
142:안내봉 143:이동대
144:밀대
150:폭 조절 손잡이 151:베이스
152:나선 안내홈 153:이동대
154:밀대 155:안내봉
B:BGA 기판 S:납볼(솔더볼)

Claims (3)

1. 각종 규격, 배열 패턴의 단품으로 형성된 납볼 리볼링 장치를 각각 구비하지 않고도 하나의 장치로 납볼 장착 전 위치 조정, 납볼 공급 및 리볼링(Reballing) 공정을 통합 수행하여 BGA 기판상의 지정된 위치에 납볼을 부착하는 납볼 리볼링 장치로서, BGA 기판에 상응하는 크기 패턴의 메탈 마스크(120)를 착탈 교체식으로 구비하여 메탈 마스크(120)의 관통공을 통하여 BGA 기판에 납볼을 공급하는 상부 덮개(110)와 메탈 마스크(120)를 기준 위치로 회로 패턴에 맞춰 상호 일치하는 위치에 BGA 기판(B)을 중심에 형성된 기판받침대(131)의 기판 지지봉(132)에 얹어서 지지하되 거리 간격 조절 수단을 이용하여 BGA 기판(B) 규격에 맞춰 메탈 마스크(120)를 서로 1:1 대응 일치시켜 정렬하게 하는 하부 몸체(130)의 착탈 분리식으로 비지에이 기판용 납볼 리볼링 장치를 형성하되,
   상기 상부 덮개(110)에는 메탈 마스크 안치턱(113) 일단으로 솔더링 후 남은 잔여 솔더볼(S)을 가이드 집속 수용하고 또한 배출을 용이하게 안내하는 Y자형 납볼 수용홈(114)과 이에 대향되는 타단으로 조임 나사 형태의 메탈 마스크 고정 손잡이(111)가 각각 형성되고,
   상기 하부 몸체(130)는 메탈 마스크(120)를 기준 위치로 회로 패턴에 맞춰 상호 일치하는 위치에 BGA 기판(B)을 중심에 형성된 기판받침대(131)의 기판 지지봉(132)에 얹어서 지지하되 거리 간격 조절 수단으로서 중심 위치의 기판받침대(131)를 관통하는 이송 스크류(141) 양측의 대칭되는 위치로 상부에 밀대(144)가 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(143)를 이송 스크류(141) 및 안내봉(142)상에서 전후방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 미세하게 거리 간격을 조절하는 길이 조절 손잡이(140)를 이송 스크류(141) 일단에 구비하고,
   상기 중심 위치의 기판받침대(131) 저부로는 기판 받침대(131)에 일체로 축설된 베어링을 매개로 회전 운동을 수평운동으로 변환할 수 있게끔 설치된 기판받침대(131)를 관통하는 안내봉(152) 양측의 대칭되는 위치로 상부에 밀대(154)가 형성된 한쌍의 블록 형상 이동대(153)를 안내봉(152) 상에서 좌우방향으로 동시에 벌어지도록 밀거나 당기면서 동일거리 이동시켜 거리 간격을 조절하는 폭 조절 회전대(150)가 각각 구비되는 구성의 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치에 있어서,
   위치조절수단으로 상기 센터링 기능 폭 조절 회전대(150)와 미세하게 거리 간격을 조절하는 길이 조절 손잡이(140)가 유기적으로 결합되어 긴 변 짧은 변의 기판 규격에 관계없이 어떤 크기의 BGA 패키지도 하나의 안착부에 간편 용이한 상대적 위치 조정이 가능하게 구성됨을 특징으로 하는 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 하부 몸체(130)의 외측 일측면에는 상기 폭 조절 회전대(150)가 회전되지 못하게 하는 풀림 방지수단으로서 로킹 손잡이(134)가 구비됨을 특징으로 하는 비지에이 기판용 복합 위치 맞춤 구조의 납볼 리볼링 장치

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