KR102060126B1 - 볼 그리드 배열 지그 - Google Patents

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윤재호
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Abstract

본 발명은 볼 그리드 배열 지그에 관한 발명으로, 하부를 개구하는 챔버 형상으로 이루어져 공압수단과 연동하고 일측에는 공기를 흡입하는 제1에어홀(111)을 형성하는 진공부(110)와, 진공부(110)의 하부 플랜지(112)에 상응하는 상부 플랜지(121)를 형성하여 탈부착하고 하측면에는 솔더볼을 수용하는 다수의 픽업홀(122)을 형성하는 어태치플레이트(120)와, 진공부(110)의 하부 개구 내측에 장착하여 상기 어태치플레이트(120)와 평행하게 구비하고 다수의 제2에어홀(131)을 등간격으로 배치하여 통공하는 보조플레이트(130)와, 진공부(110)의 중심부에 장착하고 초음파를 발진하여 상기 어태치플레이트(120)를 공진시키는 초음파진동부(140)를 포함하여 구성함에 따라 지그의 구조를 대폭 간소화하고 공정효율 및 생산성을 현저히 향상하는 것이 특징이다.

Description

볼 그리드 배열 지그{JIG FOR BALL GRID ARRAY}
본 발명은 볼 그리드 배열 지그에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 PCB의 배면에 볼 형태의 납땜을 배열하도록 이루어지는 지그를 구성함에 있어 종래 기술과 차별된 구성 및 소재를 통해 그 구조를 대폭 간소화하고 공정효율을 현저히 개선하도록 하는 BGA용 지그에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 회로부품을 기판에 실장하는 공법은 크게 삽입실장, 표면실장, 및 혼재실장 공법으로 구분한다. 그 중에서도 표면실장공법은 기판의 표면 및 배면의 전극에 전자부품을 직접 실장하는 공법으로 볼 그리드 배열(이하, BGA) 역시 이에 속한다.
BGA는 반도체의 베어칩을 표면에 탑재한 기판의 배면에 볼 형태의 납땜(이하, 솔더볼)을 부착하여 반구형 납땜단자를 배열함으로써 리드를 대신하는 표면 실장형 패키지이다. 기존에 칩 패키지의 모서리에서 L자형 리드 핀들이 구비되는 QFP 방식에 비해 실장면적이 작고 리드 불량이 적은 이점이 있어 주로 200핀 이상의 대규모 집적회로(LSI)용 패키지의 단자에 납땜을 하는데 활용된다.
이와 같은 BGA 공법에 의해 솔더볼을 배열하는 장치의 구성을 공지된 기술을 통해 개략적으로 살펴보면, 일례로서 한국공개특허 제 10 - 1998 - 0082346 호에는 인쇄회로기판으로부터 소정거리 이격되어 형성된 몸체와, 몸체상에 형성된 다수개의 솔더볼 홀과, 솔더볼 홀과 연결된 상태로 몸통을 관통하는 다수개의 흡입관과, 흡입관을 통해 솔더볼 홀 주변의 공기를 흡착하는 진공부를 포함하여 인쇄회로기판에 솔더볼을 부착하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치를 구성한다.
다른 예로서, 한국등록특허 제 10 - 0326524 호에는 다수의 접점용 볼이 담긴 볼공급통과, 볼공급통에서 볼을 픽업하여 IC회로기판의 배면에 안착시키는 픽업기구로 이루어진 볼그리드어레이 반도체칩 제조용 볼 공급장치에 있어서, 볼공급통은 저면에 에어분사공이 형성되고 상면에는 볼이 통과하여 픽업기구로 공급될 수 있도록 하는 볼공급공이 형성된 폐쇄된 구조의 볼수용부를 포함하고, 픽업기구는 저면이 볼공급통의 상면과 볼의 직경보다 작은 간격만큼 이격되고 그 저면에 볼의 부착패턴과 동일한 패턴의 통공이 형성된 진공챔버로 구성되며, 볼공급공은 한번에 하나의 볼만이 통과할 수 있는 지름으로 구성되며 픽업기구의 통공과 동일한 패턴으로 형성되어, 에어분사공을 통해 공급되는 에어의 압력에 의해 부상된 볼은 볼공급통을 통해 픽업기구의 통공에 한번에 하나씩 공급되어 흡착되도록 하는 볼그리드어레이 반도체칩 제조용 볼 공급장치를 구성한다.
또 다른 예로서, 한국공개특허 제 10 - 2003 - 0015109 호에는 개별적인 정렬을 위한 소정의 플레이트에 복수의 솔더볼을 각각 진공에 의해 흡입부착하여 배열시키는 단계와, 배열된 솔더볼을 전달받아 복수의 부착핀들에 각각 흡입부착시키는 단계와, 솔더볼을 부착하기 위한 소정의 위치로 이동시키는 단계와, 이송된 솔더볼을 소정 위치에 정조준한 후 부착핀들로부터 배출이탈시켜 부착시키는 부착단계를 포함하는 비지에이 패키지의 볼부착방법을 구성한다.
한편, 상기와 같이 공압에 의해 솔더볼을 배열하는 장치들 중에는 솔더볼을 흡입부착 후 공압을 제거한 상태에서 배출이탈이 용이하도록 핀 무빙 시스템을 적용하여 솔더볼을 강제 낙하하는 구성을 탑재한다. 도 5 내지 도 6을 참고하여 그 구성을 살펴보면, 솔더볼을 통과하는 홀을 형성하는 플레이트(10)와, 플레이트의 상부에서 공압에 의해 솔더볼을 흡입하는 진공모듈(20)과, 실린더(31) 및 스토퍼(32)를 홀더(33)에 장착하여 피스톤을 일정 높이로 승강하는 승강모듈과, 진공모듈의 하부에서 승강모듈과 연동하는 승강대(40)에 장착하고 플레이트의 홀 내부로 출입하여 솔더볼을 드롭시키는 이젝트핀(50)과, 플레이트의 상부에서 이젝트핀을 출입하는 지지모듈(60)을 포함하여 구성한다.
한국공개특허 제 10 - 1998 - 0082346 호 (1998.12.05) 한국등록특허 제 10 - 0326524 호 (2002.03.12) 한국공개특허 제 10 - 2003 - 0015109 호 (2003.02.20) 한국공개특허 제 10 - 1998 - 0050432 호 (1998.09.15)
종래 기술이 적용되는 볼 그리드 배열 장치는 다수의 솔더볼 홀을 형성하는 소정의 플레이트와 공압을 형성하는 진공모듈을 구비함으로써 솔더볼 홀에 솔더볼을 하나씩 흡입하여 픽업하고 공압을 제거하여 기판상에 부착하는 형태로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술의 BGA 장치는 솔더볼 홀 내로 흡입되어 픽업된 솔더볼이 공압의 단순 제거만으로는 정전기의 발생 등으로 인해 솔더볼 홀 내에서 쉽게 배출되지 못하는 현상이 빈번히 발생하며, 이는 결국 솔더볼이 기판상에 부착되지 못하거나 일부만 부착되는 문제를 야기하여 LSI의 제조시 불량률을 현저히 증대하는 치명적인 문제를 초래하게 된다.
상기와 같은 문제를 극복하기 위하여 또 다른 종래 기술에서는 BGA 장치에 핀 무빙 시스템을 적용하고 있다. 핀 무빙 시스템은 솔더볼 홀 내부에서 승강 작동하는 핀을 설치하여 솔더볼 내에 흡입된 솔더볼을 하나씩 강제로 밀어내는 방식으로 기판에 부착하는 형태로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술의 BGA 장치는 실린더, 스토퍼, 승강대, 이젝트핀 등의 다수의 부품으로 이루어지는 핀 무빙 시스템을 별도 설계하여 탑재함에 따라 제조비용의 증대가 불가피하고 장치의 구조가 매우 복잡해지는 단점이 있다.
또한, 종래 기술은 이젝트핀을 솔더볼 홀 내에 설치하여 승강시키기 위한 일련의 결합구조로 인해 플레이트의 두께 및 중량을 현저히 증대시키므로 공정의 자동제어나 부품 교체와 같은 유지보수 및 관리상의 어려움을 수반함은 물론, 핀 무빙 공정의 추가로 인해 솔더볼을 기판에 부착하는 납땜 공정이 복잡해지는 문제를 야기하는 문제점이 있다.
아울러, 상기와 같은 종래 기술의 BGA 장치는 솔더볼을 픽업하는 플레이트가 일반적인 기계구조용 강재 또는 합금재로 이루어지므로 솔더볼을 흡입하는 과정에서 정전기가 발생하여 배출을 어렵게 하고, 특히 솔더볼 홀을 가공 형성시 발생하는 버(Burr)로 인해 홀 주변 틈새로 공기가 흡입되어 다수의 솔더볼이 홀 주변에 들러붙는 일종의 포도송이 현상이 야기된다.
이러한 현상은 결국 납땜 공정의 불량률을 증대하여 공정효율을 저하시킴은 물론 검사공정의 정확도 및 신뢰도를 도출하기 어려운 등 BGA 공정 전반의 생산성을 저해하는 결과를 초래한다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
하부를 개구하는 챔버 형상으로 이루어져 공압수단과 연동하고 일측에는 공기를 흡입하는 제1에어홀(111)을 형성하는 진공부(110)와,
상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)에 상응하는 상부 플랜지(121)를 형성하여 탈부착하고 하측면에는 솔더볼을 수용하는 다수의 픽업홀(122)을 형성하는 어태치플레이트(120)와,
상기 진공부(110)의 하부 개구 내측에 장착하여 상기 어태치플레이트(120)와 평행하게 구비하고 다수의 제2에어홀(131)을 등간격으로 배치하여 통공하는 보조플레이트(130)와,
상기 진공부(110)의 중심부에 장착하고 초음파를 발진하여 상기 어태치플레이트(120)를 공진시키는 초음파진동부(140)를 포함하여 구성함으로써 지그의 구조를 대폭 간소화하고 공정효율 및 생산성을 현저히 향상할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 전자 회로부품을 기판에 실장하도록 솔더볼을 기판에 배열하는 BGA 장치를 구성함에 있어, 종래 단순 공압을 흡입 및 제거하여 솔더볼을 기판에 부착하는 방식의 BGA 장치 및 핀 무빙 시스템을 적용하는 BGA 장치와 차별된 소재 및 구성으로 이루어짐에 따라 종래에 비해 그 구조를 간소화하면서도 공정효율을 현저히 개선하는 볼 그리드 배열 지그를 제공한다.
즉, 본 발명은 내전성 및 가공성이 우수한 그라파이트 소재를 플레이트에 적용하여 솔더볼의 흡입시 정전기나 포도송이 현상과 같은 문제를 원천적으로 배제함으로써 불량률을 현저히 저감하고 비전검사공정에서의 검사 정확도를 현저히 향상할 수 있다.
또한, 초음파 진동 방식의 솔더볼 배출 구성을 탑재하여 다수의 부품에 의한 복잡한 결합구조를 가지는 핀 무빙 시스템을 제거함으로써 추가 시스템 탑재에 따른 제조비용을 절감함은 물론, 간소화된 구조에 의해 자동제어공정에 유리한 이점을 가지며, 픽업홀의 미세화가 가능하여 미세 솔더볼을 적용할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 마그네틱 방식에 의한 장치간 탈부착 구조를 구현함으로써 부품의 교체 및 관리상의 용이성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그의 상, 하부 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그의 정면 단면도.
도 5 내지 도 6은 종래 기술에 따른 BGA 장치의 사시도 및 분해 사시도.
이하, 본 발명의 볼 그리드 배열 지그의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그의 상, 하부 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그의 분해 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그의 정면 단면도, 도 5 내지 도 6은 종래 기술에 따른 BGA 장치의 사시도 및 분해 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 기술이 적용되는 볼 그리드 배열 지그는 전자 회로부품을 기판에 실장하는 표면실장공법에서 PCB의 배면에 솔더볼을 배열하도록 이루어지는 지그를 구성함에 있어 종래 기술과 차별된 구성 및 소재를 통해 그 구조를 대폭 간소화하고 공정효율을 현저히 개선하도록 하는 BGA용 지그에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 볼 그리드 배열 지그는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 진공부(110)와 어태치플레이트(120)를 구비하여 탈착 가능하도록 결합하고 그 내부 및 일측에는 보조플레이트(130) 및 초음파진동부(140)를 결합하여 구성하며 구체적으로는 하기와 같다.
상기 진공부(110)는 하부를 개구하는 챔버 형상으로 이루어져 공압수단과 연동하고 일측에는 공기를 흡입하는 제1에어홀(111)을 형성하여 구성한다.
상기 진공부(110)는 일측에 마련된 공압수단(미도시)에 의해 공기를 흡입하도록 구성한다. 상기 제1에어홀(111)은 공압수단의 작동시 챔버 내부로 공기의 흡입이 이루어지도록 측면부 및 상측에 복수를 마련한다.
상기 진공부(110)는 4측면 및 상측면을 가지는 챔버 형상으로 이루어지는바, 내부 및 상측에 각각 보조플레이트(130) 및 초음파진동부(140)를 탑재하도록 제1결합부(114)와 제2결합부(115)를 형성한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1결합부(114)는 진공부(110)의 하부 개구의 내측에서 상기 보조플레이트(130)를 안착하여 하부 플랜지(112)와 동일 높이로 위치시키도록 구비한다.
상기 제1결합부(114)는 진공부(110)의 하부 플랜지(112) 내측을 따라서 보조플레이트(130)의 두께에 상응하는 높이로 요입하여 형성한다. 즉, 상기 제1결합부(114)에 안착된 보조플레이트(130)는 진공부(110)의 하부 플랜지(112)와 동일 높이에서 하기 어태치플레이트(120)에 당접하도록 구비된다. 상기 제1결합부(114)는 진공부(110)와 어태치플레이트(120)의 사이에 보조플레이트(130)를 유격 없이 장착하여 초음파진동부(140)의 작동 시 진동을 효과적으로 전달하면서 보조플레이트(130)의 요동을 배제하도록 구성한다.
상기 제2결합부(115)는 상부 중심에서 내측으로 상기 초음파진동부(140)를 장착하되 상기 제1결합부(114)에 안착된 보조플레이트(130)에 당접하도록 형성한다.
상기 제2결합부(115)는 진공부(110)의 상측면 중심에서 하기 초음파진동부(140)의 진동자를 취부하도록 소정의 '∪' 형상으로 요입하여 형성하되, 도 4에 도시한 바와 같이 그 내측 하단면과 상기 제1결합부(114)가 동일 높이에 위치하도록 형성한다. 즉, 상기 제1결합부(114)에 안착된 보조플레이트(130)의 일측면과 상기 제2결합부(115)는 상호 당접하도록 구비된다. 상기 제2결합부(115)는 진공부(110)의 상측에서 초음파진동부(140)를 장착하되 그 진동을 보조플레이트(130)를 통해서 어태치플레이트(120)에 더욱 효과적으로 전달하도록 구성한다.
상기 어태치플레이트(120)는 상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)에 상응하는 상부 플랜지(121)를 형성하여 탈부착하고 하측면에는 솔더볼을 수용하는 다수의 픽업홀(122)을 형성하도록 구성한다.
상기 어태치플레이트(120)는 진공부(110)와 연동하여 공압에 의해 하측으로부터 솔더볼을 픽업 및 낙하하도록 구성한다. 상기 픽업홀(122)은 솔더볼의 직경에 상응하는 하부홀과 솔더볼의 직경보다 작인 내경을 가지는 상부홀을 관통 형성한다. 일반적으로 BGA에 사용되는 솔더볼의 직경은 회로기판에 따라서 수 밀리미터에서 미세 솔더볼의 경우 수 마이크로미터 수준으로 다양한바, 본 발명의 볼 그리드 배열 지그에는 종래 기술에서와 같은 이젝트핀 구성을 배제하므로 상기 픽업홀(122)의 미세화 역시 가능하다 할 것이다.
상기 어태치플레이트(120)는 기판상에 솔더볼의 배치 설계 및 픽업홀(122)의 직경에 따라서 다양한 종류를 구비하여 상기 진공부(110)에 교체식으로 탈부착하도록 구성하며, 이에 관해서는 후술한다.
본 발명의 볼 그리드 배열 지그는 상기 어태치플레이트(120) 일체를 그라파이트 소재로 구성한다.
종래의 BGA 장치에 적용되는 플레이트는 전기저항 및 정밀 가공성이 취약한 기계구조용 강재 또는 합금재로 이루어지는 것에 비해, 본 발명의 상기 어태치플레이트(120)는 전기저항이 1000~1500μohm.cm 범위를 가지는 그라파이트 소재로 구성함으로써 솔더볼을 픽업 시 정전기의 발생을 방지하고 소재의 높은 가공성에 따라 픽업홀(122) 주변에 버(Burr)나 틈새 발생 문제를 해소하여 다수의 솔더볼이 흡입되는 포도송이 현상 역시 배제하도록 구성한다.
상기 보조플레이트(130)는 상기 진공부(110)의 하부 개구 내측에 장착하여 상기 어태치플레이트(120)와 평행하게 구비하고 다수의 제2에어홀(131)을 등간격으로 배치하여 통공하도록 구성한다.
상기 보조플레이트(130)는 상기 진공부(110) 내로 공기를 흡입시 상기 어태치플레이트(120)의 표면 전반에 걸쳐 공압을 균등한 압력으로 분산시켜 흡입하도록 구성한다. 보조플레이트(130)는 상기 제1결합부(114)에 안착되는바, 보조플레이트(130)의 상측 진공부(110)와 하측 어태치플레이트(120) 사이에서 제2에어홀(131)에 의해 기류를 안정적으로 형성되어 어태치플레이트(120)의 전반에 형성된 다수의 픽업홀(122)에 솔더볼이 균등한 압력으로 픽업 또는 낙하되도록 구성한다.
상기 초음파진동부(140)는 상기 진공부(110)의 중심부에 장착하고 초음파를 발진하여 상기 어태치플레이트(120)를 공진시키도록 구성한다.
상기 초음파진동부(140)는 전기신호를 초음파신호로 변환하는 발진기와, 공진 주파수를 발진하는 진동자를 탑재하여 상기 진공부(110)의 제2결합부(115)에 장착한다. 상기 초음파진동부(140)는 진공부(110)에 공기를 흡입하는 공압수단의 미작동 상태에서 작동을 인가하여 약 40~45KHz의 공진 주파수를 발진하도록 구비한다. 상기 초음파진동부(140)는 상기 진공부(110) 및 보조플레이트(130)를 거쳐 어태치플레이트(120)를 공진시킴으로써 픽업홀(122)에 픽업된 상태의 솔더볼을 낙하시키도록 구성한다.
한편, 본 발명의 볼 그리드 배열 지그는 작업 대상이 되는 기판 또는 솔더볼의 종류에 따라서 상기 어태치플레이트(120) 및 그 내부의 보조플레이트(130)의 교체가 용이하도록 상기 어태치플레이트(120)에 탈착부(123)를 구비한다.
상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)는 금속재로 구성하고 상기 탈착부(123)는 어태치플레이트(120)의 상부 플랜지(121)에 마그네틱 소재로 이루어진 복수를 구비한다. 상기 하부 플랜지(112)와 탈착부(123)는 자성에 의해 양측을 상호 기밀하게 부착함으로써 별도의 체결수단을 배제하도록 구성한다.
상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)와 상기 어태치플레이트(120)의 상부 플랜지(121)에는 각각 상호 대향하는 위치에 가이드홈(125) 및 가이드핀(116)을 구비하여 상호 결속하도록 구성한다. 따라서, 상기 금속재인 상기 진공부(110)와 그라파이트 소재인 상기 어태치플레이트(120)가 가이드홈(125) 및 가이드핀(116)에 의해 정위치에서 상기 마그네틱 소재의 탈착부(123)에 의해 결합 가능하도록 구성한다.
상기 어태치플레이트(120)의 일측에는 탈착홈(124)을 요입하여 상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)로부터 탈착부(123)를 이탈하도록 구성한다.
상기 탈착홈(124)은 자력에 의해 상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)에 탈부착되는 상기 어태치플레이트(120)를 분리 또는 결합하도록 어태치플레이트(120)의 일측에서 작업자 또는 보조장치에 의한 지지구조를 형성하도록 구비한다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 볼 그리드 배열 지그의 작동 상태를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다. 이하의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
본 발명의 볼 그리드 배열 지그에 의해 솔더볼을 픽업하는 과정을 살펴보면, 진공부(110)의 일측에 마련된 공압수단을 가동하여 공기를 흡입한다. 흡입력에 의해 진공부(110)의 하부에 결합된 어태치플레이트(120)의 픽업홀(122)을 통해 공기가 흡입되며, 이때 진공부(110)와 어태치플레이트(120) 사이에 장착된 보조플레이트(130)에는 제2에어홀(131)이 등간격으로 배치되므로 픽업홀(122) 전반에 걸쳐 균등한 기류 및 압력으로 공기가 흡입된다. 또한, 본 발명의 상기 어태치플레이트(120)는 높은 전기저항력을 가지는 그라파이트 소재로 이루어지므로 정전기의 발생이나 다수의 솔더볼이 픽업홀(122)에 들러붙는 포도송이 현상이 방지된다.
상기 어태피플레이트의 픽업홀(122)에 솔더볼이 수용되는바, 상기 진공부(110)의 제1에어홀(111)을 통해서 흡입력을 유지한 상태로 볼 그리드 배열 지그를 기판의 상측으로 이동하여 위치한다.
상기와 같이 볼 그리드 배열 지그에 의해 솔더볼이 픽업되면, 비전검사기를 통해 솔더볼의 픽업상태 불량 유무를 검사한다.
본 발명의 볼 그리드 배열 지그에 의해 픽업된 솔더볼을 기판에 부착하는 과정을 살펴보면, 진공부(110)의 일측에 마련된 공압수단의 가동을 중단한다. 공압의 제거에 의해 진공부(110)의 하부에 결합된 어태치플레이트(120)의 픽업홀(122)에서 공기의 흡입이 중단된다.
이와 동시에, 상기 진공부(110)의 제2결합부(115)에 장착된 초음파진동부(140)를 가동한다. 상기 초음파진동부(140)는 약 42KHz의 공진 주파수로 발진하여 진공부(110)와 제1결합부(114)에 결합된 보조플레이트(130)를 거쳐 어태치플레이트(120)를 공진시킨다. 따라서, 픽업홀(122)에 수용된 상태의 솔더볼은 초음파진동부(140)로부터 전달되는 진동에 의해 픽업홀(122)로부터 낙하하고 기판 상에 부착된다.
한편, 본 발명의 볼 그리드 배열 지그에서 상기 어태치플레이트(120)를 교체 시에는, 어태치플레이트(120)의 일측에 마련된 탈착홈(124)에 금속재로 이루어진 상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)와 상기 어태치플레이트(120)의 마그네틱 소재의 탈착부(123) 상간에 작용하는 자력 이상의 힘을 가하여 하부 플랜지(112)로부터 어태치플레이트(120)의 탈착부(123)를 이탈한다. 재결합시에는 진공부(110)의 하부 플랜지(112)에 구비하는 가이드핀(116)이 어태치플레이트(120)의 상부 플랜지(121)에 구비하는 가이드홈(125)에 결속되어 정위치된 상태에서 탈착부(123)를 자성에 의해 기밀하게 결합한다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 볼 그리드 배열 지그는 종래의 BGA 장치와 차별된 소재와, 솔더볼의 배출 구성, 및 결합구조를 탑재함에 따라 지그의 구조를 대폭 간소화하면서도 공정효율을 현저히 개선하는 볼 그리드 배열 지그를 제공한다.
따라서, 본 발명의 볼 그리드 배열 지그는 내전성 및 가공성이 우수한 그라파이트 소재를 어태치플레이트(120)에 적용하여 종래 솔더볼의 흡입시 정전기나 포도송이 현상과 같은 문제를 원천적으로 배제함으로써 불량률을 현저히 저감하여 생산성 향상을 도모할 수 있다.
특히, 본 발명은 초음파진동부(140)에 의한 솔더볼 배출 구성을 탑재함으로써 종래 BGA 장치에 적용되는 핀 무빙 시스템을 제거하여 제조비용을 절감하고 작동 구조가 간소화된 지그를 제공하여 자동제어공정에 유리한 이점을 가지며 이젝트핀의 제거로 인해 픽업홀(122)의 미세화가 가능한 이점을 가진다.
아울러, 상기 진공부(110)와 어태치플레이트(120) 간에 마그네틱 방식에 의한 탈부착 구조를 구현함으로써 부품의 교체와 같은 유지보수 및 관리상의 용이성을 확보할 수 있는 등의 다양한 효과가 있으므로 산업상 이용 가능성이 매우 클 것으로 기대된다.
110: 진공부
111: 제1에어홀
112: 하부 플랜지
114: 제1결합부
115: 제2결합부
116: 가이드핀
120: 어태치플레이트
121: 상부 플랜지
122: 픽업홀
123: 탈착부
124: 탈착홈
125: 가이드홈
130: 보조플레이트
131: 제2에어홀
140: 초음파진동부

Claims (4)

  1. 하부를 개구하는 챔버 형상으로 이루어져 공압수단과 연동하고 일측에는 공기를 흡입하는 제1에어홀(111)을 형성하는 진공부(110)와,
    상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)에 상응하는 상부 플랜지(121)를 형성하여 탈부착하고 하측면에는 솔더볼을 수용하는 다수의 픽업홀(122)을 형성하는 어태치플레이트(120)와,
    상기 진공부(110)의 하부 개구 내측에 장착하여 상기 어태치플레이트(120)와 평행하게 구비하고 다수의 제2에어홀(131)을 등간격으로 배치하여 통공하는 보조플레이트(130)와,
    상기 진공부(110)의 중심부에 장착하고 초음파를 발진하여 상기 어태치플레이트(120)를 공진시키는 초음파진동부(140)를 포함하고,
    상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)는 금속재로 구성하고 상기 어태치플레이트(120)의 상부 플랜지(121)에는 마그네틱 소재로 이루어진 복수의 탈착부(123)를 구비하여 자성에 의해 상호 기밀하게 부착하고,
    상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)와 상기 어태치플레이트(120)의 상부 플랜지(121)에는 각각 상호 대향하는 위치에 가이드홈(125) 및 가이드핀(116)을 구비하여 상호 결속하고,
    상기 어태치플레이트(120)의 일측에는 탈착홈(124)을 요입하여 상기 진공부(110)의 하부 플랜지(112)로부터 탈착부(123)를 이탈하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 배열 지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공부(110)에는,
    하부 개구의 내측에서 상기 보조플레이트(130)를 안착하여 하부 플랜지(112)와 동일 높이로 위치시키는 제1결합부(114)와,
    상부 중심에서 내측으로 상기 초음파진동부(140)를 장착하되 상기 제1결합부(114)에 안착된 보조플레이트(130)에 당접하도록 형성하는 제2결합부(115)를 구비하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 배열 지그.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어태치플레이트(120)는 일체를 그라파이트 소재로 구성하되 전기저항이 1000~1500μohm.cm 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 배열 지그.
  4. 삭제
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980050432A (ko) 1996-12-20 1998-09-15 김영환 볼 그리드 어레이(bga)볼 부착 방법
KR19980082346A (ko) 1997-05-06 1998-12-05 윤종용 Bga 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치
KR100326524B1 (ko) 1999-05-13 2002-03-12 김종기 볼그리드어레이 반도체칩 제조용 볼 공급장치
JP2002151536A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Ueno Seiki Kk 微小金属球搭載方法及び装置
KR20030015109A (ko) 2001-08-13 2003-02-20 주식회사 로코스텍 솔더볼 부착장비의 볼멀티노즐과 비지에이 패키지의 볼부착방법
JP2006302973A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Nippon Steel Corp ボール搭載装置のボール配列ヘッド

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980050432A (ko) 1996-12-20 1998-09-15 김영환 볼 그리드 어레이(bga)볼 부착 방법
KR19980082346A (ko) 1997-05-06 1998-12-05 윤종용 Bga 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치
KR100326524B1 (ko) 1999-05-13 2002-03-12 김종기 볼그리드어레이 반도체칩 제조용 볼 공급장치
JP2002151536A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Ueno Seiki Kk 微小金属球搭載方法及び装置
KR20030015109A (ko) 2001-08-13 2003-02-20 주식회사 로코스텍 솔더볼 부착장비의 볼멀티노즐과 비지에이 패키지의 볼부착방법
JP2006302973A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Nippon Steel Corp ボール搭載装置のボール配列ヘッド

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