KR102078936B1

KR102078936B1 - 도전성 볼 탑재 방법

Info

Publication number: KR102078936B1
Application number: KR1020180135516A
Authority: KR
Inventors: 고윤성; 요시아키 유키모리
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-02-19
Also published as: CN111162010A; JP6770122B2; US10804240B2; US20200144220A1; JP2020077836A; TW202019251A; TWI699146B

Abstract

본 발명은 도전성 볼 탑재 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스크에 형성된 마운팅 홀을 통해 도전성 볼을 기판에 탑재하는 공정을 수행함에 있어서 공정 불량의 발생을 방지할 수 있고 매우 작은 크기의 도전성 볼도 효과적으로 기판에 탑재할 수 있는 도전성 볼 탑재 방법에 관한 것이다.
본 발명의 도전성 볼 탑재 방법은 마스크의 변형을 방지하여 도전성 볼의 누락 없이 높은 품질로 도전성 볼 탑재 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 도전성 볼 탑재 방법은 매우 작은 크기의 도전성 볼의 기판에 탑재하는 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

도전성 볼 탑재 방법{Method of Mounting Conductive Ball}

본 발명은 도전성 볼 탑재 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스크에 형성된 마운팅 홀을 통해 도전성 볼을 기판에 탑재하는 공정을 수행함에 있어서 공정 불량의 발생을 방지할 수 있고 매우 작은 크기의 도전성 볼도 효과적으로 기판에 탑재할 수 있는 도전성 볼 탑재 방법에 관한 것이다.

LSI(Large Scale Integration), LCD(Liquid Crystal Display)를 비롯한 반도체 장치 등을 실장할 때 전기적인 접속을 위해서 솔더 볼(solder ball)과 같은 도전성 볼을 이용하는 경우가 많다.

직경이 1mm 정도 이하인 미세한 입자 형태의 도전성 볼을 기판에 탑재하여 기판의 전기적 실장에 사용한다. 통상 마운팅 홀이 형성된 마스크를 플럭스가 인쇄된 기판 위에 배치하고, 도전성 볼을 마운팅 홀을 통해 기판에 전달하여 플럭스에 의해 임시 접착시키는 방법으로 도전성 볼을 기판에 실장한다.

최근에는 반도체 장치가 집적화되고 소형화되면서 도전성 볼의 크기도 매우 작아지고 마스크를 이용하여 한번에 마운팅하는 도전성 볼의 개수도 매우 증가하였다.

이에 따라 100㎛ 보다 작은 크기의 도전성 볼을 수만개 또는 수십만개 이상 마스크를 통해 기판에 실장하는 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 도전성 볼 탑재 방법이 필요하게 되었다.

이와 같이 작은 크기의 도전성 볼을 마운팅하는 경우 도전성 볼의 크기와 유사한 두께를 가진 마스크 사용하게 된다. 이와 같이 얇은 두께의 마스크를 사용하는 경우 마스크의 마운팅 홀에 도전성 볼이 마운팅되지 않는 불량이 발생할 가능성이 높아진다. 또한 마운팅 홀에 도전성 볼을 마운팅하는 시간도 늘어나게 된다.

따라서, 빠른 속도로 마스크의 마운팅 홀에 도전성 볼을 탑재하면서도 도전성 볼이 마운팅 홀에 탑재되지 않는 불량의 발생 가능성을 낮출 수 있는 도전성 볼 탑재 방법이 필요하게 되었다.

이와 같이 얇은 마스크를 사용하는 경우 마스크가 휘어지는 변형이 일어나기 쉽다. 또한 마스크의 하측에 배치되는 기판 역시 휘어지기 쉬운 구조이다. 이와 같이 기판과 마스크가 휘어져 변형되면 기판과 마스크 사이에 갭이 발생하여 마운팅 홀에 탑재된 도전성 볼이 갭을 통해 빠져나가 버리는 불량이 발생할 수 있다. 이와 같이 마운팅 홀 주변에 존재할 수 있는 기판과 마스크 사이의 갭을 통해 도전성 볼이 빠져나가 버리는 것도 공정 불량의 원인이 된다. 또한 이와 같은 갭으로 인해 하나의 마운팅 홀에 도전성 볼이 두 개 탑재되는 불량이 발생할 수도 있다.

이와 같은 불량이 발생하지 않도록 마스크의 변형을 방지하면서도 다수의 소형 도전성 볼을 마스크를 통해 빠르게 기판에 실장할 수 있는 도전성 볼 탑재 방법이 필요하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로, 작은 크기의 도전성 볼을 누락하지 않고 빠르게 기판에 실장할 수 있는 도전성 볼 탑재 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 도전성 볼 탑재 방법은, (a) 도전성 볼이 탑재되도록 형성된 다수의 마운팅 홀을 구비하는 마스크를 마련하여 수평으로 고정하는 단계; (b) 상기 마스크의 하면에 접촉하여 각 마운팅 홀의 하부를 막을 수 있도록 상면이 평판 형태로 형성된 지지 플레이트를 상기 마스크의 하면에 접촉시켜 상기 마스크를 지지하는 단계; (c) 마운팅 유닛을 이용하여 상기 마스크의 마운팅 홀에 상기 도전성 볼을 탑재하는 단계; (d) 상기 도전성 볼이 탑재된 마스크의 상면에 홀딩 유닛을 접촉시켜 상기 홀딩 유닛에 의해 상기 마스크의 각 마운팅 홀에 탑재된 도전성 볼이 상기 마운팅 홀에 탑재된 상태로 유지시키는 단계; (e) 상기 (d) 단계를 수행하면서 이송 유닛에 의해 상기 마스크와 지지 플레이트와 플럭스가 도포된 기판 중 적어도 하나를 이송하여 상기 마스크의 하측에 상기 기판을 배치시키는 단계; 및 (f) 제어부에 의해 상기 홀딩 유닛의 작동을 중지시켜 상기 마스크의 마운팅 홀에 탑재된 상기 도전성 볼을 상기 기판 위로 떨어뜨리는 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명의 도전성 볼 탑재 방법은 마스크의 변형을 방지하여 도전성 볼의 누락 없이 높은 품질로 도전성 볼 탑재 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 도전성 볼 탑재 방법은 매우 작은 크기의 도전성 볼의 기판에 탑재하는 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도전성 볼 탑재 방법의 일례를 실시하기 위한 도전성 볼 탑재 장치의 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 도전성 볼 탑재 장치를 이용하여 본 발명에 따른 도전성 볼 탑재 방법의 일례를 실시하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5와 대응하는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 도전성 볼 탑재 방법을 실시하기 위한 도전성 볼 탑재 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 도전성 볼 탑재 방법의 일례를 실시하기 위한 도전성 볼 탑재 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 도전성 볼 탑재 방법을 실시하기 위한 도전성 볼 탑재 장치는 마스크(100)와 지지 플레이트(200)와 마운팅 유닛(300)과 홀딩 유닛(400)을 포함하여 이루어진다.

마스크(100)는 얇은 금속 평판 형태로 형성된다. 마스크(100)에는 다수의 마운팅 홀(101)이 형성된다. 기판(10)에 도전성 볼(B)을 실장하기 위해서 마스크(100)를 사용한다. 기판(10)에 도전성 볼(B)을 실장하고자 하는 위치와 대응하는 위치의 마스크(100)에 마운팅 홀(101)이 형성된다. 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 두 개 이상의 도전성 볼(B)이 탑재되는 것을 방지하기 위하여 마스크(100)의 두께는 대략적으로 도전성 볼(B)의 지름과 유사하거나 조금 크게 형성된다.

지지 플레이트(200)는 마스크(100)의 하측에 배치된다. 지지 플레이트(200)는 후술하는 이송 유닛(500)에 의해 마스크(100)에 대해 상대 이동 가능하도록 설치된다. 지지 플레이트(200)는 마스크(100)의 하면에 접촉하는 위치에 배치되어 마스크(100)의 하면을 지지하게 된다. 마스크(100)는 두께에 비해 매우 넓은 형태로 형성되어 있으므로 자중에 의해 하측으로 변형되기 쉬운 구조로 되어 있다. 지지 플레이트(200)는 마스크(100) 하면에 접촉한 상태로 마스크(100)를 지지하여 마스크(100)의 변형을 방지하는 역할을 한다. 또한, 지지 플레이트(200)가 마스크(100)의 하면에 접촉하면 마스크(100)에 형성된 마운팅 홀(101)의 하부를 막는 역할을 한다. 결과적으로, 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 탑재되는 도전성 볼(B)이 지지 플레이트(200)에 의해 하측으로 빠지지 않고 마운팅 홀(101)에 수용된 상태가 유지된다.

본 실시예의 지지 플레이트(200)는 발광부(201)와 다공성 재질의 제1흡착 부재(210)를 구비한다. 제1흡착 부재(210)는 평판 형태로 형성되어 마스크(100)의 하면에 접촉하도록 배치된다. 제1흡착 부재(210)에 진공 펌프가 연결되면, 마운팅 홀(101)에 하측 방향으로 흐르는 공기의 흐름이 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)이 탑재되는 것을 유도한다. 또한, 제1흡착 부재(210)는 도전성 볼(B)이 마운팅 홀(101)에서 빠져 나가지 않고 마운팅 홀(101)에 수용된 상태로 제1흡착 부재(210)에 붙어 있도록 한다. 본 실시예의 경우 지지 플레이트(200)의 제1흡착 부재(210)는 투명 재질로 형성된다. 지지 플레이트(200)의 발광부(201)는 LED 램프로 구성된다. 발광부(201)에서 빛을 발생시키면 투명 재질의 제1흡착 부재(210)를 통해서 빛이 전달되어 마스크(100)의 하면과 마운팅 홀(101)을 비추게 된다.

마운팅 유닛(300)은 마스크(100)의 상측에 배치된다. 마운팅 유닛(300)은 이송 유닛(500)에 의해 수평 방향으로 이송된다. 본 실시예의 경우 사이클론 헤드 형상의 마운팅 유닛(300)이 사용된다. 사이클론 헤드는 원통형 챔버 내부에 다수의 도전성 볼(B)이 수용되고, 그 챔버 내부로 압축 공기가 분사되는 구조로 구성된다. 본 실시예의 경우 공지된 다양한 구조의 사이클론 헤드가 마운팅 유닛(300)으로 사용될 수 있다. 마운팅 유닛(300)이 마스크(100)의 상면을 따라 움직이면 마운팅 유닛(300)의 챔버 내부에 수용된 도전성 볼(B)이 임의의 방향으로 움직이다가 마운팅 유닛(300) 하측의 마운팅 홀(101)에 탑재된다. 경우에 따라서는 사이클론 헤드와 다른 구조를 가진 마운팅 유닛을 사용하는 것도 가능하다. 마스크(100)에 대해 움직이는 브러시나 스퀴지 등을 구비한 형태의 마운팅 유닛을 사용하여 마스크(100)에 도전성 볼(B)을 탑재하도록 구성하는 것도 가능하다.

홀딩 유닛(400)은 마스크(100)의 상측에 배치된다. 홀딩 유닛(400)은 이송 유닛(500)에 의해 수평 방향과 상하 방향으로 이송되도록 설치된다. 홀딩 유닛(400)은 마스크(100)의 상면에 접촉하여 도전성 볼(B)을 마운팅 홀(101)에 탑재된 상태로 유지시킨다. 즉, 지지 플레이트(200)가 옮겨져서 마스크(100) 하면을 지지하지 않더라도, 홀딩 유닛(400)은 도전성 볼(B)이 하측으로 떨어지지 않고 마운팅 홀(101)에 수용된 상태가 되도록 한다.

홀딩 유닛(400)은 다양한 구성이 사용될 수 있다. 대표적으로 앞서 설명한 제1흡착 부재(210)와 유사한 구조의 흡착 부재나 정전 척 등이 홀딩 유닛(400)으로 사용될 수 있다. 본 실시예의 경우 정전 척을 구비한 구조의 홀딩 유닛(400)을 예로 들어 설명한다. 홀딩 유닛(400)의 정전 척은 인가된 전력에 의해 정전기력을 발생시켜 물체를 클램핑하는 역할을 한다. 본 실시예의 경우 홀딩 유닛(400)의 정전 척은 마스크(100)의 상면에 접촉하여 마스크(100)와 각 마운팅 홀(101)에 수용된 도전성 볼(B)을 클램핑한다. 제어부가 정전 척의 정전기력을 제거하면, 마운팅 홀(101)에 수용된 도전성 볼(B)은 하측으로 떨어지게 된다.

이송 유닛(500)은 지지 플레이트 이송부(510)와 홀딩 유닛 이송부(530)와 기판 이송부(520)를 구비한다. 상술한 바와 같이 이송 유닛(500)의 지지 플레이트 이송부(510)는 마스크(100)에 대해 지지 플레이트(200)를 이송한다. 이송 유닛(500)의 홀딩 유닛 이송부(530)는 마스크(100)에 대해 홀딩 유닛(400)을 이송한다. 또한, 이송 유닛(500)의 기판 이송부(520)는 마스크(100)에 대해 기판(10)을 수평 방향 및 상하 방향으로 이송한다.

본 실시예의 경우 도전성 볼(B)을 부착하기 위한 플럭스가 패드(11)에 도포된 기판(10)을 기판 이송부(520)가 마스크(100)의 하측에서 움직인다. 기판 이송부(520)는 필요에 따라 기판(10)의 마스크(100)의 하면에 근접한 상태로 이송한다.

이송 유닛(500)은 마운팅 유닛(300)과 후술하는 검사 카메라(600) 등의 기타 구성들을 이송하는 기능도 수행한다.

제어부는 앞에서 설명한 홀딩 유닛(400)과 이송 유닛(500)과 홀딩 유닛(400)을 포함한 주요 구성의 작동을 제어한다.

검사 카메라(600)는 마스크(100)의 상측에 배치된다. 검사 카메라는(600)는 이송 유닛(500)에 의해 필요한 방향으로 이동 가능하도록 설치된다. 검사 카메라(600)는 그 하측에 배치된 마스크(100)를 촬영한다. 검사 카메라(600)에서 촬영된 영상은 제어부에 전달되어 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)이 마운팅된 상태를 검사하는 용도로 사용된다.

분리 유닛은 홀딩 유닛(400)에 붙어 있는 도전성 볼(B)을 홀딩 유닛(400)으로부터 분리하는 역할을 한다. 상술한 바와 같이 도전성 볼(B)은 정전 척에 의해 홀딩 유닛(400)에 붙어 있게 되고, 정전 척의 작동을 중지시키면 도전성 볼(B)은 홀딩 유닛(400)으로부터 떨어진다. 분리 유닛(530)은 도전성 볼(B)이 홀딩 유닛(400)으로부터 더 잘 떨어지도록 돕는 역할을 한다.

본 실시예의 경우 이송 유닛(500)의 홀딩 유닛 이송부(530)가 분리 유닛(530)의 기능을 수행한다. 정전 척의 정전기력이 제거된 상태에서 홀딩 유닛 이송부(530)가 홀딩 유닛(400)을 마스크(100)에 대해 수평 방향으로 슬라이딩시키면 홀딩 유닛(400)에 붙어 있던 도전성 볼(B)들이 더 잘 떨어지게 된다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 도전성 볼 탑재 장치를 이용하여 본 발명에 따른 도전성 볼 탑재 방법의 일례를 실시하는 과정을 설명한다.

먼저, 도 2에 도시한 것과 같이 다수의 마운팅 홀(101)이 형성된 마스크(100)를 마련하여 수평으로 고정한다((a) 단계).

다음으로 도 2에 도시한 것과 같이 이송 유닛(500)을 작동시켜 지지 플레이트(200)를 마스크(100)의 하면에 접촉시킨다((b) 단계).

이와 같은 상태에서 제어부는 마운팅 유닛(300)을 작동시켜 마스크(100)의 각 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)을 탑재한다((c) 단계).

이와 같이 지지 플레이트(200)를 마스크(100)의 하면에 접촉시킴으로써 마스크(100)의 처짐이나 밴딩을 방지할 수 있다. 반도체 공정이 고도화되면서 100㎛보다 작은 크기의 도전성 볼(B)을 사용하는 경우가 많아졌다. 이와 같은 경우 마스크(100)가 아주 미세하게 변형되어도 도전성 볼(B) 탑재 공정의 불량을 초래할 수 있다. 본 발명의 경우 지지 플레이트(200)를 이용하여 마스크(100)의 하면을 지지한 상태로 마운팅 유닛(300)을 작동시키므로 마스크(100)의 처짐이나 벤딩을 방지하면서 효과적으로 도전성 볼(B) 탑재 공정을 진행할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)이 탑재되지 않거나, 마운팅 홀(101)에 탑재된 도전성 볼(B)이 마스크(100)의 변형에 의해 발생한 틈으로 빠져나가는 경우의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 지지 플레이트(200)의 제1흡착 부재(210)에 의해 마스크(100)의 하면을 흡착하기 때문에 마스크(100)는 지지 플레이트(200)의 상면에 밀착한 상태로 평평한 상태를 유지한다. 제1흡착 부재(210)에 가해지는 진공이 마스크(100)의 하면 뿐만 아니라 마운팅 홀(101)에도 전달되므로, 도전성 볼(B)이 더욱 효과적으로 마운팅 홀(101)에 탑재된다. 도전성 볼(B)이 일단 마운팅 홀(101)에 탑재되면, 진공에 의해 도전성 볼(B)이 제1흡착 부재(210)의 상면에 흡착된 상태가 유지된다. 따라서, 마운팅 유닛(300)에 의해 가해지는 압축공기나 다른 도전성 볼(B)과의 충돌이 작용하더라도, 도전성 볼(B)은 마운팅 홀(101)에서 빠져 나가지 않게 된다. 결과적으로 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)을 탑재하는 공정을 수행하는 시간이 단축된다.

마운팅 유닛(300)이 도전성 볼(B) 탑재 공정을 완료하면, 제어부는 도 3에 도시한 것과 같이 마운팅 유닛(300)을 마스크(100)의 일측으로 옮겨서 대기시킨다. 다음으로 제어부는 발광부(201)를 작동시켜 LED 램프를 점등한다. 발광부(201)에서 발생한 빛은 투명 재질로 형성된 제1흡착 부재(210)를 통해 마스크(100)의 하면에 조사된다.

제어부는 이송 유닛(500)을 작동시켜 검사 카메라(600)를 마스크(100)의 상측으로 이송하고, 검사 카메라(600)는 마스크(100)를 촬영한다((g) 단계). 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)이 탑재되지 않은 경우, 발광부(201)에서 발생한 빛이 마운팅 홀(101)을 통해 상측으로 비춰지게 된다.

제어부는 검사 카메라(600)에서 촬영한 영상을 이용하여 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)이 탑재된 상태를 검사한다((h) 단계). 제어부는 마운팅 홀(101)이 밝게 촬영되는지 여부를 기준으로 마운팅 홀(101)이 비어 있는지 여부를 매우 쉽게 검사할 수 있다. 비어 있는 마운팅 홀(101)의 위치를 제어부가 파악하면, 다시 마운팅 유닛(300)을 작동시켜 해당 위치에 도전성 볼(B)을 탑재한다. 제어부가 이송 유닛(500)을 작동시켜 비어 있는 마운팅 홀(101)의 위치로 마운팅 유닛(300)을 이송하고, 마운팅 유닛(300)을 작동시켜 비어 있는 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)을 탑재한다.

이와 같이 투명 재질의 제1흡착 부재(210)와 발광부(201) 및 검사 카메라(600)를 이용하여 도전성 볼(B)의 탑재 여부를 매우 쉽게 검사할 수 있다. 또한, 비어 있는 마운팅 홀(101)에는 바로 도전성 볼(B)을 채울 수 있다. 이와 같이 마운팅 유닛(300) 작동 후에 바로 도전성 볼(B) 탑재 여부를 검사할 수 있으므로, 본 발명에 의해 도전성 볼(B) 탑재 공정의 품질을 향상시키고 공정의 속도를 비약적으로 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 도전성 볼(B)의 마운팅 홀(101) 탑재 공정이 완료되면, 도 3에 도시한 것과 같이 홀딩 유닛(400)에 의해 도전성 볼(B)을 홀딩하는 공정을 진행한다((d) 단계). 먼저, 이송 유닛(500)은 마운팅 유닛(300)을 마스크(100)의 가장 자리로 이송한다. 다음으로 제어부는 이송 유닛(500)에 의해 홀딩 유닛(400)을 마스크(100)의 상면에 접촉시킨다. 이와 같은 상태에서 제어부는 홀딩 유닛(400)을 작동시키기 전 또는 그 직후에 제1흡착 부재(210)의 작동을 중지시킨다.

제어부가 홀딩 유닛(400)의 정전 척을 작동시키면 정전 척에서 발생한 정전기력에 의해 마스크(100)와 도전성 볼(B)은 홀딩 유닛(400)의 하면에 밀착하게 된다. 제어부가 제1흡착 부재(210)의 작동을 중지시켰으므로, 제1흡착 부재(210)에 의해 지지 플레이트(200)에 밀착되어 있던 마스크(100)와 도전성 볼(B)은 자연스럽게 홀딩 유닛(400)의 하면에 밀착하게 된다. 이때, 도전성 볼(B)은 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 탑재된 상태를 유지하면서 정전 척에 부착된다. 마스크(100)가 정전 척에 밀착된 상태이므로 마운팅 홀(101)의 상부에 도전성 볼(B)이 빠져나갈 틈이 존재하지 않게 된다. 결과적으로, 도전성 볼(B)은 견고하게 홀딩 유닛(400)에 부착된 상태를 유지한다. 이러한 상태에서 이송 유닛(500)이 지지 플레이트(200)를 마스크(100)의 하면에서 떨어지게 하더라도, 도전성 볼(B)은 마스크(100)에서 이탈하지 않게 된다.

다음으로 제어부는 도 4에 도시한 것과 같이 지지 플레이트(200)를 다른 곳으로 옮기고, 기판(10)을 마스크(100)의 하면에 근접하는 위치까지 이송한다((e) 단계). 이때 제어부는 이송 유닛(500)의 기판 이송부(520)를 제어하여, 기판(10)을 마스크(100)에 대해 수평 방향으로 정렬하고 마스크(100)의 하면과 근접하는 위치로 기판(10)을 상승시킨다. 기판 이송부(520)는 기판(10)의 하면을 흡착하는 방법으로 클램핑하여 마스크(100)에 대해 이송한다. 이때 기판 이송부(520)는 기판(10)이 마스크(100)에 최대한 가까워지면서 접촉하지는 않을 정도의 위치까지 기판(10)을 마스크(100)에 대해 근접시키는 것이 좋다.

다음으로 도 5에 도시한 것과 같이 홀딩 유닛(400)에 붙어 있는 도전성 볼(B)을 떨어뜨려 기판(10)에 부착시키는 공정을 실시한다((f) 단계). 제어부가 홀딩 유닛(400)의 작동을 중지시키면, 정전 척의 정전기력이 더 이상 작용하지 않게 된다. 홀딩 유닛(400)에 붙어 있던 도전성 볼(B)들은 마운팅 홀(101)을 경유하여 하측의 기판(10) 위로 떨어진다. 도전성 볼(B)이 부착되어야 할 기판(10)의 패드(11)에는 플럭스(flux)가 미리 도포되어 있으므로, 기판(10) 위로 떨어진 도전성 볼(B)들은 플럭스에 의해 기판(10)에 임시 접착된다. 이와 같은 도전성 볼(B)들은 추후 기판(10)과 함께 리플로우에서 가열되어 기판(10)에 접착된다.

홀딩 유닛(400)에 남아 있는 정전기력이나 홀딩 유닛(400)과 도전성 볼(B) 사이에 자체적으로 발생한 정전기력 등의 원인으로 인해, 일부 도전성 볼(B)은 홀딩 유닛(400)에서 떨어지지 않고 남아 있을 수 있다. 특히, 100㎛ 이하의 매우 작은 도전성 볼(B)을 사용하는 경우에는 이와 같은 현상이 발생할 확률이 높아진다.

이와 같이 도전성 볼(B)이 홀딩 유닛(400)으로부터 잘 떨어지지 않는 경우를 위해, 도전성 볼(B)이 기판(10)으로 떨어지도록 분리 유닛을 사용하여 홀딩 유닛(400)으로부터 도전성 볼(B)을 분리하는 단계를 실시할 수도 있다((i) 단계).

분리 유닛(530)은 홀딩 유닛(400)으로부터 도전성 볼(B)을 분리시키기 위한 구성이다. 홀딩 유닛(400)으로부터 도전성 볼(B)을 분리하기 위한 분리 유닛은 다양한 구성이 사용될 수 있다. 예를 들어, 마스크(100)와 홀딩 유닛(400)의 사이로 압축 공기를 분사하여 홀딩 유닛(400)으로부터 도전성 볼(B)을 분리하는 것이 가능하다. 또한, 홀딩 유닛(400)에 작은 충격을 가하는 형태의 분리 유닛을 구성하여 사용하는 것도 가능하다.

본 실시예에서는 홀딩 유닛(400)을 이송하는 홀딩 유닛 이송부(530)를 분리 유닛으로 사용하여 (i) 단계를 실시하는 경우를 예로 들어 설명한다. 제어부가 홀딩 유닛(400)의 작동을 중지시키면, 도전성 볼(B)이 기판(10)으로 떨어진다. 도 5에 도시한 것과 같이 홀딩 유닛 이송부(530)를 이용하여 홀딩 유닛(400)을 마스크(100)에 대해 수평 방향으로 미세하게 슬라이딩시키면, 도전성 볼(B)이 마운팅 홀(101)을 통해 기판(10)으로 떨어지는 현상이 가속화된다. 도전성 볼(B)은 마운팅 홀(101)에 수용된 상태이므로, 홀딩 유닛(400)이 수평 방향으로 움직이더라도 도전성 볼(B)은 움직이지 않고 마운팅 홀(101)에 머물다가 하측으로 떨어지게 된다. 자중에 의해 하측으로 떨어진 도전성 볼(B)은 기판(10)에 부착된다. 이와 같은 분리 유닛(530)을 사용함으로써 도전성 볼(B)을 기판(10)에 부착하는 공정의 품질과 작업 속도를 향상시킬 수 있다. 즉, 도전성 볼(B) 탑재 공정의 불량률을 대폭 줄이는 것이 가능하다.

본 발명은 상술한 바와 같이 평판 형태의 지지 플레이트(200)를 이용하여 마스크(100)를 지지한 상태에서 도전성 볼(B)을 마운팅 홀(101)에 탑재하는 공정을 수행하므로, 마스크(100)의 처짐이나 워피지(warpage) 같은 변형을 방지하면서 도전성 볼(B) 탑재 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 마스크(100)의 변형을 방지하면, 매우 작은 크기의 도전성 볼(B)을 탑재하는 경우, 매우 얇은 두께의 마스크(100)를 사용하는 경우에도 도전성 볼(B) 탑재 공정의 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 도 4와 같이 지지 플레이트(200)가 마스크(100)의 하면을 지지하지 않는 경우에도 홀딩 유닛(400)이 마스크(100) 및 도전성 볼(B)을 상측에서 홀딩 및 지지하게 되므로 마스크(100)의 변형을 방지한다. 이로 인해 본 발명은 마운팅 홀(101)에 탑재된 도전성 볼(B)이 빠져나가는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 도 5에 도시한 것과 같이 기판(10)의 하면을 기판 이송부(520)에 의해 평평하게 지지한 상태로 도전성 볼(B)을 기판(10)에 본딩하므로 기판(10)의 변형도 방지된다. 따라서 마운팅 홀(101)에 탑재된 도전성 볼(B)이 기판(10)의 패드(11)에 부착되지 않고 누출되는 현상의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 투명 재질로 형성된 제1흡착 부재(210)를 구비하는 지지 플레이트(200)를 이용하여 (b) 단계를 수행하는 것으로 설명하였으나, 투명하지 않은 제1흡착 부재를 사용하여 (b) 단계를 수행하는 것도 가능하다. 또한, 제1흡착 부재(210)를 구비하지 않고 단순히 마스크(100)의 하면을 지지하는 형태로 구성된 지지 플레이트를 이용하여 (b) 단계를 수행하는 것도 가능하다. 흡착 기능은 없으나 일부분이 투명한 재질로 형성되어 마운팅 홀(101)을 비출 수 있는 구조의 지지 플레이트를 이용하여 본 발명의 도전성 볼 탑재 방법을 수행하는 것도 가능하다.

또한, 검사 카메라(600)를 이용하여 마스크를 촬영하는 단계를 수행하지 않는 도전성 볼 탑재 방법을 실시하는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 홀딩 유닛(400)은 정전 척을 구비하여 마스크(100)와 도전성 볼(B)을 홀딩하는 것으로 설명하였으나, 도 6에 도시한 것과 같은 구조의 홀딩 유닛(410)을 사용하여 (d) 단계 및 (f) 단계를 실시하는 것도 가능하다. 이 경우 홀딩 유닛(410)은 다공성 재질의 제2흡착 부재(411)를 구비한다. 제2흡착 부재(411)는 마운팅 홀(101)에 탑재된 상태의 도전성 볼(B)을 마스크(100)의 상면에 접촉한 상태로 상측에서 흡착한다. 즉, 도 6에 도시한 형태의 홀딩 유닛(410)은 마스크(100)와 도전성 볼(B)을 흡착하는 방식으로 마스크(100) 및 도전성 볼(B)을 홀딩한다. 이 경우, 기판(10)이 마스크(100)의 하측에 배치되면, 제어부는 홀딩 유닛(400)의 제2흡착 부재(411)의 작동을 중지하여 마운팅 홀(101)에 탑재된 도전성 볼(B)이 기판(10)으로 떨어지도록 (f) 단계를 실시한다.

또한, 상술한 바와 같은 분리 유닛을 구비하지 않는 구조의 도전성 볼 탑재 장치를 이용하여 본 발명의 도전성 볼 탑재 방법을 실시하는 것도 가능하고, 상술한 바와 다른 구조의 분리 유닛을 가진 도전성 볼 탑재 장치를 이용하여 본 발명의 도전성 볼 탑재 방법을 실시하는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 사이클론 헤드 형태의 마운팅 유닛(300)을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 다른 구조의 마운팅 유닛을 이용하여 마스크(100)의 마운팅 홀(101)에 도전성 볼(B)을 탑재하도록 (c) 단계를 실시하는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 기판 이송부(520)는 기판(10)의 하면을 흡착하여 고정하고 이송하는 것으로 설명하였으나, 흡착 이외의 다른 방법으로 기판(10)을 고정하고 이송하는 구조의 기판 이송부를 이용하여 (e) 단계를 실시하는 것도 가능하다.

B: 도전성 볼 10: 기판
11: 패드 100: 마스크
101: 마운팅 홀 200: 지지 플레이트
210: 제1흡착 부재 201: 발광부
300: 마운팅 유닛 400, 410: 홀딩 유닛
411: 제2흡착 부재 500: 이송 유닛
510: 지지 플레이트 이송부 520: 기판 이송부
530: 홀딩 유닛 이송부 600: 검사 카메라

Claims

(a) 도전성 볼이 탑재되도록 형성된 다수의 마운팅 홀을 구비하는 마스크를 마련하여 수평으로 고정하는 단계;
(b) 상기 마스크의 하면에 접촉하여 각 마운팅 홀의 하부를 막을 수 있도록 상면이 평판 형태로 형성된 지지 플레이트를 상기 마스크의 하면에 접촉시켜 상기 마스크를 지지하는 단계;
(c) 마운팅 유닛을 이용하여 상기 마스크의 마운팅 홀에 상기 도전성 볼을 탑재하는 단계;
(d) 상기 도전성 볼이 탑재된 마스크의 상면에 홀딩 유닛을 접촉시켜 상기 홀딩 유닛에 의해 상기 마스크의 각 마운팅 홀에 탑재된 도전성 볼이 상기 마운팅 홀에 탑재된 상태로 유지시키는 단계;
(e) 상기 (d) 단계를 수행하면서 이송 유닛에 의해 상기 마스크와 지지 플레이트와 플럭스가 도포된 기판 중 적어도 하나를 이송하여 상기 마스크의 하측에 상기 기판을 배치시키는 단계; 및
(f) 제어부에 의해 상기 홀딩 유닛의 작동을 중지시켜 상기 마스크의 마운팅 홀에 탑재된 상기 도전성 볼을 상기 기판 위로 떨어뜨리는 단계;를 포함하는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 정전 척을 구비하는 상기 홀딩 유닛을 이용하여 정전기력으로 상기 마운팅 홀에 탑재된 도전성 볼을 클램핑하고,
상기 (f) 단계는, 상기 제어부가 상기 홀딩 유닛의 정전 척의 작동을 중지하여 상기 마운팅 홀에 탑재된 도전성 볼을 상기 기판으로 떨어뜨리는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항에 있어서,
싱기 (d) 단계는, 다공성 재질의 제2흡착 부재를 구비하는 상기 홀딩 유닛을 이용하여 진공 흡착에 의해 상기 마운팅 홀에 탑재된 상태의 도전성 볼을 클램핑하고,
상기 (f) 단계는, 상기 제어부가 상기 홀딩 유닛의 제2흡착 부재의 작동을 중지하여 상기 마운팅 홀에 탑재된 도전성 볼을 상기 기판으로 떨어뜨리는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 다공성 재질의 제1흡착 부재를 구비하는 상기 지지 플레이트를 이용하여 진공 흡착에 의해 상기 마스크의 하면을 흡착하면서 지지하고,
상기 (d) 단계를 수행할 때 상기 (b) 단계의 지지 플레이트의 제1흡착 부재의 작동을 중지하는 도전성 볼 탑재 방법.
제4항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 투명 재질로 형성된 상기 제1흡착 부재를 구비하는 상기 지지 플레이트를 이용하여 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.
제5항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 마스크의 하면에 접촉하여 상기 마스크의 마운팅 홀에 빛을 전달할 수 있는 발광부를 구비하는 상기 지지 플레이트를 이용하여 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.
제6항에 있어서,
(g) 상기 (c) 단계를 수행한 후에 상기 마스크의 상측에서 검사 카메라를 이용하여 상기 마스크를 촬영하는 단계; 및
(h) 상기 (g) 단계에서 촬영한 영상을 이용하여 상기 마스크의 마운팅 홀에 상기 도전성 볼이 탑재된 상태를 상기 제어부가 검사하는 단계;를 더 포함하는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 마운팅 홀에 탑재된 상기 도전성 볼이 상기 홀딩 유닛에 접촉한 상태가 되도록 수행하고,
(i) 상기 (f) 단계를 수행하면서 상기 도전성 볼이 상기 기판으로 떨어지도록 분리 유닛에 의해 상기 홀딩 유닛으로부터 상기 도전성 볼을 분리하는 단계;를 더 포함하는 도전성 볼 탑재 방법.
제8항에 있어서,
상기 (i) 단계는, 상기 분리 유닛을 이용하여 상기 마스크와 홀딩 유닛의 사이로 압축 공기를 분사하는 방법으로 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.
제8항에 있어서,
상기 (i) 단계는, 상기 분리 유닛을 이용하여 상기 마스크와 홀딩 유닛을 수평 방향으로 상대 이동시키는 방법으로 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 상기 마스크에 대해 상기 지지 플레이트를 이송하는 지지 플레이트 이송부와, 상기 마스크에 대해 상기 기판을 이송하는 기판 이송부와, 상기 마스크에 대해 상기 홀딩 유닛을 이송하는 홀딩 유닛 이송부를 구비하는 상기 이송 유닛을 이용하여 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 적어도 일부분이 투명 재질로 형성되는 상기 지지 플레이트를 이용하여 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c) 단계는, 챔버 내부에 배치된 다수의 도전성 볼에 압축 공기를 분사하여 상기 마스크의 마운팅 홀에 상기 도전성 볼을 탑재시키는 사이클론 헤드 형태의 상기 마운팅 유닛을 이용하여 수행하는 도전성 볼 탑재 방법.