KR102096583B1 - 정반 구조물 및 이를 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법 - Google Patents

정반 구조물 및 이를 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 정반 구조물은, 상부면에 일정한 깊이의 홈을 갖는 정반과 상기 홈의 상방에 배치되며, 본딩 헤드에서 몸체에 대해 전후 좌우로 움직이는 가압 툴과 접촉하는 접촉판 및 상기 홈의 저면에 구비되며, 상기 접촉판을 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 고정하는 코일 스프링을 포함한다. 상기 본딩 헤드가 가압하는 힘에 의해 상기 접촉판이 하강하면서 상기 가압 툴과 밀착하고, 상기 접촉판이 상기 가압 툴과 밀착된 상태에서 상기 정반의 상부면과 접촉함으로써 상기 가압 툴의 기울기를 조절할 수 있다.

Description

정반 구조물 및 이를 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법{Surface plate structure and method of adjusting tilt of a bonding head using the same}
본 발명은 정반 구조물 및 이를 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본딩 헤드에서 가압 툴의 기울기를 조절하기 위한 정반 구조물 및 이를 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자 제조 공정은 기판에 다이를 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함한다. 상기 다이 본딩 공정은 상기 다이를 상기 기판에 한 번에 본딩하거나, 상기 다이를 상기 기판에 예비 본딩한 후 상기 예비 본딩된 다이를 가압하여 본딩할 수 있다. 상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위해 다이와 접촉하는 가압 툴의 기울기를 조절할 수 있는 본딩 헤드가 사용된다.
상기 본딩 헤드로 상기 다이를 본딩하기 전에 상기 가압 툴의 기울기를 조절한다. 상기 가압 툴을 유동 가능한 상태로 변경하고, 상기 기판을 지지하는 정반과 접촉시켜 상기 가압 툴의 기울기를 상기 정반의 상부면 기울기와 동일하도록 조절한다.
상기 가압 툴의 기울기가 크게 기울어진 경우, 상기 가압 툴의 하부면이 아닌 모서리 부위가 상기 정반과 접촉하게 된다. 상기 가압 툴이 상기 정반과 밀착되기 위해 회전하면서 상기 가압 툴이 수평 방향으로 밀리게 된다.
상기 본딩 헤드는 상기 가압 툴을 진공력으로 고정하지만, 상기 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴의 고정 위치가 변경될 수 있다. 또한, 상기 수평 방향으로 밀리려는 힘에 의해 상기 가압 툴이 파손될 수도 있다.
본 발명은 본딩 헤드에서 가압 툴이 정반과 접촉할 때 발생하는 수평 방향 밀림을 해소할 수 있는 정반 구조물을 제공한다.
본 발명은 상기 정반 구조물을 이용하여 상기 가압 툴의 기울기를 조절할 수 있는 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 정반 구조물은, 상부면에 일정한 깊이의 홈을 갖는 정반과 상기 홈의 상방에 배치되며, 본딩 헤드에서 몸체에 대해 전후 좌우로 움직이는 가압 툴과 접촉하는 접촉판 및 상기 홈의 저면에 구비되며, 상기 접촉판을 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 고정하는 코일 스프링을 포함하고, 상기 본딩 헤드가 가압하는 힘에 의해 상기 접촉판이 하강하면서 상기 가압 툴과 밀착하고, 상기 접촉판이 상기 가압 툴과 밀착된 상태에서 상기 정반의 상부면과 접촉함으로써 상기 가압 툴의 기울기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 흡수하기 위해 상기 접촉판이 하강하면서 수평 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉판은 상기 정반과 동일한 편평도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 코일 스프링의 나선 방향으로 인해 상기 접촉판이 비틀리는 것을 방지하기 위해 상기 코일 스프링은 시계 방향 나선과 반시계 방향 나선을 동시에 가지며, 상기 시계 방향 나선을 갖는 부분의 길이와 상기 반시계 방향 나선을 갖는 부분의 길이가 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 코일 스프링의 나선 방향으로 인해 상기 접촉판이 비틀리는 것을 방지하기 위해 상기 코일 스프링은 짝수개가 구비되며, 시계 방향 나선을 갖는 코일 스프링과 반시계 방향 나선을 갖는 코일 스프링이 동일한 개수로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 본딩 헤드의 기울기 조절 방법은, 몸체에 대해 가압 툴이 전후 좌우로 움직이는 해제 상태로 본딩 헤드를 정반 상에 형성된 홈에 구비된 코일 스프링에 고정되어 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 접촉판 상에 위치시키는 단계와, 상기 가압 툴이 상기 접촉판을 가압하는 힘에 의해 상기 코일 스프링이 휘어지면서 상기 가압 툴이 상기 접촉판과 밀착하도록 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판을 향해 일차로 하강시키는 단계와, 서로 밀착된 상기 가압 툴과 상기 접촉판이 상기 정반의 상부면과 동일한 기울기를 갖도록 상기 접촉판이 상기 정반과 접촉할 때까지 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판을 향해 이차로 하강시키는 단계와, 상기 접촉판이 상기 정반과 접촉하면, 상기 본딩 헤드를 상기 해제 상태에서 상기 몸체에 대해 상기 가압 툴이 고정되는 고정 상태로 변경하는 단계 및 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판으로부터 상승시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판을 향해 일차로 하강시키는 단계에서, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 흡수하기 위해 상기 접촉판이 하강하면서 수평 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 정반 구조물은, 정반 및 상기 정반 상에 구비되며, 상기 정반의 상부면에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 접촉판을 포함하고, 상기 접촉판이 본딩 헤드에서 몸체에 대해 전후 좌우로 움직이는 가압 툴과 접촉한 상태에서 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 흡수하기 위해 상기 접촉판이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴의 기울기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉판은 상기 정반과 동일한 편평도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 정반은 상부면에 상기 접촉판을 수용하며 상기 접촉판의 상기 수평 방향 이동 범위를 한정하기 위한 일정한 깊이의 홈을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 접촉판이 상기 수평 방향으로 이동할 수 있도록 상기 정반과 상기 접촉판 상이에는 마찰력을 감소시키는 유체가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 본딩 헤드의 기울기 조절 방법은, 몸체에 대해 가압 툴이 전후 좌우로 움직이는 해제 상태로 본딩 헤드를 정반 상에 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비된 접촉판 상에 위치시키는 단계와, 상기 본딩 헤드를 하강시켜 상기 가압 툴을 상기 접촉판과 접촉시키는 단계와, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 접촉판이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴을 상기 접촉판과 밀착시키는 단계와, 상기 가압 툴과 상기 접촉판이 서로 밀착되면, 상기 본딩 헤드를 상기 해제 상태에서 상기 몸체에 대해 상기 가압 툴이 고정되는 고정 상태로 변경하는 단계 및 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판으로부터 상승시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 정반 구조물은 접촉판이 정반에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비된다. 상기 접촉판이 본딩 헤드에서 몸체에 대해 전후 좌우로 움직이는 가압 툴과 접촉할 때 상기 접촉판이 수평 이동하면서 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 해소할 수 있다. 따라서 상기 정반 구조물의 이용하여 상기 본딩 헤드의 기울기를 조절하는 경우, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 본딩 헤드의 기울기 조절 방법은 상기 본딩 헤드가 상기 해제 상태에서 상기 가압 툴과 접촉하므로, 상기 정반 구조물의 상기 접촉판이 수평 이동하면서 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 해소할 수 있다. 상기 본딩 헤드의 기울기를 조절하면서 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 가압 툴이 상기 접촉판과 밀착되면, 상기 본딩 헤드를 상기 해제 상태에서 상기 고정 상태로 변경한다. 따라서 상기 가압 툴의 기울기를 상기 접촉 판의 기울기와 동일하도록 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실 시예에 따른 본딩 헤드의 기울기를 조절하기 위한 정반 구조물을 설명하기 위한 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 코일 스프링의 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 코일 스프링의 또 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 정반 구조물을 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 내지 도 9는 도 4에 도시된 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 정면도들이다.
도 10은 본 발명의 일 실 시예에 따른 본딩 헤드의 기울기를 조절하기 위한 정반 구조물을 설명하기 위한 정면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 정반 구조물의 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 정반 구조물을 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13 내지 도 17은 도 12에 도시된 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 정면도들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 헤드의 기울기를 조절하기 위한 정반 구조물을 설명하기 위한 정면도이다.
도 1을 참조하면, 정반 구조물(10)은 본딩 헤드(100)의 기울기를 조절하기 위한 것으로, 정반(12), 접촉판(14) 및 코일 스프링(16)을 포함한다.
상기 본딩 헤드(100)는 웨이퍼나 인쇄회로기판과 같은 기판에 예비 본딩된 다이를 가압하여 본딩한다.
상기 본딩 헤드(100)는 몸체(110) 및 가압 툴(120)을 포함한다.
상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120)은 상하로 배치되어 서로 결합한다. 상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120)의 연결 부위는 반구 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 상기 몸체(110)의 하부면 및 상기 가압 툴(120)의 상부면은 위로 볼록한 반구 형상을 가질 수 있다. 다른 예로, 상기 몸체(110)의 하부면 및 상기 가압 툴(120)의 상부면은 아래로 볼록한 반구 형상을 가질 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120)은 상기 몸체(110)에 대해 전후 좌우로 쉽게 움직일 수 있다.
상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120) 사이는 별도의 부재에 의해 밀폐될 수 있다. 상기 몸체(110)는 내부에 유로를 갖는다.
상기 몸체(110)의 상기 유로를 통해 상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120) 사이로 공기를 공급할 수 있다. 상기 공기가 공급되면, 상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120)이 이격된다. 따라서 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 전후 좌우로 움직일 수 있다. 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 전후 좌우로 움직일 수 있는 상태를 상기 본딩 헤드(100)의 해제 상태라 한다.
상기 몸체(110)의 상기 유로를 통해 상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120) 사이의 공기를 외부로 배출하여 상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120) 사이를 진공 상태로 형성할 수 있다. 상기 진공 상태가 되면, 상기 몸체(110)와 상기 가압 툴(120)이 밀착된다. 따라서 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 고정된다. 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 고정된 상태를 상기 본딩 헤드(100)의 고정 상태라 한다.
상기 가압 툴(120)은 본체부(122) 및 툴부(124)를 포함한다.
상기 본체부(122)는 상기 몸체(110)와 결합한다. 상기 본체부(122)는 내부에 히터(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 히터는 상기 본딩 헤드(100)가 상기 다이를 가압할 때 상기 다이와 상기 기판 사이를 접착하는 솔더 페이스트를 가열한다.
상기 툴부(124)는 상기 본체부(122)의 하부면에 구비되며, 상기 본체부(122)를 통해 제공되는 진공력에 의해 상기 본체부(122)에 고정될 수 있다. 상기 툴부(124)는 상기 다이와 접촉할 수 있다.
상기 진공력을 해제하여 상기 툴부(124)를 교체할 수 있다. 예를 들면, 상기 툴부(124)가 상기 다이와 반복적으로 접촉하여 마모되거나, 상기 다이의 크기가 변경되는 경우, 상기 툴부(124)가 교체될 수도 있다.
한편, 상기 본딩 헤드(100)는 상기 다이를 상기 기판에 직접 본딩할 수 있다. 이 경우, 상기 본체부(122)가 상기 툴부(124) 대신에 상기 다이를 진공력으로 흡착할 수 있다.
상기 정반(12)은 대략 평판 형태이며, 상부면이 균일하게 편평할 수 있다. 상기 정반(120)에는 홈(12a)이 구비된다. 상기 홈(12a)은 상기 상부면에 배치되며, 일정 깊이로 형성될 수 있다.
상기 접촉판(14)은 상기 정반(12)에서 상기 홈(12a)이 구비된 부위의 상방에 배치된다. 상기 접촉판(14)은 상기 본딩 헤드(100)의 가압 툴(120)과 접촉할 수 있다. 이때, 상기 본딩 헤드(100)는 상기 해제 상태이므로, 상기 가압 툴(120)은 상기 몸체(110)에 대해 전후 좌우로 움직일 수 있다.
상기 접촉판(14)은 상기 정반(12)과 동일한 편평도를 갖는다. 예를 들면, 상기 접촉판(14)의 상부면과 하부면의 편평도는 상기 정반(12)의 상부면의 편평도와 동일하다.
상기 코일 스프링(16)은 상기 정반(12)과 상기 접촉판(14) 사이에 구비된다. 상기 코일 스프링(16)의 하단은 상기 홈(12a)의 저면에 고정되고, 상기 코일 스프링(16)의 상단은 상기 접촉판(14)의 하부면에 고정된다.
상기 코일 스프링(16)이 탄성을 가지므로, 상기 접촉판(14)은 수평 방향 및 수직 방향으로 이동할 수 있다.
상기 본딩 헤드(100)의 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)에 대해 일정 각도로 기울어진 상태이므로, 상기 본딩 헤드(100)가 상기 접촉판(14)을 향해 하강하면 상기 가압 툴(120)의 모서리 부위가 상기 접촉판(14)과 접촉한다.
상기 접촉판(14)이 상기 가압 툴(120)과 접촉한 상태에서 상기 본딩 헤드(100)가 가압하는 힘에 의해 상기 코일 스프링(16)이 수축하면서 상기 접촉판(14)이 하강한다. 상기 가압 툴(120)이 자유롭게 움직일 수 있으므로, 상기 접촉판(14)이 하강하면서 상기 가압 툴(120)과 밀착할 수 있다. 상기 접촉판(14)이 상기 가압 툴(120)과 밀착된 상태에서 상기 접촉판(14)이 상기 정반(12)의 상부면과 접촉한다. 상기 접촉판(14)의 상부면과 하부면의 편평도는 상기 정반(12)의 상부면의 편평도와 동일하고, 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)과 밀착된 상태이므로, 상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 정반(12)의 상부면의 기울기와 동일하다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 기울기를 조절할 수 있다.
상기 코일 스프링(16)에 의해 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로도 이동할 수 있으므로, 상기 가압 툴(120)과 상기 접촉판(14)이 밀착될 때 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림을 흡수할 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴(120)의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴(120)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 코일 스프링(16)은 시계 방향 또는 반시계 방향의 나선 구조를 가지므로, 상기 가압 툴(120)과 상기 접촉판(14)이 밀착될 때 상기 접촉판(14)이 비틀릴 수 있다. 상기 접촉판(14)이 비틀리는 경우, 상기 가압 툴(120)도 같이 비틀리게 된다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 회전 각도가 틀어질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 코일 스프링의 다른 예를 설명하기 위한 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 코일 스프링의 또 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 코일 스프링(16)은 상기 시계 방향의 나선(16a)과 상기 반시계 방향의 나선(16b)을 동시에 가질 수 있다. 이때, 상기 코일 스프링(16)에서 상기 시계 방향 나선(16a)을 갖는 부분의 길이와 상기 반시계 방향 나선(16b)을 갖는 부분의 길이가 동일할 수 있다. 따라서 상기 코일 스프링(16)의 나선 방향으로 인해 상기 접촉판(14)이 비틀리는 것을 방지할 수 있고, 상기 가압 툴(120)의 회전 각도가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 코일 스프링(16)은 짝수개가 구비될 수 있다. 상기 시계 방향 나선을 갖는 코일 스프링(16c)과 상기 반시계 방향 나선을 갖는 코일 스프링(16d)이 동일한 개수로 구비될 수 있다. 서로 반대 방향의 나선을 갖는 코일 스프링(16)들이 동일한 개수만큼 구비되므로, 상기 코일 스프링(16)들의 상기 나선 방향으로 인한 상기 접촉판(14)의 비틀림을 방지할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 정반 구조물을 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5 내지 도 9는 도 4에 도시된 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 정면도들이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 본딩 헤드의 기울기 조절 방법은 다음과 같다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 정반 구조물(10)의 상기 접촉판(14) 상에 위치시킨다. (S110)
이때, 상기 본딩 헤드(100)는 상기 몸체(110)에 대해 상기 가압 툴(120)이 전후 좌우로 움직이는 상기 해제 상태이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 접촉판(14)을 향해 일차로 하강시킨다. (S120)
구체적으로, 상기 본딩 헤드(100)의 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)에 대해 일정 각도로 기울어진 상태이므로, 상기 본딩 헤드(100)가 상기 접촉판(14)을 향해 하강하면 상기 가압 툴(120)의 모서리 부위가 상기 접촉판(14)과 접촉한다.
상기 접촉판(14)이 상기 가압 툴(120)과 접촉한 상태에서 상기 본딩 헤드(100)가 하강하는 힘에 의해 상기 코일 스프링(16)이 수축하고 휘어지면서 상기 접촉판(14)이 하강한다. 상기 가압 툴(120)이 자유롭게 움직일 수 있으므로, 상기 접촉판(14)이 하강하면서 상기 가압 툴(120)과 밀착할 수 있다.
또한, 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)과 밀착되기 위해 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 회전하면서 상기 가압 툴(120)이 수평 방향으로 밀리게 된다. 상기 코일 스프링(16)에 의해 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로도 이동할 수 있으므로, 상기 가압 툴(120)과 상기 접촉판(14)이 밀착될 때 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림을 흡수할 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴(120)의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴(120)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)과 접촉한 상태에서 상기 본딩 헤드(100)를 상기 접촉판(14)을 향해 이차로 하강시킨다. (S130)
상기 본딩 헤드(100)가 상기 이차로 하강하는 힘에 의해 상기 코일 스프링(16)이 수축하면서 상기 접촉판(14)이 하강한다. 따라서 상기 접촉판(14)이 상기 가압 툴(120)과 밀착된 상태에서 상기 접촉판(14)이 상기 정반(12)의 상부면과 접촉한다.
상기 접촉판(14)의 상부면과 하부면의 편평도는 상기 정반(12)의 상부면의 편평도와 동일하고, 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)과 밀착된 상태이므로, 상기 가압 툴(120)과 상기 접촉판(14)의 기울기가 상기 정반(12)의 상부면의 기울기와 동일하다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 기울기를 조절할 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 접촉판(14)이 상기 정반(12)의 상부면과 접촉하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 해제 상태에서 상기 고정 상태로 변경한다. (S140)
상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 정반(12)의 상부면의 기울기와 동일하도록 상기 가압 툴(120)의 기울기가 조절된 상태에서 상기 본딩 헤드(100)를 상기 고정 상태로 변경하면, 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 고정된다. 따라서 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14) 및 상기 정반(12)의 상부면의 기울기가 동일한 상태로 고정되며, 상기 가압 툴(120)이 상기 조절된 기울기를 유지할 수 있다.
도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 접촉판(14)으로부터 상승시킨다. (S150)
상기와 같이 상기 가압 툴(120)의 기울기를 조절함으로써 상기 본딩 헤드(100)로 상기 다이를 가압할 때 상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 다이의 기울기와 크게 차이나는 것을 방지할 수 있고, 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 과도하게 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 과도하게 기울어진 상태에서 상기 본딩 헤드(100)로 상기 다이를 가압하는 경우, 상기 가압 툴(120)과 상기 다이가 충돌할 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120), 상기 다이 및 상기 기판이 파손되거나, 상기 다이의 하부면에 구비된 솔더 볼들이 눌리는 본딩 불량이 발생할 수 있다. 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 과도하게 기울어지는 것을 방지함으로써 상기 가압 툴(120), 상기 다이 및 상기 기판이 파손과 상기 다이의 본딩 불량을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 헤드의 기울기를 조절하기 위한 정반 구조물을 설명하기 위한 정면도이다.
도 10을 참조하면, 정반 구조물(20)은 본딩 헤드(100)의 기울기를 조절하기 위한 것으로, 정반(22) 및 접촉판(24)을 포함한다.
상기 본딩 헤드(100)에 관한 설명은 도 1을 참조한 본딩 헤드(100)에 대한 설명과 동일하다.
상기 정반(22)은 대략 평판 형태이며, 상부면이 균일하게 편평할 수 있다.
상기 접촉판(24)은 상기 정반(22)의 상부면에 구비된다. 상기 접촉판(24)은 상기 정반(22)의 상부면에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비된다.
이때, 상기 접촉판(24)은 상기 정반(22)의 상부면에서 미끄러지도록 이동할 수 있다. 상기 접촉판(24)은 별도의 구동부에 의해 상기 수평 방향으로 이동하는 것이 아니라 상기 접촉판(24)에 가해지는 외력에 의해 상기 수평 방향으로 이동할 수 있다 .
또한, 상기 접촉판(24)기 상기 수평 방향으로 원활하게 이동하도록 상기 정반(22)과 상기 접촉판(24) 사이에는 마찰력을 감소시키는 유체가 제공될 수 있다.
예를 들면, 상기 정반(22)은 다공성 기판이며, 상기 기판의 기공을 통해 에어가 공급될 수 있다. 즉, 상기 접촉판(24)이 상기 정반(22) 상에 플로팅될 수 있다.
다른 예로, 상기 접촉판(24)과 상기 정반(22) 사이에 윤활유가 제공될 수 있다.
한편, 상기 정반(22)과 상기 접촉판(24)에 각각 서로 다른 극성의 자력이 제공될 수 있다. 상기 자력은 영구 자석 또는 전자석에 의해 제공될 수 있다. 따라서 상기 접촉판(24)이 상기 정반(22)에 대해 자기 부상 상태를 유지할 수 있다.
상기 접촉판(24)은 상기 정반(22)과 동일한 편평도를 갖는다. 예를 들면, 상기 접촉판(24)의 상부면과 하부면의 편평도는 상기 정반(22)의 상부면의 편평도와 동일하다.
상기 접촉판(24)은 상기 본딩 헤드(100)의 가압 툴(120)과 접촉할 수 있다. 이때, 상기 본딩 헤드(100)는 상기 해제 상태이므로, 상기 가압 툴(120)은 상기 몸체(110)에 대해 전후 좌우로 움직일 수 있다.
상기 본딩 헤드(100)의 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(24)에 대해 일정 각도로 기울어진 상태이므로, 상기 본딩 헤드(100)가 상기 접촉판(24)을 향해 하강하면 상기 가압 툴(120)의 모서리 부위가 상기 접촉판(24)과 접촉한다.
상기 접촉판(24)이 상기 가압 툴(120)과 접촉한 상태에서 상기 본딩 헤드(100)가 하강하는 힘에 의해 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 회전하면서 상기 가압 툴(120)이 수평 방향으로 밀리게 된다. 상기 가압 툴(120)이 상기 수평 방향으로 밀리는 힘에 의해 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림을 흡수할 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴(120)의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴(120)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 회전하고, 상기 가압 툴(120)이 상기 수평 방향으로 밀리는 힘에 의해 상기 접촉판(24)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)과 밀착될 수 있다.
상기 접촉판(24)의 상부면과 하부면의 편평도는 상기 정반(22)의 상부면이 편평도와 동일하므로, 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(14)과 밀착된 상태에서 상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 접촉판(24)의 상부면 기울기 및 상기 정반(12)의 상부면의 기울기와 동일하다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 기울기를 조절할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 정반 구조물의 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 정반 구조물(20)은 상부면에 홈(22a)이 구비된다. 상기 홈(22a)은 일정한 깊이를 갖는다. 즉, 상기 홈(22a)은 저면이 균일하게 평탄할 수 있다.
상기 홈(22a)은 상기 접촉판(24)을 수용한다. 따라서 상기 접촉판(24)은 상기 홈(22a)의 영역 내에서 상기 수평 방향으로 이동할 수 있다.
상기 홈(22a)은 상기 접촉판(24)의 이동 범위를 제한한다. 상기 홈(22a)은 상기 접촉판(24)이 상기 수평 방향으로 과도하게 이동하는 것을 방지한다.
도 12는 도 10에 도시된 정반 구조물을 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 13 내지 도 17은 도 12에 도시된 본딩 헤드의 기울기 조절 방법을 설명하기 위한 정면도들이다.
도 12 내지 도 17을 참조하면, 상기 본딩 헤드의 기울기 조절 방법은 다음과 같다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 정반 구조물(20)의 상기 접촉판(24) 상에 위치시킨다. (S210)
이때, 상기 본딩 헤드(100)는 상기 몸체(110)에 대해 상기 가압 툴(120)이 전후 좌우로 움직이는 상기 해제 상태이다.
도 12 및 도 14를 참조하면, 상기 본딩 헤드(100)를 하강시켜 상기 가압 툴(120)을 상기 접촉판(24)에 접촉시킨다. (S220)
구체적으로, 상기 본딩 헤드(100)의 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(24)에 대해 일정 각도로 기울어진 상태이므로, 상기 본딩 헤드(100)가 상기 접촉판(24)을 향해 하강하면 상기 가압 툴(120)의 모서리 부위가 상기 접촉판(24)과 접촉한다.
도 12 및 도 15를 참조하면, 상기 가압 툴(120)의 상기 수평 방향 밀림에 의해 상기 접촉판(24)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)을 상기 접촉판(24)과 밀착시킨다. (S230)
상기 본딩 헤드(100)가 상기 해제 상태이므로, 상기 가압 툴(120)은 상기 접촉판(24)과 접촉한 상태에서 상기 몸체(110)에 대해 전후 좌우로 움직일 수 있다.
상기 접촉판(24)이 상기 가압 툴(120)과 접촉한 상태에서 상기 본딩 헤드(100)가 하강하는 힘에 의해 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 회전하면서 상기 가압 툴(120)이 수평 방향으로 밀리게 된다. 상기 가압 툴(120)이 상기 수평 방향으로 밀리는 힘에 의해 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 접촉판(14)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림을 흡수할 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴(120)의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴(120)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 회전하고, 상기 가압 툴(120)이 상기 수평 방향으로 밀리는 힘에 의해 상기 접촉판(24)이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(24)과 밀착될 수 있다.
상기 접촉판(24)의 상부면과 하부면의 편평도는 상기 정반(22)의 상부면이 편평도와 동일하므로, 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(24)과 밀착된 상태에서 상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 접촉판(24)의 상부면 기울기 및 상기 정반(22)의 상부면의 기울기와 동일하다. 따라서 상기 가압 툴(120)의 기울기를 조절할 수 있다.
도 12 및 도 16을 참조하면, 상기 접촉판(24)이 상기 정반(22)의 상부면과 접촉하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 해제 상태에서 상기 고정 상태로 변경한다. (S240)
상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 정반(22)의 상부면의 기울기와 동일하도록 상기 가압 툴(120)의 기울기가 조절된 상태에서 상기 본딩 헤드(100)를 상기 고정 상태로 변경하면, 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 고정된다. 따라서 상기 가압 툴(120)이 상기 접촉판(24) 및 상기 정반(22)의 상부면의 기울기가 동일한 상태로 고정되며, 상기 가압 툴(120)이 상기 조절된 기울기를 유지할 수 있다.
도 12 및 도 17을 참조하면, 상기 본딩 헤드(100)를 상기 접촉판(24)으로부터 상승시킨다. (S250)
상기와 같이 상기 가압 툴(120)의 기울기를 조절함으로써 상기 본딩 헤드(100)로 상기 다이를 가압할 때 상기 가압 툴(120)의 기울기가 상기 다이의 기울기와 크게 차이나는 것을 방지할 수 있고, 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 과도하게 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 과도하게 기울어진 상태에서 상기 본딩 헤드(100)로 상기 다이를 가압하는 경우, 상기 가압 툴(120)과 상기 다이가 충돌할 수 있다. 따라서 상기 가압 툴(120), 상기 다이 및 상기 기판이 파손되거나, 상기 다이의 하부면에 구비된 솔더 볼들이 눌리는 본딩 불량이 발생할 수 있다. 상기 가압 툴(120)이 상기 몸체(110)에 대해 과도하게 기울어지는 것을 방지함으로써 상기 가압 툴(120), 상기 다이 및 상기 기판이 파손과 상기 다이의 본딩 불량을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정반 구조물 및 이를 이용한 본딩 헤드의 기울기 조절 방법은 접촉판이 정반에 대해 수평 방향으로 이동 가능하므로, 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 가압 툴의 고정 위치가 변경되거나 상기 가압 툴이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 본딩 헤드의 기울기를 조절함으로써, 상기 본딩 헤드로 다이를 가압할 때 상기 가압 툴, 상기 다이 및 상기 다이가 부착된 기판이 파손을 방지하고, 상기 다이의 본딩 불량을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 본딩 헤드 110 : 몸체
120 : 가압 툴 122 : 본체부
124 : 툴부 10, 20 : 정반 구조물
12, 22 : 정반 14, 24 : 접촉판
16 : 코일 스프링

Claims (12)

  1. 상부면에 일정한 깊이의 홈을 갖는 정반; 및
    상기 홈의 상방에 배치되며, 본딩 헤드에서 몸체에 대해 전후 좌우로 움직이는 가압 툴과 접촉하는 접촉판; 및
    상기 홈의 저면에 구비되며, 상기 접촉판을 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 고정하는 코일 스프링을 포함하고,
    상기 본딩 헤드가 가압하는 힘에 의해 상기 접촉판이 하강하면서 상기 가압 툴과 밀착하고, 상기 접촉판이 상기 가압 툴과 밀착된 상태에서 상기 정반의 상부면과 접촉함으로써 상기 가압 툴의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 흡수하기 위해 상기 접촉판이 하강하면서 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접촉판은 상기 정반과 동일한 편평도를 갖는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코일 스프링의 나선 방향으로 인해 상기 접촉판이 비틀리는 것을 방지하기 위해 상기 코일 스프링은 시계 방향 나선과 반시계 방향 나선을 동시에 가지며, 상기 시계 방향 나선을 갖는 부분의 길이와 상기 반시계 방향 나선을 갖는 부분의 길이가 동일한 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 코일 스프링의 나선 방향으로 인해 상기 접촉판이 비틀리는 것을 방지하기 위해 상기 코일 스프링은 짝수개가 구비되며, 시계 방향 나선을 갖는 코일 스프링과 반시계 방향 나선을 갖는 코일 스프링이 동일한 개수로 구비되는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  6. 몸체에 대해 가압 툴이 전후 좌우로 움직이는 해제 상태로 본딩 헤드를 정반 상에 형성된 홈에 구비된 코일 스프링에 고정되어 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 접촉판 상에 위치시키는 단계;
    상기 가압 툴이 상기 접촉판을 가압하는 힘에 의해 상기 코일 스프링이 휘어지면서 상기 가압 툴이 상기 접촉판과 밀착하도록 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판을 향해 일차로 하강시키는 단계;
    서로 밀착된 상기 가압 툴과 상기 접촉판이 상기 정반의 상부면과 동일한 기울기를 갖도록 상기 접촉판이 상기 정반과 접촉할 때까지 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판을 향해 이차로 하강시키는 단계;
    상기 접촉판이 상기 정반과 접촉하면, 상기 본딩 헤드를 상기 해제 상태에서 상기 몸체에 대해 상기 가압 툴이 고정되는 고정 상태로 변경하는 단계; 및
    상기 본딩 헤드를 상기 접촉판으로부터 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드의 기울기 조절 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 본딩 헤드를 상기 접촉판을 향해 일차로 하강시키는 단계에서, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 흡수하기 위해 상기 접촉판이 하강하면서 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드의 기울기 조절 방법.
  8. 정반; 및
    상기 정반 상에 구비되며, 상기 정반의 상부면에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비되는 접촉판을 포함하고,
    상기 접촉판이 본딩 헤드에서 몸체에 대해 전후 좌우로 움직이는 가압 툴과 접촉한 상태에서 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림을 흡수하기 위해 상기 접촉판이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴과 밀착되어 상기 가압 툴의 기울기가 상기 접촉판의 상부면 기울기와 동일하도록 상기 가압 툴의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 접촉판은 상기 정반과 동일한 편평도를 갖는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 정반은 상부면에 상기 접촉판을 수용하며 상기 접촉판의 상기 수평 방향 이동 범위를 한정하기 위한 일정한 깊이의 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  11. 제8항에 있어서, 상기 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 접촉판이 상기 수평 방향으로 이동할 수 있도록 상기 정반과 상기 접촉판 상이에는 마찰력을 감소시키는 유체가 제공되는 것을 특징으로 하는 정반 구조물.
  12. 몸체에 대해 가압 툴이 전후 좌우로 움직이는 해제 상태로 본딩 헤드를 정반 상에 수평 방향으로 이동 가능하도록 구비된 접촉판 상에 위치시키는 단계;
    상기 본딩 헤드를 하강시켜 상기 가압 툴을 상기 접촉판과 접촉시키는 단계;
    상기 가압 툴의 수평 방향 밀림에 의해 상기 접촉판이 상기 수평 방향으로 이동하면서 상기 가압 툴의 기울기가 상기 접촉판의 상부면 기울기와 동일하도록 상기 가압 툴을 상기 접촉판과 밀착시키는 단계;
    상기 가압 툴과 상기 접촉판이 서로 밀착되면, 상기 본딩 헤드를 상기 해제 상태에서 상기 몸체에 대해 상기 가압 툴이 고정되는 고정 상태로 변경하는 단계; 및
    상기 본딩 헤드를 상기 접촉판으로부터 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드의 기울기 조절 방법.
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