KR102916226B1 - Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part - Google Patents

Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part

Info

Publication number
KR102916226B1
KR102916226B1 KR1020230178840A KR20230178840A KR102916226B1 KR 102916226 B1 KR102916226 B1 KR 102916226B1 KR 1020230178840 A KR1020230178840 A KR 1020230178840A KR 20230178840 A KR20230178840 A KR 20230178840A KR 102916226 B1 KR102916226 B1 KR 102916226B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
light
substrate
transmitting
movement block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020230178840A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20250089193A (en
Inventor
황영수
박창용
송기영
Original Assignee
이노로보틱스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이노로보틱스 주식회사 filed Critical 이노로보틱스 주식회사
Priority to KR1020230178840A priority Critical patent/KR102916226B1/en
Publication of KR20250089193A publication Critical patent/KR20250089193A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102916226B1 publication Critical patent/KR102916226B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016Brazing of electronic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • H10W72/0711
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/40Semiconductor devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/42Printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/75261Laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301Bonding head
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/759Means for monitoring the connection process
    • H10W72/07141
    • H10W72/07183

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

본 발명 가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치는, 일 실시예에 따라 기판상에 배열된 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 가압함과 동시에 상기 투광성 가압부재를 통해 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치에 있어서, 상기 투광성 가압부재가 교체가능하게 장착된 상태로 Z축 방향으로 승하강되며 선택적으로 기판을 가압하고, 기판을 가압한 상태에서는 상기 투광성 가압부재를 통해 레이저 빔을 전자부품에 조사하는 레이저 가압헤드 어셈블리; 상기 레이저 가압헤드 어셈블리의 하방에 구비되고, 기판이 교체가능하게 안착된 상태로 X, Y축 방향으로 이동되는 스테이지; 상기 레이저 가압헤드 어셈블리 또는 스테이지의 일측에 구비되고, 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재 저면의 중심축 기울기를 각각 측정하는 수평 측정수단; 및 상기 레이저 가압헤드 어셈블리에 부가되고, 상기 수평 측정수단에 의해 측정된 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재 저면의 중심축이 일치됨에 의해 마주보는 두 면이 수평을 이루도록 투광성 가압부재의 수평을 얼라인하는 자이로 틸팅 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a laser reflow device capable of fine horizontal alignment of a pressurizing portion, wherein, according to one embodiment, a laser reflow device pressurizes a plurality of electronic components arranged on a substrate with a light-transmitting pressurizing member and simultaneously irradiates a laser beam through the light-transmitting pressurizing member to bond the electronic components to the substrate, the laser reflow device comprising: a laser pressurizing head assembly in which the light-transmitting pressurizing member is replaceably mounted and moves up and down in the Z-axis direction to selectively pressurize the substrate, and in a state in which the substrate is pressed, irradiates a laser beam to the electronic components through the light-transmitting pressurizing member; a stage provided below the laser pressurizing head assembly and moving in the X and Y-axis directions with a substrate replaceably mounted thereon; a horizontal measuring means provided on one side of the laser pressurizing head assembly or the stage and measuring an inclination of a central axis of an upper surface of the substrate and a central axis of a lower surface of the light-transmitting pressurizing member, respectively; And it is characterized by including a gyro tilting unit which is added to the laser pressure head assembly and aligns the horizontality of the transparent pressure member so that the two opposing surfaces are horizontal by making the central axis of the upper surface of the substrate measured by the horizontal measuring means and the central axis of the lower surface of the transparent pressure member coincide.

Description

가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치 {Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part}Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part

본 발명은 가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투광성 가압부재에 미세 수평 얼라인이 가능한 자이로(Gyro) 틸팅 유닛을 적용함으로써 상기 투광성 가압부재를 가압하면서 레이저 리플로우 공정을 수행할 때 기판 상에 배치된 복수의 전자부품들에 동일한 압력과 열에너지가 고르게 전달되므로 본딩 불량률이 획기적으로 감소되는 가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser reflow device capable of fine horizontal alignment of a pressurized portion, and more specifically, to a laser reflow device capable of fine horizontal alignment of a pressurized portion, in which a gyro tilting unit capable of fine horizontal alignment is applied to a light-transmitting pressurized portion, thereby evenly transmitting the same pressure and heat energy to a plurality of electronic components arranged on a substrate when performing a laser reflow process while pressing the light-transmitting pressurized portion, thereby drastically reducing the bonding defect rate.

산업용 레이저 가공에서 마이크론(㎛)급의 정밀도를 가지는 응용분야가 마이크로 레이저프로세싱인데, 반도체 산업, 디스플레이 산업, 인쇄회로기판(PCB) 산업, 스마트폰 산업 등에서 널리 사용되고 있다. 모든 전자기기에 사용되는 메모리칩은 집적도와 성능 및 초고속 통신속도를 구현하기 위해 회로간격을 최소한으로 축소시키는 기술이 발전하다가 현재는 회로선폭과 선폭간격을 축소시키는 것만으로는 요구되는 기술수준을 달성하기 어려워서 메모리칩들을 수직방향으로 적층하는 수준이 되었다. 이미 128층까지의 적층기술이 TSMC사(社)에서 개발되었고, 72층까지 적층하는 기술을 삼성전자, SK하이닉스 등에서 대량생산에 적용하고 있다.Micro laser processing is an application that achieves precision at the micron (㎛) level in industrial laser processing, and is widely used in the semiconductor, display, printed circuit board (PCB) and smartphone industries. Memory chips used in all electronic devices have been developed to minimize circuit spacing to achieve integration, performance and ultra-high communication speeds. However, it is now difficult to achieve the required level of technology by simply reducing the circuit line width and line spacing, so memory chips have been stacked vertically. TSMC has already developed stacking technology for up to 128 layers, and Samsung Electronics, SK Hynix, and others are applying stacking technology for up to 72 layers for mass production.

또한, 메모리칩, 마이크로프로세서칩, 그래픽프로세서칩, 무선프로세서칩, 센서프로세서칩 등을 1개의 패키지에 실장하려는 기술개발들이 치열하게 연구개발되고 있으며 상당한 수준의 기술들이 이미 실전적용되고 있다.In addition, technologies to mount memory chips, microprocessor chips, graphic processor chips, wireless processor chips, sensor processor chips, etc. in a single package are being researched and developed fiercely, and a considerable level of technologies are already being applied in practice.

그러나 앞에서 언급한 기술의 개발과정에서, 초고속/초고용량 반도체칩 내부에서 더욱 더 많은 전자들이 신호처리프로세스에 참여해야 하므로 전력소비량이 커져서 발열에 대한 냉각처리 이슈가 제기되었다. 또한, 더욱 많은 신호들에 대한 초고속 신호처리 및 초고주파 신호처리라는 요구사항을 달성하기 위하여 대량의 전기신호들을 초고속으로 전달해야 한다는 기술이슈가 제기되었다. 또한, 신호선들이 많아져야 해서 반도체칩 외부로의 신호 인터페이스 선들을 더 이상 1차원적인 리드선방식으로는 처리하지 못하고 반도체칩 하부에서 2차원적으로 처리하는 볼그리드어레이(BGA) 방식(Fan-In BGA 또는 Fan-in Wafer-Level-Package(FIWLP)라고 함)과, 칩 하부의 초미세 BGA층 아래에 신호 배선 재배열층(Signal Layout Redistribution Layer)을 두고 그 하부에 2차 미세 BGA층을 설치하는 방식(Fan-Out BGA 또는 Fan-Out Wafer-Level-Package(FOWLP) 또는 Fan-Out Panel-Level-Package라고 함) 방식이 실적 적용되고 있다.However, during the development of the aforementioned technologies, as more and more electrons were required to participate in signal processing within ultra-high-speed, ultra-high-capacity semiconductor chips, power consumption increased, raising the issue of cooling to prevent heat generation. Furthermore, to achieve the requirements of ultra-high-speed and ultra-high-frequency signal processing for a greater number of signals, the need for high-speed transmission of a large number of electrical signals emerged as a technical challenge. In addition, as the number of signal lines increases, the signal interface lines to the outside of the semiconductor chip can no longer be processed with a one-dimensional lead line method, and the ball grid array (BGA) method (called Fan-In BGA or Fan-in Wafer-Level-Package (FIWLP)) that processes them two-dimensionally under the semiconductor chip, and the method (called Fan-Out BGA or Fan-Out Wafer-Level-Package (FOWLP) or Fan-Out Panel-Level-Package) that places a signal layout redistribution layer under an ultra-fine BGA layer at the bottom of the chip and installs a second fine BGA layer under it are being applied in practice.

최근에는 반도체칩의 경우, EMC(Epoxy-Mold Compound)층을 포함하여 두께가 200㎛ 이하 제품이 등장하고 있다. 이와 같이 두께가 수백 마이크론에 불과한 마이크론급의 초경박형 반도체칩을 초경박형 PCB에 부착하기 위하여 기존의 표면실장기술(SMT) 표준공정인 써멀리플로우오븐(Thermal Reflow Oven) 기술과 같은 매스리플로우(MR) 공정을 적용하면 수백 초의 시간 동안 100∼300도(℃)의 공기온도환경 속에 반도체칩이 노출되므로 열팽창계수(CTE; Coefficient of ThermalExpansion) 차이 때문에 칩-테두리 휨(Chip-Boundary Warpage), PCB-테두리 휨(PCB-Boundary Warpage), 열충격형 랜덤본딩불량(Random-Bonding Failure by Thermal Shock) 등 다양한 형태의 솔더링 본딩 접착불량이 발생할 수 있다.Recently, semiconductor chips have been introduced with a thickness of less than 200㎛, including an EMC (Epoxy-Mold Compound) layer. In order to attach these ultra-thin semiconductor chips, which are only a few hundred microns thick, to ultra-thin PCBs, mass reflow (MR) processes, such as thermal reflow oven technology, which is a standard process for conventional surface-mount technology (SMT), are applied. As the semiconductor chips are exposed to an air temperature environment of 100 to 300 degrees Celsius (℃) for several hundred seconds, various types of soldering bonding failures, such as chip-boundary warpage, PCB-boundary warpage, and random bonding failure by thermal shock, may occur due to differences in the coefficient of thermal expansion (CTE).

이에 따라 최근 들어 각광받고 있는 레이저 리플로우 장치의 구성을 살펴보면, 레이저 헤드 모듈이 본딩대상물(반도체 칩 또는 집적회로 IC)을 수 초 동안 눌러주면서 레이저를 조사하여 본딩하는 방식으로, 반도체 칩 또는 집적회로(IC) 사이즈에 대응하는 면 광원 형태의 레이저를 조사하여 본딩을 수행한다.Accordingly, if we look at the configuration of the laser reflow device that has been in the spotlight recently, the laser head module presses the bonding target (semiconductor chip or integrated circuit IC) for several seconds while irradiating the laser to perform bonding, and the bonding is performed by irradiating the laser in the form of a surface light source corresponding to the size of the semiconductor chip or integrated circuit (IC).

이러한 가압방식의 레이저 헤드 모듈에 대해서는 한국공개특허 2018-0137887(이하, ‘선행문헌’이라 함)을 참조하면, 동 특허에 언급된 레이저 가압헤드 구성은 가압헤드가 여러 개의 플립칩을 동시에 가압한 상태에서 레이저 헤드가 수평 방향으로 이송하며 각 플립칩을 순차적으로 하나씩 레이저를 조사하거나 또는 단일의 레이저 헤드가 여러 개의 플립칩에 레이저를 동시에 조사하는 방식으로 본딩 처리가 가능함에 대해 개괄적으로 언급하고 있다. For this pressurized laser head module, refer to Korean Patent Publication No. 2018-0137887 (hereinafter referred to as “prior document”). The laser pressurized head configuration mentioned in the patent generally mentions that bonding processing is possible by having the pressurized head pressurize multiple flip chips simultaneously, the laser head horizontally move, and sequentially irradiate each flip chip with a laser one by one, or by having a single laser head irradiate multiple flip chips with a laser simultaneously.

그러나, 상술한 선행문헌의 종래 레이저 가압헤드 구성에 따르면 기판 상에 배치된 복수의 플립칩에 균질화된 레이저 빔을 조사 및 불량없이 복수의 플립칩을 리플로우하기는 기술적으로 많은 어려움이 예상된다.However, according to the conventional laser pressurization head configuration of the above-described prior art document, it is expected that there will be many technical difficulties in irradiating a homogenized laser beam to a plurality of flip chips arranged on a substrate and reflowing the plurality of flip chips without defects.

그러므로 종래에는 단일의 플립칩을 하나씩 순차적으로 가압 및 리플로우 처리함에 따라 전체 작업시간이 증가될 수밖에 없었고, 복수의 처리를 위해 다양한 기판의 사이즈에 수평적으로 배치된 복수의 플립칩에 단일의 레이저 빔을 동시에 조사하더라도 각각의 플립칩에 동일한 압력에너지와 열에너지가 골고루 전달되기는 사실상 어려우므로 여전히 본딩 불량률이 개선되기 어려운 문제점이 남아 있었다.Therefore, in the past, the total working time was bound to increase because a single flip chip was sequentially pressurized and reflow-processed one by one, and even if a single laser beam was simultaneously irradiated on multiple flip chips horizontally arranged on various substrate sizes for multiple processing, it was practically difficult to evenly transmit the same pressure energy and heat energy to each flip chip, so there still remained a problem that it was difficult to improve the bonding defect rate.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명은 투광성 가압부재에 미세 수평 얼라인이 가능한 자이로(Gyro) 틸팅 유닛을 적용함으로써 상기 투광성 가압부재를 가압하면서 레이저 리플로우 공정을 수행할 때 기판 상에 배치된 복수의 전자부품들에 동일한 압력과 열에너지가 고르게 전달되므로 본딩 불량률이 획기적으로 감소되는 가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-mentioned problems, and the present invention provides a laser reflow device capable of fine horizontal alignment of a pressurizing member, in which the same pressure and heat energy are evenly transmitted to a plurality of electronic components arranged on a substrate when performing a laser reflow process while pressing the light-transmitting pressurizing member by applying a gyro tilting unit capable of fine horizontal alignment to the light-transmitting pressurizing member, thereby drastically reducing the bonding defect rate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일 실시예에 따라, 기판상에 배열된 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 가압함과 동시에 상기 투광성 가압부재를 통해 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치에 있어서, 상기 투광성 가압부재가 교체가능하게 장착된 상태로 Z축 방향으로 승하강되며 선택적으로 기판을 가압하고, 기판을 가압한 상태에서는 상기 투광성 가압부재를 통해 레이저 빔을 전자부품에 조사하는 레이저 가압헤드 어셈블리; 상기 레이저 가압헤드 어셈블리의 하방에 구비되고, 기판이 교체가능하게 안착된 상태로 X, Y축 방향으로 이동되는 스테이지; 상기 레이저 가압헤드 어셈블리 또는 스테이지의 일측에 구비되고, 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재 저면의 중심축 기울기를 각각 측정하는 수평 측정수단; 및 상기 레이저 가압헤드 어셈블리에 부가되고, 상기 수평 측정수단에 의해 측정된 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재 저면의 중심축이 일치됨에 의해 마주보는 두 면이 수평을 이루도록 투광성 가압부재의 수평을 얼라인하는 자이로 틸팅 유닛;을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present invention, there is provided a laser reflow device for bonding electronic components to a substrate by pressing a plurality of electronic components arranged on a substrate with a light-transmitting press member while simultaneously irradiating a laser beam through the light-transmitting press member, the device comprising: a laser press head assembly in which the light-transmitting press member is replaceably mounted and moves up and down in the Z-axis direction to selectively press the substrate, and in a state in which the substrate is pressed, irradiates a laser beam to the electronic components through the light-transmitting press member; a stage provided below the laser press head assembly and moving in the X and Y-axis directions while a substrate is replaceably mounted thereon; a horizontal measuring means provided on one side of the laser press head assembly or the stage and measuring an inclination of a central axis of an upper surface of the substrate and a central axis of a lower surface of the light-transmitting press member, respectively; And it is configured to include a gyro tilting unit that is added to the laser pressure head assembly and aligns the horizontality of the transparent pressure member so that the two opposing surfaces are horizontal by making the central axis of the upper surface of the substrate measured by the horizontal measuring means and the central axis of the lower surface of the transparent pressure member coincide.

또한 일 실시예에 따라, 상기 수평 측정수단은, 상기 레이저 가압헤드 어셈블리 및 스테이지의 일측에 각각 구비되는 제1, 제2 접촉식 변위센서를 포함하되, 상기 제1 접촉식 변위센서는 레이저 가압헤드 어셈블리의 일측에 기판을 마주보도록 하방을 향해 구비된 상태로 레이저 가압헤드 어셈블리와 함께 Z축 방향으로 승하강되고, 상기 제2 접촉식 변위센서는 스테이지의 일측에 투광성 가압부재를 마주보도록 상방을 향해 구비된 상태로 스테이지와 함께 X, Y축 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to one embodiment, the horizontal measuring means includes first and second contact displacement sensors respectively provided on one side of the laser pressure head assembly and the stage, wherein the first contact displacement sensor is provided on one side of the laser pressure head assembly facing downward to face the substrate and is moved up and down in the Z-axis direction together with the laser pressure head assembly, and the second contact displacement sensor is provided on one side of the stage facing upward to face the light-transmitting pressure member and is moved in the X- and Y-axis directions together with the stage.

또한 일 실시예에 따라, 상기 제1, 제2 접촉식 변위센서는, 기판의 상면과 투광성 가압부재의 저면 중 가장자리 3개 이상의 지점을 각각 차례로 접촉하고, 상기 접촉된 지점의 X, Y, Z축 상의 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to one embodiment, the first and second contact-type displacement sensors are characterized in that they sequentially contact three or more edges of the upper surface of the substrate and the lower surface of the light-transmitting pressure member, and derive coordinates on the X, Y, and Z axes of the contacted points.

또한 일 실시예에 따라, 상기 제1 접촉식 변위센서는, 하단의 접촉점이 투광성 가압부재의 저면을 기준으로 더 높은 위치에 있거나 더 낮은 위치에 있도록 선택적으로 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.Additionally, according to one embodiment, the first contact displacement sensor is characterized in that the height thereof is selectively adjustable so that the lower contact point is located at a higher or lower position relative to the bottom surface of the light-transmitting pressure member.

또한 일 실시예에 따라, 상기 레이저 가압헤드 어셈블리는, 투과성 가압부재; 상기 투과성 가압부재가 저면에 장착되는 지지프레임; 상기 지지프레임을 Z축 방향으로 승하강시키는 승하강 유닛; 및 상기 지지프레임의 개구를 통해 레이저 빔을 조사하는 레이저 옵틱 모듈;을 포함한다.In addition, according to one embodiment, the laser pressurizing head assembly includes: a transparent pressurizing member; a support frame on which the transparent pressurizing member is mounted on a bottom surface; an elevation unit that raises and lowers the support frame in the Z-axis direction; and a laser optics module that irradiates a laser beam through an opening of the support frame.

또한 일 실시예에 따라, 상기 자이로 틸팅 유닛은, 투광성 가압부재가 교체가능하게 장착되는 홀더 프레임; 상기 홀더 프레임의 상부에 결합되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 상면 중 가장자리 3개 이상의 지점에 결합되고, 홀더 프레임에 장착된 투광성 가압부재의 중심축이 틸팅되는 얼라인 무브먼트를 수용하는 구면 베어링; 하단이 상기 구면 베어링의 상단에 각각 결합됨과 함께 상단이 지지프레임의 저면에 결합되고, 홀더 프레임에 장착된 투광성 가압부재의 중심축이 선형 이동 또는 틸팅되는 얼라인 무브먼트를 가이드하는 선형 이동 블록; 및 상기 선형 이동 블록의 일측에 각각 결합되어 선형 이동 블록을 특정 방향으로 이동시킴으로써 투광성 가압부재의 중심축이 기판의 중심축과 일치되어 수평을 이루도록 얼라인하는 액추에이터;를 포함한다.In addition, according to one embodiment, the gyro tilting unit includes a holder frame on which a light-transmitting pressure member is replaceably mounted; a base frame coupled to an upper portion of the holder frame; a spherical bearing coupled to three or more points on an edge of an upper surface of the base frame and accommodating an alignment movement in which a central axis of the light-transmitting pressure member mounted on the holder frame is tilted; a linear movement block having a lower end coupled to an upper end of the spherical bearing and an upper end coupled to a bottom surface of a support frame, and guiding an alignment movement in which a central axis of the light-transmitting pressure member mounted on the holder frame is linearly moved or tilted; and an actuator coupled to one side of the linear movement block and moving the linear movement block in a specific direction to align the central axis of the light-transmitting pressure member so as to be horizontal and in line with the central axis of the substrate.

또한 일 실시예에 따라, 상기 선형 이동 블록은, 구면 베어링의 상단에 각각 결합되고, 투광성 가압부재의 중심축을 향해 상향 경사진 방향으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 경사방향 이동 블록; 상기 경사방향 이동 블록의 상단에 결합되고, 평면상에서 투광성 가압부재의 중심축을 향한 중심방향(hd)으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 중심방향 이동 블록; 및 상기 경사방향 이동 블록 또는 중심방향 이동 블록에 결합되고, 평면상에서 상기 중심방향과 수직한 방향으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 수직방향 이동 블록;을 포함한다.In addition, according to one embodiment, the linear movement block includes an inclined movement block which is respectively coupled to an upper end of a spherical bearing and guides an alignment movement of the light-transmitting press member in an upwardly inclined direction toward a central axis of the light-transmitting press member; a central movement block which is coupled to an upper end of the inclined movement block and guides an alignment movement of the light-transmitting press member in a central direction (hd) toward the central axis of the light-transmitting press member on a plane; and a vertical movement block which is coupled to the inclined movement block or the central movement block and guides an alignment movement of the light-transmitting press member in a direction perpendicular to the central direction on a plane.

또한 일 실시예에 따라, 상기 선형 이동 블록은, 한쌍의 경사방향 이동 블록만으로 구성된 제1 선형 이동 블록; 한쌍의 경사방향 이동 블록과 하나의 중심방향 이동 블록으로 구성된 제2 선형 이동 블록; 및 한쌍의 경사방향 이동 블록, 하나의 중심방향 이동 블록 및 하나의 수직방향 이동 블록으로 구성된 제3 선형 이동 블록;을 포함한다.Also, according to one embodiment, the linear movement block includes a first linear movement block composed of only a pair of inclined movement blocks; a second linear movement block composed of a pair of inclined movement blocks and one central movement block; and a third linear movement block composed of a pair of inclined movement blocks, one central movement block, and one vertical movement block.

또한 일 실시예에 따라, 상기 경사방향 이동 블록, 중심방향 이동 블록 또는 수직방향 이동 블록의 경계부에는 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing)이 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to one embodiment, a cross roller bearing is provided at a boundary of the inclined moving block, the central moving block, or the vertical moving block.

상술한 바와 같은 본 발명은, 기판상에 배치된 복수의 전자부품을 균일한 압력으로 가압함과 동시에 레이저 빔을 조사할 수 있게 됨으로써 대량 리플로우 처리에 의해 생산성이 대폭 개선되는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of significantly improving productivity through mass reflow processing by enabling a plurality of electronic components arranged on a substrate to be pressed with uniform pressure while simultaneously irradiating a laser beam.

또한, 기판과 투광성 가압부재 간의 수평을 정밀하게 얼라인할 수 있으므로 높은 정밀성을 요하는 가압 방식의 레이저 리플로우 공정에서 복수의 전자부품을 가압 시 압력 분포 불균일에 의한 하중 편차를 최소화하여 종래 압력 분포 불균일에 의한 본딩 불량률이 대폭 개선되는 효과가 있다.In addition, since the horizontal alignment between the substrate and the light-transmitting pressurizing member can be precisely performed, there is an effect of significantly improving the bonding defect rate caused by the non-uniform pressure distribution in the conventional pressurizing laser reflow process, minimizing the load deviation caused by the non-uniform pressure distribution when pressing multiple electronic components in a pressurizing method requiring high precision.

도 1은 본 발명에 따른 가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치의 구성을 개략적으로 보인 구성도
도 2는 도 1의 요부 측면도
도 3은 본 발명에 따른 수평 측정수단을 이용하여 상, 하부 수평도를 측정하는 과정을 보인 도면
도 4는 본 발명에 따른 자이로 틸팅 유닛을 확대하여 보인 요부 사시도
도 5는 도 4의 요부 확대도
도 6은 본 발명에 따른 가압부의 미세 수평 얼라인 과정을 보인 도면
Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser reflow device capable of fine horizontal alignment of a pressurized portion according to the present invention.
Figure 2 is a side view of the main part of Figure 1.
Figure 3 is a drawing showing a process of measuring upper and lower horizontality using a horizontal measuring means according to the present invention.
Figure 4 is an enlarged perspective view of the gyro tilting unit according to the present invention.
Figure 5 is an enlarged view of the main part of Figure 4.
Figure 6 is a drawing showing a fine horizontal alignment process of a pressurized portion according to the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is merely used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, it should be understood that the terms "comprises" or "has" or "has" or "has" indicate the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in this specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 명세서에서 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 나타낸다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant technology, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless expressly defined herein.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 리플로우 장치의 구성 및 작동관계에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operational relationship of the reflow device according to the present invention will be specifically examined with reference to the attached drawings 1 to 6.

도 1은 본 발명에 따른 가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치의 구성을 개략적으로 보인 구성도이고, 도 2는 도 1의 요부 측면도이다.Fig. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser reflow device capable of fine horizontal alignment of a pressurized portion according to the present invention, and Fig. 2 is a side view of a main part of Fig. 1.

상기 도 1 및 2를 참조하면, 먼저, 본 발명에 따른 가압부, 즉 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)는 투광성 가압부재(TP)가 교체가능하게 장착된 상태로 Z축 방향으로 승하강되며 선택적으로 본 발명의 본딩대상물인 기판(S)을 가압하고, 상기 기판을 가압한 상태에서 상기 투광성 가압부재(TP)를 통해 기판(S) 상의 전자부품들(미도시)에 레이저 빔을 조사하여 상기 레이저 빔의 열에너지에 의해 전자부품들을 기판(S) 상에 본딩한다.Referring to the above drawings 1 and 2, first, the pressurizing unit according to the present invention, i.e., the laser pressurizing head assembly (1000), is moved up and down in the Z-axis direction while a transparent pressurizing member (TP) is replaceably mounted thereon, and selectively pressurizes the substrate (S), which is a bonding target of the present invention, and while the substrate is pressed, a laser beam is irradiated onto electronic components (not shown) on the substrate (S) through the transparent pressurizing member (TP), thereby bonding the electronic components on the substrate (S) by the heat energy of the laser beam.

일 실시예에 따라, 상기 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)는, 투과성 가압부재(TP); 상기 투과성 가압부재가 저면에 장착되는 지지프레임(1100); 상기 지지프레임을 Z축 방향으로 승하강시키는 승하강 유닛(1200); 및 상기 지지프레임(1100)의 개구(1100a)를 통해 레이저 빔을 조사하는 레이저 옵틱 모듈(1300);을 포함하여 구성된다.According to one embodiment, the laser pressurization head assembly (1000) comprises: a transparent pressurization member (TP); a support frame (1100) on which the transparent pressurization member is mounted on a bottom surface; a raising/lowering unit (1200) that raises/lowers the support frame in the Z-axis direction; and a laser optics module (1300) that irradiates a laser beam through an opening (1100a) of the support frame (1100).

또한, 상기 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)의 하방에는 스테이지(2000)가 구비되고, 상기 스테이지(2000)의 상면에는 기판(S)이 교체가능하게 안착된 상태로 기판 이송부(2100)에 의해 상기 기판(S)이 X, Y축 방향으로 이송된다.In addition, a stage (2000) is provided at the bottom of the laser pressurizing head assembly (1000), and a substrate (S) is placed on the upper surface of the stage (2000) in a replaceable manner, and the substrate (S) is transferred in the X and Y-axis directions by a substrate transfer unit (2100).

구체적으로, 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)는, 하부에 열을 가할 수 있는 구조를 갖추고 있는 다공성 물질 혹은 진공 홀이 형성된 스테이지(2000)에 지지되면서 이송되는 기판(S)에 면 광원 형태의 레이저를 조사하는 적어도 하나 이상의 레이저 옵틱 모듈(1300)과, 상기 레이저 옵틱 모듈(1300)과 분리되어 독립적으로 설치되며 면 광원 형태의 레이저를 투과시키는 투광성 가압부재(TP)을 포함한다.Specifically, the laser pressurization head assembly (1000) includes at least one laser optic module (1300) that irradiates a laser in the form of a surface light source onto a substrate (S) that is supported and transported on a stage (2000) having a porous material having a structure capable of applying heat to a lower portion or having vacuum holes formed therein, and a transparent pressurization member (TP) that is installed independently and separately from the laser optic module (1300) and transmits the laser in the form of a surface light source.

상기 레이저 옵틱 모듈(1300)은 레이저 발진기(레이저 소스)에서 발생되어 광섬유를 통해 전달되는 레이저를 면 광원으로 변환시켜서 본 발명의 본딩대상물인 기판(S)에 조사한다. 레이저 옵틱 모듈(1300)은 스폿(spot) 형태의 레이저를 면 광원 형태로 변환하는 빔 쉐이퍼(미도시)와, 상기 빔 쉐이퍼의 하부에 배치되며 빔 쉐이퍼에서 출사되는 면 광원이 기판(S)의 조사영역에 조사되도록 복수의 렌즈모듈이 경통 내부에 서로 적당한 간격을 두고 이격되어 장착되는 광학부(미도시)를 포함하여 구현될 수 있다.The above laser optics module (1300) converts a laser generated from a laser generator (laser source) and transmitted through an optical fiber into a surface light source and irradiates the laser onto a substrate (S), which is a bonding target of the present invention. The laser optics module (1300) may be implemented by including a beam shaper (not shown) that converts a spot-shaped laser into a surface light source, and an optical unit (not shown) that is disposed below the beam shaper and has a plurality of lens modules spaced apart from each other at an appropriate interval inside the barrel so that the surface light source emitted from the beam shaper is irradiated onto the irradiation area of the substrate (S).

또한, 상기 레이저 옵틱 모듈(1300)은 기판(S)과의 정렬을 위해 Z축을 따라 상승 또는 하강하거나 X축을 따라 좌, 우 이동하거나 Y축을 따라 이동될 수 있다.Additionally, the laser optics module (1300) can be raised or lowered along the Z-axis, moved left or right along the X-axis, or moved along the Y-axis for alignment with the substrate (S).

즉, 본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)는 기판(S)을 눌러주는 투광성 가압부재(TP)와 기판(S)에 면광원 형태의 레이저를 조사하는 레이저 옵틱 모듈(1300)을 서로 독립적으로 분리하여 형성할 수 있다.That is, the laser pressurizing head assembly (1000) of the laser reflow device according to the present invention can be formed by independently separating a light-transmitting pressurizing member (TP) that presses a substrate (S) and a laser optics module (1300) that irradiates a laser in the form of a surface light source onto the substrate (S).

이에 따라 투광성 가압부재(TP)로 기판(S)을 눌러준 상태에서 레이저 옵틱 모듈(1300)을 기판(S)의 복수의 조사 위치로 이동시킨 후 구동함에 의해 하나의 기판(S)에 대한 택트 타임(tact time)의 단축 및 복수의 기판(S) 전체에 대한 본딩 작업의 고속화를 실현할 수 있다. 이때, 상기 투광성 가압부재(TP)는 평판 형태의 지지프레임(1100)에 결합된 상태로 레이저 리플로우 공정을 위해 대기된다.Accordingly, by moving the laser optic module (1300) to multiple irradiation positions on the substrate (S) and then driving it while pressing the substrate (S) with the light-transmitting pressurizing member (TP), it is possible to shorten the tact time for one substrate (S) and to speed up the bonding operation for all of the multiple substrates (S). At this time, the light-transmitting pressurizing member (TP) is connected to a flat support frame (1100) and is waiting for the laser reflow process.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)는 압력감지센서(미도시)와 높이센서(미도시)로부터 입력되는 데이터를 이용하여 투광성 가압부재(TP)의 Z축 방향 승하강 동작을 제어하고, 스테이지(2000)에 구비된 기판 이송부(2100)의 X, Y축 방향 이송을 제어하기 위해 제어부(미도시)를 더 구비함이 바람직하다. 상기 압력감지센서와 높이센서는 기판(S)을 지지하는 스테이지(2000)에 설치될 수 있으며, 압력감지센서는 일례로 적어도 하나의 로드셀로 구현될 수 있으며, 높이센서는 리니어 엔코더로 구현될 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the laser pressure head assembly (1000) of the laser reflow device according to the present invention preferably further includes a control unit (not shown) to control the Z-axis direction elevation and lowering operation of the light-transmitting pressure member (TP) using data input from a pressure detection sensor (not shown) and a height sensor (not shown), and to control the X- and Y-axis direction movement of the substrate transfer unit (2100) provided on the stage (2000). The pressure detection sensor and the height sensor may be installed on the stage (2000) that supports the substrate (S), and the pressure detection sensor may be implemented with at least one load cell, for example, and the height sensor may be implemented with a linear encoder.

예컨대, 상기 제어부(미도시)는 압력감지센서로부터 데이터를 입력받아 압력이 목표치에 도달하도록 투광성 가압부재(TP)를 제어하고 또한, 높이센서로부터 데이터를 입력받아 높이의 목표치에 도달하도록 투광성 가압부재(TP)를 제어할 수 있다.For example, the control unit (not shown) may receive data from a pressure sensor and control a light-transmitting pressurizing member (TP) so that the pressure reaches a target value, and may also receive data from a height sensor and control the light-transmitting pressurizing member (TP) so that the height reaches a target value.

즉, 상기 압력감지센서를 통하여 기판(S)에 가해지는 압력을 조정하여 대면적의 경우 승하강 유닛(1200)과 다수의 압력감지센서(미도시)를 통하여 동일한 압력이 기판(S)에 전달될 수 있도록 제어할 수 있으며, 또한 하나 이상 혹은 다수의 높이센서를 통하여 기판(S)이 본딩되어지는 순간의 높이 위치값을 확인하거나 더 정확한 본딩 높이의 수치를 찾을 수 있는 기술적 데이타를 제공하며 일정한 높이의 간격을 유지해야 하는 공정을 수행할 경우에 정확한 높이를 제어할 수 있는 기능을 수행한다. That is, by adjusting the pressure applied to the substrate (S) through the pressure detection sensor, in the case of a large area, the same pressure can be transmitted to the substrate (S) through the lifting/lowering unit (1200) and a plurality of pressure detection sensors (not shown), and also, through one or more or a plurality of height sensors, the height position value at the moment when the substrate (S) is bonded can be confirmed or technical data for finding a more accurate bonding height value can be provided, and when a process that requires maintaining a certain height interval is performed, the function of controlling the accurate height is performed.

또한, 상기 투광성 가압부재(TP)는 레이저 옵틱 모듈(1300)로부터 출력되는 레이저를 투과시키는 모재로 구현될 수 있다. 투광성 가압부재(TP)의 모재는 모든 빔투과성 재질로 구현 가능하다. 예를 들어, 상기 투광성 가압부재(TP)의 모재는 불순물이 제거된 쿼츠(Quartz)로 구현될 수 있으며, 보다 구체적으로는 Fused Silica 성분의 쿼츠(Quartz)로 구현될 수 있다.In addition, the above-described transparent pressure member (TP) may be implemented as a base material that transmits the laser output from the laser optics module (1300). The base material of the above-described transparent pressure member (TP) may be implemented as any beam-transmitting material. For example, the base material of the above-described transparent pressure member (TP) may be implemented as quartz from which impurities have been removed, and more specifically, may be implemented as quartz containing fused silica.

예컨대, 980㎚ Laser를 조사할 경우 쿼츠(Quarts)재질로 구현된 투광성 가압부재(TP)의 투과율은 85%∼99%이며, 기판(S)에서 측정된 온도는 100℃이고, 반면에 사파이어(sapphire)로 구현된 투광성 가압부재(TP)의 투과율은 80%∼90%이며 기판(S)에서 측정된 온도는 60℃이다. 즉, 광투과율과 본딩에 필요한 열 손실 측면에서 쿼츠(Quarts)는 사파이어(sapphire)보다 우수한 성능을 보인다.For example, when irradiated with a 980 nm laser, the transmittance of a light-transmitting pressurizing member (TP) made of quartz is 85% to 99%, and the temperature measured at the substrate (S) is 100°C, whereas the transmittance of a light-transmitting pressurizing member (TP) made of sapphire is 80% to 90%, and the temperature measured at the substrate (S) is 60°C. In other words, quartz shows superior performance to sapphire in terms of light transmittance and heat loss required for bonding.

또한, 상기 레이저 가압헤드 어셈블리(1000) 또는 스테이지(2000)의 일측에는 수평 측정수단이 구비되고, 상기 수평 측정수단을 이용하여 기판(S), 즉 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재(TP) 저면의 중심축 기울기를 각각 측정한다. In addition, a horizontal measuring means is provided on one side of the laser pressure head assembly (1000) or stage (2000), and the inclination of the central axis of the upper surface of the substrate (S), i.e., the substrate, and the central axis of the lower surface of the light-transmitting pressure member (TP) are measured using the horizontal measuring means.

일 실시예에 따라, 상기 수평 측정수단은, 상기 레이저 가압헤드 어셈블리(1000) 및 스테이지(2000)의 일측에 각각 구비되는 제1, 제2 접촉식 변위센서(3100)(3200)일 수 있다. According to one embodiment, the horizontal measuring means may be first and second contact displacement sensors (3100) (3200) respectively provided on one side of the laser pressure head assembly (1000) and the stage (2000).

일 실시예에 따라, 상기 제1 접촉식 변위센서(3100)는 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)의 일측에 기판(S)을 마주보도록 하방을 향해 구비된 상태로 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)와 함께 Z축 방향으로 승하강되고, 상기 제2 접촉식 변위센서(3200)는 스테이지(2000)의 일측에 투광성 가압부재(TP)를 마주보도록 상방을 향해 구비된 상태로 스테이지(2000)와 함께 X, Y축 방향으로 이동된다.According to one embodiment, the first contact displacement sensor (3100) is mounted facing downward on one side of the laser pressure head assembly (1000) to face the substrate (S) and is moved up and down in the Z-axis direction together with the laser pressure head assembly (1000), and the second contact displacement sensor (3200) is mounted facing upward on one side of the stage (2000) to face the light-transmitting pressure member (TP) and is moved in the X and Y-axis directions together with the stage (2000).

도 3은 본 발명에 따른 수평 측정수단을 이용하여 상, 하부 수평도를 측정하는 과정을 보인 도면이다.Figure 3 is a drawing showing a process of measuring upper and lower horizontality using a horizontal measuring means according to the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 제1, 제2 접촉식 변위센서(3100)(3200)는, 기판(S)의 상면과 투광성 가압부재(TP)의 저면 중 가장자리 3개 이상의 지점을 각각 차례로 접촉(예, P1, P2, P3)하고, 상기 접촉된 지점의 X, Y, Z축 상의 공간좌표를 도출한다. 예컨대, 상기 3개의 공간좌표를 연결하면 삼각형의 면을 얻을 수 있으며, 상기 삼각형의 면의 중심을 관통하는 중심축과 상기 중심축의 기울기를 구할 수 있다. 상기 다각형 면의 중심축과 기울기 등을 구하는 과정은 일반적인 기하학 연산에 따른 것으로서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 3, the first and second contact-type displacement sensors (3100) (3200) sequentially contact three or more edge points among the upper surface of the substrate (S) and the lower surface of the light-transmitting pressure member (TP) (e.g., P1, P2, P3), and derive spatial coordinates on the X, Y, and Z axes of the contacted points. For example, by connecting the three spatial coordinates, a triangular surface can be obtained, and a central axis penetrating the center of the triangular surface and an inclination of the central axis can be obtained. The process of obtaining the central axis and inclination of the polygonal surface is based on general geometric operations, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 제1 접촉식 변위센서(3100)는, 하단의 접촉점이 투광성 가압부재(TP)의 저면을 기준으로 더 높은 위치에 있거나 더 낮은 위치에 있도록 선택적으로 높이 조절이 가능하게 구성된다.Meanwhile, the first contact displacement sensor (3100) is configured to be selectively height-adjustable so that the lower contact point is at a higher or lower position relative to the bottom surface of the light-transmitting pressure member (TP).

도 4는 본 발명에 따른 자이로 틸팅 유닛을 확대하여 보인 요부 사시도이고, 도 5는 도 4의 요부 확대도이다.Fig. 4 is an enlarged perspective view of a main part of a gyro tilting unit according to the present invention, and Fig. 5 is an enlarged view of a main part of Fig. 4.

도 4 및 5를 참조하면, 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)에는 자이로 틸팅 유닛(1500)이 구비된다. Referring to FIGS. 4 and 5, the laser pressurization head assembly (1000) is equipped with a gyro tilting unit (1500).

즉, 상기 자이로 틸팅 유닛(1500)은 상기 레이저 가압헤드 어셈블리(1000)에 부가되는데, 앞서 살펴본 바와 같이 상기 제1, 제2 접촉식 변위센서(3100)(3200)에 의해 측정된 기판(S) 상면의 중심축과 투광성 가압부재(TP) 저면의 중심축이 일치됨에 의해 마주보는 두 면, 즉 기판(S) 상면과 투광성 가압부재(TP) 저면이 완전한 수평을 이루도록 얼라인을 수행한다. That is, the gyro tilting unit (1500) is added to the laser pressure head assembly (1000), and as previously described, the central axis of the upper surface of the substrate (S) measured by the first and second contact displacement sensors (3100) (3200) and the central axis of the lower surface of the light-transmitting pressure member (TP) are aligned, thereby performing alignment so that the two opposing surfaces, i.e., the upper surface of the substrate (S) and the lower surface of the light-transmitting pressure member (TP), are perfectly horizontal.

따라서, 상술한 바와 같이 기판(S)의 상면과 투광성 가압부재(TP)의 저면이 완전히 수평을 이룬 상태에서 투광성 가압부재(TP)가 하강하여 기판(S)을 가압하므로 기판(S)의 상면에는 균일한 압력이 전달되고, 이 상태에서 레이저 빔을 조사하기 때문에 레이저 리플로우 공정 시 본딩 불량률이 대폭 감소된다. 상기 얼라인 과정은 도 6에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Therefore, as described above, when the upper surface of the substrate (S) and the lower surface of the light-transmitting pressurizing member (TP) are completely horizontal, the light-transmitting pressurizing member (TP) is lowered to pressurize the substrate (S), so that a uniform pressure is transmitted to the upper surface of the substrate (S), and since the laser beam is irradiated in this state, the bonding defect rate is significantly reduced during the laser reflow process. The alignment process will be examined in more detail in Fig. 6.

상기 자이로 틸팅 유닛(1500)은, 투광성 가압부재(TP)가 교체가능하게 장착되는 홀더 프레임(1510); 상기 홀더 프레임의 상부에 결합되는 베이스 프레임(1520); 상기 베이스 프레임의 상면 중 가장자리 3개 이상의 지점에 결합되고, 홀더 프레임(1510)에 장착된 투광성 가압부재(TP)의 중심축이 틸팅되는 얼라인 무브먼트를 수용하는 구면 베어링(1530); 하단이 상기 구면 베어링의 상단에 각각 결합됨과 함께 상단이 지지프레임(1100)의 저면에 결합되고, 홀더 프레임(1510)에 장착된 투광성 가압부재(TP)의 중심축이 선형 이동 또는 틸팅되는 얼라인 무브먼트를 가이드하는 선형 이동 블록(1540); 및 상기 선형 이동 블록의 일측에 각각 결합되어 선형 이동 블록(1540)을 특정 방향으로 이동시킴으로써 투광성 가압부재(TP)의 중심축이 기판(S)의 중심축과 일치되어 수평을 이루도록 얼라인하는 액추에이터(1550);를 포함한다.The above gyro tilting unit (1500) comprises: a holder frame (1510) on which a transparent pressure member (TP) is replaceably mounted; a base frame (1520) coupled to the upper portion of the holder frame; a spherical bearing (1530) coupled to three or more edge points on the upper surface of the base frame and accommodating an alignment movement in which the central axis of the transparent pressure member (TP) mounted on the holder frame (1510) tilts; a linear movement block (1540) having a lower end coupled to the upper end of the spherical bearing and an upper end coupled to the lower surface of the support frame (1100) and guiding an alignment movement in which the central axis of the transparent pressure member (TP) mounted on the holder frame (1510) linearly moves or tilts; And an actuator (1550) coupled to one side of the linear movement block and moving the linear movement block (1540) in a specific direction to align the central axis of the light-transmitting pressure member (TP) to be horizontal and in line with the central axis of the substrate (S).

일 실시예에 따라, 상기 선형 이동 블록(1540)은, 구면 베어링(1530)의 상단에 각각 결합되고, 투광성 가압부재(TP)의 중심축을 향해 상향 경사진 방향(sd)으로 투광성 가압부재(TP)의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 경사방향 이동 블록(1541); 상기 경사방향 이동 블록(1541)의 상단에 결합되고, 평면상에서 투광성 가압부재(TP)의 중심축을 향한 중심방향(hd)으로 투광성 가압부재(TP)의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 중심방향 이동 블록(1542); 및 상기 경사방향 이동 블록(1541) 또는 중심방향 이동 블록(1542)에 결합되고, 평면상에서 상기 중심방향(hd)과 수직한 방향(vd)으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 수직방향 이동 블록(1543);을 포함한다.According to one embodiment, the linear movement block (1540) includes an inclined movement block (1541) which is respectively coupled to the upper end of the spherical bearing (1530) and guides the alignment movement of the light-transmitting pressure member (TP) in an upwardly inclined direction (sd) toward the central axis of the light-transmitting pressure member (TP); a central movement block (1542) which is coupled to the upper end of the inclined movement block (1541) and guides the alignment movement of the light-transmitting pressure member (TP) in a central direction (hd) toward the central axis of the light-transmitting pressure member (TP) on a plane; and a vertical movement block (1543) which is coupled to the inclined movement block (1541) or the central movement block (1542) and guides the alignment movement of the light-transmitting pressure member in a direction (vd) perpendicular to the central direction (hd) on a plane.

구체적으로, 앞서 살펴본 바와 같이 제1, 제2 접촉식 변위센서(3100)(3200)에 의해 얻어진 3개의 접촉 지점(P1, P2, P3)의 X, Y, Z축 상의 공간좌표에 따라, 상기 선형 이동 블록(1540)은 기판(S)과 투광성 가압부재(TP)의 수평 얼라인을 수행한다.Specifically, as previously discussed, the linear movement block (1540) performs horizontal alignment of the substrate (S) and the light-transmitting pressurizing member (TP) according to the spatial coordinates on the X, Y, and Z axes of the three contact points (P1, P2, and P3) obtained by the first and second contact displacement sensors (3100) (3200).

즉, 도 5 및 6에 표시된 구면좌표계(r, θ, )를 기준으로 설명하면, 상기 경사방향 이동 블록(1541)은 임의의 θ값만큼 경사진 방향(sd)을 따라 투광성 가압부재(TP)의 얼라인 무브먼트를 가이드(예컨대, P1, P2, P3의 원점에서의 거리(r)를 얼라인)하고, 상기 중심방향 이동 블록(1542)은 X-Y 평면상에서 중심축(Z축)을 향해 수평 방향(hd)으로 투광성 가압부재(TP)의 얼라인 무브먼트를 가이드(예컨대, P1, P2, P3의 X축 거리를 얼라인)하며, 한편 수직방향 이동 블록(1543)은 X-Y 평면상에서 수직방향(vd)으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드(예컨대, P1, P2, P3의 Y축 거리를 얼라인)한다. That is, the spherical coordinate system (r, θ,) shown in Figures 5 and 6 ), the inclined direction movement block (1541) guides the alignment movement of the light-transmitting pressure member (TP) along the inclined direction (sd) by an arbitrary θ value (e.g., aligns the distance (r) from the origin of P1, P2, and P3), the central direction movement block (1542) guides the alignment movement of the light-transmitting pressure member (TP) in the horizontal direction (hd) toward the central axis (Z-axis) on the XY plane (e.g., aligns the X-axis distance of P1, P2, and P3), and the vertical direction movement block (1543) guides the alignment movement of the light-transmitting pressure member in the vertical direction (vd) on the XY plane (e.g., aligns the Y-axis distance of P1, P2, and P3).

이때, 상기 각각의 선형 이동 블록(1540)은 점 P1, P2, P3에 대응하여 값이 120도로 정삼각형의 배치를 이루며(상기 θ값과 값은 변화없음), 어느 하나의 얼라인 무브먼트에 의해 함께 연동하여 동시에 움직인다. At this time, each of the linear movement blocks (1540) corresponds to points P1, P2, and P3. The values form an equilateral triangle at 120 degrees (the above θ values and (The value does not change) and move simultaneously by linking together with one alignment movement.

또한 일 실시예에 따라, 상기 선형 이동 블록(1540)은 정삼각형의 꼭지점 위치에 1개씩, 총 3개가 배치될 수 있으며, 상기 3개의 선형 이동 블록(1540)은 각각 서로 다른 조합의 구성을 갖는다. Additionally, according to one embodiment, the linear movement blocks (1540) may be arranged one at each of the vertex positions of an equilateral triangle, for a total of three, and the three linear movement blocks (1540) may each have a different combination of configurations.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 3개의 선형 이동 블록(1540)은, 한쌍의 경사방향 이동 블록(1541)만으로 구성된 제1 선형 이동 블록(1540-1); 한쌍의 경사방향 이동 블록(1541)과 하나의 중심방향 이동 블록(1542)으로 구성된 제2 선형 이동 블록(1540-2); 및 한쌍의 경사방향 이동 블록(1541), 하나의 중심방향 이동 블록(1542) 및 하나의 수직방향 이동 블록(1543)으로 구성된 제3 선형 이동 블록(1540-3);으로 각각 다르게 구성될 수 있다.That is, as illustrated in FIG. 5, the three linear movement blocks (1540) may be configured differently, including a first linear movement block (1540-1) composed of only a pair of inclined movement blocks (1541); a second linear movement block (1540-2) composed of a pair of inclined movement blocks (1541) and one central movement block (1542); and a third linear movement block (1540-3) composed of a pair of inclined movement blocks (1541), one central movement block (1542), and one vertical movement block (1543).

또한, 상기 경사방향 이동 블록(1541), 중심방향 이동 블록(1542) 또는 수직방향 이동 블록(1543)의 경계부에는 크로스 롤러 베어링(CRB, 도 5 참조)이 더 구비될 수 있다. 이에 따라 상기 크로스 롤러 베어링(Cross Roller Bearing; CRB)에 의해 상기 경사방향 이동 블록(1541), 중심방향 이동 블록(1542) 또는 수직방향 이동 블록(1543)의 선형 이동이 롤러에 의해 더욱 부드럽게 가이드될 수 있다.In addition, a cross roller bearing (CRB, see Fig. 5) may be further provided at the boundary of the inclined movement block (1541), the central movement block (1542), or the vertical movement block (1543). Accordingly, the linear movement of the inclined movement block (1541), the central movement block (1542), or the vertical movement block (1543) can be guided more smoothly by the roller by the cross roller bearing (CRB).

도 6은 본 발명에 따른 가압부의 미세 수평 얼라인 과정을 보인 도면이다.Figure 6 is a drawing showing a fine horizontal alignment process of a pressurized portion according to the present invention.

먼저, 도 1 및 도 6을 참조하면 상기 투광성 가압부재(TP)와 스테이지(2000)의 사이에는 비전 유닛(4000)이 구비된다. 예컨대, 상기 비전 유닛(4000)은 양방향 카메라 모듈일 수 있으며, 상기 양방향 카메라 모듈에 의해 투과성 가압부재(TP)와 기판(S)의 정위치 상태 및 중심축의 위치 등을 실시간으로 확인할 수 있다.First, referring to FIGS. 1 and 6, a vision unit (4000) is provided between the transparent pressure member (TP) and the stage (2000). For example, the vision unit (4000) may be a two-way camera module, and the position of the transparent pressure member (TP) and the substrate (S) and the position of the central axis can be checked in real time by the two-way camera module.

이하, 가압부의 미세 수평 얼라인 과정을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Below, the fine horizontal alignment process of the pressurized part is examined in more detail.

먼저, 상기 비전 유닛(4000)이 기판(S)이 공정을 위해 정위치됨을 확인하면 제1 접촉식 변위센서(3100)가 상기 기판 상면의 가장자리 3개 지점(P1, P2, P3)을 접촉함으로써 상기 3개 지점의 공간좌표(x, y, z) 및 상기 3개 지점을 연결하는 삼각형 면의 중심축의 기울기를 확인한다. 이하, 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.First, when the vision unit (4000) confirms that the substrate (S) is positioned for the process, the first contact displacement sensor (3100) contacts three edge points (P1, P2, P3) on the upper surface of the substrate, thereby confirming the spatial coordinates (x, y, z) of the three points and the inclination of the central axis of the triangular surface connecting the three points. This will be described below with reference to FIG. 6.

(1) 이어서, 제2 접촉식 변위센서(3200)가 구동되어 상기 투과성 가압부재(TP)의 중심축의 기울기를 확인하고, 확인된 상기 투과성 가압부재(TP)의 중심축을 앞서 확인된 기판(S) 중심축의 기울기에 일치시키기 위해(기판과 투과성 가압부재의 수평을 얼라인하기 위해) 자이로 틸팅 유닛(1500)이 구동된다. 즉, 기판과 투과성 가압부재의 수평을 얼라인하기 위해 상기 자이로 틸팅 유닛(1500)의 어느 하나의 액추에이터(1550)가 구동되어져 선형 이동 블록(1540)을 경사, 수평 또는 수직방향 중 어느 특정 방향으로 임의의 양만큼 푸시한다.(1) Next, the second contact displacement sensor (3200) is driven to check the inclination of the central axis of the permeable pressure member (TP), and the gyro tilting unit (1500) is driven to match the confirmed central axis of the permeable pressure member (TP) with the previously confirmed inclination of the central axis of the substrate (S) (to align the horizontality of the substrate and the permeable pressure member). That is, in order to align the horizontality of the substrate and the permeable pressure member, one actuator (1550) of the gyro tilting unit (1500) is driven to push the linear movement block (1540) in any specific direction among the inclined, horizontal, or vertical directions by an arbitrary amount.

(2) 계속해서, 상기 (1)번 동작에 의해 어느 하나의 선형 이동 블록(1540)이 푸시되면 다른 선형 이동 블록(1540)들은 구면 베어링(1530)과 베이스 프레임(1520)에 의해 서로 결합되어 있으므로 이와 연동하여 경사, 수평 또는 수직방향 중 어느 특정 방향으로 임의의 양만큼 선형 이동 또는 틸팅(이하, ‘자이로 틸팅’이라 칭함)된다. 이러한 ‘자이로 틸팅’ 동작에 의해 상기 투과성 가압부재(TP)의 중심축의 기울기가 기판(S)의 중심축의 기울기와 일치되도록 수평이 얼라인된다. (2) Continuing, when one linear movement block (1540) is pushed by the operation (1) above, the other linear movement blocks (1540) are coupled to each other by the spherical bearing (1530) and the base frame (1520), and thus linearly move or tilt (hereinafter referred to as “gyro tilting”) by an arbitrary amount in a specific direction among the inclined, horizontal, or vertical directions in conjunction therewith. By this “gyro tilting” operation, the horizontal is aligned so that the inclination of the central axis of the permeable pressure member (TP) matches the inclination of the central axis of the substrate (S).

(3) 이때, 도 6에서 도시된 바와 같이 ‘자이로 틸팅’ 시 투과성 가압부재(TP)가 우측으로 일정 각도만큼 틸팅되면서 투과성 가압부재(TP)의 중심축이 위치한 공간좌표도 우측(-X축 방향)으로 일정량만큼 미세하게 이동되어진다.(3) At this time, as shown in Fig. 6, when the ‘gyro tilting’ is performed, the permeable pressure member (TP) is tilted to the right by a certain angle, and the spatial coordinates where the central axis of the permeable pressure member (TP) is located are also moved slightly to the right (-X axis direction) by a certain amount.

(4) 마지막으로, 비전 유닛(4000)이 투과성 가압부재(TP)의 중심축이 이동된 X축 변위량을 확인하고, 제어부(미도시)는 상기 투과성 가압부재(TP)의 X축 변위량만큼 기판(S)을 우측(-X축 방향)으로 이동시켜 보상함으로써 가압부의 X축 방향 미세 수평 얼라인이 종료된다.(4) Finally, the vision unit (4000) checks the X-axis displacement amount by which the center axis of the permeable pressure member (TP) has moved, and the control unit (not shown) compensates by moving the substrate (S) to the right (-X-axis direction) by the amount of the X-axis displacement of the permeable pressure member (TP), thereby completing the fine horizontal alignment of the pressure member in the X-axis direction.

이상, 도 6을 참조하면 상술한 과정은 X축 방향으로만 선형 이동 블록(1540)을 푸시하면 투광성 가압부재의 수평 얼라인이 완료되는 것으로 가정하였으나, 이에 한정된 것은 아니며 자이로 틸팅 유닛(1500)의 액추에이터(1550)을 이용하여 선형 이동 블록(1540)을 Y축 방향으로도 수평 얼라인이 가능함을 명시한다.Above, referring to FIG. 6, the above-described process assumes that the horizontal alignment of the light-transmitting pressurizing member is completed by pushing the linear movement block (1540) only in the X-axis direction, but it is not limited thereto, and it is specified that the linear movement block (1540) can also be horizontally aligned in the Y-axis direction by using the actuator (1550) of the gyro tilting unit (1500).

그러므로, 이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 일정 면적을 갖는 투광성 가압부재(TP)를 기판(S)에 맞추어 정확히 두 접촉면의 수평과 중심축을 얼라인한 후에, 가압 및 레이저 빔 조사가 이루어지므로 미세 수평 얼라인을 수행하지 않았던 종래 방식 대비 레이저 리플로우 공정의 정밀도와 본딩 불량률이 획기적으로 감소되는 이점을 얻을 수 있다.Therefore, as examined above, the present invention aligns the horizontal and central axes of two contact surfaces of a light-transmitting pressurizing member (TP) having a certain area precisely to the substrate (S), and then pressurization and laser beam irradiation are performed, so that the precision of the laser reflow process and the bonding defect rate are drastically reduced compared to the conventional method that did not perform the fine horizontal alignment.

아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the same effect can be created even when the detailed configuration, number, and arrangement structure of the device are changed. Therefore, it is stated that a person having ordinary skill in the art can add, delete, and modify various configurations within the scope of the technical idea of the present invention.

1000 : 레이저 가압헤드 어셈블리
1100 : 지지프레임
1200 : 승하강 유닛
1300 : 레이저 옵틱 모듈
1500 : 자이로 틸팅 유닛
1510 : 홀더 프레임
1520 : 베이스 프레임
1530 : 구면 베어링
1540 : 선형 이동 블록
1541, 1542, 1543 : 경사방향 이동 블록, 중심방향 이동 블록, 수직방향 이동 블록
2000 : 스테이지
2100 : 기판 이송부
3100, 3200 : 제1, 제2 접촉식 변위센서
4000 : 비전 유닛
S : 기판
TP : 투과성 가압부재
1000: Laser pressurized head assembly
1100: Support frame
1200: Lifting and lowering unit
1300: Laser Optics Module
1500: Gyro tilting unit
1510: Holder Frame
1520: Base Frame
1530: Spherical bearing
1540: Linear movement block
1541, 1542, 1543: Inclined movement block, center movement block, vertical movement block
2000: Stage
2100: Substrate transfer unit
3100, 3200: 1st and 2nd contact displacement sensors
4000: Vision Unit
S: substrate
TP: Permeable pressure member

Claims (9)

기판상에 배열된 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 가압함과 동시에 상기 투광성 가압부재를 통해 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치에 있어서,
상기 투광성 가압부재가 교체가능하게 장착된 상태로 Z축 방향으로 승하강되며 선택적으로 기판을 가압하고, 기판을 가압한 상태에서는 상기 투광성 가압부재를 통해 레이저 빔을 전자부품에 조사하는 레이저 가압헤드 어셈블리;
상기 레이저 가압헤드 어셈블리의 하방에 구비되고, 기판이 교체가능하게 안착된 상태로 X, Y축 방향으로 이동되는 스테이지;
상기 레이저 가압헤드 어셈블리 또는 스테이지의 일측에 구비되고, 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재 저면의 중심축 기울기를 각각 측정하는 수평 측정수단; 및
상기 레이저 가압헤드 어셈블리에 부가되고, 상기 수평 측정수단에 의해 측정된 기판 상면의 중심축과 투광성 가압부재 저면의 중심축이 일치됨에 의해 마주보는 두 면이 수평을 이루도록 투광성 가압부재의 수평을 얼라인하는 자이로 틸팅 유닛;을 포함하고,
상기 수평 측정수단은,
상기 레이저 가압헤드 어셈블리 및 스테이지의 일측에 각각 구비되는 제1, 제2 접촉식 변위센서를 포함하되,
상기 제1 접촉식 변위센서는 레이저 가압헤드 어셈블리의 일측에 기판을 마주보도록 하방을 향해 구비된 상태로 레이저 가압헤드 어셈블리와 함께 Z축 방향으로 승하강되고,
상기 제2 접촉식 변위센서는 스테이지의 일측에 투광성 가압부재를 마주보도록 상방을 향해 구비된 상태로 스테이지와 함께 X, Y축 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In a laser reflow device that bonds electronic components to a substrate by pressing a plurality of electronic components arranged on a substrate with a light-transmitting pressurizing member and simultaneously irradiating a laser beam through the light-transmitting pressurizing member,
A laser pressurizing head assembly that is moved up and down in the Z-axis direction while the above-mentioned transparent pressurizing member is replaceably mounted to selectively pressurize a substrate, and irradiates a laser beam to an electronic component through the above-mentioned transparent pressurizing member while the substrate is pressed;
A stage provided at the bottom of the laser pressure head assembly and moved in the X and Y axes directions while a substrate is replaceably mounted thereon;
A horizontal measuring means provided on one side of the laser pressure head assembly or stage, and measuring the inclination of the central axis of the upper surface of the substrate and the central axis of the lower surface of the light-transmitting pressure member; and
A gyro tilting unit is added to the laser pressure head assembly and aligns the horizontality of the transparent pressure member so that the two opposing surfaces are horizontal by aligning the central axis of the upper surface of the substrate measured by the horizontal measuring means with the central axis of the lower surface of the transparent pressure member;
The above horizontal measuring means,
Including first and second contact displacement sensors respectively provided on one side of the laser pressurizing head assembly and the stage,
The above first contact displacement sensor is installed facing downward on one side of the laser pressure head assembly so as to face the substrate and is raised and lowered in the Z-axis direction together with the laser pressure head assembly.
The second contact displacement sensor is characterized in that it is provided facing upwards so as to face a light-transmitting pressure member on one side of the stage and moves in the X and Y-axis directions together with the stage.
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1, 제2 접촉식 변위센서는, 기판의 상면과 투광성 가압부재의 저면 중 가장자리 3개 이상의 지점을 각각 차례로 접촉하고, 상기 접촉된 지점의 X, Y, Z축 상의 좌표를 도출하는 것을 특징으로 하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In the first paragraph,
The above first and second contact-type displacement sensors are characterized in that they sequentially contact three or more edges of the upper surface of the substrate and the lower surface of the light-transmitting pressure member, and derive coordinates on the X, Y, and Z axes of the contacted points.
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 접촉식 변위센서는, 하단의 접촉점이 투광성 가압부재의 저면을 기준으로 더 높은 위치에 있거나 더 낮은 위치에 있도록 선택적으로 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In the first paragraph,
The above first contact displacement sensor is characterized in that the height can be selectively adjusted so that the lower contact point is at a higher or lower position relative to the bottom surface of the light-transmitting pressure member.
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 가압헤드 어셈블리는,
투과성 가압부재;
상기 투과성 가압부재가 저면에 장착되는 지지프레임;
상기 지지프레임을 Z축 방향으로 승하강시키는 승하강 유닛; 및
상기 지지프레임의 개구를 통해 레이저 빔을 조사하는 레이저 옵틱 모듈;을 포함하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In the first paragraph,
The above laser pressurizing head assembly,
Permeable pressure member;
A support frame on which the above-mentioned permeable pressure member is mounted on the bottom;
A lifting unit that raises and lowers the above support frame in the Z-axis direction; and
A laser optics module for irradiating a laser beam through an opening of the above support frame;
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
제 5 항에 있어서,
상기 자이로 틸팅 유닛은,
투광성 가압부재가 교체가능하게 장착되는 홀더 프레임;
상기 홀더 프레임의 상부에 결합되는 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임의 상면 중 가장자리 3개 이상의 지점에 결합되고, 홀더 프레임에 장착된 투광성 가압부재의 중심축이 틸팅되는 얼라인 무브먼트를 수용하는 구면 베어링;
하단이 상기 구면 베어링의 상단에 각각 결합됨과 함께 상단이 지지프레임의 저면에 결합되고, 홀더 프레임에 장착된 투광성 가압부재의 중심축이 선형 이동 또는 틸팅되는 얼라인 무브먼트를 가이드하는 선형 이동 블록; 및
상기 선형 이동 블록의 일측에 각각 결합되어 선형 이동 블록을 특정 방향으로 이동시킴으로써 투광성 가압부재의 중심축이 기판의 중심축과 일치되어 수평을 이루도록 얼라인하는 액추에이터;를 포함하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In paragraph 5,
The above gyro tilting unit,
A holder frame on which a transparent pressure member is replaceably mounted;
A base frame coupled to the upper portion of the holder frame;
A spherical bearing that accommodates an alignment movement in which the central axis of a light-transmitting pressurizing member mounted on the holder frame is tilted and is coupled to three or more points on the edge of the upper surface of the base frame;
A linear movement block that guides an alignment movement in which the center axis of a light-transmitting pressurizing member mounted on the holder frame is linearly moved or tilted, the upper end being coupled to the lower end of the support frame while the lower end is coupled to the upper end of the spherical bearing; and
An actuator, which is coupled to one side of the linear movement block and moves the linear movement block in a specific direction to align the central axis of the light-transmitting pressure member so that it is horizontal and coincides with the central axis of the substrate;
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
제 6 항에 있어서,
상기 선형 이동 블록은,
구면 베어링의 상단에 각각 결합되고, 투광성 가압부재의 중심축을 향해 상향 경사진 방향으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 경사방향 이동 블록;
상기 경사방향 이동 블록의 상단에 결합되고, 평면상에서 투광성 가압부재의 중심축을 향한 중심방향으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 중심방향 이동 블록; 및
상기 경사방향 이동 블록 또는 중심방향 이동 블록에 결합되고, 평면상에서 상기 중심방향과 수직한 방향으로 투광성 가압부재의 얼라인 무브먼트를 가이드하는 수직방향 이동 블록;을 포함하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In paragraph 6,
The above linear movement block is,
An inclined movement block, each coupled to the upper end of the spherical bearing, guides the alignment movement of the light-transmitting press member in an upwardly inclined direction toward the central axis of the light-transmitting press member;
A central movement block coupled to the upper end of the above-mentioned inclined movement block and guiding the alignment movement of the light-transmitting pressure member in a central direction toward the central axis of the light-transmitting pressure member on a plane; and
A vertical movement block coupled to the inclined movement block or the central movement block and guiding the alignment movement of the light-transmitting pressure member in a direction perpendicular to the central direction on a plane;
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
제 7 항에 있어서,
상기 선형 이동 블록은,
한쌍의 경사방향 이동 블록만으로 구성된 제1 선형 이동 블록;
한쌍의 경사방향 이동 블록과 하나의 중심방향 이동 블록으로 구성된 제2 선형 이동 블록; 및
한쌍의 경사방향 이동 블록, 하나의 중심방향 이동 블록 및 하나의 수직방향 이동 블록으로 구성된 제3 선형 이동 블록;을 포함하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In paragraph 7,
The above linear movement block is,
A first linear movement block consisting of only a pair of inclined movement blocks;
A second linear movement block comprising a pair of inclined movement blocks and one central movement block; and
a third linear movement block comprising a pair of inclined movement blocks, one central movement block and one vertical movement block;
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
제 7 항에 있어서,
상기 경사방향 이동 블록, 중심방향 이동 블록 또는 수직방향 이동 블록의 경계부에는 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing)이 구비되는 것을 특징으로 하는,
가압부의 미세 수평 얼라인이 가능한 레이저 리플로우 장치.
In paragraph 7,
A cross roller bearing is provided at the boundary of the inclined moving block, the central moving block or the vertical moving block.
Laser reflow device capable of fine horizontal alignment of the pressurized part.
KR1020230178840A 2023-12-11 2023-12-11 Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part Active KR102916226B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230178840A KR102916226B1 (en) 2023-12-11 2023-12-11 Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230178840A KR102916226B1 (en) 2023-12-11 2023-12-11 Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20250089193A KR20250089193A (en) 2025-06-18
KR102916226B1 true KR102916226B1 (en) 2026-01-23

Family

ID=96226035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230178840A Active KR102916226B1 (en) 2023-12-11 2023-12-11 Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102916226B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101882234B1 (en) * 2018-01-16 2018-07-26 주식회사 제이스텍 Pressing press combined with laser bonding for display panel manufacturing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200084174A (en) * 2019-01-02 2020-07-10 주식회사 프로텍 Laser Bonding Apparatus for Semi-conductor Chip
KR102327167B1 (en) * 2019-11-20 2021-11-16 레이저쎌 주식회사 Laser pressure head module of laser reflow equipment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101882234B1 (en) * 2018-01-16 2018-07-26 주식회사 제이스텍 Pressing press combined with laser bonding for display panel manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
KR20250089193A (en) 2025-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114901413B (en) Laser reflow soldering device and laser reflow soldering method
KR102409849B1 (en) Micro led manufacturing system and micro led manufacturing method
KR102228432B1 (en) Laser pressure head module of laser reflow equipment
KR102199450B1 (en) Laser pressure head module of laser reflow equipment
KR102228434B1 (en) Laser reflow method of laser reflow apparatus
KR102327167B1 (en) Laser pressure head module of laser reflow equipment
KR102916226B1 (en) Laser reflow apparatus capable of fine horizontal alignment of pressing part
KR102174930B1 (en) Laser pressure head module of laser reflow equipment
JP7504494B2 (en) A pressurized laser reflow device equipped with a vacuum chamber
KR102807344B1 (en) Electronic component bonding apparatus
KR20200129435A (en) Workpiece transfer module of laser reflow equipment
KR102174929B1 (en) Laser reflow method of laser reflow apparatus
JP7757255B2 (en) Mounting Equipment
KR102895554B1 (en) A Tape Picking Up Type of an Apparatus for Picking Up and a Method for Laser-Bonding by the Same
KR102817429B1 (en) Apparatus and Method for Flip Chip Laser Bonding
KR102079165B1 (en) Bonding apparatus for electronic parts
KR20260016659A (en) A Laser Bonding Apparatus Having a Structure Capable of Obtaining a Contacting Uniformity
KR20250172183A (en) Laser compression bonding apparatus for chip on interposer and method thereof
KR20220071383A (en) Bonding head of laser bonding device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E13 Pre-grant limitation requested

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-3-E10-E13-LIM-X000 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11 Amendment of application requested

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-2-P10-P11-NAP-X000 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R11 Change to the name of applicant or owner or transfer of ownership requested

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-3-3-R10-R11-ASN-PN2301 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

D22 Grant of ip right intended

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-1-2-D10-D22-EXM-PE0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

F11 Ip right granted following substantive examination

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-4-F10-F11-EXM-PR0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

U11 Full renewal or maintenance fee paid

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-2-U10-U11-OTH-PR1002 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Year of fee payment: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

Q13 Ip right document published

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-Q10-Q13-NAP-PG1601 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)