KR19980015016A - METHOD AND APPARATUS FOR SETTING SOLDER BALL IN AN INTEGRATED CIRCUIT PACKAGE - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 집적회로 패키지의 솔더볼 안착방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 솔더볼 안착장치는, 수직으로 설치한 승강대(40)와, 승강대(40)에서 상하 수직으로 이동 가능하게 구성한 승강아암(41)과, 승강아암(41)의 측단에 설치되어 회전가능하게 구성한 솔더볼 보관함(30)과, 솔더볼 보관함(30)의 상측에 일체로 회전가능하게 설치된 회전체(20)와, 회전체(20)에 설치한 흡착부(21)로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 장치 및 그에 의한 사용 방법에 의하면, 자동화에 의한 방법으로 대량으로 또한 정확한 솔더볼의 안착이 가능한 장점이 있다.The present invention relates to a solder ball placing method and apparatus in a semiconductor integrated circuit package, and a solder ball placing apparatus according to the present invention includes a vertically installed platform (40), a lifting arm (40) vertically movable in the platform A solder ball storage box 30 provided at the side of the lifting arm 41 so as to be rotatable and a rotator 20 integrally rotatable on the upper side of the solder ball storage box 30, And a suction unit (21) provided in the casing (20). According to the apparatus and the method of using the same according to the present invention, it is possible to mount a solder ball accurately in a large amount by an automated method.

Description

집적회로 패키지의 솔더볼 안착방법 및 그에 따른 장치METHOD AND APPARATUS FOR SETTING SOLDER BALL IN AN INTEGRATED CIRCUIT PACKAGE

본 발명은 집적회로 패키지의 솔더볼(solder ball) 안착 방법 및 그에 따른 장치에 관한 것으로, 특히 많은 솔더볼을 한번에 집적회로 패키지에 정확히 또한 편리하고 신속하게 안착시킬 수 있도록 한 자동화된 집적회로 패키지의 솔더볼 안착 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of mounting a solder ball in an integrated circuit package and a device therefor, and more particularly, to a solder ball mount in an automated integrated circuit package that allows a number of solder balls to be accurately, conveniently, and quickly seated in an integrated circuit package ≪ / RTI >

일반적으로 집적회로 패키지 중에 BGA(ball grid array) 패키지는 그 배면에 솔더볼 안착홀이 형성되어 있어 솔더볼을 안착하고 이를 접속한다. 이 때, 솔더볼은 한 패키지당 수백 내지 수천개의 솔더볼 안착홀에 안착되어 신호인출 단자로 사용된다.Generally, in the integrated circuit package, a ball grid array (BGA) package has a solder ball mounting hole formed on its back surface to seat and connect solder balls. At this time, the solder balls are placed in the solder ball mounting holes of several hundred to several thousand solder balls per package and used as signal lead-out terminals.

이러한 BGA 패키지는 배면에 다수의 솔더볼 안착홀이 있어 솔더볼을 일일이 손으로 하나씩 안착시키거나 티져(tweezew)나 핀셋 등으로 안착시킨다. 이렇게 함으로서, 다수의 솔더볼 안착홀에 솔더볼을 안착시키는데는 작업시간이 지나치게 많이 소요되어 생산성이 저하되고 솔더볼이 패키지의 안착홀에 정확히 안착되지 않는 불량이 발생한다.This BGA package has a number of solder ball mounting holes on the backside, which allows solder balls to be placed one by one by hand or by tweezew or tweezers. In this case, it takes a lot of time to mount the solder balls in the plurality of solder ball mounting holes, resulting in a decrease in productivity and a defect that the solder balls can not be accurately seated in the mounting holes of the package.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명자에 의한 선출원 기술로는 솔더볼 보관함 아래에 상부안착구와 하부안착구를 설치하고 그 아래에 집적회로 패키지를 위치시켜 상부안착구의 좌우 이동에 의하여 솔더볼을 한꺼번에 패키지에 안착되도록 하는 장치가 있다.In order to solve such a problem, the inventor of the present invention has found that a solder ball is installed under the solder ball holder and an integrated circuit package is placed under the solder ball holder, As shown in Fig.

그러나 이것 역시 그 작업상의 번거로움이 뒤따르고 정확한 솔더볼의 안착이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.However, this has also been a problem in that the operation is complicated and the accurate solder ball can not be seated.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하도록한 새로운 방법에 의한 솔더볼의 안착방법을 제공함과 동시에 그에 따른 장치를 제공하여, 자동화에 의한 매우 신속한 솔더볼의 안착작업이 이루어질 뿐만 아니라 정확한 솔더볼의 안착이 가능토록 한 것으로 이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상술한다.It is an object of the present invention to provide a method of mounting a solder ball by a new method for solving the above problems and to provide a device therefor to achieve a very quick solder ball mounting operation by automation, Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6는 본 발명에 따른 방법 및 장치를 동작순으로 나타낸 도면Figures 1 to 6 show the method and apparatus according to the invention in order of operation

도 7의 (a)-(c)는 본 발명에 따른 흡착부(21)의 입구에 형성시키는 볼수용부(23)에 대한 여러 변형 실시예를 보여주는 요부 단면도7 (a) to 7 (c) are cross-sectional views showing various modified embodiments of the ball water-consuming portion 23 formed at the inlet of the suction portion 21 according to the present invention

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

10:패키지20:회전체10: package 20: rotating body

21:흡착부22:회전축21: suction part 22: rotating shaft

23:볼수용부24:통공23: visible light 24: through hole

31:솔더볼40:승강대31: solder ball 40: platform

41:승강아암41:

도 1 내지 도 6는 본 발명에 따른 솔더볼의 안착장치와 그의 안착방법을 설명하는 공정도면이다.1 to 6 are process drawings illustrating a solder ball seating apparatus and a seating method thereof according to the present invention.

본 발명에 따른 솔더볼의 안착 방법은, 솔더볼 보관함(30) 상부에 형성한 회전체(20)의 흡착부(21)를 회전시켜 솔더볼 보관함(30) 내부 공간으로 대향하도록 하는 공정, 솔더볼 보관함(30)을 자체 회전시켜 회전체(20)가 하부에 위치되도록 하는 공정, 회전체(20)에서 진공흡착에 의하여 솔더볼(31)을 흡착한 후, 솔더볼 보관함(30)을 재차 180도로 회전시키는 공정, 회전체(20)를 회전축(22)을 중심으로 자전시켜 흡착부(21)가 솔더볼 보관함(30)의 공간에서 외부로 나오도록 하는 공정, 솔더볼 보관함(30)을 회전시킴과 동시에 이와 연결된 승강아암(41)을 하강시켜 패키지(10)와 대향시키는 공정, 회전체(20)내의 진공을 해제하여 흡착부(21)에 흡착되어 있는 솔더볼(31)을 패키지(10)의 상면에 형성한 플럭스에 안착하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method for mounting a solder ball according to the present invention includes the steps of rotating a suction unit 21 of a rotating body 20 formed on a solder ball storage box 30 so as to face the inner space of a solder ball storage box 30, A step of rotating the solder ball holder 30 by 180 degrees again after the solder ball 31 is adsorbed by vacuum adsorption in the rotating body 20 and then rotating the solder ball holder 30 by 180 degrees, A step of rotating the rotating body 20 about the rotating shaft 22 so that the attracting portion 21 is moved out of the space of the solder ball storage box 30; The solder balls 31 adsorbed on the adsorption section 21 are released from the vacuum in the flux 20 formed on the upper surface of the package 10 And a step of placing the substrate.

이하, 본 발명에 따른 장치 및 그에 따른 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus and a method according to the present invention will be described in detail.

도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 본 발명에 따른 장치는 패키지(10)를 고정하는 고정대(11)를 하부쪽에 위치시키고, 그의 상측에는 솔더볼을 패키지(10)에 안착시키는 안착장치를 설치한다. 이 솔더볼 안착장치는, 지주 역활을 하는 승강대(40)와, 승강대(40)에서 상하 수직으로 이동 가능하게 구성한 승강아암(41)과, 승강아암(41)의 측단에 설치되어 회전가능하게 구성한 솔더볼 보관함(30)과, 솔더볼 보관함(30)의 상측에 일체로 회전가능하게 설치된 회전체(20)와, 회전체(20)에 설치한 흡착부(21)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a device according to the present invention is provided with a fixing device 11 for fixing a package 10 on a lower side, and a mounting device for mounting a solder ball on a package 10 thereon. This solder ball mounting apparatus includes a platform 40 serving as a support, an elevating arm 41 configured to be movable vertically and vertically in the platform 40, and a solder ball 41 installed on the side of the elevating arm 41, A rotating body 20 integrally rotatably mounted on the upper side of the solder ball storage box 30 and a suction unit 21 provided in the rotating body 20.

솔더볼 보관함(30)에는 수많은 솔더볼(31)이 내장된다. 솔더볼 보관함(30)은 승강아암(41)을 회전의 중심축으로 하여 회전이 가능하게 구성된다.In the solder ball storage box 30, a large number of solder balls 31 are embedded. The solder ball storage box 30 is configured to be rotatable with the lifting arm 41 as a central axis of rotation.

솔더볼 보관함(30) 상단쪽에 설치하는 회전체(20)는 회전축(22)을 중심으로 회전가능토록 구성되어 있다. 회전체(20)에 형성시킨 흡착부(21)는 솔더볼(31) 하나를 수용할 수 있을 정도의 볼수용부(23)를 복수 형성시키고 그에 연장하여서는 통공(24)을 각각 형성시킨다. 흡착부(21)에 형성시키는 볼수용부(23)의 형성 갯수와 위치는 패키지(10) 상면에 형성시키는 플럭스의 갯수와 위치에 일치되도록 구성한다.The rotating body 20 installed on the upper side of the solder ball storage box 30 is configured to be rotatable around the rotating shaft 22. The attracted portion 21 formed on the rotating body 20 is formed with a plurality of ball-use portions 23 capable of accommodating one solder ball 31 and extending therethrough to form the through holes 24, respectively. The number and position of the balls 23 to be formed in the suction unit 21 are made to coincide with the number and positions of the fluxes formed on the upper surface of the package 10. [

도 7의 (a) 내지 (c)는 볼수용부(23)의 여러 변형 실시예를 나타내고 있다.Figs. 7 (a) to 7 (c) show various modified embodiments of the water-filled portion 23.

(c)에서는 단순히 통공(24)만으로 이루어지게 하였고, (b)에서는 통공(23) 입구의 볼수용부(23B)를 반구면 형태로 형성시켜 솔더볼(31)의 흡착이 더욱 양호하도록 하였고, (a) 도면에서는 단면상으로 보아 개략 사다리꼴 형태로 볼수용부(23A)를 형성하였다. 이들은 단지 예시적인 것으로 그 외의 다른 여러 변형 실시도 가능함은 물론이다.(b) shows a hemispherical shape formed at the inlet of the through hole 23 to make the solder ball 31 adsorb more easily, and (a) ), The ball-borne portion 23A is formed in a generally trapezoidal shape when viewed in section. It should be understood that these are merely illustrative and that various other modifications may be made.

회전체(20)에는 구체적으로 도시하지는 않았지만 흡착부(21)를 통한 진공흡입이 가능토록 구성하였다. 통공(24)은 솔더볼(31)의 볼 직경보다 작게 형성시켜, 흡착부(21)에 의한 솔더볼(31)의 흡착이 이루어질 때 솔더볼(31)이 흡착부(21)의 통공(24)내로 들어가지 않고 볼수용부(23)에 걸리도록 한다.Although not shown in detail, the rotary body 20 is configured to be capable of vacuum suction through the suction portion 21. [ The through hole 24 is formed to be smaller than the ball diameter of the solder ball 31 so that when the solder ball 31 is attracted by the attracting portion 21, the solder ball 31 enters the through hole 24 of the attracting portion 21 So that it is caught by the visible portion 23.

상술한 본 발명의 구성에 따른 솔더볼의 안착 방법을 이하 설명한다.A method of mounting the solder ball according to the above-described structure of the present invention will be described below.

먼저, 도 1에서, 회전체(20)를 회전축(22)을 중심으로 회전시켜, 도 2에서 도시한 바와 같이, 흡착부(21)가 솔더볼(31)이 수용되어 있는 솔더볼 보관함(30) 상부에서 대향하는 위치로 오게 한다. 그런 후, 회전체(20)와 일체로 구성하고 있는 솔더볼 보관함(30)을 승강아암(41)을 축으로 하여 회전시키면 도 3에서와 같이, 회전체(20)가 아래로 오고, 그에 따라 수 많은 솔더볼(31)들은 흡착부(21) 상면에 얹혀지게 된다. 그러면 회전체(20) 내부를 진공 흡입하여 흡착부(21)에 솔더볼(31)이 흡착되게 한다. 그리고 도 4에서와 같이, 승강아암(41)을 기준으로 솔더볼 보관함(30)을 회전시킨다. 그러면 솔더볼(31)들은 흡착부(21)의 볼수용부(23)에 매우 안전하게 또한 각각의 볼수용부(23)에 정확히 하나씩 흡착되어 있는 상태를 유지한다. 그런후 다시, 회전축(22)을 중심으로 회전체(20)를 10-200도 각도 범위에서 소정의 각도로 자전시킨다. 그리하여, 흡착부(21)가 솔더볼 보관함(30)의 내부 공간에서 빠져나와 도 5와 같은 상부로 향해 위치하게 한다.1, the rotating body 20 is rotated about the rotating shaft 22 to move the solder ball storage box 30 in which the suction portion 21 is accommodated in the solder ball storage box 30 To the opposite position. Then, when the solder ball storage box 30 integrally formed with the rotating body 20 is rotated around the lifting arm 41 as shown in Fig. 3, the rotating body 20 comes downward, A large number of solder balls 31 are placed on the upper surface of the attracting portion 21. [ Then, the inside of the rotating body 20 is vacuum-sucked so that the solder ball 31 is adsorbed to the adsorbing part 21. Then, as shown in FIG. 4, the solder ball storage box 30 is rotated with respect to the lifting arm 41. Then, the solder balls 31 are kept in a state of being securely adsorbed to the ball water-consuming parts 23 of the adsorbing part 21 exactly one by one and to each of the ball water-consuming parts 23. Thereafter, the rotary body 20 is rotated at a predetermined angle in the range of 10-200 degrees about the rotary shaft 22 again. Thus, the adsorption part 21 is taken out of the inner space of the solder ball storage box 30 and positioned toward the upper part as shown in FIG.

그리고, 승강아암(41)을 승강대(40)를 따라 하강시키면서 솔더볼 보관함(30)을 회전시켜, 도 6과 같이, 고정대(11)에 설치되어 있는 패키지(10) 상면에의 플럭스(12)에 정확히 일치하게 배열한 후, 회전체(20)에의 진공을 해제하여 솔더볼(31)를 패키지(10)의 플럭스(12)에 정확히 안착시킨다.The solder ball storage box 30 is rotated while descending the lifting arm 41 along the platform 40 so that the flux 12 on the upper surface of the package 10 provided on the fixing table 11 The vacuum is released to the rotating body 20 so that the solder ball 31 is accurately seated on the flux 12 of the package 10.

이상과 같은 본 발명의 장치 구성 및 그에 따른 작업 방법에 의하면, 매우 정확한 솔더볼의 안착작업이 이루어진다. 다시 말해, 패키지(10)의 소정의 솔더볼(31) 형성위치에 정확히 한개씩의 솔더볼(31)만이 매우 균일하고 정밀하게 안착이 이루어지는 장점이 있다.According to the apparatus configuration and the working method of the present invention as described above, a highly accurate solder ball seating operation is performed. In other words, there is an advantage that only one solder ball 31 is precisely and uniformly positioned at a predetermined solder ball 31 forming position of the package 10.

또한 본 발명에 따른 솔더볼 안착방법 및 그 장치에 의하면, 하나의 장치에 의하여 솔더볼의 안착작업이 연속적으로 이루어질 수 있어, 장비의 간소화와 자동화된 솔더볼 안착작업을 제공함으로서, 생산성이 향상되고 또한 그에 의하여 생산된 제품은 불량률이 거의 없어 제품의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the solder ball placing method and apparatus of the present invention, since the solder ball placing operation can be continuously performed by one apparatus, simplification of equipment and automatic solder ball placing work are provided, The produced product has almost no defective rate, so that the reliability of the product can be further improved.

Claims (4)

집적회로 패키지(10)에 솔더볼을 안착하는 방법에 있어서, 수직으로 설치한 승강대(40)와, 승강대(40)에서 상하 수직으로 이동 가능하게 구성한 승강아암(41)과, 승강아암(41)의 측단에 설치되어 회전가능하게 구성한 솔더볼 보관함(30)과, 솔더볼 보관함(30)의 상측에 일체로 회전가능하게 설치된 회전체(20)와, 회전체(20)에 설치한 흡착부(21)로 구성되는 것을 특징으로 하는 솔더볼 안착장치.A method for mounting a solder ball on an integrated circuit package (10), comprising the steps of: vertically installing a platform (40); a lifting arm (41) configured to vertically move vertically in the platform (40) A rotary body 20 integrally rotatable on the upper side of the solder ball storage box 30 and a suction unit 21 provided on the rotary body 20 Wherein the solder ball is mounted on the solder ball. 제1항에 있어서, 흡착부(21)는 솔더볼(31) 하나를 수용할 수 있는 공간을 갖춘 볼수용부(23)와, 볼수용부(23)에 연결되어 형성되고 솔더볼(31)의 직경보다 작은 직경으로 형성한 통공(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 솔더볼 안착장치.The solder ball according to claim 1, characterized in that the attracting portion (21) has a ball receiving portion (23) having a space capable of receiving one solder ball (31) And a through hole (24) formed in a diameter of the through hole (24). 제2항에 있어서, 흡착부(21)의 통공(24) 입구에 형성시키는 볼수용부는, 단면상으로 반구면 형태, 사다리꼴 형태, 또는 사각형상의 홈중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더볼 안착장치.3. The solder ball mounting device according to claim 2, wherein the ball-shaped portion formed at the entrance of the through hole (24) of the suction portion (21) is one of a semi-spherical shape, a trapezoidal shape, or a rectangular shape. 고정대(11)에 설치한 패키지(10)에 솔더볼(31)을 안착하는 방법에 있어서, 솔더볼 보관함(30) 상부에 형성한 회전체(20)의 흡착부(21)를 회전시켜 솔더볼 보관함(30) 내부 공간으로 대향하도록 하는 공정, 솔더볼 보관함(30)을 자체 회전시켜 회전체(20)가 하부에 위치되도록 하는 공정, 회전체(20)에서 진공흡착에 의하여 솔더볼(31)을 흡착한 후, 솔더볼 보관함(30)을 재차 10-200도 각도 범위에서 회전시키는 공정, 회전체(20)를 회전축(22)을 중심으로 자전시켜 흡착부(21)가 솔더볼 보관함(30)의 공간에서 외부로 나오도록 하는 공정, 솔더볼 보관함(30)을 회전시킴과 동시에 이와 연결된 승강아암(41)을 하강시켜 패키지(10)와 대향시키는 공정, 회전체(20)내의 진공을 해제하여 흡착부(21)에 흡착되어 있는 솔더볼(31)을 패키지(10)의 상면에 형성한 플럭스에 안착하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더볼 안착방법.A method of mounting a solder ball (31) on a package (10) provided on a fixing table (11) comprises rotating a suction part (21) of a rotating body (20) formed on a solder ball storage box (30) A step of rotating the solder ball housing 30 by itself to position the rotating body 20 at a lower position, a step of sucking the solder ball 31 by vacuum suction from the rotating body 20, The rotating body 20 is rotated about the rotation axis 22 so that the suction unit 21 is moved out of the space of the solder ball storage box 30 A step of rotating the solder ball holder 30 and lowering the lifting arm 41 connected thereto to face the package 10; releasing the vacuum in the rotating body 20 and adsorbing it to the suction part 21; The solder ball 31 is placed on the flux formed on the upper surface of the package 10 Wherein the solder ball is mounted on the solder ball.
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