KR19980082346A - Bga 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 바이브레이터를 대체하여 소정의 흡입기능을 갖는 진공수단을 구비하고 이를 통해 솔더볼의 탈거유무를 적절히 통제함으로써, 바이브레이터로 인한 진동음을 제거시킬 수 있고 또한 솔더볼 홀의 지름을 적절히 감소시킬 수 있다.

Description

BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치

본 발명은 BGA(Ball Grid Array) 패키지용 솔더볼 어태치(Solder ball attach) 장비에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 소정의 진공수단을 구비하고 이를 통해 솔더볼의 탈거여부를 적절히 조절함으로써, 바이브레이터를 통한 진동과정 없이도, 솔더볼을 인쇄회로기판상에 정확히 배열시킬 수 있도록 하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치(Tooling apparatus)에 관한 것이다.

최근, 전자기기의 경박·단소화 추세에 따라 이에 대응되는 반도체 칩 패키지 또한 고밀도화, 소형화되고 있다.

특히, 반도체 칩의 고기능화에 따라 반도체 칩 패키지가 하이 핀화 되고 있어 기존의 QFP(Quad Flat Package)로써는 더 이상 하이 핀용 패키지의 요구에 대처할 수 없는 실정에 이르렀다.

이에 따라, QFP를 대처할 수 있는 새로운 패키지로서 BGA 패키지가 개발되어 널리 사용되고 있다.

도 1 (a) 및 (b)는 이러한 종래의 BGA 패키지를 조립하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 제 1 동작상태 및 제 2 동작상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

먼저, 도 1 (a)에 도시된 바와 같이, 몰딩이 완료된 인쇄회로기판(1)은 그 상부면에 Au패드(2)를 갖춘 상태에서 소정의 지지대(3)상에 놓여진다. 이때, Au패드(2)에는 플럭스(Flux:미도시)가 도팅(Dotting)되어 있다.

한편, 상술한 인쇄회로기판(1)과 소정거리 이격된 위치에는 몸체(6)와, 몸체의 일단부에 부착되어 소정의 진동기능을 갖는 바이브레이터(5)와, 몸체(6)의 일단부에 형성되어 원통형의 홈을 갖는 솔더볼 홀(8)을 포함하는 툴링장치가 배치된다.

이때, 툴링장치 및 인쇄회로기판(1)이 놓여진 지지대(3)는 소정의 실린더축(4)에 의해 이동가능하도록 연결·지지된다.

이러한 종래의 솔더볼 어태치 장비(10)의 동작을 설명한다.

먼저, 상술한 인쇄회로기판상(1)에 솔더볼(7)을 배치하고자 하는 경우, 작업자는 도 1 (a)에 도시된 제 1 동작상태에 있던 솔더볼 어태치 장비(10)를 180°회전시켜 도 1 (b)에 도시된 제 2 동작상태로 그 위치를 변경시킨다.

이에 따라, 기판(1) 및 툴링장치는 서로 뒤바뀐 위치에 배치된다.

이어서, 작업자는 소정의 실린더 장치(미도시)를 통해 툴링장치를 30°정도 업(Up)시켜, 툴링장치 인접부에 배열되어 있던 솔더볼(7)을 상술한 솔더볼 홀(8)에 삽입시킨다.

이때, 솔더볼 홀(8)에 삽입되지 못한 솔더볼(7)은 빈 박스(Bin box:미도시)내부로 흘러들어 간다.

그 다음에, 작업자는 상술한 실린더 장치를 통해 지지대(3)를 밀어올린다.

이에 따라, 지지대(3)상에 구비된 인쇄회로기판(1)은 실린더 축(4)을 따라 이동하여 툴링장치 인접부에 다다른다.

그 다음에, 작업자는 상술한 바이브레이터(5)를 작동하여, 소정의 진동을 발생시키고 이에 따라 몸체(6)는 일정 크기로 진동하게 된다.

이러한 진동 결과, 솔더볼 홀(8)에 삽입되어 있던 솔더볼(7)은 아래로 떨어져 Au패트(2)에 도팅된 플럭스위에 배치된다.

이때, 솔더볼 홀(8)은 솔더볼(7)의 용이한 탈거를 위해 솔더볼(7)의 지름보다 큰, 예컨대, 8-10mm 정도의 지름을 유지한다.

이 후, 작업자는 소정의 리플로우(Reflow)공정을 진행하여, 상술한 솔더볼(7)을 Au패드(2)상에 용융·접착시킴으로써, BGA 패키지 제조를 완료한다.

그러나, 이러한 기능을 수행하는 종래의 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비에는 몇가지 중대한 문제점이 발생된다.

첫째, 상술한 바와 같이, 솔더볼은 바이브레이터의 진동에 의해 인쇄회로기판으로 탈거되어 배치되는 바, 이때, 바이브레이터의 작동에 따른 강한 진동음으로 인해 작업자의 작업환경이 현저히 낙후되는 문제점이 발생된다.

둘째, 상술한 바와 같이, 종래의 솔더볼 홀은 솔더볼의 지름보다 큰 8-10mm 정도의 지름을 갖는 바, 이는 솔더볼이 솔더볼 홀에 헐거운 상태로 삽입되는 결과를 초래하고, 이에 따라, 솔더볼이 인쇄회로기판의 정확한 위치에 배열되지 못하게 되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 바이브레이터를 대체하여 소정의 흡입기능을 갖는 진공수단을 구비하고 이를 통해 솔더볼의 탈거유무를 적절히 통제함으로써, 바이브레이터로 인한 진동음을 제거시킬 수 있도록 하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 진공장치를 통해 솔더볼의 용이한 탈거를 달성함으로써, 솔더볼 홀의 지름을 적절히 감소시킬 수 있도록 하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치를 제공함에 있다.

도 1 (a) 및 (b)는 종래의 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 동작상태를 개략적으로 도시한 단면도.

도 2 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 동작상태를 개략적으로 도시한 단면도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인쇄회로기판에 솔더볼을 부착하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비에 있어서, 상기 인쇄회로기판으로부터 소정거리 이격되어 형성된 몸체와; 상기 몸체상에 형성된 다수개의 솔더볼 홀들과; 상기 솔더볼 홀들과 연결된 상태로 상기 몸통을 관통하는 다수개의 흡입관들과; 상기 흡입관들을 통해 상기 솔더볼 홀들 주변의 공기를 흡착하는 진공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 솔더볼 홀의 지름은 2-3mm인 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에서는 진동음 없이도 솔더볼을 인쇄회로기판의 소정부위에 정확히 배열할 수 있다.

도 2 (a) 내지 (c)는 이러한 기능을 수행하는 본 발명에 따른 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치의 다양한 동작상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

먼저, 도 2 (a)에 도시된 제 1 동작상태에서, 몰딩이 완료된 인쇄회로기판(1)은 그 상부면에 Au패드(2)를 갖춘 상태에서 소정의 지지대(3)상에 놓여진다. 이때, Au패드(2)에는 플럭스가 도팅되어 있다.

한편, 상술한 인쇄회로기판(1)과 소정거리 이격된 위치에는 몸체(100a)와, 몸체(100a)상에 형성된 다수개의 솔더볼 홀(100b)들과, 이러한 솔더볼 홀(100b)들과 연결된 상태로 상술한 몸통(100a)을 관통하는 다수개의 흡입관(100c)들과, 흡입관(100c)들을 통해 상술한 솔더볼 홀(100b)들 주변의 공기를 흡착하는 진공부(100d)를 포함하는 본 발명의 툴링장치(100)가 배치된다.

이때, 본 발명의 툴링장치(100) 및 인쇄회로기판(1)이 놓여진 지지대(3)는 실린더축(4)에 의해 이동가능하도록 연결·지지된다.

이러한 본 발명의 동작을 좀더 상세히 설명한다.

먼저, 상술한 인쇄회로기판(1)상에 솔더볼(7)을 배치하고자 하는 경우, 작업자는 도 2 (a)에 도시된 제 1 동작상태에 있던 솔더볼 어태치 장비(10)를 180°회전시켜 도 2 (b)에 도시된 제 2 동작상태로 그 위치를 변경시킨다.

이에 따라, 인쇄회로기판(1) 및 본 발명의 툴링장치(100)는 서로 뒤바뀐 위치에 배치된다.

이어서, 작업자는 소정의 실린더 장치를 통해 툴링장치(100)를 30°정도 업(Up)시켜, 툴링장치(100) 인접부에 배열되어 있던 솔더볼(7)을 상술한 솔더볼 홀(100b)에 삽입시킨다.

이때, 솔더볼 홀(100b)에 삽입되지 못한 솔더볼(7)은 빈 박스 내부로 흘러들어 간다.

계속해서, 작업자는 진공부(100d)를 가동하여 흡입관(100c)과 연결된 솔더볼 홀(100b) 주변의 공기를 흡입한다.

이에 따라, 솔더볼 홀(100b)에 삽입되어 있던 솔더볼(7)은 솔더볼 홀(100b)에 흡입되어 솔더볼 홀(100b) 내부에 견고히 흡착된다.

그 다음에, 작업자는 상술한 실린더 장치를 통해 지지대(3)를 밀어올린다.

이에 따라, 지지대(3) 상에 구비된 인쇄회로기판(1)은 도 2 (c)에 도시된 바와 같이, 실린더 축(4)을 따라 이동하여 본 발명의 툴링장치(100) 인접부에 다다른다.

그 다음에, 작업자는 상술한 진공부(100d)를 통해 유지되던 진공을 해제한다. 이러한 진공해제 결과, 솔더볼 홀(100b)에 흡착·삽입되어 있던 솔더볼(7)은 아래로 떨어져 Au패드(2)에 도팅된 플럭스위에 배치된다.

이때, 솔더볼 홀(100b)의 지름은 종래의 솔더볼 홀(8)의 지름보다 그 크기가 감소된 2-3mm 이다.

이 후, 작업자는 소정의 리플로우(Reflow)공정을 진행하여, 상술한 솔더볼(7)을 Au패드(2)상에 용융·접착시킴으로써, BGA 패키지 제조를 완료한다.

이와 같이, 본 발명에서는 바이브레이터(5)를 이용하여 솔더볼(7)을 인쇄회로기판(1)에 배열하던 종래와 달리, 상술한 진공수단을 통해 솔더볼(7)의 탈거유무를 제어하고 이를 통해 인쇄회로기판(1)의 적정위치에 솔더볼(7)을 배열함으로써, 바이브레이터(5)에서 발생되던 소음을 적절히 방지할 수 있다.

또한 본 발명에서는 상술한 바와 같이, 종래의 바이브레이터(5)보다 그 제어가 용이한 진공수단을 통해 솔더볼(7)의 탈거유무를 관리함으로써, 솔더볼(7)의 유연한 탈거를 위해 솔더볼 홀(8)의 크기를 크게 형성시켜야 했던 종래의 문제점을 해결한다.

이에 따라, 솔더볼 홀(100b)의 크기는 솔더볼(7)의 크기에 알맞는 적절한 크기로 감소될 수 있고, 그 결과 솔더볼(7)은 인쇄회로기판(1)의 정확한 위치에 신속히 배열될 수 있다.

이러한 본 발명은 반도체 제조라인에서 생산되어지는 전 품종의 BGA 패키지에서 두루 유용하다.

그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치에서는 상술한 바이브레이터를 대체하여 소정의 흡입기능을 갖는 진공수단을 구비하고 이를 통해 솔더볼의 탈거유무를 적절히 통제함으로써, 바이브레이터로 인한 진동음을 제거시킬 수 있고 또한 솔더볼 홀의 지름을 적절히 감소시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 인쇄회로기판에 솔더볼을 부착하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비에 있어서,

   상기 인쇄회로기판으로부터 소정거리 이격되어 형성된 몸체와;

   상기 몸체상에 형성된 다수개의 솔더볼 홀들과;

   상기 솔더볼 홀들과 연결된 상태로 상기 몸통을 관통하는 다수개의 흡입관들과;

   상기 흡입관들을 통해 상기 솔더볼 홀들 주변의 공기를 흡착하는 진공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 솔더볼 홀의 지름은 2-3mm인 것을 특징으로 하는 BGA 패키지용 솔더볼 어태치 장비의 툴링장치.