KR200255049Y1 - 반도체의 볼 재생용 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 BGA와 CSP 타입 반도체의 볼 재생용 장치에 관한 것이다.

본 고안의 반도체의 볼 재생용 장치는 반도체 고정대와 버큠장치 및 본체로 이루어진 본체부와, 하부프레임과 마스크와 상부 프레임과 스퀴져로 이루어진 마스크부로 구성되며, 본체부와 마스크부는 베어링 핀으로 결합되어 있다.

본 고안에 의해 볼 재생 시 불량률을 감소시키고 특정 규격의 볼 대신 크림솔더를 사용함으로써 재생 비용을 절감하고 다양한 규격의 볼 타입 반도체에 공통으로 적용할 수 있는 볼 재생용 장치를 제공한다.

Description

반도체의 볼 재생용 장치{THE REGENERATION APPARATUS FOR BALL OF SEMICONDUCTOR}

본 고안은 BGA와 CSP 타입 반도체의 볼 재생용 장치에 관한 것이다.

현대의 전자기기는 소형 고기능화 추세가 급속도로 진행되면서 각 반도체 메이커들은 새로운 형태의 반도체 패키지를 개발하여 적용하는 시도가 가속화되고 있다.

기존의 쿼드 플랫 패키지(QFP : Quad Flat Package)가 갖는 소형화의 어려움을 볼 그리드 어레이(BGA : Ball Grid Array), 또는 칩 사이즈 패키지(CSP : Chip Size Package) 등의 새로운 형태의 패키지로 대체하면서 실현되고 있다.

상기의 BGA와 CSP 타입의 반도체는 볼 형상의 접속 단자가 배면에 형성되어 있어 소형화되는 각종 전자기기에 활용되고 있으나, 전자기기의 PCB에 탑재하는 과정에서 접촉 불량이 발생하거나 PCB의 모델 변경 등이 발생할 경우 기존의 재고 분 PCB에 솔더링(Soldering) 된 반도체를 탈거하여 재사용 하게 되는데, PCB로부터 탈거할 때 손상된 볼은 재생 복원하여야만 재활용 할 수 있다. 종래의 기술에 의한 볼 재생 방법은 아래와 같았다.

① 재생 할 반도체에서 손상된 볼을 제거한다.

② 재 장착 부위에 접합용 플럭스(FLUX)를 도포한다.

③ 재생용 장치에 재생용 반도체를 고정한다.

④ 메탈 마스크(Metal Mask)를 재생용 반도체의 상부에 일치 되도록 고정시킨다.

⑤ 재 장착용 성형볼을 메탈 마스크 상면에 낙하시켜 메탈 마스크의 홀(Hole)을 통해 재생용 반도체의 상면에 붙도록 한다.

⑥ 재생용 장치에서 재생용 반도체를 분리한다.

⑦ 솔더링 머신(SOLDERING MACHINE)으로 열을 가하여 재생용 반도체와 볼을 접합시킨다.

상기한 종래의 볼 재생용 장치를 이용한 공정은 볼을 탑재하고 가열하여 접합되기 전까지 플럭스에 의해 볼을 정 위치시켜야 함으로써, ⑤,⑥,⑦ 공정에서 볼의 유동에 의해 불량을 일으키는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

또한 종래의 재생용 장치는 소모품인 재생용 볼의 가격이 고가이며 크기 별로 분류되어 있어 재생용 반도체에 따라 재생용 볼을 각각 구비하여야 함에 따라 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 작업 능률을 높이고 불량률을 감소시키며 볼 타입 접속 단자를 갖는 반도체에 공통으로 적용할 수 있도록 하여 재생 비용을 절감할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

도1은 본 고안의 반도체의 볼 재생용 장치를 도시한 사시도

도2는 본 고안의 반도체의 볼 재생용 장치를 분해한 분해 사시도

도3은 본 고안의 반도체의 볼 재생용 장치를 이용해 재생 공정을 도시한 공정도

※ 도면 부호의 상세한 설명

10 : 본체부

11 : 본체 12 : 반도체 고정대

12a: 반도체 지지홈 13 : 버큠(Vacuum) 스위치

14 : 버큠 파이프 15a,15b : 베어링 핀

16,26 : 암나사 홀 17,27 : 나사

18 : 공기흡입구 18 : 베어링 홀

20 : 마스크부 21 : 상부 프레임

22 : 마스크 23 : 하부 프레임

24 : 스퀴져(Squeezer) 25 : 볼 홀(Ball Hole)

28 : 고정지지대

30 : 재생용 반도체 31 : 크림 솔더(Cream Solder)

본 고안은 BGA와 CSP 타입 반도체의 볼 재생용 장치에 관한 것으로써, 상부 중앙에 관통되어 일측면의 버큠파이프(14)와 연통되는 공기 흡입구(18)와 상부에 반도체고정대(12)와 나사(17)로 체결할 수 있는 암나사홀(16)과 양측면의 후면에 베어링홀(19)로 이루어진 본체(11)와, 재생용 반도체 규격으로 타공된 반도체 지지홈(12a)과 본체의 상부에 체결할 수 있도록 나사홀로 이루어진 반도체 고정대(12)와, 본체의 일측면에 구성된 공기흡입구(18) 와 버큠파이프(14)로 연결되어 있어 흡입공기를 연결 또는 차단시키는 버큠스위치(13)를 포함하여 이루어진 본체부(10)와;

반도체 고정대가 요입될 수 있도록 타공된 요입홈이 있는 하부프레임(23)과, 볼 홀(22)이 타공된 마스크(22)와, 본체와 체결할 수 있는 고정지지대(28)를 후면에 형성하고 중앙에 사각형 타공부를 갖는 상부 프레임(21)과, 상기 상부프레임과 마스크와 하부프레임은 나사(27)로써 결합되어지며 크림 솔더(31)를 볼 홀에 압착 삽입하는 스퀴져(24)를 포함하여 이루어진 마스크부(20)와;

상기 본체부와 마스크부를 베어링핀(15a,15b)으로 결합하여 구성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 볼 재생용 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저 도1과 도2를 참조하여 본 고안의 볼 재생용 장치의 구성에 대하여 설명한다.

본 고안의 볼 재생용 장치는 본체부(10)와 마스크부(20)로 구성되며 본체부와 마스크부는 베어링핀(15a,15b)과 베어링홀(19)로써 체결하여 다수의 작업에도 공차가 발생하지 않고 부드럽게 작업할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 반도체의 용량에 따라 규격이 변경됨을 감안하여 각각의 반도체 규격에 따라 마스크(22)와 반도체 고정대(12)를 1:1 셋트로 하여 각각 제작하고 함께 교체하여 구성한다. 그리고 반도체를 손쉽게 탈착할 수 있도록 ON / OFF 기능을 갖는 버큠스위치(13)가 있는 버큠(Vacuum) 장치로 구성되어 있다.

본체부(10)는 본체(11)와 반도체고정대(12)와 버큠스위치(13)와 버큠파이프(14)로 된 버큠장치를 포함하여 구성된다.

본체(11)는 상부 중앙에 재생용 반도체를 흡입하여 고정시킬 수 있도록 버큠장치와 연결된 공기 흡입구가 1∼5개 형성되어 있다. 또한 반도체고정대를 용이하게 분리 또는 체결할 수 있도록 암나사홀(16)을 형성한다. 그리고 양측면의 후면에는 볼 베어링으로된 베어링홀(19)이 있어 마스크부(20)와 베어링핀(15a,15b)으로써 체결할 수 있도록 구성한다.

반도체고정대(12)는 재생용 반도체를 정 위치시켜 고정시키며, 반도체를 요입 시킬 수 있는 반도체 지지홈(12a)을 타공하되, 반도체의 외면 치수보다 0.1∼0.2㎜크게 유격을 주어 타공하고 각 면의 중간부에는 반도체를 용이하게 넣고 뺄 수 있도록 홈을 형성하고 있다. 상기의 반도체 지지홈은 반도체의 크기에 따라 반도체고정대 1개당 1∼5개를 타공한다.

버큠장치는 버큠파이프(14)와 버큠스위치(13)로 구성되며 버큠스위치는 본체의 일측면에 구성된 공기흡입구와 버큠파이프로 연결되어 있고 흡입공기를 연결 또는 차단시켜 재생용 반도체를 고정 또는 분리시킬 수 있도록 하며 타측은 버큠파이프에 의해 버큠펌프에 연결된다.

마스크부(20)는 나사(27)로 상호 결합 또는 분리하도록 된 상부프레임(21)과 마스크(22)와 하부프레임(23)으로 구성되며 스퀴져(24)를 포함한다.

상부프레임(21)은 베어링핀이 관통하여 본체와 체결할 수 있도록 홀을 갖는 고정지지대(28)를 후면에 형성하고 상부 중앙에 사각형으로 타공된 타공부를 갖되 상기 타공부는 반도체고정대의 치수와 동일한 것이 바람직하다.

마스크(22)는 반도체고정대(12)와 1:1 셋트로 구성하여 제작한다.

반도체고정대에 올려 재생 할 반도체의 구리 패드(32) 규격과 위치에 따라 볼 홀(25)을 타공한다. 볼 홀의 크기는 통상 규격화되어 있는 0.35 ∼ 0.89㎜로 하되 반도체의 배면에 형성되어 있는 구리 패드의 크기보다 10∼15％ 크게 타공함으로써, 성형된 크림솔더(Cream Solder)에 열을 가하여 볼을 형성하였을 때 플럭스가 기화하고 솔더가루가 녹아 응축하여 구리 패드에 볼을 형성하게 된다.

또한 반도체를 일시에 1∼5개 재생할 수 있도록 반도체고정대와 수직선상에 볼 홀을 1∼5 세트 타공하며, 마스크의 두께는 0.1∼0.2㎜가 바람직하다.

하부프레임(23)은 마스크부를 하방으로 내렸을 때 반도체고정대(12)가 요입되도록 하는 요입부를 타공함으로써, 재생 작업 시 마스크부와 본체부가 흔들려 불량이 발생하는 것을 막을 수 있도록 되어 있다.

상기한 각 구성 요소중 스퀴져(24)와 마스크(22)는 강도가 높고 부식이 없는 스텐레스 재질이 바람직하고, 상부프레임(21)과 하부프레임(23)과 반도체고정대(12)는 가볍고 단단하며 부식이 없고 가공이 쉬운 알루미늄 재질이 바람직하며, 본체는 스틸 재질이 바람직하나, 상기한 재질로 한정하는 것은 아니며 각 구성 요소의 목적을 달성할 수 있는 재질이라면 가능하다.

본 고안의 볼 재생용 장치에 사용하는 크림 솔더(31)는 무게비 약 10％의 플럭스와 직경이 30∼70㎛ 정도 되는 매우 작은 입자의 납 가루와 잘 혼합하여 이루어진 진흙과 같이 찰기가 있는 통상의 크림 솔더를 사용한다.

특정 규격의 볼을 사용하던 종래의 방법을 대체하여 크림 솔더를 사용함으로써, 마스크에 타공하는 볼 홀의 규격을 조정하여 크기가 다른 볼을 성형할 수 있으며, 볼 1개당 성형볼 대비 1/4로 비용이 절감된다.

다음은 도3을 참조하여 본 고안의 반도체의 볼 재생용 장치를 이용한 재생 공정에 대하여 설명한다.

(A) 반도체고정대에 재생용 반도체(30)의 구리패드(32)가 외부로 향하도록 올리고 버큠스위치를 켠다.

(B) 마스크부를 하방으로 내려 본체부에 안착된 재생용반도체와 마스크를 상호 밀착시킨다.

(C) 크림솔더(31)를 마스크의 상부 일측에 적당량 투입하고 스퀴져(24)를 진행방향으로 45도 가량 기울여 압착하며 이동하여 볼 홀(25)에 크림솔더를 밀어 넣는다.

(D) 마스크부를 서서히 들어 올린다.

(E) 버큠스위치를 끄고 반도체를 꺼낸다.

(F) 솔더링 머신으로 열을 가하여 반도체의 배면 구리 패드에 볼을 형성한다.

불량률을 감소시켜 작업 능률을 높이고, 다양한 규격의 볼 타입 접속 단자를 갖는 반도체에 공통으로 적용할 수 있어 재생 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상부 중앙에 관통되어 일측면의 버큠파이프와 연통되는 공기 흡입구와 상부에 반도체고정대와 나사로 체결할 수 있는 암나사홀과 양측면의 후면에 베어링홀로 이루어진 본체와, 재생용 반도체 규격으로 타공된 반도체 지지홈과 본체의 상부에 체결할 수 있도록 나사홀로 이루어진 반도체 고정대와, 본체의 일측면에 구성된 공기흡입구 와 버큠파이프로 연결되어 있어 흡입공기를 연결 또는 차단시키는 버큠스위치를 포함하여 이루어진 본체부와;

   반도체 고정대가 요입될 수 있도록 타공된 요입홈이 있는 하부프레임과, 볼 홀이 타공된 마스크와, 본체와 체결할 수 있는 고정지지대를 후면에 형성하고 중앙에 사각형 타공부를 갖는 상부 프레임과, 상기 상부프레임과 마스크와 하부프레임은 나사로써 결합되어지며 크림 솔더를 볼 홀에 압착 삽입하는 스퀴져를 포함하여 이루어진 마스크부와;

   상기 본체부와 마스크부를 베어링핀으로 결합하여 이루어진 반도체의 볼 재생용 장치.
2. 제1항에 있어서, 반도체 고정대는 재생용 반도체의 크기에 따라 교체하되, 반도체의 외면 치수보다 0.1∼0.2㎜ 크게 유격을 주어 1∼5개 타공하고 각 면의 중간부에는 요입홈이 있는 것을 특징으로 하는 반도체의 볼 재생용 장치.
3. 제1항에 있어서, 마스크는 재생용 반도체의 크기에 따라 교체하되, 재생용 반도체의 구리패드 위치와 동일 위치에 볼 홀이 타공되고, 볼 홀의 직경은 0.35 ∼ 0.89㎜로 하되 반도체 배면에 형성된 구리패드의 크기보다 10∼15％ 크게 반도체고정대와 수직선상에 볼 홀을 1∼5 세트 타공하며, 마스크의 두께가 0.1∼0.2㎜ 인 것을 특징으로 하는 반도체의 볼 재생용 장치.