KR20040054283A - A solder ball mounting device and the same method for a BGA package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구형으로 형성된 솔더볼이 자유로운 이동되지 못하도록 변형되게 가압함으로서 장착된 솔더볼의 이동이 차단되어 회로의 단락 또는 결선이 방지되는 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and method for solder ball mounting for a busy package, and more particularly, a busy ball which prevents short circuit or connection of a circuit by blocking movement of the mounted solder ball by pressing the spherical formed solder ball so as not to move freely. A solder ball mounting apparatus and method for this package.
근래 전자산업의 추세가 초소형, 고집적화 되어감에 따라 인쇄회로기판에 실장되는 반도체 패키지는 상기 인쇄회로기판과 접속하는 부품의 리드가 부품본체의 측면에 형성된 큐에프피(QFP;Quad Flat Package)와, 부품본체의 하면에 볼 형상으로 형성된 비지에이(BGA;Ball Grid Array) 또는 씨에스피(CSP;Chip Scale Package) 등의 형태로 제작된다.In recent years, as the trend of the electronic industry has become extremely small and highly integrated, semiconductor packages mounted on printed circuit boards have a QF (Quad Flat Package) in which leads of components connected to the printed circuit board are formed on the side of the component body. The ball is manufactured in the form of a ball grid array (BGA) or a chip scale package (CSP) formed in a ball shape on a lower surface of the component body.
도 1은 일반적인 비지에이가 도시된 측면도이다.1 is a side view showing a typical visual.
일반적인 비지에이는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11) 상측에 회로칩(16)이 탑재되어 상기 기판(11)과 와이어(12)로 연결되고, 충격으로부터 보호되도록 에폭시 수지(18)로 몰딩되어 있다.As shown in FIG. 1, a typical visualizer includes a circuit chip 16 mounted on an upper side of a substrate 11, connected to the substrate 11 and a wire 12, and protected by an epoxy resin 18 so as to be protected from an impact. Molded.
상기 회로칩(16)은 상기 기판(11)의 내부에 형성된 회로를 통해 하측의 접속패드(13)와 연결된다.The circuit chip 16 is connected to the lower connection pad 13 through a circuit formed in the substrate 11.
그리고, 상기 접속패드(13)에는 솔더볼(20)이 형성되어 전자부품의 인쇄회로기판에 실장되어 전기적으로 연결되도록 구성된다.In addition, the solder pad 20 is formed on the connection pad 13 to be mounted on the printed circuit board of the electronic component to be electrically connected.
도 2는 종래 기술에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착장치의 요부가 도시된 구성도이고, 도 3a 내지 도 3d는 종래 기술에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법이 도시된 순서도이다.2 is a configuration diagram showing a main portion of a solder ball mounting apparatus for a BG package according to the prior art, and FIGS. 3A to 3D are flowcharts illustrating a solder ball mounting method for a BG package according to the prior art.
종래의 비지에이 패키지용 솔더볼 장착장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 에어 컴프레셔와 연결되고 솔더볼(20)이 흡착될 수 있도록 공기가 흡입되는 노즐(34)이 하방으로 형성된 하우징(30)과, 상기 하우징(30)에 연결되어 상기 하우징(30)을 이동시키는 호이스트(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, a conventional solder ball mounting apparatus for a BG package includes a housing 30 in which a nozzle 34 connected to an air compressor and suctioned air so that the solder ball 20 can be adsorbed is downward; It is configured to include a hoist 40 connected to the housing 30 to move the housing 30.
상기와 같이 구성된 비지에이 패키지용 솔더볼 장착장치는 상기 에어 컴프레셔의 작동에 따라 공기가 흡입되며 상기 노즐(34)에 솔더볼(20)이 흡착되어 상기 기판(11)의 접속패드(13)의 상측에 위치된 후 가열에 의해 용착된다.In the solder ball mounting apparatus for the BG package configured as described above, air is sucked in accordance with the operation of the air compressor, and the solder ball 20 is adsorbed to the nozzle 34 to the upper side of the connection pad 13 of the substrate 11. After being placed, it is deposited by heating.
상기한 비지에이 패키지용 솔더볼(20)의 장착과정을 보다 상세하게는 설명하면 다음과 같다.Referring to the mounting process of the above-mentioned Visage package solder ball 20 in more detail as follows.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(30)이 솔더볼(20)이 저장된 솔더볼 수납함(22)으로 이동되어 하강되고, 상기 에어 컴프레셔가 공기를 흡입함에 따라 상기 솔더볼(20)이 상기 노즐(34)에 흡착된다.First, as shown in FIG. 3A, the housing 30 is moved to the solder ball holder 22 in which the solder ball 20 is stored and lowered. As the air compressor sucks air, the solder ball 20 moves to the nozzle. Adsorbed to 34.
상기 솔더볼(20)이 흡착된 하우징(30)은 도 3b와 같이, 상승후 플럭스(25)가 도포된 플럭스 공급부(27)로 이송된다. 그리고, 상기 하우징(30)이 하강되어 상기 솔더볼(20)의 하면에 플럭스(25)가 묻도록 한다.The housing 30 to which the solder ball 20 is adsorbed is transferred to the flux supply unit 27 to which the flux 25 is applied, as shown in FIG. 3B. Then, the housing 30 is lowered so that the flux 25 is buried on the lower surface of the solder ball 20.
상기와 같이 솔더볼(20)에 플럭스(25)가 묻게되면 도 3c와 같이, 상기 하우징(30)이 상승하여 기판(11)의 접속패드(13) 상측으로 이동되고, 상기 솔더볼(20)과 접속패드(13)의 정렬상태를 확인하며 상기 하우징(30)을 하강시켜 상기 솔더볼(20)을 위치시킨다. 그리고, 도 3d와 같이, 상기 하우징(30)이 상승되고 상기 에어 컴프레셔가 공기를 토출하여 상기 솔더볼(20)이 상기 노즐(34)에서 분리되도록 한다.When the flux 25 is buried in the solder ball 20 as described above, as shown in FIG. 3C, the housing 30 is raised to move to the upper side of the connection pad 13 of the substrate 11 and is connected to the solder ball 20. The solder ball 20 is positioned by lowering the housing 30 while checking the alignment state of the pad 13. 3D, the housing 30 is raised and the air compressor discharges air so that the solder ball 20 is separated from the nozzle 34.
상기와 같이 접속패드(13) 상측에 솔더볼(20)이 안착되면 상기 호이스트(40)를 통해 기판(11)을 리플로링 공정으로 이송되어 열풍에 의해 가열되어 상기 솔더볼(20)이 상기 접속패드(13)에 용착되도록 한다.When the solder ball 20 is seated on the upper side of the connection pad 13 as described above, the substrate 11 is transferred to the reflowing process through the hoist 40 and heated by hot air so that the solder ball 20 is connected to the connection pad ( 13) to be deposited.
그러나, 종래 기술에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치 및 방법은 상기 솔더볼(20)이 구형으로 형성되는바, 상기 솔더볼(20)의 리플로링 공정중 상기 솔더볼(20)에 묻은 플럭스(25)량이 적거나 점도변화 또는 외부 진동에 의해 상기 솔더볼(20)이 이동이 발생되어 인접된 솔더볼(20)과 연결되어 접속이 단락 또는 결선되는 문제점이 있다.However, the solder ball mounting apparatus and method for a BG package according to the prior art have the solder ball 20 formed in a spherical shape, and the amount of flux 25 buried in the solder ball 20 during the reflowing process of the solder ball 20. There is a problem in that the solder ball 20 is moved due to a small or viscous change or external vibration, which is connected to an adjacent solder ball 20 to short-circuit or connect the connection.
이에 따라 불량이 발생된 비지에이 패키지는 수리공정을 거치게되나 상기 비지에이 패키지는 접합 면적이 상대적으로 적어 접속패드(13)의 강도가 상대적으로 취약하여 수리가 어렵고, 상기와 같은 불량으로 인해 생산비용이 증가되고, 불량품의 폐기로 인한 부대비용이 증가되는 문제점이 있다.As a result, the BG package that has a defect is subjected to a repair process, but the BG package has a relatively small bonding area, so that the strength of the connection pad 13 is relatively weak, making repair difficult. There is a problem that is increased, the incidental cost due to the disposal of defective products increases.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 솔더볼의 장착공정에서 상기 솔더볼의 이동이 방지되도록 상기 솔더볼의 형상을 변형시킴으로 회로의 단락 또는 결선이 방지되어 불량발생 및 생산비가 저감되는 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, by deforming the shape of the solder ball to prevent the movement of the solder ball in the mounting process of the solder ball to prevent short circuit or connection of the circuit to prevent defects and production costs It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for solder ball mounting for a busy package.
도 1은 도 1은 일반적인 비지에이가 도시된 측면도,FIG. 1 is a side view of a typical WiGe FIG. 1;
도 2는 종래 기술에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착장치의 요부가 도시된 구성도,Figure 2 is a configuration diagram showing the main part of the solder ball mounting apparatus for a busy package according to the prior art,
도 3a 내지 도 3d는 종래 기술에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법이 도시된 순서도,3A to 3D are flowcharts illustrating a solder ball mounting method for a BG package according to the prior art;
도 4는 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착장치의 요부가 도시된 구성도,Figure 4 is a block diagram showing the main portion of the solder ball mounting apparatus for a busy package according to the present invention,
도 5는 도 4의 A-A선이 도시된 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6a 내지 도 6g는 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법이 단계별로 도시된 공정도,6a to 6g is a process diagram showing a step of mounting a solder ball for a BG package;
도 7은 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법이 도시된 순서도,7 is a flowchart illustrating a solder ball mounting method for a BG package according to the present invention;
도 8은 본 발명에 의한 플럭스 도포단계가 도시된 순서도,8 is a flow chart illustrating a flux coating step according to the present invention,
도 9는 본 발명에 의한 가압단계가 도시된 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a pressing step according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
51 : 기판 53 : 접속패드51: substrate 53: connection pad
58 : 수지 60 : 솔더볼58: Resin 60: Solder Ball
62 : 솔더볼 수납함 65 : 플럭스62: solder ball holder 65: flux
67 : 플럭스 공급부 70 : 하우징67 flux supply 70 housing
72 : 센싱수단 74 : 노즐72: sensing means 74: nozzle
75 : 니들부 76 : 니들핀75: needle part 76: needle pin
77 : 니들 플레이트 78 : 구동수단77: needle plate 78: drive means
80 : 호이스트80: hoist
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치는 흡입되는 공기에 의해 솔더볼이 흡착될 수 있도록 하단에 복수의 노즐이 형성된 하우징과, 상기 하우징에 연결되어 상기 노즐에 흡착된 솔더볼의 하단이 직선 변형되도록 상기 하우징을 하측으로 가압시키는 호이스트와, 상기 하우징 일측에 설치되어 상기 하우징이 솔더볼을 가압하는 압력을 감지하는 센싱수단과, 상기 센싱수단에서 감지된 압력값에 따라 상기 호이스트의 가압력을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.The solder ball mounting apparatus for a BG package according to the present invention for realizing the above object is a housing having a plurality of nozzles formed at a lower end thereof so that the solder balls can be sucked by inhaled air, and connected to the housing and adsorbed to the nozzles. A hoist for pressing the housing downward so that the lower end of the solder ball is deformed, sensing means installed at one side of the housing to sense pressure for pressing the solder ball, and the hoist according to the pressure value detected by the sensing means. It is configured to include a control unit for controlling the pressing force of the.
또한, 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법은 기판의 접속패드에 플럭스를 도포하는 플럭스 도포단계와, 상기 플럭스 도포단계 후 하우징의 노즐을 통해 공기를 흡입하며 솔더볼을 흡착시키는 흡착단계와, 상기 흡착단계에서 흡착된 솔더볼의 하단이 직선으로 변형되도록 가압시키는 가압단계와, 상기 가압단계에서 변형된 솔더볼을 플럭스가 도포된 접속패드의 상측에 안착시키는 안착단계와, 상기 안착단계에서 안착된 솔더볼의 흡착을 해제하고 상기 솔더볼을 분리시키는 분리단계를 포함하여 구성된다.In addition, a solder ball mounting method for a BG package according to the present invention includes a flux coating step of applying flux to a connection pad of a substrate, and an adsorption step of sucking air through the nozzle of the housing and adsorbing solder balls after the flux application step; A pressurizing step of pressing the lower end of the solder ball adsorbed in the adsorption step into a straight line, a seating step of seating the solder ball deformed in the pressing step on an upper side of the flux-coated connection pad, and a solder ball seated in the seating step It is configured to include a separation step of releasing the adsorption of the solder ball.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착장치의 요부가 도시된 구성도이고, 도 5는 도 4의 A-A선이 도시된 단면도이다.4 is a configuration diagram showing the main portion of the solder ball mounting apparatus for a busy package according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일측에 공기를 흡입/토출시키는 에어 컴프레셔와 연결되어 흡입되는 공기에 의해 솔더볼이 흡착될 수 있도록 하단에 복수의 노즐(74)이 형성된 하우징(70)과, 상기 하우징(70)에 연결되어 상기 하우징(70)을 작업구간으로 이동시키고 상기 노즐(74)에 흡착된 솔더볼의 하단이 직선 변형되도록 상기 하우징(70)을 하측으로 가압시키는 호이스트(80)와, 상기 하우징(70)의 일측에 설치되어 상기 솔더볼(60)이 하우징(70)에 의해 가압되는 압력을 감지하는 센싱수단(72)과, 상기 센싱수단(72)에서 감지된 압력값에 따라 상기 호이스트(80)의 가압력을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 4 and 5, a solder ball mounting apparatus for a BG package according to the present invention is connected to an air compressor that sucks / discharges air on one side thereof, and a plurality of solder balls are mounted on the lower side of the solder ball to be sucked by the sucked air. The housing 70 is formed with a nozzle 74, the housing 70 is connected to the housing 70 to move the housing 70 to the work section and the lower end of the solder ball adsorbed by the nozzle 74 is deformed linearly ( Hoist 80 for pressing the lower side 70, sensing means 72 installed on one side of the housing 70 for sensing the pressure that the solder ball 60 is pressed by the housing 70, and the sensing And a control unit (not shown) for controlling the pressing force of the hoist 80 according to the pressure value sensed by the means 72.
상기 센싱수단(72)은 상기 호이스트(80)의 하강시 상기 하우징(70)이 상기 솔더볼(60)을 가압시킬 때 상기 하우징(70)에 발생되는 응력변화가 전기적인 신호로 변환되도록 복수개의 스트레인 게이지가 부착된 로드셀로 구성되고, 상기 로드셀은 정확한 응력값의 측정을 위해 복수개 설치된다.The sensing means 72 includes a plurality of strains such that a stress change generated in the housing 70 is converted into an electrical signal when the housing 70 presses the solder ball 60 when the hoist 80 descends. It consists of a load cell to which a gauge is attached, and a plurality of load cells are installed for accurate measurement of stress values.
본 발명에 있어서, 상기 로드셀은 상기 하우징(70)의 상단과 상기 호이스트(80)의 일측에 고정되게 설치되나, 상기 하우징(70)의 측면 일측에 직접 장착되는 것도 가능하다.In the present invention, the load cell is fixedly installed at the upper end of the housing 70 and one side of the hoist 80, it is also possible to be mounted directly on one side of the side of the housing 70.
한편, 상기 하우징(70)의 내부에는 상기 노즐(74)을 통해 출입되는 니들부(75)와, 상기 니들부(75)를 상, 하 이동시키도록 연결된 구동수단(78)을 더 포함하여 구성된다.On the other hand, the inside of the housing 70 is configured to further include a needle portion 75 which enters and exits through the nozzle 74, and drive means 78 connected to move the needle portion 75 up and down do.
여기서, 상기 비지에이 패키지는 기판(51)의 상측에 회로칩(56)이 탑재되어 에폭시 수지(58)로 몰딩되고, 상기 기판의 접속패드(53)에 플럭스(65)가 도포된 후 솔더볼(60)이 장착되어 리플로링 과정을 거쳐 용착되어 이루어진 것으로서, 상기 니들부(75)는 상기 접속패드(53)에 플럭스(65)가 정량 도포될 수 있도록 상기 플럭스(65) 도포시 상기 노즐(74)의 흡입구(74a)에서 소정크기로 돌출되어 하단에 플럭스(65)가 묻은 후 상기 기판의 접속패드에 다시 묻혀짐으로 플럭스(65)를 도포시킬수 있도록 니들 플레이트(77)의 하측에 복수개 설치된 니들핀(76)으로 구성된다.Here, in the BG package, a circuit chip 56 is mounted on an upper side of the substrate 51 and molded with an epoxy resin 58, and a flux 65 is applied to a connection pad 53 of the substrate, and then a solder ball ( 60 is mounted and welded through a reflowing process, and the needle part 75 is the nozzle 74 when the flux 65 is coated so that the flux 65 may be quantitatively applied to the connection pad 53. A plurality of needles provided below the needle plate 77 so as to protrude to a predetermined size from the suction port 74a of the bottom portion, and then the flux 65 is buried at the bottom thereof and then buried again in the connection pad of the substrate to apply the flux 65. It consists of a pin 76.
또한, 상기 니들부(75)는 상기 하우징(70)의 가압에 의해 변형된 솔더볼(60)이 상기 노즐(74)의 입구부(74a)에 끼워져 쉽게 분리되지 않는 바, 상기 솔더볼(60)이 상기 노즐(74)에서 분리되도록 상기 니들핀(76)이 상기 노즐(74)부에서 돌출되며 상기 솔더볼(60)이 분리되도록 밀어낼 수 있는 구조로 이루어진다.In addition, the needle part 75 is not easily separated because the solder ball 60 deformed by the pressure of the housing 70 is inserted into the inlet part 74a of the nozzle 74, so that the solder ball 60 is The needle pin 76 protrudes from the nozzle 74 so as to be separated from the nozzle 74, and has a structure capable of pushing the solder ball 60 to be separated.
이를 위해 상기 니들부(75)의 상측에는 구동수단(78)이 설치되는데, 상기 구동수단(78)은 상기 하우징(70) 내부에 설치되어 상기 니들부(75)를 상, 하 이동시키는 것으로서, 상기 에어 컴프세셔와 연통되어 압송되는 공기에 의해 상, 하 이동되는 실린더로 이루어진다.To this end, a driving means 78 is installed above the needle portion 75, and the driving means 78 is installed inside the housing 70 to move the needle portion 75 up and down, The cylinder is moved up and down by the air being communicated with the air compressor.
이때, 상기 니들핀(76)은 상기 노즐(74)에 통기되는 공기흐름이 방해하지 않고 상기 솔더볼(60)을 밀 수 있도록 적절한 크기와 강도를 갖도록 이루어진다.At this time, the needle pin 76 is made to have an appropriate size and strength so as to push the solder ball 60 without disturbing the air flow through the nozzle 74.
도 6a 내지 도 6g는 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법이 단계별로 도시된 공정도이고, 도 7은 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법이 도시된 순서도이며, 도 8은 본 발명에 의한 플럭스 도포단계가 도시된 순서도, 도 9는 본 발명에 의한 가압단계가 도시된 순서도이다.6A through 6G are process diagrams illustrating a solder ball mounting method for a BG package, and FIG. 7 is a flowchart illustrating a solder ball mounting method for a BG package according to the present invention, and FIG. 8 is a flux coating method according to the present invention. 9 is a flow chart showing the step, Figure 9 is a flow chart showing the pressing step according to the present invention.
상기 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 방법은 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(51)의 접속패드(53)에 플럭스(65)를 도포시키는 플럭스 도포단계(S11)와, 상기 플럭스 도포단계(S11) 후 하우징(70)의 노즐(74)을 통해 공기를 흡입하며 솔더볼(60)을 흡착시키는 흡착단계(S12)와, 상기 흡착단계(S12)에서 흡착된 솔더볼(60)의 하단이 직선으로 변형되도록 가압시키는 가압단계(S13)와, 상기 가압단계(S13)에서 변형된 솔더볼(60)을 플럭스(65)가 도포된 접속패드의 상측에 안착시키는 안착단계(S14)와, 상기 안착단계(S14)에서 안착된 솔더볼(60)의 흡착을 해제하고 상기 솔더볼(60)을 분리시키는 분리단계(S15)를 포함하여 구성된다.The solder ball mounting method for the BG package is a flux application step S11 for applying the flux 65 to the connection pad 53 of the substrate 51, and the flux application step as shown in FIGS. 6 to 9. After (S11) the suction step (S12) to suck the air through the nozzle 74 of the housing 70 to adsorb the solder ball 60, and the lower end of the solder ball 60 adsorbed in the adsorption step (S12) is a straight line Pressing step (S13) and the pressing step so as to be deformed to, the mounting step (S14) for seating the solder ball 60 deformed in the pressing step (S13) on the upper side of the connection pad to which the flux 65 is applied, and the seating step It is configured to include a separation step (S15) for releasing the adsorption of the solder ball 60 seated in (S14) and to separate the solder ball (60).
여기서, 상기 플럭스(65)는 상기 접속패드(53)의 상측에 도포되어 상기 솔더볼(60)의 용착도를 향상시키며, 용착된 부위가 대기에 닿아 산화되는 것을 방지하는 것으로서, 이를 위한 플럭스 도포단계(S11)는 상기 하우징(70)을 플럭스(65)가 균일한 두께로 레벨링된 플럭스 공급부(67)의 상측으로 이송시키는 제 1이송과정(S21)과, 상기 제 1이송과정(S21)에서 상기 플럭스 공급부(67)의 상측으로 이동된 하우징(70)을 하강시키며 상기 하우징(70)의 노즐(74)에서 니들부(75)를 돌출시켜 상기 니들부(75)의 단부에 상기 플럭스(65)를 묻히는 부착과정(S22, S23)과, 상기 부착과정(S22, S23)에서 플럭스(65)가 부착된 니들부(75)를 기판(51)의 접속패드 상측에 배치되도록 상기 하우징(70)을 상승 및 이동시킨 후, 상기 하우징(70)을 하강시켜 상기 접속패드에 플럭스(65)를 묻히는 전사과정(S24, S25, S26)과, 상기 전사과정(S24, S25, S26)을 통해 플럭스(65)가 전사되면 상기 하우징(70)을 초기위치로 이동시키는 복귀과정(S27)으로 구성된다.Here, the flux 65 is applied to the upper side of the connection pad 53 to improve the weldability of the solder ball 60, and to prevent the welded portion from being oxidized in contact with the atmosphere, the flux coating step for this S11 may include a first transfer process S21 for transferring the housing 70 to an upper side of the flux supply unit 67 where the flux 65 is leveled to a uniform thickness, and in the first transfer process S21. Lowering the housing 70 moved above the flux supply portion 67 and protruding the needle portion 75 from the nozzle 74 of the housing 70 to the end of the needle portion 75 at the flux 65 The housing 70 is disposed so that the needle portion 75 to which the flux 65 is attached in the attachment process S22 and S23 and the attachment portion S22 and S23 are disposed above the connection pad of the substrate 51. After raising and moving, the housing 70 is lowered to transfer the flux 65 to the connection pads; (S24, S25, S26) and, if the through the transfer process (S24, S25, S26), the flux 65 is transferred consists of the return process (S27) for moving the housing 70 to the initial position.
상기 플럭스 도포단계(S11)에서 플럭스(65)가 도포되면 상기 하우징(70)을 솔더볼(60)이 수납된 솔더볼 수납함(62)으로 이동시키고, 상기 에어 컴프레셔를 작동시켜 공기를 흡입하여 상기 하우징(70)을 하강시켜 상기 노즐(74)의 단부에 솔더볼(60)을 흡착시키는 흡착단계(S12)를 수행한다.When the flux 65 is applied in the flux applying step S11, the housing 70 is moved to the solder ball holder 62 in which the solder balls 60 are stored, and the air compressor is operated to suck air into the housing ( The adsorption step (S12) of adsorbing the solder ball 60 to the end of the nozzle 74 by lowering 70 is performed.
상기 흡착단계(S12)에서 솔더볼(60)이 흡착되면 상기 솔더볼(60)의 장착시자유로운 이동이 방지되도록 상기 솔더볼(60)의 하단을 직선으로 변형되도록 가압시키는 가압단계(S13)를 수행한다.When the solder ball 60 is adsorbed in the adsorption step (S12), a pressing step (S13) is performed to press the lower end of the solder ball 60 to be deformed in a straight line to prevent free movement of the solder ball 60.
상기 가압단계(S13)는 상기 흡착단계(S12)에서 흡착된 솔더볼(60)이 변형될 수 있도록 표면이 단단한 정반(69)의 상측으로 이송시키는 제 2이송과정(S31)과, 상기 제 2이송과정(S31)에서 이송된 솔더볼(60)이 가압되도록 상기 하우징(70)을 하강시키는 하강과정(S32)과, 상기 하강과정(S32)에서 하강되는 하우징(70)의 압력을 감지하는 센싱과정과, 상기 센싱과정에서 감지된 압력값을 판단하여 상기 하우징(70)의 하강압력을 제어하는 제어과정(S33)과, 상기 제어과정(S33)에서 제어된 압력에 의해 솔더볼(60)이 변형되면 상기 하우징(S70)을 상승시키고, 초기위치로 이동시키는 제 2복귀과정(S35)으로 구성된다.The pressurizing step S13 may include a second transfer process S31 for transferring the upper surface of the surface plate 69 having a hard surface so that the solder balls 60 adsorbed in the adsorption step S12 may be deformed, and the second transfer. A lowering step S32 of lowering the housing 70 to pressurize the solder ball 60 transferred in step S31, and a sensing step of sensing a pressure of the housing 70 lowered in the lowering step S32; When the solder ball 60 is deformed by the control process (S33) for controlling the falling pressure of the housing 70 by determining the pressure value detected in the sensing process, and the pressure controlled in the control process (S33) A second return process (S35) for raising the housing (S70) and moving to the initial position.
즉, 상기 가압단계(S13)는 상기 솔더볼(60)의 하단이 직선변형되도록 상기 솔더볼(60)을 가압하는데, 이때 상기 솔더볼(60)의 변형량을 조절하기 위한 센싱 및 제어과정이 필요하다. 상기 센싱과정에서는 상기 솔더볼(60)의 가압시 상기 하우징(70)에 발생되는 미세한 응력변화의 감지가 감지되어 전기적인 신호로 변환되고, 상기 제어과정(S33)은 전기적인 신호로 변환된 압력값을 판단하여, 압력값이 설정된 수치보다 높을 경우 상기 솔더볼(60)의 하단이 직선변형되었다고 판단하여 상기 하우징(70)의 하강을 멈춘다.That is, in the pressing step S13, the solder ball 60 is pressed so that the lower end of the solder ball 60 is linearly deformed. In this case, a sensing and control process for adjusting the deformation amount of the solder ball 60 is required. In the sensing process, when the solder ball 60 is pressed, the sensing of the minute stress change generated in the housing 70 is sensed and converted into an electrical signal, and the control process S33 is a pressure value converted into an electrical signal. When the pressure value is higher than the set value, it is determined that the lower end of the solder ball 60 is linearly deformed and the lowering of the housing 70 is stopped.
그리고, 상기 가압단계(S13)에서 상기 솔더볼이 변형되면 상기 하우징(70)을 상승시켜 기판(51)의 접속패드(53) 상측으로 이동시키고, 상기 기판(51)의 접속패드(53) 상측으로 이동되고, 상기 솔더볼(60)과 접속패드(53)의 정렬상태를 확인하며 상기 하우징(70)을 하강시켜 상기 솔더볼(60)을 안착시키는 안착단계(S14)를 거친다.In addition, when the solder ball is deformed in the pressing step (S13), the housing 70 is raised to move to the upper side of the connection pad 53 of the substrate 51, and to the upper side of the connection pad 53 of the substrate 51. It is moved, and checks the alignment state of the solder ball 60 and the connection pad 53, and goes through the mounting step (S14) to seat the solder ball 60 by lowering the housing 70.
상기와 같이 변형된 솔더볼(60)은 상기 하우징(70)과 분리되는 분리단계(S15)를 거치는데, 상기 분리단계(S15)에서는 상기 에어 컴프레셔의 작동을 멈추거나 상기 노즐(74)로 공기를 압송시킴으로서 상기 솔더볼(60)을 분리시킨다.Solder ball 60 deformed as described above is subjected to a separation step (S15) to be separated from the housing 70, in the separation step (S15) to stop the operation of the air compressor or the air to the nozzle (74). The solder ball 60 is separated by pressing.
이때, 상기 솔더볼(60)은 가압단계(S13)를 거치면서 상기 노즐(74)의 단부에 부착되는 경우가 발생되는바, 상기 공기배출단계에서 분리되지 솔더볼(60)이 분리되도록 상기 노즐(74)을 통해 니들부(75)를 하강시켜 솔더볼(60)을 밀어내는 니들부 하강과정이 포함된다.At this time, the solder ball 60 is a case that is attached to the end of the nozzle 74 while going through the pressing step (S13) occurs, the nozzle (74) so that the solder ball 60 is not separated in the air discharge step Lowering the needle portion 75 through) includes a needle lowering process of pushing the solder ball 60.
상기 니들부 하강과정에 의해 솔더볼(60)의 분리가 완료되면 복귀과정을 통해 상기 하우징(70)을 초기위치로 복귀시킨다.When the solder ball 60 is separated by the needle lowering process, the housing 70 is returned to the initial position through a return process.
상기와 같은 단계를 반복수행하여 상기 솔더볼(60)을 기판(51)에 장착시키고, 상기 솔더볼(60)이 장착된 기판(51)은 리플로링 공정으로 이송되어 열풍에 의해 가열되고, 열풍에 의해 가열된 솔더볼(60)은 표면장력에 의해 형상이 다시 구형으로 복귀된다.The solder ball 60 is mounted on the substrate 51 by repeating the above steps, and the substrate 51 on which the solder ball 60 is mounted is transferred to a reflowing process and heated by hot air, and then heated by hot air. The heated solder ball 60 is returned to the spherical shape by the surface tension.
이상과 같이 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치 및 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 재질을 포함한 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.The above-described solder ball mounting apparatus and method for a BG package according to the present invention have been described with reference to the illustrated drawings. However, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein and is within the technical scope of the present invention. Of course, various modifications, including materials, can be made by those skilled in the art.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 비지에이 패키지용 솔더볼 장착 장치 및 방법은 노즐에 흡착된 솔더볼을 단단한 표면에 가압시킴으로서 상기 솔더볼의 하단이 직선변형되어, 상기 솔더볼을 기판에 장착하는 과정에서 이동이 방지되므로 회로의 단락 또는 결선이 방지되어 불량발생 및 생산비를 저감시킬 수 있음은 물론이고 수리작업 및 불량품의 폐기비용 등의 부대비용이 저감시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, the apparatus and method for mounting a solder ball for a BGA package according to the present invention, which is configured as described above, presses the solder ball adsorbed on a nozzle to a hard surface, so that the lower end of the solder ball is linearly deformed, thereby mounting the solder ball on a substrate. Since the movement is prevented, a short circuit or a connection of the circuit can be prevented, thereby reducing the occurrence of defects and production costs, as well as an additional cost such as repair costs and disposal costs of defective products.
또한, 상기 기판의 이송속도를 증가시킬 수 있으므로 수율이 증가되는 이점이 있다.In addition, since the transfer speed of the substrate can be increased, the yield is increased.
또한, 상기 리플로링 공정시 구형으로 복원되지 않은 솔더볼은 접합상태가 불량함을 육안으로도 쉽게 알 수 있어 용이하고 신속한 검사가 가능해지는 이점이 있다.In addition, the solder ball that is not restored to the spherical shape during the reflowing process has an advantage in that it is easy to quickly and easily check that the bonding state is poor.
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Cited By (2)
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| TWI480965B (en) * | 2008-06-30 | 2015-04-11 | Hitachi Ltd | Solder ball inspection repair device and solder ball detection repair method |
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- 2002-12-18 KR KR10-2002-0081304A patent/KR100505239B1/en not_active IP Right Cessation
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