KR20140005784A - 무-플럭스 솔더를 기판상에 분배하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무-플럭스 솔더를 기판상에 분배하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무-플럭스 솔더를 분배하기 위한 장치는 초음파가 인가될 수 있는 스탬프(5)를 갖춘 분배기 헤드(2)를 포함한다. 솔더는 다음에 의해 분배된다:
A) 분배기 헤드(2)를 다음 기판 부분 위로 이동시키는 단계,
B) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분에 접촉하거나 기판 부분 위의 사전결정된 높이에 위치될 때까지 스탬프(5)를 하강시키는 단계,
C) 솔더를 분배하는 단계로서,
C1) 솔더 와이어(8)의 팁이 스탬프(5)의 요홈(12) 내에서 기판 부분에 접촉하도록, 솔더 와이어(8)가 기판 부분에 접촉할 때까지 솔더 와이어(8)를 전진시키고,
C2) 사전결정된 양의 솔더를 용융시키기 위해 솔더 와이어(8)를 추가로 전진시키며,
C3) 솔더 와이어(8)를 후퇴시킴으로써,
솔더를 분배하는 단계,
D) 솔더를 기판 부분 상에 분배하기 위해 분배기 헤드(2)를 이동시키고, 동시에 초음파를 스탬프(5)에 인가하는 단계, 및
E) 스탬프(5)를 상승시키는 단계.

Description

무-플럭스 솔더를 기판상에 분배하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DISPENSING FLUX-FREE SOLDER ON A SUBSTRATE}
본 발명은 무-플럭스 솔더를 기판상에 분배하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이러한 유형의 납접 방법은 전적으로는 아니지만 전형적으로 반도체 칩을 금속성 기판, 이른바 리드프레임 상에 실장하는데 사용된다. 접착제에 의한 실장에 비해 납접된 조인트를 통한 반도체 칩으로부터의 열 손실의 더욱 효과적인 소산을 보장하기 위해, 보통 구리로 구성되는 기판과 전력 반도체가 보통 주로 연납접(soft soldering)에 의해 연결된다. 납접된 조인트의 균질도에 대해 높은 요건이 부과되며, 특히 증가된 전력 밀도, 즉 규정된 두께의 경우에, 전체 칩 영역에 걸친 솔더 층의 균일한 분포 및 완벽한 웨팅(wetting)에 더하여 기포로부터의 완전한 자유 및 납접된 조인트의 순도가 요구된다. 다른 한편으로는, 솔더가 납접 간극으로부터 측방향으로 누출되어 반도체 칩 가까이로 확산되지 않아야 하며, 이는 다시 한번 솔더 부분의 정확한 주입 및 위치 설정을 필요로 한다.
반도체 칩 실장 분야에서, 솔더 와이어의 단부가 기판과 접촉되어 솔더의 용융 온도 위로 가열되어서 와이어 단편을 용융시키는 방법이 실제 사용에 널리 확산되어 사용되고 있다. 이러한 방법은 일반적으로 그 간단함 및 융통성으로 인해 대량 생산에 아주 적합하다. 그러나, 얻어진 대략 원형의 웨팅 표면은 반도체 칩의 직사각형 또는 정사각형 형상에 제대로 맞추어지지 못한다. 기판상에 침착된 솔더의 부분을 반도체 칩의 직사각형 형상으로 조절되는 평평한 형상으로 형성시킬 수 있는 펀칭 다이가 또한 미국 특허 제6,056,184호로부터 알려져 있다. 또한, 기록 헤드(writing head)를 갖춘 납접 금속 와이어의 단부를 특정 경로를 따라 이동시키는 것이 알려져 있으며, 이때 가열된 기판이 솔더를 연속하여 용융시킨다. 이에 의해 솔더의 궤적이 기판상에 침착된다.
미국 특허 제5,878,939호로부터, 몰딩 다이와 기판 사이에 형성되는 캐비티 내로 액체 솔더가 주입되는 방법이 알려져 있다.
이들 알려진 방법은 다수의 단점을 동반한다. 침착된 솔더의 형상이 둥글거나, 또는 모든 직사각형 형상에 대해 특정 펀칭 다이가 제조될 필요가 있다. 이러한 펀칭 다이는 기판의 일부를 덮는 측벽을 포함한다. 따라서, 솔더가 반도체 칩을 수용하는 칩 아일랜드(chip island)의 에지까지 적용될 수 없다. 또한, 기판이 솔더의 용융 온도 위로 가열될 필요가 있고, 침착된 솔더가 적용으로부터 반도체 칩의 배치 때까지 액체 형태로 유지될 필요가 있다. 또한, 액체 솔더와 접촉하는 부분이 규칙적으로 세정될 필요가 있고, 이 목적을 위해 생산이 중단될 필요가 있는 것이 불리하다.
미국 특허 제4,577,398호 및 미국 특허 제4,709,849호로부터, 그 치수가 반도체 칩에 맞추어지는, 납접 금속으로 제조되는 평평한 예비성형체(이른바 "솔더 예비성형체")가 사전제조되는 방법이 알려져 있다. 이어서 솔더 예비성형체는 기판상에 배치되어 기판에 의해 용융되어서 납접 층을 요구된 치수로 형성한다. 이러한 방법은 비교적 고가이고, 솔더 예비성형체의 요구되는 사전제조 및 추가의 실장 작업으로 인해 거의 융통성을 제공하지 못한다.
US 2009-145950으로부터, 솔더 와이어가 솔더 분배기의 기록 헤드를 통해 안내되고, 이때 와이어가 솔더를 적용할 때 가열된 기판과 접촉되어, 솔더가 와이어의 단부에서 용융될 것이고, 이때 기록 헤드가 기판의 표면에 평행한 사전결정된 경로를 따라 이동되는 방법 및 장치가 알려져 있다. 솔더 분배기는 이러한 방식으로 기판상에 솔더 궤적을 기록한다. 이 방법에서는 기판이 선행하는 세정이 없으면 단지 불충분하게 웨팅될 수 있는 것이 불리하다.
본 발명은 언급된 단점을 더 이상 보이지 않는, 기판에 대한 무-플럭스 솔더의 적용을 위한 방법 및 장치를 개발하는데 목적을 두고 있다.
기판의 기판 부분(substrate place) 상에 무-플럭스 솔더를 분배하기 위한 본 발명에 따른 방법은 스탬프, 스탬프에 초음파를 인가하도록 구성되는 초음파 헤드 및 와이어 송급부(wire feed)를 포함하는 분배기 헤드를 포함하는 분배 장치를 사용한다. 스탬프는 스탬프의 측방향 표면으로 개방되는 요홈을 갖춘 작동 표면을 구비한다. 와이어 송급부는 기판의 표면에 비스듬한 각도로 솔더 와이어를 송급한다. 이 방법은 다음 단계, 즉
A) 분배기 헤드를 솔더가 분배되도록 의도되는 다음 기판 부분 위의 사전결정된 위치로 이동시키는 단계,
B) 스탬프를 하강시키되,
B1) 스탬프의 작동 표면이 기판 부분에 접촉할 때까지 스탬프를 하강시키는 단계, 또는
B2) 스탬프의 작동 표면이 기판 부분 위의 사전결정된 높이에 위치될 때까지 스탬프를 하강시키는 단계, 또는
B3) 스탬프의 작동 표면이 기판 부분에 접촉할 때까지 스탬프를 하강시키고, 스탬프를 기판 부분 위의 사전결정된 높이로 상승시키는 단계로서,
B2 및 B3에서 언급되는 높이는 스탬프의 작동 표면이 추후 후속 단계 D에서 솔더로 웨팅되도록 설정되는 단계,
C) 무-플럭스 솔더를 기판 부분에 분배하는 단계로서,
C1) 솔더 와이어의 팁이 스탬프의 요홈 내에서 기판 부분에 접촉하도록, 솔더 와이어가 기판 부분에 접촉할 때까지 솔더 와이어를 전진시키고,
C2) 사전결정된 양의 솔더를 용융시키기 위해 솔더 와이어를 추가로 전진시키며,
C3) 솔더 와이어를 후퇴시킴으로써,
무-플럭스 솔더를 기판 부분에 분배하는 단계,
D) 솔더를 기판 부분 상에 분배하기 위해 분배기 헤드를 사전결정된 경로를 따라 이동시키고, 동시에 초음파를 스탬프에 인가하는 단계, 및
E) 스탬프를 상승시키는 단계
를 포함하고,
단계 D는 단계 C3 후에 수행되거나 이미 단계 C2 중 시작된다.
이 방법은 바람직하게는 솔더 와이어를 노즐을 통해 송급하고 노즐을 능동 냉각시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판의 기판 부분 상에 무-플럭스 솔더를 분배하기 위한 장치는,
두 수평 방향으로 그리고 선택적으로 수직 방향으로 이동가능한 분배기 헤드로서,
초음파 헤드,
작동 표면을 갖춘 스탬프로서, 작동 표면은 스탬프의 측방향 표면을 향해 개방되는 요홈을 구비하고, 스탬프는 초음파 헤드 상에 체결가능한, 스탬프,
솔더 와이어가 그것을 통해 안내될 수 있는 종방향 보어홀을 갖춘 노즐을 구비하는 와이어 송급부로서, 노즐의 종방향 보어홀을 통해 연장되는 와이어 송급부의 종축이 스탬프의 측방향 표면에서 요홈 내로 들어가고 요홈에 의해 경계지어지는 작동 표면의 부분 내에서 기판에 입사하는 와이어 송급부, 및
스탬프의 작동 온도를 사전결정된 온도로 유지시키도록 구성되는 냉각 장치
를 포함하는 분배기 헤드
를 포함한다.
장치는 바람직하게는 와이어 송급부의 노즐을 냉각시키기 위한 추가 냉각 장치를 추가로 포함한다.
장치는 바람직하게는 분배기 헤드 상에 체결되는 구동 장치로서, 스탬프와 함께 초음파 헤드를 수직 방향으로 상하로 이동시키도록 구성되는 구동 장치를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 스탬프의 요홈은 무-플럭스 솔더를 저조하게(poorly) 웨팅하는 재료로 코팅된다.
본 발명에 의하면, 언급된 종래 기술의 단점을 더 이상 보이지 않는, 기판에 대한 무-플럭스 솔더의 적용을 위한 방법 및 장치가 제공된다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시 형태를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 구현을 설명하는 역할을 한다. 도면은 축척에 맞게 도시되지 않았다.
도 1은 반도체 칩을 기판상에 납접하기 위한 기계의 분배 스테이션의 분배기 헤드의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 스탬프를 도시한다.
도 3은 스탬프가 기판 부분 상에서 커버하는 경로를 도시한다.
도 1은 본 발명을 이해하는데 필요한, 기판상에 반도체 칩을 납접하기 위한 기계의 분배 스테이션의 부품의 측면도를 개략적으로 도시한다. 분배 스테이션은 무-플럭스 솔더를 기판(1)의 개별 기판 부분 상에 적용하기 위한 장치를 포함한다. 기판(1)은 가열가능한 지지체(3) 상에 놓인다. 장치는 x 및 y로 표기된 두 수평 방향으로 이동가능한 그리고 선택적으로 z로 표기된 수직 방향으로 상승 및 하강될 수 있는 분배기 헤드(2)를 포함한다. 분배기 헤드(2)는 스탬프(5)가 그것 상에 제거가능하게 체결되는 초음파 헤드(4)와 와이어 송급부(wire feed)(6)를 포함한다. 초음파 헤드(4)는 스탬프(5)에 초음파, 바람직하게는 z 방향으로 작동하는, 즉 그 진동 방향이 지지체(3)에 수직하게 지향되는 종방향 초음파를 인가하도록 구성된다. 초음파의 주파수는 바람직하게는 40 kHz 내지 200 kHz 범위 내에 있으며, 전형적으로는 대략 60 kHz이다. 초음파에 의한 기판(1)의 처리는 국소적으로 솔더가 요망되는 표면상에서의 웨팅 능력을 개선하여, 기술 용어에 "솔더 누출(solder bleed out)"로 알려진, 솔더의 원하지 않는 넘침을 감소시킨다.
와이어 송급부(6)는 솔더 와이어(8)가 그것을 통해 안내되는 종방향 보어홀을 갖춘 노즐(7), 예컨대 세라믹으로 제조되는 모세관과 솔더 와이어(8)를 전진 및 후퇴시키기 위한 구동 수단을 포함한다. 구동 수단은 예를 들어 모터에 의해 구동되는 구동 롤러(9)와 역압 롤러(10)를 포함하며, 이것들 사이를 통해 솔더 와이어(8)가 안내된다. 솔더 와이어(8)는 전형적으로 분배 스테이션 상에 정치 방식으로 배치되거나 분배기 헤드(2) 상에 배치되는 롤 상으로 권취된다.
스탬프(5)는 기판(1)을 향하는, 솔더를 분배하기 위해 사용되는 작동 표면(11)을 구비한다. 스탬프(5)에는 와이어 송급부(6)를 향하는 스탬프(5)의 측방향 표면(13)으로부터 작동 표면(11)으로 연장되어 작동 표면(11)으로 통하는 요홈(12)이 구현된다. 노즐(7)은 사전결정된 각도 α로 수직선에 비스듬히 정렬되고, 노즐(7)의 종방향 보어홀을 통해 연장되는 와이어 송급부(6)의 종축(14)이 스탬프(5)의 측방향 표면(13)에서 요홈(12) 내로 들어가 요홈에 의해 경계지어진 작동 표면(11)의 부분 내에서 기판(1)에 입사하도록 배치된다.
도 2는 기판(1) 상에 배치된 스탬프(5)를 사시도로 도시한다. 여기에서 솔더 와이어(8)가 스탬프(5)의 요홈(12) 내에서 기판(1)에 입사하고, 기판(1)의 온도가 솔더의 용융 온도보다 높기 때문에, 솔더 와이어(8)의 단부가 용융되는 것을 명확하게 볼 수 있다. 요홈(12)과 분배기 헤드(2)의 스탬프(5)의 구성 및 솔더 와이어(8)의 비스듬한 송급으로 인해, 솔더 와이어(8)의 팁이 분배기 헤드(2)의 요홈(12) 내에서 기판 부분에 접촉한다. 솔더 와이어(8)는 스탬프(5)에 접촉하지 않으며: 따라서 솔더의 용융이 스탬프(5)와의 접촉이 아니라 고온 기판(1)과의 접촉으로 인해 일어난다. 따라서, 스탬프(5)의 요홈(12)은 도 2에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 와이어 송급부(6)를 향해 그리고 작동 표면(11)을 향해 개방되는 캐비티를 나타낸다. 캐비티는 기판(1)을 향하는 측에서 3개의 면에 의해 경계지어지고, 단지 와이어 송급부(6)를 향해 개방된다.
스탬프(5) 또는 적어도 그 작동 표면(11)은 바람직하게는 무-플럭스 솔더가 잘 웨팅하는 황동 또는 청동과 같은 구리 합금, 또는 높은 비율의 은 및 낮은 비율의 구리를 갖는 은-구리 합금으로 구성된다. 요홈(12)에 의해 한정되는 스탬프(5)의 표면은 솔더로 잘 웨팅되지 않는 재료로 코팅될 수 있다. 예를 들어 크롬이 그러한 재료이다. 이는 전달된 솔더의 양이 항상 동일하지는 않은 결과를 초래할 수 있는, 솔더가 요홈(12)의 내면에 부착되는 것을 방지한다. 스탬프(5)의 외면도 또한 그러한 재료로 코팅될 수 있다.
분배기 헤드(2)는 바람직하게는 노즐(7) 내의 솔더 와이어(8)의 온도가 솔더의 용융 온도 아래이고 솔더 와이어(8)가 구동 수단에 의해 전진 및 후퇴될 수 있기에 충분히 강성으로 유지되는 것을 보장하는 제1 냉각 장치(15)(도 1)를 구비한다.
지지체(3)의 온도 및 따라서 또한 기판(1)의 온도는 솔더의 용융 온도 위이다. 장치의 필수 부품이 추가적으로 거의 폐쇄된 챔버(노) 내로 돌출되며, 이러한 챔버 내에는 전형적으로 기판상에 형성되는 산화물을 감소시키기 위해 N2H2 분위기가 형성된다.
무-플럭스 솔더의 용융 온도는 전형적으로 300 내지 320℃ 범위 내에 있다. 지지체(3)는 이것 위의 온도, 전형적으로는 360-380℃의 온도로 가열된다. 360-380℃의 온도가 또한 노 내에 비교적 신속히 형성된다. 이들 값은 예이며, 그것들은 특정 경우에 그로부터 벗어날 수 있다.
따라서, 분배기 헤드(2)는 바람직하게는 스탬프(5)의 온도를 사전결정된 온도 창(temperature window) 내에서 유지시키기 위해 사용되는 제2 냉각 장치(16)(도 1)를 구비한다. 따라서, 냉각 장치(16)는 스탬프(5)의 온도를 사전결정된 작동 온도로 조절하도록 구성된다. 작동 온도는 솔더의 용융 온도 범위 내에, 전형적으로는 솔더의 용융 온도 수 켈빈 온도 아래로부터 솔더의 용융 온도 수 켈빈 온도 위에 이르는 처리 윈도우(processing window) 내에 있다. 실험은 너무 낮은 작동 온도는 스탬프의 작동 표면상에 모인 솔더가 때때로 스탬프(5)로부터 떨어지는 결과를 초래하는 반면, 너무 높은 작동 온도는 스탬프(5)의 부식을 초래할 수 있는 것을 보여주었다. 냉각 장치(16)는 스탬프(5)의 작동 온도가 사전결정된 온도 창 내에서 유지되도록 스탬프(5)로부터의 열을 방열시키기 위해 사용되며, 여기에서 이들 결과가 일어나지 않거나 적어도 크게 감소된다.
냉각 장치(16)는 한편으로는 실장 공정의 개시 전에 스탬프(5)를 작동 온도로 가열하기 위해 사용되는 그리고 다른 한편으로는 스탬프(5)의 온도를 냉각 장치(16)와 함께 원하는 작동 온도로 조절하기 위해 사용되는 일체화된 히터를 포함할 수 있다.
분배기 헤드(2)가 다양한 구성요소로 인해 다소 높은 질량 및 따라서 또한 비교적 큰 관성을 갖기 때문에, 초음파 헤드(4)가 스탬프(5)와 함께 수직 방향, 즉 z 방향으로 상하로 이동되도록 허용하는 구동 장치(17)를 분배기 헤드(2) 상에 부착하는 것이 유리하다. 예를 들어 음성 코일 검출기(voice coil detector)가 스탬프(5)가 하강될 때 그것이 기판(1)과 접촉하는 시점을 검출하기 위해 제공된다.
무-플럭스 솔더를 기판(1)의 기판 부분 상에 적용하기 위한 본 발명에 따른 방법은 전술된 분배 장치가 그것을 위해 사용되는 다음의 단계를 포함한다:
A) 분배기 헤드(2)를 솔더가 분배되도록 의도되는 다음 기판 부분 위의 사전결정된 위치로 이동시키는 단계,
B) 스탬프(5)를 하강시키는 단계로서,
B1) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분에 접촉할 때까지 스탬프(5)를 하강시키는 단계, 또는
B2) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분 위의 사전결정된 높이에 위치될 때까지 스탬프(5)를 하강시키는 단계, 또는
B3) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분에 접촉할 때까지 스탬프(5)를 하강시키고, 스탬프(5)를 기판 부분 위의 사전결정된 높이로 상승시키는 단계,
여기에서 B2 및 B3에서 언급된 높이는 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 추후 후속 단계 D에서 솔더로 웨팅되도록 설정됨,
C) 무-플럭스 솔더를 기판 부분에 분배하는 단계로서,
C1) 솔더 와이어(8)의 팁이 스탬프(5)의 요홈(12) 내에서 기판 부분에 접촉하도록, 솔더 와이어(8)가 기판 부분에 접촉할 때까지 솔더 와이어(8)를 전진시키고,
C2) 사전결정된 양의 솔더를 용융시키기 위해 솔더 와이어(8)를 추가로 전진시키며,
C3) 솔더 와이어(8)를 후퇴시킴으로써,
무-플럭스 솔더를 기판 부분에 분배하는 단계,
D) 솔더를 기판 부분 상에 분배하기 위해 분배기 헤드(2)를 사전결정된 경로를 따라 이동시키고, 동시에 초음파를 스탬프(5)에 인가하는 단계, 및
E) 스탬프(5)를 상승시키는 단계,
여기에서 단계 D는 단계 C3 후에 수행되거나 이미 단계 C2 중 시작됨.
단계 C2 및 단계 D가 동시에 수행되면, 이는 구동 수단이 솔더 와이어(8)를 연속하여 전진시키고, 솔더가 그 단부로부터 연속하여 용융됨을 의미한다. 사전결정된 경로는 스탬프(5)가 기판 부분의 에지를 넘어 부분적으로 돌출되도록 설계될 수 있다. 이 방식으로, 솔더는 기판 부분을 완전히 덮을 수 있다. 스탬프(5)에 대한 초음파의 인가는 솔더가 기판 부분 상에 잘 웨팅되게 한다. 솔더가 멀리 살포되지 못하도록 방지하기 위해, 솔더의 적용은 유리하게는 기판 부분의 중심에서 시작되어, 솔더가 그곳에서 매우 잘 웨팅되고, 더 이상 흘러가지 않는다.
초음파의 강도 및 주파수를 사전결정된 프로파일에 따라 변화시킬 수 있으며, 특히 단일의 또는 다수의 초음파 펄스[초음파 버스트(ultrasonic burst)]가 인가될 수 있다.
솔더 와이어(8)가 열을 월등히 잘 전도하기 때문에, 솔더 와이어는 그것이 솔더 부분을 침착시키기 위해 단계 C에서 기판(1)과 접촉될 때 항상 열을 흡수하며, 이에 의해 와이어 송급부(6)의 노즐(7) 및/또는 다른 구성요소가 가열된다. 따라서, 노즐(7)은 필요할 경우 냉각 장치(15)에 의해 능동 냉각되어, 솔더 와이어(8)의 온도가 그 용융 온도 아래로 유지되고, 솔더 와이어(8)가 문제없이 구동 장치에 의해 노즐(7) 밖으로 가압되고 다시 노즐(7) 내로 후퇴될 수 있기에 충분히 강성으로 유지된다.
많은 응용에서, 반도체 칩은 그 치수가 반도체 칩의 치수와 대략 동일한 기판 부분(18) 상에 실장된다. 기판은 전형적으로 이른바 리드 프레임이다. 기판 부분(18)은 얇은 웨브(미도시)를 통해 리드 프레임의 프레임에 연결된다. 이어서 솔더 부분이 전형적으로 전체 기판 부분(18)을 덮어야 한다. 이를 달성하기 위해, 적어도 부분적으로 기판 부분(18)의 에지(20)를 따라 이어지는 그리고 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 에지(20)를 넘어 돌출되어 단지 여전히 부분적으로 기판 부분(18)에 접촉하도록 결정되는 경로(19)를 따라 스탬프(5)를 이동시키는 것이 유리하다. 도 3은 이를 예시한다. 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 에지(20)를 넘어 돌출되는 경로(19)의 부분이 실선 화살표로 도시되고, 경로(19)의 나머지 부분이 파선 화살표로 도시된다. 경로(19)는 기판 부분(18)의 중심 또는 기판 부분(18)의 중심 가까이에서 시작하여, 우선 그것이 마지막으로 기판 부분(18)의 에지(20)를 따라 이어질 때까지 기판 부분(18)의 내부에 위치되는 경로 섹션을 따라 단계적으로 외향으로 이어진다. 바꾸어 말하면, 경로(19)는 내부로부터 외부로 이어진다. 그러한 경로(19)의 경우에, 우선 내부에 위치된 기판 부분(18)의 영역이 초음파로 처리되기 때문에, 솔더가 그곳을 잘 웨팅하여, 그 결과 솔더가 기판 부분(18)으로부터 떨어져 살포되지 않는다. 경로(19)는 여기에서 단지 일례로서 도시되며, 그것은 또한 다른 경로 섹션들로 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 스탬프(5)의 작동 표면(11)의 윤곽은 정사각형이지만, 그것은 또한 직사각형이거나 둥글거나 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 소정 응용의 경우에 스탬프(5)를 경로(19)의 출발점에서 요홈(12)을 갖춘 측방향 표면(13)에 대향하는 방향으로 이동시키는 것이 유리하다. 모세관 효과로 인해, 용융된 솔더가 그럼에도 불구하고 분배된다.
본 발명의 실시 형태 및 응용이 도시되고 기술되었지만, 본 개시의 이익을 향수하는 당업자에게 전술된 것보다 더욱 많은 변경이 본 명세서의 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고서 가능함이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부 특허청구범위와 그 등가물의 사상을 제외하고는 제한되지 않아야 한다.
1: 기판 2: 분배기 헤드
4: 초음파 헤드 5: 스탬프
6: 와이어 송급부 7: 노즐
8: 솔더 와이어 11: 작동 표면
12: 요홈 13: 측방향 표면
15: 제1 냉각 장치 16: 제2 냉각 장치
17: 구동 장치 19: 경로

Claims (8)

  1. 스탬프(5), 스탬프(5)에 초음파를 인가하도록 구성되는 초음파 헤드(4) 및 와이어 송급부(6)를 포함하는 분배기 헤드(2)를 포함하는 분배 장치에 의해 기판(1)의 기판 부분 상에 무-플럭스 솔더를 분배하기 위한 방법으로서, 스탬프(5)는 스탬프(5)의 측방향 표면(13)으로 개방되는 요홈(12)을 갖춘 작동 표면(11)을 구비하고, 와이어 송급부(6)는 기판(1)의 표면에 비스듬한 각도로 솔더 와이어(8)를 송급하는 방법에 있어서,
    A) 분배기 헤드(2)를 솔더가 분배되도록 의도되는 다음 기판 부분 위의 사전결정된 위치로 이동시키는 단계,
    B) 스탬프(5)를 하강시키되,
    B1) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분에 접촉할 때까지 스탬프(5)를 하강시키는 단계, 또는
    B2) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분 위의 사전결정된 높이에 위치될 때까지 스탬프(5)를 하강시키는 단계, 또는
    B3) 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 기판 부분에 접촉할 때까지 스탬프(5)를 하강시키고, 스탬프(5)를 기판 부분 위의 사전결정된 높이로 상승시키는 단계로서,
    B2 및 B3에서 언급되는 높이는 스탬프(5)의 작동 표면(11)이 추후 후속 단계 D에서 솔더로 웨팅되도록 설정되는 단계,
    C) 무-플럭스 솔더를 기판 부분에 분배하는 단계로서,
    C1) 솔더 와이어(8)의 팁이 스탬프(5)의 요홈(12) 내에서 기판 부분에 접촉하도록, 솔더 와이어(8)가 기판 부분에 접촉할 때까지 솔더 와이어(8)를 전진시키고,
    C2) 사전결정된 양의 솔더를 용융시키기 위해 솔더 와이어(8)를 추가로 전진시키며,
    C3) 솔더 와이어(8)를 후퇴시킴으로써,
    무-플럭스 솔더를 기판 부분에 분배하는 단계,
    D) 솔더를 기판 부분 상에 분배하기 위해 분배기 헤드(2)를 사전결정된 경로를 따라 이동시키고, 동시에 초음파를 스탬프(5)에 인가하는 단계, 및
    E) 스탬프(5)를 상승시키는 단계
    를 포함하고,
    단계 D는 단계 C3 후에 수행되거나 이미 단계 C2 중 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    솔더 와이어(8)를 노즐(7)을 통해 송급하고 노즐(7)을 능동 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    경로(19)의 출발점이 기판 부분의 중심 부근에 위치되고, 경로(19)는 기판 부분의 내부로부터 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    스탬프(5)의 요홈(12)은 무-플럭스 솔더를 저조하게 웨팅하는 재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 기판(1)의 기판 부분 상에 무-플럭스 솔더를 분배하기 위한 장치에 있어서,
    두 수평 방향으로 그리고 선택적으로 수직 방향으로 이동가능한 분배기 헤드(2)로서,
    초음파 헤드(4),
    작동 표면(11)을 갖춘 스탬프(5)로서, 작동 표면은 스탬프(5)의 측방향 표면(13)을 향해 개방되는 요홈(12)을 구비하고, 스탬프(5)는 초음파 헤드(4) 상에 체결가능한, 스탬프(5),
    솔더 와이어가 그것을 통해 안내될 수 있는 종방향 보어홀을 갖춘 노즐(7)을 구비하는 와이어 송급부(6)로서, 노즐(7)의 종방향 보어홀을 통해 연장되는 와이어 송급부(6)의 종축(14)이 스탬프(5)의 측방향 표면(13)에서 요홈(12) 내로 들어가고 요홈(12)에 의해 경계지어지는 작동 표면(11)의 부분 내에서 기판(1)에 입사하는 와이어 송급부(6), 및
    스탬프(5)의 작동 온도를 사전결정된 온도로 유지시키도록 구성되는 냉각 장치(16)
    를 포함하는 분배기 헤드(2)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    와이어 송급부(6)의 노즐(7)을 냉각시키기 위한 추가 냉각 장치(15)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    분배기 헤드(2) 상에 체결되는 구동 장치(17)로서, 스탬프(5)와 함께 초음파 헤드(4)를 수직 방향으로 상하로 이동시키도록 구성되는 구동 장치(17)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    스탬프(5)의 요홈(12)은 무-플럭스 솔더에 의해 저조하게 웨팅가능한 재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 장치.
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