KR20140146852A - 플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법 - Google Patents

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Abstract

플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터는, 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head); 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 트랜스퍼 모듈에 안착시키는 트랜스퍼 헤드(Transfer Head); 및 상기 안착된 칩을 상기 트랜스퍼 모듈로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며, 상기 트랜스퍼 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 트랜스퍼 모듈에 안착시킨다.

Description

플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법{FLIP-CHIP MOUNTER AND MOUNTING MEHTOD USING IT}
본 발명은 플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필요한 각도만큼 칩을 회전시켜 기판에 실장할 수 있는 플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법에 관한 것이다.
기술의 급속한 발전에 따른 전기, 전자 제품의 소형화 추세는 전자 부품의 고집적화, 초소형화를 가속화시키고 있으며, 고밀도, 초소형의 표면실장부품(SMD, Surface Mount Device)을 인쇄회로기판에 실장하는 표면실장기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 최근에는 플립칩(Flip-Chip)을 실장하는 기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 와이어 본딩(Wire Bonding)으로 연결되는 칩과 솔더 범프(Solder Bump)로 연결되는 칩을 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 플립칩이 기판에 장착되는 과정을 도시한 도면이다.
플립칩(5)은 전기적 장치나 반도체 디바이스들을 face-down의 형태로 기판(10)의 실장 패드(11)에 직접 장착할 수 있는 디바이스들을 일컫는다. 이러한 플립칩(5)을 기판(10)에 장착할 때, 전기적인 연결은 칩(5)의 표면(6)에 생성된 전도성 범프(7, bump)들 통해 이루어진다. 칩(5)을 기판에 장착할 때, 칩(5)이 뒤집어져 장착되므로 여기에 기인하여 플립칩(5)이라 부른다.
플립칩(5)은 와이어(3) 본드(Bond)가 필요하지 않기 때문에 일반적인 와이어 본딩 공정을 거치는 칩(1)에 비하여 사이즈가 훨씬 작다. 또한, 와이어(3) 본드의 칩(1)과 기판(10)의 연결이 와이어 본딩에서는 한번에 하나씩 붙이는 반면에, 플립칩(5)에서는 동시에 수행할 수 있어, 플립칩(5)은 와이어(3) 본드의 칩(1)보다 비용이 절감된다. 그리고, 연결되는 길이가 와이어 본딩보다 짧기 때문에 성능도 향상된다.
도 3은 범프가 형성된 칩을 기판에 실장하는 공정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼에서 칩(5)을 분리하여 떼어낸 후, 칩(5)을 플립(flip)하여 상하면 위치를 반전시킨다(bumping). 반전된 칩(5)을 마운터의 헤드(미도시)가 흡착하여 정해진 위치로 이동시키며, 필요시에 범프(7)가 포함된 면에 열을 가한다(reflow). 필요한 경우, 범프(7)에 플럭스(Flux)를 전사시킨다(fluxing). 그런 후에, 기판(10)의 칩이 실장될 정해진 위치인 패드(11)를 비젼으로 인식하고, 패드(11)에 범프(7)를 닿게 하여 칩(5)을 마운팅(Mounting)한다(vision and place). 리플로우(Reflow)를 통해 열을 가하여 기판(10)과 칩(5)을 접합시킨다(solder reflow). 에폭시(20)를 도포하는 Underfilling 및 열 등으로 경화시키는 Curing을 통해 칩(5)을 보호한다(underfilling and curing).
도 4는 종래의 종래의 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 실장하는 마운터의 평면도이다.
도 4에 도시된 장치는, 플립칩 공정에 많이 이용되므로, 편의상 플립칩 마운터(50)로 칭한다.
도 4를 참조하면, 플립칩 마운터(50)는 칩(미도시)이 공급되는 피더 부분에 웨이퍼(미도시)가 안착되는 웨이퍼 스테이지(Wafer Stage, 52), 웨이퍼 스테이지(52) 하부에 위치하여 웨이퍼에 구비된 칩을 밀어 올리는 이젝터(ejector, 53), 적층된 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(52)로 공급하는 카세트 엘리베이터(Cassette Elevator, 54), 구동력을 전달하는 복수의 모터(55), 프레임이나 부품을 잡아 이동시키는 그리퍼(Gripper, 56), 웨이퍼로부터 칩을 흡착하여 전달하는 픽커(Picker, 57), 픽커(57)의 운동을 돕는 플리퍼(Flipper, 58), 칩을 실장 헤드(61)의 노즐(미도시)이 픽업하는 위치로 이동시키는 칩 셔틀(Chip Shuttle, 59), 기판(board, substrate, PCB 등)을 이동시키는 셔틀 컨베이어(Shuttle Conveyor, 60), 칩 셔틀(59)에 의해 이동되는 칩을 흡착하여 기판에 실장(mounting)하는 실장 헤드(head, 61) 등을 포함한다. 즉, 종래의 플립칩 마운터(50)는 웨이퍼에서 이젝팅된 칩을 흡착하여 상부에 위치한 실장 헤드(61)가 전달받아 기판에 실장시키게 된다.
이때, 기판에 칩을 정확히 실장하기 위해, 칩의 실장 각도가 매우 중요하다. 그러나, 통상적인 플립칩 마운터의 헤드에는 실장 각도를 보상하기 위해 노즐을 소정 각도로 회전시킬 수 있는 구조가 있지만, 작은 각도의 조정 범위만 가능하다. 그리하여, 최근 LED용 칩과 같은 다양한 각도로 칩을 실장해야 할 필요가 있을 경우, 기존의 플립칩 마운터로는 다양한 각도의 실장이 불가능한 문제가 있다.
대한민국 공개특허 2009-0044342호 (2009.05.07. 공개)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소정 각도로 회전할 수 있는 로테이션(rotation) 기능을 구비한 트랜스퍼 헤드(Transfer Head)를 이용하여 필요한 각도만큼 칩을 회전시켜 마운트 헤드(Mount Head)로 전달하여 기판에 실장하는 플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법을 제공한다.
또한, 칩을 반전시키기 위한 플립헤드(Flip Head)에 칩을 회전시키기 위한 로테이션 기능을 추가하여, 상기 플립헤드(Flip Head)의 로테이션 기능을 이용하여 칩을 원하는 각도만큼 회전시켜 마운트 헤드(Mount Head)로 전달하여 기판에 실장하는 플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법을 제공한다.
그리고, 마운트 헤드(Mount Head)가 플립헤드(Flip Head)로부터 칩을 전달 받은 상태에서 원하는 각도만큼 회전하여 상기 플립헤드(Flip Head)에 내려놓은 후, 다시 원위치로 회전하여 상기 플립헤드(Flip Head)로부터 칩을 전달받아 기판에 실장하는 플립칩 마운터 및 이를 이용한 마운팅 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터는, 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head); 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 트랜스퍼 모듈에 안착시키는 트랜스퍼 헤드(Transfer Head); 및 상기 안착된 칩을 상기 트랜스퍼 모듈로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며, 상기 트랜스퍼 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 트랜스퍼 모듈에 안착시킨다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터는, 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head); 및 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며, 상기 플립 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 마운터 헤드에 전달한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터는, 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head); 및 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며, 상기 마운트 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 플립 헤드로 전달하며, 역회전에 의해 원 위치로 복귀하여 상기 칩을 다시 픽업한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법은, 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 단계; 트랜스퍼 헤드(Transfer Head)가 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하고, 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 트랜스퍼 모듈에 안착시키는 단계; 및 마운트 헤드(Mount Head)가 상기 안착된 칩을 상기 트랜스퍼 모듈로부터 픽업하여 기판에 실장하는 단계를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법은, 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 단계; 상기 플립 헤드가 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시키는 단계; 및 마운트 헤드(Mount Head)가 상기 플립되어 소정 각도 회전된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장하는 단계를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법은, 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 단계; 마운트 헤드(Mount Head)가 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하는 단계; 상기 마운트 헤드가 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시키는 단계; 상기 마운트 헤드가 상기 플립 헤드로 상기 회전된 칩을 전달하는 단계; 상기 마운트 헤드가 역회전하여 원 위치로 복귀하는 단계; 및
상기 칩을 상기 플립 헤드로부터 다시 픽업하여 기판에 실장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 플립칩 마운터에서 소정 각도로 회전할 수 있는 로테이션(rotation) 기능을 구비함으로써, 다양한 각도로 칩을 실장해야 할 필요가 있을 경우에 효과적인 대응이 가능하다.
도 1a 및 도 1b는 각각 와이어 본딩(Wire Bonding)으로 연결되는 칩과 솔더 범프(Solder Bump)로 연결되는 칩을 도시한 도면이다.
도 2는 플립칩이 기판에 장착되는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 범프가 형성된 칩을 기판에 실장하는 공정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 종래의 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 실장하는 마운터의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 작동 순서를 도시한 도면이다.
도 6a, 도 6b, 그리고 도 6c는 각각 도 5의 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 플립 헤드(Flip Head), 트랜스퍼 헤드(Transfer Head), 그리고 마운트 헤드(Mount Head)를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 작동 순서를 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 도 7의 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 플립 헤드(Flip Head) 및 마운트 헤드(Mount Head)를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 작동 순서를 도시한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 도 9의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 플립 헤드(Flip Head) 및 마운트 헤드(Mount Head)를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 작동 순서를 도시한 도면이다. 또한, 도 6a, 도 6b, 그리고 도 6c는 각각 도 5의 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 플립 헤드(Flip Head), 트랜스퍼 헤드(Transfer Head), 그리고 마운트 헤드(Mount Head)를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)는, 웨이퍼(101)로부터 칩(103)을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(110), 플립된 칩(103)을 플립 헤드(110)로부터 픽업하여 트랜스퍼 모듈(105)에 안착시키는 트랜스퍼 헤드(120), 및 트랜스퍼 모듈(105)에 안착된 칩(103)을 트랜스퍼 모듈(105)로부터 픽업하여 기판(107)에 실장하는 마운트 헤드(130)를 포함한다. 이때, 트랜스퍼 헤드(120)는 좌우로 회전하여 칩(103)을 소정 각도 회전시켜 트랜스퍼 모듈(105)에 안착시킴으로써, 칩(103)을 다양한 각도로 실장할 수 있게 한다.
구체적으로, 도 5에서, 이젝터(미도시)에 의해 웨이퍼(101)에서 이젝팅(ejecting)된 칩(103)을 플립헤드(110)가 흡착하여 픽업을 준비한다(Eject). 플립헤드(110)가 칩(103)을 흡착하여 픽업한 후, 플립헤드(110)가 180도 회전하여 플립을 실시한다(Flip). 플립된 칩(103)은 플립헤드(110)로부터 트랜스퍼 헤드(120)에 전달되고, 트랜스퍼 헤드(120)에는 로테이션 기능이 구비되어 있어, 필요한 각도만큼 칩(103)을 회전시킨다(Rotation). 트랜스퍼 헤드(120)는 회전하여 칩(103)의 각도를 조정한 후, 트랜스퍼 모듈(105)에 칩을 안착시킨다(Transfer). 이후, 마운트 헤드(130)가 트랜스퍼 모듈(105)로부터 칩을 픽업하여 기판(107)에 실장한다(Mount).
여기에서, 플립 헤드(110), 트랜스퍼 헤드(120), 그리고 마운트 헤드(130)는 칩(103)을 픽업하기 위해, X-Y 평면상에서 갠트리 운동을 할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 플립 헤드(110)는 칩(103)을 픽업하는 플립 픽업부(112), 플립 픽업부(112)를 상하 이동시키는 플립 선형 구동부(114), 및 플립 픽업부(112)를 상하로 180도 회전시키는 플립 회전 구동부(116)를 포함할 수 있다. 플립 픽업부(112)는 칩(103)을 직접 픽업하는 노즐(112b) 및 노즐(112b)을 지지하고 구동력을 전달하는 스핀들(112a)로 이루어진다. 플립 선형 구동부(114)는 플립 픽업부(112)가 칩(103)을 픽업하도록 Z축 방향(수직 방향)으로 노즐(112b) 및 스핀들(112a)을 이동시키는 구동력을 제공하며, 이에 의해, 플립 픽업부(112)가 수직 프레임(115)을 따라 이동할 수 있다. 플립 회전 구동부(116)는 플립 픽업부(112)를 수평 프레임(117)을 중심으로 상하로 180도 회전시켜 플립 픽업부(112)에 픽업된 칩(103)을 플립시킬 수 있다. 여기에서, 플립 선형 구동부(114) 및 플립 회전 구동부(116)는 모터 등을 구비하여 구동력을 제공할 수 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 또한, 도 6a에서 세 개의 플립 픽업부(112)가 도시되었으나, 플립 픽업부(112)가 한 개 또는 적어도 2개 이상 플립 헤드(110)에 포함될 수도 있음은 물론이다.
도 6b를 참조하면, 트랜스퍼 헤드(120)는, 칩(103)을 픽업하는 트랜스퍼 픽업부(122), 트랜스퍼 픽업부(122)를 상하 이동시키는 트랜스퍼 선형 구동부(124), 및 트랜스퍼 픽업부(122)를 좌우로 회전시키는 트랜스퍼 회전 구동부(126)를 포함할 수 있다. 트랜스퍼 픽업부(122) 칩(103)을 플립 헤드(110)의 노즐(112b)로부터 직접 픽업하는 노즐(122b) 및 노즐(122b)을 지지하고 구동력을 전달하는 스핀들(122a)로 이루어진다. 트랜스퍼 선형 구동부(124)는 모터 등을 구비하여 트랜스퍼 픽업부(122)가 칩(103)을 픽업하도록 Z축 방향(수직 방향)으로 노즐(122b) 및 스핀들(122a)을 이동시키는 구동력을 제공하며, 이에 의해, 트랜스퍼 픽업부(122)가 수직 프레임(125)을 따라 이동할 수 있다. 트랜스퍼 회전 구동부(126)는 모터(미도시) 등을 구비하여 트랜스퍼 픽업부(122)가 좌우로 회전할 수 있는 구동력을 제공한다. 트랜스퍼 회전 구동부(126)에 의해 칩(103)을 회전시켜 마운트 헤드(130)로 전달할 수 있어, 칩(103)의 실장 각도를 자유롭게 조정할 수 있다. 또한, 도 6b에서 한 개의 트랜스퍼 픽업부(122)가 도시되었으나, 트랜스퍼 픽업부(122)가 적어도 2개 이상 트랜스퍼 헤드(120)에 포함될 수도 있음은 물론이다. 그리고, 도 6b에서 상부에 트랜스퍼 선형 구동부(124)가 배치되고, 하부에 트랜스퍼 회전 구동부(126)가 배치되었으나, 반대로 배치될 수도 있고, 다른 배치 구조를 가질 수도 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
도 6c를 참조하면, 마운트 헤드(130)는, 칩(103)을 픽업하는 마운트 픽업부(132), 및 마운트 픽업부(132)를 상하 이동시키는 마운트 선형 구동부(134)를 포함할 수 있다. 플립 픽업부(112) 및 트랜스퍼 픽업부(122)와 마찬가지로, 마운트 픽업부(132)는 칩(103)을 트랜스퍼 모듈(105)로부터 직접 픽업하는 노즐(132b) 및 노즐(132b)을 지지하고 구동력을 전달하는 스핀들(132a)로 이루어진다. 마운트 선형 구동부(134)는 마운트 픽업부(132)가 칩(103)을 픽업하도록 Z축 방향(수직 방향)으로 노즐(132b) 및 스핀들(132a)을 이동시키는 구동력을 제공하며, 이에 의해, 마운트 픽업부(132)가 수직 프레임(135)을 따라 이동할 수 있다. 또한, 도 6c에서 한 개의 마운트 픽업부(132)가 도시되었으나, 마운트 픽업부(132)가 적어도 2개 이상 플립 마운트 헤드(130)에 포함될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)를 통해, 이젝팅된 칩(103)을 플립헤드(110)가 수취한 후, 180도 회전을 하여 플립을 실시하고, 트랜스퍼 모듈(105)에 칩을 안착하기 위한 트랜스퍼 헤드(120)에 전달하며, 이때, 트랜스퍼 헤드(120)에는 로테이션 기능이 구비되어 있어, 필요한 각도만큼 칩을 회전시킨 후, 트랜스퍼 모듈(105)에 칩을 안착시킨 이후, 마운트 헤드(130)가 칩(103)을 수취하여 기판(107)에 마운트를 실시함으로써, 다양한 각도로 칩(103)을 기판(107)에 실장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 작동 순서를 도시한 도면이다. 또한, 도 8a 및 도 8b는 각각 도 7의 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 플립 헤드(Flip Head) 및 마운트 헤드(Mount Head)를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터(200)는, 웨이퍼(201)로부터 칩(203)을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(210), 및 플립된 칩(203)을 플립 헤드(210)로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(230)를 포함하며, 플립 헤드(210)는 좌우로 회전하여 칩(203)을 소정 각도 회전시켜 마운터 헤드(230)에 전달함으로써, 칩(103)을 다양한 각도로 실장할 수 있게 한다.
구체적으로, 도 7에서, 이젝터(미도시)에 의해 웨이퍼(201)에서 이젝팅(ejecting)된 칩(203)을 플립헤드(210)가 흡착하여 픽업을 준비한다(Eject). 플립헤드(210)가 칩(203)을 흡착하여 픽업한 후, 플립헤드(210)가 180도 회전하여 플립을 실시한다(Flip). 플립된 칩(103)은 플립헤드(210)에 로테이션 기능이 구비되어 있어, 필요한 각도만큼 플립헤드(210)에 의해 칩(203)이 회전된다(Rotation). 플립헤드(210)에 의해 플립되고, 회전된 칩(203)은 플립헤드(210)로부터 마운트 헤드(230)로 전달되고, 마운트 헤드(230)는 픽업된 칩(203)을 기판(107)에 실장하게 된다.
여기에서, 플립 헤드(210) 및 마운트 헤드(230)는 칩(203)을 픽업하기 위해, X-Y 평면상에서 갠트리 운동을 할 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 8a를 참조하면, 플립 헤드(210)는 칩(203)을 픽업하는 플립 픽업부(212), 플립 픽업부(212)를 상하 이동시키는 플립 선형 구동부(214), 플립 픽업부(212)를 상하로 180도 회전시키는 플립 수직 회전 구동부(216), 및 플립 픽업부(212)를 좌우로 회전시키는 플립 수평 회전 구동부(218)를 포함할 수 있다. 여기에서, 플립 픽업부(212), 플립 선형 구동부(214), 플립 수직 회전 구동부(216)는 각각 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)의 플립 픽업부(112), 플립 선형 구동부(114), 플립 회전 구동부(116)와 그 구조 및 기능이 동일하므로 구체적인 설명을 생략하도록 한다. 플립 수평 회전 구동부(218)는 플립 픽업부(212)에 의해 픽업되고 플립 수직 회전 구동부(216)에 의해 플립된 칩(203)의 실장 각도를 조정하기 위해, 플립 픽업부(212)를 좌우로 회전시킨다. 그러므로, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)에 비해 트랜스퍼 헤드(120) 및 트랜스퍼 모듈(105)의 생략이 가능하다. 또한, 도 8a에서 하나의 플립 픽업부(212)가 도시되었으나, 플립 픽업부(212)가 복수개 플립 헤드(210)에 포함될 수도 있음은 물론이다. 그리고, 플립 선형 구동부(214), 플립 수직 회전 구동부(216), 플립 수직 회전 구동부(216)는 모터 등을 구비하여 구동력을 제공할 수 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
도 8b를 참조하면, 마운트 헤드(230)는 칩(203)을 픽업하는 마운트 픽업부(232), 및 마운트 픽업부(232)를 상하 이동시키는 마운트 선형 구동부(234)를 포함할 수 있다. 여기에서, 마운트 선형 구동부(234)의 일례로 모터 등을 이용할 수 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 또한, 마운트 픽업부(232), 마운트 선형 구동부(234)는 각각 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)의 마운트 픽업부(132), 마운트 선형 구동부(134)와 그 구조 및 기능이 동일하므로 이하 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터(200)를 통해, 칩(203) 반전시키기 위한 플립헤드(210)에 칩(203)을 회전시키기 위한 로테이션 기능을 구비하고, 이에 마운트 헤드(230)가 플립헤드(210)로부터 칩(203)을 직접 수취하여 기판에 마운트를 실시함으로써, 다양한 각도로 칩(203)을 기판에 실장할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 작동 순서를 도시한 도면이다. 또한, 도 10a 및 도 10b는 각각 도 9의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 플립 헤드(Flip Head) 및 마운트 헤드(Mount Head)를 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터(300)는, 웨이퍼(301)로부터 칩(303)을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(310), 및 플립된 칩(303)을 플립 헤드(310)로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(330)를 포함하며, 마운트 헤드(330)는 좌우로 회전하여 칩(303)을 소정 각도 회전시켜 플립 헤드(310)로 전달하며, 역회전에 의해 원 위치로 복귀하여 칩(303)을 다시 픽업함으로써, 칩(103)을 다양한 각도로 실장할 수 있게 한다.
구체적으로, 도 9에서, 이젝터(미도시)에 의해 웨이퍼(301)에서 이젝팅(ejecting)된 칩(303)을 플립헤드(310)가 흡착하여 픽업을 준비한다(Eject). 플립헤드(310)가 칩(303)을 흡착하여 픽업한 후, 플립헤드(310)가 180도 회전하여 플립을 실시한다(Flip). 플립된 칩(303)은 플립헤드(310)로부터 마운트 헤드(330)로 전달되고, 마운트 헤드(330)에 로테이션 기능이 구비되어 있어, 필요한 각도만큼 마운트 헤드(330)에 의해 칩(303)이 회전된다(Rotation). 마운트 헤드(330)에 회전된 칩(303)은 마운트 헤드(330)로부터 플립헤드(310)로 역 전달되고, 마운트 헤드(330)는 원래 각도대로 원상 복귀한 후 다시 칩(303)을 플립헤드(310)로부터 전달받아 필요한 위치에 실장한다(Retransfer).
여기에서, 플립 헤드(310) 및 마운트 헤드(330)는 칩(303)을 픽업하기 위해, X-Y 평면상에서 갠트리 운동을 할 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 10a를 참조하면, 플립 헤드(310)는 칩을 픽업하는 플립 픽업부(312), 플립 픽업부(312)를 상하 이동시키는 플립 선형 구동부(314), 및 플립 픽업부(312)를 상하로 180도 회전시키는 플립 회전 구동부(316)를 포함할 수 있다. 여기에서, 플립 픽업부(312), 플립 선형 구동부(314), 플립 회전 구동부(316)는 각각 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)의 플립 픽업부(112), 플립 선형 구동부(114), 플립 회전 구동부(116)와 그 구조 및 기능이 동일하므로 구체적인 설명을 생략하도록 한다. 또한, 도 10a에서 하나의 플립 픽업부(312)가 도시되었으나, 플립 픽업부(312)가 적어도 하나 이상 플립 헤드(310)에 포함될 수도 있음은 물론이다. 그리고, 플립 선형 구동부(314), 플립 회전 구동부(316)는 모터 등을 이용하여 구동력을 제공할 수 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
도 10b를 참조하면, 마운트 헤드(330)는 칩(303)을 픽업하는 마운트 픽업부(332), 마운트 픽업부(332)를 상하 이동시키는 마운트 선형 구동부(334), 및 마운트 픽업부(332)를 좌우로 회전시키는 마운트 회전 구동부(336)를 포함할 수 있다. 여기에서, 마운트 픽업부(332), 마운트 선형 구동부(334)는 각각 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)의 마운트 픽업부(132), 마운트 선형 구동부(134)와 그 구조 및 기능이 동일하므로 이하 구체적인 설명을 생략하도록 한다. 마운트 회전 구동부(336)는 마운트 픽업부(332)에 의해 픽업된 칩(303)의 실장 각도를 조정하기 위해, 마운트 픽업부(332)를 좌우로 회전시킨다. 그러므로, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터(100)에 비해 트랜스퍼 헤드(120) 및 트랜스퍼 모듈(105)의 생략이 가능하다. 또한, 도 10 b에서 하나의 마운트 픽업부(332)가 도시되었으나, 마운트 픽업부(332)가 복수개 마운트 헤드(330)에 포함될 수도 있음은 물론이다. 그리고, 마운트 선형 구동부(334), 마운트 회전 구동부(336)는 구동력을 제공하기 위해 모터 등을 사용할 수 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터(300)를 통해, 플립 헤드(310)에 의해 칩(203)의 플립을 실시한 후, 마운트 헤드(330)가 칩을 수취하고, 필요한 각도만큼 칩(303)의 로테이션을 실시한 후, 플립 헤드(310)에 다시 한 번 칩(303)을 전달하고, 마운트 헤드(330)는 원래 각도대로 원복한 후 다시 칩(303)을 전달받아 필요한 위치에 칩(303)을 실장함으로써, 다양한 각도로 칩을 실장해야 할 필요가 있을 경우에 효과적인 대응이 가능하다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법의 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법은, 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키고(S12), 트랜스퍼 헤드(Transfer Head)가 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하고, 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 트랜스퍼 모듈에 안착시키며(S14), 마운트 헤드(Mount Head)가 상기 안착된 칩을 상기 트랜스퍼 모듈로부터 픽업하여 기판에 실장하게 된다(S16).
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법의 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법은, 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키며(S22), 상기 플립 헤드가 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시킨 후(S24), 마운트 헤드(Mount Head)가 상기 플립되어 소정 각도 회전된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장한다(S26).
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법의 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 마운터의 마운팅 방법은, 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키며 (S32), 마운트 헤드(Mount Head)가 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하고(S34), 상기 마운트 헤드가 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시킨다(S36). 그런 후에, 상기 마운트 헤드가 상기 플립 헤드로 상기 회전된 칩을 전달한 후(S38), 상기 마운트 헤드가 역회전하여 원 위치로 복귀하고(S40), 상기 칩을 상기 플립 헤드로부터 다시 픽업하여 기판에 실장한다(S42).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200, 300: 플립칩 마운터
110, 210, 310: 플립 헤드(Flip Head)
120: 트랜스퍼 헤드(Transfer Head)
130, 230, 330: 마운트 헤드(Mount Head)

Claims (13)

  1. 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head);
    상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 트랜스퍼 모듈에 안착시키는 트랜스퍼 헤드(Transfer Head); 및
    상기 안착된 칩을 상기 트랜스퍼 모듈로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며,
    상기 트랜스퍼 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 트랜스퍼 모듈에 안착시키는, 플립칩 마운터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플립 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 플립 픽업부;
    상기 플립 픽업부를 상하 이동시키는 플립 선형 구동부; 및
    상기 플립 픽업부를 상하로 180도 회전시키는 플립 회전 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 트랜스퍼 픽업부;
    상기 트랜스퍼 픽업부를 상하 이동시키는 트랜스퍼 선형 구동부; 및
    상기 트랜스퍼 픽업부를 좌우로 회전시키는 트랜스퍼 회전 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마운트 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 마운트 픽업부; 및
    상기 마운트 픽업부를 상하 이동시키는 마운트 선형 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  5. 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head); 및
    상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며,
    상기 플립 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 마운터 헤드에 전달하는, 플립칩 마운터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 플립 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 플립 픽업부;
    상기 플립 픽업부를 상하 이동시키는 플립 선형 구동부;
    상기 플립 픽업부를 상하로 180도 회전시키는 플립 수직 회전 구동부; 및
    상기 플립 픽업부를 좌우로 회전시키는 플립 수평 회전 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 마운트 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 마운트 픽업부; 및
    상기 마운트 픽업부를 상하 이동시키는 마운트 선형 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  8. 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 플립 헤드(Flip Head); 및
    상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장하는 마운트 헤드(Mount Head)를 포함하며,
    상기 마운트 헤드는 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 상기 플립 헤드로 전달하며, 역회전에 의해 원 위치로 복귀하여 상기 칩을 다시 픽업하는, 플립칩 마운터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 플립 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 플립 픽업부;
    상기 플립 픽업부를 상하 이동시키는 플립 선형 구동부; 및
    상기 플립 픽업부를 상하로 180도 회전시키는 플립 회전 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 마운트 헤드는,
    상기 칩을 픽업하는 마운트 픽업부;
    상기 마운트 픽업부를 상하 이동시키는 마운트 선형 구동부; 및
    상기 마운트 픽업부를 좌우로 회전시키는 마운트 회전 구동부를 포함하는, 플립칩 마운터.
  11. 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 단계;
    트랜스퍼 헤드(Transfer Head)가 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하고, 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시켜 트랜스퍼 모듈에 안착시키는 단계; 및
    마운트 헤드(Mount Head)가 상기 안착된 칩을 상기 트랜스퍼 모듈로부터 픽업하여 기판에 실장하는 단계를 포함하는, 플립칩 마운터의 마운팅 방법.
  12. 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 단계;
    상기 플립 헤드가 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시키는 단계; 및
    마운트 헤드(Mount Head)가 상기 플립되어 소정 각도 회전된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하여 기판에 실장하는 단계를 포함하는, 플립칩 마운터의 마운팅 방법.
  13. 플립 헤드(Flip Head)가 웨이퍼로부터 칩을 픽업하여 플립시키는 단계;
    마운트 헤드(Mount Head)가 상기 플립된 칩을 상기 플립 헤드로부터 픽업하는 단계;
    상기 마운트 헤드가 좌우로 회전하여 상기 칩을 소정 각도 회전시키는 단계;
    상기 마운트 헤드가 상기 플립 헤드로 상기 회전된 칩을 전달하는 단계;
    상기 마운트 헤드가 역회전하여 원 위치로 복귀하는 단계; 및
    상기 칩을 상기 플립 헤드로부터 다시 픽업하여 기판에 실장하는 단계를 포함하는, 플립칩 마운터의 마운팅 방법.
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