KR20190003018A - 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자재들의 본딩을 위해 자재들을 정렬하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은, 경사면을 가진 가재에 전자 부품을 용이하게 본딩할 수 있는 효과가 있다.

Description

경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법{Method for Bonding Flexible Part Including Inclined Leads}
본 발명은 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자재들의 본딩을 위해 자재들을 정렬하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 관한 것이다.
반도체 칩과 같은 전자 부품을 기판과 같은 자재에 본딩하는 방법은 다양한 방법이 사용된다. 플립칩 형태로 형성된 반도체 칩을 기판에 플럭스로 가접한 후에 리플로우를 경유하는 방식으로 전자 부품을 본딩할 수도 있고, 와이어 본딩과 같은 방식으로 전자 부품을 본딩할 수도 있다.
이와 같은 종래의 본딩 방식은 기판(자재)에 본딩하기 위한 전자 부품 또는 전자 부품의 리드가 서로 수평하게 마주하도록 배치되는 상태를 전제로 사용된다.
최근에는 전자 부품의 용도가 다양해지면서 기판 또는 전자 부품의 형상이 평면적으로 서로 마주하는 경우뿐만 아니라 입체적으로 기울어지거나 전자 부품을 기판에 전기적으로 연결하는 리드를 전자 부품 또는 기판의 배치 평면에 대해 경사지게 형성된 경사면에 본딩해야 하는 상황도 발생하게 되었다.
따라서, 경사 리드를 가진 자재를 본딩하기 위해 새로운 자재 정렬 방법의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 경사를 가진 접합면에 전자 부품을 효과적으로 본딩할 수 있는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은, 제1자재와 제2자재가 서로 마주하는 평면에 대해 기울어지도록 형성된 상기 제1자재의 경사 리드를 상기 경사 리드와 마주하도록 형성된 제2자재의 경사 패드에 본딩하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 있어서, (a) 베이스에 대해 회전 가능하게 설치된 지지 브라켓에 설치된 제1고정부재로 상기 제1자재를 클램핑하는 단계; (b) 상기 지지 브라켓에 설치된 제2고정부재로 상기 제2자재를 클램핑하는 단계; (c) 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 지지 브라켓에 대해 상기 제2고정부재를 이송하는 제2이송유닛에 의해 상기 제2고정부재를 이송하여 상기 제1고정부재에 클램핑된 제1자재에 대한 상기 제2자재의 위치를 정렬하는 단계; (d) 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 지지 브라켓에 대해 상기 제1고정부재를 이송하는 제1이송유닛에 의해 상기 제1고정부재를 상기 제2고정부재에 클램핑된 제2자재에 근접시키는 단계; (e) 상기 베이스에 대해 상기 지지 브라켓을 회전시키는 틸트 유닛을 이용하여 상기 제1자재의 경사 리드 및 상기 제2자재의 경사 패드가 상기 경사 리드를 상기 경사 패드에 본딩하는 본딩 헤드와 마주하도록 상기 지지 브라켓을 상기 베이스에 대해 회전시키는 단계; 및 (f) 상기 본딩 헤드를 이용하여 상기 제2자재의 경사 패드에 상기 제1자재의 경사 리드를 본딩하는 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명에 의한 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은, 경사면을 가진 자재에 전자 부품을 용이하게 본딩할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 경시 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 장치의 일부분에 대한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법으로 본딩되는 제1자재와 제2자재의 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 도 2에 도시된 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 대해 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 자재들에 대해 설명한다.
제1자재(10)는 본체(11)와 복수의 경사 리드(12)와 복수의 수평 리드(13)를 구비한다. 제1자재(10)는 본체(11) 측면에 복수의 경사 리드(12)를 구비하고, 본체(11)의 반대쪽 측면에는 복수의 수평 리드(13)를 구비한다. 도 4는 참조하면, 경사 리드(12)는 본체(11)에 대해 기울어지게 형성된다. 수평 리드(13)는 본체(11)와 수평을 이루도록 형성된다.
제2자재(20)는 접합부(21)와 복수의 경사 패드(22)와 복수의 수평 패드(23)를 구비한다. 도 4를 참조하면, 제2자재(20)의 접합부(21)는 제1자재(10)의 본체(11)와 마주하게 되는 평면적으로 형성된 부분이다. 경사 패드(22)는 접합부(21)에 대해 기울어지게 형성된다. 경사 패드(22)가 제2자재(20)와 이루는 각도는 상술한 경사 리드(12)와 제1자재(10)의 본체(11)가 이루는 각도와 일치한다. 수평 패드(23)는 접합부(21)와 수평을 이루도록 형성된다.
도 4를 참조하면, 제1자재(10)의 복수의 경사 리드(12)는 제2자재(20)의 복수의 경사 패드(22)에 각각 본딩된다. 상술한 바와 같은 제1자재(10) 및 제2자재(20)의 구조로 인해 경사 리드(12)와 경사 패드(22)는 각각 제1자재(10)의 본체(11)와 제2자재(20)의 접합부(21)가 서로 마주하는 평면에 대해 기울어진다. 제1자재(10)의 복수의 수평 리드(13)는 제2자재(20)의 복수의 수평 패드(23)에 각각 본딩된다. 수평 리드(13)와 수평 패드(23)는 제1자재(10) 본체(11)와 제2자재(20)의 접합부(21)가 서로 마주하는 평면에 대해 수평이다.
본 발명의 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은 제1자재(10)와 제2자재(20)의 배치 각도를 용이하게 조절할 수 있는 구조에 의해 경사 리드(12)와 경사 패드(22)를 효과적으로 본딩하는 것을 가능하게 한다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 장치의 구성에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 사용되는 장치의 일부분에 대한 사시도이다.
이하에서는 지지 브라켓(200)을 기준으로 X 방향, Y 방향 및 Z 방향을 정의하여 설명하고 도시한다. 도 2 내지 도 8에 표시된 좌표축 역시 지지 브라켓(200)을 기준으로 정의된 좌표축이다.
도 2를 참조하면 본 실시예의 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은 베이스(100)와 지지 브라켓(200)과 틸트 유닛(500)과 제1고정부재(300)와 제1이송유닛(310)과 제1회전유닛(320)과 제2고정부재(400)와 제2이송유닛(410)과 제2회전유닛(420)과 본딩 헤드(600)와 펌프 헤드(700)와 검사 카메라(800)와 제어부(900)로 구성된다.
베이스(100)는 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법을 전체적으로 지지한다. 따라서 베이스(100)는 되도록 단단한 금속재의 프레임으로 구성되는 것이 바람직하다.
지지 브라켓(200)은 베이스(100)에 설치된다. 지지 브라켓(200)은 베이스(100)에 대하여 회전 가능하게 설치된다.
틸트 유닛(500)은 베이스(100)에 설치되어, 지지 브라켓(200)을 베이스(100)에 대해 X 방향 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 지지 브라켓(200)의 각도를 조절한다.
본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에서 제1고정부재(300)는 X 방향으로 연장되는 모양으로 형성된다. 제1고정부의 한 쪽 말단에는 흡착홀이 형성된다. 제1고정부재(300)는 흡착홀을 통해 제1자재(10)의 본체(11)를 진공 흡착 방식으로 클램핑한다.
제1고정부재(300)는 지지 브라켓(200)에 대하여 Z 방향으로 승강 가능하게 설치된다. 제1이송유닛(310)은 지지 브라켓(200)에 대해 제1고정부재(300)를 Z 방향으로 승강시킨다. 제1이송유닛(310)이 제1고정부재(300)를 Z 방향으로 하강시키면 제1고정부재(300)에 클램핑된 제1자재(10)가 제2자재(20)에 접근한다.
제1회전유닛(320)은 제1고정부재(300)를 제1이송유닛(310)에 대해 회전시켜 제1자재(10)의 각도를 조절한다. 본 실시예의 경우, 제1회전유닛(320)은 X 방향을 회전축으로 하여 회전한다. 제1회전유닛(320)은 제1고정부재(300)에 클램핑된 자재가 위치하는 쪽의 반대쪽 말단에서 제1고정부재(300)와 결합된다.
제2고정부재(400)는 제2자재(20)를 클램핑한다. 본 실시예의 경우, 제2고정부재(400)는 제2자재(20)와 대응하는 형상으로 형성된 홈에 제2자재(20)를 삽입하여 흡착함으로써, 제2자재(20)를 고정한다.
제2고정부재(400)는 지지 브라켓(200)에 대하여 이동 가능하게 설치된다. 즉, 제2고정부재(400)는 지지 브라켓(200)을 기준으로 X 방향, Y 방향으로 움직일 수 있게 설치되며 X 방향과 Y 방향을 축으로 회전 가능하게 설치된다.
제2이송유닛(410)은 이와 같이 지지 브라켓(200)에 대하여 제2고정부재(400)를 수평 이송 및 회전시키는 역할을 한다. 본 실시예의 경우, 제2이송유닛(410)은 제2고정부재(400)를 지지 브라켓(200)에 대해 X 방향 및 Y 방향으로 이송시켜 제1자재(10)에 대한 제2자재(20)의 위치를 정렬시킨다. 또한, 제2이송유닛(410)은 제2고정부재(400)를 지지 브라켓(200)에 대하여 X 방향과 Y 방향을 축으로 회전시킨다. 제2이송유닛(410)의 회전의 작동에 의해 제2고정부재(400)에 클램핑된 제2자재(20)의 각도가 조절되어 제2자재(20)의 접합부(21)와 제1자재(10)의 본체(11)가 서로 평행한 평면에 정렬되어 배치된다.
제2회전유닛(420)은 제2이송유닛(410)에 대하여 X 방향을 회전축으로 하여 제2고정부재(400)를 회전시켜 제2자재(20)의 각도를 조절한다. 제2회전유닛(420)은 제2고정부재(400)에 클램핑된 제2자재(20)의 접합부(21)가 수평이 되도록 제2자재(20)의 각도를 조절한다.
본딩 헤드(600)는 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)의 상측에 배치된다. 본 실시예의 경우, 특허출원 제10-2016-7008501호(공개번호 제10-2016-0068756호)에 개시된 것과 같은 구조의 본딩 헤드(600)를 사용한다. 즉, 캐필러리를 경유하는 구형의 솔더볼을 순간적으로 녹여서 본딩 지점에 토출시키는 방식으로 자재를 본딩하는 본딩 헤드(600)를 사용한다.
펌프 헤드(700)는 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)의 상측에 배치된다. 본 실시예의 경우, 펌프 헤드(700)는 접착제로서 에폭시를 제2자재(20)에 도포할 수 있는 구조로 구성된다.
검사 카메라(800)는 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)의 상측에 배치된다. 검사 카메라(800)는 제1고정부재(300)에 클램핑된 제1자재(10)와 제2고정부재(400)에 클램핑된 제2자재(20)를 각각 촬영하여 제어부(900)로 전달한다. 제어부(900)는 검사 카메라(800)에서 전달 받은 영상을 이용하여 제1자재(10)와 제2자재(20)의 위치와 각도를 각각 파악한다.
제어부(900)는 검사 카메라(800)가 촬영한 영상을 바탕으로 제1이송유닛(310), 제1회전유닛(320), 제2이송유닛(410), 제2회전유닛(420), 틸트 유닛(500)의 작동을 제어하여 제1자재(10)와 제2자재(20)의 상대적 위치와 각도를 조절하고 정렬시킨다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 대해 설명한다.
제1고정부재(300)의 흡착홀을 이용하여 제1자재(10)를 제1고정부재(300)로 클램핑한다((a) 단계, S100). 제1자재(10)는 별도로 마련된 로딩부(1000)를 통해 공급된다. 로딩된 제1자재(10)를 제1고정부재(300)로 흡착하여 고정한다.
다음으로, 제2고정부재(400)로 제2자재(20)를 클램핑한다((b) 단계, S200). 제2자재(20)도 별도로 마련된 로딩부(1000)를 통해 공급되어, 제2고정부재(400)에 고정된다.
이와 같은 상태에서 검사 카메라(800)를 이용하여 제1고정부재(300)에 고정된 제1자재(10)와 제2고정부재(400)에 고정된 제2자재(20)를 각각 촬영한다((g) 단계, S300). 검사 카메라(800)가 촬영 하는 영상은 제1자재(10) 및 제2자재(20)의 고정 상태와 형상 및 각도와 관련된 정보이다.
아래에서 검사 카메라(800)를 통해 제1자재(10)와 제2자재(20)를 촬영하는 과정을 더 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 제1자재(10)의 고정 상태를 촬영하는 방법을 설명한다. 검사 카메라(800)를 이용하여 제1자재(10)의 본체(11)가 수평을 이룬 상태에서 제1자재(10)를 촬영한다. 촬영된 제1자재(10)의 형상을 이용하여 제1자재(10)의 위치와 각도를 확인할 수 있다. 제1자재(10)의 고정된 위치와 각도가 허용 범위를 벗어나는 경우, 제1자재(10)의 고정 상태를 불량으로 판단하고 (a) 단계로 되돌아간다.
다음으로, 제1자재(10)의 경사 리드(12)의 형상 및 각도를 촬영하는 방법을 설명한다. 제1회전유닛(320)을 이용하여 제1고정부재(300)를 회전시켜, 제1자재(10)의 경사 리드(12)들이 상측으로 향하여 연장되는 방향이 되도록 제1자재(10)의 각도를 조절한다. 이와 같은 상태에서 검사 카메라(800)에 의해 제1자재(10)의 경사 리드(12)들의 형상을 촬영한다. 이렇게 촬영된 영상에는 제1자재(10)의 경사 리드(12)들 각각의 높이 정보가 담겨있다. 즉, 제1자재(10)가 회전된 상태로 촬영된 영상은 제1자재(10)의 복수의 경사 리드(12)의 동일 평면성(coplanarity)에 관한 정보를 담고 있다. 각각의 경사 리드(12) 사이에 높이 차가 없다면, 제1자재(10)의 경사 리드(12)들의 동일 평면성(coplanarity)이 우수한 것이다. 각각의 경사 리드(12) 사이에 높이 차가 오차 범위를 벗어나는 경우에는 제1자재(10)의 경사 리드(12) 구조에 문제가 있는 것이다. 이 경우에는 제1자재(10)를 불량으로 판단하고 (a) 단계로 되돌아간다.
다음으로, 제1자재(10)의 수평 리드(13)의 형상 및 각도를 촬영하는 방법을 설명한다. 제1회전유닛(320)을 이용하여 제1고정부재(300)를 회전시켜, 제1자재(10)의 수평 리드(13)들이 상측으로 향하여 연장되는 방향이 되도록 제1자재(10)의 각도를 조절한다. 이와 같은 상태에서 검사 카메라(800)에 의해 제1자재(10)의 수평 리드(13)들의 형상을 촬영한다. 앞서 경사 리드(12)를 촬영하여 얻은 영상과 마찬가지로 검사 카메라를 이용하여 수평 리드(13)를 촬영한 영상에는 제1자재(10)의 수평 리드(13)들의 동일 평면성(coplanarity) 정보가 담겨 있다. 필요한 경우에는 수평 리드(13)들을 촬영한 영상을 이용하여 제1자재(10)의 불량 여부를 판별한다.
이와 같이, 제1자재(10)의 촬영이 끝나면, 검사 카메라(800)를 이용하여 제2자재(20)를 촬영한다. 제2회전유닛(420)을 이용하여 제2자재(20)의 접합부(21)가 수평이 되도록 제2고정부재(400)를 회전시켜 제2자재(20)의 각도를 조절한다. 그 결과 제2자재(20)의 접합부(21)가 제2고정부재(400) 상부에 위치한 검사 카메라(800)와 마주보게 된다. 검사 카메라(800)를 이용하여 제2자재(20)의 접합부(21)를 촬영한다. 촬영된 영상에는 제2자재(20)의 고정 상태와 형상과 위치 및 각도에 대한 정보가 담겨 있다.
이와 같이, 검사 카메라(800)를 이용하여 제1자재(10)와 제2자재(20)를 촬영하여 얻은 영상을 추후 정렬 과정에 이용한다. 따라서, 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은 제1자재(10)와 제2자재의 상대적 위치를 정확하게 정렬할 수 있다.
다음으로, 펌프 헤드(700)를 통해 제2자재(20)의 접합부(21)에 에폭시를 도포한다((h) 단계, S400). 앞서 제2회전유닛(420)을 통해 제2자재(20)의 접합부(21)가 수평이 되도록 제2고정부재(400)를 회전시켰기 때문에 제2자재(20)의 접합부(21)가 제2고정부재(400) 상부에 위치한 펌프 헤드(700)와 마주보게 된다. 이 상태에서 펌프 헤드(700)를 이용하여 제2자재(20) 접합부(21)에 에폭시를 도포한다. 도포된 에폭시는 제1자재(10)와 제2자재(20) 사이에서 접착력을 제공하여 제1자재(10)와 제2자재(20)가 안정적으로 본딩되도록 보조하는 역할을 수행한다.
다음으로, 도 6 내지 도 8을 참조하여 제1자재(10)와 제2자재(20)의 정렬 방법에 대해 설명한다.
제2이송유닛(410)을 통해 제2자재(20)의 접합부(21)를 제1자재(10)의 본체(11) 하측으로 이송시킨다. 또한, 제2회전유닛(420)을 통해 X 방향과 Y 방향을 회전축으로 하여 제2고정부재(400)를 회전시켜 제2자재(20)의 각도를 조절한다((c) 단계, S500). 제2자재(20)의 각도를 조절함으로써 제1자재(10)와 제2자재(20)의 각도 차이를 보정하여 제2자재(20)의 접합부(21)와 제1자재(10)의 본체(11)가 평행하게 되도록 한다. 이때, (g) 단계에서 검사 카메라(800)를 통해 촬영된 영상을 이용한다. 검사 카메라(800)가 촬영한 영상은 제1자재(10)와 제2자재(20)의 위치와 각도 정보를 포함한다. 이 정보를 이용하여 제2자재(20)의 접합부(21)와 제1자재(10)의 본체(11) 사이의 상대적 위치 차이와 각도 차이를 계산하여 제2자재(20)를 정렬시킨다
위와 같은 과정을 통해 제2자재(20)의 접합부(21)는 도 6에 도시된 것과 같이, 제1자재(10)의 본체(11) 하측에 정확한 위치와 방향으로 정렬된다. 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은 검사 카메라(800)에 의한 촬영정보를 통해 자재(10, 20)간의 정렬이 이루어지며, 높은 자유도를 가진 제2이송유닛(410)이 제2고정부재(400)를 이송시켜 제2자재(20)를 정렬하기 때문에 제2자재(20)는 제1자재(10)가 부착될 위치에 정확하게 이송되는 것이 가능하다.
다음으로, 제1자재(10)의 본체(11)와 제2자재(20)의 접합부(21)가 마주하도록 제1회전유닛(320)을 이용하여 제1고정부재(300)를 회전시키고((d-1) 단계, S600), 제1이송유닛(310)을 이용하여 제1고정부재(300)를 Z 방향으로 하강시킨다((d-2) 단계, S600). 제1고정부재(300)가 하강하면, 제1자재(10)의 본체(11)가 제2자재(20)의 접합부(21)에 접근한다. 제1자재(10)의 본체(11)가 제2자재(20)의 접합부(21)에 접근하면 제1자재(10)의 경사 리드(12)와 수평 리드(13)가 제2자재(20)의 경사 패드(22)와 수평 패드(23)에 각각 접근한다. 이 때, (g) 단계에서 촬영한 영상에 포함된 제1자재(10)의 경사 리드(12)와 수평 리드(13)의 동일 평면성(coplanarity)정보 및 제1자재(10)와 제2자재(20)의 형상 및 각도 정보를 이용한다. 특히, 동일 평면성(coplanarity)정보를 이용하면 제2자재(20)의 경사 패드(22)에 대해 가장 멀리 떨어진 제1자재(10)의 경사 리드(12)를 파악할 수 있다. 따라서, 제2자재(20)의 경사 패드(22)에 대해 가장 멀리 떨어진 제1자재(10)의 경사 리드(12)가 제2자재(20)의 경사 패드(22)에 맞닿을 때까지 제1고정부재(300)를 하강시킬 수 있다. 이러한 과정을 통해 제1자재(10)의 복수의 경사 리드(12)와 수평 리드(13)가 각각 제2자재(20)의 복수의 경사 패드(22)와 수평 패드(23)와 전부 맞닿은 상태가 된다.
위에서 설명한 정렬 방법을 통해, 본 실시예에 따른 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 의해 정렬된 제1자재(10)와 제2자재(20)는 도 7과 같은 상태가 된다.
다음으로 틸트 유닛(500)을 통해 지지 브라켓(200)을 회전시켜 본딩을 수행하는 과정에 대해 설명한다.
도 8에 도시한 것과 같이, 틸트 유닛(500)을 이용하여 제1자재(10)의 경사리드(12)와 제2자재(20)의 경사 패드(22)가 본딩 헤드(600)와 마주하도록 지지 브라켓(200)을 회전시킨다((e) 단계, S700). 틸트 유닛(500)에 의해 베이스(100)에 대하여 지지 브라켓(200)이 회전되면 지지 브라켓(200)에 설치된 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)가 함께 회전한다. 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)가 회전하면 제1자재(10)와 제2자재(20)도 함께 회전하여 각도가 조절된다. 즉, 틸트 유닛(500)을 이용하여 제1자재(10)의 경사 리드(12)와 제2자재(20)의 경사 패드(22)가 마주보는 면이 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)의 상측에 배치된 본딩 헤드(600)와 마주보도록 지지 브라켓(200)을 회전시킨다. 이와 같은 상태에서, 본딩 헤드(600)를 이용하여 용융된 솔더 볼을 제1자재(10)의 경사 리드(12)와 제2자재(20)의 경사 패드(22)에 토출한다. 토출된 솔더 볼에 의해 제1자재(10)의 경사 리드(12)와 제2자재(20)의 경사 패드(22)가 본딩된다((f), S800). 제1자재(10)의 복수의 경사 리드(12)와 제2자재(20)의 복수의 경사 패드(22)가 모두 본딩되면, 틸트 유닛(500)을 이용하여 제1자재(10)의 수평 리드(13)와 제2자재(20)의 수평 패드(23)가 마주보는 면이 본딩 헤드(600)와 마주하도록 지지 브라켓(200)을 회전시킨다(((e) 단계, S700). 제1자재(10)의 수평 리드(13)과 제2자재(20)의 수평 패드(23)가 마주 보는 면에 본딩 헤드(600)와 마주하면, 본딩 헤드(600)를 이용하여 용융된 솔더 볼을 토출한다. 토출된 솔더 볼에 의해 제1자재(10)의 복수의 수평 리드(13)와 제2자재(20)의 복수의 수평 패드(23)가 본딩된다((f), S800).
솔더 볼과 같이 용융된 상태의 재료를 이용해 두 재료를 접합하는 공정에서, 자재의 접합면이 수평면에 위치하도록 정렬하는 것이 중요하다. 특히, 본 발명의 경우와 같이 제1자재(10) 및 제2자재(20)가 입체적으로 형성되어 경사 리드(12)와 수평 리드(13)가 각각 경사지게 형성되고 경사 패드(22)와 수평 패드(23)도 각각 경사지게 형성된 제1자재(10) 및 제2자재(20)를 서로 본딩하는 경우, 상술한 바와 같이, 지지 브라켓(200)을 기준으로 제1자재(10)와 제2자재(20)를 서로 정렬한 상태에서 지지 브라켓(200)과 그 지지 브라켓(200)에 설치된 구성들을 전체적으로 틸트시키는 방법을 통해 본딩 헤드(600)가 본딩 작업을 수행할 수 있는 공간과 방향을 효과적으로 확보할 수 있는 장점이 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞에서 설명한 제1자재(10)와 제2자재(20)는 하나의 예시에 불과하고 입체적으로 형성된 자재의 경사지게 형성된 접합면에 다른 전자 부품을 본딩하는 경우에 본 발명을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 제1자재(10)와 제2자재(20)의 마주하는 평면에 대해 경사지게 형성된 경사 리드(12)와 경사 패드(22)를 서로 본딩할 수 있도록 구성된 점에 주요 특징이 있으므로, 앞에서 설명한 수평 리드(13)와 수평 패드(23)를 구비하지 않는 구조의 제1자재와 제2자재에 대해 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서는 펌프 헤드(700)을 이용하여 제2자재(20)에 에폭시를 디스펜싱 하는 것으로 설명하였으나, 펌프 헤드(700)를 이용하여 제1자재(10)에 에폭시를 디스펜싱하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서는 먼저 검사 카메라(800)로 자재들을 촬영하고 에폭시를 디스펜싱 한 후 본딩 작업을 하는 것으로 설명하였으나, 작업의 순서가 본 실시예로 한정되는 것은 아니며 작업 순서는 얼마든지 변경할 수 있다. 예를 들어, 펌프 헤드(700)를 구비하지 않는 구조의 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 장치를 사용하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법도 가능하다. 이 경우, 본 발명의 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법은 제2자재에 접착제를 도포하지 않고 본딩 작업만 수행하게 된다. 제1자재와 제2자재 사이에 접착제를 도포하는 공정은 별도의 단계에서 수행될 수도 있고 그와 같은 단계가 필요하지 않은 경우도 있을 수 있다.
또한, 앞에서 제1자재(10)를 제1고정부재(300)로 진공 흡착 방식으로 클램핑하는 것으로 설명하였으나, 제1자재(10)를 제1고정부재(300)로 클램핑하는 방식은 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어 제1자재가 금속재질일 경우에는 자력을 이용해 제1자재를 제1고정부재로 클램핑하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서 제2고정부재는 제2자재(20)와 대응하는 형상으로 형성된 홈에 제2자재(20)를 삽입하여 흡착함으로써 제2자재(20)를 제2고정부재로 고정한다고 설명하였으나, 제2자재(20)를 제2고정부재(400)로 클램핑하는 방식은 진공흡착 방식 및 자력흡착 방식을 포함한 다양한 구성이 사용될 수 있다.
또한, 앞에서 제2이송유닛(410)을 이용하여 제2고정부재(400)를 X 방향, Y 방향으로 이동시키고 제2회전유닛에 의해 제2고정부재(400)를 지지 브라켓(200)에 대하여 X 방향을 축으로 회전시키고 Y 방향을 축으로 회전시키는 것으로 설명하였으나, 자재 간의 정렬을 위해 제2이송유닛이 제2고정부재를 이송시키는 방향과 방법은 다양하게 구성될 수 있다.
또한, 앞에서 제1이송유닛(310)을 이용하여 제1고정부재(300)을 지지 브라켓(200)에 대하여 승강하여 제1고정부재(300)에 클램핑된 제1자재(10)를 제2자재(20)에 접근시키는 것으로 설명하였으나, 제1자재를 제2자재에 접근시키는 다양한 구성으로 제1이송유닛을 구성할 수 있다.
또한, 앞에서 제1자재(10)의 본체(11)와 제2자재(20)의 접합부(21)가 수평을 이루도록 자재들을 정렬하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 본딩 작업을 더 수월하게 하기 위해 제1자재의 본체와 제2자재의 접합부가 수평을 이루지 않도록 할 수 있다. 구체적으로, 제1회전유닛을 이용하여 제1자재가 제2자재에 대해 기울어진 상태가 되도록 제1고정부재를 회전시킨뒤, 제1이송유닛을 이용하여 제1자재를 제2자재에 접근시킨다. 이 과정을 통해 제1자재의 경사 리드가 제2자재의 경사 패드에 기울어진 상태로 접근된다. 이 방법을 통해 제2자재의 경사 패드에 상대적으로 더 멀리 떨어진 제1자재의 경사 리드를 제2자재의 경사 패드에 효과적으로 밀착시킬 수 있다. 위 방법은 제1자재의 복수의 경사 리드의 동일 평면성(coplanarity)이 좋지 않은 경우 효과적이다.
또한, 앞에서 제1회전유닛(320)과 제2회전유닛(420)을 통해 제1고정부재(300)와 제2고정부재(400)의 각도를 변경하는 것으로 설명하였으나, 이 과정 중 어느 하나를 생략하는 것도 가능하고 경우에 따라서는 두 과정 모두 생략하여 본 발명을 구성하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서 검사 카메라(800)를 구비하는 것으로 설명하였으나, 더 많은 수의 카메라를 이용하여 자재들을 각각 촬영하는 방법도 가능하다. 즉, 펌프 헤드와 본딩 헤드에 각각 추가로 설치된 카메라를 이용하여 실시간으로 제1자재 및 제2자재의 위치와 방향을 확인하면서 각각 접착제 도포작업과 본딩 작업을 수행하도록 본 발명의 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법을 구성하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서는 펌프 헤드(700)를 이용하여 제2자재(20)에 에폭시를 디스펜싱하는 것으로 설명하였으나, 펌프 헤드가 도포하는 접착제는 에폭시가 아닌 다양한 접착성 물질이 사용될 수 있다.
10: 제1자재 11: 본체
12: 경사 리드 13: 수평 리드
20: 제2자재 21: 접합부
22: 경사 패드 23: 수평 패드
100: 베이스 110: 베이스 이동 방법
200: 지지 브라켓 300: 제1고정부재
310: 제1이송유닛 320: 제1회전유닛
400: 제2고정부재 410: 제2이송유닛
420: 제2회전유닛 500: 틸트 유닛
600: 본딩 헤드 700: 펌프 헤드
800: 검사 카메라 900: 제어부
1000: 로딩부 2000: 언로딩부

Claims (9)

  1. 제1자재와 제2자재가 서로 마주하는 평면에 대해 기울어지도록 형성된 상기 제1자재의 경사 리드를 상기 경사 리드와 마주하도록 형성된 제2자재의 경사 패드에 본딩하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법에 있어서,
    (a) 베이스에 대해 회전 가능하게 설치된 지지 브라켓에 설치된 제1고정부재로 상기 제1자재를 클램핑하는 단계;
    (b) 상기 지지 브라켓에 설치된 제2고정부재로 상기 제2자재를 클램핑하는 단계;
    (c) 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 지지 브라켓에 대해 상기 제2고정부재를 이송하는 제2이송유닛에 의해 상기 제2고정부재를 이송하여 상기 제1고정부재에 클램핑된 제1자재에 대한 상기 제2자재의 위치를 정렬하는 단계;
    (d) 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 지지 브라켓에 대해 상기 제1고정부재를 이송하는 제1이송유닛에 의해 상기 제1고정부재를 상기 제2고정부재에 클램핑된 제2자재에 근접시키는 단계;
    (e) 상기 베이스에 대해 상기 지지 브라켓을 회전시키는 틸트 유닛을 이용하여 상기 제1자재의 경사 리드 및 상기 제2자재의 경사 패드가 상기 경사 리드를 상기 경사 패드에 본딩하는 본딩 헤드와 마주하도록 상기 지지 브라켓을 상기 베이스에 대해 회전시키는 단계; 및
    (f) 상기 본딩 헤드를 이용하여 상기 제2자재의 경사 패드에 상기 제1자재의 경사 리드를 본딩하는 단계;를 포함하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계는, 상기 제1이송유닛에 대해 상기 제1고정부재를 회전시키는 제1회전유닛에 의해 상기 제1고정부재를 회전시키는 방법으로 수행하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 제2이송유닛에 설치되어 상기 제2고정부재를 회전시키는 제2회전유닛에 의해 상기 제2고정부재에 클램핑된 제2자재의 각도를 조절하는 단계를 포함하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  4. 제3항에 있어서
    상기 (d) 단계는,
    (d-1) 상기 제1자재와 제2자재가 마주하도록 상기 제1회전유닛을 이용하여 상기 제1이송유닛에 대해 상기 제1고정부재를 회전시키는 단계와,
    (d-2) 상기 제1자재를 상기 제2자재에 접근시키도록 상기 제1이송유닛을 이용하여 상기 지지 브라켓에 대해 제1고정부재를 이송시키는 단계를 포함하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 (d) 단계는, 상기 제2자재에 대해 상기 제1자재가 기울어진 상태가 되도록 상기 제1회전유닛을 이용하여 상기 제1이송유닛에 대해 상기 제1고정부재를 회전시키는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계와 (b) 단계를 완료한 후,
    (g) 검사 카메라에 의해 상기 제1고정부재에 고정된 상기 제1자재와 상기 제2고정부재에 고정된 상기 제2자재를 각각 촬영하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 (c) 단계, (d) 단계 및 (e) 단계는 각각 상기 (g) 단계를 수행하여 상기 검사 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 수행하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1자재는 복수의 경사 리드를 구비하고 상기 제2자재도 복수의 경사 패드를 구비하고,
    상기 (g) 단계는, 상기 제1자재의 복수의 경사 리드의 높이를 촬영할 수 있도록 상기 제1회전유닛에 의해 상기 제1고정부재를 제1이송유닛에 대해 회전시킨 상태에서 상기 검사 카메라에 의해 상기 제1자재를 촬영하고,
    상기 (d) 단계는, 상기 (g) 단계를 수행하여 상기 검사 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 상기 제1자재의 복수의 경사 리드의 높이 차를 고려하여 상기 제2자재에 대한 상기 제1자재의 간격을 상기 제1이송유닛의 작동을 통해 조절하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    (h) 상기 제1자재가 상기 제2자재에 접착되도록 펌프 헤드를 이용하여 상기 제1자재와 제2자재 중 어느 하나에 접착제를 도포하는 단계;를 더 포함하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 제1고정부재가 진공 흡착과 자력 흡착 중 어느 하나의 방식으로 제1자재를 클램핑하고
    상기 (b) 단계는, 상기 제2고정부재가 진공 흡착과 자력 흡착 중 어느 하나의 방식으로 제2자재를 클램핑하는 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법.
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