KR20200094587A - 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법 - Google Patents

레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법 Download PDF

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KR20200094587A
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solder
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윤석범
김재성
이정호
곽희관
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주식회사 코세스
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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법에 관한 것으로, 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법은, 자재의 피도포부에 제1솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 도포 단계와, 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 제1검사 단계와, 제1검사 단계에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트를 피도포부에서 레이저를 이용하여 제거하는 제거 단계와, 피도포부에 제2솔더 페이스트를 재도포하는 재도포 단계와, 제2솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장하는 실장 단계와, 제2솔더 페이스트를 자재에 고착시키는 리플로우 단계를 포함하는 것에 의하여, 자원 회수율을 높이고, 제조 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPAIRING FAULTY SOLDER USING LASER}
본 발명은 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 자원 회수율을 높이고, 제조 비용을 절감할 수 있는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터나 가전제품 등과 같은 전자기기의 주요 부품으로 내장되는 자재(예를 들어, PCB)에는 소형 LED 또는 반도체칩이나 저항칩 등과 같은 다양한 형태의 소형 전자부품이 실장될 수 있도록 땜납(솔더 페이스트; solder paste)이 도포된다.
솔더 페이스트의 도포 과정은, 자재에 솔더 페이스트를 직접 도포하거나, 스크린 프린터와 같은 솔더 페이스트 도포장치에 의해 행해질 수 있다.
일 예로, 스크린 프린터는 특정 패턴의 개구부가 형성된 금속 마스크(metal mask) 상에 공급된 솔더 페이스트를 스퀴지(squeegee)로 밀어내어 자재의 피도포부(예를 들어, 금속 패드)에 솔더 페이스트를 도포한다.
한편, 자재에 도포되는 솔더 페이스트의 도포량이 정해진 도포량보다 작으면 자재 상에서 전자부품의 장착 상태가 불량이 되거나 접합 불량이 발생하는 문제가 있고, 이와 반대로, 솔더 페이스트의 도포량이 정해진 도포량보다 많으면 서로 인접한 피도포부에 도포된 솔더 페이스트가 서로 달라붙는 브릿지(bridge) 현상이 발생하는 문제점이 있으므로, 솔더 페이스트의 도포 상태를 검사하여 솔더 페이스트의 도포 상태가 불량한 자재는 처리 공정에서 배제될 수 있어야 한다.
그러나, 기존에는 전자부품이 실장된 솔더 페이스트를 리플로우(reflow)한 후, 자재에 실장된 회로 및 전자부품의 상태를 성능 검사나 동작 검사를 통해 확인할 수 있으므로, 솔더패이스트의 도포 불량으로 인하여 접속 상태가 불량인 자재를 처리 공정에서 배제할 수 있을 뿐이었다.
더욱이, 불량품으로 판별된 자재에서는 회로 및 전자부품의 손상없이 고착된 솔더 페이스트만을 깨끗하게 제거하기 어려워 자재 및 그에 실장된 전자부품까지 모두 폐기되어야 하므로, 제조 비용이 상승되고 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 최근에는 전자기기의 소형화, 집적화 추세에 따라 자재에 실장되는 전자부품들이 고밀도로 배치됨에 따라, 불량품으로 판별된 자재에서 회로 및 전자부품을 손상시키지 않고 고착된 솔더 페이스트만을 제거하기 매우 어려운 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 불량품으로 판별된 자재에서 재사용이 가능한 자원의 회수율을 높여 제조 비용을 절감하고 생산성을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 자원 회수율을 높이고, 제조 비용을 절감할 수 있는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 자재에 도포된 솔더 페이스트를 효과적으로 제거하고, 자재 및 자재에 실장된 전자부품의 회수율을 향상시킬 수 있는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 솔더 페이스트 도포 불량이 발생된 자재를 리페어(repair)할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 솔더 페이스트의 제거 효율을 높이고, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 생상성 및 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 자재의 피도포부에 제1솔더 페이스트를 도포하는 도포부와, 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 검사하는 제1검사부와, 제1검사부에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트를 피도포부에서 제거하는 제거부와, 피도포부에 제2솔더 페이스트를 재도포하는 재도포부와, 제2솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장하는 실장부와, 제2솔더 페이스트를 자재에 고착시키는 리플로우부를 포함하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치가 개시된다.
이는, 자원 회수율 및 생산성을 향상시키고, 제조 비용을 절감하기 위함이다.
즉, 기존에는 전자부품이 실장된 솔더 페이스트를 리플로우(reflow)한 후, 자재에 실장된 회로 및 전자부품의 상태를 성능 검사나 동작 검사를 통해 확인할 수 있으므로, 솔더패이스트의 도포 불량으로 인하여 접속 상태가 불량인 자재를 처리 공정에서 배제할 수 있을 뿐이었다. 더욱이, 불량품으로 판별된 자재에서 회로 및 전자부품의 손상없이 고착된 솔더 페이스트만을 깨끗하게 제거하기 어려워 자재 및 그에 실장된 전자부품까지 모두 폐기시켜야 하므로, 제조 원가가 상승되고 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명은 솔더 페이스트가 고착되기 전에 솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 검사하고, 도포 불량 여부에 따라 솔더 페이스트를 제거하는 것에 의하여, 솔더 페이스트를 효과적으로 제거하고, 자재 및 자재에 실장된 전자부품의 회수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부에 따라 솔더링부품을 실장 및 해체하는 공정을 추가적으로 수행하지 않아도 되므로, 리페어 공정을 간소화하고, 솔더링부품의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장하지 않은 상태에서 솔더 페이스트가 제거되도록 하는 것에 의하여, 솔더 페이스트를 제거하는 공정 중에 솔더링부품(기판/모재)이 손상되는 것을 최소화하고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도포부는 자재의 피도포부에 제1솔더 페이스트를 도포하도록 마련된다. 일 예로, 도포부는 자재에 형성된 금속패드에 제1솔더 페이스트를 도포하도록 구성된다.
제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 판별될 수 있다. 일 예로, 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부는 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트의 체적 또는 크기를 검사하여 판별될 수 있다.
제거부는 자재에서 회로 및 전자부품을 손상시키지 않고 피도포부에 도포된 솔더 페이스트만을 제거하도록 구성된다.
일 예로, 제거부는 제1솔더 페이스트에 레이저를 조사하여 제1솔더 페이스트를 제거하는 레이저 조사부를 포함한다.
바람직하게, 레이저 조사부는 제1솔더 페이스트에 집광된 적외선 레이저(IR laser)를 조사한다. 더욱 바람직하게, 레이저 조사부에서 레이저 빔은 수 m/sec 이상의 빠른 속도로 이동(VL)하면서, 제1솔더 페이스트에 반응성을 고려한 일정 이상의 출력으로 레이저를 조사하도록 구성된다.
이와 같이, 본 발명은 솔더 페이스트에 레이저를 조사하여 솔더 페이스트를 제거하는 것에 의하여, 솔더 페이스트의 제거 효율을 높이고, 자재 및 부품의 손상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 전자기기의 소형화, 집적화 추세에 따라 자재에 실장되는 전자부품들이 고밀도로 배치됨에 따라, 기구적인 접촉 또는 흡입에 의한 제거 방식으로는 주변 부품의 손상없이 극소량 및 극소 면적의 솔더 페이스트를 제거하기 어려웠으나, 본 발명은 레이저를 이용하여 솔더 페이스트를 제거하는 것에 의하여, 미소량(미소 면적)의 솔더 페이스트를 주변 부품의 손상없이 정확하게 제거하는 것이 가능하며, 서로 인접한 솔더 페이스트 간의 쇼트(예를 들어, 브릿지)도 수리하는 것이 가능하다.
바람직하게, 제거부는 제1솔더 페이스트가 비고착된 상태(리플로우되기 전 상태)에서 제1솔더 페이스트를 피도포부에서 제거한다.
이와 같이, 제1솔더 페이스트에 솔더링부품이 실장되기 전에 제1솔더 페이스트의 비고착 상태에서 제1솔더 페이스트가 제거되도록 하는 것에 의하여, 제1솔더 페이스의 제거 효율을 높이고, 솔더링부품 및 자재에 형성된 회로의 손상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치는 피도포부에 재도포된 제2솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 제2검사부를 포함할 수 있으며, 실장부는 제2솔더 페이스트가 정상 도포인 것으로 판별되면, 제2솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장한다.
반면, 제1솔더 페이스트가 정상적으로 도포된 것으로 판별되면, 실장부는 제1솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장한다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 본 발명에 따른 레이저 솔더 제거 공법 적용을 통한 솔더링 불량 수리 방법은, 자재의 피도포부에 제1솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 도포 단계와, 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 제1검사 단계와, 제1검사 단계에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트를 피도포부에서 제거하는 제거 단계와, 피도포부에 제2솔더 페이스트를 재도포하는 재도포 단계와, 제2솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장하는 실장 단계와, 제2솔더 페이스트를 자재에 고착시키는 리플로우 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 자원 회수율을 높이고, 제조 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 자재에 도포된 솔더 페이스트를 효과적으로 제거하고, 자재 및 자재에 실장된 전자부품의 회수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 솔더 페이스트 도포 불량이 발생된 자재를 리페어(repair)할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 솔더 페이스트의 제거 효율을 높이고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 생산성 및 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 도포부를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 자재 및 솔더 페이스트를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 'A'부분의 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 제1검사부를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 제거부를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 재도포부를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 제2검사부를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 실장부를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 리플로우부를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 도포부를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 자재 및 솔더 페이스트를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 'A'부분의 확대도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 제1검사부를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 제거부를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 재도포부를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 8은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 제2검사부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치로서, 실장부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 솔더링 불량 수리 장치(10)는, 자재(110)의 피도포부에 제1솔더 페이스트(120)를 도포하는 도포부(100)와, 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부를 판별하는 검사하는 제1검사부(200)와, 제1검사부(200)에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트(120)를 상기 피도포부에서 제거하는 제거부(220)와, 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')를 재도포하는 재도포부(240)와, 제2솔더 페이스트(120')에 솔더링부품(310)을 실장하는 실장부(300)와, 제2솔더 페이스트(120')를 상기 자재(110)에 고착시키는 리플로우부(400)를 포함한다.
참고로, 본 발명에서 자재(110)라 함은, LED, 반도체 칩 및 각종 전자부품 등과 같은 솔더링부품(310)이 실장이 실장되는 대상체를 의미하며, 자재(110)의 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 자재(110)는 웨이퍼이거나 기판(PCB)일 수 있다.
도포부(100)는 자재(110)의 피도포부에 제1솔더 페이스트(120)를 도포하도록 마련된다.
일 예로, 도포부(100)는 자재(110)에 형성된 금속패드(예를 들어, 구리패드)에 제1솔더 페이스트(120)를 도포하도록 구성된다. 바람직하게, 자재(110)에는 100㎛의 폭(또는 길이)(도 6의 d)을 갖는 금속패드가 특정 배열을 이루도록 이격되게 복수개가 형성된다.
제1솔더 페이스트(120)는 솔더 파우더(solder powder)와 플럭스(flux)가 혼합된 형태로 제공되며, 솔더 페이스트(120)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도포부(100)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 제1솔더 페이스트(120)를 자재(110)의 피도포부에 도포하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 도포부(100)는 특정 패턴의 개구부가 형성된 금속 마스크(metal mask) 상에 공급된 솔더 페이스트(120)를 스퀴지로 밀어내어 자재(110)의 피도포부에 제1솔더 페이스트(120)를 도포시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도포부가 제1솔더 페이스트를 자재의 피도포부에 직접 도포하거나, 도팅(dotting) 또는 프린팅하는 것도 가능하다.
제1검사부(200)는 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부를 판별하는 검사하도록 마련된다.
제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 판별될 수 있다. 일 예로, 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부는 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트(120)의 체적 또는 크기를 검사하여 판별될 수 있다.
예를 들어, 제1검사부(200)는 비젼 카메라(202)를 이용하여 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트(120)를 촬영하여 체적 또는 크기를 측정하고, 측정된 제1솔더 페이스트(120)의 체적 또는 크기를 기준 정보(미리 정해진 기준 체적 또는 기준 크기)와 비교하여 도포 불량 여부를 판별할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 비젼 카메라 대신 여타 다른 검사 장비를 이용하여 제1솔더 페이스트를 촬영하여 체적 또는 크기를 측정하는 것도 가능하다.
제거부(220)는 제1검사부(200)에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트(120)를 피도포부에서 제거하도록 마련된다.
이는, 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량으로 인한 접합 불량 및 쇼트 문제를 방지하기 위함이다.
즉, 제1솔더 페이스트(120)의 도포량이 정해진 도포량보다 작으면 자재(110) 상에서 솔더링부품(310)(예를 들어, 전자부품)의 장착 상태가 불량이 되거나 접합 불량이 발생하는 문제가 있고, 이와 반대로, 제1솔더 페이스트(120)의 도포량이 정해진 도포량보다 많으면 서로 인접한 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트(120)가 서로 달라붙는 브릿지(bridge) 현상이 발생하는 문제점이 있으므로, 도포 상태가 불량한 제1솔더 페이스트(120)는 리페어(제거된 후 다시 도포)될 수 있어야 한다.
바람직하게, 제거부(220)는 자재(110)에서 회로 및 전자부품을 손상시키지 않고 피도포부에 도포된 솔더 페이스트(120)만을 제거하도록 구성된다.
일 예로, 제거부(220)는 제1솔더 페이스트(120)에 레이저를 조사하여 제1솔더 페이스트(120)를 제거하는 레이저 조사부(222)를 포함한다. 제1솔더 페이스트(120)에 레이저를 조사하면, 제1솔더 페이스트(120)에 함유된 플럭스가 기화하고, 석션 플로우를 따라 솔더 파우더가 함께 제거될 수 있다.
바람직하게, 레이저 조사부(222)는 제1솔더 페이스트(120)에 레이저(laser)를 조사한다. 일 예로, 레이저 조사부(222)는 적외선 레이저를 조사할 수 있다.
더욱 바람직하게, 레이저 조사부(222)에서 조사되는 레이저 빔은 수 m/sec 이상의 빠른 속도로 이동(VL)하면서, 제1솔더 페이스트(120)에 반응성을 고려한 일정 이상의 출력으로 레이저를 조사하도록 구성된다.
일 예로, 레이저 조사부(222)가 고정된 상태에서 레이저 조사부(222)의 전방에 배치되는 갈바노미터(Galvanometer)에 의해 레이저 조사부(222)에서 조사된 레이저 빔이 일정 이동 속도(VL)로 이동할 수 있다.
경우에 따라서는, 레이저 조사부가 이동하도록 구성될 수도 있지만, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 레이저 조사부의 위치가 고정되고, 갈바노미터 등을 이용하여 레이저빔의 이동을 보다 효율적으로 행할 수 있다.
이때, 레이저의 출력이 기준 설정치 보다 크게 되면, 자재(110)에서 회로 및 전자부품이 손상될 수 있으므로, 레이저 조사부(222)는 제1솔더 페이스트(120)에 기준 출력을 유지하며 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 레이저 조사부(222) UV 레이저 또는 그린 레이저를 조사하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명은 레이저를 조사하여 제1솔더 페이스트(120)를 제거하는 것에 의하여, 주변 부품(예를 들어, 금속패드 또는 포토 솔더 레지스트) 및 회로의 손상없이 제1솔더 페이스트(120)를 효과적으로 제거하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 전자기기의 소형화, 집적화 추세에 따라 자재(110)에 실장되는 전자부품들이 고밀도로 배치됨에 따라, 기구적인 접촉 또는 흡입에 의한 제거 방식으로는 주변 부품의 손상없이 극소량 및 극소 면적의 솔더 페이스트(120)를 제거하기 어려웠으나, 본 발명은 레이저를 이용하여 솔더 페이스트(120)를 제거하는 것에 의하여, 미소량(미소 면적)의 솔더 페이스트(120)를 주변 부품의 손상없이 정확하게 제거하는 것이 가능하며, 서로 인접한 솔더 페이스트(120) 간의 쇼트(예를 들어, 브릿지)도 수리하는 것이 가능하다.
바람직하게, 제거부(220)는 제1솔더 페이스트(120)가 비고착된 상태(리플로우되기 전 상태)에서 제1솔더 페이스트(120)를 피도포부에서 제거한다.
이와 같이, 제1솔더 페이스트(120)에 솔더링부품(310)이 실장되기 전에 제1솔더 페이스트(120)의 비고착 상태에서 제1솔더 페이스트(120)가 제거되도록 하는 것에 의하여, 제1솔더 페이스의 제거 효율을 높이고, 솔더링부품(310) 및 자재(110)에 형성된 회로의 손상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부에 따라 솔더링부품(310)을 실장 및 해체하는 공정을 추가적으로 수행하지 않아도 되므로, 리페어 공정을 간소화하고, 솔더링부품(310)의 손상을 방지할 수 있다.
경우에 따라서는 솔더링부품이 실장된 제1솔더 페이스트가 리플로우된 상태에서 레이저를 조사하여 제1솔더 페이스트를 제거하는 것도 가능하나, 제1솔더 페이스트에 레이저를 조사하는 중에, 제1솔더 페이스트에 실장된 솔더링부품 및 자재에 형성된 회로 등이 손상될 우려가 있고, 제1솔더 페이스트를 제거하는데 소요되는 시간이 증가하게 되므로, 솔더링부품(310)이 실장되기 전에 제1솔더 페이스트(120)가 비고착된 상태에서 제1솔더 페이스트(120)를 제거하는 것이 바람직하다.
재도포부(240)는 제1솔더 페이스트(120)가 제거된 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')를 재도포하기 위해 마련된다.
재도포부(240)는 도포부(100)와 동일 또는 유사한 방식(예를 들어, 도팅 또는 프린팅)으로 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')를 재도포시킬 수 있으며, 재도포부(240)에 의한 제2솔더 페이스트(120')를 재도포 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 솔더링 불량 수리 장치(10)는 피도포부에 재도포된 제2솔더 페이스트(120')의 도포 불량 여부를 판별하는 제2검사부(260)를 포함한다.
제2솔더 페이스트(120')의 도포 불량 여부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 판별될 수 있다. 일 예로, 제2솔더 페이스트(120')의 도포 불량 여부는 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트(120)의 체적 또는 크기를 검사하여 판별될 수 있다.
예를 들어, 제2검사부(260)는 비젼 카메라(262)를 이용하여 피도포부에 도포된 제2솔더 페이스트(120')를 촬영하여 체적 또는 크기를 측정하고, 측정된 제2솔더 페이스트(120')의 체적 또는 크기를 기준 정보(미리 정해진 기준 체적 또는 기준 크기)와 비교하여 도포 불량 여부를 판별할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 비젼 카메라 대신 여타 다른 검사 장비를 이용하여 제2솔더 페이스트를 촬영하여 체적 또는 크기를 측정하는 것도 가능하다.
실장부(300)는 제2솔더 페이스트(120')가 정상 도포인 것으로 판별되면, 제2솔더 페이스트(120')에 솔더링부품(310)을 실장하도록 마련된다.
여기서, 제2솔더 페이스트(120')에 솔더링부품(310)을 실장한다 함은, 제2솔더 페이스트(120')의 내부에 솔더링부품(310)을 배치시키거나 제2솔더 페이스트(120')의 상부에 솔더링부품(310)을 적층시키는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다.
반면, 제1솔더 페이스트(120)가 정상적으로 도포된 것으로 판별되면, 실장부(300)는 제1솔더 페이스트(120)에 솔더링부품(310)을 실장한다.
리플로우부(400)는 제2솔더 페이스트(120')를 자재(110)에 고착시키도록 마련된다.
일 예로, 리플로우부(400)는 솔더링부품(310)이 실장된 제2솔더 페이스트(120')(또는 제1솔더 페이스트)에 열을 가하여 제2솔더 페이스트(120')를 자재(110)에 고착시킬 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법을 설명하기 위한 블록도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법은, 자재(110)의 피도포부에 제1솔더 페이스트(120)(solder paste)를 도포하는 도포 단계(S10)와, 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부를 판별하는 제1검사 단계(S20)와, 제1검사 단계(S20)에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트(120)를 피도포부에서 제거하는 제거 단계(S30)와, 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')를 재도포하는 재도포 단계(S40)와, 제2솔더 페이스트(120')에 솔더링부품(310)을 실장하는 실장 단계(S60)와, 제2솔더 페이스트(120')를 자재(110)에 고착시키는 리플로우 단계(S70)를 포함한다.
단계 1:
먼저, 자재(110)의 피도포부에 제1솔더 페이스트(120)를 도포한다.(S10)
도포 단계(S10)에서는 솔더 파우더(solder powder)와 플럭스(flux)가 혼합된 제1솔더 페이스트(120)를 도포부(100)는 자재(110)의 피도포부에 도포한다.
일 예로, 도포 단계(S10)에서는 특정 패턴의 개구부가 형성된 금속 마스크(metal mask) 상에 공급된 솔더 페이스트(120)를 스퀴지로 밀어내어 자재(110)의 피도포부에 제1솔더 페이스트(120)를 도포시킬 수 있다.
단계 2:
다음, 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부를 판별한다.(S20)
제1검사 단계(S20)에서 제1솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부는 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트(120)의 체적 또는 크기를 검사하여 판별될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1검사 단계(S20)에서는 비젼 카메라(202)를 이용하여 피도포부에 도포된 제1솔더 페이스트(120)를 촬영하여 체적 또는 크기를 측정하고, 측정된 제1솔더 페이스트(120)의 체적 또는 크기를 기준 정보(미리 정해진 기준 체적 또는 기준 크기)와 비교하여 도포 불량 여부를 판별할 수 있다.
단계 3:
다음, 제1검사 단계(S20)에서 도포 불량으로 판별된 제1솔더 페이스트(120)를 피도포부에서 제거한다.(S30)
제거 단계(S30)에서는 제1솔더 페이스트(120)에 레이저를 조사하여 제1솔더 페이스트(120)를 제거한다. 보다 구체적으로, 제1솔더 페이스트(120)에 레이저를 조사하면, 제1솔더 페이스트(120)에 함유된 플럭스가 기화하고, 석션 플로우를 따라 솔더 파우더가 함께 제거될 수 있다.
바람직하게, 제거 단계(S30)에서는 제1솔더 페이스트(120)에 집광된 레이저(laser)를 조사한다. 제거 단계(S30)에서 레이저 빔은 반응성을 고려한 일정 이상의 출력으로 수 m/sec의 속도로 조사된다. 일 예로, 100㎛의 폭(또는 길이)(도 6의 d)을 갖는 6개의 금속패드에 도포된 제1솔더 페이스트(120)를 제거하는데 소요되는 시간은 1초 미만일 수 있다.
더욱 바람직하게, 제거 단계(S30)에서는 제1솔더 페이스트(120)가 비고착된 상태(리플로우되기 전 상태)에서 제거된다.
단계 4:
다음, 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')를 재도포한다.(S40)
재도포 단계(S40)에서는 도포 단계(S10)와 동일 또는 유사한 방식으로 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')가 재도포된다.
단계 5:
또한, 피도포부에 제2솔더 페이스트(120')를 재도포된 후에는, 피도포부에 재도포된 제2솔더 페이스트(120')의 도포 불량 여부를 판별하는 제2검사 단계가 추가될 수 있다.(S50)
일 예로, 제2검사 단계(S20)에서 제2솔더 페이스트(120')의 도포 불량 여부는 피도포부에 도포된 제2솔더 페이스트(120')의 체적 또는 크기를 검사하여 판별될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2검사 단계(S20)에서는 비젼 카메라(202)를 이용하여 피도포부에 도포된 제2솔더 페이스트(120')를 촬영하여 체적 또는 크기를 측정하고, 측정된 제2솔더 페이스트(120')의 체적 또는 크기를 기준 정보(미리 정해진 기준 체적 또는 기준 크기)와 비교하여 도포 불량 여부를 판별할 수 있다.
단계 6:
다음, 제2솔더 페이스트(120')가 정상 도포인 것으로 판별되면, 제2솔더 페이스트(120')에 솔더링부품(310)을 실장한다.(S60)
실장 단계(S60)에서는 제2솔더 페이스트(120')의 내부에 솔더링부품(310)이 배치되거나 제2솔더 페이스트(120')의 상부에 솔더링부품(310)이 적층된다.
반면, 제1검사 단계(S20)에서 제1솔더 페이스트(120)가 정상 도포로 판별된 경우에는, 실장 단계(S60)에서는 제1솔더 페이스트(120)에 솔더링부품(310)이 실장된다.
단계 7:
다음, 제2솔더 페이스트(120')를 자재(110)에 고착시킨다.(S70)
리플로우 단계(S70)에서는 솔더링부품(310)이 실장된 제2솔더 페이스트(120')(또는 제1솔더 페이스트)에 열을 가하여 제2솔더 페이스트(120')를 자재(110)에 고착시킨다.
제2솔더 페이스트(120')(또는 제1솔더 페이스트)가 리플로우된 이후에는, AOI(Automatic Optical Inspection) 장비를 이용하여 자재(110)의 외관 및 동작여부 검사를 수행할 수 있으며, 외관 검사에서 양품으로 판정되면 생산이 완료된다.
이와 같이, 본 발명은 솔더 페이스트(120)가 고착되기 전에 솔더 페이스트(120)의 도포 불량 여부를 검사하고, 도포 불량 여부에 따라 솔더 페이스트(120)를 제거하는 것에 의하여, 솔더 페이스트(120)를 효과적으로 제거하고, 자재(110) 및 자재(110)에 실장된 전자부품의 회수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 솔더 페이스트(120)에 솔더링부품(310)을 실장하지 않은 상태에서 솔더 페이스트(120)가 제거되도록 하는 것에 의하여, 솔더 페이스트(120)를 제거하는 공정 중에 솔더링부품(310)이 손상되는 것을 최소화하고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도 본 발명은 솔더 페이스트(120)에 레이저를 조사하여 솔더 페이스트(120)를 제거하는 것에 의하여, 솔더 페이스트(120)의 제거 효율을 높이고, 자재(110) 및 부품의 손상을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 전자기기의 소형화, 집적화 추세에 따라 자재(110)에 실장되는 전자부품들이 고밀도로 배치됨에 따라, 기구적인 접촉 또는 흡입에 의한 제거 방식으로는 주변 부품의 손상없이 극소량 및 극소 면적의 솔더 페이스트(120)를 제거하기 어려웠으나, 본 발명은 레이저를 이용하여 솔더 페이스트(120)를 제거하는 것에 의하여, 미소량(미소 면적)의 솔더 페이스트(120)를 주변 부품의 손상없이 정확하게 제거하는 것이 가능하며, 서로 인접한 솔더 페이스트(120) 간의 쇼트(예를 들어, 브릿지)도 수리하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 불량 솔더 수리 장치 100 : 도포부
110 : 자재 120,120' : 솔더 페이스트
200 : 제1검사부 202 : 비젼 카메라
220 : 제거부 222 : 레이저 조사부
240 : 재도포부 260 : 제2검사부
262 : 비젼 카메라 300 : 실장부
310 : 솔더링부품
400 : 리플로우부

Claims (14)

  1. 불량 솔더 수리 방법으로서,
    자재의 피도포부에 제1솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 도포 단계와;
    상기 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 제1검사 단계와;
    상기 제1검사 단계에서 도포 불량으로 판별된 상기 제1솔더 페이스트를 상기 피도포부에서 제거하는 제거 단계와;
    상기 피도포부에 제2솔더 페이스트를 재도포하는 재도포 단계와;
    상기 제2솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장하는 실장 단계와;
    상기 제2솔더 페이스트를 상기 자재에 고착시키는 리플로우 단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제거 단계에서는 상기 제1솔더 페이스트가 비고착된 상태에서 상기 제1솔더 페이스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제거 단계에서는 상기 제1솔더 페이스트에 레이저를 조사하여 상기 제1솔더 페이스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피도포부는 상기 자재에 형성되는 금속패드인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1검사 단계에서는 상기 제1솔더 페이스트의 체적 및 크기 중 어느 하나 이상으로 상기 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피도포부에 재도포된 상기 제2솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 제2검사 단계를 포함하고,
    상기 제2검사 단계에서 상기 제2솔더 페이스트가 정상 도포로 판별되면, 상기 제2솔더 페이스트에 상기 솔더링부품을 실장하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1검사 단계에서 상기 제1솔더 페이스트가 정상 도포로 판별되면, 실장 단계에서 상기 제1솔더 페이스트에 상기 솔더링부품을 실장하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 방법.
  8. 불량 솔더 수리 장치로서,
    자재의 피도포부에 제1솔더 페이스트를 도포하는 도포부와;
    상기 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 검사하는 제1검사부와;
    상기 제1검사부에서 도포 불량으로 판별된 상기 제1솔더 페이스트를 상기 피도포부에서 제거하는 제거부와;
    상기 피도포부에 제2솔더 페이스트를 재도포하는 재도포부와;
    상기 제2솔더 페이스트에 솔더링부품을 실장하는 실장부와;
    상기 제2솔더 페이스트를 상기 자재에 고착시키는 리플로우부를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제거부는 상기 제1솔더 페이스트가 비고착된 상태에서 상기 제1솔더 페이스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제거부는 상기 제1솔더 페이스트에 레이저를 조사하여 상기 제1솔더 페이스트를 제거하는 레이저 조사부인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 피도포부는 상기 자재에 형성되는 금속패드인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1검사부는 상기 제1솔더 페이스트의 체적 및 크기 중 어느 하나 이상으로 상기 제1솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피도포부에 재도포된 상기 제2솔더 페이스트의 도포 불량 여부를 판별하는 제2검사부를 포함하고,
    상기 제2검사부에서 상기 제2솔더 페이스트가 정상 도포로 판별되면, 상기 제2솔더 페이스트에 상기 솔더링부품을 실장하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
  14. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1검사부에서 상기 제1솔더 페이스트가 정상 도포로 판별되면, 상기 실장부는 상기 제1솔더 페이스트에 상기 솔더링부품을 실장하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치.
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