KR20200119049A - Laser pressure head module of laser reflow equipment - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a laser pressure head module of a laser reflow device and, more specifically, to a laser pressure head module of a laser reflow device, capable of bonding a plurality of electronic components to a substrate by pressing the electronic components arranged on the substrate through a translucent pressing member while radiating a laser beam through the pressing member. The laser pressure head module includes: a rectangular holder unit for installing the translucent pressing member to be replaceable; a pressure balancer initializing the self-load of the translucent pressing member and a holder plate to a zero point by adding pressure in an opposite direction as much as the self-load of the translucent pressing member and the holder plate while supporting the bottom of each corner of the holder plate; and a press unit provided in an upper part of each corner of the holder plate without contact to independently press each corner of the holder plate with an amount equal to the set pressure.

Description

레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈 {Laser pressure head module of laser reflow equipment}Laser pressure head module of laser reflow equipment

본 발명은 레이저 리플로우 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 눌러 가압한 상태로 레이저를 조사하여 전자부품을 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a laser reflow device, and more particularly, to a laser pressurizing head module of a laser reflow device for bonding electronic parts by irradiating a laser while pressing a plurality of electronic parts by pressing a light-transmitting press member. .

산업용 레이저 가공에서 마이크론(㎛)급의 정밀도를 가지는 응용분야가 마이크로 레이저프로세싱인데, 반도체 산업, 디스플레이 산업, 인쇄회로기판(PCB) 산업, 스마트폰 산업 등에서 널리 사용되고 있다. 모든 전자기기에 사용되는 메모리칩은 집적도와 성능 및 초고속 통신속도를 구현하기 위해 회로간격을 최소한으로 축소시키는 기술이 발전하다가 현재는 회로선폭과 선폭간격을 축소시키는 것만으로는 요구되는 기술수준을 달성하기 어려워서 메모리칩들을 수직방향으로 적층하는 수준이 되었다. 이미 128층까지의 적층기술이 TSMC사(社)에서 개발되었고, 72층까지 적층하는 기술을 삼성전자, SK하이닉스 등에서 대량생산에 적용하고 있다.Micro laser processing is an application field with micron (㎛) precision in industrial laser processing, and is widely used in the semiconductor industry, display industry, printed circuit board (PCB) industry, and smartphone industry. Memory chips used in all electronic devices have developed a technology that minimizes the circuit spacing in order to realize the integration, performance and ultra-high communication speed, but now the required technology level is achieved simply by reducing the circuit line width and line width interval. It is difficult to do so, so it has reached the level of stacking memory chips in a vertical direction. The stacking technology up to 128 layers has already been developed by TSMC, and the technology of stacking up to 72 layers is being applied to mass production at Samsung Electronics and SK Hynix.

또한, 메모리칩, 마이크로프로세서칩, 그래픽프로세서칩, 무선프로세서칩, 센서프로세서칩 등을 1개의 패키지에 실장하려는 기술개발들이 치열하게 연구개발되고 있으며 상당한 수준의 기술들이 이미 실전적용되고 있다.In addition, technological developments for mounting memory chips, microprocessor chips, graphic processor chips, wireless processor chips, and sensor processor chips in one package are being intensively researched and developed, and a considerable level of technologies are already being applied in practice.

그러나 앞에서 언급한 기술의 개발과정에서, 초고속/초고용량 반도체칩 내부에서 더욱 더 많은 전자들이 신호처리프로세스에 참여해야 하므로 전력소비량이 커져서 발열에 대한 냉각처리 이슈가 제기되었다. 또한, 더욱 많은 신호들에 대한 초고속 신호처리 및 초고주파 신호처리라는 요구사항을 달성하기 위하여 대량의 전기신호들을 초고속으로 전달해야 한다는 기술이슈가 제기되었다. 또한, 신호선들이 많아져야 해서 반도체칩 외부로의 신호 인터페이스 선들을 더 이상 1차원적인 리드선방식으로는 처리하지 못하고 반도체칩 하부에서 2차원적으로 처리하는 볼그리드어레이(BGA) 방식(Fan-In BGA 또는 Fan-in Wafer-Level-Package(FIWLP)라고 함)과, 칩 하부의 초미세 BGA층 아래에 신호 배선 재배열층(Signal Layout Redistribution Layer)을 두고 그 하부에 2차 미세 BGA층을 설치하는 방식(Fan-Out BGA 또는 Fan-Out Wafer-Level-Package(FOWLP) 또는 Fan-Out Panel-Level-Package라고 함) 방식이 실적 적용되고 있다.However, in the process of development of the aforementioned technology, since more and more electrons have to participate in the signal processing process inside the ultra-high-speed/ultra-high-capacity semiconductor chip, the power consumption increases, and the issue of cooling treatment for heat generation has been raised. In addition, a technical issue has been raised that a large amount of electrical signals must be transmitted at an ultra-high speed in order to achieve the requirements of ultra-high-speed signal processing and ultra-high frequency signal processing for more signals. In addition, since the number of signal lines must be increased, the signal interface lines to the outside of the semiconductor chip can no longer be processed with a one-dimensional lead wire method, but the Fan-In BGA method is processed in a two-dimensional manner under the semiconductor chip. Or Fan-in Wafer-Level-Package (FIWLP)), and a Signal Layout Redistribution Layer under the ultrafine BGA layer under the chip, and a second fine BGA layer under the chip. The method (referred to as Fan-Out BGA or Fan-Out Wafer-Level-Package (FOWLP) or Fan-Out Panel-Level-Package) has been successfully applied.

최근에는 반도체칩의 경우, EMC(Epoxy-Mold Compound)층을 포함하여 두께가 200㎛ 이하 제품이 등장하고 있다. 이와 같이 두께가 수백 마이크론에 불과한 마이크론급의 초경박형 반도체칩을 초경박형 PCB에 부착하기 위하여 기존의 표면실장기술(SMT) 표준공정인 써멀리플로우오븐(Thermal Reflow Oven) 기술과 같은 매스리플로우(MR) 공정을 적용하면 수백 초의 시간 동안 100∼300도(℃)의 공기온도환경 속에 반도체칩이 노출되므로 열팽창계수(CTE; Coefficient of ThermalExpansion) 차이 때문에 칩-테두리 휨(Chip-Boundary Warpage), PCB-테두리 휨(PCB-Boundary Warpage), 열충격형 랜덤본딩불량(Random-Bonding Failure by Thermal Shock) 등 다양한 형태의 솔더링 본딩 접착불량이 발생할 수 있다.Recently, in the case of semiconductor chips, products with a thickness of 200 μm or less including an EMC (Epoxy-Mold Compound) layer have appeared. In order to attach a micron-class ultra-thin semiconductor chip with a thickness of only a few hundred microns to an ultra-thin PCB, mass reflow is the same as the conventional surface mount technology (SMT) standard process, Thermal Reflow Oven technology. When applying MR) process, semiconductor chips are exposed in an air temperature environment of 100 to 300 degrees Celsius (℃) for hundreds of seconds, so chip-boundary warpage (PCB) due to the difference in coefficient of thermal expansion (CTE) -Various types of soldering bonding defects such as PCB-Boundary Warpage and Random-Bonding Failure by Thermal Shock may occur.

이에 따라 최근들어 각광받고 있는 레이저 리플로우 장치의 구성을 살펴보면, 레이저 헤드 모듈이 본딩대상물(반도체 칩 또는 집적회로 IC)을 수 초 동안 눌러주면서 레이저를 조사하여 본딩하는 방식으로, 반도체 칩 또는 집적회로(IC) 사이즈에 대응하는 면 광원 형태의 레이저를 조사하여 본딩을 수행한다.Accordingly, looking at the configuration of a laser reflow device that has recently been in the spotlight, a laser head module presses a bonding object (semiconductor chip or integrated circuit IC) for several seconds and irradiates a laser to bond. (IC) Bonding is performed by irradiating a laser in the form of a surface light source corresponding to the size.

이러한 가압방식의 레이저 헤드 모듈에 대해서는 한국등록특허 제0662820호(이하, ‘선행문헌1’이라 함)를 참조하면, 플립칩의 후면에 레이저를 조사하여 상기 플립칩을 가열하는 한편, 상기 플립칩을 상기 캐리어 기판에 압착하기 위한 플립칩 가열압착모듈의 구성이 개시되어 있다.For this pressurized laser head module, referring to Korean Patent No. 0662820 (hereinafter referred to as'priority document 1'), the flip chip is heated by irradiating a laser on the rear surface of the flip chip. A configuration of a flip-chip heating and compression module for compressing the carrier substrate is disclosed.

그러나, 상기 선행문헌1에 개시된 종래 가압방식의 레이저 헤드 모듈은 칩을 흡착하여 본딩 포지션으로 이동시키기 위한 수단과, 상기 칩의 이면을 레이저를 통해 가열함과 동시에 상기 칩을 캐리어 기판에 압착시키기 위한 수단으로 분리되기 때문에 반도체 스트립과 같이 복수의 반도체 칩을 본딩하는 경우 하나의 반도체 칩을 가압하면서 레이저를 조사하는 동작을 반도체 칩 개수만큼 반복적으로 수행해야하기 때문에 작업시간이 증대될 수밖에 없었다.However, the conventional pressurized laser head module disclosed in Prior Document 1 includes a means for adsorbing a chip and moving it to a bonding position, and for heating the back surface of the chip through a laser and simultaneously pressing the chip to a carrier substrate. Since they are separated by means, in the case of bonding a plurality of semiconductor chips such as a semiconductor strip, the operation of irradiating a laser while pressing a single semiconductor chip must be repeatedly performed as many as the number of semiconductor chips, which inevitably increases the working time.

한편 한국공개특허 2018-0137887(이하, ‘선행문헌2’이라 함)을 참조하면, 동 특허에 언급된 레이저 가압 헤드 구성은 가압 헤드가 여러 개의 플립칩을 동시에 가압한 상태에서 레이저 헤드가 수평 방향으로 이송하며 각 플립칩을 순차적으로 하나씩 레이저를 조사하거나 또는 단일의 레이저 헤드가 여러 개의 플립칩에 레이저를 동시에 조사하는 방식으로 본딩 처리가 가능함에 대해 개괄적으로 언급하고 있다. Meanwhile, referring to Korean Patent Laid-Open Patent 2018-0137887 (hereinafter referred to as'priority document 2'), the laser pressure head configuration mentioned in the patent is in the horizontal direction while the pressure head presses several flip chips simultaneously. It briefly mentions that the bonding process is possible by irradiating a laser to each flip chip sequentially one by one or by irradiating a laser to several flip chips simultaneously by a single laser head.

그러나, 상술한 선행문헌2의 종래 레이저 가압 헤드 구성에 따르면 단일의 레이저 소스를 이용하기 때문에 기판 상에 배치된 복수의 플립칩에 레이저 빔이 여러 각도에서 입사함에 따라 균질화된 레이저 빔을 조사 및 불량없이 복수의 플립칩을 리플로우하기는 기술적으로 많은 어려움이 예상된다.However, according to the conventional laser pressurizing head configuration of Prior Document 2 described above, since a single laser source is used, a homogenized laser beam is irradiated and defective as the laser beam is incident on a plurality of flip chips arranged on the substrate at various angles It is expected that a lot of technical difficulties are expected to reflow a plurality of flip chips without the need.

그러므로 종래에는 단일의 플립칩을 하나씩 순차적으로 가압 및 리플로우 처리함에 따라 전체 작업시간이 증가될 수밖에 없었고, 복수의 처리를 위해 다양한 기판의 사이즈에 수평적으로 배치된 복수의 플립칩에 단일의 레이저 빔을 동시에 조사하더라도 각각의 플립칩에 충분한 열에너지가 골고루 전달되기는 사실상 어려우므로 여전히 본딩 불량률이 개선되기 어려운 문제점이 남아 있었다.Therefore, conventionally, the total working time was inevitably increased by sequentially pressing and reflowing a single flip chip one by one, and a single laser was applied to a plurality of flip chips horizontally arranged on various substrate sizes for multiple processing. Even if the beams are irradiated at the same time, it is practically difficult to evenly transmit sufficient heat energy to each flip chip, and thus, there remains a problem in that it is difficult to improve the bonding defect rate.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명은 다양한 기판의 사이즈에 대응되도록 투광성 가압부재가 장착되는 판상의 홀더 유닛의 각 모서리부를 각각 독립적으로 압력을 설정 및 조절할 수 있게 구성된다. 이에 따라 복수의 전자부품을 동시에 가압 및 레이저 빔을 조사하여 한번에 리플로우 처리함에 따라 대량 처리가 가능하면서도 불량률이 대폭 개선되는 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, and the present invention is capable of independently setting and adjusting the pressure at each corner of the plate-shaped holder unit on which the translucent pressing member is mounted so as to correspond to the sizes of various substrates. It is structured. Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser pressurizing head module of a laser reflow apparatus in which a plurality of electronic parts are simultaneously pressed and a laser beam is irradiated to perform reflow processing at a time, thereby enabling mass processing and significantly improving a defect rate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판 상에 배열된 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 가압함과 동시에 상기 가압부재를 통해 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈에 있어서, 상기 투광성 가압부재를 교체가능하게 장착하기 위한 장방형의 홀더 유닛; 상기 홀더 플레이트의 각 모서리 하단을 지지하면서 홀더 플레이트와 투광성 가압부재의 자중만큼 반대방향으로 압력을 부가함으로써 홀더 플레이트와 투광성 가압부재의 자중을 영점으로 초기화시키는 압력 밸런서; 및 상기 홀더 플레이트의 각 모서리 상방에 비접촉된 상태로 구비되어 홀더 플레이트의 각 모서리를 각각 설정된 압력만큼 독립적으로 눌러 가압하는 프레스 유닛을 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object is a laser reflow for bonding electronic components to a substrate by pressing a plurality of electronic components arranged on a substrate with a translucent pressing member and irradiating a laser beam through the pressing member. A laser pressing head module of an apparatus, comprising: a rectangular holder unit for replaceably mounting the translucent pressing member; A pressure balancer for initializing the self-weight of the holder plate and the light-transmitting pressing member to zero by applying pressure in the opposite direction by the weight of the holder plate and the light-transmitting pressing member while supporting the lower end of each corner of the holder plate; And a press unit provided in a non-contact state above each corner of the holder plate to independently press each corner of the holder plate by a set pressure.

또한 상기 압력 밸런서는 에어 실린더로 구성된다.In addition, the pressure balancer is composed of an air cylinder.

또한 상기 압력 밸런서는 탄성 스프링으로 구성된다.In addition, the pressure balancer is composed of an elastic spring.

또한 상기 프레스 유닛은 홀더 플레이트를 각 모서리를 각각 설정된 압력만큼 독립적으로 눌러 가압하도록 각 모서리마다 1개씩 분할 배치된다. In addition, the press unit is dividedly arranged for each corner to independently press each corner of the holder plate by a set pressure.

또한 상기 프레스 유닛은, 홀더 플레이트의 각 모서리 부분을 비접촉으로 파지하고 있는 프레스 브라켓; 및 상기 프레스 브라켓의 상단에 장착되어 상기 홀더 플레이트를 각각 설정된 압력만큼 하방으로 눌러 가압하는 가압 실린더를 포함하여 구성된다.In addition, the press unit includes: a press bracket for non-contacting each corner portion of the holder plate; And a pressurizing cylinder mounted on the upper end of the press bracket to press the holder plate downward by a set pressure.

또한 상기 가압 실린더는 kgf 단위로 가압력을 미세하게 설정 및 조절이 가능한 정밀 공압 실린더가 채택된다. In addition, the pressurizing cylinder adopts a precision pneumatic cylinder capable of finely setting and adjusting the pressing force in kgf.

또한 상기 가압 실린더에는 가압시 압력을 측정하여 상시 피드백하기 위한 압력감지센서가 더 구비된다. In addition, the pressurizing cylinder is further provided with a pressure sensing sensor for measuring the pressure during pressurization and providing constant feedback.

또한 상기 홀더 유닛의 상방에는 정전기에 의한 더스트의 먼지 흡착으로부터 투광성 가압부재의 상면을 클리닝하기 위한 이오나이저 유닛이 더 구비된다. In addition, an ionizer unit is further provided above the holder unit for cleaning the upper surface of the light-transmitting pressing member from dust adsorption of dust due to static electricity.

또한 상기 레이저 빔은 둘 이상의 레이저 소스로부터 레이저 빔이 중첩 조사된다.In addition, the laser beam is irradiated by overlapping laser beams from two or more laser sources.

또한 상기 투광성 가압부재 하부로, 레이저 본딩시 발생하는 가스(fumes)가 투광성 가압부재의 바닥면에 달라붙는 것을 막아주는 보호필름을 더 포함하여 구성된다.In addition, it is configured to further include a protective film that prevents gas (fumes) generated during laser bonding from sticking to the bottom surface of the light-transmitting pressing member under the translucent pressing member.

또한 상기 보호필름은 폴리테트라플로오로에틸렌 수지(PTFE) 또는 퍼플루오로알콕시 수지(PFA)로 구현된다.In addition, the protective film is implemented with polytetrafluoroethylene resin (PTFE) or perfluoroalkoxy resin (PFA).

또한 상기 보호필름은 롤 형태로 감긴 보호필름을 풀어주면서 일측으로 이송시키는 릴-투-릴(reel to reel) 방식의 보호필름 이송부에 의해 공급된다.In addition, the protective film is supplied by a reel-to-reel type protective film transfer unit that unwinds the protective film wound in a roll form and transports it to one side.

상술한 바와 같은 본 발명은, 복수의 전자부품을 눌러 가압함과 동시에 균질화된 레이저 빔을 조사할 수 있게 됨으로써 대량 리플로우 처리에 의해 생산성이 대폭 개선되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, a plurality of electronic parts are pressed and pressed, and a homogenized laser beam can be irradiated at the same time, so that productivity is significantly improved by mass reflow processing.

또한 투광성 가압부재가 장착되는 홀더 유닛의 각 모서리부를 누르는 압력을 각각 독립적으로 설정 및 조정할 수 있게 구성됨으로써 기판 상에 배치된 복수의 전자부품에 작용하는 압력이 부족하거나 또는 과압력이 걸려 발생될 수 있는 불량률이 대폭 개선되는 효과가 있다.In addition, the pressure applied to the respective corners of the holder unit on which the translucent pressing member is mounted can be independently set and adjusted, so that the pressure acting on a plurality of electronic parts disposed on the substrate may be insufficient or overpressure may occur. There is an effect of significantly improving the defective rate.

도 1은 본 발명 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈 구성을 전체적으로 보인 예시도
도 2는 도 1의 블록 구성도
도 3은 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 일 실시예에 따른 싱글 레이저 빔 모듈의 개념도
도 4는 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 빔 모듈의 개념도
도 5는 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 빔 모듈의 구성도
도 6 내지 도 9는 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 빔 모듈에 적용가능한 레이저 광학계의 구성도
도 10은 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 전체 장치 구성을 개략적으로 보인 요부 측단면도
도 11은 도 10의 요부 평면도
도 12는 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 프레스 유닛을 확대하여 보인 요부 사시도1 is an exemplary view showing the overall configuration of a laser pressure head module of the laser reflow apparatus of the present invention
2 is a block diagram of FIG. 1
3 is a conceptual diagram of a single laser beam module according to an embodiment of the present invention laser pressure head module
4 is a conceptual diagram of a multi-laser beam module according to another embodiment of the present invention laser pressurizing head module
5 is a block diagram of a multi-laser beam module according to another embodiment of the present invention laser pressurizing head module
6 to 9 are configuration diagrams of a laser optical system applicable to a multi-laser beam module according to another embodiment of the laser pressurizing head module of the present invention.
10 is a side cross-sectional view schematically showing the overall device configuration of the laser pressurizing head module of the present invention
Figure 11 is a plan view of the main part of Figure 10
12 is a perspective view showing an enlarged main part of the press unit of the laser pressurizing head module of the present invention

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present specification are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "include" or "have" to "include" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the present specification. It is to be understood that the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, or other features beyond that is not preliminarily excluded.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다.Unless otherwise defined in the specification, all terms including technical or scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. Shouldn't.

이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 리플로우 장치를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a reflow device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 구성을 전체적으로 보인 예시도이고, 도 2는 도 1의 블록 구성도이다.1 is an exemplary view showing the overall configuration of a laser reflow apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of FIG. 1.

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈(300)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하부에 열을 가할 수 있는 구조를 갖추고 있는 다공성 물질 혹은 진공 구멍이 형성된 스테이지(111)에 지지되면서 이송되는 본딩대상물(11)에 면 광원 형태의 레이저를 조사하는 적어도 하나 이상의 멀티 레이저 모듈(310, 320)과, 상기 레이저 모듈(310, 320)과 분리되어 독립적으로 설치되며 면 광원 형태의 레이저를 투과시키는 투광성 가압부재(100), 상기 투광성 가압부재(100)를 오염으로부터 보호하는 보호필름(200)을 포함하여 구성된다.The laser pressurizing head module 300 of the laser reflow apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, includes a porous material having a structure capable of applying heat to a lower portion or a stage 111 having a vacuum hole. ) At least one multi-laser module (310, 320) for irradiating a surface light source type laser to the bonding object 11 that is supported and transported, and is installed independently from the laser module 310, 320, and is a surface light source It is configured to include a light-transmitting pressurizing member 100 for transmitting the type of laser, and a protective film 200 for protecting the light-transmitting pressurizing member 100 from contamination.

먼저, 복수의 멀티 레이저 모듈(310, 320)은 레이저 발진기에서 발생되어 광섬유를 통해 전달되는 레이저를 면 광원으로 변환시켜서 본딩대상물(11)에 조사한다. 레이저 모듈(310, 320)은 스폿(spot) 형태의 레이저를 면 광원 형태로 변환하는 빔 쉐이퍼(도 5 참조)와, 상기 빔 쉐이퍼의 하부에 배치되며 빔 쉐이퍼에서 출사되는 면 광원이 본딩대상물(11)의 조사영역에 조사되도록 복수의 렌즈모듈이 경통 내부에 서로 적당한 간격을 두고 이격되어 장착되는 광학부(도 5 내지 도 9 참조)를 포함하여 구현될 수 있다.First, the plurality of multi-laser modules 310 and 320 convert a laser generated by a laser oscillator and transmitted through an optical fiber into a surface light source to irradiate the bonding object 11. The laser modules 310 and 320 include a beam shaper that converts a spot-shaped laser into a surface light source (see FIG. 5), and a surface light source that is disposed under the beam shaper and emitted from the beam shaper is a bonding object ( 11) to be irradiated to the irradiation area of the plurality of lens modules may be implemented by including an optical unit (see FIGS. 5 to 9) mounted to be spaced apart from each other at appropriate intervals inside the barrel.

레이저 모듈(310, 320)은 본딩대상물(11)과의 정렬을 위해 z 축을 따라 상승 또는 하강하거나 x 축을 따라 좌, 우 이동하거나 y 축을 따라 이동될 수 있다.The laser modules 310 and 320 may rise or fall along the z-axis, move left or right along the x-axis, or move along the y-axis for alignment with the bonding object 11.

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 가압 헤드(300)는 본딩대상물(11)을 눌러주는 투광성 가압부재(100)과 본딩대상물(11)에 면 광원 형태의 레이저를 조사하는 레이저 모듈(310, 320)을 서로 독립적으로 분리하여 형성함으로써, 투광성 가압부재(100)로 본딩대상물(11)을 눌러준 상태에서 레이저 모듈(310, 320)을 본딩대상물(11)의 복수의 조사 위치로 이동시킨 후 구동함에 의해 하나의 본딩대상물(11)에 대한 택트 타임(tact time)의 단축 및 복수의 본딩대상물(11) 전체에 대한 본딩 작업의 고속화를 실현할 수 있다.The pressure head 300 of the laser reflow apparatus according to the present invention includes a translucent pressure member 100 that presses the bonding object 11 and a laser module 310 and 320 that irradiates a surface light source type laser to the bonding object 11. ) Are formed to be separated from each other, and the laser modules 310 and 320 are moved to a plurality of irradiation positions of the bonding object 11 while pressing the bonding object 11 with the translucent pressing member 100 and then driven. By doing so, it is possible to shorten the tact time for one bonding object 11 and speed up the bonding operation for all of the plurality of bonding objects 11.

이 때, 상기 투광성 가압부재(100)는 소정 형태의 투광성 가압부재 이송부(도면 미도시)에 의해 작업 위치 또는 대기 위치로 이동되는데, 일례로 투광성 가압부재 이송부는 투광성 가압부재(100)를 하강 또는 상승시키거나 좌, 우로 이동시킨 후 하강 또는 상승시킬 수 있다.At this time, the light-transmitting pressing member 100 is moved to a working position or a standby position by a predetermined type of a light-transmitting pressing member conveying unit (not shown). For example, the translucent pressing member conveying unit lowers or lowers the translucent pressing member 100 It can be raised or moved to the left or right and then lowered or raised.

또한 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈(300)은 압력감지센서(도면 미도시)와 높이센서(도면 미도시)로부터 입력되는 데이터를 이용하여 투광성 가압부재 이송부의 동작을 제어하는 제어부(도면 미도시)를 더 포함한다.In addition, although not shown in the drawings, the laser pressure head module 300 of the laser reflow apparatus according to the present invention uses data input from a pressure sensor (not shown) and a height sensor (not shown) It further includes a control unit (not shown) for controlling the operation of the transfer unit.

상기 압력감지센서와 높이센서는 투광성 가압부재(100)과 투광성 가압부재 이송부와 본딩대상물을 지지하는 스테이지(111)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제어부는 압력감지센서로부터 데이터를 입력받아 압력이 목표치에 도달하도록 투광성 가압부재 이송부를 제어하고 또한, 높이센서로부터 데이터를 입력받아 높이의 목표치에 도달하도록 투광성 가압부재 이송부를 제어할 수 있다.The pressure sensing sensor and the height sensor may be installed on the light-transmitting pressing member 100, the light-transmitting pressing member transfer unit, and the stage 111 supporting the bonding object. For example, the controller may receive data from the pressure sensor and control the light-transmitting pressurizing member transfer unit so that the pressure reaches the target value, and also control the light-transmitting pressurization member transfer unit to receive data from the height sensor and reach the target height.

또한 지지부(도면 미도시)는 투광성 가압부재 이송부(도면 미도시)가 이동가능하도록 지지한다. 일례로, 상기 지지부는 스테이지(111)와 나란하게 연장형성되는 한 쌍의 겐트리로 구현될 수 있으며, 투광성 가압부재 이송부를 x 축, y 축, 또는 z 축으로 이동가능하도록 지지하는 구성이 포함되는 것으로 해석되어져야 한다.In addition, the support (not shown) supports the translucent pressing member transfer unit (not shown) to be movable. For example, the support unit may be implemented as a pair of gantry extending parallel to the stage 111, and includes a configuration that supports the translucent pressing member transfer unit to be movable in the x-axis, y-axis, or z-axis. It should be interpreted as being.

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 가압 헤드(300)는 투광성 가압부재(100)에 압력을 가하는 1개 이상의 액추에이터와 투광성 가압부재(100)에 미치는 압력을 감지하는 적어도 하나의 압력감지센서와 투광성 가압부재의 높이를 검출하는 하나 이상의 높이센서를 포함하여 구현될 수 있다. 압력감지센서는 일례로 적어도 하나의 로드셀로 구현될 수 있으며, 높이센서는 리니어 엔코더로 구현될 수 있다.The pressure head 300 of the laser reflow device according to the present invention includes at least one actuator for applying pressure to the translucent pressurizing member 100 and at least one pressure sensing sensor that senses the pressure applied to the translucent pressurizing member 100 and a translucent It may be implemented by including one or more height sensors for detecting the height of the pressing member. As an example, the pressure sensor may be implemented with at least one load cell, and the height sensor may be implemented with a linear encoder.

상기 압력감지센서를 통하여 본딩대상물에 가해지는 압력을 조정하여 대면적의 경우 다수의 액추에이터와 다수의 압력감지센서를 통하여 동일한 압력이 본딩대상물에 전달될 수 있도록 제어할 수 있으며 또한 하나 이상 혹은 다수의 높이 센서를 통하여 본딩대상물이 본딩되어지는 순간의 높이 위치값을 확인하거나 더 정확한 본딩 높이의 수치를 찾을 수 있는 기술적 데이타를 제공하며 일정한 높이의 간격을 유지해야 하는 공정을 수행할 경우에 정확한 높이를 제어할 수 있는 기능을 수행한다. By adjusting the pressure applied to the object to be bonded through the pressure sensor, in the case of a large area, it is possible to control so that the same pressure can be transmitted to the object to be bonded through a plurality of actuators and a plurality of pressure sensors. Through the height sensor, it provides technical data to check the height position value at the moment when the object to be bonded is bonded or to find a more accurate value of the bonding height. It performs a function that can be controlled.

또한 투광성 가압부재(100)은 레이저 모듈(310, 320)로부터 출력되는 레이저를 투과시키는 모재로 구현될 수 있다. 투광성 가압부재(100)의 모재는 모든 빔투과성 재질로 구현 가능하다. In addition, the translucent pressing member 100 may be implemented as a base material that transmits the laser output from the laser modules 310 and 320. The base material of the light-transmitting pressing member 100 can be implemented with any beam-transmitting material.

투광성 가압부재(100)의 모재는 예를 들어 쿼츠(Quartz), 사파이어(sapphire), 용융실리카유리(Fused Silica Glass) 또는 다이아몬드 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 그러나 쿼츠(Quarts)재질로 구현된 투광성 가압부재의 물리적 특성은 사파이어(sapphire)로 구현된 투광성 가압부재의 물리적 특성과 다르다. 예컨대 980㎚ Laser를 조사할 경우, 쿼츠(Quarts)재질로 구현된 투광성 가압부재의 투과율은 85%∼99%이며 본딩대상물에서 측정된 온도는 100℃이다. 반면에 사파이어(sapphire)로 구현된 투광성 가압부재의 투과율은 80%∼90%이며 본딩대상물에서 측정된 온도는 60℃이다.The base material of the light-transmitting pressing member 100 may be implemented by any one of quartz, sapphire, fused silica glass, or diamond, for example. However, the physical characteristics of the light-transmitting pressing member made of quartz material are different from the physical characteristics of the light-transmitting pressing member made of sapphire. For example, when irradiating a 980nm laser, the transmittance of the translucent pressing member made of quartz material is 85% to 99%, and the temperature measured at the bonding object is 100°C. On the other hand, the transmittance of the light-transmitting pressing member made of sapphire is 80% to 90%, and the temperature measured on the object to be bonded is 60°C.

즉, 광 투과율과 본딩에 필요한 열 손실 측면에서 쿼츠(Quarts)는 사파이어(sapphire)보다 우수한 성능을 보인다. 그러나 본 출원 발명자는 레이저 리플로우 장치를 개발하면서 투광성 가압부재(100)을 반복적으로 테스트해 본 결과, 쿼츠(quartz)재질로 구현되는 투광성 가압부재(100)은 레이저 본딩 시 크랙(crack)이 발생하거나 바닥면에서 연소(burning)가 발생하여 본딩품질 불량이 발생하는 문제점이 발견되었다. 이는 레이저 본딩 시 발생하는 가스(fumes)가 투광성 가압부재(100)의 바닥면에 달라붙고, 가스(fumes)가 달라붙은 부분에 레이저의 열원이 집중되어 열적 스트레스를 높이는 것으로 분석되었다.That is, in terms of light transmittance and heat loss required for bonding, quartz exhibits superior performance than sapphire. However, as a result of repeatedly testing the translucent pressurizing member 100 while developing the laser reflow device, the inventors of the present application have found that the translucent pressurizing member 100 implemented with a quartz material cracks during laser bonding. It has been found that there is a problem in that the bonding quality is defective due to the occurrence of burning on the bottom surface. It was analyzed that gases generated during laser bonding adhered to the bottom surface of the light-transmitting pressurizing member 100, and the heat source of the laser was concentrated in a portion to which the gas was adhered, thereby increasing thermal stress.

쿼츠(quartz) 재질로 구현되는 투광성 가압부재(100)의 손상을 막고 내구성 향상을 위해, 쿼츠(quartz) 재질로 구현되는 투광성 가압부재의 바닥면에 박막 코팅층을 형성할 수 있다. 투광성 가압부재(100)의 바닥면에 형성되는 박막 코팅층은 통상의 광학코팅인 유전체코팅 또는 SiC코팅 또는 금속물질코팅으로 구현될 수 있다.In order to prevent damage to the light-transmitting pressurizing member 100 made of a quartz material and improve durability, a thin film coating layer may be formed on the bottom surface of the light-transmitting pressurizing member made of a quartz material. The thin film coating layer formed on the bottom surface of the light-transmitting pressing member 100 may be implemented as a conventional optical coating such as dielectric coating, SiC coating, or metallic material coating.

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈(300)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 투광성 가압부재(100) 하부로, 레이저 본딩시 발생하는 가스(fumes)가 투광성 가압부재(100)의 바닥면에 달라붙는 것을 막아주는 보호필름(200) 및 상기 보호필름(200)을 이송시키는 보호필름 이송부(210)를 더 포함하여 구현된다.In the laser pressurizing head module 300 of the laser reflow apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 1, gases generated during laser bonding are transmitted to the lower portion of the translucent pressurizing member 100. ) Is implemented to further include a protective film 200 that prevents sticking to the bottom surface of the protective film 200 and a protective film transport unit 210 for transporting the protective film 200.

상기 보호필름 이송부(210)는 롤 형태로 감긴 보호필름(200)을 풀어주면서 일측으로 이송시키는 릴-투-릴(reel to reel) 방식으로 구현될 수 있다. 보호필름(200)은 일례로, 최고 사용온도가 섭씨 300도 이상이고, 연속 최고 사용온도가 260도 이상으로 내열성이 우수한 재질로 구현되는 것이 좋다. 에컨대 보호필름(200)은 폴리테트라플루오로에틸렌수지(통상적으로 테플론수지라고도 부름; Polytetrafluoroethylene, PTFE) 또는 퍼플로로 알콕시 수지로 구현될 수 있다. 퍼플루오로알콕시수지(Per Fluoro Alkylvinyether copolymer; PFA)는 불소화 에틸렌 프로필렌 수지의 내열성을 개선하는 제품으로, 연속 최고 사용온도가 폴리테트라플루오로에틸렌수지와 같은 섭씨 260도로 기록되어 고기능성 수지이다.The protective film transfer unit 210 may be implemented in a reel-to-reel method in which the protective film 200 wound in a roll shape is released and transferred to one side. The protective film 200 is, for example, a maximum use temperature of 300 degrees Celsius or more, and a continuous maximum use temperature of 260 degrees or more, and is preferably implemented with a material having excellent heat resistance. For example, the protective film 200 may be implemented with polytetrafluoroethylene resin (commonly referred to as Teflon resin; Polytetrafluoroethylene, PTFE) or purple alkoxy resin. Per Fluoro Alkylvinyether copolymer (PFA) is a product that improves the heat resistance of fluorinated ethylene propylene resin, and it is a high-functional resin with the highest continuous use temperature recorded at 260 degrees Celsius like polytetrafluoroethylene resin.

도 3은 본 발명 본딩대상물 이송 모듈의 일 실시예에 따른 싱글 레이저 모듈의 개념도이고, 도 4는 본 발명 본딩대상물 이송 모듈의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 모듈의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a single laser module according to an embodiment of the present invention bonding object transport module, Figure 4 is a conceptual diagram of a multi-laser module according to another embodiment of the present invention bonding object transport module.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명은 일실시예에 따라 단일의 레이저 모듈(310)을 구비하며, 이에 따라 FPCB 기판 상에 싱글 레이저 빔을 조사하게 된다. 이 때 도 3을 참조하면 상기 제 1 레이저 모듈(310)에 의해 조사된 레이저 빔은 레이저 빔의 세기가 균질화된 스퀘어 빔 형상으로 변형된 상태로 기판 상에서 조사된다. Referring to FIG. 3, the present invention includes a single laser module 310 according to an embodiment, and thus a single laser beam is irradiated on the FPCB substrate. In this case, referring to FIG. 3, the laser beam irradiated by the first laser module 310 is irradiated on the substrate in a state in which the intensity of the laser beam is transformed into a uniform square beam shape.

한편 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 모듈은 예를 들어 제1 레이저 모듈(310)과 제2 레이저 모듈(320)로 구성되며, 본딩대상물(11)의 전자부품이 부착되는 위치에서는 제1, 2 레이저 모듈이 중첩된 상태로 조사됨으로써 균질화된 중첩 레이저 빔이 조사된다.Meanwhile, referring to FIG. 4, a multi-laser module according to another embodiment of the present invention includes, for example, a first laser module 310 and a second laser module 320, and is an electronic component of the bonding object 11. At this attachment position, the first and second laser modules are irradiated in a superimposed state to irradiate a homogenized superimposed laser beam.

도 4에서는 제1 레이저 빔이 스퀘어 형상이고 제2 레이저 빔이 원형인 것으로 도시되었으나, 두 레이저 빔이 모두 스퀘어 형상일 수도 있다. 또한, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔은 동시에 조사될 수도 있고, 제1 레이저 빔에 의한 본딩대상물(11)의 예열 후에 제2 레이저 빔이 순차적으로 조사될 수도 있다.In FIG. 4, the first laser beam has a square shape and the second laser beam has a circular shape, but both laser beams may have a square shape. In addition, the first laser beam and the second laser beam may be irradiated at the same time, or the second laser beam may be sequentially irradiated after preheating of the bonding object 11 by the first laser beam.

도 5는 본 발명 가압 헤드의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 모듈의 구성도이다.5 is a block diagram of a multi-laser module according to another embodiment of the present invention pressure head.

도 5에서, 각 레이저 모듈(310, 320, ... 330)은 각기 냉각장치(316, 326, 336)를 구비한 레이저 발진기(311, 321, 331), 빔 쉐이퍼(312, 322, 332), 광학렌즈모듈(313, 323, 333), 구동장치(314, 324, 334), 제어장치(315, 325, 335) 및 전원공급부(317, 327, 337)를 포함하여 구성된다.In Figure 5, each laser module (310, 320, ... 330) is a laser oscillator (311, 321, 331), each having a cooling device (316, 326, 336), beam shaper (312, 322, 332) , Optical lens modules 313, 323, 333, driving devices 314, 324, 334, control devices 315, 325, 335, and power supply units 317, 327, 337.

이하에서는, 필요한 경우를 제외하고는, 중복 설명을 피하기 위해 동일 구성을 갖는 각 레이저 모듈 중 제1 레이저 모듈(310)을 위주로 설명한다.Hereinafter, except for a case where necessary, the first laser module 310 of each laser module having the same configuration will be mainly described in order to avoid redundant description.

레이저 발진기(311)는 소정 범위의 파장과 출력 파워를 갖는 레이저 빔을 생성한다. 레이저 발진기는 일례로 ‘750nm 내지 1200nm’ 또는 ‘1400nm 내지 1600nm’ 또는 ‘1800nm 내지 2200nm’ 또는 ‘2500nm 내지 3200nm’의 파장을 갖는 다이오드 레이저(Laser Diode, LD) 또는 희토류 매질 광섬유 레이저(Rare-Earth-Doped Fiber Laser) 또는 희토류 매질 광결정 레이저(Rare-Earth-Doped Crystal Laser)일 수 있으며, 이와 달리 755nm의 파장을 갖는 알렉산드라이트 레이저 광을 방출하기 위한 매질, 또는 1064nm 또는 1320nm의 파장을 갖는 엔디야그(Nd:YAG) 레이저 광을 방출하기 위한 매질을 포함하여 구현될 수 있다.The laser oscillator 311 generates a laser beam having a wavelength and output power in a predetermined range. The laser oscillator is, for example, a diode laser (Laser Diode, LD) having a wavelength of '750nm to 1200nm' or '1400nm to 1600nm' or '1800nm to 2200nm' or '2500nm to 3200nm', or a rare earth medium fiber laser (Rare-Earth- Doped Fiber Laser) or rare-earth-doped crystal laser (Rare-Earth-Doped Crystal Laser). :YAG) It may be implemented including a medium for emitting laser light.

빔 쉐이퍼(beam shaper)(312)는 레이저 발진기에서 발생하여 광섬유를 통해 전달되는 스폿(spot) 형태의 레이저를 플랫 탑을 가진 면광원(Area Beam) 형태로 변환시킨다. 빔 쉐이퍼(312)는 사각 광 파이프(Square Light Pipe), 회절광학소자(Diffractive Optical Element, DOE) 또는 마이크로렌즈어레이(Micro-Lens Array, MLA)를 포함하여 구현될 수 있다.The beam shaper 312 converts a spot-shaped laser generated in a laser oscillator and transmitted through an optical fiber into an area beam having a flat top. The beam shaper 312 may be implemented by including a Square Light Pipe, a Diffractive Optical Element (DOE), or a Micro-Lens Array (MLA).

광학렌즈모듈(313)은 빔 쉐이퍼에서 면 광원 형태로 변환된 레이저 빔의 형태와 크기를 조정하여 PCB 기판에 장착된 전자부품 내지 조사 구역으로 조사하도록 한다. 광학렌즈모듈은 복수의 렌즈의 결합을 통해 광학계를 구성하는데, 이러한 광학계의 구체적 구성에 대해서는 도 6 내지 도 9를 통해 구체적으로 후술하기로 한다.The optical lens module 313 adjusts the shape and size of the laser beam converted to the surface light source form by the beam shaper to irradiate the electronic component or the irradiation area mounted on the PCB substrate. The optical lens module constitutes an optical system by combining a plurality of lenses, and a specific configuration of such an optical system will be described later in detail with reference to FIGS. 6 to 9.

구동장치(314)는 조사면에 대해 레이저 모듈의 거리 및 위치를 이동시키고, 제어장치(315)는 구동장치(314)를 제어하여 레이저 빔이 조사면에 도달할 때의 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도 및 빔 조사 각도를 조정한다. 제어장치(315)는 또한 구동장치(314) 외에 레이저 모듈(310) 각 부의 동작을 통합적으로 제어할 수 있다.The driving device 314 moves the distance and position of the laser module with respect to the irradiation surface, and the control device 315 controls the driving device 314 to control the beam shape and the beam area size when the laser beam reaches the irradiation surface. , Adjust the beam sharpness and beam irradiation angle. The control device 315 may also integrally control the operation of each unit of the laser module 310 in addition to the driving device 314.

한편, 레이저출력조정부(370)는 사용자 인터페이스를 통해 수신한 프로그램 또는 미리 설정된 프로그램에 따라 각 레이저 모듈(310, 320, 330)에 대응하는 전원 공급부(317, 327, 337)에서 각 레이저 모듈로 공급되는 전력량을 제어한다. 레이저출력조정부(370)는 하나 이상의 카메라 모듈(350)로부터 조사면 상에서의 부품별, 구역별 또는 전체 리플로우 상태 정보를 수신하여 이를 토대로 각 전원 공급부(317, 327, 337)를 제어한다. 이와 달리, 레이저출력조정부(370)로부터의 제어정보가 각 레이저 모듈(310, 320, 330)의 제어장치(315, 325, 335)로 전달되고, 각 제어장치(315, 325, 335)에서 각기 대응하는 전원공급부(317)를 제어하기 위한 피드백 신호를 제공하는 것도 가능하다. 또한, 도 6과 달리, 하나의 전원 공급부를 통해 각 레이저 모듈로 전력을 분배하는 것도 가능한데, 이 경우에는 레이저출력조정부(370)에서 전원공급부를 제어해야 한다.Meanwhile, the laser power adjustment unit 370 is supplied to each laser module from the power supply units 317, 327, 337 corresponding to each laser module 310, 320, 330 according to a program received through a user interface or a preset program. Controls the amount of power to be generated The laser output adjustment unit 370 receives information on the reflow status of each part, area, or entire reflow on the irradiation surface from one or more camera modules 350 and controls each power supply unit 317, 327, 337 based on this. In contrast, the control information from the laser output control unit 370 is transmitted to the control devices 315, 325, 335 of each laser module (310, 320, 330), and each control device (315, 325, 335) It is also possible to provide a feedback signal for controlling the corresponding power supply unit 317. In addition, unlike FIG. 6, it is possible to distribute power to each laser module through one power supply unit. In this case, the power supply unit must be controlled by the laser output adjustment unit 370.

레이저 중첩 모드를 구현하는 경우, 레이저출력조정부(370)는 각 레이저 모듈(310, 320, 330)로부터의 레이저 빔이 필요한 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도 및 빔 조사 각도를 갖도록 각 레이저 모듈 및 전원공급부(317, 327, 337)를 제어한다. 레이저 중첩 모드는 제1 레이저 모듈(310)을 이용하여 디본딩 대상 위치 주변 영역까지를 예열하고 제2 레이저 모듈(320)을 이용하여 보다 좁은 리플로우 대상 영역을 추가 가열하는 경우 외에도, 예열 기능 내지 추가 가열 기능을 제1, 2, 3 레이저 모듈(310, 320, ... 330) 간에 적절하게 분배하여 필요한 온도 프로파일을 갖도록 각 레이저 모듈을 제어하는 경우에도 적용된다.When implementing the laser superimposition mode, the laser power adjustment unit 370 includes each laser module and the laser module so that the laser beam from each laser module 310, 320, 330 has a required beam shape, a beam area size, beam sharpness, and beam irradiation angle. Controls the power supply units 317, 327, 337. In addition to the case of preheating the area around the debonding target location using the first laser module 310 and additionally heating the narrower reflow target area using the second laser module 320, the preheating function or The additional heating function is appropriately distributed among the first, second, and third laser modules 310, 320, ... 330 to control each laser module to have a required temperature profile.

한편, 하나의 레이저 광원을 분배하여 각 레이저 모듈에 입력하는 경우에는 분배된 각 레이저 빔의 출력과 위상을 동시에 조절하기 위한 기능이 레이저출력조정부(370)에 구비될 수 있다. 이러한 경우에는, 각 레이저 빔 간에 상쇄 간섭을 유도하도록 위상을 제어하여 빔 평탄도를 현저하게 개선할 수 있으며 이에 따라 에너지 효율이 더욱 증가하게 된다.Meanwhile, when a single laser light source is distributed and input to each laser module, a function for simultaneously adjusting the output and phase of each distributed laser beam may be provided in the laser output adjusting unit 370. In this case, the beam flatness can be remarkably improved by controlling the phase to induce destructive interference between the respective laser beams, thereby further increasing energy efficiency.

한편, 복수 위치 동시 가공 모드를 구현하는 경우에는, 레이저출력조정부(370)가 각 레이저 모듈로부터의 레이저 빔의 일부 또는 전부가 상이하도록 각 레이저 빔의 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도, 빔 조사 각도 및 빔 파장 중 하나 이상을 제어한다. 이때에도, 하나의 레이저 광원을 분배하여 각 레이저 모듈에 입력하는 경우에는 분배된 각 레이저 빔의 출력과 위상을 동시에 조절하기 위한 기능이 레이저출력조정부(370)에 구비될 수 있다.On the other hand, in the case of implementing a multi-position simultaneous processing mode, the laser power adjustment unit 370 is used to ensure that some or all of the laser beams from each laser module are different. Controls one or more of the angle and beam wavelength. Even at this time, when a single laser light source is distributed and input to each laser module, a function for simultaneously adjusting the output and phase of each distributed laser beam may be provided in the laser output adjusting unit 370.

이러한 기능을 통해서, 레이저 빔 크기와 출력을 조정함에 의해 조사면 내의 전자부품들과 기판 간의 접합을 수행하거나 접합을 제거할 수 있다. 특히, 기판 상에서 손상된 전자부품을 제거하는 경우에는 레이저 빔의 면적을 해당 전자부품 영역으로 최소화함에 따라 기판에 존재하는 인접한 다른 전자부품 내지 정상적인 전자부품에 레이저 빔에 의한 열이 인가되는 것을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 제거 대상인 손상된 전자부품만을 제거하는 것이 가능하다.Through this function, bonding between the electronic components in the irradiation surface and the substrate can be performed or the bonding can be removed by adjusting the laser beam size and output. In particular, in the case of removing damaged electronic components on the substrate, the application of heat by the laser beam to other adjacent electronic components or normal electronic components existing on the substrate can be minimized by minimizing the area of the laser beam to the corresponding electronic component area. Thus, it is possible to remove only the damaged electronic component to be removed.

한편, 복수의 레이저 모듈 별로 서로 다른 파장을 가진 레이저 빔을 방출하도록 하는 경우에는, 레이저 모듈은 전자부품에 포함된 복수의 재료층(예: EMC층, 실리콘층, 솔더층)이 각기 잘 흡수하는 파장을 갖는 개별 레이저 모듈로 구성될 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 레이저 디본딩 장치는 전자부품의 온도와 인쇄회로기판이나 전자부품 전극간의 연결소재인 솔더(Solder)와 같은 중간접합재의 온도를 선택적으로 상이하게 상승시켜 최적화된 접합(Attaching or Bonding) 또는 분리(Detaching or Debonding) 공정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 전자부품의 EMC몰드층과 실리콘층을 모두 투과하여 솔더층에 각 레이저 빔의 모든 에너지가 흡수되도록 하거나, 레이저 빔이 EMC몰드층을 투과하지 않고 전자부품의 표면을 가열하여 전자부품 하부의 본딩부로 열이 전도되도록 할 수도 있다.On the other hand, in the case of emitting laser beams with different wavelengths for each of the plurality of laser modules, the laser module will absorb a plurality of material layers (e.g., EMC layer, silicon layer, solder layer) included in the electronic component. It can be composed of individual laser modules with wavelengths. Accordingly, the laser debonding device according to the present invention selectively increases the temperature of the electronic component and the temperature of the intermediate bonding material such as solder, which is a connection material between the printed circuit board or the electrode of the electronic component. Bonding) or separation (detaching or debonding) process may be performed. Specifically, by transmitting both the EMC mold layer and the silicon layer of the electronic component, all the energy of each laser beam is absorbed into the solder layer, or the laser beam does not penetrate the EMC mold layer and heats the surface of the electronic component to It is also possible to conduct heat to the bonding portion of.

한편, 이상의 기능을 활용하여 적어도 하나의 제 1 레이저 빔에 의해 리플로우 대상 전자부품 영역과 그 주변을 포함하는 기판의 일정 구역이 소정의 예열 온도까지 예열된 후, 적어도 하나의 제 2 레이저 빔에 의해 리플로우 대상 전자부품 영역의 온도가 솔더의 용융이 일어나는 리플로우 온도까지 선택적으로 가열되어진다.Meanwhile, by utilizing the above functions, a predetermined area of the electronic component to be reflowed and a predetermined area of the substrate including the periphery thereof is preheated to a predetermined preheating temperature by at least one first laser beam, and then the at least one second laser beam is applied. Accordingly, the temperature of the electronic component region to be reflowed is selectively heated up to the reflow temperature at which solder melting occurs.

도 6 내지 도 9는 본 발명 본딩대상물 이송 모듈의 싱글 레이저 빔 또는 멀티 레이저 모듈에 적용가능한 레이저 광학계의 구성도이다.6 to 9 are configuration diagrams of a laser optical system applicable to a single laser beam or a multi-laser module of the bonding object transfer module of the present invention.

도 6은 본 발명에 적용가능한 가장 간단한 구조의 광학계로서, 빔 전송 광섬유(410)로부터 방출된 레이저 빔이 볼록렌즈(420)를 통해 초점 정렬되어 빔 쉐이퍼(430)로 입사하면, 빔 쉐이퍼(430)에서 스폿 형태의 레이저 빔을 플랫 탑(Flat-Top) 형태의 면광원(A1)으로 변환시키고, 빔 쉐이퍼(430)로부터 출력된 정사각형 레이저 빔(A1)이 오목 렌즈(440)를 통해 원하는 크기로 확대되어 확대된 면광원(A2)으로 결상면(S)에 조사된다.6 is an optical system having the simplest structure applicable to the present invention. When the laser beam emitted from the beam transmission optical fiber 410 is focused through the convex lens 420 and incident on the beam shaper 430, the beam shaper 430 ), the spot-shaped laser beam is converted into a flat-top type surface light source (A1), and the square laser beam (A1) output from the beam shaper 430 is the desired size through the concave lens 440 The image-forming surface S is irradiated with the enlarged surface light source A2.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성도이다.7 is a block diagram of a laser optical system according to another embodiment of the present invention.

빔 쉐이퍼(430)로부터의 면광원(B1)이 오목 렌즈(440)를 통해 소정의 크기로 확대되어 제1 결상면(S1)에 조사되는 면광원(B2)이 된다. 이 면광원(B2)을 더욱 확대하여 사용하고자 하는 경우에는 추가 확대에 따라 면광원(B2)의 에지(edge) 부분의 경계가 더 불분명해 질 수 있으므로, 최종 조사면이 제2 결상면(S2)에서도 에지가 명확한 조사광을 얻기 위해서, 제1 결상면(S1)에 마스크(450)를 설치하여 에지를 트리밍한다.The surface light source B1 from the beam shaper 430 is enlarged to a predetermined size through the concave lens 440 to become a surface light source B2 irradiated to the first imaging surface S1. When the surface light source (B2) is to be further enlarged and used, the boundary of the edge portion of the surface light source (B2) may become more unclear according to the additional enlargement, so that the final irradiation surface is the second imaging surface (S2). ) Also, in order to obtain irradiation light with a clear edge, a mask 450 is installed on the first imaging surface S1 to trim the edge.

마스크(450)를 통과한 면광원은 하나 이상의 볼록렌즈와 오목 렌즈의 조합으로 구성되는 줌 렌즈 모듈(460)을 통과하면서 원하는 크기로 축소(또는 확대) 조정되어 전자부품이 배치된 제2 결상면(S2)에 사각형 조사광(B3)을 형성한다.The surface light source passing through the mask 450 is reduced (or enlarged) to a desired size while passing through the zoom lens module 460 composed of a combination of at least one convex lens and a concave lens, and the second imaging surface on which the electronic component is placed Square irradiation light B3 is formed in (S2).

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성도이다.8 is a block diagram of a laser optical system according to another embodiment of the present invention.

빔 쉐이퍼(430)로부터의 정사각형 면광원(C1)이 오목 렌즈(440)를 통해 소정의 크기로 확대된 후, 적어도 한쌍의 원통형 렌즈(470)를 지나면서 예컨대 x축 방향으로 확대(또는 축소)(C2)되고 다시 적어도 한쌍의 원통형 렌즈(480)를 지나면서 예컨대 y축 방향으로 축소(또는 확대)되어 직사각형 형상의 면광원(C3)으로 변환된다.After the square surface light source C1 from the beam shaper 430 is enlarged to a predetermined size through the concave lens 440, it is enlarged (or reduced) in the x-axis direction while passing through at least a pair of cylindrical lenses 470 (C2) and again passing through at least a pair of cylindrical lenses 480, for example, it is reduced (or enlarged) in the y-axis direction and converted into a rectangular surface light source C3.

여기서, 원통형 렌즈는 원기둥 형상을 길이방향으로 절단한 형태로서 각 렌즈가 상하 방향으로 배치되는 형태에 따라 레이저 빔을 확장 또는 축소시키는 기능을 하며, 원통형 렌즈가 배치된 표면 상에서의 렌즈가 x, y 축 방향으로 배치되는 형태에 따라 레이저 빔을 x축 또는 y축 방향으로 조절한다.Here, the cylindrical lens is a shape obtained by cutting a cylindrical shape in the longitudinal direction, and functions to expand or reduce the laser beam according to the shape in which each lens is arranged in the vertical direction, and the lens on the surface on which the cylindrical lens is placed is x, y Depending on the shape arranged in the axial direction, the laser beam is adjusted in the x-axis or y-axis direction.

이어서, 면광원(C3)은 하나 이상의 볼록렌즈와 오목 렌즈의 조합으로 구성되는 줌 렌즈 모듈(460)을 통과하면서 원하는 크기로 확대(또는 축소) 조정되어 전자부품이 배치된 제2 결상면(S2)에 직사각형 조사광(C4)을 형성한다.Subsequently, the surface light source C3 is enlarged (or reduced) to a desired size while passing through the zoom lens module 460 composed of a combination of at least one convex lens and a concave lens, and the second imaging surface S2 on which the electronic component is disposed. ) To form a rectangular irradiation light C4.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성도이다.9 is a configuration diagram of a laser optical system according to another embodiment of the present invention.

도 9의 광학계는 도 8의 광학계에 마스크를 적용하여 레이저 빔의 에지를 트리밍하는 구성이 추가된 것으로서, 도 8의 경우에 비해 보다 선명한 에지를 가진 최종 면광원(D5)을 얻을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It is understood that the optical system of FIG. 9 has a configuration for trimming the edge of the laser beam by applying a mask to the optical system of FIG. 8, and it is understood that a final surface light source D5 having a sharper edge can be obtained compared to the case of FIG. 8. I will be able to.

이하 도 10은 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 전체 장치 구성을 개략적으로 보인 요부 측단면도이고, 도 11은 도 10의 요부 평면도이며, 도 12는 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 프레스 유닛을 확대하여 보인 요부 사시도이다.Hereinafter, FIG. 10 is a side cross-sectional view schematically showing the overall device configuration of the laser pressure head module of the present invention, FIG. 11 is a plan view of the essential parts of FIG. 10, and FIG. 12 is an enlarged view of the press unit of the laser pressure head module of the present invention. It is a perspective view.

이하 상기 도면을 참조하여 본 발명 레이저 가압 헤드 모듈의 세부 구성 및 가압 및 레이저 빔 조사에 따른 작동관계를 일 실시예에 따라 자세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed configuration of the laser pressurizing head module according to the present invention and an operation relationship according to pressurization and laser beam irradiation will be described in detail with reference to the drawings.

먼저 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 가압 헤드는 먼저 본딩대상물인 전자부품(11)을 눌러 가압한 상태로 레이저 소스(310, 320)로부터 조사된 레이저 빔을 투과시키기 위한 투광성 가압부재(100)가 구비되는데, 이 때 상기 투광성 가압부재(100)는 판상의 홀더 유닛(500)의 중앙부에 형성된 통공에 걸쳐진 상태로 장착된다. 이에 따라 상기 홀더 유닛(500)이 하방으로 이동되어지면 상기 홀더 유닛에 장착된 투광성 가압부재(100)도 함께 하방으로 이동되면서 그 아래에 위치한 전자부품(11)을 눌러 가압하게 됨은 이해 가능하다.First, referring to FIGS. 10 and 11, the pressurizing head of the present invention is a translucent pressurizing member for transmitting the laser beam irradiated from the laser sources 310 and 320 in a state where the electronic component 11, which is a bonding object, is pressed first. 100 is provided, in which case the light-transmitting pressing member 100 is mounted in a state that spans through a hole formed in the central portion of the plate-shaped holder unit 500. Accordingly, it is understood that when the holder unit 500 is moved downward, the translucent pressing member 100 mounted on the holder unit is also moved downward and pressurizes the electronic component 11 located below it.

또한 상기 홀더 유닛(500)의 각 모서리 부분에는 각각 프레스 유닛(700)이 비접촉 상태로 인접하여 위치된다. 먼저 상기 홀더 유닛(500)의 하부에는 압력 밸런서(710)에 의해 지지되는데, 상기 압력 밸런서(710)은 상기 투광성 가압부재(100) 및 홀더 유닛(500)의 자중을 역방향으로 가압하여 상쇄하는 버퍼 역할을 하는 부품으로서, 일예로 에어 실린더 또는 탄성 스프링에 의해 구현될 수 있다. In addition, press units 700 are positioned adjacent to each other in a non-contact state at each corner of the holder unit 500. First, the lower portion of the holder unit 500 is supported by a pressure balancer 710, the pressure balancer 710 is a buffer that offsets by pressing the self-weight of the translucent pressing member 100 and the holder unit 500 in the reverse direction As a part serving as a role, for example, it may be implemented by an air cylinder or an elastic spring.

그러므로 상기 압력 밸런서(710)에 의해 투광성 가압부재(100) 및 홀더 유닛(500)이 가지는 기본적인 자중을 제로(0) 값으로 상쇄시킨 후 투광성 가압부재(100)를 가압하기 위한 상태로 대기하게 된다.Therefore, the pressure balancer 710 offsets the basic self-weight of the translucent pressing member 100 and the holder unit 500 to a zero (0) value, and then waits in a state to press the translucent pressing member 100. .

한편, 도 12를 참조하면 상기 프레스 유닛(700)의 다른 부품 구성을 상세히 살펴보면, 홀더 유닛(500)의 각 모서리 부분을 비접촉 상태로 감싸도록 “ㄷ”자 형상을 갖는 프레스 브라켓(720)과, 상기 프레스 브라켓의 상단에 각각 고정 설치된 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4), 상기 가압실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)의 실리더봉 단부에 설치되는 압력센서(740)로 구성된다.Meanwhile, referring to FIG. 12, a detailed look at the configuration of other components of the press unit 700, a press bracket 720 having a “c” shape to surround each corner of the holder unit 500 in a non-contact state, Each of the pressure cylinders (730#1, 730#2, 730#3, 730#4) fixedly installed on the upper end of the press bracket, and the pressure cylinders (730#1, 730#2, 730#3, 730#4) It consists of a pressure sensor 740 installed at the end of the cylinder rod.

이 때, 상기 압력감지센서(740)은 일례로, 로드셀로 구현될 수 있으며, 상기 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)의 실린더봉이 인출되면서 홀더 유닛(500)의 각 모서리 부분을 각각 눌러 가압할 때 이를 상시적으로 측정하여 적정 압력 이상의 압력이 걸리지 않았는지 체크 및 이를 피드백하는 역할을 수행하게 된다.At this time, the pressure sensor 740 may be implemented as a load cell, for example, and the cylinder rods of the pressure cylinders 730#1, 730#2, 730#3, and 730#4 are withdrawn and the holder unit 500 When each corner of) is pressed and pressurized, it is measured at all times to check whether a pressure higher than the appropriate pressure has been applied, and to feed back it.

그러므로 이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 가압 헤드는 일정 면적을 갖는 투광성 가압부재(100)를 이용하여 복수의 전자부품(11)을 동시에 눌러 가압하면서 상기 투광성 레이저 빔을 조사함으로써 한번에 리플로우 처리를 수행할 수 있게 됨으로써 종래 각각의 전자부품마다 소형의 투광성 가압부재를 올려 자중으로 눌러 가압하는 방식 대비 생산성이 대폭 향상되는 효과가 있다.Therefore, as described above, the pressurizing head of the present invention performs reflow processing at once by irradiating the translucent laser beam while simultaneously pressing and pressing a plurality of electronic parts 11 using the translucent pressurizing member 100 having a certain area. By being able to do so, there is an effect of significantly improving productivity compared to a conventional method in which a small translucent pressing member is raised and pressed with its own weight for each electronic component.

이를 위해 본 발명에 따르면 상기 홀더 유닛(500)의 각 모서리마다 독립적으로 가압력을 설정할 수 있도록 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)를 분할 설치하여 대면적의 가압력 조절이 가능하게 구성된다. 아울러 상기 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)는 Kgf 단위로 정밀하게 가압력을 조절할 수 있는 일례로 정밀 공압 실린더(이하, 정공 실린더)를 채택하여 구현될 수 있는데, 이를 통해 FPCB 기판의 굴곡 상태 등 여러 가지 변수 요인에 따라 작업자가 상기 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)의 설정 압력을 각각 다르게 조절함으로써 종래 대비 본 발명의 대면적 투광성 가압부재(100)의 평면상 압력 밸런스를 용이하게 조절할 수 있게 되는 것이다. To this end, according to the present invention, pressurizing cylinders (730#1, 730#2, 730#3, 730#4) are dividedly installed so that the pressing force can be independently set for each corner of the holder unit 500, It is configured to be adjustable. In addition, the pressure cylinders (730#1, 730#2, 730#3, 730#4) may be implemented by adopting a precision pneumatic cylinder (hereinafter, a hole cylinder) as an example that can precisely control the pressing force in units of Kgf. According to various factors such as the bending state of the FPCB substrate through this, the operator adjusts the set pressure of the pressure cylinders 730#1, 730#2, 730#3, and 730#4 differently. It is possible to easily adjust the pressure balance on the plane of the large area light-transmitting pressing member 100.

한편, 상기 각 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)에 설정된 압력과 달리 설정 압력 이상의 압력이 가해진 경우, 이때에는 상기 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)의 실린더봉(731) 단부에 결합되어 있는 압력감지센서(740)가 이를 감지하여 제어부(도면 미도시)로 피드백하게 된다. 그러므로 일정 이상의 압력이 감지되면 제어부는 설정 압력값으로 조정하는 오토 밸런싱 처리를 수행하거나 알람을 발생시켜 작업자가 필요에 따라 상기 각각의 가압 실린더(730#1, 730#2, 730#3, 730#4)의 설정 압력을 수동으로 용이하게 조절하게 있게 된다.On the other hand, when a pressure higher than the set pressure is applied differently from the pressure set in each of the pressure cylinders 730#1, 730#2, 730#3, 730#4, in this case, the pressure cylinders 730#1, 730#2, The pressure sensor 740 coupled to the end of the cylinder rod 731 of the 730#3 and 730#4 detects this and feeds it back to the control unit (not shown). Therefore, when a pressure above a certain level is sensed, the control unit performs an auto balancing process that adjusts to a set pressure value or generates an alarm to allow the operator to use each of the pressure cylinders 730#1, 730#2, 730#3, and 730#. It is possible to easily adjust the set pressure of 4) manually.

또한 도 10 내지 도 12에는 도시되지 않았으나, 상기 홀더 유닛(500)과 투광성 가압부재(100), 프레스 유닛(700)은 앞서 도 2에서 살펴본 투광성 가압부재 이송부(140) 및 지지부(150)에 설치될 수 있다. 상기 투광성 가압부재 이송부(140)는 일례로 수직 이송수단(예로서, 모터 및 볼스크류 장치)에 의해 상하 방향으로 수직 이송가능하게 구현될 수 있으며, 지지부(150)은 일례로 겐트리 장치로 구현될 수 있다.In addition, although not shown in FIGS. 10 to 12, the holder unit 500, the translucent pressurizing member 100, and the press unit 700 are installed on the translucent pressurizing member transfer unit 140 and the support unit 150 as previously described in FIG. 2 Can be. The translucent pressurizing member transfer unit 140 may be implemented to be vertically transferred in the vertical direction by a vertical transfer means (eg, a motor and a ball screw device), and the support part 150 is implemented as a gantry device as an example. Can be.

따라서, 본딩대상물(11)인 전자부품 및 기판이 투입되는 경우 상기 홀더 유닛(500)과 투광성 가압부재(100), 프레스 유닛(700)이 상방으로 수직 이송하여 본딩대상물(11)이 투광성 가압부재(100)의 직하방 위치까지 투입될 수 있도록 하고, 본딩대상물(100)이 가압부재(100)의 직하방 위치까지 투입된 이후에는 상기 홀더 유닛(500)과 투광성 가압부재(100), 프레스 유닛(700)이 본딩대상물(11)에 근접된 위치까지 다시 하방으로 수직 이송되어짐에 따라 가압을 위한 대기상태로 위치된다.Therefore, when the electronic component and the substrate, which are the bonding object 11, are inserted, the holder unit 500, the light-transmitting pressing member 100, and the press unit 700 are vertically transferred upward so that the bonding object 11 is transferred to the light-transmitting pressing member. The holder unit 500, the light-transmitting pressing member 100, and the press unit after the bonding object 100 is inserted to the position directly under the pressing member 100. As 700) is vertically transferred downward to a position close to the bonding object 11, it is positioned in a standby state for pressurization.

한편, 도 10 및 도 11을 참조하면 상기 홀더 유닛(500)의 상방에는 투광성 가압부재의 상면에 안착되는 더스트(dust) 등 파티클이 안착되는 오염을 제거하기 위해 이오나이저(800)이 더 구비된다. 상기 투광성 가압부재(100)는 일례로 쿼츠(Quartz) 재질로 구현될 수 있으며, 본 발명에 의한 공정이 진행되는 공간이 청정 클린룸 환경이라 할지라도 약간의 파티클이 안착되어 점점 더 쌓이게 되면 반복되는 레이저빔의 조사에 의해 파티클의 버닝(burning) 등 데미지가 가해질 수 있다. On the other hand, referring to FIGS. 10 and 11, an ionizer 800 is further provided above the holder unit 500 to remove contamination on which particles such as dust are seated on the upper surface of the translucent pressing member. . The light-transmitting pressurizing member 100 may be implemented as an example of a quartz material, and even if the space in which the process according to the present invention is performed is a clean clean room environment, it is repeated when some particles are settled and accumulated more and more. Damage such as burning of particles may be applied by irradiation of the laser beam.

이로 인해 상기한 파티클의 버닝이 장기간 반복되어지면 투광성 가압부재(100)의 상면이 점점 더 변색되게 되고, 이로 인해 결국에는 투광성 가압부재(100)에 크랙 등 파손이 발생될 수 있으므로 이오나이저(800)가 수시로 상기 투광성 가압부재(100)의 상면에 정전기 발생을 제거하는 등 파티클의 흡착을 사전에 방지하게 되는 것이다.For this reason, when the above-described burning of the particles is repeated for a long time, the upper surface of the light-transmitting pressing member 100 becomes more and more discolored, and this may eventually cause damage such as cracks in the light-transmitting pressing member 100. ) Is to prevent the adsorption of particles in advance, such as removing the generation of static electricity on the upper surface of the transparent pressing member 100 from time to time.

아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.In addition, the present invention is not limited only by the above-described embodiment, and since the same effect can be created even when the detailed configuration, number, and arrangement structure of devices are changed, those of ordinary skill in the art can create the present invention. It is stated that various configurations can be added, deleted, and modified within the scope of the technical idea of

100 : 투과성 가압부재 100a: 가압면
200 : 보호필름 210 : 보호필름 이송부
310 : 제 1 레이저 모듈 320 : 제 2 레이저 모듈
500 : 홀더 유닛 700 : 프레스 유닛
710 : 압력 밸런서 720 : 프레스 브라켓
730 : 가압 실린더 740 : 압력감지센서
800 : 이오나이저100: permeable pressing member 100a: pressing surface
200: protective film 210: protective film transfer unit
310: first laser module 320: second laser module
500: holder unit 700: press unit
710: pressure balancer 720: press bracket
730: pressure cylinder 740: pressure sensor
800: ionizer

Claims (12)

기판 상에 배열된 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 가압함과 동시에 상기 가압부재를 통해 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈에 있어서,
상기 투광성 가압부재를 교체가능하게 장착하기 위한 장방형의 홀더 유닛;
상기 홀더 플레이트의 각 모서리 하단을 지지하면서 홀더 플레이트와 투광성 가압부재의 자중만큼 반대방향으로 압력을 부가함으로써 홀더 플레이트와 투광성 가압부재의 자중을 영점으로 초기화시키는 압력 밸런서; 및
상기 홀더 플레이트의 각 모서리 상방에 비접촉된 상태로 구비되어 홀더 플레이트의 각 모서리를 각각 설정된 압력만큼 독립적으로 눌러 가압하는 프레스 유닛을 포함하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.A laser pressing head module of a laser reflow apparatus for bonding electronic components to a substrate by pressing a plurality of electronic components arranged on a substrate with a translucent pressing member and simultaneously irradiating a laser beam through the pressing member,
A rectangular holder unit for replacing the light-transmitting pressing member;
A pressure balancer for initializing the self-weight of the holder plate and the light-transmitting pressing member to zero by applying pressure in the opposite direction by the weight of the holder plate and the light-transmitting pressing member while supporting the lower end of each corner of the holder plate; And
Comprising a press unit provided in a non-contact state above each corner of the holder plate to independently press each corner of the holder plate by a set pressure,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 1 항에 있어서,
상기 압력 밸런서는 에어 실린더로 구성되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 1,
The pressure balancer is composed of an air cylinder,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 1 항에 있어서,
상기 압력 밸런서는 탄성 스프링으로 구성되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 1,
The pressure balancer is composed of an elastic spring,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 1 항에 있어서,
상기 프레스 유닛은 홀더 플레이트를 각 모서리를 각각 설정된 압력만큼 독립적으로 눌러 가압하도록 각 모서리마다 1개씩 분할 배치되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 1,
The press unit is dividedly arranged by one for each corner to independently press each corner of the holder plate by a set pressure,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 4 항에 있어서,
상기 프레스 유닛은,
홀더 플레이트의 각 모서리 부분을 비접촉으로 파지하고 있는 프레스 브라켓; 및
상기 프레스 브라켓의 상단에 장착되어 상기 홀더 플레이트를 각각 설정된 압력만큼 하방으로 눌러 가압하는 가압 실린더를 포함하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 4,
The press unit,
A press bracket for non-contacting each corner of the holder plate; And
Comprising a pressurizing cylinder mounted on the upper end of the press bracket to press the holder plate downward by a set pressure respectively,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 5 항에 있어서,
상기 가압 실린더는 kgf 단위로 가압력을 미세하게 설정 및 조절이 가능한 정밀 공압 실린더가 채택되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.
The method of claim 5,
The pressurizing cylinder adopts a precision pneumatic cylinder capable of finely setting and adjusting the pressing force in kgf,
Laser pressurization head module of the laser reflow device.
 제 5 항에 있어서,
상기 가압 실린더에는 가압시 압력을 측정하여 상시 피드백하기 위한 압력감지센서가 더 구비되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 5,
The pressure cylinder is further provided with a pressure sensing sensor for measuring the pressure during pressurization and always feeding back,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 1 항에 있어서,
상기 홀더 유닛의 상방에는 정전기에 의한 더스트의 먼지 흡착으로부터 투광성 가압부재의 상면을 클리닝하기 위한 이오나이저 유닛이 더 구비되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 1,
An ionizer unit is further provided above the holder unit for cleaning the upper surface of the translucent pressing member from dust adsorption of dust due to static electricity,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 1 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 둘 이상의 레이저 소스로부터 레이저 빔이 중첩 조사되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 1,
The laser beam is irradiated by overlapping laser beams from two or more laser sources,
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 1 항에 있어서,
상기 투광성 가압부재 하부로, 레이저 본딩시 발생하는 가스(fumes)가 투광성 가압부재의 바닥면에 달라붙는 것을 막아주는 보호필름을 더 포함하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.
The method of claim 1,
Further comprising a protective film that prevents gas (fumes) generated during laser bonding from adhering to the bottom surface of the light-transmitting pressing member under the translucent pressing member,
Laser pressurization head module of the laser reflow device.
 제 9 항에 있어서,
상기 보호필름은 폴리테트라플로오로에틸렌 수지(PTFE) 또는 퍼플루오로알콕시 수지(PFA)로 구현되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 9,
The protective film is implemented with polytetrafluoroethylene resin (PTFE) or perfluoroalkoxy resin (PFA),
Laser pressurization head module of the laser reflow device. 제 10 항에 있어서,
상기 보호필름은 롤 형태로 감긴 보호필름을 풀어주면서 일측으로 이송시키는 릴-투-릴(reel to reel) 방식의 보호필름 이송부에 의해 공급되는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈.The method of claim 10,
The protective film is supplied by a reel-to-reel type protective film transfer unit that unwinds the protective film wound in a roll form and transports it to one side,
Laser pressurization head module of the laser reflow device.
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