KR20220154054A - Laser debonding apparatus - Google Patents

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김병록
유종재
김용
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레이저쎌 주식회사
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Abstract

A laser debonding apparatus of the present invention is a laser debonding apparatus for debonding electronic components on a board by irradiating a laser beam from a laser head module, comprising: a grinding means provided around a laser head module to selectively move up and down, debonding electronic components, and grinding an upper surface of a remaining solder to flatten the same to have a certain height; and a suction unit provided adjacent to one side of the grinding means to suck chips generated from the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder, thereby capable of preventing a normal LED from tilting to one side or poor bonding between an LED and a solder.

Description

레이저 디본딩 장치 {Laser debonding apparatus}Laser debonding apparatus {Laser debonding apparatus}

본 발명은 레이저 디본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 정상 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후 본딩함으로써 정상 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 방지되는 레이저 디본딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser debonding device, and more particularly, after debonding an electronic component in which soldering has been melted by laser irradiation, a micro end mill is used to debond the remaining solder so that a height difference does not occur between the remaining solder to which a normal LED will be bonded. A laser debonding device that prevents a normal LED from tilting to one side or bonding failure between an LED and a solder by performing bonding after precisely grinding the top surface.

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.Micron laser processing is an application field with micron (㎛) level precision in industrial laser processing, which is widely used in the semiconductor industry, display industry, printed circuit board (PCB) industry, and smartphone industry. Memory chips used in all electronic devices developed technology to minimize circuit intervals in order to realize integration, performance, and ultra-high communication speed, but now, the required technology level is achieved only by reducing the circuit line width and line width interval. It is difficult to do, so it has reached the level of stacking memory chips in the vertical direction. Stacking technology up to 128 layers has already been developed by TSMC, and the stacking technology up to 72 layers is being applied to mass production by 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, technology development to mount a memory chip, microprocessor chip, graphic processor chip, wireless processor chip, sensor processor chip, etc. in one package is being intensely researched and developed, and a considerable level of technology is 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 developing the above-mentioned technology, more and more electrons have to participate in the signal processing process inside the ultra-high-speed/ultra-high-capacity semiconductor chip, so power consumption increases and cooling processing issues for heat generation have been raised. In addition, in order to achieve the requirements of ultra-high-speed signal processing and ultra-high frequency signal processing for more signals, a technical issue that a large amount of electrical signals should be transmitted at ultra-high speed has been raised. In addition, since the number of signal lines has to increase, the signal interface lines to the outside of the semiconductor chip can no longer be processed in a one-dimensional lead wire method, but in a two-dimensional manner under the semiconductor chip. or Fan-in Wafer-Level-Package (FIWLP)) and a signal layout redistribution layer under the ultra-fine BGA layer at the bottom of the chip, and a second fine BGA layer below it. method (referred to as Fan-Out BGA or Fan-Out Wafer-Level-Package (FOWLP) or Fan-Out Panel-Level-Package) method is being applied in practice.

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 this way, 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 (such as Thermal Reflow Oven) technology, which is a standard process of the existing surface mount technology (SMT) When the MR) process is applied, the semiconductor chip is exposed to an air temperature environment of 100 to 300 degrees (℃) for hundreds of seconds, resulting in chip-boundary warpage and PCB due to the difference in coefficient of thermal expansion (CTE). - Various types of soldering bonding adhesion defects such as PCB-Boundary Warpage and Random-Bonding Failure by Thermal Shock may occur.

이에 따라 종래에는 상기한 원인을 포함하여 솔더링 공정 상에서 발생되는 다양한 형태의 전자부품의 솔더링 불량을 리웍하기 위해 국부적인 가열(Localized Heating) 기술이 개발되었는데, 그 중 최근에 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 레이저 빔 조사에 의한 솔더링 디본딩 기술이다. Accordingly, in the past, localized heating technology has been developed to rework various types of soldering defects of electronic components that occur during the soldering process, including the above causes, among which the most actively researched field. is a soldering debonding technology by laser beam irradiation.

종래 레이저 빔 조사에 의한 디본딩 기술은 비접촉식이라는 장점과 레이저광이 직접 반도체칩에 흡수되는 방법이 1차적인 열흡수 메카니즘이므로 열팽창계수의 차이에 의한 열충격이 없다는 장점이 있으며, 매우 국부적인 가열을 꼭 필요한 시간만 수행하므로 저전력소비, 총 입열량 최소화, 열충격 최소화, 프로세스 시간 최소화 등 여러 가지 장점들을 가지고 있다.The conventional debonding technology by laser beam irradiation has the advantage of being non-contact, and since the method in which laser light is directly absorbed by the semiconductor chip is the primary heat absorption mechanism, there is no thermal shock due to the difference in thermal expansion coefficient. Since it is performed only for the necessary time, it has several advantages such as low power consumption, minimization of total heat input, minimization of thermal shock, and minimization of process time.

한편, 최근에는 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등 여러 장점으로 인해 수십에서 수백 μm 사이즈의 초소형 LED(light emitting diode)가 다양한 디스플레이용 광원으로 활용이 확대되고 있다.On the other hand, recently, due to various advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, the use of subminiature light emitting diodes (LEDs) having a size of tens to hundreds of μm is expanding as a light source for various displays.

상기 초소형 LED 중에서 5 μm 내지 100 μm의 칩 사이즈를 갖는 마이크로 LED의 경우 다수의 마이크로 LED 칩을 가로/세로로 촘촘히 배열한 후 전원을 연결하여 직접 발광함으로써 화상을 표시하는 LED 디스플레이용 화소(pixel)로서 이용되고 있다.In the case of a micro LED having a chip size of 5 μm to 100 μm among the subminiature LEDs, a plurality of micro LED chips are densely arranged horizontally/vertically, and then connected to a power source to directly emit light, thereby displaying an image. Pixels for LED displays is being used as

반면, 100 μm 내지 200 μm의 칩 사이즈를 갖는 미니 LED의 경우 상기 마이크로 LED보다는 칩 사이즈가 상대적으로 커 LED 디스플레이의 직접 발광 화소보다는 주로 후면 발광에 의해 LCD 디스플레이의 화상을 표출하는 백라이트 유닛(Backlight unit)에 활용이 증가되고 있다.On the other hand, in the case of a mini LED having a chip size of 100 μm to 200 μm, the chip size is relatively larger than that of the micro LED, and a backlight unit (Backlight unit) that expresses an image of an LCD display mainly by back emission rather than direct light emitting pixels of an LED display ) is increasing in use.

그리고, 이러한 초소형 LED를 기판에 본딩한 후 검사공정에서 불량 화소가 발견될 시에는 상기 불량 화소 위치의 초소형 LED에 레이저빔을 조사함으로써 해당 불량 LED만을 정확히 제거하고, 상기 초소형 LED가 제거된 자리에는 정상 LED를 본딩하여 교체함으로써 불량 화소의 제거 및 정상 LED로 교체하는 리웍공정을 실시하게 된다.In addition, when a defective pixel is found in the inspection process after bonding such a subminiature LED to a substrate, a laser beam is irradiated to the subminiature LED at the location of the defective pixel to accurately remove only the corresponding defective LED, and the subminiature LED is removed from the place where the subminiature LED is removed. By bonding and replacing normal LEDs, a rework process of removing defective pixels and replacing them with normal LEDs is performed.

그러나, 상기 초소형 LED의 경우 사이즈가 수백 마이크로 이하로 매우 미세하기 때문에 불량 화소에 대한 초소형 LED를 제거한 후 상기 제거된 LED를 전기적으로 연결하고 있던 잔여 솔더의 형상이 매우 불규칙하였다.However, since the size of the subminiature LED is very fine, less than several hundred microns, the shape of the remaining solder electrically connecting the removed LED after removing the subminiature LED for the defective pixel was very irregular.

이 경우 리웍공정에서 상기 잔여 솔더에 안착된 후 본딩되는 정상 LED의 양쪽 단자에 아주 미세한 높이차만 발생하더라도 본딩되는 정상 LED의 솔더링 시 한쪽으로 기울어짐(Tilting)이 발생될 뿐만 아니라, 솔더와의 본딩 실패로 인해 정상 LED의 단자에 전원이 공급되지 못하는 심각한 솔더링 불량이 야기되는 문제점이 있었다.In this case, even if only a very slight height difference occurs between both terminals of the normal LED to be bonded after being seated in the remaining solder in the rework process, not only tilting occurs during soldering of the normal LED to be bonded, but also Due to bonding failure, there is a problem in that a serious soldering defect is caused in which power is not supplied to the terminal of a normal LED.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명은 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 정상 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후 본딩함으로써 정상 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 방지되는 레이저 디본딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention was invented to solve the above problems, and the present invention is to debond the electronic component in which the soldering is melted by laser irradiation and to prevent a height difference between the remaining solder to which the normal LED will be bonded. An object of the present invention is to provide a laser debonding device in which a normal LED tilts to one side or a bonding defect between an LED and a solder is prevented by precisely grinding the upper surface of the remaining solder with an end mill and then bonding the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 레이저 헤드 모듈로부터 레이저빔을 조사하여 기판에서 전자부품을 디본딩하는 레이저 디본딩 장치에 있어서, 상기 레이저 헤드 모듈의 주변에 구비되어 상하로 선택적으로 승하강되면서 전자부품을 디본딩하고 남겨진 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하여 일정 높이를 갖도록 평탄화하는 그라인딩 수단; 및 상기 그라인딩 수단의 일측에 인접하여 구비되어 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입하는 석션 유닛;을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a laser debonding device for debonding an electronic component on a board by irradiating a laser beam from a laser head module, which is provided around the laser head module and selectively moves up and down. Grinding means for debonding the electronic component and flattening the upper surface of the remaining solder to have a predetermined height while descending; and a suction unit provided adjacent to one side of the grinding unit to suck chips generated from the remaining solder while the grinding unit grinds the upper surface of the remaining solder.

또한 일 실시예에 따라, 상기 그라인딩 수단의 타측에는 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더를 향해 에어를 분사하는 블로잉 유닛이 더 구비된다.In addition, according to one embodiment, a blowing unit for blowing air toward the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder is further provided on the other side of the grinding means.

또한 일 실시예에 따라, 상기 그라인딩 수단의 일측에는 잔여 솔더의 형상 및 높이를 측정하기 위한 3D 프로파일 센서가 더 구비된다.In addition, according to one embodiment, a 3D profile sensor for measuring the shape and height of the remaining solder is further provided on one side of the grinding means.

또한 일 실시예에 따라, 상기 그라인딩 수단은, 브라켓; 상기 브라켓의 일측에 결합되는 모터; 상기 모터의 하단에 분리가능하게 결합되는 엔드밀; 상기 모터와 엔드밀을 상하로 이동시키기 위한 승하강 유닛; 및 상기 엔드밀을 모터의 회전축에 선택적으로 결합하기 위한 콜렛척 유닛;을 포함하여 구성된다.In addition, according to one embodiment, the grinding means, a bracket; A motor coupled to one side of the bracket; an end mill detachably coupled to the lower end of the motor; a lifting and lowering unit for vertically moving the motor and the end mill; and a collet chuck unit for selectively coupling the end mill to the rotary shaft of the motor.

또한 일 실시예에 따라, 상기 브라켓의 엔드밀의 둘레에는 엔드 브라켓이 구비됨과 함께 상기 엔드 브라켓의 중공을 통해 엔드밀이 끼워진 상태로 회전가능하게 배치되고, 상기 엔드 브라켓의 둘레에는 적어도 하나 이상의 석션 유닛 또는 블로잉 유닛이 각각 연결된다.In addition, according to one embodiment, an end bracket is provided around the end mill of the bracket and is rotatably disposed with the end mill inserted through a hollow of the end bracket, and at least one suction unit is provided around the end bracket. Alternatively, the blowing units are connected to each other.

또한 일 실시예에 따라, 상기 석션 유닛의 에어 흡입과 블로잉 유닛의 에어 분사는 하나의 컴퓨레셔에 의해 동시에 수행된다.In addition, according to one embodiment, air intake of the suction unit and air injection of the blowing unit are simultaneously performed by one compressor.

또한 일 실시예에 따라, 상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 어느 하나의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment, the 3D profile sensor measures the shape and height of any one specific residual solder before and after performing grinding for any one specific residual solder after debonding of the electronic product, respectively, and then measures the shape and height of the specific residual solder. It is characterized in that the shape and height of the specific remaining solder are mutually compared.

또한 일 실시예에 따라, 상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 둘 이상의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 둘 이상의 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment, the 3D profile sensor measures the shape and height of two or more specific residual solders before and after grinding for two or more specific residual solders after debonding of the electronic product, respectively, and then measures the two or more specific residual solders. It is characterized in that the shape and height of the specific remaining solder are compared with each other.

상술한 바와 같은 본 발명은, 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 정상 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후 본딩함으로써 정상 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 방지되는 효과가 있다.As described above, the present invention, after debonding an electronic component in which soldering is melted by laser irradiation, precisely grinds the upper surface of the remaining solder with a micro end mill so that a height difference does not occur between the remaining solder to which normal LEDs will be bonded. Post-bonding has an effect of preventing a normal LED from tilting to one side or a bonding defect between the LED and the solder.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 싱글 빔 모듈의 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디본딩 장치에 의해 싱글 레이저 빔이 조사되는 FPCB 기판의 이미지
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 구성 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라인딩 수단을 전체적으로 보인 사시도
도 6은 도 5의 ‘A’ 부분 요부 확대도
도 7은 도 6의 ‘B’ 부분 분해 사시도
도 8은 잔여 솔더의 사진 이미지로서, (a) 본 발명에 따라 그라인딩 처리되기 전 잔여 솔더의 평면 사진 이미지, (b)는 본 발명에 따라 그라인딩 처리된 후 잔여 솔더의 평면 사진 이미지
도 9는 본 발명이 적용된 전자부품의 디본딩 및 리웍 공정을 일 실시예에 따라 보인 개략도
1 is a conceptual diagram of a single beam module of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention.
2 is an image of an FPCB substrate irradiated with a single laser beam by a debonding device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention;
4 is a conceptual diagram of the configuration of a laser optical system according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a perspective view showing a grinding means as a whole according to an embodiment of the present invention
Figure 6 is an enlarged view of the 'A' portion of Figure 5
7 is an exploded perspective view of 'B' part of FIG. 6
8 is a photographic image of residual solder, (a) a planar photographic image of residual solder before grinding treatment according to the present invention, (b) a plane photographic image of residual solder after grinding treatment according to the present invention
9 is a schematic diagram showing a debonding and rework process of an electronic component to which the present invention is applied according to an embodiment;

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 this 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 dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "having" to "include" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in this specification, but one or other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, or any combination thereof, is not precluded from being excluded in advance.

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 herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one 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 commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. Should not be.

이하, 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 싱글 빔 모듈의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디본딩 장치에 의해 싱글 레이저 빔이 조사되는 FPCB 기판의 이미지이다.Hereinafter, attached FIG. 1 is a conceptual diagram of a single beam module of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a FPCB to which a single laser beam is irradiated by the debonding device according to an embodiment of the present invention. It is an image of the board.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 레이저 디본딩 장치는 일실시예에 따라 단일의 레이저 모듈(310)을 구비하며, 이에 따라 FPCB 기판 상에 싱글 레이저 빔을 조사하게 된다. 이 때 도 2를 참조하면 상기 제 1 레이저 모듈(310)에 의해 조사된 레이저 빔은 스퀘어 빔 형상으로 변형된 상태로 기판 상에서 조사된다. Referring to FIG. 1, the laser debonding apparatus of the present invention includes a single laser module 310 according to an embodiment, and accordingly, a single laser beam is radiated onto the FPCB substrate. At this time, referring to FIG. 2 , the laser beam irradiated by the first laser module 310 is irradiated onto the substrate in a deformed state in a square beam shape.

즉, 상기 레이저 모듈(310)에 의해 조사된 레이저 빔이 솔더링 불량부의 온도를 솔더링의 용융이 일어나는 디본딩 온도까지 선택적으로 가열함에 따라 전자부품이 기판에서 제거 가능한 상태가 되고, 이어서 일정 형태의 이젝터 장치(미도시)에 의해 상기 솔더링이 용융된 불량 전자부품을 기판으로부터 흡입 제거하게 되는 것이다.That is, as the laser beam irradiated by the laser module 310 selectively heats the temperature of the soldering defect part to the debonding temperature at which soldering melts, the electronic component becomes removable from the board, and then a certain type of ejector The device (not shown) sucks and removes the defective electronic component in which the soldering is melted from the board.

이하, 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 빔 구성 및 작동 관계를 일실시예에 따라 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, referring to FIGS. 3 and 4, a dual beam configuration and operating relationship according to the present invention will be described in detail according to an embodiment.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 구성 개념도이다. 3 is a conceptual diagram illustrating the configuration of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3에서, 레이저 조사부의 레이저 모듈(310)은 각기 냉각장치(316)를 구비한 레이저 발진기(311), 빔 쉐이퍼(312), 광학렌즈모듈(313), 구동장치(314), 제어장치(315) 및 전원공급부(317)를 포함하여 구성된다.In FIG. 3, the laser module 310 of the laser emitter includes a laser oscillator 311 having a cooling device 316, a beam shaper 312, an optical lens module 313, a driving device 314, and a control device. 315 and a power supply unit 317.

상기 레이저 발진기(310)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 310 generates a laser beam having a wavelength and output power within 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 fiber laser (Rare-Earth- Doped Fiber Laser) or rare-earth medium photonic crystal laser (Rare-Earth-Doped Crystal Laser), otherwise, a medium for emitting alexandrite laser light having a wavelength of 755 nm, or Nd YAG (Nd having a wavelength of 1064 nm or 1320 nm) :YAG) may be implemented by including a medium for emitting laser light.

빔 쉐이퍼(beam shaper)(312)는 레이저 발진기(310)에서 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.A beam shaper 312 converts a spot type laser generated from the laser oscillator 310 and transmitted through an optical fiber into an area beam type 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 구성한다.The optical lens module 313 adjusts the shape and size of the laser beam converted from the beam shaper to the form of a surface light source so that it is irradiated to electronic components or irradiation areas mounted on the PCB board. An optical lens module constitutes an optical system through a combination of a plurality of lenses.

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 irradiated surface, and the control device 315 controls the driving device 314 to obtain a beam shape and beam area size when the laser beam reaches the irradiated surface. , adjust the beam sharpness and beam irradiation angle. The control device 315 may also integrally control the operation of each part 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 레이저 모듈(310)에 대응하는 전원 공급부(317)에서 레이저 모듈(310)로 공급되는 전력량을 제어한다. 레이저출력조정부(370)는 하나 이상의 카메라 모듈(350)로부터 조사면 상에서의 부품별, 구역별 또는 전체 디본딩 상태 정보를 수신하여 이를 토대로 전원 공급부(317)를 제어한다. 이와 달리, 레이저출력조정부(370)로부터의 제어정보가 레이저 모듈(310)의 제어장치(315)로 전달되고, 상기 제어장치(315)에서 각기 대응하는 전원공급부(317)를 제어하기 위한 피드백 신호를 제공하는 것도 가능하다. Meanwhile, the laser power adjusting unit 370 controls the amount of power supplied to the laser module 310 from the power supply unit 317 corresponding to the laser module 310 according to a program received through a user interface or a preset program. The laser power adjusting unit 370 controls the power supply unit 317 based on receiving part-by-part, zone-by-zone, or total debonding state information on the irradiation surface from one or more camera modules 350 . Unlike this, the control information from the laser power adjusting unit 370 is transmitted to the control device 315 of the laser module 310, and the control device 315 provides a feedback signal for controlling the corresponding power supply unit 317. It is also possible to provide

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, by adjusting the size and power of the laser beam, it is possible to perform bonding between the electronic components in the irradiation surface and the substrate or to remove the bonding. In particular, when a damaged electronic component is removed from a board, the area of the laser beam is minimized to the corresponding electronic component area, thereby minimizing the application of heat by the laser beam to other adjacent electronic components or normal electronic components present on the board. Accordingly, it is possible to remove only the damaged electronic component to be removed.

한편, 복수의 레이저 모듈별로 서로 다른 파장을 가진 레이저 빔을 방출하도록 구성하는 경우에는, 레이저 조사부는 전자부품에 포함된 복수의 재료층(예: EMC층, 실리콘층, 솔더층)이 각기 잘 흡수하는 파장을 갖는 개별 레이저 모듈로 구성될 수 있다. On the other hand, when a plurality of laser modules are configured to emit laser beams having different wavelengths, the laser irradiation unit is well absorbed by a plurality of material layers (eg, EMC layer, silicon layer, solder layer) included in the electronic component. It may be composed of individual laser modules having a wavelength of

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.Accordingly, the laser debonding device according to the present invention selectively and differently 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 and the electrodes of the electronic component, to optimize bonding (Attaching or Bonding) or separation (Detaching or Debonding) process can be performed.

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.Specifically, either penetrates both the EMC mold layer and the silicon layer of the electronic component so that all energy of each laser beam is absorbed in the solder layer, or the laser beam does not penetrate the EMC mold layer and heats the surface of the electronic component to lower the electronic component Heat may be conducted to the bonding portion of the

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성 개념도이다.4 is a schematic configuration diagram of a laser optical system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4는 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.4 is an optical system of the simplest structure applicable to the present invention, when the laser beam emitted from the beam transmission optical fiber 410 is focus-aligned through the convex lens 420 and incident to the beam shaper 430, the beam shaper ( In step 430, the spot type 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 passes through the concave lens 440 to the desired shape. The image plane S is irradiated with the enlarged surface light source A2, which is enlarged in size.

이하 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 디본딩 장치의 구성 및 작동관계에 대해 자세히 살펴보기로 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6 attached, the configuration and operation of the laser debonding device according to the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라인딩 수단을 전체적으로 보인 사시도이고, 도 6은 도 5의 ‘A’ 부분 요부 확대도이며, 도 7은 도 6의 ‘B’ 부분 분해 사시도이고, 도 8은 잔여 솔더의 사진 이미지로서, (a) 본 발명에 따라 그라인딩 처리되기 전 잔여 솔더의 평면 사진 이미지, (b)는 본 발명에 따라 그라인딩 처리된 후 잔여 솔더의 평면 사진 이미지이다.5 is a perspective view showing a grinding means as a whole according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is an enlarged view of the 'A' portion of FIG. 5, FIG. 7 is an exploded perspective view of the 'B' portion of FIG. 6, and FIG. Silver is a photographic image of residual solder, (a) a planar photographic image of residual solder before grinding according to the present invention, and (b) a planar photographic image of residual solder after grinding according to the present invention.

먼저, 본 발명의 레이저 디본딩 장치는 불량 화소로서 확인된 초소형 LED에 디본딩을 위해 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드 모듈(310, 410, 도 1 내지 4 참조)의 주변에 본 발명의 그라인딩 수단(700)이 구비된다.First, in the laser debonding device of the present invention, the grinding means of the present invention around the laser head module (310, 410, see Figs. 700) is provided.

상기 그라인딩 수단(700)은 승하강 유닛(750)에 의해 상하로 선택적으로 승하강되는데, 레이저 헤드 모듈(310, 410, 도 1 내지 4 참조)이 전자부품(예컨대, 초소형 LED)을 디본딩한 후 남겨진 잔여 솔더(S)의 상부면을 마이크로 엔드밀(740)로 정밀하게 그라인딩하여 전자부품의 리웍에 필요한 일정 높이를 갖도록 평탄화한다. 그러므로 본 발명 장치를 이용한 상기 잔여 솔더(S)의 평탄화를 통해 리웍(rework, 레이저 본딩)되는 전자부품이 일측으로 기울어지거나 잔여 솔더(S)와 전자부품의 단자간 본딩 불량이 방지된다.The grinding means 700 is selectively moved up and down by the lifting unit 750, and the laser head modules 310 and 410 (see FIGS. 1 to 4) debond electronic components (eg, subminiature LEDs). The upper surface of the remaining solder S is precisely ground with a micro end mill 740 to flatten it to have a certain height required for rework of the electronic component. Therefore, by flattening the residual solder S using the apparatus of the present invention, an electronic component to be reworked (laser bonding) is tilted to one side or bonding failure between the residual solder S and terminals of the electronic component is prevented.

보다 구체적으로, 도 5 내지 7을 참조하면 상기 그라인딩 수단(700)은 브라켓(710)과, 상기 브라켓(710)의 일측에 결합되는 모터(720)와, 상기 모터(720)의 하단에 분리가능하게 결합되는 마이크로 엔드밀(740)과, 상기 모터(740)와 마이크로 엔드밀(740)을 상하로 이동시키기 위한 승하강 유닛(750)과, 상기 마이크로 엔드밀(740)을 모터(720)의 회전축(미도시)에 선택적으로 결합하기 위한 콜렛척 유닛(730)을 포함하여 구성된다.More specifically, referring to FIGS. 5 to 7 , the grinding means 700 includes a bracket 710, a motor 720 coupled to one side of the bracket 710, and a lower end of the motor 720 that can be separated. A micro end mill 740 that is tightly coupled, a lifting unit 750 for moving the motor 740 and the micro end mill 740 up and down, and the micro end mill 740 of the motor 720 It is configured to include a collet chuck unit 730 for selectively coupling to a rotating shaft (not shown).

상기 콜렛척 유닛(730)은 본체에 슬릿이 들어간 구조의 콜렛척(731)이 입을 열거나 닫음으로써 가공물을 고정하는 데에 사용되는 척(chuck) 기구의 일종으로서, 도 7을 참조하면 환봉 형상의 콜렛척 바디(730)의 중공에 쐐기 형상의 콜렛척(731)이 삽탈되며, 이때 상기 콜렛척(731)의 슬릿 중앙에는 마이크로 엔드밀(740)이 선택적으로 끼워져 고정된다. The collet chuck unit 730 is a type of chuck mechanism used to fix a workpiece by opening or closing the mouth of the collet chuck 731 having a slit in the main body. Referring to FIG. 7, it has a round bar shape. A wedge-shaped collet chuck 731 is inserted into the hollow of the collet chuck body 730, and at this time, a micro end mill 740 is selectively inserted into and fixed to the center of the slit of the collet chuck 731.

계속해서, 마이크로 엔드밀(740)을 포함한 콜렛척(731)이 콜렛척 바디(730)의 중공으로 삽입됨으로써 콜렛척(731)이 오므라지면서 조여지게 된다. 이때, 상기 콜렛척(731)의 슬릿에 끼워진 상태의 마이크로 엔드밀(740)은 콜렛척(731)이 오므라짐에 따라 콜렛척(731)의 슬릿 사이에서 압박되고, 이에 따라 상기 콜렛척(731)의 슬릿 사이에 마이크로 엔드밀(740)이 빠지지 않게 고정된다. 이 상태에서 상기 콜렛척 바디(730)의 상단은 모터(720)의 회전축과 결합되어 있으므로 상기 모터(720)의 회전에 따라 모터(720)의 회전축과 결합된 콜렛척 바디(730), 콜렛척(731) 및 마이크로 엔드밀(740)도 함께 회전되어진다.Subsequently, as the collet chuck 731 including the micro end mill 740 is inserted into the hollow of the collet chuck body 730, the collet chuck 731 is tightened while being folded. At this time, the micro end mill 740 inserted into the slit of the collet chuck 731 is pressed between the slits of the collet chuck 731 as the collet chuck 731 is closed, and thus the collet chuck 731 The micro end mill 740 is fixed between the slits of ) so as not to fall out. In this state, since the upper end of the collet chuck body 730 is coupled to the rotating shaft of the motor 720, the collet chuck body 730 coupled to the rotating shaft of the motor 720 according to the rotation of the motor 720, the collet chuck 731 and the micro end mill 740 are also rotated together.

한편, 상기 마이크로 엔드밀(740)을 다른 것으로 교체하고자 할 때에는 상술한 과정의 역순에 따라 콜렛척 바디(730)로부터 콜렛척(731)을 빼내면 상기 콜렛척(731)의 슬릿 사이에 고정된 마이크로 엔드밀(740)의 압박이 해제되고, 마이크로 엔드밀(740)을 다른 것으로 교체한 후 다시 콜렛척(731)을 콜렛척 바디(730)로 삽입하면 된다.On the other hand, when replacing the micro end mill 740 with another one, take out the collet chuck 731 from the collet chuck body 730 in the reverse order of the above process, and the collet chuck 731 is fixed between the slits of the collet chuck 731. After the pressure of the micro end mill 740 is released, the micro end mill 740 is replaced with another one, and then the collet chuck 731 is inserted into the collet chuck body 730 again.

또한, 상기 브라켓(710)의 하단에 위치된 마이크로 엔드밀(740)의 둘레에는 엔드 브라켓(830)이 구비되고, 상기 엔드 브라켓(830)의 통공(830a, 도 6 참조)을 통해 마이크로 엔드밀(740)이 끼워져 관통된 상태로 회전가능하게 배치된다. 이때, 상기 엔드 브라켓(830)의 둘레에는 적어도 하나 이상의 석션 유닛(810) 또는 블로잉 유닛(820)이 각각 연결 배치된다. In addition, an end bracket 830 is provided around the micro end mill 740 located at the lower end of the bracket 710, and the end bracket 830 has a micro end mill through a through hole 830a (see FIG. 6). 740 is rotatably disposed in a fitted and penetrated state. At this time, at least one suction unit 810 or blowing unit 820 is connected and disposed around the end bracket 830 .

도 6에 도시된 일 실시예에 따르면 엔드 브라켓(830)의 좌, 우측에 각각 하나씩 2개의 석션 유닛(810)이 배치되고, 엔드 브라켓(830)의 정면에 하나의 블로잉 유닛(820)이 배치될 수 있다.According to the embodiment shown in FIG. 6, two suction units 810 are disposed on the left and right sides of the end bracket 830, and one blowing unit 820 is disposed on the front of the end bracket 830 It can be.

이때, 상기 엔드 브라켓(830)의 양측에 연결 구비된 석션 유닛(810)은 그라인딩 수단(700)이 잔여 솔더(S)의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더(S)로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입한다. 일례로, 상기 석션 유닛(810)과 블로잉 유닛(820)은 도면에 도시된 것처럼 에어 피팅과 파이프가 연결된 에어 배관의 구조체일 수 있다.At this time, while the grinding means 700 grinds the upper surface of the remaining solder S, the suction unit 810 connected to both sides of the end bracket 830 produces cutting chips ( chips) are inhaled. For example, the suction unit 810 and the blowing unit 820 may be an air pipe structure in which an air fitting and a pipe are connected, as shown in the drawing.

한편, 상기 엔드 브라켓(830)의 타측에 연결 구비된 블로잉 유닛(820)은 마이크로 엔드밀(740)이 잔여 솔더(S)의 상부면을 그라인딩하여 평탄화하는 동안 상기 잔여 솔더(S)를 향해 에어를 분사한다.Meanwhile, the blowing unit 820 connected to the other side of the end bracket 830 blows air toward the remaining solder S while the micro end mill 740 grinds and flattens the upper surface of the remaining solder S. spray the

아울러, 본 발명에서 상기 석션 유닛(810)이 단독으로 구비된 경우에도 절삭 칩을 흡입 및 제거할 수 있으나, 상기 석션 유닛(810)에 더해 블로잉 유닛(820)이 더 구비된 경우 상기 블로잉 유닛(820)이 잔여 솔더(S)의 상부면으로 에어를 강하게 분사함에 따라 마이크로 엔드밀(740)에 의해 절삭된 절삭 칩이 석션 유닛(810)쪽으로 보다 빠르게 이동될 수 있다. 즉, 상기 블로잉 유닛(820)에 의해 석션 유닛(810)의 절삭 칩의 흡입력과 공기의 유속이 배가될 수 있다.In addition, in the present invention, even when the suction unit 810 is provided alone, cutting chips can be sucked and removed, but when a blowing unit 820 is further provided in addition to the suction unit 810, the blowing unit ( As 820 strongly blows air to the upper surface of the remaining solder S, the cutting chips cut by the micro end mill 740 may be moved toward the suction unit 810 more quickly. That is, the suction force of the cutting chips of the suction unit 810 and the air velocity may be doubled by the blowing unit 820 .

한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예에 따라 상기 석션 유닛(810)의 에어 흡입과 블로잉 유닛(820)의 에어 분사는 각각 연결된 에어 컴퓨레셔(미도시)에 의해 수행될 수 있으며, 보다 간단하게는 하나의 컴퓨레셔에 의해 동시에 수행될 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, according to an embodiment, air intake of the suction unit 810 and air injection of the blowing unit 820 may be performed by an air compressor (not shown) connected to each other, and more simply Preferably, it can be performed simultaneously by one compressor.

또한, 상기 그라인딩 수단(700)의 일측에는 그라인딩 및 평탄화 대상물인 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이를 측정하기 위한 3D 프로파일 센서(900)가 구비된다. In addition, a 3D profile sensor 900 for measuring the shape and height of the remaining solder (S), which is an object of grinding and flattening, is provided on one side of the grinding unit 700.

상기 3D 프로파일 센서(900)는 일례로 광 절단법을 이용한 레이저 변위 센서일 수 있으며, 라인 형태의 레이저광을 대상 물체 표면에 조사하고 해당 반사광의 변화를 CMOS로 수광하여, 비접촉으로 피측정물의 높이, 단차, 폭 등 프로파일 데이터(단면 형상)를 측정한다. 또한, 연속적으로 측정된 프로파일 데이터는 화상 처리됨으로써 대상 물체의 3D 형상을 취득할 수 있다.The 3D profile sensor 900 may be, for example, a laser displacement sensor using an optical cutting method, and irradiates a laser beam in the form of a line to the surface of a target object and receives a change in the reflected light through CMOS to determine the height of the object to be measured without contact. , step, width, etc. profile data (cross-sectional shape) is measured. In addition, the continuously measured profile data can be image-processed to acquire the 3D shape of the target object.

따라서, 본 발명은 상기 3D 프로파일 센서(900)를 구비함으로써 그라인딩 및 평탄화 대상물인 잔여 솔더(S)의 위치, 높이 또는 평탄도 등의 프로파일 데이터를 정밀하게 측정하고, 상기 프로파일 데이터에 기반하여 마이크로 엔드밀(740)을 제어함으로써 그라인딩 공정을 수행한다.Therefore, the present invention provides the 3D profile sensor 900 to precisely measure profile data such as the position, height, or flatness of the remaining solder (S), which is an object of grinding and flattening, and, based on the profile data, a micro-end Controlling the mill 740 performs the grinding process.

일 실시예로, 상기 3D 프로파일 센서(900)는 전자제품의 디본딩 후 어느 하나의 특정 잔여 솔더(S)에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 특정 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이를 상호 비교함으로써 어느 하나의 특정 잔여 솔더(S)의 상부면이 특정 높이와 평탄도를 갖도록 마이크로 엔드밀(740)의 승하강 거리와 절삭 정도를 제어할 수 있다.In one embodiment, the 3D profile sensor 900 determines the shape and shape of the specific residual solder S before and after grinding for any one specific residual solder S after debonding of the electronic product. After measuring the heights, the shape and height of the specific residual solder (S) are compared with each other so that the upper surface of any one specific residual solder (S) has a specific height and flatness. Distance and cutting degree can be controlled.

한편, 다른 실시예로 상기 3D 프로파일 센서(900)는 전자제품의 디본딩 후 둘 이상의 특정 잔여 솔더(S1, S2, 도 9a,b 참조)에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더(S1, S2)의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 둘 이상의 특정 잔여 솔더(S1, S2)의 형상 및 높이를 상호 비교함으로써 둘 이상의 특정 잔여 솔더(S1, S2)의 상부면이 동일 또는 근사한 높이와 평탄도를 갖도록 마이크로 엔드밀(740)의 절삭 정도를 제어할 수 있다.On the other hand, in another embodiment, the 3D profile sensor 900 may perform grinding before and after performing grinding on two or more specific residual solders (S1, S2, see FIGS. 9A and B) after debonding of the electronic product. After measuring the shapes and heights of the remaining solders S1 and S2, respectively, by comparing the shapes and heights of the two or more specific residual solders S1 and S2 with each other, the upper surfaces of the two or more specific residual solders S1 and S2 are identical. Alternatively, the cutting degree of the micro end mill 740 may be controlled to have an approximate height and flatness.

도 9는 본 발명이 적용된 전자부품의 디본딩 및 리웍 공정을 일 실시예에 따라 보인 개략도이다.9 is a schematic diagram showing a debonding and rework process of an electronic component to which the present invention is applied according to an embodiment.

먼저, 도 9a를 참조하면, 본 발명의 레이저 헤드 모듈(310, 410, 도 1 내지 4 참조)로부터 레이저빔을 조사하여 불량 화소로 판정된 초소형 LED의 솔더를 녹임으로써 상기 초소형 LED를 제거한다. 이때, 상기 초소형 LED가 제거된 잔여 솔더(S)의 형상과 높이는 매우 불규칙하게 형성된다. (도 8a 사진 이미지 참조) First, referring to FIG. 9A , the subminiature LED is removed by irradiating a laser beam from the laser head module (310, 410, see FIGS. 1 to 4) of the present invention to melt the solder of the subminiature LED determined to be a bad pixel. At this time, the shape and height of the remaining solder S from which the subminiature LED is removed are very irregular. (See Fig. 8a photo image)

이 상태에서 상기 형상과 높이가 불규칙한 잔여 솔더(S)의 상부면에 초소형 LED를 안착 및 본딩하게 되면 상기 LED가 잔여 솔더의 형상 및 높이차로 인해 한쪽으로 기울어진 상태로 본딩되거나 LED의 단자와 솔더간에 본딩 불량이 발생될 수 있다.In this state, when a subminiature LED is seated and bonded to the upper surface of the residual solder (S) having an irregular shape and height, the LED is bonded in a tilted state due to the shape and height difference of the residual solder, or the LED terminal and the solder Bonding failure may occur between them.

이를 해소키 위해 도 9b를 참조하면, 본 발명의 그라인딩 수단(700)을 이용하여 상기 형상 및 높이가 불규칙한 잔여 솔더(S)의 상부면을 일정한 형상과 높이를 갖도록 그라인딩하여 평탄화한다. In order to solve this problem, referring to FIG. 9B , the top surface of the irregular shape and height of the remaining solder S is ground to have a constant shape and height by using the grinding means 700 of the present invention and flattened.

그라인딩을 수행하기에 앞서 3D 프로파일 센서(900)가 그라인딩 및 평탄화 대상물인 잔여 솔더(S)의 위치, 형상 및 높이 등 프로파일 데이터를 측정한다. (pre-inspection)Prior to performing the grinding, the 3D profile sensor 900 measures profile data such as the position, shape, and height of the remaining solder (S), which is an object for grinding and flattening. (pre-inspection)

또한, 그라인딩 공정은 상기 그라인딩 수단(700)의 마이크로 엔드밀(740)을 고속으로 회전시켜 잔여 솔더(S)의 상부면을 매끈하게 절삭하여 평탄화하고, 이때 상기 마이크로 엔드밀(740)의 주변에 구비된 석션 유닛(810)과 블로잉 유닛(820)을 구동함으로써 마이크로 엔드밀(740)에 의해 절삭된 잔여 솔더의 절삭 칩이 석션 유닛(810)을 통해 흡입 및 제거된다.In addition, the grinding process rotates the micro end mill 740 of the grinding means 700 at high speed to smoothly cut and flatten the upper surface of the remaining solder (S). By driving the suction unit 810 and the blowing unit 820 provided, the cutting chips of the remaining solder cut by the micro end mill 740 are suctioned and removed through the suction unit 810 .

그라인딩을 수행한 후에는 3D 프로파일 센서(900)가 다시 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이 등 프로파일 데이터를 측정한다. (post-inspection) After performing the grinding, the 3D profile sensor 900 measures profile data such as the shape and height of the remaining solder S again. (post-inspection)

이를 통해 상기 측정된 그라인딩 수행 전과 수행 후의 프로파일 데이터를 상호 비교하여 마이크로 엔드밀(740)에 의한 절삭이 원하는 평탄도와 높이에 도달하였는지 검사한다.Through this, the measured profile data before and after the grinding is mutually compared to check whether the cutting by the micro end mill 740 has reached the desired flatness and height.

계속해서, 도 9c를 참조하면 상기 3D 프로파일 센서(900)에 의한 검사를 통해 평탄화가 완료된 잔여 솔더(S)의 상부면에는 교체용 LED의 레이저 본딩을 위해 솔더 페이스트(P)가 도팅(dotting)된다. 이때, 상기 잔여 솔더(S)의 상부면은 평탄화가 완료된 매끈한 상태이므로 상기 잔여 솔더(S) 상부면에 도팅된 솔더 페이스트(P)의 표면은 표면장력에 의해 도 9c처럼 볼록한 구형을 이루게 된다.Subsequently, referring to FIG. 9C , the upper surface of the remaining solder S, which has been flattened through the inspection by the 3D profile sensor 900, is dotted with solder paste P for laser bonding of the replacement LED. do. At this time, since the upper surface of the remaining solder S is in a smooth state after completion of planarization, the surface of the solder paste P dotted on the upper surface of the remaining solder S forms a convex sphere as shown in FIG. 9C due to surface tension.

이후, 도 9d를 참조하면 상기 평탄화가 완료된 잔여 솔더(S)의 솔더 페이스트(P) 위에 교체용 초소형 LED를 마운트시킨 후 레이저빔을 조사하여 본딩함으로써 상기 LED가 한쪽으로 기울어지거나 본딩 불량없이 수평하게 정상적으로 본딩되어지고, 최종적으로 초소형 LED의 리웍 공정이 완료된다.Subsequently, referring to FIG. 9D, after mounting a subminiature LED for replacement on the solder paste P of the remaining solder S after the flattening, irradiation of a laser beam is performed to bond the LED horizontally without tilting to one side or bonding failure. It is normally bonded, and finally the rework process of the subminiature LED is completed.

따라서, 본 발명은 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 교체용 초소형 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후에 상기 LED를 본딩하기 때문에 상기 교체용 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 해소되는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, in the present invention, after debonding an electronic component in which soldering is melted by laser irradiation, the upper surface of the remaining solder is precisely ground with a micro end mill so that a height difference does not occur between the remaining solder to which the subminiature LED for replacement is to be bonded. Since the LED is bonded, an effect of inclining the replacement LED to one side or solving a bonding defect between the LED and the solder may be obtained.

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 or number and arrangement structure of the device is changed, those of ordinary skill in the art can use the present invention It is stated that addition, deletion, and modification of various configurations are possible within the scope of the technical idea of

310, 410 : 레이저 헤드 모듈 700 : 그라인딩 수단
710 : 브라켓 720 : 모터
730 : 콜렛척 바디 731 : 콜렛척
740 : 마이크로 엔드밀 750 : 승하강 유닛
810 : 석션 유닛 820 : 블로잉 유닛
830 : 엔드 브라켓 900 : 3D 프로파일 센서
S, S1, S2 : 잔여 솔더 P : 솔더 페이스트
310, 410: laser head module 700: grinding means
710: bracket 720: motor
730: collet chuck body 731: collet chuck
740: micro end mill 750: lifting unit
810: suction unit 820: blowing unit
830: end bracket 900: 3D profile sensor
S, S1, S2: Residual solder P: Solder paste

Claims (8)

레이저 헤드 모듈로부터 레이저빔을 조사하여 기판에서 전자부품을 디본딩하는 레이저 디본딩 장치에 있어서,
상기 레이저 헤드 모듈의 주변에 구비되어 상하로 선택적으로 승하강되면서 전자부품을 디본딩하고 남겨진 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하여 일정 높이를 갖도록 평탄화하는 그라인딩 수단; 및
상기 그라인딩 수단의 일측에 인접하여 구비되어 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입하는 석션 유닛;을 포함하는,
레이저 디본딩 장치.
In the laser debonding device for debonding electronic components on a board by irradiating a laser beam from a laser head module,
grinding means provided around the laser head module to selectively move up and down, debonding electronic components, and grinding the upper surface of the remaining solder to flatten it to have a certain height; and
A suction unit provided adjacent to one side of the grinding means to suck in cutting chips generated from the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder;
Laser debonding device.
제 1 항에 있어서,
상기 그라인딩 수단의 타측에는 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더를 향해 에어를 분사하는 블로잉 유닛이 더 구비되는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 1,
A blowing unit for blowing air toward the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder is further provided on the other side of the grinding means,
Laser debonding device.
제 1 항에 있어서,
상기 그라인딩 수단의 일측에는 잔여 솔더의 형상 및 높이를 측정하기 위한 3D 프로파일 센서가 더 구비되는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 1,
One side of the grinding means is further provided with a 3D profile sensor for measuring the shape and height of the remaining solder.
Laser debonding device.
제 1 항에 있어서,
상기 그라인딩 수단은,
브라켓;
상기 브라켓의 일측에 결합되는 모터;
상기 모터의 하단에 분리가능하게 결합되는 엔드밀;
상기 모터와 엔드밀을 상하로 이동시키기 위한 승하강 유닛; 및
상기 엔드밀을 모터의 회전축에 선택적으로 결합하기 위한 콜렛척 유닛;을 포함하는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 1,
The grinding means,
Brackets;
A motor coupled to one side of the bracket;
an end mill detachably coupled to the lower end of the motor;
a lifting and lowering unit for vertically moving the motor and the end mill; and
A collet chuck unit for selectively coupling the end mill to the rotary shaft of the motor; including,
Laser debonding device.
제 4 항에 있어서,
상기 브라켓의 엔드밀의 둘레에는 엔드 브라켓이 구비됨과 함께 상기 엔드 브라켓의 중공을 통해 엔드밀이 끼워진 상태로 회전가능하게 배치되고, 상기 엔드 브라켓의 둘레에는 적어도 하나 이상의 석션 유닛 또는 블로잉 유닛이 각각 연결되는 것을 특징으로 하는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 4,
An end bracket is provided around the end mill of the bracket and is rotatably disposed with the end mill inserted through the hollow of the end bracket, and at least one suction unit or blowing unit is connected to the circumference of the end bracket, respectively. characterized in that,
Laser debonding device.
제 2 항에 있어서,
상기 석션 유닛의 에어 흡입과 블로잉 유닛의 에어 분사는 하나의 컴퓨레셔에 의해 동시에 수행되는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 2,
Air intake of the suction unit and air injection of the blowing unit are performed simultaneously by one compressor,
Laser debonding device.
제 3 항에 있어서,
상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 어느 하나의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 하는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 3,
The 3D profile sensor measures the shape and height of any one specific residual solder before and after grinding for any one specific residual solder after debonding of the electronic product, respectively, and then measures the shape and height of the specific residual solder Characterized in that the mutual comparison of
Laser debonding device.
제 3 항에 있어서,
상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 둘 이상의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 둘 이상의 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 하는,
레이저 디본딩 장치.
According to claim 3,
The 3D profile sensor measures the shape and height of the two or more specific residual solders before and after performing grinding for two or more specific residual solders after debonding of the electronic product, respectively, and then measures the shapes and heights of the two or more specific residual solders. Characterized in that the height is mutually compared,
Laser debonding device.
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