JP5411340B1 - Solder ball mounting apparatus, solder ball mounting system including the same, and solder ball mounting method using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】多数のはんだボールを損傷することなくプリント回路基板に容易に実装することができるはんだボール実装装置、これを含むはんだボール実装システム及びこれを用いたはんだボール実装方法を提供する。
【解決手段】本発明の半田ボール実装装置は、プリント回路基板300を上部面に装着し、所定の傾斜角に変換されるテーブル100と、プリント回路基板300の各パッドに対応する開口部210を備え、プリント回路基板300上にテーブル100に重畳して装着された実装用マスク200と、実装用マスク200の両側端部に係合してテーブル100の上部に装着され、実装用マスク200の一側端部で多数のはんだボール250を吸入し、実装用マスク200の他側端部に排出するはんだボール循環器400と、を含むものである。
【選択図】図1A solder ball mounting apparatus capable of easily mounting a large number of solder balls on a printed circuit board without damage, a solder ball mounting system including the solder ball mounting system, and a solder ball mounting method using the same.
A solder ball mounting apparatus according to the present invention includes a table 100 on which a printed circuit board 300 is mounted on an upper surface and converted into a predetermined inclination angle, and an opening 210 corresponding to each pad of the printed circuit board 300. A mounting mask 200 superimposed on the table 100 and mounted on the printed circuit board 300, and is mounted on the upper side of the table 100 by engaging with both side edges of the mounting mask 200. A solder ball circulator 400 that sucks a large number of solder balls 250 at the side end and discharges the solder balls 250 to the other end of the mounting mask 200.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、はんだボール実装装置、これを含むはんだボール実装システム及びこれを用いたはんだボール実装方法に関する。 The present invention relates to a solder ball mounting apparatus, a solder ball mounting system including the same, and a solder ball mounting method using the same.
従来、PCB(Printed Circuit Board)上にはんだバンプを形成し、その上にデバイスを実装するフリップチップ(Flip Chip)方式の適用が増加しつつある。 2. Description of the Related Art Conventionally, the application of a flip chip method in which a solder bump is formed on a PCB (Printed Circuit Board) and a device is mounted thereon is increasing.
特に、大容量のデータを高速に演算するCPU及びグラフィック用演算装置の場合、従来Auワイヤ(wire)を用いて基板とデバイスを連結する方式から、基板とデバイスをはんだバンプ(Solder Bump)に連結し、接続抵抗を改善したフリップチップ方式への転換が急激に増加している。 In particular, in the case of CPUs and graphic computing devices that calculate large amounts of data at high speed, the conventional method of connecting a substrate and a device using Au wire is used to connect the substrate and the device to a solder bump. However, the shift to the flip chip method with improved connection resistance is increasing rapidly.
このようなはんだバンプは、はんだペースト(Solder Paste)を基板に印刷し、リフロー(Reflow)して形成する方式と、微細なはんだボール(Solder Ball)を基板に実装して形成する方式と、溶融されたはんだを基板に直接またはマスクを用いて注入し形成する方式と、に分類することができる。このように基板に形成されたはんだバンプは、チップに形成されたCuパッドまたははんだバンプと接続するために溶融され、金属間の結合を行う。 Such solder bumps are formed by printing a solder paste on the substrate and reflowing it, forming a fine solder ball on the substrate, and melting the solder bump. It can be classified into a method of injecting the formed solder directly into the substrate or using a mask. The solder bumps formed on the substrate in this way are melted to connect with the Cu pads or solder bumps formed on the chip, and bond between the metals.
このようなはんだバンプを形成する方法は、特許文献1に開示されたように、マスク(Mask)に同じサイズの開口部を形成した後、はんだボールをスキージを用いてスキージングし、はんだボールをマスク開口部を介して基板の入力/出力パッドに実装するボールプレーシング(Ball Placing)方式、または治具(Jig)に基板パターンと同様に真空ホールを形成し、はんだボールを真空でピックアップ(pick−up)し、基板に実装する方式が挙げられる。 As disclosed in Patent Document 1, after forming openings of the same size in a mask (Mask), the method of forming such solder bumps is performed by squeezing the solder balls using a squeegee, A ball placing method for mounting on an input / output pad of a substrate through a mask opening, or a vacuum hole is formed in a jig (Jig) in the same manner as a substrate pattern, and a solder ball is picked up in a vacuum (pick) -Up) and mounting on a substrate.
ピックアップ方式の場合、先ず治具の真空ホールを機械的に加工し、化学的にエッチングして形成することで、はんだボールの個数が増加し、ボール間のピッチ(Pitch)が減少するに伴い、真空ホールの加工費用が急激に増加する。それだけでなく、治具の真空ホールを形成する時にサイズの制約があるため、真空でボールを十分にピックアップすることができず、ボールが治具から落ちて不良を起こす場合もある。 In the case of the pick-up method, the vacuum hole of the jig is first mechanically processed and chemically etched to increase the number of solder balls, and the pitch between the balls (Pitch) decreases. The processing cost of vacuum holes increases rapidly. In addition, since there is a size restriction when forming the vacuum hole of the jig, the ball cannot be sufficiently picked up by vacuum, and the ball may fall from the jig and cause a defect.
また、ピックアップ方式は、はんだボールをピックアップして実装する際、治具が基板に予め塗布したフラックス(Flux)によって汚染される場合、フラックスに汚染された治具部分に所望しないはんだボールがピックアップされて基板に装着され、不良を起こす場合もある。 In the pickup method, when a solder ball is picked up and mounted, if the jig is contaminated by a flux (Flux) previously applied to the substrate, an undesired solder ball is picked up by the jig portion contaminated by the flux. May be attached to the board and cause defects.
一方、ボールプレーシング方式の場合、マスクにはんだボールを投入し、これをスキージでスキージングしてはんだボールを実装する過程中に、はんだボールがスキージに押圧されてマスクのホール(Hole)を塞ぐか、またはスキージング時に、はんだボール同士がぶつかり合って表面が割れ、急激に酸化される場合がある。 On the other hand, in the case of the ball-plating method, a solder ball is thrown into the mask and squeezed with a squeegee to mount the solder ball, and the solder ball is pressed by the squeegee to close the hole of the mask. Or, during squeezing, solder balls may collide with each other and the surface may be cracked and oxidized rapidly.
従って、このような欠陥によってリフロー(reflow)工程中に、はんだボールが基板の入力/出力パッドと金属結合されず、不良を起こすことになる。 Therefore, due to such defects, the solder balls are not metal-bonded with the input / output pads of the substrate during the reflow process, which causes defects.
本発明の目的は、前記の問題点を解消するために、スキージングを行わず強制循環方式ではんだボールを実装することができるはんだボール実装装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solder ball mounting apparatus capable of mounting a solder ball by a forced circulation method without performing squeezing in order to solve the above problems.
本発明の他の目的は、前記の問題点を解消するために、スキージングを行わず強制循環方式ではんだボールを実装することができるはんだボール実装システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a solder ball mounting system capable of mounting solder balls by forced circulation without performing squeezing in order to solve the above-mentioned problems.
本発明のまた他の目的は、前記の問題点を解消するために、スキージングを行わず強制循環方式ではんだボールを実装することができるはんだボール実装装置を用いたはんだボール実装方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a solder ball mounting method using a solder ball mounting apparatus capable of mounting a solder ball by forced circulation without performing squeezing in order to solve the above-mentioned problems. There is.
本発明の一実施例によるはんだボール実装装置は、プリント回路基板を上部面に装着し、所定の傾斜角に変換されるテーブルと、前記プリント回路基板の各パッドに対応する開口部を備え、前記プリント回路基板上に前記テーブルに重畳して装着された実装用マスクと、前記実装用マスクの両側端部に係合して前記テーブルの上部に装着され、前記実装用マスクの一側端部で多数のはんだボールを吸入し、前記実装用マスクの他側端部に排出するはんだボール循環器と、を含む。 A solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a table on which a printed circuit board is mounted and converted into a predetermined inclination angle, and an opening corresponding to each pad of the printed circuit board, A mounting mask that is mounted on the printed circuit board so as to overlap the table, and that is mounted on the upper portion of the table by engaging both side ends of the mounting mask, and at one end of the mounting mask. A solder ball circulator that sucks a large number of solder balls and discharges them to the other end of the mounting mask.
本発明の一実施例によるはんだボール実装装置において、前記はんだボール循環器は、吸入路を介して前記はんだボールを吸入する吸入端に連結され、エア吸入ポンプに連結された第1吸入口と、前記第1吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第1防止部材と、前記第1防止部材が備えられた第1吸入口部分に一側が連結され、前記第1防止部材によって選別されたはんだボールが移送される移送路と、前記移送路の他側に配置され、前記エア吸入ポンプに連結された第2吸入口と、前記第2吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第2防止部材と、前記第2防止部材が備えられた第2吸入口部分に一側が連結され、前記第2防止部材によって選別されたはんだボールが吐出される排出端を他側に備えた排出路と、を含む。 In a solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, the solder ball circulator is connected to a suction end for sucking the solder ball through a suction path, and a first suction port connected to an air suction pump; A first prevention member that is provided at a front end portion of the first suction port and that sorts the solder balls, and one side is connected to a first suction port portion that is provided with the first prevention member, and the first prevention member A transfer path through which the selected solder balls are transferred, a second suction port disposed on the other side of the transfer path and connected to the air suction pump, and a front end portion of the second suction port, A second prevention member for sorting the solder balls, and a discharge end from which one side is connected to the second suction port portion provided with the second prevention member and the solder balls sorted by the second prevention member are discharged. Be prepared on the side Includes a discharge path was, the.
本発明の一実施例によるはんだボール実装装置は、前記テーブルの下部一側に当接し、前記テーブルを左、右方向に傾ける位置調整部をさらに含む。 The solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a position adjusting unit that abuts on the lower side of the table and tilts the table leftward or rightward.
本発明の一実施例によるはんだボール実装装置において、前記テーブルは、前記吸入端方向に鋭角に傾斜した状態で備えられる。 In the solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, the table is provided in a state inclined at an acute angle in the suction end direction.
本発明の一実施例によるはんだボール実装装置において、前記第1防止部材及び第2防止部材は、金属またはプラスチック材質で形成された網を含む。 In the solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, the first prevention member and the second prevention member include a net formed of metal or plastic material.
本発明の一実施例によるはんだボール実装装置において、前記位置調整部は、シリンダまたはモータを用いて上下軸方向に変位する。 In the solder ball mounting apparatus according to the embodiment of the present invention, the position adjusting unit is displaced in the vertical axis direction using a cylinder or a motor.
また、本発明の他の実施例によるはんだボール実装システムは、強制循環方式ではんだボールを吸入及び排出し、プリント回路基板に実装するはんだボール実装装置と、前記はんだボール実装装置に連結された制御部と、前記はんだボール実装装置の一側に備えられ、撮像イメージを前記制御部に伝達する撮像部と、前記制御部に連結されたディスプレイ部と、を含み、前記はんだボール実装装置は、前記プリント回路基板を上部面に装着し、前記制御部の制御によって所定の傾斜角に変換されるテーブルと、前記プリント回路基板の各パッドに対応する開口部を備え、前記プリント回路基板上に前記テーブルに重畳して装着された実装用マスクと、前記実装用マスクの両側端部に係合して前記テーブルの上部に装着され、前記制御部の制御によって前記実装用マスクの一側端部で多数のはんだボールを吸入し、前記実装用マスクの他側端部に排出するはんだボール循環器と、を含む。 In addition, a solder ball mounting system according to another embodiment of the present invention includes a solder ball mounting device that sucks and discharges solder balls in a forced circulation manner and mounts them on a printed circuit board, and a control connected to the solder ball mounting device. and parts, provided on one side of the solder ball mounting apparatus, an imaging unit for transmitting the captured image to the control unit, anda display unit coupled to the controller, the solder ball mounting apparatus, the A table having a printed circuit board mounted on the upper surface and converted into a predetermined inclination angle by the control of the control unit, and an opening corresponding to each pad of the printed circuit board, the table on the printed circuit board A mounting mask mounted in an overlapping manner, and mounted on the upper portion of the table by engaging with both end portions of the mounting mask, and controlled by the control unit Thus inhalation of large number of solder balls in one end of the mounting masks, including a solder ball circulation unit for discharging the other side end portion of the mounting mask.
本発明の他の実施例によるはんだボール実装システムは、前記テーブルの下部一側に当接し、前記テーブルを左、右方向に傾ける位置調整部をさらに含む。 The solder ball mounting system according to another embodiment of the present invention further includes a position adjusting unit that abuts on the lower side of the table and tilts the table leftward or rightward.
本発明の他の実施例によるはんだボール実装システムにおいて、前記はんだボール循環器は、吸入路を介して前記はんだボールを吸入する吸入端に連結され、エア吸入ポンプに連結された第1吸入口と、前記第1吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第1防止部材と、前記第1防止部材が備えられた第1吸入口部分に一側が連結され、前記第1防止部材によって選別されたはんだボールが移送される移送路と、前記移送路の他側に配置され、前記エア吸入ポンプに連結された第2吸入口と、前記第2吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第2防止部材と、前記第2防止部材が備えられた第2吸入口部分に一側が連結され、前記第2防止部材によって選別されたはんだボールが吐出される排出端を他側に備えた排出路と、を含む。 In a solder ball mounting system according to another embodiment of the present invention, the solder ball circulator is connected to a suction end that sucks the solder ball through a suction path, and a first suction port connected to an air suction pump; A first prevention member that is provided at a front end portion of the first suction port and that sorts the solder balls, and one side is connected to a first suction port portion that is provided with the first prevention member, and the first prevention member A transfer path through which the solder balls selected by the transfer are transferred, a second suction port disposed on the other side of the transfer path and connected to the air suction pump, and a front end portion of the second suction port, A second prevention member for sorting the solder balls, and a discharge end from which one side is connected to a second suction port portion provided with the second prevention member, and the solder balls sorted by the second prevention member are discharged. other Including a discharge passage having a.
本発明の他の実施例によるはんだボール実装システムにおいて、前記テーブルは、前記吸入端方向に鋭角に傾斜した状態で備えられる。 In a solder ball mounting system according to another embodiment of the present invention, the table is provided in a state inclined at an acute angle toward the suction end.
本発明の他の実施例によるはんだボール実装システムにおいて、前記位置調整部は、シリンダまたはモータを用いて上下軸方向に変位する。 In a solder ball mounting system according to another embodiment of the present invention, the position adjusting unit is displaced in the vertical axis direction using a cylinder or a motor.
本発明の他の実施例によるはんだボール実装システムにおいて、前記撮像部は、前記実装用マスクに対応して前記移送路の外部の下部面の一側に備えられる。 In the solder ball mounting system according to another embodiment of the present invention, the imaging unit is provided on one side of the lower surface outside the transfer path corresponding to the mounting mask.
また、本発明のまた他の実施例によるはんだボール実装方法は、(A)はんだボールを実装するプリント回路基板を用意する段階と、(B)前記プリント回路基板をはんだボール実装装置のテーブルと実装用マスクとの間に装着する段階と、(C)制御部の制御によって前記はんだボール実装装置のはんだボール循環器を用いて前記実装用マスクに、多数の前記はんだボールを強制循環させて供給する段階と、(D)前記制御部が、前記はんだボールそれぞれが前記実装用マスクの開口部に装着完了したかを判断する段階と、(E)前記判断結果に応じて、前記制御部が前記はんだボール循環器を用いて前記実装用マスクに残っているはんだボールをまた強制循環させ、前記実装用マスクに再供給する段階と、(F)前記実装用マスクの開口部に充填されたはんだボールに対してリフロー処理を施す段階と、を含み、前記(B)段階は、前記はんだボール循環器の吸入端が前記実装用マスクの上部の一側端部に係合し、前記はんだボール循環器の排出端が前記実装用マスクの上部の他側端部に係合するように備え、前記(C)段階は、前記制御部の制御によって前記テーブルを前記吸入端方向に鋭角に傾斜した状態で備える。 In addition, a solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention includes (A) a step of preparing a printed circuit board on which a solder ball is mounted, and (B) mounting the printed circuit board on a table of a solder ball mounting apparatus. And (C) supplying a large number of solder balls to the mounting mask by forced circulation using the solder ball circulator of the solder ball mounting device under the control of the control unit. And (D) the control unit determines whether each of the solder balls has been completely attached to the opening of the mounting mask; and (E) the control unit determines whether the solder ball has been installed in the opening of the mounting mask. A step of forcibly circulating the solder balls remaining in the mounting mask using a ball circulator and supplying the solder balls again to the mounting mask; (F) opening of the mounting mask; Comprises the steps of performing a reflow process on the filled solder balls, step (B) is engaged with one end of the upper portion of the solder ball circulator suction end the mounting mask The solder ball circulator has a discharge end engaged with the other end of the upper portion of the mounting mask. In the step (C), the table is moved toward the suction end under the control of the control unit. Prepare in a state of being inclined at an acute angle .
本発明のまた他の実施例によるはんだボール実装方法において、前記(A)段階は、(A−1)パッド及び他の回路パターンに対応する開口部を有するドライフィルムパターンを基板に形成する段階と、(A−2)前記ドライフィルムパターンに銅を充填する段階と、(A−3)前記ドライフィルムパターンを剥離する段階と、(A−4)前記パッドそれぞれを包み、前記他の回路パターンを埋め込むSR(Solder Resist)パターンを形成する段階と、を含む。 In the solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention, the step (A) includes (A-1) forming a dry film pattern having openings corresponding to pads and other circuit patterns on the substrate. (A-2) filling the dry film pattern with copper, (A-3) peeling the dry film pattern, and (A-4) wrapping each of the pads, Forming an SR (Solder Resist) pattern to be embedded.
本発明のまた他の実施例によるはんだボール実装方法において、前記(C)段階は、エア吸入によって前記実装用マスクの一側端部で前記はんだボールを吸入して移送し、エア排出によって前記実装用マスクの他側端部に前記移送されたはんだボールを排出する。 In the solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention, in the step (C), the solder ball is sucked and transferred at one end of the mounting mask by air suction, and the mounting is performed by air discharge. The transferred solder balls are discharged to the other end of the mask for use.
本発明のまた他の実施例によるはんだボール実装方法において、前記(D)段階は、前記制御部が前記はんだボール循環器の一側に備えられた撮像部から受信した前記実装用マスクのイメージ情報を分析し、前記はんだボールが装着完了したか否かを判断する。 In the solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention, in the step (D), the control unit receives image information of the mounting mask received from an imaging unit provided on one side of the solder ball circulator. To determine whether or not the solder ball has been mounted.
本発明によるはんだボール実装システムは、強制循環方式で多数のはんだボールを吸入及び排出するはんだボール循環器を用いて多数のはんだボールを損傷することなくプリント回路基板に容易に実装することができる効果を有する。 The solder ball mounting system according to the present invention can be easily mounted on a printed circuit board without damaging a large number of solder balls using a solder ball circulator that sucks and discharges a large number of solder balls in a forced circulation manner. Have
本発明によるはんだボール実装方法は、従来のスキージングを行わず、はんだボール循環器を用いた強制循環方式で多数のはんだボールを損傷することなくプリント回路基板に容易に実装することができる効果を有する。 The solder ball mounting method according to the present invention has an effect that it can be easily mounted on a printed circuit board without damaging a large number of solder balls by a forced circulation method using a solder ball circulator without performing conventional squeezing. Have.
本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ相違する図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。 Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In this specification, when adding reference numerals to the components of each drawing, it is noted that the same components are given the same number as much as possible even if they are shown in different drawings. There must be. The terms “one side”, “other side”, “first”, “second” and the like are used to distinguish one component from another component, and the component is the term It is not limited by. Hereinafter, in describing the present invention, detailed descriptions of known techniques that may obscure the subject matter of the present invention are omitted.
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施例によるはんだボール実装装置を含むシステムを図示した構成図であり、図2は、本発明の一実施例によるはんだボール実装装置の断面図である。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a system including a solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the solder ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に図示されたように、本発明の一実施例によるはんだボール実装システムは、強制循環方式ではんだボール250を実装することができるはんだボール実装装置と、はんだボール実装装置に連結された制御部500と、はんだボール実装装置の一側に備えられ、撮像イメージを制御部500に伝達する撮像部600と、制御部500に連結されたディスプレイ部700と、を含む。
As shown in FIG. 1, a solder ball mounting system according to an embodiment of the present invention includes a solder ball mounting device capable of mounting a
はんだボール実装装置は、強制循環方式ではんだボールをプリント回路基板300に実装するための装置であって、プリント回路基板300を上部面に装着し、所定の傾斜角に変換されるテーブル100と、テーブル100の両側に当接し、テーブル100を左右方向に傾ける位置調整部131、132と、プリント回路基板300の各パッドに対応するそれぞれの開口部210を備え、プリント回路基板300上にテーブル100に重畳して装着された実装用マスク200と、実装用マスク200の両側端部に係合してテーブル100の上部に装着され、実装用マスク200上で多数のはんだボールを吸入及び排出するはんだボール循環器400と、を含む。
The solder ball mounting apparatus is an apparatus for mounting a solder ball on the printed
テーブル100は、上部面にプリント回路基板300を装着して支持する部材であって、クランプなどの結合手段を用いて実装用マスク200が重畳して装着され、テーブル100と実装用マスク200との間にプリント回路基板300を固定して介在させ装着することができる。
The table 100 is a member that mounts and supports the printed
このようなテーブル100は、中央に傾斜軸110を備え、制御部500の制御によって動作する位置調整部131、132により左右方向に傾く。
Such a table 100 includes a
位置調整部131、132は、例えば、シリンダ(Cylinder)または電動モータを用いてテーブル100の両側にそれぞれ当接して備えられ、制御部500の制御によって軸方向に沿って上下に移動させることができ、これにより、テーブル100を左右方向に鋭角に傾斜した形状に変換する。
The
実装用マスク200は、金属、合成樹脂、及びドライフィルム(dry film)などの材質を一つまたは混用して形成することができ、特に、金属材質の板にドライフィルムをコーティングした形状に形成させることができる。このような実装用マスク200は、プリント回路基板300の各パッドに対応するそれぞれの開口部210を多数備える。
The mounting
はんだボール循環器400は、図2に図示された断面のように、少なくとも一側に外部のエア吸入ポンプまたはエア排出ポンプが連結され、全体的に屈曲断面状に実装用マスク200の上部面に係合する構造を有する。
2, the
このようなはんだボール循環器400は、制御部500の制御により、エア吸入力によって実装用マスク200の一側上に残ったはんだボール250を吸入し、エア排出によってはんだボール250を実装用マスク200の他側に伝達し、実装用マスク200の開口部210に、はんだボール250を装着することができる。
Such a
具体的に、はんだボール循環器400は、図2に図示されたように、エア吸入ポンプに連結された第1吸入口420及び第2吸入口430を備え、エア排出ポンプに一側が連結された移送路433及び排出路440を備える。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
第1吸入口420の前端及び第2吸入口430の前端には、それぞれはんだボール250が第1吸入口420及び第2吸入口430に入ることを防止する第1防止部材421及び第2防止部材431を備える。ここで、第1防止部材421及び第2防止部材431は、金属またはプラスチック材質で形成されたメッシュ(mesh)網で形成され、はんだボール250を選別して移送路433と排出路440に移送することができる。
A
また、はんだボール循環器400は、第1吸入口420に連結された吸入路410と、吸入路410の端部として実装用マスク200の一側に装着される吸入端411とを備え、第1吸入口420によって吸入端411を介して実装用マスク200上のはんだボール250を多数吸入する。
The
このように吸入された多数のはんだボール250は、第1防止部材421で選別されて移送路433に伝達され、第2吸入口430に連結されたエア吸入ポンプの吸入力または移送路433の一側に連結されたエア排出ポンプのエア排出によって第2防止部材431まで移送されてまた選別される。
The large number of
その後、第2防止部材431で選別されたはんだボール250は、排出路440に移送され、排出路440の一側に連結されたエア排出ポンプのエア排出によって排出端441を介して実装用マスク200の上部面にまた供給することができる。
Thereafter, the
この際、テーブル100が位置調整部131、132によって右側方向、即ち吸入端411方向に傾いた状態に変換され、これにより、実装用マスク200もまた傾いた状態に変換される。
At this time, the table 100 is converted into a state of being inclined in the right direction, that is, in the direction of the
このように傾いた状態の実装用マスク200に供給されたはんだボール250は、自重(gravity)によって傾いた実装用マスク200の上部面に沿って移動しながら開口部210にそれぞれ充填され、余剰のはんだボール250は、吸入端411の周りに集まって吸入端411に吸入される。
The
このようにはんだボール循環器400を用いたはんだボール250の吸入及び排出過程は、繰り返して行われ、はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て装着されるまで行われる。
As described above, the process of sucking and discharging the
ここで、はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て装着された状態であるか否かは、はんだボール循環器400の一側、例えば、実装用マスク200に対応する移送路433の下部面に備えられた撮像部600によって検出されたイメージ情報を制御部500が分析して判断することができる。
Here, whether or not the
制御部500は、このように撮像部600から受信した実装用マスク200に対するイメージ情報を分析し、はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て装着されていない状態であれば、はんだボール循環器400を用いたはんだボール250の吸入及び排出過程を繰り返して行うことができる。
The
一方、はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て装着された状態であれば、制御部500は、ディスプレイ部700を介してはんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て装着された状態であることを示すことができる。
On the other hand, if the
その後、制御部500は、実装用マスク200の開口部210に装着されたはんだボール250に対するリフロー(reflow)工程を行い、はんだボール250をプリント回路基板300に実装する。
Thereafter, the
このように構成された本発明の一実施例によるはんだボール実装システムは、強制循環方式ではんだボール250を吸入及び排出するはんだボール循環器400を用いてはんだボール250を損傷することなくプリント回路基板300に容易に実装することができる。
The solder ball mounting system according to an embodiment of the present invention thus configured is a printed circuit board using the
以下、本発明の他の実施例によるはんだボール実装方法について、図3Aから図3Eを参照して説明する。 Hereinafter, a solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3E.
図3Aから図3Eは、本発明の他の実施例によるはんだボール実装方法を説明するための工程断面図である。 3A to 3E are process cross-sectional views for explaining a solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention.
本発明の他の実施例によるはんだボール実装方法は、図1に図示されたはんだボール実装システムを用いてはんだボール250をプリント回路基板300に実装することを例に挙げて説明する。
A solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to an example in which a
先ず、本発明の他の実施例によるはんだボール実装方法は、図3Aに図示されたプリント回路基板300上に多数のパッド310の上部面を露出し、他の回路パターンを埋め込むSRパターン層320を形成する。
First, a solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention includes an
具体的に、プリント回路基板300上に多数のパッド310と他の回路パターンを形成するために、パッド310と他の回路パターンに該当する開口部を有するドライフィルムパターンをプリント回路基板300の上部面に形成する。
Specifically, in order to form a large number of
その後、ドライフィルムパターンに対して、例えば、CVD(chemical vapor deposition)、PVD(Physical Vapor Deposition)、サブトラクティブ(Subtractive)法、無電解銅めっきまたは電解銅めっきを用いるアディティブ(Additive)法、SAP(Semi−Additive Process)及びMSAP(Modified Semi−Additive Process)などの方法で銅を充填することができる。 Then, for example, CVD (chemical vapor deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), subtractive method, additive method using electroless copper plating or electrolytic copper plating, SAP (chemical vapor deposition), SAP ( Copper can be filled by methods such as Semi-Additive Process (MSAP) and Modified Semi-Additive Process (MSAP).
このようにドライフィルムパターンに銅を充填し、ドライフィルムパターンを剥離すると、プリント回路基板300に多数のパッド310及び他の回路パターンが形成される。
Thus, when the dry film pattern is filled with copper and the dry film pattern is peeled off, a large number of
このような多数のパッド310及び他の回路パターンを備えたプリント回路基板300に、はんだレジストを塗布し、塗布されたはんだレジストに対して露光及びエッチング工程を含むパターニング工程によりパッド310の上部面を露出し、他の回路パターンを埋め込むSRパターン層320を形成することができる。
A solder resist is applied to the printed
SRパターン層320を形成した後、図3Aに図示されたように、SRパターン層320の上部面にパッド310の上部面をそれぞれ露出する実装用マスク200を備え、テーブル100の上部面と実装用マスク200の下部面との間にプリント回路基板300を介在して装着する。
After the
テーブル100と実装用マスク200との間にプリント回路基板300を介在して装着した状態で、図3Bに図示されたように、実装用マスク200の上部面の両側にそれぞれ吸入端411と排出端441が互いに対応するようにはんだボール循環器400を実装用マスク200の上部に装着する。
With the printed
その後、はんだボール循環器400を用いた強制循環方式で多数のはんだボール250をプリント回路基板300に実装する。
Thereafter, a large number of
例えば、テーブル100と共に、はんだボール循環器400を、水平面を基準として右側方向、即ち、吸入端411の方向に鋭角に傾けた状態で、吸入端411の周りに供給された多数のはんだボール250は吸入端411で吸入され、吸入路410、移送路433、及び排出路440を経て排出端441から吐出される。
For example, a large number of
排出端441から吐出された多数のはんだボール250は、実装用マスク200の上部面に沿って移動しながら実装用マスク200の開口部210に充填される。
A large number of
この際、実装用マスク200の開口部210に充填されず残った余剰のはんだボール250は、制御部500の制御によって吸入端411でまた吸入され、吸入路410、移送路433、及び排出路440を経て排出端441を介してまた吐出される。
At this time,
ここで、はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て充填された状態であるか否かは、はんだボール循環器400の一側、例えば実装用マスク200に対応する移送路433の下部面に備えられた撮像部600によって検出されたイメージ情報を制御部500が分析して判断することができる。
Here, whether or not the
従って、制御部500が撮像部600から受信した実装用マスク200に対するイメージ情報を分析し、はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て装着されていない状態であれば、はんだボール循環器400を用いたはんだボール250の吸入及び排出過程を繰り返して行うことができる。
Therefore, when the
はんだボール250が実装用マスク200の開口部210に全て充填された後、図3Cに図示されたように、実装用マスク200の開口部210に充填されたはんだボール250に対してリフロー工程を行う。
After all the
これにより、開口部210に充填されたはんだボール250は、溶融され、パッド310に蓄積されてはんだボールパターン251に接着される。
As a result, the
その後、実装用マスク200を除去し、図3Dに図示されたように、プリント回路基板300の上部面からはんだボールパターン251まで同じ高さtを有する構造を形成する。
Thereafter, the mounting
次に、図3Eに図示されたように、プリント回路基板300の上部面から同じ高さtを有するはんだボールパターン251に対してはんだ21を用いてチップ20を実装する。
Next, as illustrated in FIG. 3E, the
これにより、はんだボールパターン251を覆うはんだ21が、プリント回路基板300上のパッド310とチップ20との間に多数備えられ、電気的に連結する。
Accordingly, a large number of
このように、本発明の他の実施例によるはんだボール実装方法は、従来のスキージングを行わず、はんだボール循環器400を用いた強制循環方式で多数のはんだボール250を損傷することなくプリント回路基板300に容易に実装することができる。
As described above, the solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention does not perform conventional squeezing, and does not damage a large number of
従って、本発明の他の実施例によるはんだボール実装方法は、プリント回路基板300に損傷なしに実装されたはんだボール250を用いてチップ20を同じ高さで実装し、チップパッケージの信頼性を向上させることができる。
Therefore, in the solder ball mounting method according to another embodiment of the present invention, the
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。 As described above, the present invention has been described in detail based on the specific embodiments. However, the present invention is only for explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that modifications and improvements within the technical idea of the present invention are possible.
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。 All simple variations and modifications of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.
本発明は、はんだボール実装装置、これを含むはんだボール実装システム及びこれを用いたはんだボール実装方法に適用可能である。 The present invention is applicable to a solder ball mounting apparatus, a solder ball mounting system including the same, and a solder ball mounting method using the same.
20 チップ
21 はんだ
100 テーブル
110 傾斜軸
131、132 位置調整部
200 実装用マスク
210 開口部
250 はんだボール
251 はんだボールパターン
300 プリント回路基板
310 パッド
320 SRパターン層
400 はんだボール循環器
410 吸入路
411 吸入端
420 第1吸入口
421 第1防止部材
430 第2吸入口
431 第2防止部材
433 移送路
440 排出路
441 排出端
500 制御部
600 撮像部
700 ディスプレイ部
20
Claims (17)
前記プリント回路基板の各パッドに対応する開口部を備え、前記プリント回路基板上に前記テーブルに重畳して装着された実装用マスクと、
前記実装用マスクの両側端部に係合して前記テーブルの上部に装着され、前記実装用マスクの一側端部で多数のはんだボールを吸入し、前記実装用マスクの他側端部に排出するはんだボール循環器と、
を含むはんだボール実装装置。 A table that is attached to the upper surface of the printed circuit board and converted into a predetermined inclination angle;
An opening mask corresponding to each pad of the printed circuit board, and a mounting mask mounted on the table so as to overlap the printed circuit board;
The mounting mask engages with both side end portions and is mounted on the upper portion of the table. A large number of solder balls are sucked into one end portion of the mounting mask and discharged to the other end portion of the mounting mask. Solder ball circulator
Solder ball mounting device including.
吸入路を介して前記はんだボールを吸入する吸入端に連結され、エア吸入ポンプに連結された第1吸入口と、
前記第1吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第1防止部材と、
前記第1防止部材が備えられた第1吸入口部分に一側が連結され、前記第1防止部材によって選別されたはんだボールが移送される移送路と、
前記移送路の他側に配置され、前記エア吸入ポンプに連結された第2吸入口と、
前記第2吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第2防止部材と、
前記第2防止部材が備えられた第2吸入口部分に一側が連結され、前記第2防止部材によって選別されたはんだボールが吐出される排出端を他側に備えた排出路と、
を含む請求項1に記載のはんだボール実装装置。 The solder ball circulator is
A first suction port connected to a suction end for sucking the solder ball through a suction path and connected to an air suction pump;
A first prevention member provided at a front end portion of the first suction port and for sorting the solder balls;
A transfer path in which one side is connected to a first suction port portion provided with the first prevention member, and a solder ball selected by the first prevention member is transferred;
A second suction port disposed on the other side of the transfer path and connected to the air suction pump;
A second prevention member provided at a front end portion of the second suction port for sorting the solder balls;
A discharge path having one side connected to a second suction port portion provided with the second prevention member and having a discharge end on the other side from which the solder balls selected by the second prevention member are discharged;
The solder ball mounting apparatus according to claim 1, comprising:
前記はんだボール実装装置に連結された制御部と、
前記はんだボール実装装置の一側に備えられ、撮像イメージを前記制御部に伝達する撮像部と、
前記制御部に連結されたディスプレイ部と、を含み、
前記はんだボール実装装置は、
前記プリント回路基板を上部面に装着し、前記制御部の制御によって所定の傾斜角に変換されるテーブルと、
前記プリント回路基板の各パッドに対応する開口部を備え、前記プリント回路基板上に前記テーブルに重畳して装着された実装用マスクと、
前記実装用マスクの両側端部に係合して前記テーブルの上部に装着され、前記制御部の制御によって前記実装用マスクの一側端部で多数のはんだボールを吸入し、前記実装用マスクの他側端部に排出するはんだボール循環器と、
を含むはんだボール実装システム。 A solder ball mounting device that sucks and discharges solder balls by a forced circulation method and mounts them on a printed circuit board;
A control unit coupled to the solder ball mounting device;
An imaging unit that is provided on one side of the solder ball mounting apparatus and that transmits an imaging image to the control unit;
A display unit connected to the control unit ,
The solder ball mounting apparatus includes:
A table that is mounted on the upper surface of the printed circuit board and converted into a predetermined inclination angle by the control of the control unit;
An opening mask corresponding to each pad of the printed circuit board, and a mounting mask mounted on the table so as to overlap the printed circuit board;
The mounting mask is mounted on the upper portion of the table by engaging with both side end portions, and a plurality of solder balls are sucked into one end portion of the mounting mask under the control of the control portion. A solder ball circulator for discharging to the other end,
Including solder ball mounting system.
吸入路を介して前記はんだボールを吸入する吸入端に連結され、エア吸入ポンプに連結された第1吸入口と、
前記第1吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第1防止部材と、
前記第1防止部材が備えられた第1吸入口部分に一側が連結され、前記第1防止部材によって選別されたはんだボールが移送される移送路と、
前記移送路の他側に配置され、前記エア吸入ポンプに連結された第2吸入口と、
前記第2吸入口の前端部分に備えられ、前記はんだボールを選別する第2防止部材と、
前記第2防止部材が備えられた第2吸入口部分に一側が連結され、前記第2防止部材によって選別されたはんだボールが吐出される排出端を他側に備えた排出路と、
を含む請求項7に記載のはんだボール実装システム。 The solder ball circulator is
A first suction port connected to a suction end for sucking the solder ball through a suction path and connected to an air suction pump;
A first prevention member provided at a front end portion of the first suction port and for sorting the solder balls;
A transfer path in which one side is connected to a first suction port portion provided with the first prevention member, and a solder ball selected by the first prevention member is transferred;
A second suction port disposed on the other side of the transfer path and connected to the air suction pump;
A second prevention member provided at a front end portion of the second suction port for sorting the solder balls;
A discharge path having one side connected to a second suction port portion provided with the second prevention member and having a discharge end on the other side from which the solder balls selected by the second prevention member are discharged;
The solder ball mounting system according to claim 7 , comprising:
(B)前記プリント回路基板をはんだボール実装装置のテーブルと実装用マスクとの間に装着する段階と、
(C)制御部の制御によって前記はんだボール実装装置のはんだボール循環器を用いて前記実装用マスクに、多数の前記はんだボールを強制循環させて供給する段階と、
(D)前記制御部が、前記はんだボールそれぞれが前記実装用マスクの開口部に装着完了したかを判断する段階と、
(E)前記判断結果に応じて、前記制御部が前記はんだボール循環器を用いて前記実装用マスクに残っているはんだボールをまた強制循環させ、前記実装用マスクに再供給する段階と、
(F)前記実装用マスクの開口部に充填されたはんだボールに対してリフロー処理を施す段階と、を含み、
前記(B)段階は、
前記はんだボール循環器の吸入端が前記実装用マスクの上部の一側端部に係合し、前記はんだボール循環器の排出端が前記実装用マスクの上部の他側端部に係合するように備え、
前記(C)段階は、
前記制御部の制御によって前記テーブルを前記吸入端方向に鋭角に傾斜した状態で備えるはんだボール実装方法。 (A) preparing a printed circuit board for mounting solder balls;
(B) mounting the printed circuit board between a table of a solder ball mounting apparatus and a mounting mask;
(C) a step of forcibly supplying a large number of the solder balls to the mounting mask using a solder ball circulator of the solder ball mounting apparatus under the control of the control unit;
(D) The control unit determines whether each of the solder balls has been attached to the opening of the mounting mask; and
(E) according to the determination result, the control unit forcibly circulates the solder balls remaining in the mounting mask using the solder ball circulator, and re-supplys the mounting masks;
(F) performing a reflow process on the solder balls filled in the openings of the mounting mask ,
In step (B),
The suction end of the solder ball circulator is engaged with one end of the upper portion of the mounting mask, and the discharge end of the solder ball circulator is engaged with the other end of the upper portion of the mounting mask. In preparation for
In step (C),
A solder ball mounting method comprising the table in a state inclined at an acute angle toward the suction end by the control of the control unit .
(A−1)パッド及び他の回路パターンに対応する開口部を有するドライフィルムパターンを基板に形成する段階と、
(A−2)前記ドライフィルムパターンに銅を充填する段階と、
(A−3)前記ドライフィルムパターンを剥離する段階と、
(A−4)前記パッドそれぞれを包み、前記他の回路パターンを埋め込むSR(Solder Resist)パターンを形成する段階と、
を含む請求項14に記載のはんだボール実装方法。 In step (A),
(A-1) forming a dry film pattern having openings corresponding to pads and other circuit patterns on a substrate;
(A-2) filling the dry film pattern with copper;
(A-3) peeling the dry film pattern;
(A-4) forming an SR (Solder Resist) pattern that wraps each of the pads and embeds the other circuit pattern;
Solder ball mounting method according to claim 1 4, including a.
エア吸入によって前記実装用マスクの一側端部で前記はんだボールを吸入して移送し、エア排出によって前記実装用マスクの他側端部に前記移送されたはんだボールを排出する請求項14に記載のはんだボール実装方法。 In step (C),
Transported by suction the solder balls in one end of the mounting masked by air inhalation, to claim 1 4 for discharging the transfer solder balls on the other side end portion of the mounting masked by air discharge The solder ball mounting method described.
前記制御部が前記はんだボール循環器の一側に備えられた撮像部から受信した前記実装用マスクのイメージ情報を分析し、前記はんだボールが装着完了したか否かを判断する請求項14に記載のはんだボール実装方法。 In step (D),
Analyzing the image information of the mounting mask received from the imaging unit provided on one side of the control unit the solder balls circulator, to claims 1 to 4, wherein the solder balls determines whether the completed attached The solder ball mounting method described.
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