KR101452963B1 - 반도체 리볼링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반도체 리볼링 장치는 기판이 안착될 수 있고 이동이 가능하게 설치된 스테이지 유닛과, 스테이지 유닛에 안착된 기판을 검사하여 리볼링이 필요한 위치를 검출하는 비전유닛 및 비전유닛에 의해 검출된 위치에 리볼링하는 리볼링 유닛을 포함하여 구성되며, 일부 솔더볼이 이탈되어 결함이 있는 기판을 재생산함에 따른 비용 단가 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있으며, 나아가 공정을 자동화함에 따라 소요되는 시간을 획기적으로 단축하는 효과 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

반도체 리볼링 장치{APPARATUS FOR REBALLING SEMICONDUCTOR}

본 발명은, 반도체 리볼링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 내에 리볼링이 필요한 위치에 솔더볼을 로딩하여 기판을 재생산하는 반도체 리볼링 장치에 관한 것이다.

볼 그리드 어레이(Ball Grid Array)는 인쇄 회로 기판(PCB)의 뒷면에 반구형의 납땜 단자를 2차원 어레이상으로 줄지어 배열해 리드를 대신하는 대규모 집적 회로 패키지를 말한다.

이러한 볼 그리드 어레이 생산공정(즉, 솔더링 공정)을 살펴보면 솔더볼을 인쇄 회로 기판에 형성하는 과정에서 솔더볼이 일정한 크기로 생성되지 않거나 솔더볼이 누락되어 불량의 제품이 발생하게 되면 이를 분류하여 상기 솔더볼을 다시 형성하는 리볼링이 이루어지고 있다.

한국 공개특허공보(공개번호 : 10-2009-0078417)에 기재된 종래 리볼링 장치의 공정의 진행방식은 볼 그리드 어레이 반도체 칩을 볼 그리드 어레이 고정 지그에 고정한 상태에서 고압 공기로 솔더볼 잔여물을 날리고 다시 솔더볼을 로딩하게 되는 과정으로 진행된다. 즉, 리볼링 공정을 수행함에 있어서 기판 내에 기 부착된 솔더볼을 모두 제거한 후에 세척, 솔더 및 용융접합 등의 전 공정을 다시 진행하게 된다. 따라서, 일부 솔더볼이 이탈된 기판의 경우에 해당하더라도 전공정과정을 다시 진행 하여야 하므로 시간을 많이 소요하게 되고 비용 측면에서도 문제점이 있었다. 또한, 솔더볼이 일부 이탈된 기판에 한정하여 솔더볼을 픽업하는 경우에도 기판을 따로 선택하고 리볼링 과정을 수행함에 있어 일정한 수작업 공정을 수행하여왔다. 따라서 자동화 공정 중 일부 수작업이 불가피하게 부가됨에 따라 작업의 효율 면에 있어서도 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보(공개번호 : 10-2009-0078417)

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 종래와 달리 PCB기판 내에 일부의 솔더볼이 유실되거나 이탈된 불량 기판을 전부 세정하지 않고 누락된 위치에만 솔더볼을 부착하여 간단하게 기판의 재생산이 가능한 공정을 하도록 하는데 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 종래 수작업으로 진행하던 리볼링 공정의 재생산과정을 자동화 할 수 있도록 하여 시간을 단축하고 전 공정의 효율성을 높이도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 PCB기판에 누락된 솔더볼의 위치를 정확히 판단하여 솔더볼을 장착할 수 있도록 각 유닛에 장착된 가로, 세로 방향의 XY축 위치조절 수단과 높낮이의 Z축 조절수단을 동시에 구비하여 간단한 XYZ축 좌표 조절 수단을 편리하게 조작함으로써 정확한 위치 맞춤을 시행할 수 있도록 하는데 있다.

상기 과제의 해결 수단을 위해, 기판이 안착될 수 있고, 이동이 가능하게 설치된 스테이지 유닛, 상기 스테이지 유닛에 안착된 기판을 검사하여 솔더볼을 리볼링이 필요한 위치를 검출하는 비전유닛과 상기 비전유닛에 의해 검출된 위치에 솔더볼을 리볼링하는 리볼링 유닛에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 지지 프레임과 상기 지지 프레임에 연결되고 솔더링 공정에서 결함이 검출되어 리볼링이 필요한 기판을 선택적으로 상기 스테이지 유닛으로 옮기는 이송유닛을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 이송유닛은 기판을 안착할 수 있는 안착부와 상기 안착부에 안착된 기판을 솔더링 공정에서 스테이지 유닛으로 이송시키기 위해 상기 안착부가 슬라이드 이송이 가능하게 설치된 이송부와 상기 안착부의 가장자리에 체결되어 기판을 탈착할 수 있게 구성된 적어도 하나 이상의 홀딩부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 스테이지 유닛은 상기 이송유닛으로부터 이송된 기판을 압력으로 흡착시키는 흡착부와 상기 흡착부의 하단에 연결되어 상기 흡착부가 수평방향으로 이동할 수 있도록 제 1가이드부와 제 2가이드부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 리볼링 유닛은 왕복 이동이 가능하도록 하는 레일부와 솔더볼을 픽업하여 기판위에 로딩하는 픽업부가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 비전유닛과 상기 리볼링 유닛 사이에서 위치하며, 상기 기판에 솔더볼을 접착시키는 플럭스가 도포된 플럭스 도포부와 상기 플럭스 도포부에 도포된 플럭스를 픽업하여 상기 기판의 리볼링이 필요한 위치에 로딩하는 플럭스 핀을 갖는 접착제 공급유닛을 더 포함할 수 있다.

더욱이, 상기 리볼링 유닛의 외측에 위치하며, 상기 플럭스 상에 적층된 솔더볼에 레이저를 조사하여 상기 솔더볼이 기판 내에 용융 접합되도록 하는 레이저 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 스테이지 유닛과 상기 리볼링 유닛 중 어느 하나에 배치되어, 상기 리볼링 유닛에서 상기 기판으로 로딩하는데 사용하는 솔더볼이 장착된 볼 공급부가 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 볼 공급부는 적어도 하나 이상으로 구비되며, 각각 상이한 크기의 솔더볼을 수용할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 볼 공급부는 다른 크기의 솔더볼로 교체가 가능하도록 탈부착부가 구비될 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 반도체 리볼링 장치는 리볼링의 재작업시 전 공정이 자동화로 이루어짐에 따라 재작업의 소요 시간을 획기적으로 단축하고 이로 인한 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 기판 내에 일부 솔더볼이 이탈된 곳을 비전장치로 확인 후 볼 운반 유닛으로부터 기판 내 리볼링이 필요한 위치에만 솔더볼을 로딩하고 용융시키는 공정이 가능하여 재생산시 발생하는 비용 단가 경쟁력이 우수해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 리볼링 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 리볼링 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송유닛의 움직이는 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛의 움직이는 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 공급 유닛의 움직이는 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리볼링 유닛의 움직이는 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리볼링이 필요한 기판의 상태를 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 리볼링 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예의 이하에서 개시되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 리볼링 장치를 도시한 개략적 사시도이다.

첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 리볼링 장치(100)는 기판(S)이 이송되는 이송영역 상 각 유닛들이 설치되는 지지프레임(110), 결함이 검출된 기판(S)을 반도체 리볼링 장치로 이송하는 이송유닛(120), 지지프레임(110)의 상측면과 연결되어 기판(S)을 이송하는 스테이지 유닛(130), 기판(S)을 검사하여 리볼링이 필요한 부분을 검출하는 비전 유닛(140), 비전으로 검출된 기판(S)의 위치에 플럭스와 솔더볼을 로딩시키는 접착제 공급유닛(150)과 리볼링 유닛(160) 및 플럭시와 솔더볼에 열을 가하여 용융 접합시키는 레이져 유닛(170)을 구비한다.

본 실시예에 따르면 지지프레임(110)은 반도체 리볼링 장치(100)를 구비하는 각 유닛들이 설치되는 뼈대가 된다. 지지프레임(110)의 전반에 걸쳐 각 유닛들이 연결되어 있으며 지지프레임(110) 내에서 기판(S)이 이송할 수 있는 이송영역이 형성된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이송유닛이(120)은 솔더링 공정에서 솔더볼이 누락되거나 제대로 접착되지 못하여 결함이 있는 기판(S)이 검출된 경우에 선택적으로 이를 반도체 리볼링 장치(100)로 이송하는 역할을 한다.

이송유닛(120)은 지지프레임(110)의 상측에 연결되며, 이송유닛(120)의 구성요소로는 기판(S)을 안착할 수 있는 안착부(121), 안착부(121)에 안착된 기판(S)을 솔더링 공정에서 스테이지 유닛(130)으로 이송 가능하게 설치된 이송부(122) 및 상기 안착부(121)의 가장자리에 체결되어 기판을 탈착할 수 있게 구성된 적어도 하나 이상의 홀딩부(123)가 구비된다.

이송부(122)는 기판(S)이 솔더링 공정에서 바로 리볼링 공정으로 이송이 가능하도록 지지 프레임(110)의 내측에 직접 연결 되어 기판(S)을 효율적으로 이송시킬 수 있다.

또한, 이송부(122)는 동력전달수단과 레일을 구비하여 기판(S)이 놓인 안착부(121)가 슬라이드 형태로 Y축 방향(도 3참조)인 수평면상으로 이동할 수 있도록 하며, 이는 반도체 리볼링 장치에서의 첫 단계에 공정에 해당한다.

본 실시예에서 이송부(122)가 수평방향으로 직선 운동이 가능하게 설치되는 구성을 일 예로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 이송부(122)가 기판(S)을 회전 및 승강이 가능하게 이송할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

안착부(121)는 이송부(122)의 하부에 연결되며 이송부(122)의 동력전달수단에 의해 레일상을 왕복운동 할 수 있으며, 솔더링 공정에서 결함이 검출된 기판(S)을 안착부(121)에 안착된 상태로 유지하면서 스테이지 유닛(130) 상의 흡착부(131)까지 이동시킬 수 있다.

홀딩부재(123)는 안착부(121)의 가장자리에 체결되어 있으며 적어도 하나 이상으로 구비되어 있다. 솔더링 공정 상에 결함이 검출된 기판(S)과 안착부(121) 하면이 서로 수평으로 나란한 배열이 형성되면 복수의 홀딩부재(123)는 기판(S)을 안착면에 홀딩하여 기판(S)과 안착부(121)가 동시에 이동할 수 있도록 한다.

예를 들어, 홀딩부재(123)는 기판(S)을 집게가 잡는 형식으로 홀딩할 수 있으며 기판(S)이 흡착부(131)로 이송될 때까지 홀딩상태를 유지할 수 있다.

또한, 홀딩부재(123)는 기판(S)과 직접 접촉하기 때문에 스크래치 등이 생기지 않도록 고무 또는 합성수지 등으로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이지 유닛(130)은 지지프레임(110)과 연결되고 기판(S)이 안착되는 안착위치와 기판(S) 상에 솔더볼을 용융 접합하는 위치 사이를 반복 이동할 수 있다.

특히, 스테이지 유닛(130) 내의 제 1가이드부(132)의 양 외측에는 지지프레임(110)이 제 1가이드부의 양 끝단까지 설치되어 있어 흡착부(121)에 기판(S)을 흡착시킨 상태로 각 유닛 상을 이동하면서 유닛들의 기능이 수행될 수 있도록 한다.

스테이지 유닛(130)은 상기 이송유닛으로부터 이송된 기판(S)을 압력으로 흡착시키는 흡착부(131)와 상기 흡착부(131)의 하단에 연결되어 상기 흡착부(131)가 수평방향으로 이동할 수 있도록 제 1가이드부(132)와 제 2가이드부(133)를 구비할 수 있다.

제 1가이드부(132)는 조절수단과 레일로 구성되며, 기판(S)이 흡착부(131)에 놓이게 되면 흡착부(131)를 리볼링을 하기 위한 위치로 수평상 이동이 가능하도록 한다.

제 2가이드부(133)는 흡착부(131)와 제 1가이드부(132) 사이에 위치하며 제 1가이드부(132)의 이동방향과 직각 방향으로 수평면상 이동 하도록 구비될 수 있다.

자세히 알아보면, 제 1가이드부(132)는 X축 조절수단을 갖추어 기판(S)을 레일 상을 수평방향으로 슬라이드 형태로 왕복 운동하게 수 있으며, 제 2가이드부(133)는 Y축 조절수단을 갖추어 제 1가이드부의 이동방향과 직각으로 수평면상을 왕복 운동할 수 있다.

따라서 제 1, 2가이드부(132, 133)의 조절수단으로 X, Y축 방향의 위치조절이 가능하며, 리볼링이 필요한 위치가 검출되면 제 1, 2가이드부(132, 133)는 기판(S)이 놓인 흡착부(131)를 이동시키면서 리볼링을 수행해야 할 작업위치로 조정 및 이동 할 수 있도록 한다.(도 4참조)

흡착부(131)는 이송유닛(130)으로부터 이송된 기판(S)이 흡착부(131)에 고정된 상태로 이동할 수 있도록 진공 흡착홀(135)를 구비할 수 있다. 진공 흡착홀(135)는 흡착부(131) 상면에 일정한 간격으로 적어도 하나 이상의 홀로 배열될 수 있으며 진공 흡착의 압력은 기판(S)의 종류에 따라 기판(S)이 손상되지 않도록 제어할 수 있는 제어부를 따로 구비할 수 있다.

스테이지 유닛(130)의 일측에는 볼 공급부(134)가 더 구비될 수 있다. 볼 공급부(134)는 기판 내의 리볼링 하기 위한 위치에 로딩되는 솔더볼을 다량으로 장착하여 픽업부(162)에 공급하는 역할을 할 수 있다.

볼 공급부(134)의 위치는 흡착부(131)의 외측에 연결되어 흡착부(131)가 레일상을 이동할 때 같이 이동하면서 작업의 효율성을 높일 수 있다. 볼 공급부(134)는 볼 크기를 기준으로 적어도 하나 이상의 수로 구성될 수 있으며 볼 공급부(134) 내에는 다수의 솔더볼을 장착할 수 있다. 또한 다른 크기의 솔더볼이 담긴 볼 공급부(134)로 교체하기 위해서 흡착부(131)와 볼 공급부(134)의 연결부분에는 고정과 풀림이 가능할 수 있도록 탈부착 부가 구비될 수 있다.

볼 공급부(134)는 크기별로 다양한 솔더볼을 장착할 수 있으며 이는 산업이 발전함에 따라 생성되는 다양한 크기의 솔더볼에도 적용되는 것이다.

본 실시예처럼, 볼 공급부(134)는 스테이지 유닛(130) 중 흡착부(131)의 외측에 설치될 수 있으나, 이는 일 예에 해당하는 것이고 그 외에 다른 유닛 또는 프레임에 체결되어 공정의 진행을 효율적으로 이루어지기 위한 다양한 위치에 설치가 가능하다.

비전 유닛(140)은 지지프레임(110)의 상측 및 흡착부(131)가 이송되는 레일 상에 설치되며, 기판(S)에 솔더볼의 누락이나 이탈로 인한 결함이 있는 위치를 검사하고 검출할 수 있다.

비전유닛(140)은 컴퓨터 비전을 결합한 광학부가 구비되어 있으며, 광학부는 솔더볼의 유실 여부, 솔더볼들 사이에 조인트가 생성되었는지 여부, 솔더볼 사이의 적절한 이격 상태가 형성되었는지 여부 및 솔더볼이 적합한 크기가 형성되어 있는지에 대한 검사 등을 통해 기판(S)의 결함을 검출할 수 있다.

따라서 기판(S)이 흡착부(131)에 안착된 상태로 제 1가이드부(132)의 레일을 이동하여 솔더볼의 유실이나 이탈에 따른 결함여부위치를 검사할 수 있는 비전유닛(140)이 있는 라인에 도달하게 되면, 비전유닛(140)은 기판(S)의 폭 전체를 검사하며 기 설정된 비전 이미지 프로세싱 알고리즘을 이용해 결함이 존재하는 영역을 검출한다. 이후, 기판의 결함의 위치를 접착제 공급유닛(150) 및 리볼링 유닛(160)등에 전달하고, 각 유닛들은 리볼링이 필요한 위치에서 각 유닛의 기능을 수행할 수 있도록 각 레일상의 이동을 조절할 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 접착제 공급유닛(150)은 지지프레임(110) 상측과 연결되고 비전유닛(140)과 리볼링 유닛(160) 사이에서 위치하며, 비전유닛(140)에 의해 솔더볼의 유실 및 이탈이 검출된 기판(S)의 위치에 플럭스를 공급하여 이후 공정에서 솔더볼을 접착시킬 수 있는 사전 역할을 한다.

접착제 공급유닛(150)은 기판(S)에 솔더볼을 접착시키는 플럭스가 도포된 플럭스 도포부(152), 플럭스 도포부(152)에 도포된 플럭스를 픽업하여 상기 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 로딩하는 플럭스 핀(153)과 플럭스 핀(153)을 상하로 이동할 수 있게 하는 이송부재(151)를 구비할 수 있다.

플럭스 도포부(152)는 구동부를 갖추고 있으며, 구동부(미도시)에 의해 드럼이 회전운동을 할 수 있어 점성 플럭스가 얇게 도포된 상태 및 지속적인 점성 상태를 유지할 수 있으며, 이는 플럭스가 최상의 접착상태가 되도록 만들 수 있다.

플럭스의 주요 구성 성분으로는 송진, 시너 및 활성제 등으로 구성될 수 있다.

접착제 공급유닛(150)의 이송부재(151)는 플럭스 핀(153)에 픽업된 점성 플럭스가 이송되는 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 로딩할 수 있도록 Z축(높이) 조절수단을 구비할 수 있다. 따라서 플럭스 핀(153)이 기판(S)의 이동방향과 수직방향(Z축)으로 승하강의 이동이 가능하도록 할 수 있다.(도 5참조)

플럭스 핀(153)은 흡착부와 기판이 이동하는 제 1가이드부의 레일 상에 배치되며, 상기 승하강의 이동을 통해 우선 플럭스 도포부(152)에 도포된 점성상태의 플럭스를 픽업한 후에 솔더볼이 유실되거나 이탈된 기판의 위치에 상기 플럭스를 로딩하는 역할을 할 수 있다.

본 실시예에서 플럭스 핀(153)이 수직방향으로 직선 운동이 가능하게 설치되는 구성을 일 예로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 플럭스 핀(153)이 회전 및 수평(각 X, Y축)으로 운동이 가능하게 기판(S)을 이송할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 리볼링 유닛(160)은 지지프레임 상측 및 리볼링이 필요한 위치에 배치되고, 이미 접착제 공급 유닛(150)에 의해 점성된 플럭스가 기판(S)에 로딩된 위치에 솔더볼을 로딩할 수 있는 역할을 한다.

리볼링 유닛(160)은 솔더볼을 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 픽업하는 픽업부(162)와 픽업부(162)를 상하(Z축)로 구동시키는 레일부(161)를 구비할 수 있다.(도 6참조)

픽업부(162)는 볼 공급부(134)에 있는 솔더볼을 픽업하여 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 로딩할 수 있도록 제 1가이드부(132)가 이동하는 레일 상에 설치되어 있다. 또한, 픽업부(162)는 볼 공급부(134)의 수에 맞추어 크기별로 각 솔더볼을 픽업할 수 있기 위하여 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있으며 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

또한, 픽업부(162)는 솔더볼 1ea씩 진공으로 흡입하여 이송할 수 있는 솔더볼 흡입 홈이 구비되며 진공 압력을 이송 기간 내 지속적으로 유지할 수 있도록 구성된다.

레일부(161)는 픽업부(162)가 이동이 가능하도록 픽업부(162) 외측 및 지지프레임(110)에 연결될 수 있다. 레일부(161)는 픽업부(162)가 솔더볼을 기판(S)에 로딩할 수 있도록 Z축(높이) 조절수단을 구비하여 기판(S)의 이송방향(X축)과 수직방향(Z축)으로 승하강의 이동이 가능하도록 작동할 수 있다.

레일부(161)의 Z축 조절수단과 제 1, 2가이드부(132,133)의 X, Y축 조절수단은 각 레일을 이동시켜 흡착부(131)에 고정된 기판(S)의 솔더볼 접합 점의 위치와 픽업부(162)의 솔더볼 흡입 홈의 위치를 정확하게 정렬시킬 수 있다. 이후 솔더볼의 흡입 홈에 픽업된 솔더볼을 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 정확히 로딩시키는 공정이 진행될 수 있다.

각 픽업부(162)와 기판(S) 상 리볼링이 필요한 위치가 정확히 정렬되기 위해서 스테이지 유닛(130)의 각 이송레일의 조절부에 특정 위치를 센싱하거나 또는 솔더볼 접합점 중 어느 하나의 기준 점을 센싱하는 센서가 더 구비될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 유닛(170)은 레이저를 이용하여 솔더링을 하는 장치로서 지지프레임(110)의 상측 및 리볼링 유닛의 외측에 위치하여 솔더볼 공급 이후의 다음공정을 진행할 수 있게 배치된다.

레이저 솔더링은 레이저빔의 열원의 열에너지가 솔더 부분에 비접촉 방식으로 가해지고 흡수된 열에너지로 인하여 솔더를 녹임으로써 접합하는 원리를 가지고 있다.

레이저빔에 의한 솔더링의 중요한 장점은 작업목표 지점에 정확하게 조준할 수 있으며 주변 부품에 열에 의한 손실을 최소화시켜주는데 있다.

레이저 유닛(170)에 의하여 기판(S) 내에 플럭스와 솔더볼이 접합되어 있는 위치에 레이저를 쏘아주게 되면 플럭스와 솔더볼이 용융되어 접합이 이루어진다.

도 7에 도시된 바는, 솔더링 과정에서 솔더볼이 유실되거나 이탈된 결함이 있는 기판(S)을 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 리볼링 장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 반도체 리볼링 장치(100)는 기판(S)상에 형성된 솔더볼의 결함을 검사하여 위치를 검출하고 리볼링 함으로써 기판(S)의 재생산이 이루어지도록 하며, 이러한 공정은 솔더링 공정에서 기판(S)의 하나의 단위공정이 끝날 때마다 불량이 확인된 후에 이루어지는 것이다.

먼저, 솔더링 과정에서 불량이 있는 기판(S)이 검출되면 이송유닛(120)의 안착부(121)가 이동하여 불량이 있는 기판(S)의 상부에 위치하게 된다. 이송유닛(120)의 안착부(121)의 하면에 기판(S)이 안착될 수 있도록 각 안착부(121)하면과 기판(S)이 서로 수평으로 나란한 배열이 형성되면 다수의 홀딩부재(123)가 기판(S)을 홀딩하고 기판(S)과 안착부(121)가 동시에 이동할 수 있도록 결합되게 한다.

이후, 기판(S)이 안착된 안착부(121)가 이송부(122)를 통해 스테이지 유닛(130)으로 슬라이드 이송을 하게 된다.

스테이지 유닛(130) 상부로 안착부(121)가 이동하게 되면 다시 스테이지 유닛(130)의 구성성분 중 흡착부(131)에 기판(S)이 흡착될 수 있도록흡착부(131) 상면과 기판(S)이 서로 수평으로 나란한 배열이 형성되도록 위치한다. 흡착부(131)와 기판(S)의 배열이 일치되면 안착부(121)의 홀딩부재(123)를 열어 기판(S)을 탈착하고 흡착부(131)에 기판(S)을 로딩한다.

그리고 기판(S)이 로딩된 후에 흡착부(131)에 있는 여러 개의 흡착구(135)로 공기를 흡입하여 기판(S)이 흡착부(131)에 압축 흡착되어 고정된 상태로 이송이 가능하도록 한다.

기판(S)이 제 1가이드부(132)에 따라 이동하여 비전유닛(140)이 위치한 라인에 도달하면, 비전유닛(140)에서 기판(S)의 폭 전체를 검사하여 리볼링이 필요한 위치를 검출하도록 한다. 검출된 결함영역의 좌표는 제어부에 제공할 수 있으며, 각 제 1 가이드부(132) 및 제2 가이드부(133)의 X, Y축 조절수단은 수평면상 레일의 위치의 조절하고 이동시켜 다음 단계의 유닛에서 공정이 이루어지도록 한다.

기판(S)이 제 1가이드부(132)의 레일에 따라 계속 이동하면서 접착제 공급 유닛(150)이 위치한 라인에 도달하면, 플럭스 핀(153)은 플럭스를 얇게 도포한 플럭스 도포부(152)에 있는 점성 플럭스를 찍어 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 로딩하는 공정을 행한다. 플럭스 도포부(152)는 플럭스의 지속적인 점성 상태를 유지하기 위해서 구동모터를 이용한 회전운동을 하고 있으며, 제 1가이드부(132)의 이동방향에 수직방향(Z축)으로 승 하강이 가능한 이송부재(151)는 플럭스 핀(153)이 플럭스를 기판(S)에 로딩하게 할 수 있게 한다.

기판(S)이 제 1가이드부(132)에 따라 계속 이동하면서 리볼링 유닛(160)이 위치한 라인에 도달하면, 픽업부재(162)가 솔더볼을 1ea씩 진공으로 흡착하여 기판(S)의 리볼링이 필요한 위치에 로딩하게 된다.

솔더볼을 픽업하는 원리는 픽업부재(162)의 하단에 구비된 흡입 홈에 진공 압력이 가해지고 상기 진공 압력에 의해 솔더볼이 흡입 홈으로 흡입되는 방식이다. 솔더볼은 기판(S)의 접합점에 로딩할 때까지 진동 압력을 유지한다.

픽업부재(162)에 의하여 픽업된 솔더볼은 제 1가이드부(132) 및 제 2가이드부(133)의 이동방향에 수직방향(Z축)으로 승 하강이 가능한 레일부(161)의 작동으로 기판(S)으로 이동되거나 다시 볼 공급부(134)로 이동 될 수 있다. 기판(S) 위에는 이미 접착제 공급 유닛(150)에 의하여 플럭스가 일정량 로딩되어 있으므로 솔더볼을 그 위에 놓게 되면 접합된 상태로 유지될 수 있다.

나아가 기판(S)위에 플럭스와 솔더볼이 흡착된 상태로 제 1가이드부(132)에 따라 계속 이동하면서 레이저 유닛(160)이 위치한 라인에 도달하면, 레이저 유닛(160)은 로딩시킨 솔더볼과 상기 플럭스의 교차점에 레이져를 조사하여 상기 솔더볼이 기판(S) 내에 용융 접합되도록 하며 이로써 전 공정이 마무리 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 반도체 리볼링 장치 110: 지지프레임
120: 이송 유닛 121: 안착부
122: 이송부 123: 홀딩부
130: 스테이지 유닛 131: 흡착부
132: 제 1가이드부 133: 제 2가이드부
140: 비전 유닛 152: 플럭스 도포부
150: 접착제 공급유닛 153: 플럭스 핀
160: 리볼링 유닛 161: 레일부
162: 픽업부 134: 볼 공급부
170: 레이저 유닛

Claims (10)

1. 지지 프레임;
   기판이 안착될 수 있고, 이동이 가능하게 설치된 스테이지 유닛;
   상기 스테이지 유닛에 안착된 기판을 검사하여, 리볼링이 필요한 위치를 검출하는 비전유닛;
   상기 비전유닛에 의해 검출된 위치에 솔더볼을 리볼링하는 리볼링 유닛; 및
   상기 지지 프레임에 연결되고, 솔더링 공정에서 결함이 검출되어 리볼링이 필요한 기판을 선택적으로 상기 스테이지 유닛으로 옮기는 이송유닛을 더 포함하고,
   상기 스테이지 유닛은 상기 이송유닛으로부터 이송된 기판을 흡착시키는 흡착부와;
   상기 흡착부의 하단에 연결되어 상기 흡착부가 수평방향으로 이동할 수 있도록 제 1가이드부와 제 2가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이송유닛은 기판을 안착할 수 있는 안착부;
   상기 안착부에 안착된 기판을 솔더링 공정에서 스테이지 유닛으로 이송시키기 위해 상기 안착부가 슬라이드 이송이 가능하게 설치된 이송부와;
   상기 안착부의 가장자리에 체결되어 기판을 탈착할 수 있게 구성된 적어도 하나 이상의 홀딩부가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 리볼링 유닛은 왕복 이동이 가능하도록 하는 레일부와;
   솔더볼을 픽업하여 기판위에 로딩하는 픽업부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 비전유닛과 상기 리볼링 유닛 사이에서 위치하며,
   기판에 솔더볼을 접착시키는 플럭스가 도포된 플럭스 도포부와;
   상기 플럭스 도포부에 도포된 플럭스를 픽업하여 기판의 리볼링이 필요한 위치에 로딩하는 적어도 하나 이상의 플럭스 핀을 갖는 접착제 공급유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 리볼링 유닛의 외측에 위치하며,
   상기 플럭스 상에 적층된 솔더볼에 레이저를 조사하여 상기 솔더볼이 기판 내에 용융 접합되도록 하는 레이저 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 스테이지 유닛과 상기 리볼링 유닛 중 어느 하나에 배치되어, 상기 리볼링 유닛에서 기판으로 로딩하는데 사용하는 솔더볼이 장착된 볼 공급부가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 볼 공급부는 적어도 하나 이상으로 구비되며,
   각각 상이한 크기의 솔더볼을 수용하는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 볼 공급부는 다른 크기의 솔더볼로 교체가 가능하도록 탈부착 부가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 리볼링 장치.

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