KR102120722B1 - 마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 레이저 리플로우 장치 - Google Patents

마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 레이저 리플로우 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 레이저 리플로우 장치는, 스테이지 상에 배치된 기판에 전자부품을 리플로잉하기 위한 레이저 리플로우 장치로서, 상기 전자부품이 배치된 기판의 적어도 일부 구역에 플랫 탑 출력 프로파일을 갖는 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 모듈을 복수개 구비하여 구성되는 레이저 조사부; 상기 레이저 빔에 의한 상기 전자부품의 리플로잉 과정을 촬영하기 위해 적어도 하나의 카메라 모듈로 구성되는 카메라부; 및 상기 카메라부로부터의 출력신호에 근거하여 상기 레이저 조사부의 각 레이저 모듈을 독립적으로 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 레이저 조사부에 인가하는 레이저출력조정부를 포함한다.

Description

마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 레이저 리플로우 장치 {Laser reflow apparatus and method for electronic components with micron-class thickness}
본 발명은 마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 멀티 레이저 리플로우 장치 및 방법에 관한 것이다.
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. 또한, 메모리칩, 마이크로프로세서칩, 그래픽프로세서칩, 무선프로세서칩, 센서프로세서칩 등을 1개의 패키지에 실장하려는 기술개발들이 치열하게 연구개발되고 있으며 상당한 수준의 기술들이 이미 실전적용되고 있다.
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.
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 Thermal Expansion) 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.
이에 따라 초경박형 반도체칩을 초경박형 PCB에 부착하기 위해 국부적인 가열(Localized Heating) 기술이 개발되었으며, 그 중 대표적인 것이 발열패드 압착가열방식 BGA 솔더링 기술과 사각레이저 빔 조사에 의한 흡수가열방식 BGA 솔더링 기술이다. 발열패드 압착가열방식 BGA 솔더링기술은 전기소비량이 크며 발열패드를 계속 고열로 유지시켜야 한다는 단점 외에도, 접촉식 열전달 기술에 기반을 두므로 고체열전도->열흡수->2차열전달->온도유지->비열충격형 저속냉각 프로세스가 최적으로 이루어져야 하는데 발열패드와 반도체소자의 열팽창계수 차이에 의해서 발생할 수 있는 열충격형 소자 손상(Chip Damage by Thermal Shock)을 방지하기 위해서는 프로세스 속도를 고속화할 수 없는 단점이 있다.
반면에 레이저 리플로우(LR; Laser Reflow) 프로세스기술은 비접촉식이라는 장점을 가지고 있고, 레이저광이 직접 반도체칩에 흡수되는 방법이 1차적인 열흡수메카니즘이므로 열팽창계수의 차이에 의한 열충격이 없다는 장점이 있으며, 매우 국부적인 가열을 꼭 필요한 시간만 수행하므로 저전력소비, 총 입열량 최소화, 열충격 최소화, 프로세스 시간 최소화 등의 장점들을 가지고 있다.
그러나 기존 레이저 리플로우(LR; Laser Reflow) 프로세스기술은 최근에 요구되고 있는 대량 생산형 대면적 가공 공정에 적용할 때는 많은 문제점들이 발생하게 된다. 먼저, 대면적 레이저 리플로우에서도 단위면적당 레이저 출력 파워는 소면적 레이저 리플로우와 동일하게 요구되므로 대면적 가공을 위해 필요한 전체 레이저 출력 파워가 기하급수적으로 증대되고, 이를 위해 고출력레이저를 사용해야만 한다.
그러나, 고출력 레이저는 고비용(High Cost)이고, 높은 평균출력(High Average Power)을 위해 고출력 파워 공급장치(High-Power Power Supply)를 필요로 하며, 산란/회절에 의한 주변장치에서의 흡수파워를 무시할 수 없게 되는 단점이 있다. 또한, 레이저 빔의 출력을 평탄화하기 위한 빔 균일화 광학계(Beam Homogenizer)의 기술적 한계로 인해 빔 평탄도가 대략 10% 선에서 더는 감소시키기가 어려워지므로 빔 평탄 영역 내에서의 최저 출력 라인에 맞추어 레이저를 가공할 경우 약 10%의 레이저 출력 손실은 불가피하며, 나아가 통상의 매스리플로우(MR)와 경쟁하기 위해서는 대면적 기판 상의 초경박형 반도체칩 가공시에도 대면적 기판 전체의 온도편차를 3∼4도(℃) 이하로 유지해야 하지만 이를 달성하 것은 불가능하다.
따라서, 레이저 리플로우 방식의 이러한 단점으로 인해, 매스리플로우 방식에 여러 단점이 존재함에도 불구하고, 아직 레이저 리플로우 방식이 매스리플로우 방식을 대체하지 못하는 실정이다. 이러한 현상은 대면적 가공 분야나 고출력 레이저를 필요로 하는 분야에서 더욱 두드러 진다.
한국공개특허 제10-2017-0141865호 (2017.12.27.공개)
본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명은 매스리플로우 방식의 단점인 칩 테두리 휨, 기판 테두리 휨, 열충격형 랜덤본딩불량 등 다양한 형태의 솔더링 본딩 접착불량을 방지할 수 있는 레이저 리플로우 장치와 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 발열패드 압착 가열 방식 BGA 솔더링 기술의 단점인 열충격형 소자 손상 및 이에 따른 프로세스 저속화 문제를 해결할 수 있는 레이저 리플로우 장치와 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 대면적 가공시 고출력 레이저 사용에 따른 고비용, 고출력 파워 공급장치 사용, 주변장치에서의 파워 흡수 등의 문제를 해결할 수 있는 레이저 리플로우 장치와 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 레이저 빔 균일화 광학계의 기술적 한계로 인한 빔 평탄도 문제 및 이에 따른 레이저 출력 손실 문제를 해결할 수 있는 레이저 리플로우 장치와 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 초경박형 반도체칩 가공시에도 대면적 기판 전체의 온도편차를 3∼4도(℃) 이하로 유지할 수 있어서, 기존의 매스리플로우 공정을 완전히 대체할 수 있는 레이저 리플로우 장치와 방법을 제공하고자 한다.
또,한 본 발명은 복수의 레이저 빔을 각기 구분된 피가공면에 조사하여 동시에 다수의 위치에서 리플로우 공정을 수행할 수 있는 레이저 리플로우 장치와 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치는, 스테이지 상에 배치된 기판에 전자부품을 리플로잉하기 위한 레이저 리플로우 장치로서, 상기 전자부품이 배치된 기판의 적어도 일부 구역에 플랫 탑 출력 프로파일을 갖는 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 모듈을 복수개 구비하여 구성되는 레이저 조사부; 상기 레이저 빔에 의한 상기 전자부품의 리플로잉 과정을 촬영하기 위해 적어도 하나의 카메라 모듈로 구성되는 카메라부; 및 상기 카메라부로부터의 출력신호에 근거하여 상기 레이저 조사부의 각 레이저 모듈을 독립적으로 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 레이저 조사부에 인가하는 레이저출력조정부를 포함한다.
또한, 상기 각각의 레이저 모듈은 최대 출력이 동일하며, 각각의 레이저 모듈로부터 조사되는 각 레이저 빔은 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역이 동일하여 상호 중첩된다.
또한, 중첩되는 상기 각 레이저 빔은 파장이 동일하고 개별 공간적 위치에서의 빔강도 높낮이(laser power peak variation at each location in the two-dimensional spatial beam profile)가 랜덤하게 상이하여 대부분의 상기 조사 영역에서 상호 간에 평탄도가 개선되는 방향으로 공간적 빔강도 평탄화 중첩을 일으킨다.
또한, 상기 각 레이저 모듈은 상호 대칭적으로 배치되고 상기 각 레이저 빔은 동일한 빔 조사 각도를 가진다.
상기 각 레이저 모듈에 내장된 광학계는, 빔 쉐이퍼, 적어도 한쌍의 원통형 렌즈; 상기 적어도 한쌍의 원통형 렌즈와 직각 방향으로 배치된 다른 적어도 한쌍의 원통형 렌즈; 및 하나 이상의 볼록렌즈와 오목 렌즈의 조합으로 구성되는 줌 렌즈 모듈을 포함한다.
또는 상기의 원통형 렌즈 등은 단일축(single axis)용 마이크로렌즈어레이(Micro Lens Array; MLA)형 원통형 렌즈일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치는, 각각의 레이저 모듈로부터 조사되는 각 레이저 빔의 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역 중 적어도 하나가 서로 상이하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치는, 응용셋업에 따라서 각각의 레이저 모듈로부터 조사되는 각 레이저 빔 중 일부는 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역이 동일하게 상호 중첩될 수 있으며, 다른 일부는 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역 중 적어도 하나가 서로 상이하게 배치될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 방법은, 스테이지 상에 배치된 기판에 전자부품을 리플로잉하기 위해 복수의 레이저 모듈로 구성되는 레이저 조사부를 이용하는 레이저 리플로우 방법으로서, 상기 복수의 레이저 모듈 각각이 레이저 빔을 상기 전자부품이 배치된 구역에 조사하는 단계; 적어도 하나의 카메로 모듈을 이용하여 상기 레이저 빔에 의한 상기 전자부품의 리플로잉 과정을 촬영하는 단계; 및 상기 카메라부로부터의 출력신호에 근거하여 상기 레이저 조사부의 각 레이저 모듈을 독립적으로 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 레이저 조사부에 인가하는 단계를 포함한다.
상기 레이저 빔 조사 단계는, 상기 각각의 레이저 모듈의 출력을 동일하게 하고, 각각의 레이저 모듈로부터 조사되는 각 레이저 빔의 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역이 동일하도록 상기 각 레이저 빔을 중첩하는 단계이다.
상기 레이저 빔 조사 단계에서, 상기 각 레이저 빔의 파장이 동일하고 개별 공간적 위치에서의 빔강도 높낮이(laser power peak variation at each location in the two-dimensional spatial beam profile)가 랜덤하게 상이하여 대부분의 상기 조사 영역에서 상호 간에 평탄도가 개선되는 방향으로 공간적 빔강도 평탄화 중첩을 일으킨다. 이때 평탄화 중첩시 각 레이저빔의 위치별 시간에 따른 미세 출력요동은 랜덤하게 레이저 빔강도 높낮이가 형성되므로, 여러 레이저빔이 중첩되면 위치별 피크값들이 평탄화되는 방향으로 더해져서 빔의 평탄도(Laser Beam Flatness)가 개선된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 선택적 레이저 리플로우 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 매스리플로우 방식의 단점인 칩 테두리 휨, 기판 테두리 휨, 열충격형 랜덤본딩불량 등 다양한 형태의 솔더링 본딩 접착불량을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 발열패드 압착 가열 방식 BGA 솔더링 기술의 단점인 열충격형 소자 손상 및 이에 따른 프로세스 저속화 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 대면적 가공시 고출력 레이저 사용에 따른 고비용, 고출력 파워 공급장치 사용, 주변장치에서의 파워 흡수 등의 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 레이저 빔 균일화 광학계의 기술적 한계로 인한 빔 평탄도 문제 및 이에 따른 레이저 출력 손실 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 초경박형 반도체칩 가공시에도 대면적 기판 전체의 온도편차를 3∼4도(℃) 이하로 유지할 수 있어서 기존의 매스리플로우 공정을 완전히 대체할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 단일 고출력 레이저 빔을 이용하는 경우에 비해 전원 공급 장치와 냉각 장치의 안정적 구동이 가능하며 전체 소모 전력량을 줄일 수 있고, 제조 가격 및 고장율이 낮아서 장비 구입 비용과 보관 비용을 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 공간적 및 시간적 빔평탄도의 향상으로 인해 공정의 온도 안정성이 높아지고, 투입 에너지를 절감할 수 있으며, 대면적 가공시에도 매스리플로우 챔버에서 요구되는 온도 안정성 사양을 만족시킬 수 있다.
또한 본 발명은 복수의 레이저 빔이 조사면에 기울어져 조사되더라도 각 레이저 빔의 조사방향을 대칭적으로 설정함에 의해 조사면에 조사되는 레이저 빔의 기울기에 따른 비대칭성이 개선 내지 상쇄된다.
또한 본 발명은 복수의 레이저 빔을 각기 구분된 피가공면에 조사하여 동시에 다수의 위치에서 리플로우 공정을 수행할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 리플로우 장치의 예시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 빔 출력 프로파일의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치의 예시도이다.
도 4는 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치에서의 레이저 빔 출력 프로파일의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치에서의 레이저 중첩 모드의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 중첩 모드에서 4개의 레이저 빔을 중첩한 경우의 레이저 빔 출력 프로파일의 예시도이다.
도 7은 도 6의 레이저 빔 출력 프로파일에 대응하는 레이저 빔 출력 실험 결과표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 중첩 모드에서 8개의 레이저 빔을 중첩한 경우의 레이저 빔 출력 프로파일 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 중첩 모드에서 16개의 레이저 빔을 중첩한 경우의 레이저 빔 출력 프로파일 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치에서의 복수 위치 동시 가공 모드의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 일 예의 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 다른 예의 구성도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 또 다른 예의 구성도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 또 다른 예의 구성도이다.
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.
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. 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.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 리플로우 장치의 예시도이다.
도 1의 레이저 리플로우 장치는 x축 방향으로 이동하는 스테이지(110) 상에 배치된 기판(120)에 레이저 모듈(100)로부터의 레이저 빔을 이용하여 전자부품(130)을 본딩하는 장치를 도시하고 있다.
반도체칩과 같은 전자부품(130)이 장착된 기판(120)의 정렬상태는 카메라 모듈(140)에서 촬영된 영상으로부터 확인되며, 오정렬시 정렬조정부(150)를 통해 스테이지(110)를 x축 또는 y축 방향으로 움직여 재정렬이 수행된다.
레이저 조사부는 단일 광섬유 형태의 레이저 광원(102)과 레이저 광원(102)으로부터의 레이저 빔을 소정 크기와 형상을 갖는 레이저 빔으로 변환시키기 위한 광학계(104)를 구비한 단일 레이저 모듈(100)로 구성된다.
다수의 전자부품(130)이 배열된 대면적 기판(120)을 리플로잉하는 경우, 도 1과 같은 대용량 고출력 레이저 모듈(100)을 통해 기판(130) 전체에 직사각형 또는 정사각형의 레이저 빔을 조사하게 된다. 이때, 각 전자부품(130) 뿐만 아니라 그 사이 영역에도 동일 강도의 레이저 빔이 조사되므로 레이저 빔의 복사열 외에 주변 전자부품(130)으로부터의 전도열이 각 전자부품(130)에 인가되어 모든 전자부품이 전체적으로 과열되는 현상이 발생할 수 있으며, 전도열로 인해서 각 전자부품 영역에 전달되는 열에너지를 정밀하게 제어하기 곤란하므로 기판(120) 전체의 온도 편차를 낮추기가 용이하지 않다.
도 2는 종래 기술에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 빔 프로파일의 예시도이다.
도 2에서 종래 기술에 따른 단일 레이저 빔의 빔 프로파일은 균일 출력을 내도록 설정된 탑 영역에서도 약 8% 정도의 출력 편차 또는 리플을 보이게 되는데, 이는 실제로 완벽한 플랫 탑 프로파일을 갖는 빔 호모나이저를 구현하기 어렵기 때문이다.
예를 들어, 10kW 출력의 레이저 모듈(100)의 경우 플랫 탑 영역에서 최대 800W의 리플이 나타나는데 이로 인해 전자부품의 각부에 인가되는 열에너지의 균일성이 저하될 뿐 아니라, 레이저가 갖는 단파장 특성으로 인해서 전자부품의 상하층에 고르게 열에너지가 전달되지 못하고 해당 파장대의 흡수도가 높은 영역에 에너지 전달이 집중될 수 있으며, 실제 본딩부가 아닌 전자부품 패키지 영역에서의 에너지 손실이 상당량 발생하게 된다.
또한, 전자부품에 인가되는 열에너지의 적정 제어를 위해서는 최하단 출력 즉, 9kW 수준에 맞추어 공정을 설계할 수 밖에 없게 되므로, 9kW를 초과하는 잉여 에너지의 낭비를 초래하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치의 개념도이다.
도 3의 레이저 리플로우 장치는 x축 방향으로 이동하는 스테이지(110) 상에 배치된 기판(120)에 복수의 레이저 모듈(310-340)로 구성되는 레이저 조사부로부터의 복수의 레이저 빔을 이용하여 전자부품(130)을 본딩하는 장치를 도시하고 있다.
반도체칩과 같은 전자부품(130)이 장착된 기판(120)의 정렬상태는 하나 이상의 카메라 모듈로 구현되는 카메라부(350)에서 촬영된 영상으로부터 확인되며, 오정렬시 정렬조정부(360)를 통해 스테이지(110)를 x축 또는 y축 방향으로 움직여 재정렬이 수행된다.
도 3의 레이저 리플로우 장치는 각기 레이저 광원과 광학계를 포함하는 복수의 레이저 모듈(310, 320, 330, 340)로 구성되는 멀티 빔 멀티 옵틱(Multi Beam Multi Optic, MBMO)형 레이저 조사부를 구비한다. 각 레이저 모듈의 레이저 광원과 광학계는 저출력 레이저 광원 및 이에 대응하는 간단한 구조의 소형 광학계로서 전체 구조가 간단하고 저가 공급이 가능하며, 이에 관련된 냉각 장치(미도시)도 소용량화 할 수 있다.
다수의 전자부품(130)이 배열된 대면적 기판(120)을 리플로잉하는 경우, 각 레이저 모듈(310-340)을 동시에 구동하여 기판(130) 전체 영역에 레이저 빔이 중첩되도록 조사할 수 있으며, 기판(130)의 일부 영역(적색 표시 부분)에만 레이저 빔을 선택적으로 조사할 수도 있다.
이와 같은, 선택적 레이저 리플로잉 공정은 리플로잉이 필요한 각 전자부품(130)에만 레이저 빔을 조사할 수 있어서 각 전자부품 주변 영역으로의 열전도 현상이 방지되며, 기판(120)의 각부에 전달되는 열에너지를 정밀하게 제어할 수 있어서 결국 기판(120) 전체의 온도 편차를 낮게 유지할 수 있다.
각 전자부품(130)의 리플로잉 상태는 카메라부(350)에 의해 촬영되며, 레어저출력조정부(370)에서는 촬영된 영상의 대한 판독을 거쳐 각 레이저 조사부(310-340)의 출력과 위치를 개별적으로 제어하기 위한 제어신호를 발생시킨다.
도 3의 레이저 리플로우 장치는 서로 다른 각도에서 레이저 빔을 조사하는데, 복수의 레이저 조사부는 상호 대칭성을 유지하도록 기하학적으로 배치가능한 2개 이상의 저출력 레이저 모듈로 구성된다. 이와 같이 레이저 모듈을 상호 대칭적으로 배치하면 각 레이저 빔이 조사면에 기울어져 조사되더라도 조사면에 조사되는 각 레이저 빔이 상호 보완적으로 간섭하게 되어 결국 레이저 빔의 기울기에 따른 비대칭성이 상쇄 또는 충분히 개선될 수 있다.
한편, 도 2의 종래의 싱글빔 싱글옵틱(SBSO) 구조의 고출력 레이저 모듈 예컨대, 10kW의 레이저 모듈을 사용하는 리플로우 장치의 경우, 실제로는 리플의 최대 진폭이 최대 출력의 약 8%인 800W에 이르기 때문에 이를 제외한 약 90%의 출력 즉, 9kW의 출력만이 실질적인 리플로잉 공정에 활용되므로 대략 10%의 에너지 손실을 감수하면서도 10kW 출력의 레이저 모듈을 사용할 수 밖에 없었다.
그러나, 도 4의 경우와 같이 멀티빔 멀티옵틱(MBMO) 구조로 복수개의 저출력 레이저 모듈 예컨대, 각기 5kW의 레이저 모듈을 2개 사용하여 총 10kW 출력의 리플로우 장치를 구성할 경우, 각 레이저 모듈의 저출력화로 인해 최대 리플이 6% 이내(5kW 기준)로 감소할 뿐 아니라 각 레이저 빔이 중첩될 경우 레이저 빔 간의 상쇄 간섭에 의해 최대 리플은 4% 이내(10kW 기준)로 감소하여 전체 레이저 빔 출력이 항상 9.3kW 이상으로 유지되므로 에너지 효율이 3% 정도 향상되는 효과가 있다. 이때 멀티빔 중첩의 설계와 셋업 상황에 따라서 최대 레이저빔 피크 리플(Laser Beam Peak Ripple)이 예시된 값보다 훨씬 더 많이 개선될 수도 있다.
이러한 장점을 역으로 활용하여, 소용량의 저출력 레이저 모듈을 다수개 적용할 수록 보다 에너지 효율이 향상되는 것을 기대할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치에서의 레이저 중첩 모드의 개념도이다.
도 5에서 복수의 레이저 모듈에서 출력되는 각 레이저 빔은 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형 또는 기타 형상으로 구현 가능하며, 종횡비는 예컨대 단축/장축 비용이 1/20 이상 및 1/1 이하이다. 종횡비가 1/20 미만이면 선형 빔으로서의 성격이 매우 강하여 에너지 전달 및 흡수된 열들의 방열특성 측면에서 면적 빔으로서의 기능을 발휘할 수 없으며 1/1은 이론적 최대치이다.
도 5는 복수의 전자부품을 동시에 리플로잉하기 위해 상호 대칭적으로 위치한 4개의 레이저 모듈(310-340)에서 동일 출력으로 정사각형 레이저 빔을 조사하여 각 레이저 빔을 동일 조사면 상에 중첩시키는 예를 도시하고 있다. 도 5에서는, 예시적으로 4개의 전자부품 만을 도시하였지만 수십 내지 수백 개의 반도체 칩이 배치된 대형 웨이퍼와 같이 대면적 기판 상에 다수의 전자부품이 배치될 수록 중첩에 따른 효과는 더욱 증대된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 중첩 모드에서 4개의 레이저 빔을 중첩한 경우의 레이저 빔 출력 프로파일의 예시도이고, 도 7은 도 6의 레이저 빔 출력 프로파일에 대응하는 레이저 빔 출력 실험 결과표이다.
도 6의 각 레이저 빔(Beam 1, 2, 3, 4)에 대한 측정 위치(X)와 그 위치에서의 백분율 출력값(P)이 도 7에 기재되어 있다.
도 6의 각 레이저 빔의 출력을 2.5kW라고 하면, 각 레이저 빔 별로 다소의 편차는 있지만, 대체로 전체 조사 구간(대략 80mm)에 걸쳐 출력값은 1.24 내지 1.59%의 표준 편차를 가지며, 이를 중첩하면 동일 구간에 걸쳐 출력값의 표준 편차가 0.69%로 감소한다.
이는 각 레이저 모듈의 저출력화로 인해 최대 리플이 5.79%, 8.56%, 5.42%, 7.47%로서 평균 6.81% (2.5kW 기준)로 감소할 뿐 아니라 각 레이저 빔이 중첩될 경우에 레이저 빔 간의 상쇄 간섭에 의해 최대 리플은 2.68% (10kW 기준)로 더욱 감소하고, 이에 따라 전체 레이저 빔 출력이 항상 9.35kW 이상으로 유지되므로 에너지 효율이 3.5% 정도 향상되는 효과가 있다.
즉, 저출력 레이저 조사부 4개를 사용하면 빔평탄도가 2.5%에 근접하게 되는데, 이는 매스리플로우 챔버에서 요구되는 온도 안정성 사양과 유사하므로 실용성 측면에서 매우 우수한 장점이 있다. 각 레이저 모듈의 레이저 빔 조사가 조사면 상에서 랜덤하게 중첩되므로, 복수의 저출력 레이저 조사부에서 조사되어 중첩되는 면적빔의 개수에 비례하여 빔 평탄도가 개선되는 것이다.
한편, 레이저 빔의 중첩에 따른 보강 효가를 배제하고 상쇄 효과를 정확히 제어하기 위해서는 단일 레이저 광원의 출력을 배분하고 상호 평탄화 중첩되도록 위치별로 다른 빔강도의 높낮이를 발생시키는 방법이 가장 효과적이다. 그러나 이와 달리 서로 다른 파장과 높낮이를 갖는 레이저 빔을 동일 조사면 상에 중첩시키더라도 국부적인 비평탄화(또는 피크 상승형) 중첩(averaging superposition)에 따른 국부적 미세 가열은 전자부품 및 기판 상에서의 열전도 효과로 인해 거의 문제되지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 중첩 모드에서 8개의 레이저 빔을 중첩한 경우의 레이저 빔 출력 프로파일 예시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 중첩 모드에서 16개의 레이저 빔을 중첩한 경우의 레이저 빔 출력 프로파일 예시도이다.
동일 출력에 대해서 소형의 저출력 레이저 빔의 개수에 따른 중첩 효과를 비교하기 위해서, 8개의 소형 레이저 빔(각 출력 1.25kW)을 사용한 도 8의 출력 프로파일과 16개의 소형 레이저 빔(각 출력 625W)을 사용한 도 9의 출력 프로파일을 대조해 보면, 도 8에서 8개의 레이저 빔을 중첩한 경우 리플이 2% 이내로 감소하고 중첩 레이저 빔의 출력이 항상 94% 즉, 9.4kW 이상을 유지하는 것으로 확인되며, 도 9에서 16개의 레이저 빔을 중첩한 경우에는 리플이 1.4% 이내로 감소하고 중첩 레이저 빔의 출력이 항상 94.3 즉, 9.43kW 이상을 유지하는 것으로 확인되었다.
이를 통해, 레이저 빔의 개수가 증가할 수록 빔 평탄도가 개선되며 최소 출력이 증가하여 전체적으로 에너지 효율성이 향상됨을 알 수 있으며, 다만, 8개 이하의 레이저 빔을 중첩하는 경우에는 레이저 빔 개수 증가에 따른 빔 평탄도 및 에너지 효율 개선 효과가 뚜렷하지만, 레이저 빔이 더 많아질수록 구조적인 복잡성의 증가에 대비한 빔 평탄도와 에너지 효율 개선 효과는 크지 않음을 알 수 있다.
그러나, 이는 전체 출력 10kW를 전제로 한 결과이므로, 총 출력이 다르거나 레이저 광원의 종류가 다른 경우 등에는 이와 다른 결과가 도출된다. 따라서, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 원리를 이용하여 주어진 레이저 광원의 종류 및 필요한 출력의 크기, 조사 대상물의 특성 등을 고려하여 각 환경에 최적화된 개수의 레이저 빔을 도출할 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치에서의 복수 위치 동시 가공 모드의 개념도이다.
도 10의 경우에도, 복수의 레이저 조사부에서 출력되는 레이저 빔은 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형 또는 기타 형상으로 구현 가능하며, 종횡비는 예컨대 단축/장축 비용이 1/20 이상 및 1/1 이하이다. 종횡비가 1/20 미만이면 에너지 전달 측면에서 면적 빔으로서의 기능을 발휘할 수 없으며 1/1은 이론적 최대치이다.
도 10은 복수의 전자부품을 개별적으로 또는 구역을 나누어 리플로잉(reflowing)하기 위해 상호 대칭 또는 비대칭적으로 위치한 4개의 레이저 조사부(310-340)에서 동일 출력 또는 상이한 출력으로 정사각형 레이저 빔을 조사하여 조사면 상에서 각 레이저 빔을 중첩시키는 예를 도시하고 있다.
도 10에서, 조사 영역에 도시된 사각형을 각기 하나의 전자부품으로 볼 수도 있고, 다수의 전자부품이 존재하는 구역으로 볼 수도 있다. 하나의 기판 상에 서로 다른 종류의 전자부품이 구역별로 배치된 경우, 전체 기판 상의 전자부품에 대해 동시에 리플로잉하기 위해서 서로 다른 출력 또는 파장을 갖는 레이저 빔을 사용하여 구역별로 리플로잉을 수행할 수 있다. 이 경우, 일부 구역에 도 5에서와 같은 중첩 구조를 적용하면, 예컨대 도 10의 조사 영역의 우상단과 우하단 구역을 동시에 중첩하여 조사하게 하도록 레이저 모듈(320, 330)의 레이저 빔의 방향과 크기를 조절하고 서로 대칭적으로 레이저 모듈을 위치시킬 수 있다. 이 경우, 중첩 구조가 적용되는 우상단과 우하단 구역 내에서는 도 5에서 설명된 바와 같은 중첩에 따른 효과를 기대할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 장치의 구성도이다.
도 11에서, 레이저 조사부의 각 레이저 모듈(310, 320, ... 330)은 각기 냉각장치(316, 326, 336)를 구비한 레이저 발진기(311, 321, 331), 빔 쉐이퍼(312, 322, 332), 광학렌즈모듈(313, 323, 333), 구동장치(314, 424, 334), 제어장치(315, 325, 335) 및 전원공급부(317, 327, 337)를 포함하여 구성된다.
이하에서는, 필요한 경우를 제외하고는, 중복 설명을 피하기 위해 동일 구성을 갖는 각 레이저 모듈 중 제1 레이저 모듈(310)을 위주로 설명한다.
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.
빔 쉐이퍼(beam shaper)(312)는 레이저 발진기에서 발생하여 광섬유를 통해 전달되는 스폿(spot) 형태의 레이저를 플랫 탑을 가진 면광원(Area Beam) 형태로 변환시킨다. 빔 쉐이퍼(312)는 사각 광 파이프(Square Light Pipe), 회절광학소자(Diffractive Optical Element, DOE) 또는 마이크로렌즈어레이(Micro-Lens Array, MLA)를 포함하여 구현될 수 있다.
광학렌즈모듈(313)은 빔 쉐이퍼에서 면 광원 형태로 변환된 레이저 빔의 형태와 크기를 조정하여 PCB 기판에 장착된 전자부품 내지 조사 구역으로 조사하도록 한다. 광학렌즈모듈은 복수의 렌즈의 결합을 통해 광학계를 구성하는데, 이러한 광학계의 구체적 구성에 대해서는 도 12 내지 도 15를 통해 구체적으로 후술하기로 한다.
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.
한편, 레이저출력조정부(370)는 사용자 인터페이스를 통해 수신한 프로그램 또는 미리 설정된 프로그램에 따라 각 레이저 모듈(310, 320, 330)에 대응하는 전원 공급부(317, 327, 337)에서 각 레이저 모듈로 공급되는 전력량을 제어한다. 레이저출력조정부(370)는 하나 이상의 카메라 모듈(350)로부터 조사면 상에서의 부품별, 구역별 또는 전체 리플로잉 상태 정보를 수신하여 이를 토대로 각 전원 공급부(317, 327, 337)를 제어한다. 이와 달리, 레이저출력조정부(370)로부터의 제어정보가 각 레이저 모듈(310, 320, 330)의 제어장치(315, 325, 335)로 전달되고, 각 제어장치(315, 325, 335)에서 각기 대응하는 전원공급부(317)를 제어하기 위한 피드백 신호를 제공하는 것도 가능하다. 또한, 도 11과 달리, 하나의 전원 공급부를 통해 각 레이저 모듈로 전력을 분배하는 것도 가능한데, 이 경우에는 레이저출력조정부(370)에서 전원공급부를 제어해야 한다.
도 5의 레이저 중첩 모드와 도 10의 복수 위치 동시 가공 모드, 또는 양자가 동시에 적용되는 병행 모드를 구현하기 위한 레이저출력조정부(370)의 동작을 설명한다.
도 5와 같은 레이저 중첩 모드를 구현하는 경우, 레이저출력조정부(370)는 각 레이저 모듈(310, 320, 33)로부터의 레이저 빔이 동일한 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도 및 빔 조사 각도를 갖도록 각 레이저 모듈 및 전원공급부(317, 327, 337)를 제어한다.
한편, 하나의 레이저 광원을 분배하여 각 레이저 모듈에 입력하는 경우에는 분배된 각 레이저 빔의 출력과 위상을 동시에 조절하기 위한 기능이 레이저출력조정부(370)에 구비될 수 있다. 이러한 경우에는, 단일 레이저 광을 사용하는 종래기술에 비해서 전체 출력은 감소되지 않지만 각 레이저 빔의 상쇄 간섭을 유도하도록 위상을 제어하여 빔 평탄도를 현저하게 개선할 수 있으며 이에 따라 에너지 효율이 더욱 증가하게 된다.
한편, 도 10과 같은 복수 위치 동시 가공 모드를 구현하는 경우에는, 레이저출력조정부(370)가 각 레이저 모듈로부터의 레이저 빔의 일부 또는 전부가 상이하도록 각 레이저 빔의 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도, 빔 조사 각도 및 빔 파장 중 하나 이상을 제어한다. 이 때에도, 하나의 레이저 광원을 분배하여 각 레이저 모듈에 입력하는 경우에는 분배된 각 레이저 빔의 출력과 위상을 동시에 조절하기 위한 기능이 레이저출력조정부(370)에 구비될 수 있다.
이러한 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.
한편, 복수의 레이저 모듈 별로 서로 다른 파장을 가진 레이저 빔을 방출하도록 하는 경우에는, 레이저 조사부는 전자부품에 포함된 복수의 재료층(예: EMC층, 실리콘층, 솔더층)이 각기 잘 흡수하는 파장을 갖는 개별 레이저 모듈로 구성될 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 선택적 레이저 리플로우 시스템은 전자부품의 온도와 인쇄회로기판이나 전자부품 전극간의 연결소재인 솔더(SOLDER)와 같은 중간접합재의 온도를 선택적으로 상이하게 상승시켜 최적화된 접합(Attaching or Bonding) 또는 분리(Detaching or Debonding) 공정을 수행할 수 있다.
구체적으로, 전자부품의 EMC몰드층과 실리콘층을 모두 투과하여 솔더층에 각 레이저 빔의 모든 에너지가 흡수되도록 하거나, 레이저 빔이 EMC몰드층을 투과하지 않고 전자부품의 표면을 가열하여 전자부품 하부의 본딩부로 열이 전도되도록 할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 모듈에 적용되는 광학계의 일 예의 구성도이다.
도 12 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(830)로부터 출력된 정사각형 레이저 빔(A1)이 오목 렌즈(440)를 통해 원하는 크기로 확대되어 확대된 면광원(A2)으로 결상면(S)에 조사된다.
도 13은 도 12의 광학계에 마스크를 적용한 경우의 구성도이다.
빔 쉐이퍼(430)로부터의 면광원(B1)이 오목 렌즈(440)를 통해 소정의 크기로 확대되어 제1 결상면(S1)에 조사되는 면광원(B2)이 된다. 이 면광원(B2)을 더욱 확대하여 사용하고자 하는 경우에는 추가 확대에 따라 면광원(B2)의 에지(edge) 부분의 경계가 더 불분명해 질 수 있으므로, 최종 조사면이 제2 결상면(S2)에서도 에지가 명확한 조사광을 얻기 위해서, 제1 결상면(S1)에 마스크(450)를 설치하여 에지를 트리밍한다.
마스크(450)를 통과한 면광원은 하나 이상의 볼록렌즈와 오목 렌즈의 조합으로 구성되는 줌 렌즈 모듈(460)을 통과하면서 원하는 크기로 축소(또는 확대) 조정되어 전자부품이 배치된 제2 결상면(S2)에 사각형 조사광(B3)을 형성한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 모듈에 적용되는 다른 광학계의 구성도이다.
빔 쉐이퍼(430)로부터의 정사각형 면광원(C1)이 오목 렌즈(440)를 통해 소정의 크기로 확대된 후, 적어도 한쌍의 원통형 렌즈(470)를 지나면서 예컨대 x축 방향으로 확대(또는 축소)(C2)되고 다시 적어도 한쌍의 원통형 렌즈(480)를 지나면서 예컨대 y축 방향으로 축소(또는 확대)되어 직사각형 형상의 면광원(C3)으로 변환된다. 여기서, 원통형 렌즈는 원기둥 형상을 길이방향으로 절단한 형태로서 각 렌즈가 상하 방향으로 배치되는 형태에 따라 레이저 빔을 확장 또는 축소시키는 기능을 하며, 원통형 렌즈가 배치된 표면 상에서의 렌즈가 x, y 축 방향으로 배치되는 형태에 따라 레이저 빔을 x축 또는 y축 방향으로 조절한다.
이어서, 면광원(C3)은 하나 이상의 볼록렌즈와 오목 렌즈의 조합으로 구성되는 줌 렌즈 모듈(460)을 통과하면서 원하는 크기로 확대(또는 축소) 조정되어 전자부품이 배치된 제2 결상면(S2)에 직사각형 조사광(C4)을 형성한다.
도 15는 도 14의 광학계에 마스크를 적용한 경우의 구성도이다.
도 15의 광학계는 도 14의 광학계에 마스크를 적용하여 레이저 빔의 에지를 트리밍하는 구성이 추가된 것으로서, 도 14의 경우에 비해 보다 선명한 에지를 가진 최종 면광원(D5)을 얻을 수 있다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 스테이지 상에 배치된 기판에 전자부품을 리플로잉하기 위한 레이저 리플로우 장치에 있어서,
    상기 전자부품이 배치된 기판의 적어도 일부 구역에 플랫 탑 출력 프로파일을 갖는 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 모듈을 복수개 구비하여 구성되는 레이저 조사부;
    상기 레이저 빔에 의한 상기 전자부품의 리플로잉 과정을 촬영하기 위해 적어도 하나의 카메라 모듈로 구성되는 카메라부; 및
    상기 카메라부로부터의 출력신호에 근거하여 상기 레이저 조사부의 각 레이저 모듈을 독립적으로 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 레이저 조사부에 인가하는 레이저출력조정부를 포함하며,
    상기 각각의 레이저 모듈은 최대 출력이 동일하며, 각각의 레이저 모듈로부터 동시에 조사되는 복수의 레이저 빔은 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역이 동일하여 상호 중첩되어 상기 조사 영역에서 상기 복수의 레이저 빔 상호 간에 평탄화되는,
    레이저 리플로우 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 레이저 빔은 파장이 동일한,
    레이저 리플로우 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 레이저 모듈은 상호 대칭적으로 배치되고 상기 각 레이저 빔은 동일한 빔 조사 각도를 가지는,
    레이저 리플로우 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1, 3 또는 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 각 레이저 모듈에 내장된 광학계는,
    빔 쉐이퍼,
    적어도 한쌍의 원통형 렌즈;
    상기 적어도 한쌍의 원통형 렌즈와 직각 방향으로 배치된 다른 적어도 한쌍의 원통형 렌즈; 및
    하나 이상의 볼록렌즈와 오목 렌즈의 조합으로 구성되는 줌 렌즈 모듈을 포함하는,
    레이저 리플로우 장치.
  10. 스테이지 상에 배치된 기판에 전자부품을 리플로잉하기 위해 복수의 레이저 모듈로 구성되는 레이저 조사부를 이용하는 레이저 리플로우 방법에 있어서,
    상기 복수의 레이저 모듈 각각이 레이저 빔을 상기 전자부품이 배치된 구역에 조사하는 단계;
    적어도 하나의 카메라 모듈을 이용하여 상기 레이저 빔에 의한 상기 전자부품의 리플로잉 과정을 촬영하는 단계; 및
    상기 카메라 모듈로부터의 출력신호에 근거하여 상기 레이저 조사부의 각 레이저 모듈을 독립적으로 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 레이저 조사부에 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 레이저 빔 조사 단계는,
    상기 각각의 레이저 모듈의 출력을 동일하게 하고, 각각의 레이저 모듈로부터 동시에 조사되는 각 레이저 빔의 빔 형상과 빔 면적 크기 및 조사 영역이 동일하도록 상기 각 레이저 빔을 중첩하여 복수의 레이저 빔이 상호 중첩되는 단계이며, 상기 복수의 레이저 빔의 상호 중첩에 의해 상기 조사 영역에 조사된 상기 복수의 레이저 빔의 강도가 평탄화 되는,
    레이저 리플로우 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사 단계에서, 상기 각 레이저 빔의 파장이 동일한,
    레이저 리플로우 방법.
  13. 삭제
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