KR20150047817A - 반도체 칩 및 pcb 소자용 레이저 솔더링 장치 - Google Patents

반도체 칩 및 pcb 소자용 레이저 솔더링 장치 Download PDF

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KR20150047817A
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Abstract

본 발명은 반도체 칩 및 PCB 소자자용 레이저 솔더링 장치에 관한 것으로서, 상부와 평행하는 지지대가 마련된 베이스; 베이스 상부 일측에 구비되어 다수의 반도체 칩 및 PCB 소자를 트레이에 안착시켜 이송하는 반도체 칩 및 PCB 소자 공급수단; 베이스의 상부로부터 전후좌우 및 회전가능하게 위치 가변가능하게 설치되며, 상면에는 다수개의 반도체 칩 및 PCB 소자 안착홀이 구비되어 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자를 레이저 솔더링하기 위한 솔더링 스테이지; 베이스의 지지대 전면에 설치되는 가이드레일과, 가이드레일상에 좌우 수평이동가능하게 설치되는 제1이동체와, 제1이동체로부터 회전 및 승강 가능하게 설치되어 반도체 칩 및 PCB 소자를 홀딩 이송하는 핑거로 이루어진 그립퍼수단; 베이스의 지지대로부터 좌우 이동가능하게 설치되는 제2이동체와, 제2이동체 하부 양측에는 양측으로 각도 조정가능하게 위치조정가능하게 설치되어 상기 스테이지에 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 부위에 빔을 조사하여 예열하기 위한 레이저 어셈블리; 제2이동체에 승강 가능하게 설치되어 스테이지에 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 부위를 영상으로 디스플레이도록 촬영하여 위치결정 솔더링 스테이지, 그립퍼수단, 레이저 어셈블리의 위치결정 제어신호를 제어부에 모니터링하기 위한 카메라모듈;로 이루어진 것을 특징으로 하는바, 본 발명의 반도체 칩용 레이저 솔더링 장치는 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)의 공급이송과, 그립퍼수단을 통한 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)의 안정된 홀딩과 더불어 솔더링 스테이지로 이송시켜 3축방향으로 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)의 기울기에 대한 보정을 실행하고, 또한 솔더링 스테이지에서도 회전, 전후 좌우로 조정되도록 하여 반도체 칩의 안착을 안정화시킴은 물론, 지지대로부터 좌우 이송가능한 레이저 모듈을 통해 반도체 칩의 솔더링 부위의 예열을 일정하면서 고속으로 실시하여 반도체 칩의 리플로우 솔더링작업 이루어지도록 함으로써, 위치보정, 레이저로부터 조사되는 빔의 세기 자동 조절, 솔더링 부위 면적 변화에 따른 빔 크기 자동 제어, 빔 각도 및 예열온도의 편차에 따라 발생할 수 있는 반도체 칩 불량을 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치{Laser soldering apparatus for Semiconductor chip and PCB components}
본 발명은 반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 반도체 칩 및 PCB 소자(resistor, capacitor 등) 공급이송에 따른 반도체 칩 및 PCB 소자를 안정된 홀딩과 함께 이송하는 핑거의 정확한 위치제어, 반도체 칩 및 PCB 소자가 안착되는 솔더링 스테이지(stage)위치결정제어 및 레이저 열원을 통한 솔더볼 땜납 부분의 정확한 포지션 위치제어로서 균일한 솔더링이 이루어질 수 있도록 하여 반도체 칩 및 PCB 소자의 레이저 솔더링 공정시 발생하는 불량률을 최소화할 수 있도록 한 반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 표면 실장 기술(Surface Mounted Technology : SMT)은 표면 실장 형 전자 부품을 인쇄회로기판(PCB) 표면에 장착하고 이를 솔더링(Soldering) 하는 기술이다.
표면 실장 기술은 전자 부품의 간격을 조밀하게 할 수 있고, 기판의 양면을 사용할 수 있으며, 인쇄회로기판의 면적을 축소할 수 있는 여러 가지 장점을 가지고 있어 오늘날 폭 넓게 이용되고 있다.
현재 보편화 되어 있는 표면 실장 형 부품의 솔더링 기술로는 열전도나 적외선을 이용하는 리플로우 솔더링 (Reflow Soldering)이 있다.
리플로우 솔더링은 상기 SMT방식으로서, 인쇄회로기판의 랜드(Land)에 미리 솔더(Solder)를 공급하여 두고, 외부의 열원으로 상기 솔더를 재용융하여 표면 실장 형 부품의 리드와 인쇄회로기판상의 회로 패턴을 접합하는 것이며, 리드의 밀도가 높은 부품을 접할 할 때 리드 사이에 브리지가 일어나는 결함을 가져올 수 있고, 기판과 부품의 서로 다른 열팽창 계수 때문에 접합부에 열적 스트레스가 쌓이게 되는 문제점이 있다.
특히, 하나의 반도체 패키지에 다수개의 전력 소자용 칩과 컨트롤 소자용 칩을 탑재하는 인텔리전트 전력용 반도체 모듈에 있어, 다수개의 전력 소자용 칩이 실장되는 파워 보드와 컨트롤 소자용 칩이 실장되는 드라이브 보드의 경우, 열적 스트레스에 의해 각종 소자가 열화되는 문제점이 있다.
구체적으로 상기 리플로우 솔더링은 프린트 배선기판의 제조공정에서 접합하려고 하는 부분에 미리 크림상의 땜납을 인쇄하고 난 후, 땜납을 용융 처리하여 접합시키는 땜납의 방법으로서, 기판의 랜드(Land)에 미리 디스펜서장치를 통해 이용한 솔더(Solder)를 공급하여 두고 외부의 열원으로 이 솔더를 재용융하여 접속하는 것이다.
보다 정밀도 높은 솔더링 작업되는 반도체 칩 및 PCB 소자의 경우, 솔더링이 이루어지는 스테이지까지 반도체 칩 및 PCB 소자를 홀딩하고, 이를 설정된 위치로 이송함에 있어, 핑거를 통해 홀딩되는 반도체 칩 및 PCB 소자의 기울기에 대한 보정 및 제어가 제대로 이루어지지 않는 이유에서 솔더링 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
가령, 정확히 반도체 칩 및 PCB 소자가 솔더링 스테이지에 안착이 된 경우라 할지라도, 일일이 솔더링이 이루어지는 구간별 국부 가열방식 열원 제공은 작업이 느리게 이루어지고, 이 또한 솔더링에 대한 열화의 편차를 제공하여 최종적으로는 불량이 발생할 우려가 매우 높다.
즉, 리플로우 솔더링장치에서 구간별로 예열도 하고 크림솔더를 녹여 솔더링을 하게 되지만, 솔더링이 이루어지는 정확한 포지션 제어는 단일 열원의 위치제어만으로는 편차를 가지게 되어 특히 소형화되는 반도체 칩(Chip) 및 PCB 소자의 솔더링 불량이 발생케 된다.
본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 반도체 칩 및 PCB 소자 공급이송에 따른 반도체 칩 및 PCB 소자를 안정된 홀딩과 함께 이송하는 핑거의 정확한 위치제어, 반도체 칩 및 PCB 소자가 안착되는 솔더링 스테이지(stage)위치결정제어 및 레이저 열원을 통한 솔더볼 땜납 부분의 정확한 포지션 위치제어로서 균일한 솔더링이 이루어질 수 있도록 하고, 솔더링 품질 재현성에 영향을 미치는 레이저 출력 안정 자동제어, 실시간 솔더링 온도 자동 제어, 솔더링 단자 크기에 따른 레이저 빔 크기 변동, 여러 솔더링 부위를 고속으로 레이저 빔조사가 이루어 질수 있도록 함으로써 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 공정시 발생하는 불량률을 최소화하고 품질의 재현성 확보를 할 수 있도록 한 반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치에 있어서,
상기 솔더링장치는, 상부와 평행하는 지지대가 마련된 베이스; 베이스 상부 일측에 구비되어 다수의 반도체 칩 및 PCB 소자를 트레이에 안착시켜 이송하는 반도체 칩 및 PCB 소자 공급수단; 베이스의 상부로부터 전후좌우 및 회전가능하게 위치 가변가능하게 설치되며, 상면에는 다수개의 반도체 칩 및 PCB 소자 안착홀이 구비되어 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자를 레이저 솔더링하기 위한 솔더링 스테이지; 베이스의 지지대 전면에 설치되는 가이드레일과, 가이드레일상에 좌우 수평이동가능하게 설치되는 제1이동체와, 제1이동체로부터 회전 및 승강 가능하게 설치되어 반도체 칩 및 PCB 소자를 홀딩 이송하는 핑거로 이루어진 그립퍼수단; 베이스의 지지대로부터 좌우 이동가능하게 설치되는 제2이동체와, 제2이동체 하부 양측에는 양측으로 각도 조정가능하게 위치조정가능하게 설치되어 상기 스테이지에 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 부위에 빔을 조사하여 예열하기 위한 레이저 어셈블리; 제2이동체에 승강 가능하게 설치되어 스테이지에 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 부위를 영상으로 디스플레이도록 촬영하여 위치결정 솔더링 스테이지, 그립퍼수단, 레이저 어셈블리의 위치결정 제어신호를 제어부에 모니터링하기 위한 카메라모듈;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 솔더링 스테이지는 좌우 이송가능한 제1테이블과 연결 설치되어 회전가능하게 설치되고, 상기 제1테이블의 하부를 받쳐 전후 제1테이블과 함께 솔더링 스테이지를 전후 이송하는 제2테이블이 베이스 상에 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 레이저 어셈블리는 제어부와 전기적으로 연결되어 레이저를 빔을 조사하기 위한 조사부와, 조사부와 포커싱 렌즈사이에 레이저 빔 일부를 측정하여 레이저 빔세기 출력 감소를 보상하는 자동 출력 제어부와, 조사부로부터 조사되는 빔을 포커싱하여 솔더링 부위를 예열하는 포커싱렌즈와, 조사부와 포커싱 렌즈 사이에 전후 이송가능하게 설치되어 조사되는 빔의 조사영역을 조절하기 위한 콜리메이션렌즈와, 포커싱렌즈를 통해 조사되는 빔의 조사각도를 각 솔더링 부위에 맞게 설정하는 틸트미러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 레이저 어셈블리에는 포커싱렌즈를 통해 솔더링 부위에 조사되는 빔의 예열온도를 감지하는 적외선 온도센서와, 적외선 온도센서와 전기적으로 연결 설치되어 적외선온도 센서에서 감지된 신호를 AD컨버터 및 제어부로 피드백시켜 레이저 파워를 컨트롤하여 솔더링 부위의 국부 예열온도를 제어하는 구조로 연결 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치는 반도체 칩 및 PCB 소자의 공급이송과, 그립퍼수단을 통한 반도체 칩 및 PCB 소자의 안정된 홀딩과 더불어 솔더링 스테이지로 이송시켜 3축방향으로 반도체 칩 및 PCB 소자의 기울기에 대한 보정을 실행하고, 또한 솔더링 스테이지에서도 회전, 전후 좌우로 조정되도록 하여 반도체 칩 및 PCB 소자의 안착을 안정화시킴은 물론, 지지대로부터 좌우 이송가능한 레이저 모듈을 통해 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 부위의 예열을 일정하면서 고속으로 실시하여 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링작업 이루어지도록 함으로써, 위치보정, 레이저로부터 조사되는 빔의 각도 및 예열온도의 편차에 따라 발생할 수 있는 반도체 칩 및 PCB 소자의 솔더링 불량을 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 반도체 칩 및 PCB 소자 레이저 솔더링 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 칩 및 PCB 소자 공급수단을 발췌하여 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 솔더링 스테이지를 발췌하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 그립퍼수단을 발췌하여 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 레이저 어셈블리를 발췌하여 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 카메라모듈을 발췌하여 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 레이저 빔의 조사와 레이저 빔 세기 측정 및 솔더링 부위에서 나오는 광 측정 상태를 예시한 개념도,
도 8은 본 발명에 따른 레이저 빔 세기 자동 조절 상태를 예시한 개념도,
도 9는 도 7에서 레이저 빔의 조사 영역에서 빔 크기 조절을 위한 렌즈 초점 조절 상태 예시한 개략도,
도 10은 도 7에서 솔더링 부위가 여러 위치에 대한 2축 고속 회전가능한 틸트미러를 이용한 조사를 도시한 개념도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 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 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)용 레이저 솔더링 장치(100)는, 베이스(110), 반도체 칩 및 PCB 소자자(R) 공급수단(200), 솔더링 스테이지(300), 그립퍼수단(400), 레이저 어셈블리(500), 카메라모듈(600)로 구성된다.
베이스(110)는 바닥에 안착되며, 상부 일측에는 상면과 평행하는 지지대(112)가 수직되는 형태로 마련된다.
상기 반도체 칩 및 PCB 소자자(R) 공급수단(200)은 베이스(110) 상부 일측에 구비되어 다수의 반도체 칩(S)및 PCB 소자자(R)를 트레이(T)에 안착시켜 이송하는 수단으로, 상기 솔더링 스테이지(300) 일측에 구비되어 그립퍼수단(400)을 통해 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)를 이송하는 구조로 설치되는 것으로 이송레일과 이송레일의 상부에는 상기 트레이(T)가 탈착가능하게 안착되는 구조로 설치되어 반도체 칩 및 PCB 소자자(R) 공급라인측과 왕복 이송가능하게 설치된 것이다.
상기 솔더링 스테이지(300)는 원판형으로 베이스(110)의 상부로부터 전후좌우 및 회전가능하게 위치 가변가능하게 설치되며, 상면에는 다수개의 반도체 칩 및 PCB 소자자(R) 안착홀(301)이 구비되어 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)를 레이저 솔더링하기 위한 것이다.
상기 솔더링 스테이지(300)는 좌우 이송가능한 제1테이블(310)과 연결 설치되어 회전가능하게 설치되고, 상기 제1테이블(310)의 하부를 받쳐 전후 제1테이블과 함께 솔더링 스테이지를 전후 이송하는 제2테이블(320)이 베이스(110) 상에 구비된다.
상기 솔더링 스테이지(300)의 조정은 도면에서 미도시된 스텝모터의 회전에 따라 각각 작동하는 제1테이블, 제2테이블의 전후좌우 조정으로서 미세한 위치조정이 가능하도록 한 것이다.
한편, 상기 그립퍼수단(400)은 베이스(110)의 지지대 전면에 설치되는 가이드레일(401)과, 가이드레일상에 좌우 수평이동가능하게 설치되는 제1이동체(410)와, 제1이동체(410)로부터 회전 및 승강 가능하게 설치되어 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)를 홀딩 이송하는 핑거(420)로 이루어진다.
상기 레이저 어셈블리(500)는 베이스(110)의 지지대로부터 좌우 이동가능하게 설치되는 제2이동체(510)와, 제2이동체(510) 하부 양측에는 양측으로 각도 조정가능하게 위치조정가능하게 설치되어 상기 솔더링 스테이지(300)에 안착된 반도체 칩(S)의 솔더링 부위에 빔을 조사하여 예열하기 위한 것이다.
상기 카메라모듈(600)은 레이저 어셈블리(500)를 이루는 제2이동체(510)에 승강 가능하게 설치되어 스테이지에 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)의 솔더링 부위를 영상으로 디스플레이도록 촬영하여 위치결정 및 솔더링 스테이지, 그립퍼수단, 레이저 어셈블리의 위치결정 제어신호를 제어부(10)에 모니터링하기 위한 것이다.
즉, 상기 카메라모듈(600)를 통해 반도체 칩 및 PCB 소자(R)의 솔더링 포지션 촬영은 미 도시된 모니터와 연결 설치되어 포지션에 대한 위치결정이 제대로 이루어지고 있는지, 위치결정이 이루어지는 신호결과에 따라 각 부의 동작이 이루어질 수 있게 한 것이다.
한편, 상기 레이저 어셈블리(500)는 제어부(10)와 전기적으로 연결되어 레이저를 빔을 조사하기 위한 조사부(501)와, 레이저 빔의 일부를 측정하는 광센서와 광센서와 전기적으로 연결 설치되어 광센서에서 측정된 신호를 AD 컨버터 및 제어부로 피드백시켜 레이저 파워가 감소시 다시 원래의 세기로 제어하는 자동 출력제어부(PD)와, 조사부(501)로부터 조사되는 빔을 포커싱하여 솔더링 부위를 예열하는 포커싱렌즈(502)와, 조사부와 포커싱 렌즈 사이에 전후 이송가능하게 설치되어 조사되는 빔의 조사영역을 조절하기 위한 콜리메이션렌즈(503)와, 포커싱렌즈를 통해 조사되는 빔의 조사각도 및 여러 부위를 솔더링할 수 있는 틸트미러(504)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 레이저 어셈블리(500)에는 포커싱렌즈(502)를 통해 솔더링 부위에 조사되는 빔의 예열온도를 감지하는 적외선 온도센서(20)와, 적외선 온도센서와 전기적으로 연결 설치되어 적외선 온도센서에서 감지된 신호를 AD컨버터(30) 및 제어부(10)로 피드백시켜 레이저 파워를 컨트롤하여 솔더링 부위의 국부 예열온도를 제어하는 구조로 연결 설치된다.
도면 중 미설명 부호 D는 솔더링부위에 솔더볼을 형성시켜 주기 위한 디스펜서를 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 발명인 반도체 칩 및 PCB 소자용 레이저 솔더링 장치의 작동에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.
반도체 칩 및 PCB 소자자(R) 공급수단(200)을 통해 트레이(T)에 다수개 안치된 반도체 칩(S)은 베이스(110)의 지지대(112)로부터 좌우 이송가능하게 설치된 그립퍼수단(400)을 통해 홀딩하여 레이저 솔더링을 위해 솔더링 스테이지(300)의 반도체 칩(S)및 PCB 소자자(R) 안착홀(301)에 안착시킨 상태에서 솔더링 작업이 이루어진다.
참고로 솔더링 작업이 이루어지기 전 상기 그립퍼수단(400)의 일측에 별도로 설치되어 일정량의 디스펜서액 즉, 솔더볼은 디스펜서(D)를 통해 솔더링 부위에 묻힌 상태에서 이루어진다.
상기 트레이에 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)를 홀딩하는 핑거(420)는 좌우 파지부분이 좌우 이송가능하게 설치된 것으로, 이때 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)를 홀딩하고, 상기와 같이 솔더링 스테이지(300)로 이동함에 있어, 지지대(112)를 통해 가이드레일(401)를 따라 수평이동가능하게 설치된 제1이동체(410) 및 제1이동체(410)로부터 회전 및 승강 가능하여 홀딩한 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)의 홀딩된 상태, 즉, 기울기 등을 핑거(420) 부분이 자체 조정하여 상기 반도체 입 안착홀(301)에 정확하게 수평이 되게 안착시켜 준다.
즉, 상기 핑거(420)는 3축 방향으로 조정 가능하여 미세하게 기울어진 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)를 안정적으로 홀딩하거나 상기와 같이 안착시킬 수 있는 것이다.
아울러, 상기 솔더링 스테이지는 자체 회전은 물론, 제1테이블, 제2테이블의 전후 좌우 방향을 미세하게 조정할 수 있게 된다.
따라서 반도체 칩을 솔더링 스테이지에 안정된 상태로 위치시켜 정밀한 리츨로우 솔더링작업을 완수할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 솔더링 작업은 베이스(110)의 지지대(112)로부터 좌우 이동가능하게 설치되는 제2이동체(510)에 설치된 레이저 어셈블리(500)를 통해 이루어지는바, 안착된 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)의 솔더링 부위에 빔을 조사하여 예열이 필수적이다.
상기와 같은 예열이 필수적으로 이루어지기 위해 레이저 어셈블리(500)을 구성하는 조사부(501)로부터 조사되어 솔더링 부위를 예열하는 빔은 첨부된 도 7 및 도 8을 참조하면 다음과 같다.
제어부(10)와 전기적으로 연결되어 레이저를 빔을 조사하기 빔이 콜리메이션렌즈(503)와 포커싱렌즈(502)를 통과하여 솔더링 부위를 예열하는 것으로, 이는 조사부와 포커싱 렌즈 사이에 전후 이송가능하게 설치되어 조사되는 빔의 조사영역을 조절하면서 예열을 할 수 있고, 최종 조사되는 빔의 입사각은 틸트미러(504)를 통해 솔더링 부위에 맞게 위치를 신속하게 제어하면서 예열할 수 있게 된다.
상기와 같이 조사되는 빔의 세기는 도 8에서와 같이, 시간이 지남에 따라 레이저 출력의 세기가 감소하면, 자동 출력 제어부(PD)에서 측정된 일부 레이저 빔의 세기 측정을 통해 감자하여 감속된 만큼 다시 레이저 출력을 올려주어 일정한 레이저 세기를 유지한다.
상기 자동 출력제어부(PD)는 포도다이드를 이용한다.
포커싱렌즈(502)를 통해 솔더링 부위에 조사되는 빔의 예열온도를 적외선 온도센서(20)가 감지하고, 적외선 온도센서와 전기적으로 연결 설치되어 적외선 온도센서에서 감지된 신호를 AD컨버터(30) 및 제어부(10)로 피드백시켜 레이저 파워를 컨트롤하여 솔더링 부위의 국부 예열온도를 제어함으로써 설정온도 이상으로 하여금 발생하는 열적 현상으로 반도체 칩(S) 및 PCB 소자(R)의 손상을 방지하면서 안정된 솔더링을 구현할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 제어부 20: 적외선 온도센서
30: AD컨버터 100: 솔더링 장치
110: 베이스 112: 지지대
200: 반도체 칩 공급수단 300: 솔더링 스테이지
301: 반도체 칩 안착홀 310: 제1테이블
320: 제2테이블 400: 그립퍼수단
401: 가이드레일 410: 제1이동체
420: 핑거 500: 레이저 어셈블리
501: 조사부 502: 포커싱렌즈
503: 콜리메이션렌즈 504: 틸트미러
510: 제2이동체 600: 카메라모듈
PD: 자동 출력 제어부 S: 반도체 칩
R: PCB 소자 T: 트레이

Claims (4)

  1. 반도체 칩 및 PCB 소자자용 레이저 솔더링 장치에 있어서,
    상기 솔더링장치(100)는,
    상부와 평행하는 지지대(112)가 마련된 베이스(110);
    베이스(110) 상부 일측에 구비되어 다수의 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)를 트레이(T)에 안착시켜 이송하는 반도체 칩 공급수단(200);
    베이스(110)의 상부로부터 전후좌우 및 회전가능하게 위치 가변가능하게 설치되며, 상면에는 다수개의 반도체 칩 안착홀(301)이 구비되어 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)를 레이저로 솔더링하기 위한 솔더링 스테이지(300);
    베이스(110)의 지지대 전면에 설치되는 가이드레일(401)과, 가이드레일상에 좌우 수평이동가능하게 설치되는 제1이동체(410)와, 제1이동체(410)로부터 회전 및 승강 가능하게 설치되어 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)를 홀딩 이송하는 핑거(420)로 이루어진 그립퍼수단(400);
    베이스(110)의 지지대(112)로부터 좌우 이동가능하게 설치되는 제2이동체(510)와, 제2이동체(510) 하부 양측에는 양측으로 각도 조정가능하게 위치조정가능하게 설치되어 상기 솔더링 스테이지(300)에 안착된 반도체 칩(S) 및 PCB 소자자(R)의 솔더링 부위에 빔을 조사하여 예열하기 위한 레이저 어셈블리(500);
    제2이동체(510)에 승강 가능하게 설치되어 스테이지에 안착된 반도체 칩 및 PCB 소자자(R)의 솔더링 부위를 영상으로 디스플레이도록 촬영하여 위치결정 솔더링 스테이지, 그립퍼수단, 레이저 어셈블리의 위치결정 제어신호를 제어부(10)에 모니터링하기 위한 카메라모듈(600);로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 칩 및 PCB 소자자용 레이저 솔더링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔더링 스테이지(300)는 좌우 이송가능한 제1테이블(310)과 연결 설치되어 회전가능하게 설치되고, 상기 제1테이블(310)의 하부를 받쳐 전후 제1테이블과 함께 솔더링 스테이지를 전후 이송하는 제2테이블(320)이 베이스(110) 상에 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 칩 및 PCB 소자자용 레이저 솔더링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 어셈블리(500)는 제어부(10)와 전기적으로 연결되어 레이저를 빔을 조사하기 위한 조사부(501)와, 조사부와 포커싱 렌즈사이에 레이저 빔 일부를 측정하여 레이저 빔세기 출력 감소를 보상하는 자동 출력 제어부(PD)와, 조사부로부터 조사되는 빔을 포커싱하여 솔더링 부위를 예열하는 포커싱렌즈(502)와, 조사부와 포커싱 렌즈 사이에 전후 이송가능하게 설치되어 조사되는 빔의 조사영역을 조절하기 위한 콜리메이션렌즈(503)와, 포커싱렌즈를 통해 조사되는 빔의 조사각도를 각각의 솔더링 부위에 맞게 설정하는 고속 틸트미러(504)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 칩 및 PCB 소자자용 레이저 솔더링 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레이저 어셈블리(500)에는 포커싱렌즈(502)를 통해 솔더링 부위에 조사되는 빔의 예열온도를 감지하는 적외선 온도센서(20)와, 적외선 온도센서와 전기적으로 연결 설치되어 적외선 온도센서에서 감지된 신호를 AD컨버터(30) 및 제어부(10)로 피드백시켜 레이저 파워를 컨트롤하여 솔더링 부위의 국부 예열온도를 제어하는 구조로 연결 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 칩 및 PCB 소자자용 레이저 솔더링 장치.
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