WO2023171891A1 - 리웍 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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WO2023171891A1
WO2023171891A1 PCT/KR2022/020765 KR2022020765W WO2023171891A1 WO 2023171891 A1 WO2023171891 A1 WO 2023171891A1 KR 2022020765 W KR2022020765 W KR 2022020765W WO 2023171891 A1 WO2023171891 A1 WO 2023171891A1
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WO
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rework
target component
circuit board
printed circuit
laser
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Application number
PCT/KR2022/020765
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English (en)
French (fr)
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김성환
송봉민
이호진
정태오
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삼성전자 주식회사
주식회사 이오테크닉스
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/57—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece the laser beam entering a face of the workpiece from which it is transmitted through the workpiece material to work on a different workpiece face, e.g. for effecting removal, fusion splicing, modifying or reforming
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    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices

Definitions

  • This disclosure relates to a radiant heating type rework device using a laser source and a control method thereof.
  • the rework system 1 places a target component to be reworked (e.g., target component 410 of FIGS. 10A to 10E) on a printed circuit board (e.g. : It can be aligned at the mount position provided for rework on the printed circuit board 117 of FIGS. 10A to 10E.
  • a target component to be reworked e.g., target component 410 of FIGS. 10A to 10E
  • a printed circuit board e.g. : It can be aligned at the mount position provided for rework on the printed circuit board 117 of FIGS. 10A to 10E.
  • the rework system 1 may perform a first mounting procedure (operations 911 to 917) to mount the target component 410 in a position provided on the printed circuit board 117. .
  • the rework system 1 in operation 925, when the equalization filter 420 picked up by the picker 210 is aligned on the vertical axis of the target component 410 mounted on the printed circuit board 117, the first The alignment vision camera 130 is moved to the left (e.g., -x direction 1071 in FIG. 10h) to return to its original position, and the picker 210 is moved downward (e.g., -z direction 1073). It can be mounted so that the equalization filter 420 is stacked on the target component 410 mounted on the printed circuit board 117 (see FIG. 10h).
  • the rework system 1 mounts the equalization filter 420 on the target component 410, it moves the picker 210 in the upward direction (e.g., +z direction) and the right direction (e.g., +x direction), It can be returned to the initial position.
  • the picker 210 moves the picker 210 in the upward direction (e.g., +z direction) and the right direction (e.g., +x direction), It can be returned to the initial position.
  • the rework system 1 uses a seating portion (e.g., the seating portion 110 of FIGS. 10I to 10K) on which the target member 40 on which the equalization filter 420 is laminated to the target component 410 is mounted. ) can be moved in the rear direction (e.g., +y-axis direction 1081 in FIG. 10I) to be located in the heating section (see FIG. 10J).
  • the rework system 1 connects the second alignment vision camera 320 to an opening provided in a blocking mask located below (e.g., the blocking mask 340 in FIGS. 10J to 10K) and the printed circuit board 117.
  • the position of the seating portion 110 can be finely adjusted so that 40 is aligned.
  • FIG. 11 shows a target component 410 and a printed circuit board (e.g., the printed circuit board 117 of FIG. 4) in a rework system (e.g., the rework system 1 of FIG. 1) according to an embodiment of the present disclosure.
  • a rework system e.g., the rework system 1 of FIG. 1
  • images captured by a first alignment vision camera e.g., the first alignment vision camera 130 in FIG. 1 for aligning the mount position prepared for rework.
  • the image shown in (b) of FIG. 11 is captured by the first alignment vision camera 130 in a state in which the mount positions provided for rework on the target component 410 and the printed circuit board 117 are abnormally aligned. It is an image. In the drawing, it can be seen that the pins provided on the target component 410 are arranged misaligned with the grooves provided on the printed circuit board 117.
  • FIG. 12 shows a target member 40 and a blocking mask ( Example: These are examples of images 1090 captured by a second alignment vision camera (e.g., the second alignment vision camera 320 of FIG. 3) for aligning with the opening provided in the blocking mask 340 of FIG. 6.
  • a second alignment vision camera e.g., the second alignment vision camera 320 of FIG. 3
  • the image shown in (a) of FIG. 12 is an image captured by the second alignment vision camera 320 with the target member 40 normally aligned with the opening provided in the blocking mask 340. In the image, it can be seen that the entire target member 40 is visible through the opening of the blocking mask 340.
  • the image shown in (a) of FIG. 13 is the side camera 150 before heating is performed after the target member 40 on which the equalization filter 420 is mounted on the target component 410 is placed on the printed circuit board 117. )
  • the printed circuit board 117 may be fixed to a fixing jig 115.
  • the fixing jig 115 may be provided on the stage 113.
  • the fixing jig 115 may be provided with a seating portion 110 so that heat generated by the lower heater 111 disposed at the lower part of the stage 113 is transferred to the upper part.
  • the pins of the target component 410 have not yet been inserted into the printed circuit board 117.
  • the image shown in (b) of FIG. 13 is the side camera 150 after the target member 40 with the equalization filter 420 mounted on the target component 410 is placed on the printed circuit board 117 and heated. This is an image taken by .
  • the printed circuit board 117 may be fixed to a fixing jig 115.
  • the fixing jig 115 may be provided on the stage 113.
  • the fixing jig 115 may be provided with a seating portion 110 so that heat generated by the lower heater 111 disposed at the lower part of the stage 113 is transferred to the upper part.
  • the pins of the target component 410 have been inserted into the holes provided in the printed circuit board 117 and the rework has been completed.
  • the rework device 1400 includes a picker 210, a tray 230, a dipping jig 220, a seating part 110, a target member 40, a blocking mask 340, It may include a light source unit 310, a second alignment version camera 320, or a non-contact temperature sensor 330.
  • the seating portion 110 is attached to the lower heater 111, the stage 113 provided on the upper part of the lower heater 111, the fixing jig 115 provided on the upper part of the stage 113, or the fixing jig 115.
  • the printed circuit board 117 fixed thereon may have a stacked structure. Heat generated by the lower heater 111 may be transferred to the lower part of the printed circuit board 117.
  • the target member 40 may have a laminated structure in which the equalization filter 420 is mounted on the target component 410. In the target member 40, the upper surface of the target component may be stacked to face the lower surface of the equalization filter 420.
  • the non-contact temperature sensor 330 may be arranged to be oriented near the substantially center of the target component 410 on which the equalization filter 420 is mounted.
  • the non-contact temperature sensor 330 can measure the surface temperature at the location of the target component 410 toward which it is directed.
  • the non-contact temperature sensor unit 330 may be a pyrometer sensor.
  • the non-contact temperature sensor unit 330 can measure the temperature near the center of the target component 410 while the target component 410 is heated by the laser 390.
  • the measured temperature can be considered to control the output intensity of the laser generated by the light source unit 310. For example, if the measured temperature is relatively high compared to the critical temperature, the non-contact temperature sensor 330 can control to lower the output intensity of the laser generated by the light source unit 310.
  • the non-contact temperature sensor 330 can be controlled to increase the output intensity of the laser generated by the light source unit 310 when the measured temperature is relatively low compared to the critical temperature.
  • the laser module 1530 is controlled by the processor 1510 and can generate a laser to heat a target component (e.g., the target component 410 in FIG. 14) for rework.
  • the laser module 1530 is a light source unit 1533 that generates a laser with a predetermined output intensity, or the light source unit 1533 is used to adjust the position of the light source unit 1533 in all directions (front, back, left, right, left, and right) or the height of the light source unit 1533. It may include a driving unit 1531 that moves 1533.
  • the temperature sensor 1520 can measure the temperature of the target component 410 heated by a laser and provide information about the measured temperature to the processor 1510.
  • the temperature sensor 1520 may be, for example, a non-contact temperature sensor such as a pyrometer sensor.
  • the processor 1510 may control the laser module 1530 to adjust the output intensity of the laser based on the temperature of the target component 410 provided by the temperature sensor 1520.
  • the processor 1510 may receive the surface temperature of the target component 410 from the temperature sensor 1520.
  • the target part 410 may have a hexahedral block (e.g., the homogenization filter 420 in FIG. 14) stacked on its upper surface.
  • the hexahedral block may be made of, for example, quartz glass.
  • the object The component 410 may be mounted on a printed circuit board (e.g., the printed circuit board 117 in Figure 14). In order to mount the target component 410 on the printed circuit board 117, the hexahedral block The top surface can be heated by a laser.
  • the rework device 1500 may control the light source unit 320 to adjust the output intensity of the laser in operation 1650. For example, if the temperature of the target component 410 is lower than the preset critical temperature, the rework device 1500 may control the light source unit 320 to increase the output intensity of the laser. If the temperature of the target component 410 is higher than the preset critical temperature, the rework device 1500 may control the light source unit 320 to lower the output intensity of the laser. After controlling the output intensity of the laser, the rework device 1500 may proceed to operation 1640 and determine whether the set temperature is maintained again.
  • the rework device 1500 may determine whether the preset maintenance time has elapsed in operation 1660. That is, the rework device 1500 can determine whether the target component 410 has been heated to a set temperature for a set period of time. If the preset holding time has not elapsed, the rework device 1500 may proceed to operation 1640 to determine whether the set temperature is being maintained.
  • (a) shows the structure of the target member 40 stacked so that the lower surface of the equalization filter 420 faces the upper surface of the target component 410.
  • the equalization filter 420 may be a hexahedral block made of quartz glass with a predetermined thickness.
  • the masking part 423 can alleviate heat concentration in the center of the target component 410 and form an overall uniform temperature distribution. In this case, the occurrence of distortion or distortion 1710 in the masking unit 423 can be reduced.
  • FIG. 19B shows a hexahedral block (e.g., a masking portion (e.g., the masking portion 423 of FIG. 18 ) made of quartz glass in a rework device (e.g., the rework device 1500 of FIG. 15 ) according to an embodiment of the present disclosure. : Shows an example provided at the bottom of the hexahedral block 421).
  • a hexahedral block e.g., a masking portion (e.g., the masking portion 423 of FIG. 18 ) made of quartz glass in a rework device (e.g., the rework device 1500 of FIG. 15 ) according to an embodiment of the present disclosure. : Shows an example provided at the bottom of the hexahedral block 421).
  • FIG. 20A is a structural diagram of performing rework on one target member 40 in a rework device (e.g., the rework device 1500 of FIG. 15) according to an embodiment of the present disclosure.
  • a rework device e.g., the rework device 1500 of FIG. 15
  • FIG. 20B is a structural diagram of performing rework on two target members 40a and 40b in a rework device (e.g., the rework device 1500 of FIG. 15) according to an embodiment of the present disclosure.
  • a rework device e.g., the rework device 1500 of FIG. 15

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Abstract

본 개시의 다양한 실시예는 인쇄회로기판 상의 정해진 위치에 안착된 대상 부품에만 레이저 소스에 의한 복사 가열이 균일하게 이루어지도록 하는 리웍 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 이를 위한, 리웍 장치에서, 인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 마운트된 대상 부품에 적층하여 균일화 필터가 마운트될 수 있다. 광원부에 의해 발생된 레이저가 상기 균일화 필터가 마운트된 대상 부품에 공급되고, 대상 부품의 주변이 노출되지 않도록 차단 마스크에 개구부가 마련될 수 있다.

Description

리웍 장치 및 그 제어 방법
본 개시(disclosure)는 레이저 소스를 이용한 복사 가열 방식의 리웍 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자 장치는 미리 설계된 인쇄회로기판에 전자 부품들을 부착하는 방식으로 구성될 수 있다. 상기 전자 부품들은 플립 칩 (flip chip)을 포함할 수 있다. 상기 플립 칩은 집적회로 (IC)　칩 또는 MEMS (micro　electro　mechanical　systems)와　같은　반도체　소자들을 상호 연결하기 위해 사용될 수 있다. 상기 플립 칩은 칩　패드　위에　외부　접속　단자인 범프 (bump)를　이용하여　입/출력(I/O)　단자가　접속될 수 있다. 일 예로써, 반도체 칩을 회로 기판에 부착시킬 때, 칩을 뒤집어서 칩의 패드 부분이 기판과 마주 보게　한 후　중간 매체를 사용하지 않고　칩과 기판을 그대로 연결시킬 수 있다.
플립 칩 본딩 (bonding) 기술은 칩간 적층 구조 및　SoC (system　on　chip)과 같은 고집적화 기술이 발전하면서, 관심이 증가되고 있다. 상기 고집적화 기술은 전자 장치의 제한된 공간에 많은 전자 부품들을 집적하는 것을 가능하게 하였다.
인쇄회로기판에 부착된 전자 부품은 불량과 같은 문제로 인하여 다른 전자 부품으로 교체될 수 있다. 상기 전자 부품의 교체는 리웍(rework) 작업에 의해 이루어질 수 있다. 상기 리웍 작업은 인쇄회로기판에서 불량이 발생한 부품을 제거하고, 다른 부품을 부착하는 과정으로 이루어질 수 있다. 상기 리웍 작업은, 예를 들어, 열풍 (대류) 방식으로 이루어질 수 있다. 상기 열풍 방식은 상부 히터와 하부 히터의 출력 온도 및 시간을 제어하여 부품을 제거하거나, 또는 부착할 수 있다. 상기 열풍 방식에 의한 제거 또는 부착할 부품을 가열할 시, 상부 히터 및 하부 히터에 출력 온도, 바람 세기, 동작 시간 또는 노즐 크기와 같은 요건을 변경하여 최적의 온도로 작업을 진행할 수 있다.
하지만, 열풍 방식에 의한 리웍 작업은 열풍이 인접 부품으로 확산되기 쉬워서 리웍 대상 부품 외에 다른 부품에 열 손상을 미칠 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 인접 부품으로의 열 확산을 차단하기 위해 메탈 소재의 담(wall)을 사용하는 것이 불가피할 수 있다. 또한, 열풍 방식은 온도 편차로 인하여 냉납 불량이 발생하거나, 에너지 밀도가 낮아 열 전달 성능이 저하될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서는, 인쇄회로기판 상의 정해진 위치에 안착된 대상 부품에만 레이저 소스에 의한 복사 가열이 균일하게 이루어지도록 하는 리웍 장치 및 그 제어 방법을 제공할 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 앞에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 개시의 예시적 실시예들로부터 앞에서 언급되지 않은 다른 기술적 과제들이 도출될 수 있다.
본 개시에서의 일 실시예에 따른, 리웍 장치는, 인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 마운트된 대상 부품과, 상기 대상 부품과 실질적으로 동일한 면적을 가지며, 상기 대상 부품의 상부면에 하부면이 대면하도록 적층하여 마운트된 균일화 필터와, 레이저 모듈에 포함된 광원부에 의해 발생된 레이저에 상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품이 노출되고, 상기 인쇄회로기판에서 상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품의 주변이 노출되지 않도록 개구부가 마련된 차단 마스크를 포함하며, 상기 광원부에 의해 발생된 상기 레이저가 상기 개구부와 상기 균일화 필터를 통해 상기 대상 부품의 상부면에 균일하게 도달하도록 구성될 수 있다.
본 개시에서의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 리웍을 수행하는 방법은, 픽커를 제어하여 트레이에 놓인 대상 부품을 픽업하여 디핑 처리한 후, 지그에 의해 고정된 인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 정렬하여 마운트하는 동작과, 상기 픽커를 제어하여 상기 트레이에 놓인 석영 유리 블록을 픽업하여 상기 인쇄회로기판에 마운트된 상기 대상 부품의 상부에 적층되도록 정렬하여 마운트하는 동작과, 차단 마스크에 마련된 개구부와 상기 석영 유리 블록이 적층된 상기 대상 부품이 수직 축 상에 존재하도록 정렬하는 동작과, 레이저가 상기 개구부 및 상기 석영 유리 블록을 통해 상기 대상 부품에 공급되도록, 상기 레이저를 발생하는 광원부를 제어하여 동작과, 상기 대상 부품의 온도가 일정하게 유지되도록, 상기 광원부에 의해 발생되는 상기 레이저의 출력 세기를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시에서의 일 실시예에 따른, 리웍 장치는, 레이저를 발생하는 광원부와, 픽커의 이동을 제공하도록 구성된 픽커 구동부와, 얼라이먼트 비전카메라의 이동을 제공하도록 구성된 카메라 구동부와, 인쇄회로기판이 고정된 안착부의 이동을 제공하도록 구성된 패키지 구동부와, 리웍 작업 시에 대상 부품에 온도를 측정하도록 구성된 센서부와, 상기 픽업 구동부, 상기 카메라 구동부, 상기 패키지 구동부 또는 센서부와 전기적으로 결합하여 리웍을 위한 제어를 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 여기서, 상기 프로세서는, 트레이에 놓인 대상 부품을 픽업하여 디핑 처리한 후, 상기 인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 정렬하여 마운트하도록 상기 카메라 구동부와 상기 픽커 구동부를 제어하고, 상기 트레이에 놓인 석영 유리 블록을 픽업하여 상기 인쇄회로기판에 마운트된 상기 대상 부품의 상부에 적층되도록 정렬하여 마운트하도록 상기 카메라 구동부와 상기 픽커 구동부를 제어하고, 차단 마스크에 마련된 개구부와 상기 석영 유리 블록이 적층된 상기 대상 부품이 수직 축 상에 정렬되도록 상기 패키지 구동부를 제어하고, 레이저가 상기 개구부 및 상기 석영 유리 블록을 통해 상기 대상 부품에 공급되도록, 상기 광원부를 제어하고, 상기 센서부를 통해 상기 대상 부품의 온도를 체크하여 상기 대상 부품의 온도가 일정하게 유지되도록, 상기 광원부에 의해 발생되는 상기 레이저의 출력 세기를 제어할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 대상 부품에 대한 리웍 작업 시, 대상 부품의 가열 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 인접 부품으로 열이 확산되는 것을 차단하여 상기 인접 부품에 미칠 수 있는 데미지를 최소화할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 리웍 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 리웍 시스템의 정면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 리웍 시스템의 우측면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템의 얼라이닝 마운트 모듈의 정면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템의 얼라이닝 마운트 모듈의 우측면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템의 레이저 모듈의 정면도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템의 레이저 모듈의 우측면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 리웍 장치의 블록 구성도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 수행하는 리웍 절차에 따른 제어 흐름도이다.
도 10a 내지 도 10k는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 리웍 절차의 단계 별 구동 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 대상 부품과 인쇄회로기판에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치를 정렬하기 위한 제1얼라이먼트 비전카메라에 의해 촬영된 이미지의 예들이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 대상 부재와 차단 마스크에 마련된 개구부에 정렬하기 위한 제2얼라이먼트 비전카메라에 의해 촬영된 이미지의 예들이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템에서 사이드 카메라에 의해 가열 전과 가열 후에 대상 부재를 측면에서 촬영된 이미지의 예들이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 가열 동작을 수행하는 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 가열 동작을 위한 레이저의 출력 세기를 제어하는 블록 구성도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 대상 부품의 가열 온도를 조절하기 위한 제어 흐름도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 대상 부재가 가열된 예를 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 열 차단을 위한 마스킹부를 마련한 균일화 필터의 구조도이다.
도 19a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 마스킹부가 석영 유리로 만들어진 육면체 블록의 상부에 마련된 예를 도시하고 있다.
도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 마스킹부가 석영 유리로 만들어진 육면체 블록의 하부에 마련된 예를 도시하고 있다.
도 20a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 한 개의 대상 부재에 대한 리웍을 수행하는 구조도이다.
도 20b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치에서 두 개의 대상 부재에 대한 리웍을 수행하는 구조도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 후술될 설명에서, 상세한 구성 및 구성 요소와 같은 특정 세부 사항은 단지 본 개시의 실시예들에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해 제공될 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 실시예들의 다양한 변경 및 수정이 본 개시의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백해야 할 것이다. 또한, 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명은 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 리웍 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 리웍 시스템의 정면도이며, 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 리웍 시스템의 우측면도이다.
도 1, 도 2 또는 도 3을 참조하면, 일 예에 따른 리웍 시스템(1)은 얼라이닝 마운트 모듈(aligning mount module)(10) 또는 레이저 모듈(laser module)(30)을 포함할 있다. 상기 리웍 시스템(1)은, 예를 들어, 하단에 사각 형상의 테이블이 마련될 수 있다. 상기 얼라이닝 마운트 모듈(10)은 상기 테이블의 상부면에서 전방에 배치될 수 있다. 상기 레이저 모듈(30)은 상기 테이블의 상부면에서 후방에 배치될 수 있다. 상기 테이블의 측면들 중 적어도 하나의 면에는 도어를 설치하여 수납 공간을 마련할 수 있다. 상기 테이블의 바닥면에는 바닥을 지지하기 위한 복수의 바닥 지지부가 마련될 수 있다.
상기 얼라이닝 마운트 모듈(10)은 리웍을 위한 대상 부재(40)를 마운트(mount)될 위치에 정렬한 후, 정렬된 위치에 마운트하는 동작을 수행할 수 있다. 상기 얼라이닝 마운트 모듈(10)은, 예를 들어, 픽커(picker)(210), 디핑 지그(dipping jig)(220), 트레이(도시되지 않음)(예: 도 4의 트레이(230)), 안착부(110) 또는 제1얼라이먼트 비전카메라(130)를 포함할 수 있다. 상기 안착부(110)는 대상 부재(40)가 마운트된 후, 가열에 의한 리웍을 수행하기 위하여 레이저 모듈(30) 측 방향(예: +y축 방향)으로 이동할 수 있다.
상기 레이저 모듈(30)은 레이저 광원부(310), 제2얼라이먼트 비전카메라(320) 또는 차단 마스크(340)를 포함할 수 있다. 상기 레이저 모듈(30)은 얼라이닝 마운트 모듈(10)의 안착부(110)에 마운트된 대상 부재(40)를 상기 차단 마스크(340)에 마련된 개구부에 정렬할 수 있다. 상기 레이저 광원부(310)에 의해 발생된 레이저는 상기 차단 마스크(340)에 마련된 개구부를 통해 상기 대상 부재(40)에 도달할 수 있다. 상기 대상 부재(40)에 도달한 레이저는 상기 대상 부재(40)의 온도를 상승시킬 수 있다. 상기 온도가 상승한 상기 대상 부재(40)는 상기 안착부(110)에 마련된 인쇄회로기판에 직접 융착될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))의 얼라이닝 마운트 모듈(예: 도 1의 얼라이닝 마운트 모듈(10))의 정면도이고, 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))의 얼라이닝 마운트 모듈(예: 도 1의 얼라이닝 마운트 모듈(10))의 우측면도이다.
도 4 또는 도 5를 참조하면, 일 예에 따른 얼라이닝 마운트 모듈(10)은 픽커(210), 디핑 지그(220), 트레이(230), 안착부(예: 도 1의 안착부(110)), 제1얼라이먼트 비전카메라(130) 또는 사이드 카메라(150)를 포함할 수 있다. 상기 안착부(110)는 하부 히터(111), 스테이지(113), 고정 지그(115) 또는 인쇄회로기판(PBA)(117)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 인쇄회로기판(117)은 리웍을 위한 대상 부재(40)가 부착될 공간을 마련할 수 있다.
상기 픽커(210)는 리웍을 위한 대상 부재(40)를 구성하는 대상 부품(예: 도 14의 대상 부품(410)) 또는 균일화 필터(예: 도 14의 균일화 필터(420))를 안착부(110)로 이동시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. 상기 대상 부재(40)는 대상 부품(410)의 상부에 균일화 필터(420)가 놓인 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 대상 부품은, 예를 들어, 리웍 작업이 필요한 전자 부품(예: 플립 칩(flip chip))일 수 있다. 상기 균일화 필터는, 예를 들어, 대상 부품에 대한 가열 시간을 최소화하고, 인접 부품에 대한 열 확산을 차단하기 위해 석영 유리(quartz glass)를 이용한 레이저 열 집중 구조가 적용될 수 있다.
일 예에 따르면, 픽커(210)는 상하 방향(250)(예: ±z 축 방향) 또는 좌우 방향(240)(예: ±x 축 방향)으로 이동이 가능할 수 있다. 상기 픽커(210)는 일측 단부에 흡입 구조가 마련될 수 있다. 상기 픽커(210)는 하측 방향(예: -z축 방향)으로 이동하여 일측 단부에 마련된 흡입 구조에 의해 트레이(230)에 놓인 소재(예: 도 14의 대상 부품(410) 또는 균일화 필터(420))를 픽업할 수 있다. 상기 픽커(210)는 흡입 구조에 의해 소재를 픽업한 후, 상측 방향(예: +z축 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 픽커(210)는 소재를 픽업한 상태에서 좌측 방향(예: -x축 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 픽커(210)는, 예를 들어, 픽업한 소재가 리웍할 대상 부품(410)인 경우, 디핑 지그(220)를 거쳐 디핑 공정을 수행한 후, 안착부(110)까지 이동할 수 있다. 상기 픽커(210)는, 예를 들어, 픽업한 소재가 균일화 필터(420)인 경우, 디핑 공정을 거치지 않고, 안착부(110)까지 이동할 수 있다.
일 예에 따르면, 대상 부품(410) 또는 균일화 필터(420) 중 하나를 픽업한 픽커(210)가 안착부(110)의 상부로 이동하는 동안, 좌우 방향(160)(예: ±x 축 방향)으로 이동이 가능한 제1얼라이먼트 비전카메라(130)는 우측 방향(예: -x축 방향)으로 이동하여 상기 안착부(110)의 상부에 도달할 수 있다. 상기 제1얼라이먼트 비전카메라(130)는 상부에 도달하여 있는 픽커(210)에 픽업된 대상 부품(410) 또는 균일화 필터(420)가 안착부(110)의 인쇄회로기판(117)에 마련된 마운트 위치에 정확하게 정렬되었는지를 확인할 수 있다. 상기 제1얼라이먼트 비전카메라(130)는 상기 대상 부품(410) 또는 상기 균일화 필터(420)가 상기 인쇄회로기판(117)에 마련된 마운트 위치에 정확하게 정렬되면, 좌측 방향(예: +x축 방향)으로 이동하여 원래 위치로 복귀할 수 있다. 상기 제1얼라이먼트 비전카메라(130)가 원래 위치로 복귀하면, 상기 픽커(210)는 하측 방향(예: -z축 방향)으로 이동하여 픽업하고 있던 상기 대상 부품(410) 또는 상기 균일화 필터(420)를 상기 인쇄회로기판(117)에 마련된 마운트 위치에 마운트한 후, 상측 방향(예: +z축 방향) 및 우측 방향(예: +x축 방향)으로 이동하여 원래 위치로 복귀할 수 있다.
일 예에 따르면, 얼라이닝 마운트 모듈(10)의 안착부(110) 또는 사이드 카메라(130)는 가이드 레일을 따라 전후 방향(170)(예: ±y 축 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 안착부(110) 또는 상기 사이드 카메라(130)는, 대상 부재(40)가 정해진 위치에 마운트되면, 가이드 레일을 따라 레이저 모듈(30)이 마련된 뒤쪽 방향 (예: +y축 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 안착부(110) 또는 상기 사이드 카메라(130)가 레이저 모듈(30)이 마련된 뒤쪽 방향(170)(예: +y축 방향)으로 이동할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))의 레이저 모듈(예: 도 1의 레이저 모듈(30))의 정면도이고, 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))의 레이저 모듈(예: 도 1의 레이저 모듈(30))의 우측면도이다.
도 6 또는 도 7을 참조하면, 일 예에 따른 레이저 모듈(30)은 광원부(310), 제2얼라이먼트 비전카메라(320), 비 접촉 온도 센서(330) 또는 차단 마스크(340)를 포함할 수 있다. 상기 비 접촉 온도 센서(330)는, 예를 들어, 고온계 (pyrometer) 센서를 포함할 수 있다. 상기 광원부(310)는 좌우 방향(350)(예: ±x 축 방향) 또는 상하 방향(360)(예: ±z 축 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 제2얼라이먼트 비전카메라(320)는 좌우 방향(370)(예: ±x 축 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 차단 마스크(340)은 주 프레임에 고정될 수 있다.
일 예에 따르면, 안착부(110) 또는 사이드 카메라(130)가 레이저 모듈(30)이 마련된 뒤쪽 방향(170)(예: +y축 방향)으로 이동하면, 제2얼라이먼트 비전카메라(320)는 좌측 방향(예: -x축 방향)으로 이동하여 차단 마스크(340)에 마련된 개구부에 안착부(110)에 마운트된 대상 부재(40)가 정렬되었는지를 확인할 수 있다. 상기 제2얼라이먼트 비전카메라(320)에 의해 정렬됨이 확인될 때까지, 상기 안착부(110)는 전후 방향(예: ±y 축 방향)에서 미세 조정될 수 있다. 상기 정렬을 위하여 좌우 방향(예: ±x 축 방향)에 대한 조정은 필요하지 않을 수 있다. 그 이유는, 상기 안착부(110)가 전후 방향으로 이동하는 가이드 레일이 고정되어 있으므로, 차단 마스크(340)를 가이드 레일에 정렬하여 고정시킨다면, 외력이 작용하지 않음을 전제로 할 때, 좌우 정렬은 맞춰진 상태에 있기 때문이다.
일 예에 따르면, 광원부(310)는 외부 제어를 받아 좌우 방향(350) 또는 상하 방향(360)으로 이동하여 향후 발생될 레이저가 차단 마스크(340)에 마련된 개구부를 통해 정렬된 대상 부재(40)의 중심 부근에 도달하도록 초점을 맞출 수 있다. 상기 광원부(310)는, 상기 대상 부재(40)에 대한 가열이 이루어지고 있는 동안, 비 접촉 온도 센서(330)에 의해 측정되는 상기 대상 부재(40)의 온도를 참고하여 레이저의 세기를 제어하거나, 이를 위해 좌우 방향(350)(예: ±x 축 방향) 또는 상하 방향(360)(예: ±z 축 방향)으로 이동할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))에서 리웍 장치(800)의 블록 구성도이다.
도 8을 참조하면, 일 예에 따른 리웍 장치(800)는 적어도 하나의 프로세서(810), 구동부(820) 또는 센서부(830)를 포함할 수 있다. 상기 구동부(820)는 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))의 전반적인 움직임을 제공하는 동작을 수행할 수 있다. 상기 구동부(820)는 픽커 구동부(821), 카메라 구동부(823) 또는 패키지 구동부(825)를 포함할 수 있다. 상기 센서부(830)는 리웍 시스템(1)의 동작에 따른 온도, 위치 또는 형상의 변화를 감시할 수 있다. 상기 센서부(830)는 온도 센서(831), 위치 센서(833) 또는 이미지 센서(835)를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 구동부(820)의 픽커 구동부(821)는 프로세서(810)의 제어를 받아 픽커(예: 도 1의 픽커(210))의 움직임을 제공할 수 있다. 상기 픽커 구동부(821)는 소재(예: 도 14의 대상 부품(410) 또는 균일화 필터(420))를 픽업하기 위한 픽커(210)를 상하 방향(예: 도 4의 ±z 축 방향(250))으로 움직일 수 있다. 상기 픽커 구동부(821)는 픽업한 소재를 안착부(110)에 정렬하기 위해 상기 픽커(210)를 좌우 방향(예: 도 4의 ±x 축 방향(240))으로 움직일 수 있다. 상기 픽커 구동부(821)는 상기 안착부(110)에 상기 픽업한 소재를 마운트하기 위해 상기 픽커(210)를 상하 방향(예: 도 4의 ±z 축 방향(170))으로 움직일 수 있다. 상기 픽커 구동부(821)는 상기 픽업한 소재를 상기 안착부(110)에 마운트 이후에 원래 위치로 복귀하기 위해 상기 픽커(210)를 좌우 방향(예: 도 4의 ±x 축 방향(240))으로 움직일 수 있다.
일 예에 따르면, 구동부(820)의 카메라 구동부(823)는 프로세서(810)의 제어를 받아 얼라이먼트 비전카메라(예: 도 1의 제1얼라이먼트 비전카메라(130) 또는 도 3의 제2얼라이먼트 비전카메라(320))의 움직임을 제공할 수 있다. 상기 카메라 구동부(823)는 픽커(210)에 의해 픽업된 소재를 안착부(110)에 정렬하기 위해 제1얼라이먼트 비전카메라(130)를 좌우 방향(예: 도 4의 ±x 축 방향(160))으로 움직일 수 있다. 상기 카메라 구동부(823)는 리웍할 대상 부재(40)를 가열하기 전에 상기 대상 부재(40)가 차단 마스크(예: 도 6의 차단 마스크(340))에 마련된 개구부에 정렬되도록, 제2얼라이먼트 비전카메라(320)를 좌우 방향(예: 도 6의 ±x 축 방향(370))으로 움직일 수 있다.
일 예에 따르면, 구동부(820)의 패키지 구동부(825)는 프로세서(810)의 제어를 받아 대상 부재(40)를 가열하여 인쇄회로기판(117)에 부착하기 위한 위치로 이동시키기 위해 패키지를 전후 방향(예: 도 7의 ±y 축 방향(170))으로 움직일 수 있다. 상기 패키지는 대상 부재(40)가 마운트된 안착부(110)와 상기 안착부(110)의 측면을 촬영하는 사이드 카메라(150)로 이루어진 구조물일 수 있다. 상기 패키지 구동부(825)는 프로세서(810)의 제어를 받아 차단 마스크(340))에 마련된 개구부와의 정렬을 위해 패키지를 전후 방향으로 미세 조정할 수 있다.
일 예에 따르면, 프로세서(810)는 대상 부재(40)를 인쇄회로기판(예: 도 4의 인쇄회로기판(117))에 마련된 위치에 마운트하는 마운트 동작 또는 상기 대상 부재(40)를 인쇄회로기판(117)의 마운트된 위치에 부착하는 부착 동작을 수행하기 위한 전반적인 제어를 수행할 수 있다.
일 예에 따르면, 프로세서(810)는 픽커(예: 도 1의 픽커(210))가 트레이(예: 도 1의 트레이(220))에 놓인 대상 부재(예: 도 4의 대상 부재(40))를 구성할 대상 부품을 픽업하여 디핑 처리하도록 픽커 구동부(821) 및/또는 카메라 구동부(823)를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(810)는 상기 디핑 처리된 대상 부품이 고정 지그(예: 도 4의 고정 지그(115))에 의해 고정된 인쇄회로기판(예: 도 4의 인쇄회로기판(117))에 마련된 리웍 위치에 정렬하여 마운트될 수 있도록 픽커 구동부(821) 및/또는 카메라 구동부(823)를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(810)는 픽커 구동부(821)을 제어하여 픽커(210)가 트레이(230)에 놓인 대상 부재(40)를 구성할 균일화 필터(예: 석영 유리 블록)을 픽업하여 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품의 상부에 적층되도록 정렬하여 마운트할 수 있다.
일 예에 따르면, 프로세서(810)는 카메라 구동부(823) 및/또는 패키지 구동부(825)를 제어하여 차단 마스크(예: 도 6의 차단 마스크(340))에 마련된 개구부와 대상 부품에 균일화 필터가 적층된 대상 부재(40)가 수직 축 상에 존재하도록 정렬할 수 있다. 상기 프로세서(810)는 레이저 모듈(예: 도 1의 레이저 모듈(30))의 광원부(예: 도 6의 광원부(310))가 레이저를 발생하도록 제어할 수 있다. 상기 광원부(310)에 의해 발생된 레이저는 차단 마스크(340)에 마련된 개구부 및 균일화 필터(예: 석영 유리 블록)을 통해 대상 부품에 공급될 수 있다. 상기 레이저는 상기 대상 부품을 가열할 수 있다. 상기 프로세서(810)는 온도 센서(831)를 통해 대상 부품의 온도를 측정할 수 있다. 상기 프로세서(810)는 상기 측정된 온도와 미리 설정된 임계 온도를 비교하여 광원부(310)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 제어할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템 (예: 도 1의 리웍 시스템(1))에서 수행하는 리웍 절차에 따른 제어 흐름도이고, 도 10a 내지 도 10k는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템 (예: 도 1의 리웍 시스템(1))에서 리웍 절차의 단계 별 구동 상태를 도시한 도면이다.
도 9 또는 도 10a 내지 도 10k를 참조하면, 리웍 시스템(1)은, 동작 910에서, 리웍을 수행할 대상 부품(예: 도 10a 내지 도 10e의 대상 부품(410))을 인쇄회로기판(예: 도 10a 내지 도 10e의 인쇄회로기판(117))에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치에 정렬할 수 있다. 상기 리웍 시스템(1)은, 정렬이 완료될 시, 상기 대상 부품(410)을 상기 인쇄회로기판(117)에 마련된 위치에 마운트하는 제1마운트 절차 (동작 911 내지 동작 917)를 수행할 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 920에서, 석영 유리로 만들어진 육면체 블록인 균일화 필터(예: 도 10f 내지 도 10h의 균일화 필터(420))을 인쇄회로기판(예: 도 10f 내지 도 10h의 인쇄회로기판(117))에 마운트된 대상 부품(410)의 위치에 정렬할 수 있다. 상기 리웍 시스템(1)는, 정렬이 완료될 시, 상기 균일화 필터(420)를 상기 대상 부품(410)의 상부에 적층되도록 마운트하는 제2마운트 절차 (동작 921 내지 동작 925)를 수행할 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 930에서, 안착부(예: 도 10i 내지 도 10k의 안착부(110))를 가열 구간으로 이동시킬 수 있다. 상기 안착부(110)에는 대상 부품(410)에 균일화 필터(420)가 적층된 대상 부재(40)가 마운트될 수 있다. 상기 리웍 시스템(1)은 레이저에 의해 대상 부품(410)을 가열하여 인쇄회로기판(117)에 고정하는 부착 절차 (동작 931 내지 935)를 수행할 수 있다. 상기 레이저는 레이저 모듈(예: 도 1의 레이저 모듈(30))에 포함된 광원부(예: 도 10i 내지 도 10k의 광원부(210))에 의해 발생될 수 있다. 상기 안착부(110)는 하부 히터(111), 상기 하부 히터(111)의 상부에 마련된 스테이지(113), 상기 스테이지(113)의 상부에 마련된 고정 지그(115) 또는 상기 고정 지그(115)에 의해 고정된 인쇄회로기판(117)이 적층된 구조를 가질 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 리웍 시스템(1)은 리웍 동작을 수행하기 전에 픽커(예: 도 10a의 픽커(210))를 트레이(230)로부터 대상 부품(410)을 픽업할 수 있는 위치에 정렬할 수 있다 (도 10a 참조).
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 911에서, 픽커(210)를 아래쪽 방향(예: 도 10b의 -z 방향(1010))으로 이동시켜 상기 픽커(210)의 하단에 마련된 흡입 구조에 의한 압력으로 트레이(230) 위에 놓인 대상 부품(410)을 픽업할 수 있다 (도 10b 참조). 상기 리웍 시스템(1)은, 대상 부품(410)을 픽업하면, 픽커(210)를 위쪽 방향((예: +z 방향)으로 이동시킬 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 913에서, 픽커(210)를 좌측 방향(예: 도 10c의 -x 방향(1020))으로 이동시켜, 디핑 지그(220)의 수직 축 상에 위치시킨 후, 상기 픽커(210)를 아래쪽 방향(예: -z방향)으로 이동시켜 대상 부품(410)에 대한 디핑 처리를 수행할 수 있다 (도 10c 참조). 상기 리웍 시스템(1)은 대상 부품(410)에 대한 디핑 처리가 완료되면, 상기 픽커(210)를 위쪽 방향(예: +z방향)으로 이동시킬 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 915에서, 픽커(210)를 좌측 방향(예: 도 10d의 -x 방향(1033))으로 이동시켜, 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치의 수직 축 상에 위치시킬 수 있다. 상기 리웍 시스템(1)은 제1얼라이먼트 비전카메라(130)를 우측 방향(예: 도 10d의 +x방향(1031))으로 이동시켜, 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치의 수직 축 상에 위치시킬 수 있다 (도 10d 참조). 상기 리웍 시스템(1)은 제1얼라이먼트 비전카메라(130)가 촬영한 이미지를 기반으로 픽커(210)에 의해 픽업된 대상 부품(410)이 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치의 수직 축 상에 정렬되도록, 상기 픽커(210)의 이동을 미세 조정할 수 있다. 상기 촬영한 이미지는, 예를 들어, 제1얼라이먼트 비전카메라(130)가 아래쪽에 위치한 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치와 위쪽에 위치한 픽커(210)에 의해 픽업된 대상 부품(410)을 촬영한 이미지일 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치의 수직 축 상에 픽커(210)에 의해 픽업된 대상 부품(410)이 정렬되면, 동작 917에서, 제1얼라이먼트 비전카메라(130)를 좌측 방향(예: 도 10e의 -x방향(1041))으로 이동시켜 원래의 위치로 복귀시키고, 상기 픽커(210)를 아래쪽 방향(예: -z방향(1043))으로 이동시켜 대상 부품(410)이 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치에 마운트할 수 있다 (도 10e 참조). 상기 리웍 시스템(1)은, 대상 부품(410)을 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치에 마운트하면, 픽커(210)를 상측 방향(예: 도 10f의 +z방향(1051)) 및 우측 방향(예: 도 10f의 +x 방향(1053))으로 이동시켜, 초기 위치로 복귀시킬 수 있다 (도 10f 참조).
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 921에서, 픽커(210)를 아래쪽 방향(예: 도 10f의 -z 방향(1055))으로 이동시켜 상기 픽커(210)의 하단에 마련된 흡입 구조에 의한 압력으로 트레이(230) 위에 놓인 균일화 필터(420)를 픽업할 수 있다 (도 10f 참조). 상기 리웍 시스템(1)은, 균일화 필터(420)를 픽업하면, 픽커(210)를 위쪽 방향((예: +z 방향)으로 이동시킬 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 923에서, 픽커(210)를 좌측 방향(예: 도 10g의 -x 방향(1063))으로 이동시켜, 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품(410)의 수직 축 상에 위치시키고, 제1얼라이먼트 비전카메라(130)를 우측 방향(예: 도 10g의 +x방향(1061))으로 이동시켜, 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품(410)의 수직 축 상에 위치시킬 수 있다 (도 10g 참조). 상기 리웍 시스템(1)은 제1얼라이먼트 비전카메라(130)가 촬영한 이미지를 기반으로 픽커(210)에 의해 픽업된 균일화 필터(420)가 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품(410)의 수직 축 상에 정렬되도록, 상기 픽커(210)의 이동을 미세 조정할 수 있다. 상기 촬영한 이미지는, 예를 들어, 상기 제1얼라이먼트 비전카메라(130)가 아래쪽에 위치한 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품(410)과 위쪽에 위치한 픽커(210)에 의해 픽업된 균일화 필터(420)를 촬영한 이미지일 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품(410)의 수직 축 상에 픽커(210)에 의해 픽업된 균일화 필터(420)가 정렬되면, 동작 925에서, 제1얼라이먼트 비전카메라(130)를 좌측 방향(예: 도 10h의 -x방향(1071))으로 이동시켜 원래의 위치로 복귀시키고, 상기 픽커(210)를 아래쪽 방향(예: -z방향(1073))으로 이동시켜 균일화 필터(420)가 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부품(410)에 적층되도록 마운트할 수 있다 (도 10h 참조). 상기 리웍 시스템(1)은 균일화 필터(420)를 대상 부품(410)에 마운트하면, 픽커(210)를 상측 방향(예: +z방향) 및 우측 방향(예: +x 방향)으로 이동시켜, 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 931에서, 대상 부품(410)에 균일화 필터(420)가 적층된 대상 부재(40)가 마운트된 안착부(예: 도 10i 내지 도 10k의 안착부(110))를 뒤쪽 방향(예: 도 10i의 +y축 방향(1081))으로 이동시켜, 가열 구간에 위치하도록 할 수 있다 (도 10j 참조). 상기 리웍 시스템(1)은, 동작 933에서, 제2얼라이먼트 비전카메라(320)가 아래쪽에 위치한 차단 마스크(예: 도 10j 내지 도 10k의 차단 마스크(340))에 마련된 개구부와 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부재(40)를 촬영한 이미지(예: 도 10j 내지 도 10k의 이미지(1090))를 기반으로 차단 마스크(340)에 마련된 개구부에 인쇄회로기판(117)에 마운트된 대상 부재(40)가 정렬되도록, 상기 안착부(110)의 위치를 미세 조정할 수 있다.
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 935에서, 레이저 모듈(30)에 포함된 광원부(210)에 의해 레이저가 발생되도록 할 수 있다. 상기 레이저는 차단 마스크(340)에 마련된 개구부를 통과하여 대상 부재(40)를 구성하는 균일화 필터(420)에 의해 대상 부품(410)의 상부를 균일한 온도로 가열할 수 있다. 상기 리웍 시스템(1)은 대상 부품(410)이 레이저에 의해 가열되는 동안, 비 접촉 온도 센서(330)에 의해 측정된 대상 부품(410)의 중심 부근 (예: 도 10k의 p)의 온도를 기반으로 광원부(310)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 제어할 수 있다 (도 10k 참조).
상기 리웍 시스템(1)은, 동작 935에서, 안착부(110)의 측면에 마련된 사이드 카메라(380)에 의해 촬영된 상기 안착부(110) 및 상기 안착부(110)에 마운트된 대상 부재(40)의 측면에 대한 이미지를 확인할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))에서 대상 부품(410)과 인쇄회로기판(예: 도 4의 인쇄회로기판(117))에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치를 정렬하기 위한 제1얼라이먼트 비전카메라(예: 도 1의 제1얼라이먼트 비전카메라(130))에 의해 촬영된 이미지의 예들이다.
도 11의 (a)에 도시된 이미지는 대상 부품(410)과 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치가 정상적으로 정렬된 상태에서, 제1얼라이먼트 비전카메라(130)에 의해 촬영된 이미지이다. 해당 도면에서는 대상 부품(410)에 마련된 핀들이 인쇄회로기판(117)에 마련된 홈들에 정확하게 일치하도록 배열됨을 확인할 수 있다.
도 11의 (b)에 도시된 이미지는 대상 부품(410)과 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 마운트 위치가 비정상적으로 정렬된 상태에서, 제1얼라이먼트 비전카메라(130)에 의해 촬영된 이미지이다. 해당 도면에서는 대상 부품(410)에 마련된 핀들이 인쇄회로기판(117)에 마련된 홈들에 어긋나게 배열됨을 확인할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))에서 대상 부품(410)에 균일화 필터(420)가 마운트된 대상 부재(40)과 차단 마스크(예: 도 6의 차단 마스크(340))에 마련된 개구부에 정렬하기 위한 제2얼라이먼트 비전카메라(예: 도 3의 제2얼라이먼트 비전카메라(320))에 의해 촬영된 이미지(1090)의 예들이다.
도 12의 (a)에 도시된 이미지는 대상 부재(40)가 차단 마스크(340)에 마련된 개구부에 정상적으로 정렬된 상태에서, 제2얼라이먼트 비전카메라(320)에 의해 촬영된 이미지이다. 해당 이미지에서는 차단 마스크(340)의 개구부를 통해 대상 부재(40) 전체가 보임을 확인할 수 있다.
도 12의 (b)에 도시된 이미지는 대상 부재(40)가 차단 마스크(340)에 마련된 개구부에 비정상적으로 정렬된 상태에서, 제2얼라이먼트 비전카메라(320)에 의해 촬영된 이미지이다. 해당 이미지에서는 차단 마스크(340)의 개구부를 통해 대상 부재(40)의 일부 만이 보임을 확인할 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 시스템(예: 도 1의 리웍 시스템(1))에서 사이드 카메라(예: 도 4의 사이드 카메라(150))에 의해 가열 전과 가열 후에 대상 부재(예: 도 1의 대상 부재(40))를 측면에서 촬영된 이미지의 예들이다.
도 13의 (a)에 도시된 이미지는 대상 부품(410) 위에 균일화 필터(420)가 마운트된 대상 부재(40)가 인쇄회로기판(117)에 배치된 후 가열이 이루어지기 전에 사이드 카메라(150)에 의해 촬영된 이미지이다. 상기 인쇄회로기판(117)은 고정 지그(115)에 고정될 수 있다. 상기 고정 지그(115)는 스테이지(113) 위에 마련될 수 있다. 상기 고정 지그(115)에는 상기 스테이지(113)의 하부에 배치된 하부 히터(111)에 의해 발생된 열이 상부로 전달되도록, 안착부(110)가 마련될 수 있다. 해당 이미지에서는 대상 부품(410)의 핀들이 아직 인쇄회로기판(117)에 삽입되지 않은 상태임을 확인할 수 있다.
도 13의 (b)에 도시된 이미지는 대상 부품(410) 위에 균일화 필터(420)가 마운트된 대상 부재(40)가 인쇄회로기판(117)에 배치된 후 가열이 이루어진 후에 사이드 카메라(150)에 의해 촬영된 이미지이다. 상기 인쇄회로기판(117)은 고정 지그(115)에 고정될 수 있다. 상기 고정 지그(115)는 스테이지(113) 위에 마련될 수 있다. 상기 고정 지그(115)에는 상기 스테이지(113)의 하부에 배치된 하부 히터(111)에 의해 발생된 열이 상부로 전달되도록, 안착부(110)가 마련될 수 있다. 해당 이미지에서는 대상 부품(410)의 핀들이 인쇄회로기판(117)에 마련된 홀에 삽입되어 리웍 완료된 상태임을 확인할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(1400)에서 가열 동작을 수행하는 구조를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 일 예에 따른 리웍 장치(1400)는 픽커(210), 트레이(230), 디핑 지그(220), 안착부(110), 대상 부재(40), 차단 마스크(340), 광원부(310), 제2얼라이먼트 버전카메라(320) 또는 비 접촉 온도 센서(330)를 포함할 수 있다. 상기 안착부(110)는 하부 히터(111), 상기 하부 히터(111)의 상부에 마련된 스테이지(113), 상기 스테이지(113)의 상부에 마련된 고정 지그(115) 또는 상기 고정 지그(115)에 의해 고정된 인쇄회로기판(117)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 인쇄회로기판(117)의 하부에는 하부 히터(111)에 의해 발생된 열이 전달될 수 있다. 상기 대상 부재(40)는 대상 부품(410)에 균일화 필터(420)가 마운트된 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 대상 부재(40)에서 대상 부품의 상부면이 균일화 필터(420)의 하부면에 대면하도록 적층될 수 있다.
일 예에 따르면, 픽커(210)는 트레이(230)에 놓인 소재(예: 도 10a 내지 도 10i의 대상 부품(410) 또는 균일화 필터(420))를 픽업할 수 있다. 상기 픽커(210)는 흡입 구조에 의해 소재를 픽업한 후, 상측 방향(예: +z축 방향) 및 좌측 방향(예: -x축 방향)으로 이동하여 디핑 지그(220)를 거쳐 디핑 공정을 수행할 수 있다. 상기 소재는 안착부(110)에 마운트하거나, 디핑 공정을 거치지 않고, 안착부(110)에 마운트할 수 있다. 그 결과물로, 안착부(110)에는 대상 부품(410) 위에 균일화 필터(420)가 마운트된 대상 부재(40)가 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 안착부(110)에 배치된 대상 부재(40)는 차단 마스크(340)에 마련된 개구부(1410)를 통해 레이저(390)가 도달할 수 있도록, 제2얼라이먼트 버전 카메라(320)의 도움을 받아 수직 축 상에 정렬될 수 있다. 이 경우, 광원부(310)에 의해 발생된 레이저(390)는 차단 마스크(340)에 의해 대상 부재(40)의 주변 부품으로 제공되지 않고, 상기 대상 부재(40)에 집중되어 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 레이저(390)는 주변 부품에 영향을 미치지 않으면서 대상 부품(410)이 가열될 수 있도록 한다.
일 예에 따르면, 비 접촉 온도 센서(330)는 균일화 필터(420)가 마운트된 대상 부품(410)의 실질적인 중심 부근을 지향하도록 배치될 수 있다. 상기 비 접촉 온도 센서(330)는 지향하고 있는 대상 부품(410)의 위치에서 표면 온도를 측정할 수 있다. 상기 비 접촉 온도 센서부(330)는 고온계 센서일 수 있다. 상기 비 접촉 온도 센서부(330)는 대상 부품(410)이 레이저(390)에 의해 가열되는 동안, 대상 부품(410)의 중심 부근 온도를 측정할 수 있다. 상기 측정된 온도는 광원부(310)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 제어하기 위하여 고려될 수 있다. 예컨대, 상기 비 접촉 온도 센서(330)는 측정 온도가 임계 온도에 비해 상대적으로 높으면, 광원부(310)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 낮추도록 제어할 수 있다. 상기 비 접촉 온도 센서(330)는 측정 온도가 임계 온도에 비해 상대적으로 낮으면, 광원부(310)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 높이도록 제어할 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(1500)에서 가열 동작을 위한 레이저의 출력 세기를 제어하는 블록 구성도이다.
도 15를 참조하면, 일 예에 따라 가열 동작을 위한 레이저의 출력 세기를 제어하는 리웍 장치(1500)는 적어도 하나의 프로세서(1510), 온도 센서(1520) 또는 레이저 모듈(1530)을 포함할 수 있다. 상기 레이저 모듈(1530)는 구동부(1531) 또는 광원부(1533)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 모듈(1530)는 프로세서(1510)의 제어를 받아 리웍을 위하여 대상 부품(예: 도 14의 대상 부품(410))을 가열하기 위한 레이저를 발생할 수 있다. 상기 레이저 모듈(1530)는, 예를 들어, 정해진 출력 세기로 레이저를 발생하는 광원부(1533) 또는 상기 광원부(1533)의 사방 (전후좌우)에 관한 위치 또는 상하에 관한 높이를 조절하기 위하여 상기 광원부(1533)를 이동시키는 구동부(1531)를 포함할 수 있다.
상기 온도 센서(1520)는 레이저에 의해 가열되는 대상 부품(410)의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도에 관한 정보를 상기 프로세서(1510)로 제공할 수 있다. 상기 온도 센서(1520)는, 예를 들어, 고온계 센서와 같은 비 접촉 온도 센서일 수 있다.
상기 프로세서(1510)는 상기 온도 센서(1520)에 의해 제공되는 대상 부품(410)의 온도를 기반으로 레이저의 출력 세기를 조정하기 위하여 상기 레이저 모듈(1530)를 제어할 수 있다.
일 예에 따르면, 프로세서(1510)는, 가열 동작이 개시되면, 대상 부품(410)의 표면 온도를 온도 센서(1520)로부터 전달받을 수 있다. 상기 대상 부품(410)은 상부면에 육면체 블록((예: 도 14의 균일화 필터(420))이 적층될 수 있다. 상기 육면체 블록은, 예를 들어, 석영 유리로 만들어질 수 있다. 상기 대상 부품(410)은 인쇄회로기판(예: 도 14의 인쇄회로기판(117))에 마운트될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(117)에 상기 대상 부품(410)을 마운트 시키기 위하여, 상기 육면체 블록의 상부면이 레이저에 의해 가열될 수 있다.
상기 프로세서(1510)는 상기 획득한 표면 온도가 미리 설정된 임계 온도(예: 약 260도)보다 낮으면, 레이저 모듈(1530)를 제어하여 광원부(1533)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 높일 수 있다. 상기 프로세서(1510)는 상기 획득한 표면 온도가 미리 설정된 임계 온도(예: 약 260도)보다 높으면, 레이저 모듈(1530)를 제어하여 광원부(1533)에 의해 발생되는 레이저의 출력 세기를 낮출 수 있다. 상기 프로세서(1510)는 상기 획득한 표면 온도가 미리 설정된 유지 시간(예: 약 10초)동안 미리 설정된 임계 온도(예: 약 260도)로 유지되면, 레이저 모듈(1530)을 제어하여 광원부(1533)에 의해 더 이상 레이저가 발생되지 않도록 할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 14의 리웍 장치(1400) 또는 도 15의 리웍 장치(1500))에서 대상 부품의 가열 온도를 조절하기 위한 제어 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 리웍 장치(1500)는, 동작 1610에서, 안착부(예: 도 14의 안착부(110))를 레이저 모듈(예: 도 1의 레이저 모듈 (30))이 배치된 가열 구간으로 이동시킬 수 있다. 인쇄회로기판(예: 도 14의 인쇄회로기판(117))에 리웍을 위해 마련된 상기 안착부(110)의 위치에는 대상 부재(예: 도 14의 대상 부재(40))가 마운트된 상태일 수 있다. 상기 대상 부재(40)는, 예를 들어, 대상 부품(예: 도 14의 대상 부품(410))에 균일화 필터(예: 도 14의 균일화 필터(420))가 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 리웍 장치(1500)는, 동작 1620에서, 리웍을 위한 가열 조건을 설정할 수 있다. 상기 가열 조건은, 예를 들어, 리웍을 수행할 임계 온도(예: 약260도) 또는 임계 온도를 유지할 유지 시간(예: 약 10초)일 수 있다. 상기 가열 조건의 설정은 안착부(110)가 가열 구간으로 이동한 후가 아닌, 실질적인 가열이 이루어지기 전 임의의 시점에서 이루어질 수도 있다.
상기 리웍 장치(1500)는, 동작 1630에서, 레이저(예: 도 14의 광원부(310))를 구동할 수 있다. 가열을 위한 레이저는 상기 레이저 구동에 의해 발생할 수 있다. 상기 레이저는 차단 마스크(예: 도 14의 차단 마스크(340))에 마련된 개구부(예: 도 14의 개구부(1410)) 및 균일화 필터(420)를 통해 상기 대상 부품(410)로 공급될 수 있다. 상기 레이저는 인쇄회로기판(117)에서 대상 부품(410)의 주변 부품들에 영향을 미치지 않고, 상기 대상 부품(410)만을 가열할 수 있다. 상기 레이저는 상기 대상 부품(410)을 가열하여 온도를 상승시킬 수 있다.
상기 리웍 장치(1500)는, 동작 1640에서, 레이저에 의해 가열된 대상 부품(410)의 온도가 미리 설정된 임계 온도로 유지되고 있는지를 판단할 수 있다. 상기 대상 부품(410)의 온도는 비 접촉 온도 센서(예: 도 14의 비 접촉 온도 센서(330))에 의해 측정될 수 있다. 상기 비 접촉 온도 센서(330)는 고온계 센서일 수 있다.
상기 대상 부품(410)의 온도가 미리 설정된 임계 온도로 유지되고 있지 않으면, 상기 리웍 장치(1500)는, 동작 1650에서, 광원부(320)를 제어하여 레이저의 출력 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 대상 부품(410)의 온도가 미리 설정된 임계 온도보다 낮으면, 리웍 장치(1500)는 레이저의 출력 세기를 높이기 위하여 광원부(320)를 제어할 수 있다. 대상 부품(410)의 온도가 미리 설정된 임계 온도보다 높으면, 리웍 장치(1500)는 레이저의 출력 세기를 낮추기 위하여 광원부(320)를 제어할 수 있다. 상기 리웍 장치(1500)는 레이저의 출력 세기를 제어한 후, 동작 1640으로 진행하여 다시 설정 온도가 유지되는지를 판단할 수 있다.
상기 대상 부품(410)의 온도가 미리 설정된 임계 온도로 유지되고 있으면, 상기 리웍 장치(1500)는, 동작 1660에서, 미리 설정된 유지 시간이 경과하였는지를 판단할 수 있다. 즉, 상기 리웍 장치(1500)는 대상 부품(410)이 설정 온도로 정해진 시간동안 가열되었는지를 판단할 수 있다. 미리 설정된 유지 시간이 경과하지 않았다면, 상기 리웍 장치(1500)는 동작 1640으로 진행하여 계속하여 설정 온도가 유지되고 있는지를 판단할 수 있다.
미리 설정된 유지 시간이 경과하였다면, 상기 리웍 장치(1500)는, 동작 1670에서, 대상 부품(410)을 인쇄회로기판(117)에 부착하는 리웍 동작이 완료되었다고 판단하여, 광원부(320)의 구동을 중지시킬 수 있다. 상기 광원부(320)의 구동이 중지되면, 레이저는 더 이상 발생되지 않도록 할 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 15의 리웍 장치(1500))에서 대상 부재(예: 도 14의 대상 부재(40))가 가열된 예를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, (a)에서는 대상 부품(410)의 상부면에 균일화 필터(420)의 하부면이 대면하도록 적층된 대상 부재(40)의 구조를 보이고 있다. 상기 균일화 필터(420)는 소정 두께를 갖는 석영 유리로 만들어진 육면체 블록일 수 있다. 상기 균일화 필터(420)를 사용 시, 단열 효과로 인해 대상 부품(410) 내의 온도가 균일하지 않음을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 무게에 의한 하중이 대상 부품(410)을 인쇄회로기판(예: 도 15의 인쇄회로기판(117))에 부착하기 위한 누름 역할을 할 수 있다. 따라서, 대상 부품(410)은 열 용량 증가로 상대적으로 낮은 온도에서도 인쇄회로기판(117)에 부착될 수 있다.
(b)에서는 대상 부품(410)에 균일화 필터(420)가 마운트된 대상 부재(40)를 레이저를 이용하여 가열할 수 있다. 이 경우, 레이저가 집중되어 온도가 주변에 비해 높을 수 있는 중심 부근은 뒤틀림 또는 왜곡 (warpage)(1710)이 발생할 수 있다. 상기 뒤틀림 또는 왜곡(1710)은 균일화 필터(420)로 사용되는 석영 유리 블록의 무게로 인한 하중으로 어느 정도의 방지가 가능할 수 있다. 하지만, 그 한계를 넘을 시에는 도시된 바와 같이 뒤틀림 또는 왜곡(1710)이 발생할 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 15의 리웍 장치(1500))에서 열 차단을 위한 마스킹부를 마련한 균일화 필터(예: 도 14의 균일화 필터(420))의 구조도이다.
도 18을 참조하면, 균일화 필터(420)는 하부면이 대상 부품(410)의 상부면에 대면하도록 적층될 수 있다. 상기 균일화 필터(420)는 육면체 블록(421) 또는 마스킹부(423)로 구성될 수 있다. 상기 육면체 블록(421)은 소정 두께를 갖는 석영 유리로 만들어질 수 있다. 상기 마스킹부(423)는 상기 육면체 블록(421)의 하부면 가운데 부근에 마련될 수 있다. 상기 마스킹부(423)는 실버 색상의 크롬을 증착하여 만들어질 수 있다. 상기 마스킹부(423)는 균일화 필터(420)의 중심에 집중되는 레이저를 차단할 수 있다. 이 경우, 상기 균일화 필터(420)의 중심부 온도가 주변 온도에 비해 상대적으로 높아지는 것을 방지할 수 있다. 이는, 하단에 배치된 대상 부품(410)에서 뒤틀림 또는 왜곡(예: 도 17의 뒤틀림 또는 왜곡(1710))이 발생하지 않도록 할 것이다. 즉, 상기 마스킹부(423)는 대상 부품(410)의 가운데로 열이 집중되는 것을 완화시켜, 전체적으로 균일한 온도 분포를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 마스킹부(423)에서 뒤틀림 또는 왜곡(1710)이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
도 19a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 15의 리웍 장치(1500))에서 마스킹부(예: 도 18의 마스킹부(423))가 석영 유리로 만들어진 육면체 블록(예: 육면체 블록(421))의 상부에 마련된 예를 도시하고 있다.
도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 15의 리웍 장치(1500))에서 마스킹부(예: 도 18의 마스킹부(423))가 석영 유리로 만들어진 육면체 블록(예: 육면체 블록(421))의 하부에 마련된 예를 도시하고 있다.
상술한 두 가지의 예시 중에서 마스킹부(423)를 육면체 블록(421)의 상부에 배치하는 것보다 하부에 배치하는 것이 열 차단에 효과적일 수 있다.
도 20a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 15의 리웍 장치(1500))에서 한 개의 대상 부재(40)에 대한 리웍을 수행하는 구조도이다.
도 20a를 참조하면, 대상 부재(40)는 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 한 곳의 위치에 대상 부품(410)과 균일화 필터(420)가 순차적으로 적층되도록 마운트되어 마련될 수 있다. 상기 대상 부재(40)에는 차단 마스크(340)에 마련된 개구부(1410)가 정렬될 수 있다. 광원부(310)에 의해 발생된 레이저(390)는 차단 마스크(340)에 마련된 개구부(1410)를 통해 공급될 수 있다. 따라서, 상기 레이저(390)는 주변 부품에 영향을 미치지 않고, 균일화 필터(420)를 통해 대상 부품(410)을 가열할 수 있다.
도 20b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 리웍 장치(예: 도 15의 리웍 장치(1500))에서 두 개의 대상 부재(40a, 40b)에 대한 리웍을 수행하는 구조도이다.
도 20b를 참조하면, 인쇄회로기판(117)에 리웍을 위해 마련된 두 곳의 위치들 각각에 제1대상 부품(410a)과 제1균일화 필터(420a) 또는 제2대상 부품(410b)과 제2균일화 필터(420b)가 순차적으로 마운트되어 적층되어 제1대상 부재(40a) 또는 제2대상 부재(40b)가 마련될 수 있다. 상기 제1대상 부재(40a) 또는 상기 제2대상 부재(40b)에 차단 마스크(340)에 마련된 개구부(1410)가 정렬될 수 있다. 광원부(310)에 의해 발생된 레이저(390)는 차단 마스크(340)에 마련된 개구부(1410)를 통해 공급됨에 따라, 주변 부품에 영향을 미치지 않고, 제1균일화 필터(420a) 또는 제2균일화 필터(420b)를 통해 제1대상 부품(410a)과 제2대상 부품(410b)을 가열할 수 있다.
본 개시에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 개시를 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들면, 단수로 표현된 구성요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 본 개시에서 사용되는 "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 본 개시에서 사용되는 '및/또는'이라는 용어는, 열거되는 항목들 중 하나 이상의 항목에 의한 임의의 가능한 모든 조합들을 포괄하는 것임이 이해되어야 한다. 본 개시에서 사용되는 '포함하다,' '가지다,' '구성되다' 등의 용어는 본 개시 상에 기재된 특징, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하려는 것은 아니다. 본 개시에서 사용된 '제1,' '제2' 등의 표현은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
본 개시에서 사용된 표현 '~하도록 구성된'은 상황에 따라, 예를 들면, '~에 적합한,' '~하는 능력을 가지는,' '~하도록 설계된,' '~하도록 변경된,' "~하도록 만들어진,' 또는 '~를 할 수 있는' 등과 적절히 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 '~하도록 구성된'은 하드웨어적으로 '특별히 설계된' 것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, '~하도록 구성된 장치'라는 표현이, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 '~할 수 있는' 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 'A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 장치'는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 장치일 수도 있고, 해당 동작을 포함한 다양한 동작들을 수행할 수 있는 범용 장치를 의미할 수 있다.
한편, 본 개시에서 사용된 용어 “상측”, “하측”, 및 “전후 방향” 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
본 개시에서 전술한 설명은 구체적인 실시예들을 중심으로 이루어졌으나, 본 개시가 그러한 특정 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 다양한 실시예들의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 모두 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 리웍 장치에 있어서,
    인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 마운트된 대상 부품;
    상기 대상 부품과 실질적으로 동일한 면적을 가지며, 상기 대상 부품의 상부면에 하부면이 대면하도록 적층하여 마운트된 균일화 필터; 및
    레이저 모듈에 포함된 광원부에 의해 발생된 레이저에 상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품이 노출되고, 상기 인쇄회로기판에서 상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품의 주변이 노출되지 않도록 개구부가 마련된 차단 마스크를 포함하며,
    상기 광원부에 의해 발생된 상기 레이저가 상기 개구부와 상기 균일화 필터를 통해 상기 대상 부품의 상부면에 균일하게 도달하도록 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품의 실질적인 중심 부근을 지향하도록 배치되어, 상기 지향하고 있는 상기 대상 부품의 위치에 표면 온도를 측정하는 비 접촉 온도 센서부를 포함하고,
    상기 비 접촉 온도 센서부는 고온계 (pyrometer) 센서이며,
    상기 광원부에 의해 발생되는 상기 레이저의 세기는 상기 고온계 센서에 의해 측정된 상기 대상 부품의 표면 온도에 의해 제어되는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    하나의 수직 축 (z축) 상에서 상기 인쇄회로기판에 마련된 상기 리웍 위치와 상기 대상 부품이 정렬되는지를 검출하고, 상기 하나의 수직 축 (z축) 상에서 상기 인쇄회로기판에 마련된 상기 리웍 위치에 마운트된 상기 대상 부품과 상기 균일화 필터가 정렬되는지를 검출하는 제1얼라이먼트 비전카메라를 더 포함하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    하나의 수직 축 (z축) 상에서 상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품과 상기 차단 마스크에 마련된 상기 개구부가 정렬되는지를 검출하는 제2얼라이먼트 비전카메라를 더 포함하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 균일화 필터는 소정 두께를 갖는 석영 유리로 만들어진 육면체 블록이되,
    상기 육면체 블록의 하부면 가운데 부근에 크롬 증착에 의한 마스킹부를 마련하고,
    상기 육면체 블록의 상부면 가운데 부근에 크롬 증착에 의한 마스킹부를 마련한, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대상 부품 또는 상기 균일화 필터가 놓인 트레이; 및
    상기 트레이에 놓인 상기 대상 부품 또는 상기 균일화 필터를 픽업하여 상기 인쇄회로기판에 마련된 상기 리웍 위치에 마운트하는 피커를 더 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원부에 의해 발생된 상기 레이저에 가열되는 상기 균일화 필터가 마운트된 상기 대상 부품의 측면을 촬영하는 사이드 카메라를 더 포함하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판을 고정하도록 구성된 고정 지그;
    상기 고정 지그의 바닥을 받치도록 구성된 스테이지; 및
    상기 스테이지 아래에서 상기 인쇄회로기판이 고정된 상측 방향으로 열을 전달하도록 구성된 하부 히터를 더 포함하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단 마스크의 재질은 스테인리스인, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차단 마스크의 재질은 알루미늄인, 장치.
  11. 리웍 시스템에서 리웍을 수행하는 방법에 있어서,
    픽커를 제어하여 트레이에 놓인 대상 부품을 픽업하여 디핑 처리한 후, 지그에 의해 고정된 인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 정렬하여 마운트하는 동작;
    상기 픽커를 제어하여 상기 트레이에 놓인 석영 유리 블록을 픽업하여 상기 인쇄회로기판에 마운트된 상기 대상 부품의 상부에 적층되도록 정렬하여 마운트하는 동작;
    차단 마스크에 마련된 개구부와 상기 석영 유리 블록이 적층된 상기 대상 부품이 수직 축 상에 존재하도록 정렬하는 동작;
    레이저가 상기 개구부 및 상기 석영 유리 블록을 통해 상기 대상 부품에 공급되도록, 상기 레이저를 발생하는 광원부를 제어하여 동작; 및
    상기 대상 부품의 온도가 일정하게 유지되도록, 상기 광원부에 의해 발생되는 상기 레이저의 출력 세기를 제어하는 동작을 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 대상 부품의 상부에 상기 석영 유리 블록이 적층되면, 상기 인쇄회로기판이 고정된 안착부를 상기 광원부가 배치된 위치로 이동하도록 제어하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 출력 세기를 제어하는 동작은,
    상기 대상 부품의 온도를 비 접촉 온도 센서를 사용하여 획득하는 동작;
    상기 획득한 온도가 미리 설정된 임계 온도보다 낮으면, 상기 레이저의 출력 세기를 높이도록 제어하는 동작; 및
    상기 획득한 온도가 상기 미리 설정된 임계 온도보다 높으면, 상기 레이저의 출력 세기를 낮추도록 제어하는 동작을 포함하며,
    상기 획득한 온도가 미리 설정된 유지 시간동안 상기 미리 설정된 임계 온도로 유지되면, 상기 레이저의 출력을 차단하여 리웍 동작을 완료하되,
    상기 미리 설정된 임계 온도는, 260도이고, 상기 미리 설정된 유지 시간은 10초인, 방법.
  14. 리웍 장치에 있어서,
    레이저를 발생하는 광원부;
    픽커의 이동을 제공하도록 구성된 픽커 구동부;
    얼라이먼트 비전카메라의 이동을 제공하도록 구성된 카메라 구동부;
    인쇄회로기판이 고정된 안착부의 이동을 제공하도록 구성된 패키지 구동부;
    리웍 작업 시에 대상 부품에 온도를 측정하도록 구성된 센서부; 및
    상기 픽업 구동부, 상기 카메라 구동부, 상기 패키지 구동부 또는 센서부와 전기적으로 결합하여 리웍을 위한 제어를 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하며,
    여기서, 상기 프로세서는,
    트레이에 놓인 대상 부품을 픽업하여 디핑 처리한 후, 상기 인쇄회로기판에 마련된 리웍 위치에 정렬하여 마운트하도록 상기 카메라 구동부와 상기 픽커 구동부를 제어하고,
    상기 트레이에 놓인 석영 유리 블록을 픽업하여 상기 인쇄회로기판에 마운트된 상기 대상 부품의 상부에 적층되도록 정렬하여 마운트하도록 상기 카메라 구동부와 상기 픽커 구동부를 제어하고,
    차단 마스크에 마련된 개구부와 상기 석영 유리 블록이 적층된 상기 대상 부품이 수직 축 상에 정렬되도록 상기 패키지 구동부를 제어하고,
    레이저가 상기 개구부 및 상기 석영 유리 블록을 통해 상기 대상 부품에 공급되도록, 상기 광원부를 제어하고,
    상기 센서부를 통해 상기 대상 부품의 온도를 체크하여 상기 대상 부품의 온도가 일정하게 유지되도록, 상기 광원부에 의해 발생되는 상기 레이저의 출력 세기를 제어하는, 리웍 장치.
  15. 제14 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 대상 부품의 상부에 상기 석영 유리 블록이 적층되면, 상기 안착부를 상기 광원부가 배치된 위치로 이동하도록 상기 패키지 구동부를 제어하는, 리웍 장치.
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