KR100638411B1

KR100638411B1 - 장착헤드 및 전사헤드

Info

Publication number: KR100638411B1
Application number: KR1020050106462A
Authority: KR
Inventors: 시게하루 고바야시; 히로시 코나카
Original assignee: 시부야 코교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2006-10-24
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: KR20050115450A; KR100598198B1; KR20010029806A; KR20050113576A; SG81357A1; KR100576406B1; US6575351B1

Abstract

본 발명은 볼 장착장치에 사용되는 피가공물과 헤드의 위치결정장치, 플럭스 저장장치, 장착헤드, 및 전사헤드에 관한 것으로서, 상기 장착헤드는 메인본체와, 상기 메인본체의 하부에 배치되어 볼을 흡착하는 다수의 흡착구멍을 갖는 진공판과, 상기 진공판 위의 상기 메인본체에 배치되어 외력에 대해 상기 진공판을 지지하는 한편, 상기 진공판의 상기 흡착구멍에 대응하지 않는 다수의 기체통로를 갖는 기체통로형성부재와, 상기 진공판과 상기 기체통로형성부재 사이에 배치된 기체통로부재를 구비하며, 기체통로부재와 진공판 사이에 기체가 흐르는 층이 형성되어 흡착영역 전체에 걸쳐 균일한 흡착상태를 이루면서도 기체통로형성부재 및 기체통로부재의 지지에 의해 진공판이 부압(負壓)에 의해 휘어지지 않는다. 전사헤드는 하중이 없는 상태에서는 스크린에 힘을 부여하지 않고, 상향 하중이 스크린에 가해질 때 스크린을 하향으로 가압하는 가압수단을 구비한다.

Description

장착헤드 및 전사헤드 {MOUNT HEAD AND TRANSFER HEAD}

도 1은 본 발명의 땜납 볼 장착장치의 평면도.

도 2는 웨이퍼의 결정위치에서 검사CCD 카메라를 나타내는 설명도.

도 3은 플럭스 전사부의 측면도.

도 4는 볼 장착부의 측면도.

도 5는 제1실시예로서 3개의 위치결정축의 관계를 나타내는 설명도.

도 6은 제2실시예로서, 유사관계를 나타내는 설명도.

도 7은 제3실시예로서, 유사관계를 나타내는 설명도.

도 8은 제4실시예로서, 유사관계를 나타내는 설명도.

도 9는 전사 헤드의 일예로서 하부면를 나타내는 단면도.

도 10은 장착 헤드의 일예로서 하부면을 나타내는 단면도.

도 11은 도 10의 장착 헤드의 하부면 상에 위치하는 정렬 마크를 나타내는 설명도.

도 12는 플럭스 저장장치를 나타내는 설명도.

도 13은 스테이지가 상승할 때 이 스테이지와 전사 헤드 간의 관계를 나타내는 단면도.

도 14는 플럭스 전사 공정의 흐름도.

도 15는 다른 예의 장착 헤드를 이용한 상태를 나타내는 단면도.

도 16은 도 15의 장착 헤드의 하부를 나타내는 확대단면도.

도 17은 또 다른 예의 장착 헤드를 이용한 상태를 나타내는 단면도.

도 18은 또 다른 예의 장착 헤드를 이용한 상태를 나타내는 단면도.

도 19는 전사 헤드와 플러스 공급부의 상호 비접촉 상태를 나타내는 설명도.

도 20은 균형판이 부착되는 위치를 나타내는 평면도.

도 21은 전사 헤드와 플럭스 공급부의 상호 접촉 상태를 나타내는 단면도.

도 22는 스크린이 구부러진 상태를 나타내는 단면도.

도 23은 종래 플럭스 저장장치의 단면도.

도 24는 종래 플럭스 전사를 나타내는 설명도.

본 발명은 웨이퍼나 기판에 땜납 볼, 땜납 범프(bumps) 등을 장착하기 위한 볼 장착 장치에 이용되는 피가공물과 헤드의 위치결정장치, 플럭스 저장장치, 장착 헤드, 및 전사 헤드의 개량에 관한 것이다.

본 발명은 일본특허출원 제1999-172002호, 제1999-177523호, 제1999-177524호, 제1999-186091호 및 제1999-195690호의 기초출원이다.

종래, 땜납 볼 장착장치의 장착헤드, 플럭스 전사헤드 등에 설치된 구동기구는 이 구동기구의 존재여부와는 상관없이 피가공물 측에 설정된 X축, Y축 및

축 과 같은 3축의 위치결정용으로 사용된다. 그러나, 이러한 다축 구동기구를 설치하면 장치전체가 구조적으로 복잡해져 고장의 원인인자가 늘어나는 결과가 된다.

또, 종래, 플립 칩 본더(flip chip bonder), 볼 장착 장치 등에는 플럭스를 피가공물에 전사하는 장치가 사용된다. 이러한 장치에서 피가공물을 지지하는 본딩 헤드는 플럭스 저장장치로 하향이동하여 플럭스가 피가공물에 전사되거나, 전사 헤드가 플럭스 저장장치로 하향 이동하여 전사헤드에 부착된 플럭스가 다시 목표 피가공물에 전사된다.

이러한 플럭스 저장장치(10)(플럭스 공급 유니트)에서, 플럭스 저장 공간(14)의 플럭스 층(440)의 두께가 스퀴지(squeegee)(15)에 의해 평탄하게 되어 피가공물 또는 전사헤드(13)에 균일한 플럭스를 전사하게 된다. 플럭스층(440)이 스퀴지(15)에 의해 평탄하게 되면 플럭스 돌기(441)(442)가 도 23 및 도 24에 나타낸 바와같이 플럭스층(440)의 에지부에 생성된다. 플럭스가 피가공물의 전체에 대해 전사되는 경우에는 이와 같은 돌기(441)(442)가 생성되어도 거의 문제가 없다. 그러나, 플럭스가 전사헤드(13)에 전사되는 경우에는 도 24에 나타낸 바와같이 돌기(441)(442) 때문에 전사 헤드(13) 중 예상치 못한 부분에 플럭스가 도포될 위험이 발생한다.

종래 기술에서와 같이 전사 헤드가 큰 전사 돌기부를 갖는 경우에는 심각한 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 아주 미소한 칩의 개발에 따라 이 전사돌기부의 치수의 감소화와 밀도의 증대화가 진행되어 왔다. 따라서 문제가 발생할 가능성이 커지고 있다. 이러한 문제를 해소하는 방법으로서 스퀴지에 의해 평탄된 영역을 증 대시키면 플럭스가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 이 경우 플럭스를 한번에 큰 영역에 전사할 때, 즉 예를들어 플럭스를 웨이퍼에 한꺼번에 전사할 때는 플럭스 저장장치가 바람직하지 않게 커진다.

또한, 종래 땜납볼 장착장치에 있어서, 장착헤드와 플럭스 전사 헤드의 위치가 고정되어 있고, 피가공물의 위치가 헤드의 위치와 일치하도록 조절되어 헤드 및 피가공물을 위치결정한다. 따라서, 헤드측에는 위치인식수단이 없고, 오로지 피가공물의 위치만을 인식하는 수단이 있을 뿐이다. 그러나, 최근 매우 작은 볼을 대량으로 한번에 장착하는 경향에 따라 목표위치결정의 정밀도 확립에 문제가 있다. 그 결과 종래와 같이 헤드와 피가공물의 위치를 인식하는 경우에는 장착작업의 질적문제를 해소할 길이 없다.

또, 종래 땜납 볼 장착 장치에 있어서 땜납 볼을 흡인하는 장착 헤드에서 볼 흡착헤드용의 다수의 흡착구멍이 장착헤드의 하부면에 배치된 진공판에 형성된다. 장착헤드는 진공수단에 의해 감압되어 흡착구멍에서 땜납 볼을 흡인하게 된다. 그리고, 장착헤드는 피가공물 위로 이동하여 이곳에 땜납 볼을 장착한다.

피가공물에 땜납 볼 등이 장착될 때, 진공판과 피가공물 사이가 평행하게 되도록 유지해야만 장착헤드가 피가공물에 땜납 볼 등을 정밀하게 장착할 수 있다. 특히 피가공물에 대량의 땜납 볼 등이 장착될 때에는 이러한 평행상태를 유지하는 것이 더욱 중요하다. 그러나, 진공판을 보다 얇게 제조하려는 경향 등등의 이유로 이 진공판이 왜곡되는 경우가 매우 흔하게 일어나므로 진공판과 피가공물 간을 적절한 평행상태로 유지하는 것은 어려운 문제이다.

또, 종래, 땜납 볼 장착장치에 있어서는 스크린을 이용하는 전사헤드가 있다. 즉, 전사 헤드에는 하부면에 돌기가 형성된 박막형(판형 또는 시트형) 스크린이 장력하에 긴장된 상태로 배치되며, 이러한 구조는 넓은 영역에 아주 극소량의 플럭스를 전사하는 새로운 시스템이라 할 수 있다. 그러나, 이 새로운 시스템에 있어서는, 도 22와 같이 플럭스 공급부(16)로 전사헤드가 가압될 때 스크린(238)의 중앙부가 구불어지는 현상이 발생한다. 따라서, 전사 헤드의 주변과 중앙부 간에 플럭스 접착량에 있어 차이가 발생하는 문제가 있다.

일반적으로 상하방향축(Z-축) 이외에도 수평이동용으로서 하나 이상의 축을 위치결정하는데 사용할 수 있는 구동기구가 장착헤드 또는 종래 땜납 볼 장착장치에 배치된다. 본 발명은 이러한 점에 주목하여 그 제1목적으로서 장착 헤드 등의 구동용 구동축을 위치결정 구동축으로 사용함으로써 전체적으로 구동축이 줄어들고 구동기구가 단순화되어 고장 인자를 감소시킬 수 있는 땜납 볼 장착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 플럭스가 전사 헤드의 예상치 못한 부분에 전사되는 것을 방지할 수 있어 플러스 저장장치의 치수가 콤팩트하고 전사상태가 매우 가늘어도 전사를 확실하게 행할 수 있는 플러스 저장장치 및 플러스 전사방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 위치결정장치에 설치된 볼장착장치와 위치결정방법을 제공하는 것이다. 헤드측에는 위치결정 정렬마크가 배치되어, 헤드와 피가공물 양 측의 위치가 인식된다. 인식결과에 기초하여 헤드와 피가공물이 위치결정되므로, 아주 작은 볼을 대량으로 한꺼번에 장착하는 최근의 경향에 따라 요구되는 높은 위치결정 정밀도를 충족시킬 수 있다.

본 발명의 제4목적은 피가공물과 진공판 사이에 평행상태를 확보하여 피가공물에 대량의 땜납 볼을 정밀하게 장착할 수 있는 볼장착장치의 볼장착헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 제5목적은 플럭스 공급부로 전사헤드가 가압되어도 스크린의 중앙부가 구불어 지는 현상이없어 전사헤드의 중앙부와 주변부 간의 플럭스 접착량의 차이가 발생하지 않고 균일하게 되는 전사헤드를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1구성특징은 볼장착장치에 사용되는 장착헤드로서,

삭제

메인본체와,

상기 메인본체의 하부에 배치되어 볼을 흡착하는 다수의 흡착구멍을 갖는 진공판과,

상기 진공판 위의 상기 메인본체에 배치되어 외력에 대해 상기 진공판을 지지하는 한편, 상기 진공판의 상기 흡착구멍에 대응하지 않는 다수의 기체통로를 갖는 기체통로형성부재와,

상기 진공판과 상기 기체통로형성부재 사이에 배치된 기체통로부재를

구비한다.
상기 제1구성특징에서, 흡착될 볼의 직경과 대응하는 두께를 갖는 스페이서를 더 포함하며, 이 스페이서는 상기 흡착구멍이 형성되지 않은 영역에서 상기 진공판 아래에 배치되는 것이 바람직한 구성이다. 또한, 바람직한 구성으로서는 상기 메인본체의 하측에 대해 상기 진공판, 상기 기체통로부재 및 상기 스페이서를 고정하는 판홀더를 더 구비하는 것이다.
상기 제1구성특징에서, 상기 기체통로부재는 금속망, 고응력수지망 및 다공성 물질 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1구성특징에서, 상기 기체통로부재는 금속망, 고응력수지망 및 다공성 물질 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2구성특징에 따라서, 전사헤드는

하부면에 프레임이 형성된 메인본체와,

하부면에 전사돌기가 배치되는 한편 상기 프레임에 대해 인장에 의해 긴장된 상태가 되는 스크린과,

상기 스크린 위에 배치되고, 하중이 없는 상태에서는 상기 스크린에 힘을 부여하지 않고, 상향 하중이 상기 스크린에 가해질 때 상기 스크린을 하향으로 가압 하는 가압수단을

구비한다.
상기 제2구성특징에서 상기 프레임은 직각형이고, 상기 프레임의 측면에는 장착홈이 형성되며, 상기 가압수단은 상기 장착홈에 의해 지지되는 질량체를 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 첨부도면과 함께 설명하는 다음의 실시예를 통해 더욱 명백히 이해될 수 있다.

다음에 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1의 평면도를 참조하면 발명의 일실시예에 따른 땜납 볼 장착장치는 웨이퍼 공급부(1), 플럭스 전사부(2), 볼 장착부(3) 및 피가공물 구동기구(4)로 구성된다.

웨이퍼 공급부(1)는 여러 가지 웨이퍼 카세트, 즉 공급 웨이퍼 카세트(5), 반출용 웨이퍼 카세트(6), 불량 웨이퍼 카세트(7), 웨이퍼(49)를 반송하는 클린 룸(clean room) 스칼라 로봇(scholar robot)(9), 피가공물 구동기구(4) 상에서 웨이퍼의 결정위치(8)로 구성된다.

도 2에 나타낸 바와같이 상기 웨이퍼의 결정위치(8) 위에는 2개의 CCD 카메라(31)가 도 2의 지면을 뚫고 들어가는 앞뒤방향으로 나란히 배치되고, 이 CCD 카메라(31) 아래에는 웨이퍼(49)로 향하는 조명기(32)가 배치된다. CCD카메라(31)는 모터(33)에 의해 이동되며, 그 이동모습은 피가공물 구동기구(4)에 배치된 웨이퍼 의 결정위치(8) 위에서 피가공물 구동기구(4)에 대해 평행한 방향으로 움직이는 형태가 된다.

피가공물 구동기구(4)에는 웨이퍼 스테이지(30)가 배치된다. 2축, 즉 X축과

축용 구동기구는 이 웨이퍼 스테이지(30)를 구동한다.

축 구동기구는 피가공물 의 위치를 결정하는 역할을 담당하는 반면 X축 구동기구는 피가공물의 위치결정 및 이동을 담당한다.

웨이퍼 스테이지(30)는 X축구동기구에 의해 웨이퍼 결정위치(8), 플럭스 전사위치(11), 볼 장착위치(20)에서 이동 또는 정지할 수 있다. 동시에 웨이퍼 스테이지(30)에는 2대의 CCD 카메라(23)(23')가 배치되어 전사헤드(13)와 장착헤드(25)를 관찰한다. CCD 카메라(23)(23')는 본 실시예에 따르면 제1광학적 인식수단이 된다.

본 실시예에 있어서, 도 5에 나타낸 바와같이 전사헤드(13)의 Y축방향과 장착헤드(25)의 Y축방향(도 5의 상하방향 화살표 참조)은 상호 평행하며, 이 Y축방향은 피가공물 구동기구(4)의 X축방향(도 5의 좌우방향 화살표 참조)과 교차한다.

본 실시예에 따른 볼 장착 장치에는 동작유니트(도시안됨)와 제어유니트(도시안됨)가 배치된다. 동작유니트는 CCD 카메라(31)로 피가공물의 위치를 인식한 결과와, CCD 카메라(23)(23')로 헤드의 정렬마크(117)를 인식한 결과를 토대로 도 9의 일예로 나타낸 전사헤드(13)와 피가공물 간의 상대위치적 간극량을 얻는데 필요한 동작을 한다. 또, 제어유니트는 이동 또는 회전지시를 구동기구에 주어 동작유니트의 동작결과에 기초하여 헤드 및 피가공물의 각 축(Y, X,

축)을 구동시킨다. 도 13 및 도 19에 도시한 전사헤드(13)는 정렬마크(117)를 갖지 않는다. 이들 헤드는 본 발명에 따른 또다른 예로서 사용되지만 이들 전사헤드에도 또한 정렬마크(17)를 적용할 수 있음은 물론이다.

플럭스 전사부(2)는 전사헤드(13), 전사헤드 구동기구, 플럭스 공급유니트 (10)(플럭스 저장장치) 및 피가공물 구동기구(4) 상의 플럭스 전사위치(11)로 구성된다. 전사헤드(13)를 깨끗하게 청정하는 청정부(12)는 전사헤드(13)의 이동 통로 중에 배치된다.

도 9에 나타낸 바와같이, 정렬마크(위치결정마크)(177)가 웨이퍼 외측 부근에 대응하여 전사헤드(13)의 헤드 하부면(140) 상에서의 4개의 위치에 배치된다. 각 정렬마크(117)는 10mm직경 돌기의 중앙에 0.3mm 직경의 요부가 형성됨으로써 구성된다. 또 웨이퍼 내측 이면서 동시에 플럭스 전사돌기(118)가 존재하지 않는 외곽 부근과 대응하는 전사헤드(13)의 헤드 하부면(140) 일부에 정렬마크(117)가 형성된다.

도 3에 나타낸 바와같이, 플럭스 공급 유니트(10)의 전사헤드(13)에는 2축구동기구가 설치되며, 그 중 하나는 플럭스 공급유니트(10)와 피가공물 구동기구(4) 상의 플럭스 전사위치(11) 사이를 왕복하는 Y축 구동기구이고, 다른 하나는 Z축(상하축)구동기구이다. 도 3에 있어서, 참조부호 34는 전사헤드(13)용 Z축구동모터이고, 참조부호(34')는 Y축구동모터를 나타낸다. 여기에 전사헤드(13)를 이동시키는 Y축구동기구는 또한 전사헤드(13) 및 피가공물을 위치결정하는 기능도 한다.

다음에, 도 19 내지 도 21을 참조하여 전사헤드(13)의 다른 예를 설명한다. 전사헤드(13)에는 하측면의 프레임 위에서 장력하에 긴장상태로 스크린(238)이 배치된다. 이 스크린(238)에는 패드 패턴과 대응하여 아래로 향하는 다수의 전사돌기(240)가 배치된다. 플럭스공급부(스테이지)(16)의 플럭스는 전사돌기(240)에 공급되어 전사헤드(13)가 이동한 이후 피가공물에 플럭스가 전사된다.

프레임(239)은 도 19 및 도 20에 나타낸 바와같이 사각형상이고, 사각형상의 프레임(239) 상부에서 또한 그 내측면 각각의 중앙부위 4곳에는 평형판(214)을 장착하기 위한 장착홈(241)이 각각 하나씩 모두 4개 형성되어 있다(도 20 참조). 장착홈(241)에 배치되는 평형판(무거운판)(214)은 전사헤드(13)가 플럭스공급부(16)로 가압될 때 도 21에서와 같이 그 자체의 무게로 인해 스크린(238)의 중앙이 구불어지는 현상을 방지하는 작용을 한다. 또, 평형판(214) 대신에 기압을 사용할 수도 있다.

도 19 및 도 20에 나타낸 바와같이, 평형판(214) 위에서 프레임(239)의 4개부분에는 이탈방지돌기(237)가 배치되어 평형판(214)이 전사헤드(13)에서 상하 이동할 수 있다. 또, 하중이 없는 상태의 스크린(238)의 표면으로부터 평형판(214)을 약간 들어올려 분리시키는 높이조절 나사(236)가 평형판(214) 상의 4개의 부분에 배치된다.

높이조절나사(236)가 평형판(214)의 하부제한위치를 조절하는데 평형판(214)의 높이는 평형판(214)의 하부면으로부터 높이조절나사(236)의 하단부 돌출량에 의해 조절된다. 그 결과, 평형판(214)은 하중이 없는 상태에서는 스크린(238)에 힘을 주지 않지만 스크린(238)에 상향하중이 부여될 때 스크린(238)을 하향하여 가압한다. 하중이 없는 상태에서 평형판(214)은 스크린(238)에 에너지를 주지 않으므로 스크린(238)의 인장수명이 짧아지는 것을 방지한다. 242는 플럭스 전사 영역을 나타낸다.

도 12 및 도 13에 나타낸 바와같이, 플럭스 공급 유니트로서의 플럭스 저장 장치(10)에는 플럭스를 전사하는 평탄공급영역(317')을 포함하는 플럭스 저장공간(314)과, 공급영역(317')에서 플럭스 표면을 평탄하게 하여 플럭스의 두께를 균일하게 하는 평탄플럭스 평탄부로서의 스퀴지(15)가 배치된다.

플럭스 저장공간(314)에서의 공급영역(317')은 전사헤드(13)의 플럭스 전사 영역(317)에 대응하는 플럭스공급부로서 스테이지(16)에 의해 형성된다. 도 13에 나타낸 바와같이, 스테이지(16)는 실질적으로 전사헤드(13)의 전사영역(317)과 실질적으로 같은 크기로 설치되고, 또한 전사영역(317)과는 실질적으로 평행하게 배치되며, 상하 이동이 가능하다. 전사헤드(13)에 플럭스를 전사하기 위해 서보모터(도시안됨), 실린더(도시안됨) 등에 의해 작은 간격으로 스테이지(16)가 상하 승강하는 한편, 공급영역(317')의 플럭스 표면각도는 일정하게 유지된다. 즉, 공급영역(317')의 플럭스 표면은 전사헤드(13)의 전사영역(317)과는 실질적으로 평행하게 유지된다. 다른 실시예로서 스테이지(16)가 제외된 플럭스 저장공간(314)을 하강 이동시켜 스테이지(16)가 저장공간(314) 위에 위치할 수 있도록 구성할 수도 있다. 또, 전사 핀이 아니라 전사 스탬프(318)가 도 13에 나타낸 실시예에서 전사헤드(13)로서 사용된다.

볼 장착부(3)는 장착헤드(25), 장착헤드의 구동기구, 볼공급유니트(19), 피가공물 구동기구(4) 상의 볼장착위치(20), 볼공급유니트(19)와 볼장착위치(20) 사이에 배치되는 잉여 볼 제거유니트(21), 볼 흡착 에러 검출 유니트, 볼 배출 유니트(24)로 구성되며, 볼 배출 유니트(24)는 볼 흡착 에러 검출 유니트에 의해 잉여볼이 검출되면 장착헤드(25) 아래로 진행한다.

도 10 및 도 11에 나타낸 바와같이, 흡착구멍(126)이 존재하지 않는 웨이퍼의 외측부근에서의 4개의 위치와 대응하는 장착헤드(25)의 헤드 하부면(141) 상의 4개의 위치에는 정렬마크(117')가 배치된다. 각 정렬마크(117')는 0.3mm직경의 요부가 형성된다. 또, 정렬마크(117')는 흡착구멍(126)이 존재하지 않는 웨이퍼 내측 부근에 대응하는 장착헤드(25)의 헤드 하부면(141)에 형성된다. 도 15 내지 도 18의 장착헤드에는 정렬마크(117')가 없으나 이 정렬마크(117')를 배치할 수 있음은 물론이다.

또, 도 15 내지 도 18에 도시한 바와같이 장착헤드(25)(26)의 다른 3개의 예를 설명한다. 도 15 및 도 16의 장착헤드(26)에서, 본 발명에 따른 지지판이 되는 펀칭 금속(43), 본 발명에 따른 기체통로부재로서 미세망으로된 지지판(41), 및 땜납 볼(47)을 흡착하기 위한 아주 작은 흡착구멍(46)이 형성된 진공판(40)이 판 홀더(44)에 의해 장착헤드(26)의 하부면에 일체로 부착된다. 또, 진공판(40) 및 지지판(41)은 일정 클리어런스를 가지고 자유로운 상태에서 판 홀더(44)에 의해 유지된다.

도 15 및 도 16에 나타낸 바와같이, 기체통로형성부재로서의 펀칭금속(43)은 진공판(40)의 흡착구멍(46)과 대응하지 않는 기체통로(51)를 가진다. 이 기체통로(51)는 구멍직경 3.8mm, 핏치 5mm로 형성된다. 펀칭금속(43)은 지지판(41)을 외력에 대해 지지하여 진공판(40)이 땜납볼(47)의 흡착시에 발생하는 부압 또는 웨이퍼(49)로부터의 응력 등으로 인해 절곡되는 것을 방지하게 된다. 펀칭금속(43) 대신에 벌집모양의 지지부재를 사용할 수도 있다.

진공판(40)은 0.1mm 두께의 스테인레스로 형성되며 땜납볼(47)를 흡착하기 위한 다수의 흡착구멍(46)이 에칭에 의해 제조된다. 본 실시예에 있어서, 수지코팅이 진공판(40)에 행해져 흡착구멍(46)의 에지부가 땜납볼(47)에 손상을 주는 것을 방지한다.

도 15 및 도 16에 나타낸 바와같이, 진공판(40)과 펀칭금속(43) 사이에는 지지판(41)이 배치된다. 0.15mm 두께의 스테인레스판의 중앙을 개구하는 동시에, 진공판(40)의 흡착영역을 덮기에 충분한 크기가 되도록 하여 프레임을 형성하고 이 프레임의 중앙개구에 대해 기체통로부재로서의 고응력 수지망을 페이스팅하여 지지판(41)을 형성한다. 고응력 수지망 대신에 다공성 물질을 사용할 수도 있다. 지지판(41)은 펀칭금속(43)과 진공판(40) 사이에 기류가 흐르는 층을 형성함으로써 진공판(40)의 전체 흡착영역에 대해 균일한 볼흡착상태를 제공할 수 있다.

도 17에 도시한 장착헤드(25)에 있어서는 진공판(40)에 땜납 볼(47)을 흡착하는 아주 작은 흡착구멍(46)이 형성되고, 땜납볼(47)을 흡착하는 진공판(40)의 흡착영역 밖으로 스페이서(42)가 배치되며, 진공판(40)과 스페이서는 판홀더(44)에 의해 장착헤드(26)의 하부면에 일체로 부착된다.

진공판(40)의 흡착영역 외측에는 장착헤드 아래로 돌출하는 스페이서(42)가 배치된다. 도 17에 나타낸 바와같이, 스페이서(42)의 두께는 땜납볼(47)의 직경에 따라 결정된다. 이 스페이서(42)는 땜납볼(47)이 기판에 장착될 때 기판 및 장착헤드(25)에 의해 약간 가압되는 정도의 치수를 갖는 것이 바람직하다.

본 실시예에 있어서, 스페이서(42)는 0.25mm의 두께를 갖는 반면 땜납볼(47) 은 0.3mm의 직경을 가진다. 땜납볼(47)이 장착될 때 스페이서(42)는 이 땜납볼(47)이 움푹들어가는 등의 손상을 입는 것을 방지하는 작용을 한다.

도 18의 장착헤드(25)는 도 15 및 도 17에 나타낸 제1 및 제2장착헤드(26)(25)의 양쪽 요소를 가지고 있다. 지지판(41), 진공판(40) 및 스페이서(42)는 판 홀더(44)에 의해 일체로 결합되어 펀칭금속(43)의 하부면을 따라 연장되는 동시에 함께 장착헤드(25)의 하부에 부착된다. 도 4에 나타낸 바와같이, 장착헤드(25)에는 2축구동기구, 즉 피가공물 구동기구(4) 상에서 볼공급유니트(19)와 볼 장착위치(20) 사이를 왕복이동하는 Y축구동기구와 Z축(승강축)구동기구가 설치된다. 도 4에서 참조부호 35는 Z축구동모터를 나타내고, 35'는 Y축구동모터를 나타낸다. 여기서 장착헤드(25)를 이동시키는 작용을 하는 Y축구동기구는 또한 장착헤드(25)와 피가공물을 위치결정하는데도 사용된다.

볼공급유니트(19)는 부품 피더(parts feeder)로 구성된다. 볼 트레이(27)에는 진동기가 부착되어 땜납볼(47)을 장착헤드(25)로 공급한다. 진동기가 진동할 때 땜납볼(47)은 경사지게 점프하여 이동하며 위에서 볼때 볼 트레이(27)에서 둥근 곡선을 그린다.

볼 트레이(27) 위에는 땜납 볼(47)을 볼 스토커(도시안됨)로부터 볼 트레이(27)로 공급하는 공급포트(28)가 전후방향으로 이동가능하게 배치된다. 또, 이 공급포트(28)의 전방 단부면에는 볼 트레이(27)에서의 볼의 잔여량을 검출하는 센서(29)가 부착되어 있다. 볼 센서(29)가 땜납볼의 잔여량이 불충분함을 검출하면 볼 스토커로부터 소정량의 땜납볼(47)이 공급된다. 공급포트(28)는 땜납볼(47)이 흡착 될 때 장착헤드(25)와의 방해동작을 피할 수 있도록 볼 트레이(27)의 외측에서 임시정지위치를 정하도록 구성되어 있다.

잉여 볼 제거 유니트(21)는 장착헤드(25)에 흡착된 잉여볼을 제거하기 위한 제거노즐이다.

볼 흡착 에러 검출 유니트는 4대의 라인 CCD 카메라(22)(22')에 의해 미싱 볼, 잉여볼 등의 검사와, 볼장착 이후 장착헤드(25)에서의 잔류볼 발생과 같은 장착미스를 검지한다.

다음에, 본 발명에 따른 장착헤드(25), 전사헤드(13), 피가공물 및 헤드구동기구 및 플럭스 저장장치(10)를 이용한 땜납볼 장착장치의 동작과정을 설명한다. 이하 도 9, 도 13, 도 19에 도시한 전사헤드(13)와 도 10, 도 11 및 도 18의 장착헤드(25)를 이용하여 동작을 병행해서 하나의 동작과정으로 설명한다. 물론 이들 부재는 실질적인 볼 장착과정에서는 별개로 사용된다. 그러나 각 장치의 기술적인 사상은 한개의 볼 장착장치에서 조합하여 사용될 수 있다.

먼저, 로보트(9)에 의해 한번에 한개의 웨이퍼(49)가 공급 웨이퍼 카세트(5)로부터 웨이퍼 결정위치(8)에 위치하는 웨이퍼 스테이지(30)로 공급된다. 웨이퍼 스테이지(30)에서 웨이퍼(49)가 공급될 때 웨이퍼 스테이지(30)의 상부면 구멍으로부터 도시안된 송풍기에 의해 진공흡착이 실행되어 웨이퍼 스테이지(30)에 웨이퍼(49)를 유지시킨다.

이 웨이퍼 스테이지(30)에 유지된 웨이퍼(49) 상의 위치결정마크 또는 배선패턴을 2개의 CCD 카메라(31)로 독출하여, 그 스테이지(30) 상의 웨이퍼 위치를 인 식하게 된다. 여기서 2개의 CCD 카메라(31)는 제2광학적 인식수단으로서 웨이퍼 결정위치(8) 위에 배치된다. 이후 인식 데이터는 도시안된 동작유니트로 송신된다. 웨이퍼(49)의 위치 인식을 마무리한 웨이퍼 스테이지(30)가 플럭스 전사위치(11)로 이동한다. 이때 웨이퍼 스테이지(30)는 웨이퍼를 위치결정할 시에 저장된 X축 갭을 감안한 위치에서 정지된다.

도 14의 흐름도에 나타낸 바와같이 플럭스 전사부(2)에서 전사헤드(13)는 플럭스 저장장치(10) 위로 이동한다. 이때 플럭스 표면은 플럭스 저장장치(10)에서 스퀴지(15)에 의해 평탄하게 된다. 이후 전사헤드(13)는 하향 이동하는 반면 스테이지는 상승한다. 전사헤드(13)와 스테이지(16)가 상호 접촉하여 소정의 압력 이상의 하중이 가해질 때 전사헤드(13)로 플럭스를 전사하는 것이 완료된 것으로 결정한다. 따라서 전사헤드(13)는 하향이동을 정지하고 상승한다. 이와 동시에 스테이지(16)도 하향이동 한다.

한편, 도 19 내지 도 21에 도시한 전사헤드(13) 및 플럭스 공급부(스테이지)(16)가 플럭스 공급 유니트(10)에 사용되는 경우를 설명한다.

스퀴지(15)에 의해 플럭스 표면이 평탄하게 된 후, 전사헤드(13)가 하향 이동 하여 스크린(238)의 전사돌기(240)가 플럭스 공급부(16)와 접하게 된다. 플럭스 공급부(16)로부터 스크린(238)으로 상방향 하중이 가하질 때 스크린(238) 바로 위에는 평형판(214)이 위치하므로 스크린(238)은 이 평형판(214)의 하중을 받게된다. 따라서, 스크린(238)은 구부림 현상이 발생하지 않으며, 플럭스가 플럭스 전사돌기(240)로 균일하게 가해진다. 플럭스 공급이 완료된 후 전사헤드(13)는 하향이 동을 정지하고 상향이동을 한다.

이후, 전사헤드(13)는 플럭스 전사 위치(11)로 이동한다. 그리고, 전사헤드로서 도 9와 같은 정렬마크(117)을 갖는 전사헤드(13)가 사용되면, 전사헤드(13)의 헤드하부면(140) 상의 정렬마크(117)가 웨이퍼 스테이지(30) 상에 제1광학적 인식수단으로서 배치된 CCD카메라(23)(23')에 의해 인식된다. 이와같이 인식된 데이터와 앞서 인식된 웨이퍼의 위치 데이터를 기초로 동작유니트는 2개 사이의 상대위치 간격량을 얻기위한 동작을 행한다.

이러한 간격량을 얻기위한 동작의 결과에 따라 제어유니트는 웨이퍼와 전사헤드(13)의 위치를 상호 일치시키기 위한 명령을 전사헤드(13)의 일축(Y축)과 웨이퍼 스테이지(30)의 2축(X축 및

축)에 보낸다. 이 명령에 따라서 전사헤드(13)의 Y축과 웨이퍼 스테이지(30)의 X축 및

축는 전사헤드(13) 및 웨이퍼 스테이지(30)의 위치결정을 행한다.

위치결정 이후 전사헤드(13)는 하향 이동한다. 전사헤드(13)용 Z축구동모터(34) 상의 하중이 소정의 값에 도달하는 시점에서 웨이퍼에 대한 플럭스의 전사가 종료된 것으로 결정되어 전사헤드(13)가 상승된다. 상승 이후 전사헤드(13)는 플럭스 저장장치(10)로 복귀되고, 웨이퍼 스테이지(30)가 볼 장착위치(20)로 이동한다. 또, 필요한 싸이클이 지나갈 때마다 전사헤드(13)가 클리닝부(12)로 이동하여 접촉함으로써 전사헤드(13)에 남겨진 플럭스를 제거하게 된다.

도 18의 장착헤드(25)가 땜납볼(47) 흡착용으로 사용되는 경우를 설명한다. 장착헤드(25)는 볼공급유니트(19) 위로부터 하향 이동하여 지정된 위치에서 정지한다. 장착헤드(25)의 내부공간이 도시안된 송풍기에 의해 배기포트(50)를 통해 감압됨으로써 장착헤드(25)의 압력이 감소된다. 장착헤드(25)의 압력의 감소에 따라 진공판(40)과 지지판(41)이 펀칭금속(43)과 밀접하게 접촉된다. 펀칭금속(43)에 다수의 기체통로(51)가 형성됨에 따라 이 상태에서도 도 16의 화살표로 나타낸 바와같이 펀칭금속(43)과 진공판(40) 사이에 놓여진 지지판(41)의 고응력수지로된 그물망을 통해 흡착이 행해진다. 따라서, 진공판(40)의 각 흡착구멍(46)에 진공압력이 생성되어 땜납볼(47)이 각 흡착구멍(46)에 흡착된다.

장착헤드(25)의 내압이 소정의 크기 이하가 되는 시점에서 흡착이 완료된 것으로 결정하고, 장착헤드를 상승시킨다. 이후 잉여 볼 제어 유니트(21)에 의해 잉여 볼이 제거되고, 장착헤드(25)는 볼 흡착 에러 검출 유니트로 이동한다.

볼 흡착 에러가 있을 경우, 이 에러가 미싱볼이면 장착헤드(25)는 볼 공급 유니트(19)로 다시 이동하여 흡착동작을 반복한다. 잉여 볼 에러이면 볼 배출 유니트(24)가 장착헤드(25) 아래로 진행한다. 이후 장착헤드(25)는 흡착된 모든 볼을 볼 배출 유니트(24)로 배출하고 이후 볼 공급 유니트(19)로 다시 이동하여 흡착동작을 반복한다.

이상이 발생하면 장착헤드(25)는 볼 장착 위치(20)로 이동한다. 다음 과정을 통해 도 18의 장착헤드(25) 대신에 도 10 및 도 11의 장착헤드(25)에 대하여 설명한다.

볼 장착위치(20)에서 장착헤드(25)의 하부면(141) 상의 정렬마크(117')가 웨 이퍼 스테이지(30) 상에 제1광학적 인식수단으로서 배치된 CCD카메라(23)(23')에 의해 인식된다. 이 인식결과와 앞서 웨이퍼의 위치인식 데이터에 기초하여 장착헤드(25)와 웨이퍼 간의 상대위치적 간격량을 얻기 위한 동작을 행한다.

이 상대위치적 간격량을 얻기 위한 동작의 결과에 따라서 제어유니트는 웨이퍼와 장착헤드(25)의 위치를 상호 일치시키기 위한 명령을 장착헤드(25)의 한 축(Y축)과 웨이퍼 스테이지(30)의 2축(X축과

축)에 대해 부여한다. 이 명령에 따라 장착헤드(25)의 Y축과 웨이퍼 스테이지(30)의 X축 및

축이 작용하여 장착헤드(25) 및 웨이퍼 스테이지(30)의 위치결정을 행한다.

위치결정 이후, 장착헤드(25)는 하향 이동을 행한다. 장착헤드(25)의 하부면 상의 스페이서(25)가 웨이퍼(49)에 접하여 도시하지 않은 하중센서에 의해 검출된 하중이 소정의 값에 도달하면 장착헤드(25)가 하향이동을 정지한다.

다시 땜납볼 장착용으로서 도 18의 장착헤드(25)에 대하여 설명한다. 이 시점에서, 도 18의 장착헤드(25)를 사용하면 장착헤드(25)와 웨이퍼(49) 사이에 땜납 볼(47)이 놓인다. 여기서 송풍모터가 정지하여 장착헤드(25)에서의 압력이 대기압으로 노출된다. 이 때, 지지판(41)과 진공판(40)은 펀칭메탈(43)이 떠나는 방향으로 힘을 받는다. 이 힘에 의해 땜납볼(47)이 장착헤드(25)로부터 확실하게 분리되어 웨이퍼(49) 상에 장착된다. 장착헤드는 이후 상승한다.

땜납볼이 장착된 웨이퍼 스테이지(30)가 웨이퍼 결정위치(8)로 복귀한다. 이 때 웨이퍼 상의 땜납볼의 장착상태가 앞서 볼장착검출위치로 이동한 CCD카메라(31) 를 통해 검사된다. CCD 카메라(31)는 제2광학적 인식수단으로서 그 주목적은 피가공물의 위치를 인식하는 것이다. 본 실시예에 있어서, 이들 카메라는 웨이퍼 상의 땜납볼의 장착상태를 검사하는 역할도 한다.

이때, CCD카메라(31)는 정지상태에서 웨이퍼 스테이지(30)의 이동에 의해 웨이퍼(49)의 전체면을 스캔하게 된다. 이 검사 결과로서 장착상태가 양호하면 웨이퍼가 로보트(9)에 의해 반출웨이퍼 카세트(6)로 삽입되고, 장착상태가 불량하면 불량 웨이퍼 카세트(7)로 삽입된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 설명도로서 피가공물과 헤드를 위치결정하기 위한 3축 간의 관계를 나타낸다. 제2실시예에 따른 땜납볼 장착장치의 피가공물 구동기구(4)에 있어서는 Y축에 전사헤드(13)와 장착헤드(25)가 일렬로 위치하고, 플럭스 전사위치(11)와 볼장착위치(20)가 한번에 동일위치에 배치된다. 본 실시예에 있어서 플럭스 공급 유니트(10) 및 볼 공급 유니트(19)는 도 6에서 Y축 상하에 각각 배치되어 피가공물 구동기구(4)를 이들 사이에서 유지하게 된다.

Y축구동기구는 Y축 위에 그리고 도 6의 피가공물 구동기구(4) 위에 배치된 플럭스 공급 유니트(10)와 플럭스 전사위치(11) 사이에서 전사헤드(13)가 이동하는 것을 가능하게 한다. 또, Y축구동기구는 Y축위에 그리고 도 6의 피가공물 구동기구(4) 아래에 배치된 볼 공급 유니트(19)와 볼 장착 위치(20) 사이에서 장착헤드(25)가 이동하는 것을 가능하게 한다.

플럭스 전사위치(11)에서, 웨이퍼 스테이지(30)의 X축이동(도 6의 좌우이동), 웨이퍼 스테이지(30)의

축 회전, 전사헤드(13)의 Y축이동(도 6의 상 하 이동)에 의해 위치결정을 행하여 웨이퍼 스테이지(30) 상의 웨이퍼와 전사헤드(13) 간의 상대위치관계를 조절한다. 이 위치결정 이후 웨이퍼에 플럭스가 전사된다.

다음에, 이와같이 조절된 위치는 볼장착위치(20)가 된다. 볼 장착위치(20)에서는 웨이퍼 스테이지(30)의 X축이동, 웨이퍼 스테이지(30)의 X축회전, 장착헤드(25)의 Y축이동에 의해 위치결정을 행하여 웨이퍼 스테이지(30) 상의 웨이퍼와 장착헤드(25) 간의 위치관계를 조절한다. 위치결정 이후 장착헤드(25)의 하부면에 흡착된 땜납볼이 웨이퍼에 장착된다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 관한 설명도로서, 피가공물과 헤드의 위치결정을 위한 3축 관계를 나타낸다. 본 실시예에 따른 땜납볼 장착장치의 피가공물 구동기구(4)에 있어서는 Y축(도 7의 상하 방향) 상에 전사헤드(13)와 장착헤드(25)가 상호 연속하여 배치되어 플럭스 전사와 땜납볼 장착 양쪽이 동일 구동기구에 의해 이루어 진다. 도 7의 Y축 상에 플럭스 공급유니트(10)와 볼공급유니트(19)가 상하로 각각 배치되어 피가공물 구동기구(4)를 이들 사이에서 유지한다.

본 실시예에 있어서는 또한 플럭스 전사위치(11)와 볼장착위치(20)가 한번에 동일한 위치에서 설정된다. 도 7과 같이 플럭스 전사헤드(13)가 웨이퍼에 플럭스를 전사하는 반면, 장착헤드(25)는 볼 공급 유니트(19)에서 땜납 볼을 흡착하는 일에 관여한다. 도시하지 않았지만 전사헤드(13)에는 플럭스 공급 유니트(10)의 플럭스가 공급되는 반면, 장착헤드(25)는 웨이퍼 상에 땜납볼을 장착한다.

본 실시예에 있어서, Y축구동기구는 전사헤드(13)가 Y축 상에 그리고 도 7의 피가공물 구동기구(4) 위에 배치된 플럭스 공급 유니트(10)와 플럭스 전사 위치(11) 사이에서 전사헤드(13)가 이동하는 것을 가능하게 한다. 플럭스 전사위치에서의 위치결정은 웨이퍼 스테이지(30)의 X축이동(도 7의 좌우이동), 웨이퍼 스테이지(30)의

축회전, 전사헤드(13)의 Y축이동(도 7의 상하방향 이동)에 의해 이루어지며, 그 결과 웨이퍼 스테이지(30) 상의 웨이퍼와 전사헤드(13) 사이의 위치관계가 조절된다. 위치결정 이후 플럭스가 웨이퍼에 전사된다.

본 실시예에 있어서, Y축구동기구는 Y축상에 그리고 도 4의 피가공물 구동기구(4) 아래의 볼공급유니트(19)와 볼장착위치(20) 사이에서 장착헤드(25)가 이동하는 것을 가능하게 한다. 플럭스가 플럭스 전사위치(11)에서 전사된 후 이 동일 위치는 볼장착위치(20)가 된다. 볼장착위치(20)에서 위치결정은 웨이퍼 스테이지(30)의 X축이동, 웨이퍼 스테이지(30)의

축회전, 장착헤드(25)의 Y축이동에 의해 이루어져 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼와 장착헤드(25) 간의 위치관계가 조절된다. 위치결정 이후 장착헤드(25)의 하부면 상에 흡착된 땜납볼은 웨이퍼 상에 장착된다.

도 8은 본 발명의 또다른 실시예로서 피가공물과 헤드를 위치결정하기 위한 3축관계를 나타낸다. 제4실시예에 따른 땜납볼 장착장치에 있어서는 플럭스 전사헤드가 없고, 피가공물 구동기구(4)에 대하여 Y축 상에 장착헤드(25) 만이 배치된다. 장착헤드(25)에 흡착된 땜납볼에 직접 플럭스가 공급되어 땜납볼이 장착된다.

본 실시예에 있어서, Y축 상하에 각각 플럭스 공급 유니트(10)와 공급 유니트(19)가 배치된다. 즉, 장착헤드(25)는 볼공급유니트(19)에서 땜납볼을 흡착하고, 이후 플럭스 공급유니트(10)로 이동하고(도 8의 하부로부터 상부로 이동), 땜납볼에만 플럭스를 전사한다.

이후, 장착헤드(25)가 볼장착위치(20)로 이동한다(도 8의 하부로부터 상부로 이동). 볼장착위치(20)에서 웨이퍼 스테이지(30)의 X축이동, 웨이퍼 스테이지(30)의

축 회전, 장착헤드(25)의 Y축이동을 통해 위치결정을 행하여 웨이퍼와 장착헤드(25) 사이의 위치관계를 조절한다. 위치결정 이후 장착헤드(25)의 하부면에 흡착된 땜납볼이 웨이퍼에 장착된다.

본 발명에 따르면, 실질적으로 수평방향으로된 직선축이 헤드 구동축으로서 제공되고, 이 헤드구동축에 대해 교차하는 직선축 및 회전축이 피가공물 구동축으로서 제공되며, 이 3축은 피가공물과 헤드 간의 위치관계를 조절하도록 구동된다. 따라서, 땜납볼 장치에서 축의 개수가 줄어들어 전체적으로 구동기구가 단순화된다. 그 결과 고장요인이 줄어든 땜납볼 장착장치를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면 플럭스 저장장치에서 플럭스 저장공간에서의 공급영역이 실질적으로 전사헤드의 전사영역 만큼 크고 , 공급영역을 제외하고는 플럭스 저장공간에 대해 상대적으로 상향 이동되는 반면, 공급영역의 플럭스 표면과 전사헤드의 전사영역 사이에서 실질적 평행을 유지한다. 따라서, 스테이지가 하향되는 전사헤드와 동기하여 상승되면 플럭스 돌기부가 전사헤드에 근접하지 않고도 플럭스를 전사헤드에 전사할 수 있다. 그러므로, 플럭스가 전사헤드 중 예상치 못한 부분에 부착되는 현상이 없어 플럭스 저장장치의 치수를 줄일 수 있고 전사를 아주 미세하게 행할 수 있는 플럭스 전사방법 및 그 플럭스 저장장치를 제공하는 것이 가능해 진다.

본 실시예의 효과로서 전사헤드에 전사 스탬프가 사용되면 부착비용(부품값)을 전사헤드에 전사 핀이 사용된 경우에 비해 상대적으로 줄일 수 있다.

본 발명은 전술한 바와같이 구성되어 동작하므로 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

본 발명이 제공하는 헤드와 피가공물 위치결정 방법 및 장치는 정렬마크가 배치된 헤드와, 이 정렬마크를 인식하는 제1광학적 인식수단과, 피가공물의 위치를 인식하는 제2광학적 인식수단과, 2개의 광학적 인식수단의 인식결과에 기초하여 헤드와 피가공물 사이의 상대적 위치간격량을 얻기위한 동작을 행하는 동작수단과, 이 동작수단의 동작결과에 기초하여 헤드와 피가공물의 각 축에 대해 구동기구에 이동명령을 부여하는 제어수단을 구비하여 이루어 진다. 따라서, 볼을 아주 작게 제조하여 한번에 다량으로 장착하는 경우에 요구되는 높은 위치결정 정밀도를 충족시킬 수 있다.

또, 피가공물을 이동시키고 위치결정하는 스테이지 상에 제1광학적 인식수단을 배치하여 피가공물을 구동하기 위한 구동기구와 함께 헤드의 정렬마크를 인식할 수 있다. 따라서, 작은 개수의 구동기구로 전사헤드 또는 장착헤드를 인식하는 것이 가능하여 전체적으로 볼 장착 장치를 소형화할 수 있다.

종래 다수의 흡착구멍이 형성된 진공판은 일반적으로 통상 필요한 강성을 얻기 위해 두꺼운 물질(수지, 금속 등)을 이용하고 여기에 스핀들 등을 이용하여 흡착구멍을 형성하는 가공방식으로 제조된다. 그러나, 이러한 가공방식은 구멍수가 많을 때 특히 비용이 상승된다. 이 경우 진공판을 얇게하려는 시도가 있었다. 예를들어 장착헤드 뒤에 다공물질을 배치하는 방법이 제안되었다. 그러나, 다공물질을 사용할 경우 압력손실이 커서 대형치수의 감압수단이 요구된다. 다공물질의 두께를 줄여 압력손실을 낮추면 강도가 불충분해지는 문제가 있다.

이에 비해 본 발명에 따르면 장착헤드는 볼 흡착용으로 다수의 흡착구멍이 배치된 진공판과, 진공판의 흡착구멍에 대응하지 않는 기체통로를 가지고 있어 외력에 대해 진공판을 지지하는 기체통로형성부재와, 진공판과 기체통로형성부재 사이의 진공판 흡착영역에 배치된 기체통로부재를 구비한다. 따라서, 진공판 또는 기체통로부재로서 얇은 물질을 사용하여도 바닥이 땜납볼 흡착시의 부압에 기인하여 진공판이 절곡되는 것을 방지하게 되며, 결과적으로 피가공물과 진공판 간의 평행상태를 확보할 수 있다. 따라서, 피가공물에 대량의 땜납볼을 다량으로 장착하는 것이 가능하다.

둘째, 진공판용도로 얇은 물질을 사용하므로 땜납볼이 장착될 때 진공판이 피가공물 표면을 추종하여 장착정밀도를 상승시킨다. 그러므로, 쉽게 흡착구멍을 형성할 수 있고, 부품비용을 감소시킬 수 있다. 또, 기체통로부재도 얇은 물질을 사용하므로 대형 감압수단이 필요하지 않다.

셋째, 기체통로부재가 배치되므로 기체통로형성부재와 진공판 사이에 기체가 흐르는 층이 형성된다. 그 결과 흡착영역 전체에 걸쳐 균일한 흡착상태를 이룰 수 있는 장착헤드를 제공할 수 있다.

또, 흡착 볼 직경에 대응하는 두께를 갖는 스페이스가 진공판의 흡착영역 외측에 배치되므로 장착시 땜납볼이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장착헤드를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전사헤드의 스크린은 그 하부면에는 전사돌기가 배치되는 한편 전사헤드의 하부면 상의 프레임에 대해 장력을 가지고 긴장된 상태가 된다. 또, 전사헤드는 하중이 없는 상태에서는 힘을 부여하지 않고, 스크린에 상방향 하중이 가해질 때 스크린을 하향으로 가압하는 수단을 구비한다. 그 결과 전사헤드가 플럭스 공급부 쪽으로 가압되어도 스크린의 중앙부분이 구불어지는 현상이 발생하지 않는 전사헤드를 제공할 수 있다. 따라서, 전사헤드의 중앙부분과 주변 사이의 플럭스 접착량에서 차이가 발생하지 않으므로 플럭스 접착량을 균일하게 할 수 있다.

이상과 같이 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위 및 그 기술적 사상을 일탈하지 않고도 당분야의 통상의 기술자에 의해 여러 가지 변경 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

볼장착장치에 사용되는 장착헤드로서,

메인본체와,

상기 메인본체의 하부에 배치되어 볼을 흡착하는 다수의 흡착구멍을 갖는 진공판과,

상기 진공판 위의 상기 메인본체에 배치되어 외력에 대해 상기 진공판을 지지하는 한편, 상기 진공판의 상기 흡착구멍에 대응하지 않는 다수의 기체통로를 갖는 기체통로형성부재와,

상기 진공판과 상기 기체통로형성부재 사이에 배치된 기체통로부재를

구비하는 것을 특징으로 하는 장착헤드.
제1항에 있어서,

흡착될 볼의 직경과 대응하는 두께를 갖는 스페이서를 더 포함하며, 이 스페이서는 상기 흡착구멍이 형성되지 않은 영역에서 상기 진공판 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 장착헤드.
제2항에 있어서,

상기 메인본체의 하측에 대해 상기 진공판, 상기 기체통로부재 및 상기 스페이서를 고정하는 판홀더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장착헤드.
하부면에 프레임이 형성된 메인본체와,

하부면에 전사돌기가 배치되는 한편 상기 프레임에 대해 인장에 의해 긴장된 상태가 되는 스크린과,

상기 스크린 위에 배치되고, 하중이 없는 상태에서는 상기 스크린에 힘을 부여하지 않고, 상향 하중이 상기 스크린에 가해질 때 상기 스크린을 하향으로 가압하는 가압수단을

구비하는 것을 특징으로 하는 전사헤드.
제4항에 있어서,

상기 프레임은 직각형이고, 상기 프레임의 측면에는 장착홈이 형성되며,

상기 가압수단은 상기 장착홈에 의해 지지되는 질량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사헤드.
제1항에 있어서,

상기 기체통로부재는 금속망, 고응력수지망 및 다공성 물질 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 장착헤드.