KR20220083629A - Laser reflow method of laser reflow apparatus - Google Patents

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Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 장방형의 기판 상에 복수의 전자부품이 배치된 본딩대상물을 투광성 가압부재로 눌러 가압함과 함께 상기 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법에 있어서, a) 상기 전자부품의 저면에 다수의 솔더 범프를 배치하는 단계; b) 상기 기판의 상면에 셀프 얼라인먼트 요입홈(Self Alignment Groove: SAG)을 갖는 다수의 전극 패드를 형성하는 단계; c) 상기 솔더 범프를 전극 패드의 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 각각 안착시켜 가정렬(Pre-alignment)하는 단계; d) 상기 가안착된 솔더 범프에 레이저 빔을 조사함에 따라 구형 솔더 범프가 용융되면서 유동되어져 상기 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 완전히 정위치된 후 레이저 빔의 조사를 차단함으로써 솔더 범프를 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 고착시키는 셀프 얼라인먼트(Self Alignment) 단계; e) 상기 단계 d가 완료되면 투광성 가압부재가 하방으로 이동되어 본딩대상물을 가압함과 함께 투광성 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계; f) 상기 레이저 빔의 조사가 완료되면 투광성 가압부재를 상방으로 이동하여 가압상태를 해제하는 단계;를 포함한다.The present invention for achieving the above object is by irradiating a laser beam to the bonding object through the pressing member while pressing and pressing a bonding object on which a plurality of electronic components are arranged on a rectangular substrate with a light-transmitting pressing member. A laser reflow method of a laser reflow apparatus for bonding a component to a substrate, the laser reflow method comprising: a) disposing a plurality of solder bumps on a bottom surface of the electronic component; b) forming a plurality of electrode pads having a self-alignment groove (SAG) on the upper surface of the substrate; c) pre-aligning the solder bumps by seating each of the solder bumps in the self-alignment recessed grooves of the electrode pad; d) As the laser beam is irradiated to the temporarily seated solder bump, the spherical solder bump is melted and flowed, and after being completely positioned in the self-alignment recess, the laser beam is blocked and the solder bump is fixed in the self-alignment recess. a self-alignment step; e) when the step d is completed, the light-transmitting pressing member is moved downward to press the bonding object and irradiating a laser beam to the bonding object through the light-transmitting pressing member; f) when the irradiation of the laser beam is completed, moving the light-transmitting pressing member upward to release the pressing state; includes.

Description

레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법 {Laser reflow method of laser reflow apparatus}Laser reflow method of laser reflow apparatus

본 발명은 레이저 리플로우 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 전자부품을 투광성 가압부재로 눌러 가압한 상태로 레이저를 조사하여 전자부품을 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser reflow method, and more particularly, to a laser reflow method of a laser reflow apparatus for bonding electronic components by irradiating a laser while pressing a plurality of electronic components with a light-transmitting pressing member. .

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.In industrial laser processing, an application field with micron (㎛) precision is micro laser processing, which is widely used in the semiconductor industry, display industry, printed circuit board (PCB) industry, and smartphone industry. Memory chips used in all electronic devices have developed technologies to reduce the circuit spacing to a minimum to realize the degree of integration, performance, and ultra-high speed communication speed, but now, the required technology level has been achieved just by reducing the circuit line width and line width gap. It is difficult to do so, and it has reached the level of stacking memory chips in a vertical direction. The stacking technology up to 128 layers has already been developed by TSMC, and the stacking technology up to 72 layers is being applied to mass production by Samsung Electronics and SK Hynix.

또한, 메모리칩, 마이크로프로세서칩, 그래픽프로세서칩, 무선프로세서칩, 센서프로세서칩 등을 1개의 패키지에 실장하려는 기술개발들이 치열하게 연구개발되고 있으며 상당한 수준의 기술들이 이미 실전적용되고 있다.In addition, technology development for mounting a memory chip, a microprocessor chip, a graphic processor chip, a wireless processor chip, a sensor processor chip, etc. in one package is intensely researched and developed, and a considerable level of technology has already been applied in practice.

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.However, in the process of developing the aforementioned technology, more and more electrons have to participate in the signal processing process inside the ultra-high-speed/ultra-high-capacity semiconductor chip, so the power consumption increases, and the issue of cooling treatment for heat has been raised. In addition, in order to achieve the requirements of ultra-high-speed signal processing and ultra-high-frequency signal processing for more signals, a technical issue that large amounts of electrical signals must be transmitted at high speed has been raised. In addition, since the number of signal lines has to be increased, it is no longer possible to process the signal interface lines to the outside of the semiconductor chip using a one-dimensional lead wire method, but a ball grid array (BGA) method (Fan-In BGA) that processes two-dimensionally at the bottom of the semiconductor chip. Or Fan-in Wafer-Level-Package (FIWLP)) and a signal layout redistribution layer under the ultra-fine BGA layer under the chip, and a second fine BGA layer is installed under it. The method (referred to as Fan-Out BGA or Fan-Out Wafer-Level-Package (FOWLP) or Fan-Out Panel-Level-Package) is being applied.

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 ThermalExpansion) 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.Recently, in the case of semiconductor chips, products with a thickness of 200 μm or less including an EMC (Epoxy-Mold Compound) layer have appeared. As such, in order to attach a micron-level ultra-thin semiconductor chip with a thickness of only several hundred microns to an ultra-thin PCB, the same mass reflow (SMT) standard process, Thermal Reflow Oven technology, is used. When the MR) process is applied, the semiconductor chip is exposed to an air temperature environment of 100 to 300 degrees (℃) for a period of several hundred seconds. - Various types of soldering bonding defects such as border warpage (PCB-Boundary Warpage) and Random-Bonding Failure by Thermal Shock may occur.

이에 따라 최근들어 각광받고 있는 레이저 리플로우 장치의 구성을 살펴보면, 레이저 헤드 모듈이 본딩대상물(반도체 칩 또는 집적회로 IC)을 수 초 동안 눌러주면서 레이저를 조사하여 본딩하는 방식으로, 반도체 칩 또는 집적회로(IC) 사이즈에 대응하는 면 광원 형태의 레이저를 조사하여 본딩을 수행한다.Accordingly, looking at the configuration of a laser reflow device that has recently been in the spotlight, a laser head module presses a bonding object (semiconductor chip or integrated circuit IC) for a few seconds while irradiating a laser to bond the semiconductor chip or integrated circuit. (IC) Bonding is performed by irradiating a laser in the form of a surface light source corresponding to the size.

이러한 가압방식의 레이저 리플로우 방법에 대해서는 한국등록특허 제0662820호(이하, '선행문헌1'이라 함)를 참조하면, 플립칩의 후면에 레이저를 조사하여 상기 플립칩을 가열하는 한편, 상기 플립칩을 상기 캐리어 기판에 압착하기 위한 플립칩 가열압착모듈의 구성이 개시되어 있다.For a laser reflow method of such a pressurization method, referring to Korea Patent Registration No. 0662820 (hereinafter referred to as 'Prior Document 1'), the flip chip is heated by irradiating a laser to the rear surface of the flip chip, while the flip chip is heated. A configuration of a flip-chip hot-pressing module for pressing a chip to the carrier substrate is disclosed.

그러나, 상기 선행문헌1에 개시된 종래 가압방식의 레이저 리플로우 방법은 가압 헤드 모듈이 칩을 흡착하여 본딩 포지션으로 이동시키기 위한 수단과, 상기 칩의 이면을 레이저를 통해 가열함과 동시에 상기 칩을 캐리어 기판에 압착시키기 위한 수단으로 분리되기 때문에 반도체 스트립과 같이 복수의 반도체 칩을 본딩하는 경우 하나의 반도체 칩을 가압하면서 레이저를 조사하는 동작을 반도체 칩 개수만큼 반복적으로 수행해야하기 때문에 작업시간이 증대될 수밖에 없었다.However, the laser reflow method of the conventional pressurization method disclosed in Prior Document 1 includes a means for a pressurizing head module to adsorb a chip and move it to a bonding position, and heating the back surface of the chip through a laser while simultaneously carrying the chip as a carrier. Since it is separated by means for pressing on the substrate, when bonding a plurality of semiconductor chips such as a semiconductor strip, the operation time is increased because the operation of irradiating a laser while pressing one semiconductor chip must be repeatedly performed as many as the number of semiconductor chips. had no choice but to

한편 한국공개특허 2017-0077721(이하, '선행문헌2'이라 함)을 참조하면, 동 특허에 언급된 레이저 리플로우 방법은 가압 헤드가 여러 개의 플립칩을 동시에 가압한 상태에서 레이저 헤드가 수평 방향으로 이송하며 각 플립칩을 순차적으로 하나씩 레이저를 조사하거나 또는 단일의 레이저 헤드가 여러 개의 플립칩에 레이저를 동시에 조사하는 방식으로 본딩 처리가 가능함에 대해 개괄적으로 언급하고 있다. Meanwhile, referring to Korean Patent Application Laid-Open No. 2017-0077721 (hereinafter referred to as 'Prior Document 2'), in the laser reflow method mentioned in the same patent, the laser head moves in a horizontal direction while the pressure head simultaneously presses several flip chips. In general, it is mentioned that bonding processing is possible by irradiating each flip chip with a laser one by one or by simultaneously irradiating lasers on several flip chips by a single laser head.

그러나, 상술한 선행문헌2의 종래 레이저 가압 헤드 구성에 따르면 단일의 레이저 소스를 이용하기 때문에 기판 상에 배치된 복수의 플립칩에 레이저 빔이 여러 각도에서 입사함에 따라 균질화된 레이저 빔을 조사 및 불량없이 복수의 플립칩을 리플로우하기는 기술적으로 많은 어려움이 예상된다.However, according to the conventional laser pressure head configuration of the above-mentioned Prior Document 2, since a single laser source is used, the homogenized laser beam is irradiated and defective as the laser beam is incident at various angles on a plurality of flip chips disposed on the substrate. Reflowing a plurality of flip chips without it is expected to be technically difficult.

그러므로 종래에는 단일의 플립칩을 하나씩 순차적으로 가압 및 리플로우 처리함에 따라 전체 작업시간이 증가될 수밖에 없었고, 복수의 처리를 위해 다양한 기판의 사이즈에 수평적으로 배치된 복수의 플립칩에 단일의 레이저 빔을 동시에 조사하더라도 각각의 플립칩에 충분한 열에너지가 골고루 전달되기는 사실상 어려우므로 여전히 본딩 불량률이 개선되기 어려운 문제점이 남아 있었다.Therefore, in the prior art, as a single flip chip is sequentially pressurized and reflowed one by one, the total working time has to be increased, and a single laser is applied to a plurality of flip chips horizontally arranged on various substrate sizes for a plurality of processes. Even if the beam is irradiated at the same time, it is virtually difficult to evenly transmit sufficient thermal energy to each flip chip, so there is still a problem in that it is difficult to improve the bonding defect rate.

특히, 최근 플렉서블 기판(Flexible PCB)의 적용이 확대되고, 플렉서블 기판 및 전자부품의 두께가 점점 더 얇아지고 있는 추세인데, 상기 플렉서블 기판 및 전자부품의 경박화는 뒤틀림(warpage)이 증가되는 또 다른 문제점이 수반된다.In particular, in recent years, the application of a flexible PCB is expanding, and the thickness of the flexible substrate and electronic components is becoming thinner. problems are involved

이로 인해 플렉서블 기판 상에 각각 다른 높이 편차를 갖는 전자부품들을 본딩을 위해 그대로 가압 또는 레이저를 조사하게 되면 전자부품의 솔더 범프가 전극 패드를 벗어나게 되어 전기적으로 단선(open) 또는 단락(short)되는 심각한 불량이 빈번히 발생되므로 이에 대한 개선이 시급한 상황이다.For this reason, when pressurizing or irradiating electronic components with different height deviations on the flexible substrate as they are for bonding, the solder bumps of the electronic components leave the electrode pads, causing severe electrical open or short circuits. Since defects occur frequently, improvement is urgently needed.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명은 투광성 가압부재의 가압 전에 하방에 위치한 전자부품의 솔더 범프가 전극 패드의 정확한 융착 지점에 정렬(Alignment)되도록 위치를 셀프 얼라인먼트(Self Alignment)함으로써 상기 투광성 가압부재에 의해 가압시 전자부품에 전달되는 압력이 한쪽으로 편중됨없이 고르게 가압되므로 솔더 범프와 전극 패드 간에 발생되는 전기적인 단선(open) 또는 단락(short) 불량이 방지되며, 이에 따라 복수의 전자부품을 동시에 가압 및 레이저 빔을 조사하여 한번에 리플로우 처리함에 따라 대량 처리가 가능하면서도 불량률이 대폭 개선되는 레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was invented to solve the above problems, and the present invention self-positions so that the solder bumps of the electronic components located below are aligned with the precise fusion points of the electrode pads before the light-transmitting pressing member is pressed. By self-alignment, the pressure delivered to the electronic component when pressed by the light-transmitting pressure member is evenly pressed without being biased to one side, so that electrical open or short defects occurring between the solder bump and the electrode pad are eliminated. Accordingly, it is an object to provide a laser reflow method of a laser reflow device that enables mass processing while reflowing a plurality of electronic components at the same time by simultaneously pressurizing and irradiating a laser beam to improve the defect rate. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 장방형의 기판 상에 복수의 전자부품이 배치된 본딩대상물을 투광성 가압부재로 눌러 가압함과 함께 상기 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법에 있어서, a) 상기 전자부품의 저면에 다수의 솔더 범프를 배치하는 단계; b) 상기 기판의 상면에 셀프 얼라인먼트 요입홈(Self Alignment Groove: SAG)을 갖는 다수의 전극 패드를 형성하는 단계; c) 상기 솔더 범프를 전극 패드의 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 각각 안착시켜 가정렬(Pre-alignment)하는 단계; d) 상기 가안착된 솔더 범프에 레이저 빔을 조사함에 따라 구형 솔더 범프가 용융되면서 유동되어져 상기 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 완전히 정위치된 후 레이저 빔의 조사를 차단함으로써 솔더 범프를 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 고착시키는 셀프 얼라인먼트(Self Alignment) 단계; e) 상기 단계 d가 완료되면 투광성 가압부재가 하방으로 이동되어 본딩대상물을 가압함과 함께 투광성 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계; f) 상기 레이저 빔의 조사가 완료되면 투광성 가압부재를 상방으로 이동하여 가압상태를 해제하는 단계;를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object is by irradiating a laser beam to the bonding object through the pressing member while pressing and pressing a bonding object on which a plurality of electronic components are arranged on a rectangular substrate with a light-transmitting pressing member. A laser reflow method of a laser reflow apparatus for bonding a component to a substrate, the laser reflow method comprising: a) disposing a plurality of solder bumps on a bottom surface of the electronic component; b) forming a plurality of electrode pads having a self-alignment groove (SAG) on the upper surface of the substrate; c) pre-aligning the solder bumps by seating each of the solder bumps in the self-alignment recessed grooves of the electrode pad; d) As the laser beam is irradiated to the temporarily seated solder bump, the spherical solder bump is melted and flowed, and after being completely positioned in the self-alignment recess, the laser beam is blocked and the solder bump is fixed in the self-alignment recess. a self-alignment step; e) when the step d is completed, the light-transmitting pressing member is moved downward to press the bonding object and irradiating a laser beam to the bonding object through the light-transmitting pressing member; f) when the irradiation of the laser beam is completed, moving the light-transmitting pressing member upward to release the pressing state.

또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 d)의 셀프 얼라인먼트(Self Alignment)는 전자부품들에 형성된 솔더 범프가 전극 패드의 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에서 용융 및 유동되는 과정에서 중력에 의해 셀프 얼라인먼트 요입홈의 정중앙으로 이동 및 정위치된 후 표면장력으로 구형을 이루면서 각 솔더 범프와 셀프 얼라인먼트 요입홈의 수직 중심축이 서로 일치하게 된다.In addition, according to an embodiment, in the self-alignment of step d), in the process of melting and flowing solder bumps formed on electronic components in the self-alignment concave groove of the electrode pad, the self-alignment concave groove is formed by gravity. After being moved and positioned to the exact center, the vertical center axis of each solder bump and self-alignment concave groove coincides with each other while forming a spherical shape with surface tension.

또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 d)의 레이저 빔의 온도는 솔더 범프의 융점보다 높다.Also, according to an embodiment, the temperature of the laser beam in step d) is higher than the melting point of the solder bump.

또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 a) 내지 d) 단계 중 어느 하나는 비전 촬영이 이루어지는 단계를 더 포함한다.Also, according to an embodiment, any one of steps a) to d) further includes the step of performing vision imaging.

또한 일 실시예에 따라, 상기 레이저 빔은 둘 이상의 레이저 모듈로부터 레이저 빔이 중첩 조사된다.In addition, according to an embodiment, the laser beam is irradiated by overlapping the laser beam from two or more laser modules.

또한 일 실시예에 따라, 상기 각 레이저 모듈은 상호 대칭적으로 배치되고 상기 각 레이저 빔은 동일한 빔 조사 각도를 갖는다.Also, according to an embodiment, each of the laser modules is arranged symmetrically to each other, and each of the laser beams has the same beam irradiation angle.

또한 일 실시예에 따라, 상기 각 레이저 모듈로부터 레이저 빔이 동시 또는 순차적으로 조사된다.In addition, according to an embodiment, laser beams are simultaneously or sequentially irradiated from each of the laser modules.

또한 일 실시예에 따라, 상기 각 레이저 모듈 중 적어도 하나의 레이저 모듈은 단계 d)에서 단계 e)로 진행되는 과정에서 레이저 빔이 끊어짐없이 지속적으로 조사된다.In addition, according to an embodiment, at least one of the laser modules is continuously irradiated with a laser beam without interruption in the process from step d) to step e).

또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 c) 이후에, 가정렬(Pre-alignment)된 솔더 범프가 셀프 얼라인먼트 요입홈의 정중앙에 위치하도록 상기 기판과 전자부품들을 진동이나 지그(JIG)를 이용하여 더 정렬한다.In addition, according to an embodiment, after step c), the board and electronic components are further moved using vibration or a jig so that the pre-aligned solder bump is located in the exact center of the self-alignment concave groove. sort

상술한 바와 같은 본 발명은, 투광성 가압부재가 전자부품이 한쪽으로 기울어져 눌리지 않도록 고르게 압력이 분산되도록 투광성 가압부재의 위치를 조정함으로써 기판 상에 배치된 복수의 전자부품에 작용하는 압력이 편중됨에 따라 솔더 범프와 전극 패드 간에 발생되는 전기적인 단선(open) 또는 단락(short) 불량이 방지되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the pressure acting on the plurality of electronic components disposed on the substrate is biased by adjusting the position of the light transmitting pressure member so that the pressure is evenly distributed so that the light transmitting pressure member does not tilt the electronic component to one side and press it. Accordingly, there is an effect of preventing an electrical open or short fault occurring between the solder bump and the electrode pad.

또한 투광성 가압부재가 전자부품에 누르기전 사전에 레이저 조사를 통해 셀프 정렬(Self Alignment)을 함으로써 가압부재가 누를 때 쉬프트(Shift)되는 것을 방지하는 효과도 있다.In addition, there is an effect of preventing shift (Shift) when the pressing member is pressed by performing self-alignment through laser irradiation before the light-transmitting pressing member is pressed on the electronic component.

또한 복수의 전자부품을 눌러 가압함과 동시에 균질화된 레이저 빔을 조사할 수 있게 됨으로써 대량 리플로우 처리에 의해 생산성이 대폭 개선되는 효과가 있다.In addition, since a plurality of electronic components can be pressed and simultaneously irradiated with a homogenized laser beam, productivity is greatly improved by mass reflow processing.

도 1은 본 발명 레이저 리플로우 방법의 실시에 이용되는 레이저 리플로우 장치의 구성을 전체적으로 보인 예시도
도 2는 도 1의 블록 구성도
도 3은 본 발명 레이저 리플로우 방법의 일 실시예에 따른 싱글 레이저 빔 모듈의 개념도
도 4는 본 발명 레이저 리플로우 방법의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 빔 모듈의 개념도
도 5는 본 발명 레이저 리플로우 방법의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 모듈의 구성도
도 6 내지 도 9는 본 발명 레이저 리플로우 방법의 싱글 또는 멀티 레이저 모듈에 적용 가능한 레이저 광학계의 구성도
도 10은 본 발명 레이저 리플로우 방법의 공정 단계별 동작 관계를 나타낸 상태도로서, a)는 투광성 가압부재가 중심선 Cn+1 상방으로 이동된 상태, b)는 투광성 가압부재가 중심선 Cn+1에서 가압 및 레이저 조사되는 상태, c)는 투광성 가압부재가 중심선 Cn+2 상방으로 이동된 상태, d)는 투광성 가압부재가 중심선 Cn+2′으로 위치가 보정된 상태, e)는 투광성 가압부재가 중심선 Cn+2′에서 가압 및 레이저 조사되는 상태
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 방법의 순서도
도 12는 본 발명의 레이저 조사에 따른 셀프 얼라인먼트 과정을 나타낸 예시도
1 is an exemplary view showing the overall configuration of a laser reflow apparatus used to practice the laser reflow method of the present invention
2 is a block diagram of FIG. 1
3 is a conceptual diagram of a single laser beam module according to an embodiment of the present invention laser reflow method
4 is a conceptual diagram of a multi-laser beam module according to another embodiment of a laser reflow method of the present invention;
5 is a configuration diagram of a multi-laser module according to another embodiment of the laser reflow method of the present invention;
6 to 9 are diagrams of a laser optical system applicable to a single or multi-laser module of the laser reflow method of the present invention.
10 is a state diagram showing the operation relationship of each process step of the laser reflow method of the present invention, a) is a state in which the light-transmitting pressing member is moved upwards of the center line Cn+1, b) is a state in which the light-transmitting pressing member is pressed at the center line Cn+1 and In the state of laser irradiation, c) is the state in which the light-transmitting pressing member is moved above the center line Cn+2, d) is the state in which the position of the light-transmitting pressing member is corrected to the center line Cn+2′, e) is the state in which the light-transmitting pressing member is moved to the center line Cn Pressurized and laser irradiated at +2′
11 is a flowchart of a laser reflow method according to an embodiment of the present invention;
12 is an exemplary view showing the self-alignment process according to the laser irradiation of the present invention

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.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" to "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the present specification exist, but one It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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.Unless defined otherwise herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

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.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. shouldn't

이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 리플로우 장치를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a reflow apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 1 and 2 .

도 1은 본 발명 레이저 리플로우 방법의 실시에 이용되는 레이저 리플로우 장치의 구성을 전체적으로 보인 예시도이고, 도 2는 도 1의 블록 구성도이다.FIG. 1 is an exemplary view showing the overall configuration of a laser reflow apparatus used to practice a laser reflow method of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of FIG. 1 .

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈(300)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하부에 열을 가할 수 있는 구조를 갖추고 있는 다공성 물질 혹은 진공 구멍이 형성된 스테이지(111)에 지지되면서 이송되는 본딩대상물(11)에 면 광원 형태의 레이저를 조사하는 적어도 하나 이상의 멀티 레이저 모듈(310, 320)과, 상기 레이저 모듈(310, 320)과 분리되어 독립적으로 설치되며 면 광원 형태의 레이저를 투과시키는 투광성 가압부재(100), 상기 투광성 가압부재(100)를 오염으로부터 보호하는 보호필름(200)을 포함하여 구성된다.The laser pressure head module 300 of the laser reflow apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a stage 111 in which a porous material or vacuum hole having a structure capable of applying heat to the lower portion is formed. ) and at least one multi-laser module (310, 320) for irradiating a laser in the form of a surface light source to the bonding object 11, which is supported and transported, and the laser module (310, 320) and is installed independently from the surface light source It is configured to include a light-transmitting pressing member 100 that transmits the laser in the form of a protective film 200 for protecting the light-transmitting pressing member 100 from contamination.

먼저, 복수의 멀티 레이저 모듈(310, 320)은 레이저 발진기에서 발생되어 광섬유를 통해 전달되는 레이저를 면 광원으로 변환시켜서 본딩대상물(11)에 조사한다. 레이저 모듈(310, 320)은 스폿(spot) 형태의 레이저를 면 광원 형태로 변환하는 빔 쉐이퍼(도 5 참조)와, 상기 빔 쉐이퍼의 하부에 배치되며 빔 쉐이퍼에서 출사되는 면 광원이 본딩대상물(11)의 조사영역에 조사되도록 복수의 렌즈모듈이 경통 내부에 서로 적당한 간격을 두고 이격되어 장착되는 광학부(도 5 내지 도 9 참조)를 포함하여 구현될 수 있다.First, the plurality of multi-laser modules 310 and 320 convert a laser generated from a laser oscillator and transmitted through an optical fiber into a surface light source and irradiated to the bonding object 11 . The laser modules 310 and 320 include a beam shaper (see FIG. 5) that converts a spot type laser into a surface light source type, and a surface light source disposed under the beam shaper and emitted from the beam shaper to the bonding object (see FIG. 5). 11), the plurality of lens modules may be embodied by including an optical unit (refer to FIGS. 5 to 9 ) in which the plurality of lens modules are spaced apart from each other at an appropriate distance inside the barrel to be irradiated to the irradiation area.

레이저 모듈(310, 320)은 본딩대상물(11)과의 정렬을 위해 z 축을 따라 상승 또는 하강하거나 x 축을 따라 좌, 우 이동하거나 y 축을 따라 이동될 수 있다.The laser modules 310 and 320 may rise or fall along the z-axis, move left or right along the x-axis, or move along the y-axis for alignment with the bonding object 11 .

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 가압 헤드(300)는 본딩대상물(11)을 눌러주는 투광성 가압부재(100)과 본딩대상물(11)에 면 광원 형태의 레이저를 조사하는 레이저 모듈(310, 320)을 서로 독립적으로 분리하여 형성함으로써, 투광성 가압부재(100)로 본딩대상물(11)을 눌러준 상태에서 레이저 모듈(310, 320)을 본딩대상물(11)의 복수의 조사 위치로 이동시킨 후 구동함에 의해 하나의 본딩대상물(11)에 대한 택트 타임(tact time)의 단축 및 복수의 본딩대상물(11) 전체에 대한 본딩 작업의 고속화를 실현할 수 있다.The pressure head 300 of the laser reflow apparatus according to the present invention includes a light-transmitting pressure member 100 for pressing the bonding object 11 and laser modules 310 and 320 for irradiating a laser in the form of a surface light source to the bonding object 11 . ) by separating and forming each other independently, the laser modules 310 and 320 are moved to a plurality of irradiation positions of the bonding object 11 in a state where the bonding object 11 is pressed with the light-transmitting pressing member 100 and then driven By doing so, it is possible to realize shortening of the tact time for one bonding object 11 and speeding up the bonding operation for the plurality of bonding objects 11 as a whole.

이 때, 상기 투광성 가압부재(100)는 소정 형태의 투광성 가압부재 이송부(도면 미도시)에 의해 작업 위치 또는 대기 위치로 이동되는데, 일례로 투광성 가압부재 이송부는 투광성 가압부재(100)를 하강 또는 상승시키거나 좌, 우로 이동시킨 후 하강 또는 상승시킬 수 있다.At this time, the light-transmitting pressing member 100 is moved to a working position or a standby position by a light-transmitting pressing member transfer unit (not shown) of a predetermined shape. For example, the light-transmitting pressing member transfer unit lowers or It can be raised or moved to the left or right to descend or rise.

또한 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈(300)은 압력감지센서(도면 미도시)와 높이센서(도면 미도시)로부터 입력되는 데이터를 이용하여 투광성 가압부재 이송부의 동작을 제어하는 제어부(도면 미도시)를 더 포함한다.In addition, although not shown in the drawings, the laser pressure head module 300 of the laser reflow device according to the present invention uses data input from a pressure sensor (not shown) and a height sensor (not shown) to a light-transmitting pressure member It further includes a control unit (not shown) for controlling the operation of the transfer unit.

상기 압력감지센서와 높이센서는 투광성 가압부재(100)과 투광성 가압부재 이송부와 본딩대상물을 지지하는 스테이지(111)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제어부는 압력감지센서로부터 데이터를 입력받아 압력이 목표치에 도달하도록 투광성 가압부재 이송부를 제어하고 또한, 높이센서로부터 데이터를 입력받아 높이의 목표치에 도달하도록 투광성 가압부재 이송부를 제어할 수 있다.The pressure sensor and the height sensor may be installed on the stage 111 supporting the light-transmitting pressure member 100 and the light-transmitting pressure member transfer unit and the bonding object. For example, the control unit receives data from the pressure sensor to control the translucent pressing member transfer unit so that the pressure reaches a target value, and receives data from the height sensor to control the translucent pressing member transfer unit to reach the target value of the height.

또한 지지부(도면 미도시)는 투광성 가압부재 이송부(도면 미도시)가 이동가능하도록 지지한다. 일례로, 상기 지지부는 스테이지(111)와 나란하게 연장형성되는 한 쌍의 겐트리로 구현될 수 있으며, 투광성 가압부재 이송부를 x 축, y 축, 또는 z 축으로 이동가능하도록 지지하는 구성이 포함되는 것으로 해석되어져야 한다.In addition, the support part (not shown) supports the light-transmitting pressing member transfer part (not shown) to be movable. For example, the support part may be implemented as a pair of gantry extending in parallel with the stage 111, and includes a configuration for supporting the light-transmitting pressure member transfer part to be movable in the x-axis, y-axis, or z-axis. should be interpreted as

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 가압 헤드(300)는 투광성 가압부재(100)에 압력을 가하는 1개 이상의 액추에이터와 투광성 가압부재(100)에 미치는 압력을 감지하는 적어도 하나의 압력감지센서와 투광성 가압부재의 높이를 검출하는 하나 이상의 높이센서를 포함하여 구현될 수 있다. 압력감지센서는 일례로 적어도 하나의 로드셀로 구현될 수 있으며, 높이센서는 리니어 엔코더로 구현될 수 있다.The pressure head 300 of the laser reflow device according to the present invention includes one or more actuators for applying pressure to the light-transmitting pressure member 100 and at least one pressure sensor for detecting the pressure applied to the light-transmitting pressure member 100 and light-transmitting It may be implemented including one or more height sensors for detecting the height of the pressing member. The pressure sensor may be implemented as, for example, at least one load cell, and the height sensor may be implemented as a linear encoder.

상기 압력감지센서를 통하여 본딩대상물에 가해지는 압력을 조정하여 대면적의 경우 다수의 액추에이터와 다수의 압력감지센서를 통하여 동일한 압력이 본딩대상물에 전달될 수 있도록 제어할 수 있으며 또한 하나 이상 혹은 다수의 높이 센서를 통하여 본딩대상물이 본딩되어지는 순간의 높이 위치값을 확인하거나 더 정확한 본딩 높이의 수치를 찾을 수 있는 기술적 데이타를 제공하며 일정한 높이의 간격을 유지해야 하는 공정을 수행할 경우에 정확한 높이를 제어할 수 있는 기능을 수행한다. By adjusting the pressure applied to the bonding object through the pressure sensor, in the case of a large area, it is possible to control so that the same pressure is transmitted to the bonding object through a plurality of actuators and a plurality of pressure sensors, and also one or more or multiple It provides technical data to check the height position value at the moment the bonding object is bonded through the height sensor or to find a more accurate bonding height value. functions that can be controlled.

또한 투광성 가압부재(100)은 레이저 모듈(310, 320)로부터 출력되는 레이저를 투과시키는 모재로 구현될 수 있다. 투광성 가압부재(100)의 모재는 모든 빔투과성 재질로 구현 가능하다. In addition, the light-transmitting pressing member 100 may be implemented as a base material that transmits the laser output from the laser modules 310 and 320 . The base material of the light-transmitting pressing member 100 can be implemented with any beam-transmitting material.

투광성 가압부재(100)의 모재는 예를 들어 쿼츠(Quartz), 사파이어(sapphire), 용융실리카유리(Fused Silica Glass) 또는 다이아몬드 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 그러나 쿼츠(Quarts)재질로 구현된 투광성 가압부재의 물리적 특성은 사파이어(sapphire)로 구현된 투광성 가압부재의 물리적 특성과 다르다. 예컨대 980㎚ Laser를 조사할 경우, 쿼츠(Quarts)재질로 구현된 투광성 가압부재의 투과율은 85%∼99%이며 본딩대상물에서 측정된 온도는 100℃이다. 반면에 사파이어(sapphire)로 구현된 투광성 가압부재의 투과율은 80%∼90%이며 본딩대상물에서 측정된 온도는 60℃이다.The base material of the light-transmitting pressing member 100 may be implemented with, for example, any one of quartz, sapphire, fused silica glass, or diamond. However, the physical properties of the light-transmitting pressing member made of quartz are different from the physical properties of the light-transmitting pressing member made of sapphire. For example, when irradiating a 980 nm laser, the transmittance of the light-transmitting pressing member made of quartz material is 85% to 99%, and the temperature measured at the bonding object is 100°C. On the other hand, the transmittance of the light-transmitting pressing member made of sapphire is 80% to 90%, and the temperature measured at the bonding object is 60°C.

즉, 광 투과율과 본딩에 필요한 열 손실 측면에서 쿼츠(Quarts)는 사파이어(sapphire)보다 우수한 성능을 보인다. 그러나 본 출원 발명자는 레이저 리플로우 장치를 개발하면서 투광성 가압부재(100)을 반복적으로 테스트해 본 결과, 쿼츠(quartz)재질로 구현되는 투광성 가압부재(100)은 레이저 본딩 시 크랙(crack)이 발생하거나 바닥면에서 연소(burning)가 발생하여 본딩품질 불량이 발생하는 문제점이 발견되었다. 이는 레이저 본딩 시 발생하는 가스(fumes)가 투광성 가압부재(100)의 바닥면에 달라붙고, 가스(fumes)가 달라붙은 부분에 레이저의 열원이 집중되어 열적 스트레스를 높이는 것으로 분석되었다.That is, in terms of light transmittance and heat loss required for bonding, quartz exhibits superior performance than sapphire. However, the inventor of the present application repeatedly tested the light-transmitting pressure member 100 while developing the laser reflow device. As a result, the light-transmitting pressure member 100 made of a quartz material is cracked during laser bonding. It was found that there was a problem in that the bonding quality was poor due to burning or the occurrence of burning on the bottom surface. It was analyzed that the gas (fumes) generated during laser bonding adheres to the bottom surface of the light-transmitting pressing member 100, and the heat source of the laser is concentrated on the part to which the gas (fumes) is adhered, thereby increasing thermal stress.

쿼츠(quartz) 재질로 구현되는 투광성 가압부재(100)의 손상을 막고 내구성 향상을 위해, 쿼츠(quartz) 재질로 구현되는 투광성 가압부재의 바닥면에 박막 코팅층을 형성할 수 있다. 투광성 가압부재(100)의 바닥면에 형성되는 박막 코팅층은 통상의 광학코팅인 유전체코팅 또는 SiC코팅 또는 금속물질코팅으로 구현될 수 있다.In order to prevent damage to the light-transmitting pressure member 100 made of a quartz material and to improve durability, a thin film coating layer may be formed on the bottom surface of the light-transmitting pressure member made of a quartz material. The thin film coating layer formed on the bottom surface of the light-transmitting pressing member 100 may be implemented as a dielectric coating or SiC coating or metallic material coating, which is a conventional optical coating.

본 발명에 따른 레이저 리플로우 장치의 레이저 가압 헤드 모듈(300)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 투광성 가압부재(100) 하부로, 레이저 본딩시 발생하는 가스(fumes)가 투광성 가압부재(100)의 바닥면에 달라붙는 것을 막아주는 보호필름(200) 및 상기 보호필름(200)을 이송시키는 보호필름 이송부(210)를 더 포함하여 구현된다.The laser pressurizing head module 300 of the laser reflow device according to the present invention, as shown in FIG. 1, is a light-transmitting pressurizing member 100, a lower portion of the light-transmitting pressurizing member 100, a gas (fumes) generated during laser bonding is a light-transmitting pressurizing member 100 ) is implemented to further include a protective film 200 to prevent sticking to the bottom surface and a protective film transfer unit 210 for transferring the protective film 200 .

상기 보호필름 이송부(210)는 롤 형태로 감긴 보호필름(200)을 풀어주면서 일측으로 이송시키는 릴-투-릴(reel to reel) 방식으로 구현될 수 있다. 보호필름(200)은 일례로, 최고 사용온도가 섭씨 300도 이상이고, 연속 최고 사용온도가 260도 이상으로 내열성이 우수한 재질로 구현되는 것이 좋다. 에컨대 보호필름(200)은 폴리테트라플루오로에틸렌수지(통상적으로 테플론수지라고도 부름; Polytetrafluoroethylene, PTFE) 또는 퍼플로로 알콕시 수지로 구현될 수 있다. 퍼플루오로알콕시수지(Per Fluoro Alkylvinyether copolymer; PFA)는 불소화 에틸렌 프로필렌 수지의 내열성을 개선하는 제품으로, 연속 최고 사용온도가 폴리테트라플루오로에틸렌수지와 같은 섭씨 260도로 기록되어 고기능성 수지이다.The protective film transfer unit 210 may be implemented in a reel-to-reel manner in which the protective film 200 wound in a roll shape is unwound and transferred to one side. The protective film 200 is preferably implemented with a material having excellent heat resistance, for example, the maximum use temperature is 300 degrees Celsius or more, and the continuous maximum use temperature is 260 degrees or more. For example, the protective film 200 may be implemented with a polytetrafluoroethylene resin (commonly referred to as a Teflon resin; Polytetrafluoroethylene, PTFE) or a purple alkoxy resin. Perfluoroalkoxy resin (Per Fluoro Alkylvinyether copolymer; PFA) is a product that improves the heat resistance of fluorinated ethylene propylene resin.

도 3은 본 발명 레이저 리플로우 방법의 일 실시예에 따른 싱글 레이저 빔 모듈의 개념도이고, 도 4는 본 발명 레이저 리플로우 방법의 다른 실시예에 따른 듀얼 레이저 모듈의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a single laser beam module according to an embodiment of the laser reflow method of the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram of a dual laser module according to another embodiment of the laser reflow method of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명은 일실시예에 따라 단일의 레이저 모듈(310)을 구비하며, 이에 따라 FPCB 기판 상에 싱글 레이저 빔을 조사하게 된다. 이 때 도 3을 참조하면 상기 제 1 레이저 모듈(310)에 의해 조사된 레이저 빔은 레이저 빔의 세기가 균질화된 스퀘어 빔 형상으로 변형된 상태로 기판 상에서 조사된다. Referring to FIG. 3 , the present invention includes a single laser module 310 according to an embodiment, and thus irradiates a single laser beam onto the FPCB substrate. At this time, referring to FIG. 3 , the laser beam irradiated by the first laser module 310 is irradiated on the substrate in a state in which the laser beam intensity is transformed into a homogenized square beam shape.

한편 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레이저 모듈은 예를 들어 제1 레이저 모듈(310)과 제2 레이저 모듈(320)로 구성되며, 본딩대상물(11)의 전자부품이 부착되는 위치에서는 제1, 2 레이저 모듈이 중첩된 상태로 조사됨으로써 균질화된 중첩 레이저 빔이 조사된다.Meanwhile, referring to FIG. 4 , the multi-laser module according to another embodiment of the present invention includes, for example, a first laser module 310 and a second laser module 320 , and an electronic component of the bonding object 11 . At this attachment position, the homogenized overlapping laser beam is irradiated by irradiating the first and second laser modules in an overlapping state.

도 4에서는 제1 레이저 빔이 스퀘어 형상이고 제2 레이저 빔이 원형인 것으로 도시되었으나, 두 레이저 빔이 모두 스퀘어 형상일 수도 있다. 또한, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔은 동시에 조사될 수도 있고, 제1 레이저 빔에 의한 본딩대상물(11)의 예열 후에 제2 레이저 빔이 순차적으로 조사될 수도 있다.4 shows that the first laser beam has a square shape and the second laser beam has a circular shape, but both laser beams may have a square shape. In addition, the first laser beam and the second laser beam may be simultaneously irradiated, or the second laser beam may be sequentially irradiated after preheating the bonding object 11 by the first laser beam.

도 5는 본 발명 레이저 리플로우 방법의 다른 실시예에 따른 듀얼 레이저 모듈의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a dual laser module according to another embodiment of the laser reflow method of the present invention.

도 5에서, 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, 324, 334), 제어장치(315, 325, 335) 및 전원공급부(317, 327, 337)를 포함하여 구성된다.In FIG. 5 , each laser module 310 , 320 , ... 330 includes a laser oscillator 311 , 321 , 331 having a cooling device 316 , 326 , 336 , and a beam shaper 312 , 322 , 332 , respectively. , optical lens modules 313 , 323 , 333 , driving devices 314 , 324 , 334 , control devices 315 , 325 , 335 , and power supply units 317 , 327 , 337 .

이하에서는, 필요한 경우를 제외하고는, 중복 설명을 피하기 위해 동일 구성을 갖는 각 레이저 모듈 중 제1 레이저 모듈(310)을 위주로 설명한다.Hereinafter, except where necessary, the first laser module 310 among laser modules having the same configuration will be mainly described in order to avoid overlapping description.

레이저 발진기(311)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.The laser oscillator 311 generates a laser beam having a wavelength and output power in a predetermined range. The laser oscillator is, for example, a diode laser (Laser Diode, LD) having a wavelength of '750 nm to 1200 nm' or '1400 nm to 1600 nm' or '1800 nm to 2200 nm' or '2500 nm to 3200 nm' or a rare-earth medium fiber laser (Rare-Earth- It may be a Doped Fiber Laser) or a Rare-Earth-Doped Crystal Laser, and alternatively, a medium for emitting alexandrite laser light having a wavelength of 755 nm, or Nd Yag (Nd) having a wavelength of 1064 nm or 1320 nm :YAG) may be implemented including a medium for emitting laser light.

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.The beam shaper 312 converts a spot type laser generated from a laser oscillator and transmitted through an optical fiber into an area beam type having a flat top. The beam shaper 312 may be implemented by including a square light pipe, a diffractive optical element (DOE), or a micro-lens array (MLA).

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 6 내지 도 9를 통해 구체적으로 후술하기로 한다.The optical lens module 313 adjusts the shape and size of the laser beam converted from the beam shaper to the surface light source shape to irradiate the electronic component mounted on the PCB board or the irradiation area. The optical lens module constitutes an optical system by combining a plurality of lenses, and the detailed configuration of the optical system will be described later in detail with reference to FIGS. 6 to 9 .

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.The driving device 314 moves the distance and position of the laser module with respect to the irradiated surface, and the controller 315 controls the driving device 314 to form a beam when the laser beam reaches the irradiated surface and the size of the beam area. , adjust the beam sharpness and beam irradiation angle. The control device 315 may also integrally control the operation of each part of the laser module 310 in addition to the driving device 314 .

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 리플로우 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 6과 달리, 하나의 전원 공급부를 통해 각 레이저 모듈로 전력을 분배하는 것도 가능한데, 이 경우에는 레이저출력조정부(370)에서 전원공급부를 제어해야 한다.On the other hand, the laser power adjustment unit 370 is supplied to each laser module from the power supply unit 317, 327, 337 corresponding to each laser module (310, 320, 330) according to a program received through the user interface or a preset program. control the amount of power The laser output adjustment unit 370 receives the reflow state information for each part, each area, or the entire reflow state on the irradiation surface from one or more camera modules 350 and controls each power supply unit 317 , 327 , 337 based on the received information. Contrary to this, the control information from the laser power adjusting unit 370 is transmitted to the control devices 315, 325, 335 of each laser module 310, 320, 330, and in each of the control devices 315, 325, 335, respectively. It is also possible to provide a feedback signal for controlling the corresponding power supply 317 . In addition, unlike FIG. 6 , it is also possible to distribute power to each laser module through one power supply unit. In this case, the laser output adjusting unit 370 needs to control the power supply unit.

레이저 중첩 모드를 구현하는 경우, 레이저출력조정부(370)는 각 레이저 모듈(310, 320, 330)로부터의 레이저 빔이 필요한 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도 및 빔 조사 각도를 갖도록 각 레이저 모듈 및 전원공급부(317, 327, 337)를 제어한다. 레이저 중첩 모드는 제1 레이저 모듈(310)을 이용하여 디본딩 대상 위치 주변 영역까지를 예열하고 제2 레이저 모듈(320)을 이용하여 보다 좁은 리플로우 대상 영역을 추가 가열하는 경우 외에도, 예열 기능 내지 추가 가열 기능을 제1, 2, 3 레이저 모듈(310, 320, ... 330) 간에 적절하게 분배하여 필요한 온도 프로파일을 갖도록 각 레이저 모듈을 제어하는 경우에도 적용된다.When implementing the laser overlap mode, the laser output adjustment unit 370 is configured so that the laser beam from each laser module (310, 320, 330) has a required beam shape, beam area size, beam sharpness and beam irradiation angle to each laser module and Controls the power supply (317, 327, 337). The laser overlap mode uses the first laser module 310 to preheat the area around the debonding target position and uses the second laser module 320 to further heat the narrower reflow target area, as well as the preheating function to It also applies when controlling each laser module to have a required temperature profile by properly distributing the additional heating function between the first, second, and third laser modules (310, 320, ... 330).

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, 각 레이저 빔 간에 상쇄 간섭을 유도하도록 위상을 제어하여 빔 평탄도를 현저하게 개선할 수 있으며 이에 따라 에너지 효율이 더욱 증가하게 된다.Meanwhile, when one laser light source is distributed and input to each laser module, a function for simultaneously adjusting the output and the phase of each distributed laser beam may be provided in the laser power adjusting unit 370 . In this case, the beam flatness can be significantly improved by controlling the phase to induce destructive interference between the respective laser beams, which further increases the energy efficiency.

한편, 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. 이때에도, 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.On the other hand, when implementing the multi-position simultaneous processing mode, the laser power adjusting unit 370 makes a part or all of the laser beams from each laser module different so that the beam shape, beam area size, beam clarity, and beam irradiation of each laser beam are different. Controls one or more of angle and beam wavelength. Even at this time, when one laser light source is distributed and input to each laser module, a function for simultaneously adjusting the output and phase of each distributed laser beam may be provided in the laser power adjusting unit 370 .

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.Through this function, bonding between the electronic components and the substrate in the irradiation surface can be performed or bonding can be removed by adjusting the laser beam size and output. In particular, when a damaged electronic component is removed from the substrate, the application of heat by the laser beam to other adjacent or normal electronic components existing on the substrate can be minimized by minimizing the area of the laser beam to the corresponding electronic component area. Accordingly, it is possible to remove only the damaged electronic component to be removed.

한편, 복수의 레이저 모듈 별로 서로 다른 파장을 가진 레이저 빔을 방출하도록 하는 경우에는, 레이저 모듈은 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 레이저 디본딩 장치는 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.On the other hand, when a plurality of laser modules emit laser beams having different wavelengths, the laser module is a laser module in which a plurality of material layers (eg, EMC layer, silicon layer, solder layer) included in electronic components absorb well. It can consist of individual laser modules with wavelengths. Accordingly, the laser debonding apparatus according to the present invention selectively raises the temperature of the electronic component and the temperature of the intermediate bonding material such as solder, which is a connection material between the printed circuit board or the electrode of the electronic component, to optimize bonding (attaching or bonding). Bonding) or separation (Detaching or Debonding) process may be performed. Specifically, it penetrates both the EMC mold layer and the silicon layer of the electronic component so that all energy of each laser beam is absorbed by the solder layer, or the laser beam does not penetrate the EMC mold layer and heats the surface of the electronic component to lower the electronic component It is also possible to conduct heat to the bonding part of the

한편, 이상의 기능을 활용하여 적어도 하나의 제 1 레이저 빔에 의해 리플로우 대상 전자부품 영역과 그 주변을 포함하는 기판의 일정 구역이 소정의 예열 온도까지 예열된 후, 적어도 하나의 제 2 레이저 빔에 의해 리플로우 대상 전자부품 영역의 온도가 솔더의 용융이 일어나는 리플로우 온도까지 선택적으로 가열되어진다.On the other hand, by utilizing the above function, a predetermined area of the substrate including the electronic component area to be reflowed and its surroundings is preheated to a predetermined preheating temperature by at least one first laser beam, and then at least one second laser beam is applied. By this, the temperature of the electronic component area to be reflowed is selectively heated up to the reflow temperature at which solder melting occurs.

도 6 내지 도 9는 본 발명 레이저 리플로우 방법의 싱글 레이저 빔 또는 멀티 레이저 모듈에 적용가능한 레이저 광학계의 구성도이다.6 to 9 are diagrams of a laser optical system applicable to a single laser beam or a multi-laser module of the laser reflow method of the present invention.

도 6은 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(430)로부터 출력된 정사각형 레이저 빔(A1)이 오목 렌즈(440)를 통해 원하는 크기로 확대되어 확대된 면광원(A2)으로 결상면(S)에 조사된다.6 is an optical system of the simplest structure applicable to the present invention. When the laser beam emitted from the beam transmission optical fiber 410 is focused through the convex lens 420 and is incident on the beam shaper 430, the beam shaper 430 ), converts the spot-shaped laser beam into a flat-top-shaped surface light source A1, and the square laser beam A1 output from the beam shaper 430 is the desired size through the concave lens 440. It is irradiated to the image-forming surface (S) with the expanded surface light source (A2).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성도이다.7 is a block diagram of a laser optical system according to another embodiment of the present invention.

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.The surface light source B1 from the beam shaper 430 is enlarged to a predetermined size through the concave lens 440 to become the surface light source B2 irradiated to the first imaging surface S1. If the surface light source B2 is to be further enlarged and used, the boundary of the edge portion of the surface light source B2 may become more unclear according to the additional enlargement, so that the final irradiation surface is the second imaging surface S2 ), the edge is trimmed by installing the mask 450 on the first imaging surface S1 in order to obtain the irradiated light with a clear edge.

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.The surface light source passing through the mask 450 is reduced (or enlarged) to a desired size while passing through the zoom lens module 460 composed of a combination of one or more convex and concave lenses, and the second imaging surface on which electronic components are disposed. A rectangular irradiation light B3 is formed in (S2).

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성도이다.8 is a block diagram of a laser optical system according to another embodiment of the present invention.

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.After the square surface light source C1 from the beam shaper 430 is enlarged to a predetermined size through the concave lens 440, it passes through at least a pair of cylindrical lenses 470 and is enlarged (or reduced) in the x-axis direction, for example. (C2) and again passing through at least a pair of cylindrical lenses 480, for example, is reduced (or enlarged) in the y-axis direction and converted into a rectangular-shaped surface light source C3.

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.Here, the cylindrical lens is a shape in which a cylindrical shape is cut in the longitudinal direction, and functions to expand or reduce the laser beam according to the shape in which each lens is disposed in the vertical direction, and the lens on the surface on which the cylindrical lens is disposed is x, y The laser beam is adjusted in the x-axis or y-axis direction according to the shape arranged in the axial direction.

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.Then, the surface light source C3 is enlarged (or reduced) to a desired size while passing through the zoom lens module 460 composed of a combination of one or more convex and concave lenses, and the second imaging surface S2 on which electronic components are disposed. ) to form a rectangular irradiation light C4.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성도이다.9 is a configuration diagram of a laser optical system according to another embodiment of the present invention.

도 9의 광학계는 도 8의 광학계에 마스크를 적용하여 레이저 빔의 에지를 트리밍하는 구성이 추가된 것으로서, 도 8의 경우에 비해 보다 선명한 에지를 가진 최종 면광원(D5)을 얻을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The optical system of FIG. 9 has a configuration for trimming the edge of the laser beam by applying a mask to the optical system of FIG. 8, and it is understood that the final surface light source D5 having a sharper edge can be obtained compared to the case of FIG. will be able

도 10은 본 발명 레이저 리플로우 방법의 공정 단계별 동작 관계를 나타낸 상태도로서, 이하 각 공정 단계별 레이저 리플로우 방법을 일 실시예에 따라 살펴보면 다음과 같다. 10 is a state diagram showing the operation relationship of each process step of the laser reflow method of the present invention. Hereinafter, the laser reflow method for each process step will be described according to an embodiment.

먼저, 도 10a는 투광성 가압부재(100)가 중심선(Cn+1) 상방으로 이동된 상태도로서, 상기 투광성 가압부재(100)의 가압면(102)이 중심선(Cn+1)에 위치되면 비전 유닛(934)이 상기 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 하방에 위치된 전자부품들(11b)을 촬영하게 된다. 이 때, 상기 비전 유닛(934)은 도 10a와 같이 측면에서 보았을 때 상기 전자부품들(11b)이 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 중심선(Cn+1)을 기준으로 좌우 대칭적으로 배치되어 있는지를 판정하게 된다. First, FIG. 10A is a diagram illustrating a state in which the light-transmitting pressing member 100 is moved above the center line (Cn+1). When the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 is positioned at the center line (Cn+1), the vision unit A reference numeral 934 captures the electronic components 11b positioned below the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 . In this case, when viewed from the side as shown in FIG. 10A , in the vision unit 934 , the electronic components 11b are left and right symmetrical with respect to the center line Cn+1 of the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 . It is determined whether or not the

즉, 상기 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 직하방에 위치된 전자부품들(11b)이 배치된 형상이 가압면(102)의 면적에 대응하도록 위치되었는지, 예컨대 도 10a에서와 같이 전자부품들(11b)이 3열로 배치된 상태로서 가압면(102)의 중심선(Cn+1)을 기준으로 전자부품들(11b)이 1.5열씩 좌우 대칭적으로 배치되어 있는지 판정하게 된다. 이에 따라 상기 투광성 가압부재(100)의 가압면(102)이 상기 전자부품들(11b)이 3열로 배치된 범위(면적)를 눌러 가압할 때 어느 한쪽으로 압력이 편중됨없이 균형있게 눌러 가압할 수 있게 된다.That is, whether the shape in which the electronic components 11b positioned directly below the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 are positioned to correspond to the area of the pressing surface 102, for example, as in FIG. 10A In a state in which the electronic components 11b are arranged in three rows, it is determined whether the electronic components 11b are symmetrically arranged in 1.5 rows with respect to the center line Cn+1 of the pressing surface 102 . Accordingly, when the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 presses the range (area) in which the electronic components 11b are arranged in three rows, the pressure is balanced by pressing without biasing the pressure to either side. be able to

또한 도면을 참조하면 본딩대상물(11)의 전자부품들(11b)은 기판(11a)의 상면에 본딩을 위해 솔더(11c)와 함께 본딩될 위치에 배열된 상태이며, 이 때 상기 기판(11a)은 하부의 진공 척(940)에 의해 진공 흡착되어져 고정된 상태이다. 이 때, 상기 진공 척(940) 내부에는 히팅 블록(942)이 구비되어 있음에 따라 상기 본딩대상물(11)인 기판(11a), 전자부품(11b) 및 솔더(11c)를 소정 온도로 계속해서 예열한다. 예컨대, 상기 예열 온도는 솔더의 용융온도 미만으로 설정됨이 바람직하며, 예컨대 기판(11a) 및 전자부품(11b)이 일정 시간 이상 노출되어도 열적 데미지가 가해지지 않는 온도범위인 200℃ 미만으로 유지될 수 있다.In addition, referring to the drawings, the electronic components 11b of the bonding object 11 are arranged in a position to be bonded together with the solder 11c for bonding on the upper surface of the substrate 11a, at this time the substrate 11a. is vacuum-adsorbed by the lower vacuum chuck 940 and is in a fixed state. At this time, as the heating block 942 is provided inside the vacuum chuck 940, the substrate 11a, the electronic component 11b, and the solder 11c, which are the bonding objects 11, are continuously heated to a predetermined temperature. warm up For example, the preheating temperature is preferably set below the melting temperature of the solder. can

만약 상기와 같이 본딩대상물(11)을 예열하지 않는 경우에는 본 공정인 레이저 리플로우 처리시 레이저 빔의 열에너지만으로 본딩대상물(11)을 상온에서부터 솔더(11c)의 용융 온도까지 급속히 가열해야만 하며 이 경우 급속한 가열로 인해 솔더(11c)에 오버플로우와 같은 본딩불량이 야기될 수 있다. 그러므로, 예열 온도에서 솔더(11c)의 용융 온도까지 단계적으로 온도를 증가시킴에 따라 솔더(11c)가 안정적으로 용융되어 본딩불량이 최소화될 수 있다. 예컨대, 여기서 상기 솔더(11c)의 용융 온도는 솔더의 재료에 따라 차이가 있을 수 있으나, 일반적인 솔더 페이스트의 용융 온도인 200℃이상 일 수 있다.If the bonding object 11 is not preheated as described above, the bonding object 11 must be rapidly heated from room temperature to the melting temperature of the solder 11c only with the thermal energy of the laser beam during the laser reflow process, which is this process. The rapid heating may cause bonding defects such as overflow in the solder 11c. Therefore, as the temperature is gradually increased from the preheating temperature to the melting temperature of the solder 11c, the solder 11c is stably melted and the bonding defect can be minimized. For example, here, the melting temperature of the solder 11c may be different depending on the material of the solder, but may be 200° C. or higher, which is the melting temperature of a general solder paste.

도 10b는 투광성 가압부재(100)가 중심선(Cn+1)에서 가압 및 레이저 조사되는 상태도로서, 도 10a에서 도시된 것처럼 비전 유닛(934)에 의해 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 중심선(Cn+1)이 본딩될 전자부품들(11b)의 중심선과 일치된 것으로 판정될 경우 투광성 가압부재(100)가 하방으로 이동하여 전자부품(11b)을 눌러 가압하게 된다. 10B is a state diagram in which the light-transmitting pressing member 100 is pressed and irradiated with a laser at the center line Cn+1. As shown in FIG. 10A, the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 by the vision unit 934 When it is determined that the center line Cn+1 coincides with the center line of the electronic components 11b to be bonded, the light-transmitting pressing member 100 moves downward to press the electronic component 11b.

이 때, 상기 투광성 가압부재(100)의 가압과 동시에 또는 순차적으로 레이저 빔이 조사될 수 있으며, 예컨대 상기 투광성 가압부재(100)가 가압함과 동시에 상방에 위치하고 있는 멀티 레이저 모듈, 제1 레이저 모듈(310) 및 제2 레이저 모듈(320)로부터 레이저 빔이 전자부품들(11b)에 중첩 조사될 수 있다. At this time, the laser beam may be irradiated simultaneously or sequentially with the pressing of the light-transmitting pressing member 100 , for example, the multi-laser module and the first laser module positioned above the light-transmitting pressing member 100 at the same time as pressing. A laser beam from the 310 and the second laser module 320 may be superimposed on the electronic components 11b.

이에 따라 상기 중첩 조사되는 레이저 빔에 의해 본딩대상물(11)이 예열 온도에서 솔더(11c)의 용융 온도까지 단계적으로 가열되고, 결국 상기 전자부품들(11b)의 하부에 위치하고 있던 솔더(11c)가 녹으면서 전자부품(11b)이 기판(11a)에 본딩이 완료된다. (본딩 전과 본딩 후의 높이 차이는 도 10a에서 hc로 표기함)Accordingly, the bonding object 11 is heated step by step from the preheating temperature to the melting temperature of the solder 11c by the overlapping irradiated laser beam, and eventually the solder 11c positioned under the electronic components 11b is As it melts, bonding of the electronic component 11b to the substrate 11a is completed. (The difference in height before bonding and after bonding is denoted by h c in FIG. 10A)

도 10c는 투광성 가압부재가 중심선(Cn+2) 상방으로 이동된 상태도이고, 도 10d는 투광성 가압부재가 새로운 중심선(Cn+2′)으로 위치가 보정된 상태이며, 도 10e는 투광성 가압부재가 중심선(Cn+2′)에서 가압 및 레이저 조사되는 상태도이다. Figure 10c is a state diagram in which the light-transmitting pressing member is moved upwards the center line (Cn+2), Fig. 10d is a state in which the position of the light-transmitting pressing member is corrected to a new center line (Cn+2'), and Fig. 10e is the light-transmitting pressing member It is a state diagram of pressurization and laser irradiation at the center line (Cn+2′).

상기 도 10c를 참조하면, 앞서의 레이저 리플로우 공정을 마친 후 투광성 가압부재(100)가 다음 차례의 소정 범위, 즉 3열의 전자부품들(11b)을 가압 및 레이저 리플로우 처리하기 위해 3열의 전자부품들(11b)의 중심선(Cn+2)으로 수평 이동하게 된다. 이 때 비전 유닛(934)이 다시 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 하방에 배치된 전자부품들(11b)의 배치 형상을 촬영한다. Referring to FIG. 10C , after the laser reflow process is completed, the light-transmitting pressing member 100 presses and laser reflows the electronic components 11b in three rows in the next predetermined range, that is, three rows of electrons. It moves horizontally to the center line (Cn+2) of the parts 11b. At this time, the vision unit 934 photographs the arrangement shape of the electronic components 11b disposed below the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 again.

그런데, 이 때 도 10c에서 도시된 것처럼 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 하방에 배치된 전자부품들(11b)이 중심선(Cn+2)를 기준으로 좌우 대칭적으로 배치되지 않은 것으로 판정될 경우에는 바로 가압 및 레이저 조사를 진행하지 않는다. 그 이유는, 이 상태에서 투광성 가압부재(100)를 눌러 가압하게 되면 투광성 가압부재(100)의 가압면(102) 중심선(Cn+2)을 기준으로 전자부품들(11b)이 비대칭적으로 배치되어 있기 때문에 가압시 가압력이 어느 일측으로 편중되고, 이로 인해 본딩불량이 야기되는 것이다. However, at this time, as shown in FIG. 10c , the electronic components 11b disposed below the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 are not arranged symmetrically with respect to the center line (Cn+2). If judged, do not proceed with pressurization or laser irradiation immediately. The reason is that when the light-transmitting pressing member 100 is pressed and pressed in this state, the electronic components 11b are asymmetrically arranged based on the center line (Cn+2) of the pressing surface 102 of the light-transmitting pressing member 100 . Therefore, the pressing force is biased to either side during pressurization, which causes bonding defects.

그러므로 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 제어부(도면 미도시)가 도 10d에 도시된 것처럼 상기 투광성 가압부재(100)를 새로운 중심선(Cn+2′)으로 수평 위치를 이동시키고, 이에 따라 보정된 중심선(Cn+2′)으로 투광성 가압부재(100)의 수평 위치가 보정된다. 이에 따라 투광성 가압부재(100)의 하방에 배치된 전자부품들(11b)이 보정된 중심선(Cn+2′)을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되도록 수평 위치가 보정되고, 이 상태에서 도 10e와 같이 투광성 가압부재(100)가 하방으로 이동하여 전자부품들(11b)을 가압 및 레이저 빔을 조사하게 된다.Therefore, in the present invention, in order to prevent this, the control unit (not shown) moves the horizontal position of the light-transmitting pressing member 100 to a new center line (Cn+2′) as shown in FIG. 10D, and accordingly the corrected center line ( Cn+2'), the horizontal position of the light-transmitting pressing member 100 is corrected. Accordingly, the horizontal position is corrected so that the electronic components 11b disposed below the light-transmitting pressing member 100 are symmetrically disposed on the basis of the corrected center line (Cn+2′), and in this state, as shown in FIG. 10E , The light-transmitting pressing member 100 moves downward to press the electronic components 11b and irradiate the laser beam.

한편, 도 10e를 참조하면 상기 투광성 가압부재(100)는 보정된 중심선(Cn+2′)으로 이동하여 가압을 진행하나 이 때, 제1 및 제2 레이저 모듈(310, 320)은 보정된 중심선(Cn+2′)으로 수평 위치를 보정하지 않고 보정 전의 중심선(Cn+2)을 기준으로 레이저 빔을 조사하게 된다. Meanwhile, referring to FIG. 10E , the light-transmitting pressing member 100 moves to the corrected center line (Cn+2′) and pressurizes, but at this time, the first and second laser modules 310 and 320 are aligned with the corrected center line. The laser beam is irradiated based on the center line (Cn+2) before the correction without correcting the horizontal position as (Cn+2′).

상기와 같이 레이저 모듈(310, 320)이 투광성 가압부재(100)를 따라 수평 위치를 보정하지 않는 이유는 보정된 중심선(Cn+2′)을 기준으로 레이저 빔이 조사될 경우 이미 앞서 본딩이 완료된 전자부품들(11b)에 레이저 빔이 다시 조사될 우려가 있고, 상기 레이저 빔이 리플로우 처리가 끝난 솔더(11c)에 재조사되면 상기 솔더(11c)가 다시 녹을 수 있고 이에 따라 본딩불량이 야기될 수 있기 때문이다. 그러므로 본 발명에서는 비대칭적으로 배치된 전자부품(11b)을 가압 및 레이저 조사할 경우 제1 또는 제2 레이저 모듈(310, 320)의 위치 보정없이 투광성 가압부재(100) 만을 보정된 중심선(Cn+2′)으로 수평 이동시켜 위치를 보정한 후, 가압 및 레이저를 조사함에 따라 상기에서 살펴본 바와 같이 다양한 본딩불량 요인들의 발생을 최소화할 수 있는 것이다.As described above, the reason why the laser modules 310 and 320 do not correct the horizontal position along the light-transmitting pressing member 100 is that when the laser beam is irradiated based on the corrected center line (Cn+2′), bonding has already been completed. There is a risk that the laser beam is re-irradiated to the electronic components 11b, and when the laser beam is re-irradiated to the solder 11c that has been reflowed, the solder 11c may be melted again, thereby causing bonding defects. because it can Therefore, in the present invention, when pressing and irradiating the asymmetrically arranged electronic component 11b with a laser, only the transmissive pressing member 100 is corrected without the position correction of the first or second laser modules 310 and 320 , Cn+ 2'), and after correcting the position, the occurrence of various bonding defect factors can be minimized as described above by irradiating pressure and laser.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리플로우 방법의 순서도이다.11 is a flowchart of a laser reflow method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 앞서 도 1 내지 도 10b에서 전술한 바와 같이, 장방형의 플렉서블 기판(Flexible PCB, 11a) 상에 복수의 전자부품(11b)이 배치된 본딩대상물(11)을 투광성 가압부재(100)로 눌러 가압함과 함께 상기 가압부재(100)를 통해 본딩대상물(11)에 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품(11b)을 기판(11a)에 본딩하는 레이저 리플로우 장치에서 발생되었던 플렉서블 기판(11a) 및 전자부품(11b)의 뒤틀림에 의한 쉬프트 현상, 솔더 범프(SB)와 전극 패드(EP)의 전기적인 단선(open) 또는 단락(short) 불량을 해소하는 개선된 형태의 레이저 리플로우 방법에 관한 것이다.The present invention, as described above in FIGS. 1 to 10b , a bonding object 11 in which a plurality of electronic components 11b are disposed on a rectangular flexible PCB 11a is a light-transmitting pressing member 100 . The flexible substrate 11a generated in the laser reflow device for bonding the electronic component 11b to the substrate 11a by irradiating a laser beam to the bonding object 11 through the pressing member 100 while pressing, and The present invention relates to an improved laser reflow method for resolving a shift phenomenon caused by distortion of an electronic component 11b and electrical open or short defects between a solder bump SB and an electrode pad EP. .

도 11을 참조하면, 본 발명은 보다 구체적으로 하기의 단계들로 세분화될 수 있다.11 , the present invention may be more specifically subdivided into the following steps.

단계 a(S100): 상기 전자부품(11b)의 저면에 다수의 솔더 범프(SB)를 배치한다. Step a (S100) : A plurality of solder bumps SB are disposed on the bottom surface of the electronic component 11b.

일례로, 상기 솔더 범프(SB)는 주석(Sn)을 포함하는 무연 솔더(lead-free solder)일 수 있으며, 플립칩 공정을 위한 구형(求刑)의 솔더 범프일 수 있다.For example, the solder bumps SB may be lead-free solder including tin (Sn), and may be spherical solder bumps for a flip chip process.

단계 b(S200): 상기 기판(11a)의 상면에 셀프 얼라인먼트 요입홈(Self Alignment Groove: SAG)을 갖는 다수의 전극 패드(EP)를 형성한다. Step b(S200) : A plurality of electrode pads EP having a self-alignment groove (SAG) are formed on the upper surface of the substrate 11a.

상기 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG)은 구형 또는 삼각형 등 오목한 형태의 요입홈일 수 있으며, 도 11에서는 일 실시예에 따라 정중앙 부위가 가장 낮은 지점을 형성하는 삼각형 형상의 요입홈으로 도시되었다.The self-alignment concave groove (SAG) may be a concave concave groove such as a sphere or a triangle, and in FIG. 11 , it is illustrated as a triangular concave groove in which the central portion forms the lowest point according to an embodiment.

단계 c(S300): 상기 솔더 범프(SB)를 전극 패드(EP)의 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG) 내에 각각 안착시켜 가정렬(Pre-alignment)한다. Step c(S300) : The solder bumps SB are respectively seated in the self-alignment concave grooves SAG of the electrode pads EP to pre-align them.

일 실시예에 따라, 상기 가정렬(Pre-alignment)은 솔더 범프(SB)가 전극 패드(EP)의 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG) 내에 안착 및 접촉되는 과정을 의미한다.According to an embodiment, the pre-alignment refers to a process in which the solder bumps SB are seated and contacted in the self-alignment concave groove SAG of the electrode pad EP.

또한, 본 발명은 상기 단계 c) 이후에, 가정렬(Pre-alignment)된 솔더 범프(SB)가 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG)의 정중앙에 위치하도록 상기 플렉서블 기판(11a)과 전자부품(11b)들을 진동이나 지그(JIG)를 이용하여 더 정렬할 수 있다.In addition, in the present invention, after step c), the flexible substrate 11a and the electronic component 11b so that the pre-aligned solder bump SB is positioned at the exact center of the self-alignment concave groove SAG. They can be further aligned using vibration or a jig.

단계 d(S400): 상기 가안착된 솔더 범프(SB)에 레이저 빔을 조사함에 따라 솔더 범프(SB)가 용융되면서 유동되어져 상기 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG) 내에 완전히 정위치된 후 레이저 빔의 조사를 차단함으로써 상기 솔더 범프(SB)를 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG) 내에 고착시킨다. Step d(S400) : As the laser beam is irradiated to the temporarily seated solder bumps SB, the solder bumps SB are melted and flowed, and after being completely positioned in the self-alignment concave groove SAG, the laser beam is irradiated By blocking the solder bumps SB are fixed in the self-alignment concave groove SAG.

즉, 상술한 본 단계는 셀프 얼라인먼트(Self Alignment) 단계로 정의된다.That is, the aforementioned step is defined as a self-alignment step.

여기서, 상기 단계 d)의 셀프 얼라인먼트(Self Alignment)는 전자부품(11b)들에 형성된 솔더 범프(SB)가 전극 패드(EP)의 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG) 내에서 용융 및 유동되는 과정에서 중력에 의해 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG)의 정중앙으로 이동 및 정위치된 후 표면장력으로 구형을 이루면서 각 솔더 범프(SB)와 셀프 얼라인먼트 요입홈(SAG)의 수직 중심축(미도시)이 서로 일치하게 된다.Here, in the self-alignment of step d), the solder bumps SB formed on the electronic components 11b are melted and flowed in the self-alignment concave groove SAG of the electrode pad EP by gravity. After being moved and positioned to the exact center of the self-alignment concave groove (SAG) by do.

또한, 상기 단계 d)의 레이저 빔의 온도는 솔더 범프(SB)의 융점보다 높다.In addition, the temperature of the laser beam in step d) is higher than the melting point of the solder bump SB.

일례로, 상기 솔더 범프(SB)의 융점은 216℃이고, 상기 솔더 범프(SB)의 셀프 얼라인먼트를 위해 조사되는 레이저 빔의 온도 범위는 230℃ 내지 280℃ 이내일 수 있다.For example, a melting point of the solder bumps SB may be 216°C, and a temperature range of a laser beam irradiated for self-alignment of the solder bumps SB may be within a range of 230°C to 280°C.

또한, 상기 레이저 빔의 조사 시간은 5초 이내일 수 있고, 레이저 빔의 설정 온도에 반비례하여 레이저 빔의 조사 시간은 단축될 수 있으며, 아울러 솔더 범프(SB)에 셀프 얼라인먼트를 위한 유동성을 부가하기 위해 솔더 범프는 전체적으로 용융되거나 또는 표면만 순간적으로 용융될 수 있다.In addition, the irradiation time of the laser beam may be within 5 seconds, the irradiation time of the laser beam may be shortened in inverse proportion to the set temperature of the laser beam, and also to add fluidity for self-alignment to the solder bumps (SB) For this reason, the solder bump may be completely melted or only the surface may be melted instantaneously.

단계 e(S500): 상기 단계 d가 완료되면 투광성 가압부재가 하방으로 이동되어 본딩대상물을 가압함과 함께 투광성 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사한다. Step e (S500) : When step d is completed, the light-transmitting pressing member is moved downward to press the bonding object, and a laser beam is irradiated to the bonding object through the light-transmitting pressing member.

전술한 바와 같이 본 발명은 일 실시예에 따라, 상기 레이저 빔은 둘 이상의 레이저 모듈로부터 레이저 빔이 중첩 조사될 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the laser beam may be irradiated by overlapping laser beams from two or more laser modules.

또한, 상기 각 레이저 모듈(310, 320)은 상호 대칭적으로 배치되고 상기 각 레이저 빔은 동일한 빔 조사 각도를 가질 수 있다.In addition, each of the laser modules 310 and 320 may be disposed symmetrically to each other, and each of the laser beams may have the same beam irradiation angle.

또한, 상기 각 레이저 모듈(310, 320)로부터 레이저 빔이 동시 또는 순차적으로 조사될 수 있다.In addition, laser beams may be simultaneously or sequentially irradiated from each of the laser modules 310 and 320 .

또한, 상기 각 레이저 모듈(310, 320) 중 적어도 하나의 레이저 모듈은 단계 d)에서 단계 e)로 진행되는 과정에서 레이저 빔이 끊어짐없이 지속적으로 조사될 수 있다.In addition, at least one of the laser modules 310 and 320 may be continuously irradiated without interruption of the laser beam in the process from step d) to step e).

단계 f(S600): 상기 레이저 빔의 조사가 완료되면 투광성 가압부재(100)를 상방으로 이동하여 가압상태를 해제한다. Step f (S600) : When the irradiation of the laser beam is completed, the light-transmitting pressing member 100 is moved upward to release the pressing state.

이로써, 상술한 단계 a) 내지 단계 f)에 따라 본 발명 레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법이 순차적으로 수행될 수 있다.Accordingly, the laser reflow method of the laser reflow apparatus of the present invention may be sequentially performed according to the above-described steps a) to f).

한편, 일 실시예에 따라, 상기 단계 a) 내지 d) 단계 중 어느 하나는 비전 촬영이 이루어지는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment, any one of steps a) to d) may further include the step of performing vision imaging.

이에 따라 상기 비전 촬영을 통해 셀프 얼라인먼트 과정을 자동으로 모니터링할 수 있으며, 셀프 정렬된 전자부품(11b)들이 배치된 형상이 가압면에 대응하도록 위치되었는지 판별하거나, 불량 발생 시 즉각 공정을 중단 및 오차 수정 등 정상화 조치를 수행할 수 있다.Accordingly, the self-alignment process can be automatically monitored through the vision shooting, and it is determined whether the shape in which the self-aligned electronic components 11b are disposed corresponds to the pressing surface, or when a defect occurs, the process is immediately stopped and errors Normalization measures such as correction can be performed.

도 12는 본 발명의 레이저 조사에 따른 셀프 얼라인먼트 과정을 나타낸 예시도이다.12 is an exemplary view showing the self-alignment process according to the laser irradiation of the present invention.

도 12를 참고하여 상술한 본 발명의 단계 a) 내지 d)와 관련된 셀프 얼라인먼트 과정을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The self-alignment process related to steps a) to d) of the present invention described above with reference to FIG. 12 will be described in more detail as follows.

먼저, 기판(PCB)에 전자부품(Die)실장하는 과정에서 레이저 빔을 조사하게 되면 전극 패드(EP)와 전자부품(Die, 11b)의 솔더 범프(SB)가 표면장력을 통해 좌우상하 이동하면서 솔더 범프(SB)의 중심축과 기판(11a)의 전극 패드(EP) 중심축이 일치하게 된다. 이 때, 상기 전자부품(11b)들은 마이크로 사이즈 두께의 LED Die(다이)이거나 몰딩 Package(패키지)일 수도 있다.First, when a laser beam is irradiated during the process of mounting the electronic component (Die) on the board (PCB), the electrode pad (EP) and the solder bump (SB) of the electronic component (Die, 11b) move up and down through the surface tension. The central axis of the solder bump SB coincides with the central axis of the electrode pad EP of the substrate 11a. In this case, the electronic components 11b may be a micro-sized LED die or a molding package.

그리고, 셀프 정렬된 전자부품(11b)들이 배치된 형상이 가압면에 대응하도록 위치되었는지 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include determining whether the shape in which the self-aligned electronic components 11b are disposed corresponds to the pressing surface.

이러한 전자부품(11b)들이 가압면에 대응하도록 위치되었다고 판단되면 투광성 가압부재(100)가 하방으로 이동되어 본딩대상물(11)을 가압함과 함께 투광성 가압부재(100)를 통해 본딩대상물(11)에 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함한다(S500).When it is determined that these electronic components 11b are positioned to correspond to the pressing surface, the light-transmitting pressing member 100 is moved downward to press the bonding object 11 and, together with the light-transmitting pressing member 100, the bonding object 11 Including the step of irradiating a laser beam to (S500).

이 과정에서 가압 이전에 전술한 셀프 정렬을 사전에 수행함으로써 본딩대상물(11)이 가압될 시 쉬프트(Shift)되는 것을 방지하여 전기적인 단선(Open) 또는 단락(Short)이 방지된다. In this process, by performing the above-described self-alignment in advance before pressing, the bonding object 11 is prevented from being shifted when pressed, thereby preventing an electrical open or short.

이러한 효과는 플렉서블 기판(11a) 상에 다수의 전자부품(11b)을 가압 및 레이저 본딩 시 대량생산의 공정 시간을 줄이고, 수율을 대폭 향상시킬 수 있다.This effect can reduce the processing time of mass production and significantly improve the yield when a plurality of electronic components 11b are pressed and laser bonded on the flexible substrate 11a.

마지막으로, 레이저 빔의 조사를 중단함과 함께 투광성 가압부재(100)를 상방으로 이동하여 가압상태를 해제하는 단계를 포함한다(S600).Finally, stopping the irradiation of the laser beam and moving the light-transmitting pressing member 100 upward to release the pressing state (S600).

아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.In addition, the present invention is not limited only by the above-described embodiment, and since it is possible to create the same effect even when changing the detailed configuration, number, and arrangement of the device, those of ordinary skill in the art will present the present invention It is specified that various additions, deletions, and modifications are possible within the scope of the technical idea of

11 : 본딩대상물 11a : 기판(PCB)
11b : 전자부품(Die) 11c : 솔더
100 : 투과성 가압부재 102: 가압면
200 : 보호필름 210 : 보호필름 이송부
310 : 제 1 레이저 모듈 320 : 제 2 레이저 모듈
500 : 홀더 유닛 934 : 비전 유닛
940 : 진공 척 942 : 히팅 블록
SB : 솔더 범프 EP : 전극 패드
SAG : 셀프 얼라인먼트 요입홈(Self Alignment Groove)
11: bonding object 11a: substrate (PCB)
11b: Electronic component (Die) 11c: Solder
100: permeable pressing member 102: pressing surface
200: protective film 210: protective film transfer unit
310: first laser module 320: second laser module
500: holder unit 934: vision unit
940: vacuum chuck 942: heating block
SB: Solder Bump EP: Electrode Pad
SAG : Self Alignment Groove

Claims (9)

장방형의 기판 상에 복수의 전자부품이 배치된 본딩대상물을 투광성 가압부재로 눌러 가압함과 함께 상기 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사함으로써 전자부품을 기판에 본딩하는 레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법에 있어서,
a) 상기 전자부품의 저면에 다수의 솔더 범프를 배치하는 단계;
b) 상기 기판의 상면에 셀프 얼라인먼트 요입홈(Self Alignment Groove: SAG)을 갖는 다수의 전극 패드를 형성하는 단계;
c) 상기 솔더 범프를 전극 패드의 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 각각 안착시켜 가정렬(Pre-alignment)하는 단계;
d) 상기 가안착된 솔더 범프에 레이저 빔을 조사함에 따라 구형 솔더 범프가 용융되면서 유동되어져 상기 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 완전히 정위치된 후 레이저 빔의 조사를 차단함으로써 솔더 범프를 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에 고착시키는 셀프 얼라인먼트(Self Alignment) 단계;
e) 상기 단계 d가 완료되면 투광성 가압부재가 하방으로 이동되어 본딩대상물을 가압함과 함께 투광성 가압부재를 통해 본딩대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계;
f) 상기 레이저 빔의 조사가 완료되면 투광성 가압부재를 상방으로 이동하여 가압상태를 해제하는 단계;를 포함하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
A laser of a laser reflow device for bonding electronic components to a substrate by pressing and pressing a bonding object on which a plurality of electronic components are disposed on a rectangular substrate with a translucent pressing member and irradiating a laser beam to the bonding object through the pressing member. In the reflow method,
a) disposing a plurality of solder bumps on a bottom surface of the electronic component;
b) forming a plurality of electrode pads having a self-alignment groove (SAG) on the upper surface of the substrate;
c) pre-aligning the solder bumps by seating each of the solder bumps in the self-alignment recessed grooves of the electrode pad;
d) As the laser beam is irradiated to the temporarily seated solder bump, the spherical solder bump is melted and flowed, and after being completely positioned in the self-alignment recess, the laser beam is blocked and the solder bump is fixed in the self-alignment recess. a self-alignment step;
e) when the step d is completed, the light-transmitting pressing member is moved downward to press the bonding object, and irradiating a laser beam to the bonding object through the light-transmitting pressing member;
f) when the irradiation of the laser beam is completed, moving the light-transmitting pressing member upward to release the pressing state; including,
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 d)의 셀프 얼라인먼트(Self Alignment)는 전자부품들에 형성된 솔더 범프가 전극 패드의 셀프 얼라인먼트 요입홈 내에서 용융 및 유동되는 과정에서 중력에 의해 셀프 얼라인먼트 요입홈의 정중앙으로 이동 및 정위치된 후 표면장력으로 구형을 이루면서 각 솔더 범프와 셀프 얼라인먼트 요입홈의 수직 중심축이 서로 일치하게 되는 것인,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
The method of claim 1,
In the self-alignment of step d), the solder bumps formed on the electronic components are melted and flowed in the self-alignment concave groove of the electrode pad. After forming a spherical shape with surface tension, the vertical central axis of each solder bump and the self-alignment concave groove coincides with each other.
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 d)의 레이저 빔의 온도는 솔더 범프의 융점보다 높은 것을 특징으로 하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
The method of claim 1,
characterized in that the temperature of the laser beam in step d) is higher than the melting point of the solder bump,
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 a) 내지 d) 단계 중 어느 하나는 비전 촬영이 이루어지는 단계를 더 포함하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
The method of claim 1,
Any one of steps a) to d) further comprises the step of performing vision imaging,
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 둘 이상의 레이저 모듈로부터 레이저 빔이 중첩 조사되는 것을 특징으로 하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
The method of claim 1,
The laser beam is characterized in that the laser beam is overlapped and irradiated from two or more laser modules,
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 5 항에 있어서,
상기 각 레이저 모듈은 상호 대칭적으로 배치되고 상기 각 레이저 빔은 동일한 빔 조사 각도를 갖는 것을 특징으로 하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
6. The method of claim 5,
Each of the laser modules is arranged symmetrically to each other, characterized in that each laser beam has the same beam irradiation angle,
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 5 항에 있어서,
상기 각 레이저 모듈로부터 레이저 빔이 동시 또는 순차적으로 조사되는 것을 특징으로 하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
6. The method of claim 5,
Characterized in that the laser beam is irradiated simultaneously or sequentially from each laser module,
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 5 항에 있어서,
상기 각 레이저 모듈 중 적어도 하나의 레이저 모듈은 단계 d)에서 단계 e)로 진행되는 과정에서 레이저 빔이 끊어짐없이 지속적으로 조사되는 것을 특징으로 하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
6. The method of claim 5,
At least one of the laser modules is characterized in that the laser beam is continuously irradiated without interruption in the process proceeding from step d) to step e),
A laser reflow method in a laser reflow device.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 c) 이후에, 가정렬(Pre-alignment)된 솔더 범프가 셀프 얼라인먼트 요입홈의 정중앙에 위치하도록 상기 기판과 전자부품들을 진동이나 지그(JIG)를 이용하여 더 정렬하는 것을 특징으로 하는,
레이저 리플로우 장치의 레이저 리플로우 방법.
The method of claim 1,
After the step c), the board and electronic components are further aligned using vibration or a jig (JIG) so that the pre-aligned solder bump is located at the exact center of the self-alignment concave groove, characterized in that,
A laser reflow method in a laser reflow device.
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