KR20160064905A - 전자부품 실장 시스템 및 전자부품 실장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자부품 실장 시스템 및 전자부품 실장 방법을 개시한다. 본 발명은, 전자부품이 배치된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급유닛과, 상기 웨이퍼공급유닛과 연결되며, 상기 전자부품을 마운팅하여 회로기판에 배치하는 마운팅유닛과, 상기 마운팅유닛과 연결되며, 열을 가하여 상기 전자부품을 상기 회로기판에 실장하는 리플로어유닛과, 상기 리플로어유닛의 폐열을 상기 마운팅유닛으로 공급하는 폐열공급유닛을 포함한다.

Description

전자부품 실장 시스템 및 전자부품 실장 방법{System and method for mounting electric element}

본 발명은 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자부품 실장 시스템 및 전자부품 실장 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자부품을 회로기판에 실장하기 위하여는 웨이퍼 상의 전자부품을 회로기판에 배치한 후 전자부품과 회로기판 사이의 납을 가열하여 전자부품을 회로기판에 실장시킬 수 있다. 이때, 웨이퍼 상의 전자부품은 서로 아주 가깝게 배치됨으로써 하나의 전자부품을 흡착하여 이동할 때 주변의 전자부품이 영향을 받을 수 있다. 이를 방지하기 위하여 웨이퍼를 인장시킴으로써 인접하는 전자부품 사이의 거리를 이격시킬 수 있다.

상기와 같은 작업이 완료된 후 웨이퍼를 교체하거나 외부로 인출할 때 웨이퍼는 인장된 상태일 수 있다. 그러나 상기와 같은 경우 웨이퍼를 다시 활용하거나 하는 경우 웨이퍼가 전자부품 실장 시스템에 다시 공급되어 상기와 같은 작업이 수행될 때 웨이퍼가 파손되거나 손상될 수 있다. 따라서 웨이퍼의 파손을 방지하기 위하여 작업이 완료된 후 웨이퍼를 다시 수축시키는 것이 필요하다.

한편, 상기와 같은 전자부품 실장 시스템은 한국공개특허 제2002-0019469호(발명의 명칭 : 전자부품 실장시스템)에 구체적으로 개시되어 있다.

한국공개특허 제2002-0019469호

본 발명의 실시예들은 전자부품 실장 시스템 및 전자부품 실장 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 전자부품이 배치된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급유닛과, 상기 웨이퍼공급유닛과 연결되며, 상기 전자부품을 마운팅하여 회로기판에 배치하는 마운팅유닛과, 상기 마운팅유닛과 연결되며, 열을 가하여 상기 전자부품을 상기 회로기판에 실장하는 리플로어유닛과, 상기 리플로어유닛의 폐열을 상기 마운팅유닛으로 공급하는 폐열공급유닛을 포함하는 전자부품 실장 시스템을 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 마운팅유닛은, 상기 웨이퍼가 안착하는 안착부와, 상기 안착부 내부에 설치되며, 승하강하여 상기 전자부품을 가력하는 이젝터부와, 상기 안착부의 외면에 설치되어 상기 웨이퍼를 고정시키는 홀더부를 포함하고, 상기 안착부와 상기 홀더부 중 적어도 하나가 선형 운동함으로써 상기 웨이퍼를 인장시킬 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 폐열공급유닛은, 상기 리플로어유닛 및 상기 안착부와 연결되는 연결배관과, 상기 연결배관에 설치되어 상기 연결배관 내부의 기체를 유동시키는 팬을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 폐열공급유닛은, 상기 연결배관에 설치되는 온도센서를 더 포함하고, 상기 온도센서의 온도를 근거로 상기 팬의 구동시간이 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 전자부품이 안착된 웨이퍼를 공급하는 단계와, 상기 웨이퍼를 인장시켜 상기 전자부품 사이의 거리를 이격시키는 단계와, 상기 전자부품을 흡착하여 회로기판 상에 배치하는 단계와, 상기 웨이퍼의 인장을 해제하고 리플로어유닛의 폐열을 상기 웨이퍼에 공급하여 상기 웨이퍼를 수축시키는 단계를 포함하는 전자부품 실장 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 폐열을 활용함으로써 시스템의 효율을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품 실장 시스템을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마운팅유닛의 일부를 보여주는 개념도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품 실장 시스템을 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 마운팅유닛의 일부를 보여주는 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 전자부품 실장 시스템(100)은 로딩유닛(110), 웨이퍼공급유닛(120), 마운팅유닛(130), 연결유닛(140), 리플로어유닛(150), 폐열공급유닛(160) 및 언로딩유닛(170)을 포함할 수 있다.

로딩유닛(110)은 마운팅유닛(130)과 연결되어 회로기판(미도시)을 마운팅유닛(130)으로 공급할 수 있다. 이때, 로딩유닛(110)은 외부로부터 상기 회로기판을 공급받아 상기 회로기판을 한씩 마운팅유닛(130)에 공급할 수 있다. 로딩유닛(110)은 상기 회로기판을 이동시키는 로봇암 등과 같은 구성을 포함할 수 있다.

웨이퍼공급유닛(120)은 전자부품(E)이 배치된 웨이퍼(W)를 저장한 후 마운팅유닛(130)으로 공급할 수 있다. 이때, 웨이퍼공급유닛(120)에는 웨이퍼(W)가 복수개 적재되는 카세트(미도시)가 공급될 수 있다. 또한, 웨이퍼공급유닛(120)과 마운팅유닛(130) 중 적어도 하나는 웨이퍼(W)를 이송시키는 로봇암 등과 같은 구성을 포함할 수 있다.

한편, 마운팅유닛(130)은 웨이퍼(W)가 공급되면, 웨이퍼(W) 상의 전자부품(E)을 흡착하여 상기 회로기판으로 이송시키고 전자부품(E)을 상기 회로기판에 공급할 수 있다. 이때, 전자부품(E)과 상기 회로기판 사이에는 납 등과 같은 접착물질이 도포될 수 있다.

상기와 같은 마운팅유닛(130)은 웨이퍼(W)가 안착하는 안착부(131)와, 안착부(131) 내부에 승하강되도록 설치된 이젝터부(132) 및 안착부(131)의 외면에 설치되는 홀더부(133)를 포함할 수 있다.

안착부(131)는 내부에 공간이 형성되고, 웨이퍼(W)의 테두리 영역을 지지할 수있다. 또한, 이젝터부(132)는 안착부(131)의 내부 공간에 배치되어 승하강함으로써 웨이퍼(W) 상의 전자부품(E)을 웨이퍼(W)로부터 분리시킬 수 있다. 홀더부(133)는 끝단이 절곡되도록 형성될 수 있으며, 홀더부(133)의 절곡된 부분은 웨이퍼(W)의 상면에 접촉하여 웨이퍼(W)를 고정시킬 수 있다.

상기와 같은 안착부(131)와 홀더부(133) 중 적어도 하나는 선형 운동할 수 있다. 이때, 안착부(131)와 홀더부(133)는 서로 상대 운동할 수 있다. 예를 들면, 안착부(131)가 고정되는 경우 홀더부(133)는 안착부(131)의 외면에서 안착부(131)를 중심으로 승하강 운동할 수 있다. 다른 실시예로써 홀더부(133)가 고정되는 경우 안착부(131)는 홀더부(133)를 중심으로 승하강 운동할 수 있다. 또 다른 실시예로써 안착부(131)와 홀더부(133)가 서로 반대 방향으로 선형 운동하는 것도 가능하다. 상기와 같이 안착부(131)와 홀더부(133)가 운동하는 경우 웨이퍼(W)를 인장시킬 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 홀더부(133)가 승하강 운동을 하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

한편, 연결유닛(140)은 마운팅유닛(130) 및 리플로어유닛(150)과 연결되어 전자부품(E)이 놓인 상기 회로기판을 마운팅유닛(130)으로부터 리플로어유닛(150)으로 이송시킬 수 있다. 이때, 연결유닛(140) 내부에는 컨베이어 등이 설치되어 상기 회로기판을 리플로어유닛(150)으로 공급할 수 있다.

리플로어유닛(150)은 상기 회로기판 및 전자부품(E)에 열을 가하여 전자부품(E)을 상기 회로기판에 고정시킬 수 있다. 구체적으로 상기 열에 의하여 전자부품(E)과 상기 회로기판 사이의 납이 녹게 됨으로써 전자부품(E)은 상기 회로기판에 고정시킬 수 있다.

리플로어유닛(150)에는 내부의 가열된 기체를 외부로 배출시키는 배기관(151)이 설치될 수 있다. 이때, 기체는 배기관(151)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 상기와 같은 경우 상기 기체가 외부로 배출되는 경우 리플로어유닛(150)에서 발생하는 열을 외부로 배출될 수 있다.

폐열공급유닛(160)은 리플로어유닛(150)에 연결되어 상기와 같이 외부로 버려질 열 중 일부를 회수하여 마운팅유닛(130)으로 공급할 수 있다.

구체적으로 폐열공급유닛(160)은 리플로어유닛(150)에 연결되는 연결배관(161)을 포함할 수 있다. 이때, 연결배관(161)은 리플로어유닛(150) 자체에 연결될 수 있으며, 배기관(151)에 연결될 수 있다. 또한, 연결배관(161)은 안착부(131)에 연결되어 안착부(131)의 내부 공간에 열을 공급할 수 있다.

폐열공급유닛(160)은 연결배관(161)에 설치되어 연결배관(161) 내부의 기체를 유동시키는 팬(162)을 포함할 수 있다. 이때, 팬(162)이 작동하는 경우 연결배관(161)을 통하여 기체가 유동할 수 있으며, 팬(162)이 정지하는 경우 연결배관(161) 내부의 기체는 이동하지 않을 수 있다.

언로딩유닛(170)은 리플로어유닛(150)에 연결되어 전자부품(E)이 실장된 상기 회로기판을 외부로 반출시킬 수 있다. 이때, 언로딩유닛(170)은 로봇암 등을 구비할 수 있다.

한편, 상기와 같은 전자부품 실장 시스템(100)의 작동을 살펴보면, 우선 로딩유닛(110)을 통하여 상기 회로기판이 마운팅유닛(130)으로 공급될 수 있다. 이때, 웨이퍼공급유닛(120)은 웨이퍼공급유닛(120)으로부터 마운팅유닛(130)으로 공급될 수 있다.

상기와 같이 마운팅유닛(130)에 공급된 웨이퍼(W)는 안착부(131)에 안착될 수 있다. 이후 홀더부(133)가 하강함으로써 웨이퍼(W)의 테두리 영역을 가력할 수 있다.

상기와 같이 홀더부(133)가 하강하는 경우 홀더부(133)의 절곡된 부분은 안착부(131)의 외면을 따라서 안착부(131)의 하측으로 이동할 수 있다. 이때, 웨이퍼(W)의 테두리 영역은 홀더부(133)와 함께 안착부(131)의 하측 방향으로 내려갈 수 있고, 웨이퍼(W)는 인장될 수 있다.

웨이퍼(W)가 인장되는 경우 웨이퍼(W) 상의 전자부품(E) 사이의 거리는 서로 이격될 수 있다. 이후 이젝터부(132)가 상승하여 웨이퍼 상의 전자부품(E) 중 하나를 웨이퍼(W)로부터 이탈시킬 수 있다. 또한, 안착부(131)의 상면에 배치된 헤드부(134)가 하강하여 웨이퍼(W)로부터 이탈된 전자부품(E)을 흡착하여 상기 회로기판 상에 배치시킬 수 있다. 상기와 같은 작업은 웨이퍼(W) 상의 전자부품(E) 중에서 기 설정된 횟수만큼 반복될 수 있다.

상기의 과정이 완료되면, 전자부품(E)이 안착된 상기 회로기판은 연결유닛(140)을 통하여 리플로어유닛(150)으로 공급될 수 있다. 이후 리플로어유닛(150)에서는 열을 가하여 전자부품(E)을 상기 회로기판 상에 고정시킬 수 있다.

한편, 상기와 같이 전자부품(E)의 이동이 완료되면, 홀더부(133)는 다시 상승하여 웨이퍼(W)의 테두리 영역에 힘을 가하지 않을 수 있다. 이때, 웨이퍼(W)는 인장된 상태일 수 있다. 상기와 같이 홀더부(133)가 완전히 상승하여 초기 위치에 배치될 수 있다.

홀더부(133)의 상승이 완료되면, 폐열공급유닛(160)은 폐열을 안착부(131)로 공급할 수 있다. 구체적으로 팬(162)이 작동하는 경우 리플로어유닛(150) 내부의 가열된 기체는 연결배관(161)을 통하여 안착부(131)의 내부 공간으로 공급될 수 있다.

상기와 같이 공급된 기체는 웨이퍼(W)의 후면에 공급될 수 있으며, 상기 기체에 의하여 웨이퍼(W)는 수축할 수 있다. 이후 로봇암을 통하여 웨이퍼(W)는 웨이퍼공급유닛(120) 내부의 상기 카세트로 이동될 수 있다.

상기와 같은 작업은 지속적으로 수행될 수 있다. 특히 상기와 같은 폐열공급유닛(160)을 통한 리플로어유닛(150) 내부의 기체는 팬(162)의 구동에 따라 이동하는 양이 제어될 수 있다. 예를 들면, 기 설정된 시간 동안 팬(162)을 구동시킴으로써 웨이퍼(W)에 공급되는 열량을 제어할 수 있다. 이때, 전자부품 실장 시스템(100)은 제어유닛(미도시)을 별도로 구비하여 제어할 수 있다.

상기 제어유닛은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 전기회로가 구비된 회로기판일 수 있으며, 전자부품 실장 시스템(100)에 연결된 퍼스널 컴퓨터, 노트북 등일 수 있다. 또한, 상기 제어유닛은 휴대폰, PDA 등과 같은 휴대용 단말기를 포함할 수 있다.

따라서 전자부품 실장 시스템(100) 및 전자부품 실장 방법은 리플로어유닛(150)에서 발생하는 폐열을 사용함으로써 전체 시스템의 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 전자부품 실장 시스템(100) 및 전자부품 실장 방법은 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 별도의 장치를 안착부(131)에 설치하지 않아도 됨으로써 안착부(131)의 구조를 간단히 할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100: 전자부품 실장 시스템
110: 로딩유닛
120: 웨이퍼공급유닛
130: 마운팅유닛
140: 연결유닛
150: 리플로어유닛
160: 폐열공급유닛
170: 언로딩유닛

Claims (5)

1. 전자부품이 배치된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급유닛;
   상기 웨이퍼공급유닛과 연결되며, 상기 전자부품을 마운팅하여 회로기판에 배치하는 마운팅유닛;
   상기 마운팅유닛과 연결되며, 열을 가하여 상기 전자부품을 상기 회로기판에 실장하는 리플로어유닛; 및
   상기 리플로어유닛의 폐열을 상기 마운팅유닛으로 공급하는 폐열공급유닛;을 포함하는 전자부품 실장 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 마운팅유닛은,
   상기 웨이퍼가 안착하는 안착부;
   상기 안착부 내부에 설치되며, 승하강하여 상기 전자부품을 가력하는 이젝터부; 및
   상기 안착부의 외면에 설치되어 상기 웨이퍼를 고정시키는 홀더부;를 포함하고,
   상기 안착부와 상기 홀더부 중 적어도 하나가 선형 운동함으로써 상기 웨이퍼를 인장시키는 전자부품 실장 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 폐열공급유닛은,
   상기 리플로어유닛 및 상기 안착부와 연결되는 연결배관;
   상기 연결배관에 설치되어 상기 연결배관 내부의 기체를 유동시키는 팬;을 포함하는 전자부품 실장 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 폐열공급유닛은,
   상기 연결배관에 설치되는 온도센서;를 더 포함하고,
   상기 온도센서의 온도를 근거로 상기 팬의 구동시간이 결정되는 전자부품 실장 시스템.
5. 전자부품이 안착된 웨이퍼를 공급하는 단계;
   상기 웨이퍼를 인장시켜 상기 전자부품 사이의 거리를 이격시키는 단계;
   상기 전자부품을 흡착하여 회로기판 상에 배치하는 단계; 및
   상기 웨이퍼의 인장을 해제하고 리플로어유닛의 폐열을 상기 웨이퍼에 공급하여 상기 웨이퍼를 수축시키는 단계;를 포함하는 전자부품 실장 방법.

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