バンプ印刷装置
【課題】本発明は、基板上に印刷される半田バンプの印刷性を向上させることができるバンプ印刷装置に関する。
【解決手段】本発明によるバンプ印刷装置は、基板が取り付けられる印刷テーブルと、前記基板上に密着し、印刷後分離されながら前記基板上に半田バンプを印刷するマスクと、前記印刷テーブルから前記マスクの端部まで延長され、前記マスクの端部を吸引して前記マスクの端部が真空状態で密着するマスクテーブルと、を含む。
【解決手段】本発明によるバンプ印刷装置は、基板が取り付けられる印刷テーブルと、前記基板上に密着し、印刷後分離されながら前記基板上に半田バンプを印刷するマスクと、前記印刷テーブルから前記マスクの端部まで延長され、前記マスクの端部を吸引して前記マスクの端部が真空状態で密着するマスクテーブルと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はバンプ印刷装置に関するもので、さらに詳細には回路基板上に印刷される半田バンプの印刷性を向上させることができるバンプ印刷装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的にフリップチップ(Flip Chip)、TAB(Tape Automated Bonding)、ワイヤボンディング(Wire Bonding)方式等が印刷回路基板(PCB)やウェハレベルパッケージ(WLP)等のような外部基板(substrate)にチップを連結する方式として使用される。
【0003】
その中でも単位面積当たりのパッドの数を増加させることができるという長所があるため、フリップチップ方法が携帯用電子製品の製造に広く利用されている。
【0004】
このようなフリップチップ方法は、チップと外部基板のボンディングを良好にするためにウェハに半田バンプを形成するもので、特に半田バンプの製作技術は伝導性が良好で、高さが均一で、微細ピッチ(Fine Pitch)を有する半田バンプを形成する方法として発達してきた。
【0005】
このようなフリップチップの半田バンプ形成技術は、バンピングされる物質によって半田バンプの特性及びその応用範囲が決定されるという特徴があるが、代表的な半田バンプ形成技術としては溶融半田にパッド電極を接触させる溶融半田方法、パッド電極上に半田バンプ(Solder Bump)をスクリーン印刷した後リフロー(Reflow)するスクリーン印刷法、パッド電極上に半田ボール(Solder Ball)を搭載してリフローする半田ボール法、パッド電極に半田メッキを行うメッキ法等がある。
【0006】
このうちスクリーン印刷法は半田バンプを形成するための工程が簡単で、製造費用が安く、所望の金属成分を有したバンプを形成することができるという点で半田バンプの形成方法として最も多く使用されている。
【0007】
このようなスクリーン印刷法はホール(hole)が特定パターンによって形成された(メタル)マスクを印刷回路基板上に密着させた状態で上記マスクの上面にスキージを利用して半田ペーストを圧着移動させ、上記ホールを埋めながら半田バンプの印刷を行う。
【0008】
しかし、現在のスクリーン印刷法は印刷回路基板の上面にマスクが備えられ、単純に密着するだけの構造で、スクリーン印刷工程時に基板とマスクの間に隙間(gap)が発生するという問題が生じる。
【0009】
このような隙間は、特にマスクと面接する基板の角の部分において主に発生し、その部分を中心に半田ペーストの広がり、ショート(short)、バンプが形成されないミッシングバンプ(Missing Bump)等のような印刷不良が大量に発生する原因となる。
【0010】
従って、半田バンプの印刷性を低下させ、回路基板の製品不良及び信頼性を減少させるという問題を発生させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために案出されたもので、印刷不良の発生を防止し、半田バンプの印刷性を向上させることは勿論、半田バンプの不良発生を防止して基板の信頼性を増加させることができるバンプ印刷装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の実施例によるバンプ印刷装置は、基板が取り付けられる印刷テーブルと、上記基板上に密着し、印刷後分離されながら上記基板上に半田バンプを印刷するマスクと、上記印刷テーブルから上記マスクの端部まで延長され、上記マスクの端部を吸引して上記マスクの端部が真空状態で密着するマスクテーブルと、を含むことができる。
【0013】
また、上記印刷テーブル及び上記マスクテーブル内に備えられ、上記基板とマスクが夫々上記印刷テーブル及びマスクテーブル上に密着するようにエア(air)を吸引し、上記マスクが上記基板と分離されるようにエアを噴射するエアノズル部をさらに含むことができる。
【0014】
また、上記マスクテーブルは、上記印刷テーブルの外側面方向に延長され一体で形成されることができる。
【0015】
また、上記マスクテーブルは、上記印刷テーブルの外側面に分離可能なように備えられることができる。
【0016】
また、上記マスクテーブルは、その上部面が上記印刷テーブル上に取り付けられる上記基板の上部面と同一の水平面上に位置することができる。
【0017】
また、上記マスクテーブルは、上記印刷テーブルを中心に相互対向して配置され、上記基板の厚さに対応する高さだけ突出されて上記印刷テーブルと段差を成すことができる。
【0018】
また、上記エアノズル部は、上記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられ、上記基板が上記印刷テーブル上に密着するようにエアを吸引する基板ノズルと、上記マスクテーブルの上部面に沿って複数備えられ、上記マスクが上記基板とマスクテーブル上に密着するようにエアを吸引し、上記マスクが上記基板と分離するようにエアを噴射するマスクノズルと、を含むことができる。
【0019】
また、上記マスクノズルは、上記マスクテーブル及び上記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられることができる。
【0020】
また、上記基板は、上記エアノズル部から噴射されるエアが上記基板を通過して上記基板の上部側に移動するようにエアホール(air hole)を貫通形成して備えることができる。
【0021】
また、上記エアノズル部を制御する制御部をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によるバンプ印刷装置は、半田バンプの不良発生を効果的に防止し、印刷性及び歩留まりが向上し、基板の信頼性を増加させることが可能である。
【0023】
また、製品の生産性の向上とともに、装置の構造が簡単で、適用及び工程管理が容易であるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1a】本発明の実施例によるバンプ印刷装置を概略的に示す斜視図である。
【図1b】本発明の実施例によるバンプ印刷装置を概略的に示す断面図である。
【図2a】図1に図示したバンプ印刷装置におけるマスクテーブルと印刷テーブルの一実施例を概略的に示す断面図である。
【図2b】図1に図示したバンプ印刷装置におけるマスクテーブルと印刷テーブルの一実施例を概略的に示す断面図である。
【図3a】図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおけるマスクテーブルの一実施例を概略的に示す平面図である。
【図3b】図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおけるマスクテーブルの一実施例を概略的に示す平面図である。
【図4】(a)、(b)は、図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおける基板ノズル及びマスクノズルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す断面図である。
【図5】(a)は、図3aに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおける基板が取り付けられた状態を示す平面図であり、(b)は、(a)においてy−y軸に沿って切開した状態を示す拡大断面図である。
【図6】図3bに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおいて基板が取り付けられた状態を示す平面図である。
【図7】(a)から(d)は、本発明の実施例によるバンプ印刷装置を通じた半田バンプの印刷工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明によるバンプ印刷装置の実施例に関する具体的な事項を図面を参照して説明する。
【0026】
図1a、図1bは、本発明の実施例によるバンプ印刷装置を概略的に示す斜視図及び断面図であり、図2a、図2bは、図1に図示したバンプ印刷装置におけるマスクテーブルと印刷テーブルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す断面図である。図3a、図3bは図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおけるマスクテーブルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す平面図であり、図4(a)、図4(b)は、図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおける基板ノズル及びマスクノズルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す断面図である。
【0027】
そして、図5(a)は図3aに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおいて基板が取り付けられた状態を示す平面図であり、図5(b)は図5(a)においてy−y軸に沿って切開した状態を示す拡大断面図である。図6は図3bに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおいて基板が取り付けられた状態を示す平面図である。
【0028】
図1から図6を参照すると、本発明の実施例によるバンプ印刷装置1は印刷テーブル10、マスク20、マスクテーブル30、エアノズル部40を含んで構成される。
【0029】
上記印刷テーブル10は、その上部面に取り付けられる基板bを固定させ半田バンプ70を印刷するためのスクリーンプリント工程を行う治具部材である。
【0030】
上記印刷テーブル10は図面のように、基板bの形状に対応する四角形の形状を有するものが一般的であるが、必ずしもこれに限定するものではない。
【0031】
そして、上記基板bとしては硬性及び軟性回路基板を含む樹脂材質の印刷回路基板、セラミック基板等一般的な基板をすべて使用することができる。
【0032】
この時、上記基板bには複数のエアホール(air hole)hが貫通形成され、上記エアノズル部40から噴射されるエアが上記基板bを通過して上記基板bの上部側に移動することができるようにする。
【0033】
上記エアホールhは、上記印刷テーブル10から噴射されるエアが、上記基板bによる干渉を受けずに上記基板b上に密着したマスク20を分離させるためのもので、これに対する詳細な説明は後述する。
【0034】
上記印刷テーブル10上に取り付けられる上記基板bの上部面には、特定パターンのパターンホール21が形成され、治具22によって支持されるマスク20が備えられる。
【0035】
上記マスク20は上記基板bの上面に密着して固定され、スキージsを利用して半田ペーストpを圧着移動させながら、半田バンプ70を印刷した後に再び上記基板bと分離されながら上記基板b上に半田バンプ70を形成する。
【0036】
この時、上記マスク20と基板bとの間には実質的に真空状態が形成され、スクリーン印刷工程時に上記マスク20と基板bのずれが発生せず、設計位置に半田バンプ70を精密に印刷することができるようにする。
【0037】
上記マスク20は一般的なメタルマスクであることができるが、これに限定するものではなく他の材質のマスクで備えられることも可能である。
【0038】
一方、上記マスクテーブル30は、上記印刷テーブル10から上記マスク20の端部まで延長され、上記マスク20の端部を吸引して上記マスク20の端部が真空状態で密着するようにする。
【0039】
すなわち、スクリーン印刷のためのマスク20は、印刷テーブル10より大きいサイズで形成され、基板bが取り付けられた上記印刷テーブル10上に密着される場合、上記マスク20の端部は上記印刷テーブル10の外部に備えられる。
【0040】
この場合、上記マスク20は水平状態を維持することができず、上記マスク20と基板bとの間には隙間が発生することがある。
【0041】
従って、上記マスクテーブル30を通じて上記マスク20の端部が支持されるようにすることによって、上記マスク20が水平状態を維持して上記基板b上に密着するようにし、基板bとの間に隙間が発生しないようにする。
【0042】
特に、上記マスクテーブル30は複数のマスクノズル42、44を備え、上記マスク20の端部を吸引して上記マスク20の端部が真空状態で密着するようにし、これに対する具体的な説明は後述する。
【0043】
図2aのように、上記マスクテーブル30は、ダイキャスティングまたは切削加工等を通じて上記印刷テーブル10の外側面方向に延長され、上記印刷テーブル10と一体で形成されることができる。
【0044】
そして、図2bのように、上記マスクテーブル30は上記印刷テーブル10の外側面に分離可能なように備えられることも可能である。
【0045】
この場合、上記印刷テーブル10とは別途に形成される上記マスクテーブル30を、上記印刷テーブル10の外側面に着脱する構造を通じて、上記マスク20または基板bのサイズ、厚さ等に従って上記マスクテーブル30を換えることが可能である。
【0046】
尚、装置の維持補修が容易であるという長所がある。
【0047】
上記マスクテーブル30は、上記印刷テーブル10を中心に相互対向して配置され、上記基板bの厚さtに対応する高さhだけ突出され、上記印刷テーブル10と段差を成す。
【0048】
すなわち、図3aのように、上記マスクテーブル30は一対が上記印刷テーブル10の左右両側面に配置され、相互対向する構造で備えられることができる。
【0049】
そして、図3bのように、上記マスクテーブル30は二対が上記印刷テーブル10を取り囲むように四側面に配置され、相互対向する構造で備えられることもできる。
【0050】
この時、上記マスクテーブル30と印刷テーブル10の間の高さの差に該当する上記段差の高さhは、上記基板bの厚さtと実質的に同一である。
【0051】
従って、上記マスクテーブル30は、その上部面が上記印刷テーブル10上に取り付けられる上記基板bの上部面と同一の水平面上に位置する。
【0052】
これを通じて上記基板bとマスクテーブル30上に備えられる上記マスク20は、たるまずに水平状態を維持し、上記基板b上に密着することができる。
【0053】
一方、エアノズル部40は、上記印刷テーブル10及び上記マスクテーブル30内に備えられ、上記基板bとマスク20が夫々上記印刷テーブル10及びマスクテーブル30上に密着するようにエアを吸引し、上記マスク20が上記基板bと分離するようにエアを噴射する。
【0054】
図4(a)のように、上記エアノズル部40は、上記基板bが上記印刷テーブル10上に密着するようにエアを吸引する基板ノズル41と、上記マスク20が上記基板bとマスクテーブル30上に密着するようにエアを吸引し、上記マスク20が上記基板bと分離するようにエアを噴射するマスクノズル42、44で構成される。
【0055】
上記基板ノズル41は、上記印刷テーブル10の上部面に沿って複数備えられ、一定の圧力でエアを吸引して上記印刷テーブル10の上面に取り付けられる上記基板bを真空吸着方式で固定させる。
【0056】
そして、上記マスクノズル42、44は、上記マスクテーブル30及び上記印刷テーブル10の上部面に沿って複数備えられ、一定の圧力でエアを吸引して、真空吸着方式で上記マスク20を上記基板bとマスクテーブル30の上面に固定させる。
【0057】
従って、上記マスクテーブル30を通じて水平状態を維持する上記マスク20は、上記マスクノズル42、44のエア吸引を通じて上記基板bと密着することによって、上記マスク20と基板bの間に隙間が発生するのを防止することが可能である。
【0058】
また、上記マスクノズル42、44は、上記マスク20と上記基板bの間にエアを噴射して真空状態で密着した上記マスク20と上記基板bの間に空気圧を発生させ、上記マスク20と上記基板bを相互分離させる。
【0059】
特に、上記マスクノズル42、44は、上記基板bと分離される上記マスク20が上記基板bと水平状態を維持して分離するように噴射されるエアの圧力を調節してエアを噴射する。
【0060】
すなわち、半田バンプ70を印刷する過程では、上記基板ノズル41のようにエアを吸引して上記マスク20が基板bの上面により確実に密着するようにし、印刷が完了する時点で上記基板bとマスク20を相互分離させる際、従来のように上記マスク20がたるんだ状態で強制的に分離されず、エアブローイング(air blowing)による空気圧で水平状態を維持して板分離が成されるようにすることによって、半田バンプ70の抜け性を向上させることができる。
【0061】
上記マスクノズル44は、図4(b)のように上記マスクテーブル30の上部面のみに沿って複数備えられることも可能である。これはマスクノズルの構造が簡単でマスクテーブル30及び印刷テーブル10の製作が容易であるという長所がある。
【0062】
このような基板ノズル41とマスクノズル42、44は、相互連通せず個別にエアが流れるように案内する導管47、48と夫々連結され、上記導管47、48は、夫々上記印刷テーブル10の外部に備えられるエアバンプ51、52と連結される。
【0063】
そして、上記エアバンプ51、52は相互独立して制御され、上記基板ノズル41を通じたエア吸引と上記マスクノズル42、44を通じたエア吸引及び噴射が個別に進行させる。
【0064】
このようなエアバンプ51、52の駆動を通じたエアノズル部40の制御は、別途に備えられる制御部60を通じてより精密に制御されることができる。
【0065】
一方、図7を参照して本発明の実施例によるバンプ印刷装置を通じた半田バンプの印刷工程について詳細に説明する。
【0066】
図7(a)から(d)は本発明の実施例によるバンプ印刷装置を通じた半田バンプの印刷工程を示す概略図である。
【0067】
図7(a)のように、先ず複数の基板ノズル41とマスクノズル42、44を備える印刷テーブル10の上面には、半田バンプ70を印刷するための基板bが備えられる。
【0068】
上記基板bには複数のエアホールhが貫通形成されており、上記基板bが上記印刷テーブル10上に取り付けられる場合、上記エアホールhとマスクノズル42が相互重畳して連通するように上記基板を整列して配置する。
【0069】
そして、上記基板ノズル41と連結されたエアバンプ51を作動させ、上記基板ノズル41を通じてエアを吸引して上記基板bを上記印刷テーブル10上に真空吸着して固定させる。
【0070】
次に、図7(b)のように特定パターンのパターンホール21が形成され治具22によって支持されるマスク20を上記基板b上に密着させる。
【0071】
この時、上記マスクノズル42、44と連結されるエアバンプ52を作動させてエアを吸引することによって、上記基板b上に密着する上記マスク20が水平状態を維持し、真空吸着させる。
【0072】
このように上記基板bとマスク20が相互面接した状態で、上記マスク20の上面にスキージsを利用して半田ペーストpを圧着移動させると、上記半田ペーストpが上記マスク20のパターンホール21を埋めながら印刷を行う。
【0073】
印刷工程が完了した後には、図7(c)のように上記マスクノズル42、44と連結された上記エアバンプ52を逆に作動させて上記マスクノズル42、44を通じてエアを噴射し、上記マスク20を上記基板bと分離させる。
【0074】
ここで、上記マスクノズル42は上記基板bのエアホールhと連通するため上記マスクノズル42から噴射されるエアは、上記エアホールhを通過して上記基板bの上面に移動することが可能である。
【0075】
従って、上記基板bとマスク20の間に流入されるエアを通じて、上記マスク20が上記基板bと分離させる空気圧を発生させる。
【0076】
この時、上記基板ノズル41は持続的にエアを吸引し、上記基板bが上記印刷テーブル10上に継続して固定するようにする。
【0077】
次に、図7(d)のように、上記マスク20が基板bと分離された後には、上記マスクノズル42、44を通じたエア噴射を中断し、上記基板ノズル41を通じたエア吸引を中断して上記基板bを上記印刷テーブル10から除去する。
【0078】
そして、上記印刷テーブル10上には新たな基板bを配置し、連続して印刷 工程を行う。
【0079】
上記基板ノズル41及びマスクノズル42、44と連結される夫々のエアバンプ51、52は、別途の制御部60を通じて個別に制御されることができ、特にマスクノズル42、44から噴射されるエアの圧力を調節してマスク20の水平状態を維持させる。
【0080】
従って、従来のようにたるみが発生したマスク20において板分離のための細かい管理が不要になる。
【0081】
このように、マスクテーブル30を通じて上記マスク20が水平状態を維持するように支持する一方、上記マスクノズル42、44のエア吸引による空気圧で上記マスク20を上記基板bに密着させることによって、上記マスク20と基板bとの間に隙間が発生することを効果的に防止することができる。
【0082】
また、上記マスクノズル42、44のエアブローイングによる空気圧で上記マスク20が水平状態を維持し、上記基板bと分離させることによって印刷された半田バンプ70の抜け性を向上させることができる。
【0083】
従って、半田バンプ70の不良発生を効果的に防止し、印刷性及び歩留まりが向上し、これは基板bの信頼性を増加させる効果をもたらすことができる。
【技術分野】
【0001】
本発明はバンプ印刷装置に関するもので、さらに詳細には回路基板上に印刷される半田バンプの印刷性を向上させることができるバンプ印刷装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的にフリップチップ(Flip Chip)、TAB(Tape Automated Bonding)、ワイヤボンディング(Wire Bonding)方式等が印刷回路基板(PCB)やウェハレベルパッケージ(WLP)等のような外部基板(substrate)にチップを連結する方式として使用される。
【0003】
その中でも単位面積当たりのパッドの数を増加させることができるという長所があるため、フリップチップ方法が携帯用電子製品の製造に広く利用されている。
【0004】
このようなフリップチップ方法は、チップと外部基板のボンディングを良好にするためにウェハに半田バンプを形成するもので、特に半田バンプの製作技術は伝導性が良好で、高さが均一で、微細ピッチ(Fine Pitch)を有する半田バンプを形成する方法として発達してきた。
【0005】
このようなフリップチップの半田バンプ形成技術は、バンピングされる物質によって半田バンプの特性及びその応用範囲が決定されるという特徴があるが、代表的な半田バンプ形成技術としては溶融半田にパッド電極を接触させる溶融半田方法、パッド電極上に半田バンプ(Solder Bump)をスクリーン印刷した後リフロー(Reflow)するスクリーン印刷法、パッド電極上に半田ボール(Solder Ball)を搭載してリフローする半田ボール法、パッド電極に半田メッキを行うメッキ法等がある。
【0006】
このうちスクリーン印刷法は半田バンプを形成するための工程が簡単で、製造費用が安く、所望の金属成分を有したバンプを形成することができるという点で半田バンプの形成方法として最も多く使用されている。
【0007】
このようなスクリーン印刷法はホール(hole)が特定パターンによって形成された(メタル)マスクを印刷回路基板上に密着させた状態で上記マスクの上面にスキージを利用して半田ペーストを圧着移動させ、上記ホールを埋めながら半田バンプの印刷を行う。
【0008】
しかし、現在のスクリーン印刷法は印刷回路基板の上面にマスクが備えられ、単純に密着するだけの構造で、スクリーン印刷工程時に基板とマスクの間に隙間(gap)が発生するという問題が生じる。
【0009】
このような隙間は、特にマスクと面接する基板の角の部分において主に発生し、その部分を中心に半田ペーストの広がり、ショート(short)、バンプが形成されないミッシングバンプ(Missing Bump)等のような印刷不良が大量に発生する原因となる。
【0010】
従って、半田バンプの印刷性を低下させ、回路基板の製品不良及び信頼性を減少させるという問題を発生させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために案出されたもので、印刷不良の発生を防止し、半田バンプの印刷性を向上させることは勿論、半田バンプの不良発生を防止して基板の信頼性を増加させることができるバンプ印刷装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の実施例によるバンプ印刷装置は、基板が取り付けられる印刷テーブルと、上記基板上に密着し、印刷後分離されながら上記基板上に半田バンプを印刷するマスクと、上記印刷テーブルから上記マスクの端部まで延長され、上記マスクの端部を吸引して上記マスクの端部が真空状態で密着するマスクテーブルと、を含むことができる。
【0013】
また、上記印刷テーブル及び上記マスクテーブル内に備えられ、上記基板とマスクが夫々上記印刷テーブル及びマスクテーブル上に密着するようにエア(air)を吸引し、上記マスクが上記基板と分離されるようにエアを噴射するエアノズル部をさらに含むことができる。
【0014】
また、上記マスクテーブルは、上記印刷テーブルの外側面方向に延長され一体で形成されることができる。
【0015】
また、上記マスクテーブルは、上記印刷テーブルの外側面に分離可能なように備えられることができる。
【0016】
また、上記マスクテーブルは、その上部面が上記印刷テーブル上に取り付けられる上記基板の上部面と同一の水平面上に位置することができる。
【0017】
また、上記マスクテーブルは、上記印刷テーブルを中心に相互対向して配置され、上記基板の厚さに対応する高さだけ突出されて上記印刷テーブルと段差を成すことができる。
【0018】
また、上記エアノズル部は、上記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられ、上記基板が上記印刷テーブル上に密着するようにエアを吸引する基板ノズルと、上記マスクテーブルの上部面に沿って複数備えられ、上記マスクが上記基板とマスクテーブル上に密着するようにエアを吸引し、上記マスクが上記基板と分離するようにエアを噴射するマスクノズルと、を含むことができる。
【0019】
また、上記マスクノズルは、上記マスクテーブル及び上記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられることができる。
【0020】
また、上記基板は、上記エアノズル部から噴射されるエアが上記基板を通過して上記基板の上部側に移動するようにエアホール(air hole)を貫通形成して備えることができる。
【0021】
また、上記エアノズル部を制御する制御部をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によるバンプ印刷装置は、半田バンプの不良発生を効果的に防止し、印刷性及び歩留まりが向上し、基板の信頼性を増加させることが可能である。
【0023】
また、製品の生産性の向上とともに、装置の構造が簡単で、適用及び工程管理が容易であるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1a】本発明の実施例によるバンプ印刷装置を概略的に示す斜視図である。
【図1b】本発明の実施例によるバンプ印刷装置を概略的に示す断面図である。
【図2a】図1に図示したバンプ印刷装置におけるマスクテーブルと印刷テーブルの一実施例を概略的に示す断面図である。
【図2b】図1に図示したバンプ印刷装置におけるマスクテーブルと印刷テーブルの一実施例を概略的に示す断面図である。
【図3a】図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおけるマスクテーブルの一実施例を概略的に示す平面図である。
【図3b】図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおけるマスクテーブルの一実施例を概略的に示す平面図である。
【図4】(a)、(b)は、図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおける基板ノズル及びマスクノズルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す断面図である。
【図5】(a)は、図3aに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおける基板が取り付けられた状態を示す平面図であり、(b)は、(a)においてy−y軸に沿って切開した状態を示す拡大断面図である。
【図6】図3bに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおいて基板が取り付けられた状態を示す平面図である。
【図7】(a)から(d)は、本発明の実施例によるバンプ印刷装置を通じた半田バンプの印刷工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明によるバンプ印刷装置の実施例に関する具体的な事項を図面を参照して説明する。
【0026】
図1a、図1bは、本発明の実施例によるバンプ印刷装置を概略的に示す斜視図及び断面図であり、図2a、図2bは、図1に図示したバンプ印刷装置におけるマスクテーブルと印刷テーブルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す断面図である。図3a、図3bは図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおけるマスクテーブルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す平面図であり、図4(a)、図4(b)は、図1に図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおける基板ノズル及びマスクノズルの一実施例及び他の実施例を概略的に示す断面図である。
【0027】
そして、図5(a)は図3aに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおいて基板が取り付けられた状態を示す平面図であり、図5(b)は図5(a)においてy−y軸に沿って切開した状態を示す拡大断面図である。図6は図3bに図示したマスクテーブルと印刷テーブルにおいて基板が取り付けられた状態を示す平面図である。
【0028】
図1から図6を参照すると、本発明の実施例によるバンプ印刷装置1は印刷テーブル10、マスク20、マスクテーブル30、エアノズル部40を含んで構成される。
【0029】
上記印刷テーブル10は、その上部面に取り付けられる基板bを固定させ半田バンプ70を印刷するためのスクリーンプリント工程を行う治具部材である。
【0030】
上記印刷テーブル10は図面のように、基板bの形状に対応する四角形の形状を有するものが一般的であるが、必ずしもこれに限定するものではない。
【0031】
そして、上記基板bとしては硬性及び軟性回路基板を含む樹脂材質の印刷回路基板、セラミック基板等一般的な基板をすべて使用することができる。
【0032】
この時、上記基板bには複数のエアホール(air hole)hが貫通形成され、上記エアノズル部40から噴射されるエアが上記基板bを通過して上記基板bの上部側に移動することができるようにする。
【0033】
上記エアホールhは、上記印刷テーブル10から噴射されるエアが、上記基板bによる干渉を受けずに上記基板b上に密着したマスク20を分離させるためのもので、これに対する詳細な説明は後述する。
【0034】
上記印刷テーブル10上に取り付けられる上記基板bの上部面には、特定パターンのパターンホール21が形成され、治具22によって支持されるマスク20が備えられる。
【0035】
上記マスク20は上記基板bの上面に密着して固定され、スキージsを利用して半田ペーストpを圧着移動させながら、半田バンプ70を印刷した後に再び上記基板bと分離されながら上記基板b上に半田バンプ70を形成する。
【0036】
この時、上記マスク20と基板bとの間には実質的に真空状態が形成され、スクリーン印刷工程時に上記マスク20と基板bのずれが発生せず、設計位置に半田バンプ70を精密に印刷することができるようにする。
【0037】
上記マスク20は一般的なメタルマスクであることができるが、これに限定するものではなく他の材質のマスクで備えられることも可能である。
【0038】
一方、上記マスクテーブル30は、上記印刷テーブル10から上記マスク20の端部まで延長され、上記マスク20の端部を吸引して上記マスク20の端部が真空状態で密着するようにする。
【0039】
すなわち、スクリーン印刷のためのマスク20は、印刷テーブル10より大きいサイズで形成され、基板bが取り付けられた上記印刷テーブル10上に密着される場合、上記マスク20の端部は上記印刷テーブル10の外部に備えられる。
【0040】
この場合、上記マスク20は水平状態を維持することができず、上記マスク20と基板bとの間には隙間が発生することがある。
【0041】
従って、上記マスクテーブル30を通じて上記マスク20の端部が支持されるようにすることによって、上記マスク20が水平状態を維持して上記基板b上に密着するようにし、基板bとの間に隙間が発生しないようにする。
【0042】
特に、上記マスクテーブル30は複数のマスクノズル42、44を備え、上記マスク20の端部を吸引して上記マスク20の端部が真空状態で密着するようにし、これに対する具体的な説明は後述する。
【0043】
図2aのように、上記マスクテーブル30は、ダイキャスティングまたは切削加工等を通じて上記印刷テーブル10の外側面方向に延長され、上記印刷テーブル10と一体で形成されることができる。
【0044】
そして、図2bのように、上記マスクテーブル30は上記印刷テーブル10の外側面に分離可能なように備えられることも可能である。
【0045】
この場合、上記印刷テーブル10とは別途に形成される上記マスクテーブル30を、上記印刷テーブル10の外側面に着脱する構造を通じて、上記マスク20または基板bのサイズ、厚さ等に従って上記マスクテーブル30を換えることが可能である。
【0046】
尚、装置の維持補修が容易であるという長所がある。
【0047】
上記マスクテーブル30は、上記印刷テーブル10を中心に相互対向して配置され、上記基板bの厚さtに対応する高さhだけ突出され、上記印刷テーブル10と段差を成す。
【0048】
すなわち、図3aのように、上記マスクテーブル30は一対が上記印刷テーブル10の左右両側面に配置され、相互対向する構造で備えられることができる。
【0049】
そして、図3bのように、上記マスクテーブル30は二対が上記印刷テーブル10を取り囲むように四側面に配置され、相互対向する構造で備えられることもできる。
【0050】
この時、上記マスクテーブル30と印刷テーブル10の間の高さの差に該当する上記段差の高さhは、上記基板bの厚さtと実質的に同一である。
【0051】
従って、上記マスクテーブル30は、その上部面が上記印刷テーブル10上に取り付けられる上記基板bの上部面と同一の水平面上に位置する。
【0052】
これを通じて上記基板bとマスクテーブル30上に備えられる上記マスク20は、たるまずに水平状態を維持し、上記基板b上に密着することができる。
【0053】
一方、エアノズル部40は、上記印刷テーブル10及び上記マスクテーブル30内に備えられ、上記基板bとマスク20が夫々上記印刷テーブル10及びマスクテーブル30上に密着するようにエアを吸引し、上記マスク20が上記基板bと分離するようにエアを噴射する。
【0054】
図4(a)のように、上記エアノズル部40は、上記基板bが上記印刷テーブル10上に密着するようにエアを吸引する基板ノズル41と、上記マスク20が上記基板bとマスクテーブル30上に密着するようにエアを吸引し、上記マスク20が上記基板bと分離するようにエアを噴射するマスクノズル42、44で構成される。
【0055】
上記基板ノズル41は、上記印刷テーブル10の上部面に沿って複数備えられ、一定の圧力でエアを吸引して上記印刷テーブル10の上面に取り付けられる上記基板bを真空吸着方式で固定させる。
【0056】
そして、上記マスクノズル42、44は、上記マスクテーブル30及び上記印刷テーブル10の上部面に沿って複数備えられ、一定の圧力でエアを吸引して、真空吸着方式で上記マスク20を上記基板bとマスクテーブル30の上面に固定させる。
【0057】
従って、上記マスクテーブル30を通じて水平状態を維持する上記マスク20は、上記マスクノズル42、44のエア吸引を通じて上記基板bと密着することによって、上記マスク20と基板bの間に隙間が発生するのを防止することが可能である。
【0058】
また、上記マスクノズル42、44は、上記マスク20と上記基板bの間にエアを噴射して真空状態で密着した上記マスク20と上記基板bの間に空気圧を発生させ、上記マスク20と上記基板bを相互分離させる。
【0059】
特に、上記マスクノズル42、44は、上記基板bと分離される上記マスク20が上記基板bと水平状態を維持して分離するように噴射されるエアの圧力を調節してエアを噴射する。
【0060】
すなわち、半田バンプ70を印刷する過程では、上記基板ノズル41のようにエアを吸引して上記マスク20が基板bの上面により確実に密着するようにし、印刷が完了する時点で上記基板bとマスク20を相互分離させる際、従来のように上記マスク20がたるんだ状態で強制的に分離されず、エアブローイング(air blowing)による空気圧で水平状態を維持して板分離が成されるようにすることによって、半田バンプ70の抜け性を向上させることができる。
【0061】
上記マスクノズル44は、図4(b)のように上記マスクテーブル30の上部面のみに沿って複数備えられることも可能である。これはマスクノズルの構造が簡単でマスクテーブル30及び印刷テーブル10の製作が容易であるという長所がある。
【0062】
このような基板ノズル41とマスクノズル42、44は、相互連通せず個別にエアが流れるように案内する導管47、48と夫々連結され、上記導管47、48は、夫々上記印刷テーブル10の外部に備えられるエアバンプ51、52と連結される。
【0063】
そして、上記エアバンプ51、52は相互独立して制御され、上記基板ノズル41を通じたエア吸引と上記マスクノズル42、44を通じたエア吸引及び噴射が個別に進行させる。
【0064】
このようなエアバンプ51、52の駆動を通じたエアノズル部40の制御は、別途に備えられる制御部60を通じてより精密に制御されることができる。
【0065】
一方、図7を参照して本発明の実施例によるバンプ印刷装置を通じた半田バンプの印刷工程について詳細に説明する。
【0066】
図7(a)から(d)は本発明の実施例によるバンプ印刷装置を通じた半田バンプの印刷工程を示す概略図である。
【0067】
図7(a)のように、先ず複数の基板ノズル41とマスクノズル42、44を備える印刷テーブル10の上面には、半田バンプ70を印刷するための基板bが備えられる。
【0068】
上記基板bには複数のエアホールhが貫通形成されており、上記基板bが上記印刷テーブル10上に取り付けられる場合、上記エアホールhとマスクノズル42が相互重畳して連通するように上記基板を整列して配置する。
【0069】
そして、上記基板ノズル41と連結されたエアバンプ51を作動させ、上記基板ノズル41を通じてエアを吸引して上記基板bを上記印刷テーブル10上に真空吸着して固定させる。
【0070】
次に、図7(b)のように特定パターンのパターンホール21が形成され治具22によって支持されるマスク20を上記基板b上に密着させる。
【0071】
この時、上記マスクノズル42、44と連結されるエアバンプ52を作動させてエアを吸引することによって、上記基板b上に密着する上記マスク20が水平状態を維持し、真空吸着させる。
【0072】
このように上記基板bとマスク20が相互面接した状態で、上記マスク20の上面にスキージsを利用して半田ペーストpを圧着移動させると、上記半田ペーストpが上記マスク20のパターンホール21を埋めながら印刷を行う。
【0073】
印刷工程が完了した後には、図7(c)のように上記マスクノズル42、44と連結された上記エアバンプ52を逆に作動させて上記マスクノズル42、44を通じてエアを噴射し、上記マスク20を上記基板bと分離させる。
【0074】
ここで、上記マスクノズル42は上記基板bのエアホールhと連通するため上記マスクノズル42から噴射されるエアは、上記エアホールhを通過して上記基板bの上面に移動することが可能である。
【0075】
従って、上記基板bとマスク20の間に流入されるエアを通じて、上記マスク20が上記基板bと分離させる空気圧を発生させる。
【0076】
この時、上記基板ノズル41は持続的にエアを吸引し、上記基板bが上記印刷テーブル10上に継続して固定するようにする。
【0077】
次に、図7(d)のように、上記マスク20が基板bと分離された後には、上記マスクノズル42、44を通じたエア噴射を中断し、上記基板ノズル41を通じたエア吸引を中断して上記基板bを上記印刷テーブル10から除去する。
【0078】
そして、上記印刷テーブル10上には新たな基板bを配置し、連続して印刷 工程を行う。
【0079】
上記基板ノズル41及びマスクノズル42、44と連結される夫々のエアバンプ51、52は、別途の制御部60を通じて個別に制御されることができ、特にマスクノズル42、44から噴射されるエアの圧力を調節してマスク20の水平状態を維持させる。
【0080】
従って、従来のようにたるみが発生したマスク20において板分離のための細かい管理が不要になる。
【0081】
このように、マスクテーブル30を通じて上記マスク20が水平状態を維持するように支持する一方、上記マスクノズル42、44のエア吸引による空気圧で上記マスク20を上記基板bに密着させることによって、上記マスク20と基板bとの間に隙間が発生することを効果的に防止することができる。
【0082】
また、上記マスクノズル42、44のエアブローイングによる空気圧で上記マスク20が水平状態を維持し、上記基板bと分離させることによって印刷された半田バンプ70の抜け性を向上させることができる。
【0083】
従って、半田バンプ70の不良発生を効果的に防止し、印刷性及び歩留まりが向上し、これは基板bの信頼性を増加させる効果をもたらすことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板が取り付けられる印刷テーブルと、
前記基板上に密着して前記基板上に半田バンプを印刷し、印刷後に分離されるマスクと、
前記印刷テーブルから前記マスクの端部まで延長され、前記マスクの端部を吸引して前記マスクの端部を真空状態で密着させるマスクテーブルと、
を含むバンプ印刷装置。
【請求項2】
前記印刷テーブル及び前記マスクテーブル内に備えられ、前記基板と前記マスクが夫々前記印刷テーブル及び前記マスクテーブルの上に密着するようにエアを吸引し、前記マスクが前記基板と分離するようにエアを噴射するエアノズル部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバンプ印刷装置。
【請求項3】
前記マスクテーブルは、前記印刷テーブルの外側面方向に延長され一体で形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項4】
前記マスクテーブルは、前記印刷テーブルの外側面に分離可能なように備えられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項5】
前記マスクテーブルは、その上部面が前記印刷テーブル上に取り付けられる前記基板の上部面と同一の水平面上に位置することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のバンプ印刷装置。
【請求項6】
前記マスクテーブルは、前記印刷テーブルを中心に相互対向して配置され、前記基板の厚さに対応する高さだけ突出されて前記印刷テーブルと段差を成すことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のバンプ印刷装置。
【請求項7】
前記エアノズル部は、
前記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられ、前記基板が前記印刷テーブル上に密着するようにエアを吸引する基板ノズルと、
前記マスクテーブルの上部面に沿って複数備えられ、前記マスクが前記基板と前記マスクテーブルの上に密着するようにエアを吸引し、前記マスクが前記基板と分離するようにエアを噴射するマスクノズルと、
を含むことを特徴とする請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項8】
前記マスクノズルは、前記マスクテーブル及び前記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられることを特徴とする請求項7に記載のバンプ印刷装置。
【請求項9】
前記基板は、前記エアノズル部から噴射されるエアが前記基板を通過し前記基板の上部側に移動するようにエアホール(air hole)を貫通形成して備えることを特徴とする請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項10】
前記エアノズル部を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項1】
基板が取り付けられる印刷テーブルと、
前記基板上に密着して前記基板上に半田バンプを印刷し、印刷後に分離されるマスクと、
前記印刷テーブルから前記マスクの端部まで延長され、前記マスクの端部を吸引して前記マスクの端部を真空状態で密着させるマスクテーブルと、
を含むバンプ印刷装置。
【請求項2】
前記印刷テーブル及び前記マスクテーブル内に備えられ、前記基板と前記マスクが夫々前記印刷テーブル及び前記マスクテーブルの上に密着するようにエアを吸引し、前記マスクが前記基板と分離するようにエアを噴射するエアノズル部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバンプ印刷装置。
【請求項3】
前記マスクテーブルは、前記印刷テーブルの外側面方向に延長され一体で形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項4】
前記マスクテーブルは、前記印刷テーブルの外側面に分離可能なように備えられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項5】
前記マスクテーブルは、その上部面が前記印刷テーブル上に取り付けられる前記基板の上部面と同一の水平面上に位置することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のバンプ印刷装置。
【請求項6】
前記マスクテーブルは、前記印刷テーブルを中心に相互対向して配置され、前記基板の厚さに対応する高さだけ突出されて前記印刷テーブルと段差を成すことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のバンプ印刷装置。
【請求項7】
前記エアノズル部は、
前記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられ、前記基板が前記印刷テーブル上に密着するようにエアを吸引する基板ノズルと、
前記マスクテーブルの上部面に沿って複数備えられ、前記マスクが前記基板と前記マスクテーブルの上に密着するようにエアを吸引し、前記マスクが前記基板と分離するようにエアを噴射するマスクノズルと、
を含むことを特徴とする請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項8】
前記マスクノズルは、前記マスクテーブル及び前記印刷テーブルの上部面に沿って複数備えられることを特徴とする請求項7に記載のバンプ印刷装置。
【請求項9】
前記基板は、前記エアノズル部から噴射されるエアが前記基板を通過し前記基板の上部側に移動するようにエアホール(air hole)を貫通形成して備えることを特徴とする請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【請求項10】
前記エアノズル部を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のバンプ印刷装置。
【図1a】
【図1b】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図1b】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【公開番号】特開2010−264744(P2010−264744A)
【公開日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−231862(P2009−231862)
【出願日】平成21年10月5日(2009.10.5)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月5日(2009.10.5)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
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