KR0147403B1 - 칩자동 로딩장치 - Google Patents

칩자동 로딩장치

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KR0147403B1
KR0147403B1 KR1019940014610A KR19940014610A KR0147403B1 KR 0147403 B1 KR0147403 B1 KR 0147403B1 KR 1019940014610 A KR1019940014610 A KR 1019940014610A KR 19940014610 A KR19940014610 A KR 19940014610A KR 0147403 B1 KR0147403 B1 KR 0147403B1
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임병택
최원욱
장인권
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문정환
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 제조공정에서 제조완료된 웨이퍼를 절단(sawing)하여 트레이(tray)내에 자동으로 담는 칩자동 로딩장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 절단된 양품의 칩만을 선별하여 빈트레이내에 자동으로 담은 다음 칩이 담긴 트레이를 적재편내에 언로딩시킬 수 있도록 한것이다.
이를위해, 본 발명은 베이스(1)의 중앙상부에 X,Y축을 따라 이동되게 설치되어 절단된 웨이퍼(2)가 로딩되는 웨이퍼 로딩부(11)와, 상기 웨이퍼 로딩부의 일측으로 설치되어 빈트레이(9)를 적재시켜 놓거나, 칩이 담겨진 트레이(9a)를 적재시켜 놓는 트레이로딩, 언로딩부(12)와, 상기 트레이로딩, 언로딩부로 트레이를 이송시키는 트레이 이송부(13)와, 상기 웨이퍼 로딩부의 직상부에 설치되어 웨이퍼가 X,Y축을 따라 이동될 때 칩이 양품인지, 불량품인지를 판별하는 카메라부(14)와, 상기 카메라부에 의해 양품으로 판별된 칩을 트레이 이송부로 이송시키는 칩이송부(15)로 구성하여서 된것이다.

Description

칩자동 로딩장치
제1도는 종래의 장치를 나타낸 정면도 및 평면도.
제2도는 제1도의 우측면도.
제3도는 본 발명을 나타낸 정면도.
제4도는 제3도의 일부는 생략하여 나타낸 좌측면도.
제5도는 본 발명의 웨이퍼 로딩부를 나타낸 것으로서,
(a)는 평면도 (b)는 정면도 (c)는 좌측면도.
제6도는 본 발명의 트레이 로딩 및 언로딩부 그리고 트레이 이송부를 나타낸 것으로서,
(a)는 평면도이고 (b)는 정면도이다.
제7도는 제6도의 요부를 나타낸 사시도.
제8도는 웨이퍼 로딩부에 로딩됨 칩의 양품, 불량품을 식별하는 카메라부를 나타낸 것으로서,
(a)는 정면도 (b)는 좌측면도.
제9도는 칩이송부를 일부 절결하여 나타낸 것으로서,
(a)는 평면도 (b)는 정면도 (c)는 우측면도.
제10도는 칩이송부의 동력 전달상태를 설명하기 위한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 웨이퍼 로딩부 12 : 트레이로딩 및 언로딩부
13 : 트레이 이송부 14 : 카메라부
15 : 칩이송부 16,44 : X-Y로보트
29 : 메인 써포트 30 : 제1적재편
31 : 제2적재편 34 : 제1트랜스퍼
39 : 제2트랜스퍼 40 : 스토퍼
46 : 트레이 베이스 47 : 클램프
47.76 : 가이드레일 51 : 감지편
53 : 바디 56 : 카메라
70 : 커넥팅로드 72 : 랙기어
75 : 아암 80 : 픽업블럭
82 : 픽업 83 : 캠
본 발명은 웨이퍼 제조공정에서 제조완료된 웨이퍼를 절단(SAWING)하여 트레이(TRAY)내에 자동으로 담는 칩자동 로딩장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 절단된 양품의 칩만을 선별하여 빈트레이내에 자동으로 담은 다음 칩이 담김 트레이를 적재편내에 언로딩시킬 수 있도록 한것이다.
첨부도면 제1도는 종래의 장치를 나타낸 정면도 및 평면도로서, 베이스(1)의 중앙 상면에 절단된 웨이퍼(2)가 로딩되는 로테이션 테이블(3)이 X축, Y축을 따라 이동 가능하게 설치되어 있고 상기 로테이션 테이블의 직상부에는 절단된 각 칩이 양품인지, 불량품인지를 선별하는 카메라(4)가 설치되어 있으며 상기 로테이션 테이블의 후방에는 양품의 칩을 트레이측으로 이송시키는 픽업(5)이 180°범위내에서 반복적으로 회동되게 설치되어 있다.
그리고 베이스(1)의 후방으로 고정된 마운트(6)에 X축 로보트(7)가 고정되어 있고 상기 X축 로보트에는 Y축 로보트(8)가 결합되어 있으며 상기 Y축 로보트에는 다수개(8개)의 트레이(9)가 장착되는 트레이 베이스(10)가 고정되어 있다.
따라서 로테이션 테이블(3)에 단위칩으로 절단된 웨이퍼(2)를 로딩시킴과 동시에 트레이 베이스(10)에 형성된 각 요입홈내에 트레이(9)를 장착시킨다.
이러한 상태에서 전원을 인가하여 장비를 작동시키면 로테이션 테이블(3)이 X축, Y축을 따라 이동하게 되므로 상기 로테이션 테이블의 직상부에 설치된 카메라(4)가 절단된 칩이 양품인지, 불량품인지를 판별하여 양품인 경우에는 픽업(5)을 제2도의 실선과 같이 회동시켜 진공흡착한 다음 일점쇄선과 같이 180°회동하여 지공을 해제하게 되므로 픽업(5)에 흡착된 1개의 칩이 트레이(9)내에 담겨지게 된다. 이와같이 1개의 칩이 트레이(9)내에 담기고 나면 X,Y축 로보트(7)(8)에 의해 트레이(9)의 위치가 이동됨과 동시에 로테이션 테이블의 위치 또한 이동되므로 양품으로 판별된 또다른 칩을 트레이로 옮길 수 있게 된다.
상기 동작으로 트레이 베이스(10)에 장착된 트레이(9)내에 칩을 전부담고 나면 작업자가 칩이 담긴 트레이를 트레이 베이스(10)에서 분리시켜 별도의 장소에 적재시킴과 동시에 빈트레이를 트레이 베이스에 장착시키므로서 전술한 바와 같은 작업을 계속해서 실시할 수 있게 된다.
그러나 이러한 종래의 장치는 트레이 베이스에 장착된 트레이내에 칩을 전부 담고 나면 작업자가 수동으로 트레이를 교체시켜 주어야 되었으므로 작업시간이 지연되었고, 이에따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 적재편내에 빈트레이를 적재시킴과 동시에 로테이션 테이블에 절단된 웨이퍼를 로딩시키고 장비를 동작시키면 빈트레이가 적재편에서 1개씩 자동으로 분리되어 양품의 칩이 담겨져 또다른 적재편에 언로딩되도록 하므로서 장비의 자동화실현이 가능해지도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 베이스의 중앙상부에 X,Y축을 따라 이동되게 설치되어 절단된 웨이퍼가 얹혀지는 웨이퍼로딩부와, 상기 웨이퍼 로딩부의 일측으로 설치되어 빈트레이를 적재시켜 놓거나, 칩이 담겨진 트레이를 적재시켜 놓는 트레이로딩, 언로딩부와, 상기 트레이로딩, 언로딩부사이에 설치되어 트레이를 이송시키는 트레이 이송부와, 상기 웨이퍼 로딩부의 직상부에 설치되어 웨이퍼가 X,Y축을 따라 이동될 때 칩이 양품인지, 불량품인지를 판별하는 카메라부와, 상기 카메라부에 의해 양품으로 판별된 칩을 트레이 이송부로 이송시키는 칩이송부로 구성된 칩자동 로딩장치가 제공된다.
이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도면 제3도 내지 제10도를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 제3도는 본 발명을 나타낸 정면도이고 제4도는 제3도의 일부를 생략하여 나타낸 좌측면도로서, 본 발명은 베이스(1)의 상부중앙에 설치되어 절단된 웨이퍼(2)가 로딩되는 웨이퍼 로딩부(11), 빈트레이(9)와 칩이 담겨진 트레이(9a)가 차례로 적재되는 트레이로딩 및 언로딩부(12), 트레이를 트레이로딩 및 언로딩부로 이송시키거나 칩이 담겨지는 위치로 이송시키는 트레이 이송부(13), 웨이퍼 로딩부에 얹혀진 칩이 양품 또는 불량품인지를 판별하는 카메라부(14), 양품의 칩을 흡착하여 트레이 이송부에 얹혀진 트레이로 이송시키는 칩이송부(15)등 크게 5개의 부(部)로 구성되어 있다.
상기 웨이퍼 로딩부(11)는 제5도에 도시한 바와같이 베이스(1)에 X-Y로보트(16)가 고정되어 있고 X-Y로보트의 축(17)에는 로테이트 마운트(ROTATE MOUNT)(18)가 결합되어 있어 마운트 클램프(19)에 체결된 보울트(20)를 조여줌에 따라 로테이트 마운트가 축에서 유동되지 않게 된다.
그리고 상기 로테이트 마운트(18)의 하부에 위치되는 X-Y로보트의 축에는 로테이트 마운트의 위치 조절시 로테이트 마운트가 자중에 의해 하방으로 쳐지지 않도록 지지하는 베이스 마운트(21)가 결합되어 보울트(22)의 조임력에 의해 위치가 결정되도록 되어 있다.
상기 로테이트 마운트(18)의 상부에 가동익스팬더 테이블(23a)과 고정익스팬더 테이블(23b)로 분할 형성된 익스팬더 테이블(EXPANDER TABLE)(23)이 설치되어 있고 상기 로테이트 마운트(18)에는 스탭모터(24)의 구동에 따라 회전하는 리이드 스크류(25)가 결합되어 상기 가동익스팬더 테이블(23a)과 나사끼우기로 결합되어 있으며 상기 고정익스팬더 테이블(23b)에는 웨이퍼(2)가 붙어 있는 포일(FOIL)(26)과 접속되는 익스팬더 링(27)이 고정설치되어 있어 상기 스탭모너의 구동으로 가동익스팬더 테이블(23a)이 하강함에 따라 익스팬더 링은 프레임(28)에 접착되어 있는 포일을 팽창시키게 된다.
이때 가동익스팬더 테이블(23a)의 모서리와 결합되는 리이드 스크류(25)는 스탭모터(24)의 구동에 따라 동일한 방향으로 회전되도록 구성되어 있어야 한다.
첨부도면 제6도는 본 발명의 트레이로딩 및 언로딩부 그리고 트레이 이송부를 나타낸 것으로 트레이로딩 및 언로딩부를 구성을 설명하면 다음과 같다.
베이스(1)의 전방(작업자와 마주보는 방향)으로 메인 써포트(29)가 고정되어 있고 상기 메인 써포트의 일측으로는 빈트레이(9)가 차례로 적재되는 제1적재편(30)이 설치되어 있으며 메인 써포트의 다른 일측으로는 요입홈내에 칩이 담겨진 트레이(9a)가 차례로 적재되는 제2적재편(31)이 설치되어 있다.
상기 제1적재편(30)의 하방(개방부)에는 브라켓(32)으로 지지된 제1실린더(33)의 로드에 고정되어 상기 제1실린더의 동작에 따라 승강하면서 제1적재편(30)내의 빈트레이를 1개씩 분리하여 트레이 이송부(13)로 공급하는 제1트랜스퍼(TRANSFER)(34)가 설치되어 있고 상기 제1적재편의 다른 일측면하방에는 제3실린더(35)가 설치되어 있어 제1트랜스퍼가 최하방에 위치된 빈트레이를 분리시키기 직전에 제3실린더가 동작하여 최하방의 상측에 위치되는 빈트레이를 홀딩하므로서 빈트레이의 로딩시 최하방으로 부터 2번째이상의 빈트레이가 자중에 의해 낙하되는 것을 방지하게 된다.
또한 제1적재편(30)의 하방 양측에는 서로 마주보게 한쌍의 센서(36)가 설치되어 있다.
이는 제3실린더(35)가 2번째이상의 빈트레이(9)를 홀딩한 상태에서 제1실린더(33)의 동작으로 제1트랜스퍼(34)가 하강하여 최하방의 빈트레이를 제1적재편으로 부터 분리시킬 때 제1트랜스퍼에 2개이상의 빈트레이가 얹혀지는지를 감지하기 위함이다.
상기 동작을 수행하기 위해서는 제1트랜스퍼(34)가 하사점에 위치될 때 제1트랜스퍼에 얹혀진 빈트레이가 위치되는 곳의 직상부에 위치되게 센서(36)를 설치하여야 한다.
즉, 제1트랜스퍼(34)가 하사점에 위치되었을 때 센서(36)가 빈트레이를 감지하지 못하면 제1트랜스퍼에는 1개의 빈트레이가 얹혀져 있음을 판별하여 CPU(중앙 처리 장치)에 정상적으로 동작됨을 알려 다음 공정을 계속적으로 수행하고, 이와는 반대로 센서가 빈트레이를 감지하면 제1트랜스퍼에는 2개이상의 빈트레이가 얹혀져 있게 되므로 장비의 구동을 중단시키고 부저 또는 경보등(警報燈)을 통해 작업자에게 이를 알려 신속히 조치토록 한다.
그리고 제1적재편(30)의 일측으로 설치된 제2적재편(31)에도 제1적재편과 마찬가지로 제2적재편(31)의 하방(개방부)에 브라켓(37)으로 지지된 제2실린더(38)의 로드에 고정되어 상기 제2실린더의 동작에 따라 승강하면서 제2적재편(31)내로 칩이 담겨진 트레이를 차례로 적재시키는 제2트랜스퍼(TRANSFER)(39)가 설치되어 있고 상기 제2적재편의 하부 내측(양측으로 2개소씩)에는 제2적재편(31)내에 적재된 트레이(9a)가 하방으로 떨어지는 것을 방지하는 스토퍼(40)가 코일스프링(41)으로 탄력 설치되어 트레이를 제2적재편내에 언로딩시킴에 따라 출몰하도록 되어 있다. 상기 제1,2적재편(30)(31)의 일측으로 설치되는 제1,2트랜스퍼(34)(39)가 안정되게 수직적으로 승강운동하도록 제1,2적재편에 가이드블럭(42a)(42b)이 고정되어 있고 제1,2트랜스퍼(34)(39)에는 상기 가이드블럭에 끼워지는 결합편(43a)(43b)이 고정되어 있다.
상기 제1적재편(30)에 적재된 빈트레이를 로딩시키거나, 칩이 담겨진 트레이를 제2적재편(31)에 언로딩시키는 트레이 이송부(13)는 칩이송부(15)와 트레이로딩 및 언로딩부(12)사이를 왕복운동하도록 설치되어 있다.
그 구성으로는 베이스(1)에 X-Y로보트(44)가 설치되어 있고 상기 X-Y로보트의 축(45)에는 트레이 로딩부의 빈트레이(9)가 얹혀지는 트레이 베이스(46)가 고정되어 있고 X-Y로보트(44)가 구동함에 따라 트레이 베이스가 트레이 로딩 및 언로딩부(12)와 칩이송부(15)사이를 왕복운동하게 된다.
상기 트레이 베이스(46)의 상부둘레면에 빈트레이(9)를 위치 결정하는 위치결정편(46a)이 형성되어 있고 트레이 베이스의 일측으로는 얹혀지는 빈트레이를 클램핑 또는 언클램핑하는 클램프(47)가 이동가능하게 코일스프링(48)으로 탄력 설치되어 있으며 트레이로딩 및 언로딩부엔 메인 써포트(29)의 내측에는 트레이의 로딩 및 언로딩시 클램프(47)를 벌려 트레이의 홀딩상태를 해제시켜 주는 가이드레일(49)이 설치되어 있다.
상기 클램프(47)의 하단이 가이드레일(49)과 직접 접속되도록 하여도 되지만, 동작시 마찰 저항 및 소음을 줄이기 위해 본 발명의 일 실시예에서와 같이 클램프(47)의 하단에 베어링(50)을 결합하여 상기 베어링이 가이드레일과 접속되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 트레이 베이스(46)의 일측에 트레이 베이스의 상부로 노출됨과 동시에 위치 결정편(46a)의 내측으로 위치되게 감지편(51)이 코일스프링(52)으로 탄력 설치되어 감지편의 상부로 빈트레이가 얹혀짐에 따라 상기 감지편이 코일스프링을 압축 시키면서 회동하여 센서(도시는 생략함)를 동작시키도록 되어 있는데, 이때 상기 감지편의 상부에는 경사면(51a)이 형성되어 있다.
이는 제1적재편(30)에 있던 빈트레이가 트레이 베이스의 상면으로 얹혀질 때 감지편(51)이 빈트레이의 자중에 의해 밀려 용이하게 회동되도록 하기 위함이다.
그리고 트레이 베이스(46)에 감지편(51)을 탄력 설치하는 코일스프링(52)의 탄성 계수는 트레이 베이스 (46)의 상부면에 빈트레이가 얹혀져 있지 않을 경우 감지편(51)이 위치결정편(46a)의 내측에 위치되도록 하고, 감지편에 빈트레이가 얹혀지면 빈트레이의 자주에 의해 감지편이 위치결정편의 외측으로 회동되도록 이를 감안하여 결정하여야 한다.
첨부도면 제8도는 웨이퍼 로딩부에 로딩된 칩이 양품인지, 불량품이지를 판별하는 카메라부의 정면도 및 우측면도로 그 구성을 살펴보면, 베이스(1)의 일측에 바디(BODY)(53)가 고정되어 있고 상기 바디의 상부에는 어드저스트 마운트(ADJUSTMENT MOUNT)(54)를 지지하는 픽스 마운트(FIX MOUNT)(55)가 고정되어 있으며 상기 어드저스트 마운트에는 웨이퍼 로딩부의 직상부에 위치되는 카메라(56)를 상, 하로 조절하는 조절놉(57)이 회전가능하게 결합되어 있다.
그리고 상기 카메라(56)로 칩이 양품인지 또는 불량품인지를 판별할 때 웨이퍼측으로 빛을 가해주는 램프(58)가 램프홀더(59)에 의해 카메라(56)에 고정되어 있고 카메라(56)의 하부에는 카메라의 배율을 조절하는 익스텐드 링(EXTEND RING)60)이 설치되어 있으며 상기 램프의 상부에는 램프의 밝기를 조절하는 램프 밝기조절기(61)가 설치되어 있다.
첨부도면 제9도는 칩이송부를 일부 절결하여 나타낸 것이고 제10도는 칩이송부의 동력 전달상태를 설명하기 위한 개략도로서, 카메라부(14)의 각종부품을 지지하는 바디(53)의 상부 일측에 동력을 발생시키는 서보모터(62)가 고정되어 있고 상기 서보모터의 일측으로 설치된 제1축(63)에는 제1,2풀리(64)(65)가 고정되어 서보모터의 축과 제1풀리(64)가 제1타이밍벨트(66)로 연결되어 있다.
그리고 제4축(67)에 제3풀리(68)가 고정되어 제2풀리(65)와 제2타이밍벨트(69)로 연결되어 서보모터(62)의 회전에 따라 제1축(63)과 제4축(67)이 동일방향으로 회전하도록 되어 있고 제4축에 고정된 제3풀리에는 컨넥팅로드(70)가 편심되게 결합되어 제3풀리의 회전에 따라 선회운동을 하게 되어 있으며 상기 컨넥팅로드의 다른 일단은 제2축(71)을 중심으로 요동운동을 하는 랙기어(72)와 핀(73)으로 결합되어 있다.
상기 랙기어(72)는 제3축(74)의 일단에 형성된 피니언(74a)과 맞물려 있고 상기 제3축의 다른 일단에는 아암(75)이 고정되어 있으며 상기 아암의 다른 일단은 가이드레일(76)에 안내되어 수평이동하는 안내편(77)의 수직홈(77a)에 승강가능하게 끼워져 있다.
이때 아암(75)의 일단이 수직홈(77a)과 직접 접속되도록 하여도 되지만, 아암이 수평상태(칩의 흡착 및 흡착된 칩의 분리위치)에서 회동되기 시작할 때 공차를 줄이기 위해 아암(75)의 일단에 2개의 로울러(78)를 결합하고 수직홈(77a)의 양측으로는 상호 어긋나게 접속편(79)을 고정하여 각각의 로울러가 접속편과 접속되도록 되어 있다.
상기 안내편(77)의 일측(웨이퍼 로딩부측으로 픽업블럭(80)이 고정되어 있고 상기 픽업블럭의 상, 하부에는 가이드레일(76)과 접속되는 가이드로울러(81)가 설치되어 있으며 픽업블럭의 선단에는 진공압에 의해 웨이퍼 로딩부의 칩을 흡착 이동시키는 픽업(82)이 고정되어 있다.
이때 상기 가이드레일(76)과 가이드로울러(81)의 접속면의 단면을 삼각형상으로 하는 것이 바람직하다.
이는 가이드레일과 가이드로울러의 접속면적을 증대시키므로서 픽업블럭(80)의 좌, 우이동시 픽업블럭이 가이드레일에서 유동되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 서보모터(62)의 구동에 따라 회전하는 제1축(63)의 일단에 캠(83)이 고정되어 있어 캠의 대경부와 소경부의 차이만큼 가이드레일(76)을 반복적으로 승강시키도록 되어 있는데, 이때 상기 가이드레일(76)은 가이드수단에 의해 승강운동이 안정되게 이루어지게 된다.
상기 가이드수단으로 본 발명의 일 실시예에서는 가이드레일의 일측 상, 하방으로 가이드로울러(84)를 고정하고 바디(53)에는 상기 가이드레일이 안내되는 가이드블럭(85)을 고정하며 다른 일측의 가이드레일에는 가이드레일의 승강거리보다 길이가 긴 승강평(86)을 고정하고 바디에는 상기 승강편을 안내하는 한쌍의 가이드로울러(87)를 지지편(88)으로 지지된게 설치하여 구성한다.
이때 상기 가이드블럭(85)과 가이드로울러(84)의 접속면의 단면을 가이드레일(76)과 가이드로울러(81)의 접속면과 마찬가지로 삼각형상으로 하는 것이 바람직하다.
이는 가이드블럭과 가이드로울러의 접속면적을 증대시키므로서 가이드레일(76)의 승강시 유동이 발생되지 않도록 하기 위함이다.
또한 캠(83)과 접속되는 가이드레일(76)에 로울러(89)가 회전가능하게 결합되어 있어 캠의 회전으로 가이드레일이 승강운동시 마찰저항을 최소화하도록 되어 있다.
한편, 로울러(89)의 상측에 위치되는 바디(53)에는 레버(90)가 축(91)을 중심으로 회동되게 설치되어 바디에 고정된 코일스프링(92)에 의해 항상 하방으로 압축력을 받게 되어 있고 상기 레버의 끝단이 위치되는 가이드레일에는 또다른 로울러(93)를 설치하여 레버가 로울러(93)와 접속하도록 되어 있다.
이는 가이드로울러(89)가 캠(83)의 소경부와 접속되므로 인해 가이드레일(76)이 하강될 때 가이드레일에 충격이 가해지지 않도록 하므로서 픽업(82)에 흡착된 칩을 빈트레이(9)의 요입홈에 정확히 담을 수 있도록 하기 위함이다.
한편 서보모터(62)의 동력을 제3풀리(68)로 전달하는 제2타이밍벨트(69)의 장력을 조절하기 위해 바디(53)에 위치조절 가능하게 아이들풀리(94)를 설치하도록 되어 있다.
상기 제4축(67)의 일측으로는 제4축의 회전에 따라 픽업(82)의 초기위치를 검출하여 다른 부(部)의 동작을 제어하는 공지의 엔코더(ENCODER)(95)를 설치하도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저 제5도에 도시한 바와같이 포일(26)에 부착됨과 동시에 프레임(28)으로 지지된 웨이퍼(2)를 단위칩이 되도록 절단한 다음 상기 프레임을 웨이퍼 로딩부(11)인 가동익스팬더 테이블(23a)와 익스팬더 링(27)사이에 넣어 고정시킨다.
그후, 스탭모터(24)를 구동하여 고정익스팬더 테이블(23b)에 결합된 4개의 리이드스크류(25)를 동일 방향으로 회전시키면 가동익스팬더 테이블(23a)이 하강되므로 가동익스팬더 테이블(23a)와 익스팬더 링(27)사이에 위칭된 포일(26)이 상기 익스팬더 링(27)에 의해 상부로 밀려 팽창되는데, 이때 절단된 칩이 부착된 포일은 익스팬더 링(27)의 상면과 접속된다.
이러한 상태에서 콘트롤부(96)에 전원을 인가하면 제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이 트레이 이송부(13)의 X-Y로보트(44)가 동작하여 축(45)으로 고정된 트레이 베이스(46)를 트레이로딩 및 언로딩부(12)의 메인 써포트(29)측으로 이동시키게 되므로 트레이 베이스에 결합된 클램프(47)가 가이드레일(49)과 접속되고, 이에따라 코일스프링(48)으로 탄력 설치된 클램프가 상기 코일스프링을 압축시키면서 외측으로 벌어진다.
이와같이 트레이 베이스(46)에 결합된 클램프(47)가 벌어진 상태로 이동하여 트레이 로딩부의 제1적재편(30) 하방에 위치된 다음 센서등의 감지수단에 의해 이동을 중단하면 제3실린더(35)가 동작하여 최하방으로 부터 2번째에 위치되는 빈트레이(9)의 측면을 홀딩하게 된다.
이러한 상태에서 브라켓(32)으로 지지된 제1실린더(33)가 동ㅈ가하면 제1트랜스퍼(34)가 고정된 결합편(43a)이 가이드블럭(42a)에 안내되어 안정되게 하강되므로 제1적재편(30)의 최하방에 위치되어 있던 빈트레이는 자중에 의해 제1트랜스퍼(34)에 얹혀진 상태로 하강하여 트레이 베이스(46)상부의 위치결정편(46a)내에 얹혀지게 된다.
상기 동작시 제1트랜스퍼(34)는 빈트레이가 트레이 베이스(46)의 상부에 얹혀지도록 한 다음 더욱 하강하게 되므로 트레이 베이스(46)가 칩의 로딩위치로 이송시 상호 간섭을 일으키지 않게 된다.
이때 트레이 베이스(46)의 상면에 얹혀지는 빈트레이가 2개이상일 경우에는 하방에 위치되는 빈트레이내에는 칩을 담을 수 없게 되므로 제1적재편(30)의 하방에 대향되게 설치된 한쌍의 센서(36)가 이를 감지하여 장비의 구동을 중단시킴과 동시에 작업자에게 부저 또는 경보 램프를 통해 알려주게 되므로 응급조치를 취할 수 있게 된다.
이와같이 제1적재편(30)에 적재되어 있던 최하방의 빈트레이(9)가 트레이 베이스(46)의 상면에 얹혀지면 빈트레이의 자중에 의해 감지편(51)이 회동하면서 센서를 동작시키게 되므로 빈트레이가 얹혀졌음을 판단하여 X-Y로보트(44)를 최초의 상태로 환원시킨다.
전술한 바와같이 빈트레이가 트레이 베이스가 상면에 얹혀질 때 감지편(51)의 상면에 경사면(51a)이 형성되어 있어 빈트레이가 위치결정편(46a)내에 용이하게 위치되며, 감지편의 회동에 따라 코일스프링(52)은 압축력을 갖게된다.
이와같이 제1적재편(30)에 적재되어 있던 1개의 빈트레이가 트레이 베이스(46)에 공급되고 나면 하강되었던 제1트랜스퍼(34)가 제1실린더(33)의 구동으로 최초상태로 환원됨과 동시에 제3실린더(35)가 동작하게 되므로 제1적재편(30)에 적재되어 있던 빈트레이가 제1트랜스퍼(34)의 상면에 앉혀지게 된다.
그후, X-Y로보트(44)의 동작에 의해 트레이 베이스(46)가 웨이퍼 로딩부(11)의 근접부(칩의 로딩위치)로 이동되므로 인해 클램프(47)가 가이드레일(49)에서 벗어나면 클램프는 코일스프링(48)의 복원력에 의해 최초의 상태로 환원되므로 클램프(47)가 빈트레이의 일측면을 홀딩하여 트레이 베이스에서 유동되지 않도록 한다. 상기한 바와 같은 동작으로 트레이 베이스(46)가 칩의 로딩위치로 이송 완료되고 나면 익스팬더 테이블(23)이 X-Y축으로 움직이며 웨이퍼에서 절단된 각 칩을 카메라(56)에 의해 조사하여 양품으로 판정될 경우 익스팬더 테이블의 구동을 중단시킴과 동시에 니이들(도시는 생략함)을 상승시켜 양품으로 판정된 칩을 포일(26)에서 분리시킨다.
상기 포일에서 분리된 칩을 픽업(82)으로 흡착하기 위해 제9도 및 제10도에 도시한 바와같이 서보모터(62)가 동작하면 서보모터의 동력이 제1타이밍벨트(66)를 통해 제1축(63)에 고정된 캠(83)으로 전달되어 상기 캠을 회전시키게 되므로 가이드레일(76)에 결합된 로울러(89)가 캠의 소경부에 접속되고, 이에따라 레버(90)의 압착력으로 가이드레일은 하사점에 위치되고 픽업(82)은 양품으로 판정된 칩의 상면에 접속되므로 진공압에 의해 픽업(82)이 칩을 흡착하게 된다.
상기 동작시 가이드레일(76)은 상호 결합된 가이드로울러(84) 및 가이드블럭(85), 승강편(86) 및 가이드로울러(87)에 의해 안정되게 승강운동을 하게된다.
이와같이 칩을 흡착하는 픽업의 초기 위치는 제3축(74)의 시계방향 회전으로 아암(75)이 (나)의 일점쇄선과 같이 최우측에 위치된 상태이다.
상기 픽업(82)에 칩이 흡착된 상태에서 계속되는 서보모터(62)의 구동으로 캠(83)이 회전하여 로울러(89)가 점진적으로 캠의 대경부와 접속하면 가이드레일(76)은 레버(90)와 탄력 설치된 코일스프링(92)을 압축시키면서 상승하게 되므로 칩이 포일(26)에서 완전히 분리된다.
상기한 바와 같은 동작시 서보모터(62)의 동력은 제2타이밍벨트(69)를 통해 제3풀리(68)로 전달되어 상기 제3풀리에 편심되게 설치된 컨넥팅로드(70)를 직선 왕복 운동시키게 되므로 컨넥팅로드의 다른 일단에 연결된 랙기어(72)는 피니언(74a)과 맞물린 상태에서 제2축(72)을 중심으로 시계방향으로 하게 된다.
이에따라 아암(75)의 일단이 안내편(77)의 수직홈(77a)을 따라 제3축(74)을 중심으로 반시계방향으로 180°회전하므로 안내편에 고정된 픽업블럭(80)은 가이드레일(76)에 안내되어 트레이 이송부측으로 수평운동하게 된다.
상기한 바와같이 픽업블럭(80)이 가이드레일(76)에 결합된 가이드로울러(81)에 의해 수평운동할 때, 즉 웨이퍼 로딩부측으로 갈때에는 아암의 후방에 결합된 로울러(78)가 수직홈(77a)의 우측에 고정된 접속편(79)과 접속되고, 이와는 반대로 트레이 이송부측으로 갈때에는 아암(75)의 전방에 결합된 로울러(78)가 수직홈(77a)의 좌측에 고정된 접속편(79)에 각각 접속되어 수직홈을 승,하강하므로 동작중 오차가 발생되지 않게 된다.
칩을 웨이퍼 로딩부에서 트레이 이송부로 이송시키는 동작시 가이드레일(76)은 캠(83)의 대경부가 가이드레일에 결합된 로울러(89)와 계속적으로 접속되어 회전되므로 상,하 이동하지 않고 정지된 상태를 유지한다.
상기 아암(75)의 반시계방향 회전으로 픽업블럭(80)이 도면상 좌측으로 이동 완료하여 픽업(82)에 흡착된 칩이 빈트레이의 요입홈상부에 도달하면 캠의 소경부가 로울러(89)와 접속되기 시작하므로 가이드레일(76)이 점진적으로 하강하기 시작한다.
계속되는 캠(83)의 회전으로 가이드레일(76)이 하사점에 도달하여 픽업(82)에 흡착된 칩이 빈트레이의 요입홈내에 위치되면 진공압을 해제하게 되므로 픽업(82)에 흡착되어 있던 칩이 요입홈내에 담겨진다.
이와같이 웨이퍼 로딩부에 있는 양품의 칩을 픽업(82)이 흡착하여 트레이 이송부측으로 이동시킨 다음 흡착된 칩을 트레이의 요입홈내에 담고나면 컨넥팅로드(70)에 의해 랙기어(72)가 반시계방향으로 회전되므로 아암(75)이 고정된 제3축(74)은 랙기어의 회전방향과 반대방향인 시계방향으로 회전되기 시작하므로 초기 상태로 환원가능하게 된다.
이에따라 전술한 바와 같은 반복되는 동작으로 빈트레이의 요입홈내에 양품의 칩이 전부 담겨지고 나면 제2적재편(31)에 고정 설치된 제2실런더(38)가 작동하여 결합편(43b)에 고정된 제2트랜스퍼(39)를 하강시킨다.
이는 트레이 베이스(46)의 이송시 간섭을 방지하기 위함이다.
그후, X-Y로보트(44)의 동작으로 X-Y로보트(44)에 고정된 트레이 베이스(46)를 메인 써포트(29)측으로 이동시키게 되므로 트레이 베이스에 결합된 클램프(47)가 가이드레일(49)과 접속되어 외측으로 벌어져 트레이의 홀딩상태를 해제하게 된다.
이와같이 클램프(47)가 벌어진 상태에서 트레이 베이스(46)가 이동하여 제2적재편(31)의 직하방에 위치되면 센서(도시는 생략함)가 이를 감지하게 되므로 X-Y로보트(44)의 구동이 중단된다.
이와 동시에 하사점에 위치되어 있던 제2트랜스퍼(39)가 제2실런더(38)의 구동으로 상승되므로 트레이 베이스(46)의 상면에 얹혀져 있던 트레이가 제2트랜스퍼에 의해 트레이 베이스의 상면에서 분리되어 제2적재편(31)내로 수납된다.
이때 제2적재편(31)의 하부에 출몰가능하게 코일스프링(41)으로 탄력 설치된 스토퍼(40)는 제2트랜스퍼(39)에 의해 상승되는 트레이(9a)에 밀려 압축력을 받으며 제2적재편의 내부로 수용되어 있다가 트레이가 스토퍼(40)를 벗어나면 복원력에 의해 최초의 상태로 환원되므로 트레이가 제2적재편(31)내에 수용된다.
이와같이 칩이 담겨진 트레이를 제2적재편(31)내에 수납시키고 나면 트레이의 자중에 의해 회동되어 있던 감지편(51)이 코일스프링(52)의 복원력으로 환원되면서 센서에 의해 X-Y로보트를 동작시키게 되므로 X-Y로보트(44)가 계속해서 트레이 베이스(46)를 제1적재편(30)의 직하방으로 이송시키고 동작을 중단하게 되므로 전술한 바와같은 동작에 의해 제1적재편의 최하방에 위치된 빈트레이를 트레이 베이스의 상면에 얹어 놓을 수 있게 되는 것이다.
지금까지 설명한 것은 웨이퍼 로딩부(11)부에 절단된 웨이퍼를 로딩시킴과 동시에 제1적재편(30)에 빈트레이를 적재시켜 놓고 트레이 이송부(13)에 의해 제1적재편 내에 적재된 최하방의 빈트레이를 1개씩 차례로 로딩하여 웨이퍼 로딩부의 근접부로 위치시킨 다음 카메라부(14)에 의해 양품으로 판정된 칩만을 선별하여 상기 양품의 칩을 빈트레이의 각 요입홈내로 담은 후 칩이 담겨진 트레이를 제2적재편으로 수납하는 1싸이클을 설명한 것으로 이는 웨이퍼 로딩부에 로딩된 칩이 소진되거나, 제1적재편내에 적재된 빈트레이가 소진될 때 까지 계속적으로 반복수행 된다.
이상에서와 같은 본 발명은 제1적재편에 한꺼번에 많은량의 빈트레이를 적재시켜 놓은 상태에서 작업을 수행하게 됨과 동시에 칩이 담겨진 트레이를 제2적재편에 자동으로 언로딩하게 되므로 생산성을 향상시키게 됨은 물론 장비의 자동화실현이 가능해지게 된다.
또한, 웨이퍼 로딩부에 있는 단위칩을 픽업이 하강하여 흡착한 다음 상승하여 트레이 이송부측으로 수평이동후 다시 하강하여 트레이의 요입홈내에 위치시키게 되므로 칩을 트레이의 요입홈내에 정확히 위치시킬 수 있게 되는 효과를 얻게 된다.

Claims (24)

  1. 베이스(1)의 중앙상부에 X-Y축을 따라 이동되게 설치되어 절단된 웨이퍼(2)가 로딩되는 웨이퍼 로딩부(11)와, 베이스(1)에 고정된 메인 써포트(29)와, 상기 메인 써포트의 일측으로 고정 설치되어 빈트레이(9)가 차례로 적재되는 제1적재편(30)과, 상기 제1적재편의 하방일측으로 설치되어 제1실린더(33)에 의해 승강하면서 제1적재편의 최하방에 위치된 빈트레이를 1개씩 분리시키는 제1트랜스퍼(34)와, 상기 제1적재편의 하방에 설치되어 제1트랜스퍼가 최하방에 위치된 빈트레이를 분리시키기 직전에 최하방의 상측으로 위치되는 빈트레이가 자유낙하되지 않도록 홀딩하는 제3실린더(35)와, 상기 제1적재편의 일측으로 설치되어 칩이 담겨진 트레이(9a)가 적재되도록 하는 제2적재편(31)과, 상기 제2적재편의 하방일측으로 설치되어 제2실런더에 의해 승강하면서 칩이 담겨진 트레이를 제2절재편내로 밀어 올리는 제2트랜스퍼(39)와, 상기 제2적재편의 하부내측에 출몰가능하게 탄력설치되어 제2적재편내의 트레이가 하방으로 떨어지는 것을 방지하는 스토퍼(40)로 구성되며 빈트레이(9)를 적재시켜 놓거나, 칩이 담겨진 트레이(9a)를 적재시켜 놓는데 사영되는 트레이 로딩 및 언로딩부(12)와, 상기 트레이로딩, 언로딩부로 트레이를 이송시키는 트레이 이송부(13)와, 상기 웨이퍼 로딩부의 직상부에 설치되어 웨이퍼 X-Y축을 따라 이동될 때 칩이 양품인지, 불량품인지를 판별하는 카메라부(14)와, 상기 카메라부에 의해 양품으로 판별된 칩을 트레이 이송부로 이송시키는 칩이송부(15)로 구성된 칩자동 로딩장치
  2. 제1항에 있어서, 웨이퍼 로딩부가 베이스(1)에 설치된 X-Y로보트(16)와, 상기 X-Y로보트의 축(17)에 회전가능하게 결합되어 마운트 클램프(19)에 체결된 보울트(20)의 조임력에 의해 위치가 결정되는 로테이트 마운트(18)와, 상기 로테이트 마운트의 하단에 접속되게 축에 결합되어 로테이트 마운트가 자중에 의해 하방으로 처지는 것을 방지하는 베이스 마운트(21)와, 상기 로테이트 마운트의 상부에 설치되며 가동익스팬더 테이블(23a)과 고정익스팬터 테이블(23b)로 분할 형성된 익스팬더 테이블(23)과, 상기 로테이트 마운트에 회전가능하게 결합되어 스탭모터(24)의 구동으로 회전함에 따라 나사끼우기로 결합된 가동익스팬더 테이블(23a)을 승강시키는 리이드 스크류(25)와, 상기 고정익스팬더 테이블(23b)의 상부에 고정되어 가동익스팬더 테이블(23a)의 하강시 웨이퍼가 붙어 잇는 포일(26)과 접촉하여 포일을 팽창시키는 익스팬더 링(27)으로 구성된 칩자동 로딩장치
  3. 제1항에 있어서, 제1,2적재편(30)(31)에 가이드블럭(42a)(42b)을 고정하고 제1,2트랜스퍼(34)(39)에는 결합편(43a)(43b)을 고저하여 제1.2실린더(33)(38)에 의해 제1,2트랜스퍼가 승강운동할 때 상기 결합편이 가이드블럭에 안내되도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  4. 제1항에 있어서, 제2적재편(31)의 하부내측으로 설치되는 스토퍼(40)를 코일스프링(41)으로 탄력설치 하여서 됨을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  5. 제1항에 있어서, 제1적재편(30)의 하방 양측으로 센서(36)를 설치하여 제1트랜스퍼(34)가 하사점에 위치될 때 한꺼번에 2개이상의 빈트레이가 제1트랜스퍼(34)에 얹혀지는지를 감지하도록 됨을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  6. 제1항에 있어서, 트레이 이송부가 베이스(1)에 고정설치된 X-Y로보트(44)와, 상기 X-Y로보트에 고정되어 X-Y로보트의 구동에 따라 수평이동하며 트레이 로딩부에 있던 1개의 빈트레이가 얹혀지는 트레이 베이스(46)와, 상기 트레이 베이스의 상부둘레면에 형성되어 얹혀진 빈트레이를 위치 결정하는 위치결정편(46a)과, 상기 트레이 베이스의 일측으로 이동가능하게 탄력설치되어 얹혀진 빈트레이를 클램핑하는 클램프(47)와, 트레이로딩, 언로딩부측에 위치되어 상기 클램프의 하단이 접속됨에 따라 클램프를 벌려주는 가이드레일(49)로 구성된 칩자동 로딩장치
  7. 제1항에 있어서, 메인 써포트(29)의 내측으로 클램프(47)가 접속되는 가이드레일(49)을 형성함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 클램프(47)의 하단에 베어링(50)을 결합하여 상기 베어링이 가이드레일(49)과 접속되도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  9. 제6항에 있어서, 트레이 베이스(46)의 상부로 노출되게 센서를 구동시키는 감지편(51)을 탄력 설치하여 빈트레이가 트레이 베이스(46)의 상면으로 얹혀짐에 따라 빈트레이의 자중에 의해 김지편이 회동되어 감지수단을 구동시키도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  10. 제9항에 있어서, 감지편(51)의 상부에 경사면(51a)을 형성함을 특징으로 하는 칩 자동 로딩장치
  11. 제9항에 있어서, 감지편(51)을 코일스프링(52)으로 탄력설치하여 빈트레이가 얹혀지지 않은 상태에서는 코일스프링(51)의 탄성력에 의해 상기 감지편의 상부가 위치결정편(46a)의 내측으로 위치되도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  12. 제11항에 있어서, 코일스프링(51)의 탄성계수는 트레이 베이스(46)의 상부에 빈트레이가 얹혀져 있지 않을 경우 감지편(51)이 위치결정편(46a)의 내측에 위치되고 트레이 베이스의 상면에 빈트레이가 얹혀지면 빈트레이(9a)의 자중에 의해 압축력을 받아 감지편(51)이 회동되도록 결정함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  13. 제1항에 있어서, 카메라부가 베이스(1)의 일측에 고정되어 각종 부품을 지지하는 바디(53)과, 상기 바디의 상부에 고정되어 어드저스트 마운트(54)를 지지하는 픽스 마운트(55)와, 상기 어드저스트 마운트에 결합되어 카메라(56)의 위치를 상,하로 조절하는 조절놉(57)과, 상기 카메라에 고정되어 램프(58)를 지지하는 램프홀더(59)와, 상기 카메라의 하부에 설치되어 카메라의 배율을 조절하는 익스탠드 링(60)과, 상기 램프의 상부에 설치되어 램프의 밝기를 조절하는 램프 밝기조절기(61)로 구성된 칩자동 로딩장치
  14. 제1항에 있어서, 칩이송부가 베이스(1)의 일측으로 고정설치된 바디(53)와, 상기 바디에 고정되어 동력을 발생시키는 서보모터(62)와, 상기 서보모터에 의해 회전되는 제1축(63)의 일측에 고정된 캠(83)과 상기 캠과 접속되게 바디의 일측에 설치되어 캠의 회전에 따라 승강운동하는 가이드레일(76)과, 상기 가이드레일의 승강시 이를 안내하는 가이드수단과, 상기 서보모터에 의해 선회운동을 하는 컨넥팅로드(70)와, 상기 컨넥팅로드의 끝단에 결합되어 제2축(71)을 중심으로 직선운동하는 랙기어(72)와, 상기 랙기어와 맞물려 컨넥팅로드의 직선운동을 180°회전운동으로 전환시키는 피니언(74a)이 형성된 제3축(74)과, 상기 제3축에 일단이 고정되고, 타단은 가이드레일에 안내되어 수평이동하는 안내편(77)이 수직홈(77a)에 승강가능하게 끼워진 아암(75)과, 상기 안내편에 고정되며 가이드레일의 상하면에 접속되는 가이드로울러가 설치되어 아암의 회동에 따라 안내편과 함께 아암의 회동범위내에서 수평이동하는 픽업블럭(80)과, 상기 픽업블럭의 선단에 고정되어 칩을 흡착 이동시키는 픽업(82)으로 구성된 칩자동 로딩장치
  15. 제14항에 있어서, 가이드수단으로 바디(53)의 일측 상하방에 가이드블럭(85)을 고정하고 가이드레일(76)에는 상기 가이드블럭에 접속되는 가이드로울러(84)를 결합하며 바디의 다른 일측에는 가이드레일의 중간부위에 위치되게 한쌍의 가이드로울러(87)를 지지편(88)으로 지지되게 설치함과 동시에 가이드레일(76)에는 상기 가이드로울러(87)사이에 끼워지게 승강편(86)을 고정하여서 됨을 특징으로 하는 칩 자동 로딩장치
  16. 제15항에 있어서, 가이드블럭(85)과 가이드로울러(84)의 접속면의 단면을 삼각형상으로 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  17. 제16항에 있어서, 캠(83)과 접속되는 가이드레일(76)에 로울러(89)를 회전가능하게 결합하여 상기 로울러가 캠(83)과 접속되게 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  18. 제14항 또는 제17항에 있어서, 바디(53)에 하방으로 압축력을 받는 레버(90)를 탄력설치하여 상기 레버가 가이드레일(76)에 결합된 로울러(89)를 캠(83)과 긴민회 접속시키도록 됨을 특징으로 하는 칩자동 로딩 장치
  19. 제18항에 있어서, 가이드레일(76)에 로울러(93)를 설치하여 상기 레버(90)의 끝단이 로울러에 접속되도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  20. 제14항에 있어서, 가이드레일(76)과 가이드로울러(81)가 접속되는 단면을 삼각형상으로 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  21. 제14항에 있어서, 안내편(77)의 수직홈(77a) 양측으로 상호 어긋나게 접속편(79)을 고정하고 아암(75)에는 2개의 로울러(78)를 결합하여 상기 로울러가 각각 접속편과 접속되도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  22. 제14항에 있어서, 제1축(63)에 제1,2풀리(64)(65)를 고정하고 바디(53)의 일측으로는 제4축(67)을 설치하여 상기 제4축에 컨텍팅로드(70)가 편심되게 결합된 제3풀리(68)를 결합함과 동시에 서보모터의 축과 제1풀리(64)사이, 그리고 제2풀리(65)와 제3풀리(68)사이를 각각 제1,2타이밍벨트(66)(69)로 연결하여 서보모터의 구동에 따라 제1축(63)과 제4축(67)이 동일방향으로 회전되도록 함을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  23. 제22항에 있어서, 제4축(67)에 공지의 엔코더(95)를 고정하여 픽업()의 초기위치를 검출하도록 됨을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
  24. 제22항에 있어서, 바디(53)에 위치조절가능하게 아이들풀리(94)를 설치하여 제2타이밍벨트(69)의 장력을 조절하도록 됨을 특징으로 하는 칩자동 로딩장치
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