KR100345438B1 - 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템에 관한 것으로, 다수의 리드 프레임이 적층된 매거진을 로딩 및 이송하기 위한 온-로더 유닛; 상기 온-로더 유닛으로부터 이송된 각각의 리드 프레임을 한 피치씩 이동시키기 위한 인덱스 피더 유닛; 이송된 리드 프레임으로부터 칩을 분리하기 위한 프레스 유닛; 상기 프레스 유닛으로부터 분리된 칩을 프레스 유닛 외부로 이송하기 위한 워킹빔 유닛; 상기 워킹빔 유닛에 의해 이송되어 나온 칩 패키지를 검사장비로 검사하여 불량품이 발생하면 불량품을 외부로 배출하기 위한 리젝트 이송유닛; 및 검사를 통과한 양품의 반도체칩 패키지를 이동시켜 패키지 트레이에 적재하기 위한 오프-로더 유닛으로 구성되어, 반도체 리드 프레임을 자동으로 로딩 및 이송하여 반도체칩 패키지를 분리하고, 분리된 반도체칩 패키지를 검사하여 불량품을 자동으로 배출할 수 있게 한다.

Description

반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템{A SIGULATION SYSTEM FOR SEPARATING A CHIP PACKAGE OF SEMICONDUCTOR}
본 발명은 반도체 칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 리드 프레임을 자동으로 로딩 및 이송시켜 프레스를 통해 반도체 칩 패키지를 분리하고, 분리된 칩 패키지를 검사함으로써 양품과 불량품을 자동으로 판별하여 배출할 수 있는 반도체 칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 리드 프레임의 제조공정을 살펴보면, 먼저 웨이퍼의 불량을 체크하는 원자재검사, 웨이퍼를 절단하여 반도체칩을 낱개로 분리하는 소잉공정, 낱개로 분리된 반도체칩을 리드프레임의 탑재판에 에폭시를 사용하여 부착시키는 다이본딩공정, 반도체칩 상에 구비된 칩패드와 리드프레임의 리드를 와이어로 연결시켜주는 와이어본딩공정, 반도체칩의 내부회로와 그 외의 구성부품을 보호하기 위하여 봉지재로 그 외부를 감싸는 몰딩공정, 반도체 패키지를 식별할 수 있도록 반도체 패키지의 일면에 문자 및 기호를 새기는 마킹공정으로 이루어진다.
아울러, 종래에 반도체 패키지를 제조하기 위해서는 상기와 같이 제조된 리드 프레임에서, 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 커팅하는 트리밍공정, 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍공정, 리드 프레임으로부터 낱개의 반도체 패키지로 분리하는 싱글레이션공정, 및 상기 공정을 거쳐 완성된 패키지의 불량을 검사하는 공정으로 이루어진다.
한편, 반도체를 사용하는 전자제품들의 소형화에 대한 요구가 지속적으로 이루어지고 있는 시점에서, 종래의 반도체칩의 크기도 계속해서 작아지고 있는 것이 현실이고, 이러한 요구에 부응하기 위해 리드가 외부로 돌출되어 형성된 기존의 반도체칩에서 탈피하여 칩 배면쪽에 리드가 실장되어 있는 반도체칩이 개발되어 상용화되고 있는 것이다.
이와 같이, 리드가 배면쪽에 실장된 반도체칩 패키지를 리드 프레임으로부터 분리하기 위해서는 새로운 싱글레이션 시스템이 필요하고, 이러한 싱글레이션 시스템은 포밍공정을 생략하고 트리밍공정과 싱글레이션공정을 한 번의 동작으로 동시에 할 수 있다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 리드가 칩의 배면에 실장된 반도체칩 패키지를 리드 프레임으로부터 분리할 수 있는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 리드 프레임을 자동으로 로딩 및 이송하여 반도체칩 패키지를 분리하고, 분리된 반도체칩 패키지를 검사하여 불량품을 자동으로 배출할 수 있는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 반도체 리드프레임의 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 매거진 로딩장치를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 매거진 엘리베이팅장치를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 온-로더 유닛의 리드프레임 이송부분을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 인덱스 피더 유닛을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 프레스 유닛을 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 워킹빔 유닛을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 리젝트 이송 유닛을 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 오프-로더 유닛을 도시한 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 리드프레임 3 : 반도체칩
7 : 핀홀 100 : 온-로더 유닛
110 : 매거진 로딩장치 115 : 매거진
121 : 상부판 123 : 하부판
125 : 고정틀 127 : 가이드레일
129 : 베어링 130 : 제 1에어실린더
135 : 활주부재 150 : 매거진 엘리베이팅장치
151 : 엘리베이팅판 155 : 구동치차
157 : 스크류 158 : 종동부재
165 : 푸셔 163 : 턴레일
170 : 인렛레일 173 : 컨베이어벨트
200 : 인덱스피더유닛 210 : 핑거바
215 : 이송핀 220 : 플로터
300 : 프레스 유닛 310 : 상형
330 : 하형 400 : 워킹빔 유닛
410 : 워킹빔 430 : 워킹빔 커버
450 : 칩스테이션 470 : 지지블록
500 : 리젝트유닛 510 : 리젝트 피커
530 : 리젝트 블록 600 : 오프-로더 유닛
610 : 프리사이져 630 : 트레이
640 : 제 1패키지 피커 650 : 제 2패키지 피커
670 : 트레이 피커
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템은 다수의 리드 프레임이 적층된 매거진을 로딩 및 이송하기 위한 온-로더 유닛; 상기 온-로더 유닛으로부터 이송된 각각의 리드 프레임을 한 피치씩 이동시키기 위한 인덱스 피더 유닛; 이송된 리드 프레임으로부터 칩을 분리하기 위한 프레스 유닛; 상기 프레스 유닛으로부터 분리된 칩을 프레스 유닛 외부로 이송하기 위한 워킹빔 유닛; 상기 워킹빔 유닛에 의해 이송되어 나온 칩 패키지를 검사장비로 검사하여 불량품이 발생하면 불량품을 외부로 배출하기 위한 리젝트 이송유닛; 및 검사를 통과한 양품의 반도체칩 패키지를 이동시켜 패키지 트레이에 적재하기 위한 오프-로더 유닛을 포함한다.
상기 온-로더 유닛은 매거진이 로딩되는 고정틀이 상부에 설치된 상부판, 상기 상부판이 전후로 활주할 수 있도록 한 쌍의 가이드레일이 형성된 하부판, 상기 상부판을 전후로 이동시키기 위한 제 1에어실린더, 상기 상부판 및 하부판을 상하로 이동시키기 위해 상기 하부판의 하부에 설치된 제 2에어실린더, 및 상기 고정틀의 후방부에 설치되어 상기 제 1에어실린더의 선단에 고정된 안내편에 대해 상하로 활주가능한 활주부재를 구비하는 매거진 로딩장치; 상기 매거진 로딩장치에 의해 매거진이 작업위치에 도달하면 구동하는 모터, 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 구동치차, 상기 구동치차에 치합되어 회전하는 스크류, 상기 스크류의 하부에 설치되고 상기 스크류의 회전에 의해 상승 또는 하강하도록 내부에 나사산이 형성된 종동부재, 상기 종동부재에 결합되어 상기 종동부재와 함께 상승 또는 하강하는 승강로드, 및 상기 승강로드의 선단에 일체로 형성되어 상기 매거진의 새들을 상승 또는 하강시키는 엘리베이터판을 구비하는 매거진 엘리베이팅장치; 상기 엘리베이팅장치에 의해 상승된 리드 프레임을 하나씩 이동시키기 위한 리드 프레임 피커; 상기 리드 프레임 피커에 의해 이동된 리드 프레임을 안착하고 완전히 안착된 상태에서 180°회전하여 직선이동 준비를 하는 턴레일; 상기 턴레일에 안착된 리드 프레임을 밀어서 이동시키는 푸셔; 및 상기 푸셔에 의해 상기 턴레일로부터 이송된 상기 리드 프레임을 상기 인덱스 피더 유닛으로 이송시키기 위해 대기상태로 위치시키는 인렛 레일을 포함한다.
이때, 상기 인렛레일은 상기 리드 프레임의 이송을 차단 또는 해제시키기 위해 상기 인렛레일의 선단부에 설치되어 자동으로 업다운되는 스톱퍼; 상기 리드 프레임을 상기 인덱스 피더 유닛으로 공급하기 위해 양측에 설치된 컨베이어벨트; 및 상기 리드 프레임이 상기 인렛레일에 도착한 상태 및 완전히 이탈한 상태를 감지하기 위한 도착센서 및 피딩센서를 포함한다.
상기 인덱스 피더 유닛은 다수의 장공이 형성되어 있고 리드 프레임을 프레스 유닛으로 안내하는 플로터; 상기 리드 프레임을 한 피치씩 이동시키기 위해 좌우 왕복운동을 반복적으로 실행하는 핑거바; 및 상기 핑거바의 선단에 일체로 형성되어 상기 플로터의 장공을 통해 리드 프레임의 핀홀에 삽입되는 이송핀을 포함한다.
상기 프레스 유닛은 리드 프레임의 사각형상의 칩부분 중 4개의 코너부를 절단하기 위한 코너절단금형; 상기 코너절단금형으로부터 이격되어 설치되고, 칩부분의 X-축부분을 절단하기 위한 X-축절단금형; 및 상기 X-축절단금형으로부터 이격되어 설치되고, 칩부분의 Y-축부분을 절단하기 위한 Y-축절단금형을 포함한다.
상기 워킹빔 유닛은 상기 프레스 유닛에 의해 절단된 칩 패키지를 외부로 추출하기 위한 제 1 및 제 2트랜스퍼를 갖는 워킹빔; 상기 프레스 유닛으로부터 상기칩 패키지가 이탈되지 않도록 가이드하기 위해 상기 프레스 유닛상에 설치된 워킹빔 커버; 상기 워킹빔의 제 1트랜스퍼에 의해 상기 프레스 유닛으로부터 추출된 칩 패키지를 1차로 안착시키는 칩 스테이션; 및 상기 워킹빔의 제 2트랜스퍼에 의해 상기 칩 스테이션으로부터 추출된 상기 칩 패키지를 2차로 안착시키는 지지블록을 포함한다.
상기 리젝트 이송유닛은 상기 지지블록에 위치한 칩 패키지에 대해 검사를 완료한 후 불량 패키지가 발생하면 불량 패키지를 들어서 이동시키는 리젝트 피커; 상기 리젝트 피커에 의해 이동된 불량 패키지를 이탈되지 않게 안착시키는 리젝트 블록; 및 상기 리젝트 블록을 시스템의 전면에 설치된 게이트까지 이송시키기 위해 시스템 내부에 장차된 로드레스 실린더를 포함한다.
상기 오프-로더 유닛은 양품의 칩 패키지를 임시로 적재하기 위한 프리사이저; 다수의 칩들을 안정적으로 배열하여 적재시키고 적재된 상태로 추출하여 보관하기 위한 트레이; 검사장비에 의해 양품으로 판정된 칩 패키지를 상기 프리사이저까지 이동시키기 위한 제 1 패키지 피커; 상기 프리사이저로부터 칩 패키지를 트레이까지 이동시키기 위한 제 2 패키지 피커; 및 상기 트레이를 자동으로 이송하기 위한 트레이 피커를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 싱글레이션 시스템에서 사용되는 반도체 리드 프레임에 대해 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(1)은 알루미늄이나 구리계열로 제조되며, 다수의 칩(3)을 하나의 패키지(5)로 하여 다수의 패키지가 배치되어 있다. 본 발명에서는 하나의 패키지(5)에 8개의 칩(3)이 배열된 리드 프레임(1)을 사용하여 설명할 것이며, 칩 및 패키지의 개수는 이에 국한되지 않고 다양하게 변경이 가능하다. 또한, 상기 리드 프레임(1)에는 길이방향 양측면에 다수의 핀홀(7)이 형성되어, 싱글레이션 시스템의 내부에서 이송핀이 상기 핀홀(7)에 삽입 및 이탈하는 동작을 반복함으로써 상기 리드 프레임(1)을 한 피치씩 이동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템을 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명에 따른 싱글레이션 시스템은 크게 리드 프레임(1)을 장착하고 자동으로 프레스부까지 이송하는 온-로더(on-loader)부분(A), 상기 온-로더부분(A)으로부터 이송되어 온 리드 프레임(1)이 정확하게 이송되었는지를 검사하고 프레스를 통해 상기 리드 프레임(1)으로부터 칩들을 분리하며 분리된 칩이 양품인지 불량품인지를 최종적으로 검사하여 불량품이 있으면 외부로 자동적으로 배출하는 프레스 부분(B), 및 상기 프레스 부분(B)으로부터 운반된 양품의 반도체 칩 패키지를 트레이에 적재하여 시스템으로부터 배출하는 오프-로더(off-loader)부분(C)으로 구분된다.
더욱 상세히 설명하면, 상기 온-로더부분(A)에는 리드 프레임(1)의 로딩 및 이송을 위한 온-로더 유닛(100)이 설치되고, 상기 프레스부분(B)에는 상기 리드 프레임(1)을 프레스 내부로 한 피치씩 이동시키기 위한 인덱스 피더 유닛(200), 상기리드 프레임(1)으로부터 칩을 분리하기 위한 프레스 유닛(300), 상기 프레스 유닛(300)으로부터 분리된 칩을 프레스 유닛 외부로 이송하기 위한 워킹빔 유닛(400), 및 상기 워킹빔 유닛(40)에 의해 이송되어 나온 칩 패키지를 검사장비로 검사하여 불량품이 발생하면 불량품을 외부로 배출하기 위한 리젝트 이송유닛(500)이 설치되며, 상기 오프-로더부분(C)에는 검사를 통과한 양품의 반도체칩 패키지를 이동시켜 패키지 트레이에 적재하기 위한 오프-로더 유닛(600)이 설치된다.
이하, 상기 다수의 유닛들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(a) 상기 온-로더 유닛(100)은 다수의 리드 프레임을 적층한 매거진(115)을 장착하여 작업위치까지 이동시키는 매거진 로딩장치(110)와 상기 매거진 로딩장치(110)가 작업위치에 도달하면 상기 적층된 리드 프레임(1)을 상승시켜주는 매거진 엘리베이팅장치(150)를 구비한다. 또한, 리드 프레임 피커(161)가 상기 엘리베이팅 장치(150)에 의해 상승된 리드 프레임(1)을 하나씩 이동시켜 턴레일(163)에 안착시킨다. 상기 턴레일(163)은 상기 리드 프레임 피커(161)에 의해 이동된 리드 프레임을 안착하고 완전히 안착된 상태에서 180°회전하여 직선이동 준비를 한다. 상기 턴레일(163)의 후단에는 푸셔(165)가 설치되어 있고, 상기 푸셔(165)는 에어실린더(도시생략)에 의해 좌우이동을 함으로써 상기 턴레일(163)에 안착된 리드 프레임(1)을 시스템 내부로 밀어서 이동시킨다. 또한, 인렛레일(170)이 상기 턴레일(163)의 선단쪽에 설치되어 상기 턴레일(163)로부터 이송된 리드 프레임(1)을 대기상태로 위치시킨다.
상기 인렛레일(170)은 상기 리드 프레임(1)의 이송을 차단 또는 해제시키기 위해 상기 인렛레일(170)의 선단부에 설치되어 자동으로 업다운되는 스톱퍼(171), 상기 리드 프레임(1)을 상기 인덱스 피더 유닛으로 공급하기 위해 양측에 설치된 컨베이어벨트(173), 및 상기 리드 프레임이 상기 일렛레일(170)에 도착한 상태 및 완전히 이탈한 상태를 감지하기 위한 도착센서(175) 및 피딩센서(177)를 포함한다.
아울러, 상기 매거진 로딩장치(110)는 상부판(121)과 상기 상부판(121)이 전후로 활주할 수 있도록 한 쌍의 가이드레일(127)이 형성된 하부판(123)을 구비한다. 상기 상부판(121)의 상부에는 다수의 리드 프레임(1)이 적재된 매거진(115)이 로딩되는 고정틀(125)이 일체로 설치되어 있고, 상기 고정틀(125)의 후방부에는 고정틀과 함께 상하로 활주가능한 활주부재(135)가 일체로 설치되어 있다. 상기 하부판(123)에 대해 상기 상부판(121)과 상기 고정틀(125)을 전후방으로 이동시키기 위한 제 1에어실린더(130)가 상기 시스템의 후면에 고정설치되어 있고, 상기 제 1에어실린더(130)의 선단에는 안내편(131)이 고정되어 있고, 상기 안내편(131)은 상기 활주부재(135) 사이에 삽입된다. 따라서, 상기 고정틀(125)이 상승 또는 하강할 경우에도 상기 활주부재(135)가 상기 안내편(131)에 대해 승강운동하기 때문에 상기 고정된 제 1에어실린더(130)는 승강운동에 대해 영향을 받지 않는다. 또한, 상기 하부판(123)의 하부에는 제 2에어실린더(미도시)가 설치되어 상기 상부판(121) 및 하부판(123)을 작업위치까지 상승 또는 하강시키는 작용을 한다.
또한, 상기 매거진 엘리베이팅장치(150)는 상기 하부판(123)의 하부에 설치되어 있으며, 상기 매거진 로딩장치(110)에 의해 매거진이 작업위치에 도달하면 구동하는 모터(153), 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 구동치차(155), 상기 구동치차(155)에 치합되어 회전하는 스크류(157), 상기 스크류(157)의 하부에 설치되고 상기 스크류(157)의 회전에 의해 상승 또는 하강하도록 내부에 나사산이 형성된 종동부재(158), 상기 종동부재(158)에 결합되어 상기 종동부재(158)와 함께 상승 또는 하강하는 승강로드(159), 및 상기 승강로드(159)의 선단에 일체로 형성되어 상기 매거진(115)의 새들(117)을 상승 또는 하강시키는 엘리베이터판(151)으로 이루어진다.
(b) 상기 인덱스 피더 유닛(200)은 리드 프레임(1)을 프레스 유닛(300)으로 안내하고 프레스 유닛(300)에서 펀칭작업이 완료된 리드 프레임을 배출구(도시생략)쪽으로 이동시키는 플로터(220: floater)와 좌우 왕복운동을 반복적으로 실행하는 핑거바(210)로 이루어진다. 상기 핑거바(210)의 선단에는 이송핀(215)이 일체로 설치되어 있고, 상기 플로터(220)에는 상기 이송핀(215)이 삽입되어 그 길이만큼만 이동할 수 있는 장공(223)이 형성되어 있다.
(c) 상기 프레스 유닛(300)은 상형(310)과 하형(330)으로 이루어지고, 상기 상형(310) 및 하형(330)은 리드 프레임(1)의 사각형상의 칩부분 중 4개의 코너부를 절단하기 위한 코너절단금형(350), 칩부분의 X-축부분을 절단하기 위한 X-축절단금형(370), 및 칩부분의 Y-축부분을 절단하기 위한 Y-축절단금형(390)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 코너절단금형(350), X-축절단금형(370), 및 Y-축절단금형(390)은 각각 2 피치만큼 거리가 이격되어 있다. 따라서, 코너절단금형(350)을 통과한 칩패키지는 2 피치를 이동해야만 X-축절단금형(370)으로 이동하여 프레스 가공되고, X-축절단금형(370)을 통과한 칩 패키지도 2 피치를 이동해야 Y-축절단금형(390)으로 이동하여 프레스 가공되는 것이다.
(d) 상기 워킹빔 유닛(400)은 상기 프레스 유닛(300)에 의해 절단된 칩 패키지를 외부로 추출하기 위한 워킹빔(410)과 상기 프레스 유닛(300)으로부터 상기 칩 패키지가 이탈되지 않도록 가이드하기 위해 상기 프레스 유닛(300) 상에 설치된 워킹빔 커버(430)를 구비한다. 상기 워킹빔(410)은 상기 프레스 유닛(300)으로부터 칩 스테이션(450)까지 칩 패키지를 1차로 이동시키는 제 1트랜스퍼(413)와 상기 칩 스테이션(450)으로부터 지지블록(470)까지 칩 패키지를 2차로 이동시키는 제 2트랜스퍼(415)로 구성된다.
(e) 상기 리젝트 이송유닛(500)은 상기 검사에 의해 불량 패키지가 발생하면 불량 패키지를 들어서 이동시키는 리젝트 피커(510)와 상기 리젝트 피커(510)에 의해 이동된 불량 패키지를 이탈되지 않게 안착시키는 리젝트 블록(530)으로 구성된다. 상기 리젝트 피커(510)는 진공흡착에 의해 불량 패키지를 운반하고, 상기 리젝트 블록(530)은 시스템 내부에 설치된 로드레스 실린더(550)에 의해 시스템 전면의 게이트까지 이동된다.
(f) 상기 오프-로더 유닛(600)은 양품의 칩 패키지를 임시로 적재하기 위한 프리사이저(610: precisor)와 다수의 칩들을 안정적으로 배열하여 적재시키고 적재된 상태로 추출하여 보관하기 위한 트레이(630)를 구비한다. 이때, 제 1패키지 피커(640)가 검사장비에 의해 양품으로 판정된 칩 패키지를 상기 프리사이저(610)까지 이송하고, 제 2패키지 피커(650)가 상기 프리사이저(610)로부터 트레이(630)까지 칩 패키지를 이송한다. 또한, 트레이(630)에 칩 패키지의 적재가 완료되면 적재가 완료된 트레이를 외부로 추출하고, 빈 트레이를 적재장소로 이송하기 위한 트레이 피커(670)가 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템의 동작에 대해 설명한다.
작업자가 매거진(115)에 다수의 리드 프레임(1)을 적층한 후, 매거진 로딩장치(110)의 고정틀(125)에 매거진(115)을 로딩하면, 고정틀(125)에 설치된 한 쌍의 베어링(129)은 상기 매거진(115)이 이탈하지 않도록 매거진을 지지한다. 그 후에, 작동버튼(미도시)을 누르면 제 1에어실리더(130)가 작동하면서 상기 상부판(121)이 상기 하부판(123)에 설치된 한 쌍의 가이드레일(127)을 따라 소정위치까지 후방쪽으로 슬라이딩 이동한다. 소정위치까지 이동된 상부판(121)과 하부판(123)은 상기 제 2에어실린더(140)에 의해 상방으로 이동하고, 작업위치에 도달하면 매거진 엘리베이팅장치(150)가 작동하는데, 즉 모터(153)가 구동하면 모터(153)의 구동력에 의해 구동치차(155)가 회전하고 구동치차(155)의 회전에 의해 스크류(157)가 회전하며, 스크류(157)의 회전에 의해 내부에 나사부가 형성된 종동부재(158)가 상승하게 된다. 따라서, 상기 종동부재(158)가 상승하면 종동부재(158)에 일체로 결합된 승강로드(159)가 상승하게 되고, 동시에 엘리베이터판(151)이 상승하면서 리드 프레임(1)이 적재된 새들(117)을 상승시키게 된다. 반대로, 모터가 역방향으로 구동하면 상기 동작이 역으로 실행됨으로써 새들(117)이 하강하게 된다.
이와 같이, 하나씩 상승된 리드 프레임(1)은 리드 프레임 피커(161)에 의해 턴레일(163)로 이송되고, 상기 리드 프레임(1)이 안착된 상태에서 턴레일(163)이 180°회전한다. 그 후에, 푸셔(165)가 리드프레임을 밀어서 이동시키면, 리드프레임(1)은 인렛레일(170)로 이동하여 스톱퍼((171)에 의해 대기상태로 위치한다. 상기 인렛레일(170)은 그 전에 작업 중인 리드 프레임이 인덱스 피더 유닛(200)에 의해 완전히 프레스유닛(300)까지 공급되기까지 대기시켰다가 작업이 완료되면 대기중인 리드 프레임(1)을 인덱스 피더 유닛(200)으로 공급한다. 리드 프레임의 공급은 스톱퍼(171)가 해제위치인 아래로 내려오고, 인렛레일(170)의 양측에 설치된 컨베이어벨트(173)의 작동에 의해 이루어진다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 리드 프레임(10)이 상기 인렛레일(170)에 도착한 상태 및 완전히 이탈한 상태를 감지하기 위한 2개의 포토센서, 즉 도착센서(175)와 피딩센서(177)는 계속해서 센싱을 하는데, 우선 인덱스 피더 유닛(200)에 가까이 있는 센서를 피딩센서(177)라 하고, 그 나머지를 도착센서(175)라고 하며, 이들 센서 사이에 회전실린더(미도시)에 의해 작동되는 스톱퍼(171)가 위치해 있다. 기계를 작동시키는 최초의 상태는 스톱퍼(171)가 위로 올라와 있고, 인렛레일(170)에는 아무런 리드 프레임을 감지하지 못한 상태이다. 이 상태에서 최초로 리드 프레임 푸셔(165)가 리드 프레임을 인렛레일로 밀어 공급해주면, 리드 프레임은 컨베이어벨트(173)를 타고 이송되어져 리드 프레임 스톱퍼가 있는 곳까지 이동한다. 리드 프레임이 도착하면 도착센서가 이를 감지하고, 이 상태를 리드 프레임 스탠바이(stand-by)상태라고 하며, 도착센서는 리드 프레임을 감지한 상태이지만, 피딩센서(177)는 감지하지 못한 상태이며 스톱퍼는 리드 프레임을 막고 있는 상태이다. 리드 프레임 스탠바이 상태가 되면, 스톱퍼는 곧바로 아래로 내려와 리드 프레임을 인덱스 피더 유닛(200)으로 공급한다.
이와 같이, 인덱스 피더 유닛(200)으로 공급된 리드 프레임은 인덱스 피더 유닛에 있는 스톱퍼에 의해 순간 정지되고, 그 순간에 핑거바(210)의 이송핀이 플로터(220) 내부의 리드 프레임을 잡고 장공(223)의 길이만큼 이동하는데, 이 장공(223)의 길이만큼 이동함으로써 상기 리드 프레임을 프레스 유닛으로 한 피치씩 공급해 주는 것이다. 이러한 과정에서 피딩센서(177)는 리드 프레임이 인렛레일(170)부분을 완전히 떠나는 순간까지 리드 프레임을 감지한다. 상기 리드 프레임이 모두 공급되고 나면, 피딩센서(177)가 이러한 상태를 감지하고, 스톱퍼(171)가 작동하도록 명령을 보낸다.
이렇게 해서 다시 리드 프레임 스탠바이 상태가 되게 한 후, 푸셔(165)에게 새로운 리드 프레임을 공급하도록 신호를 보내면, 인렛레일(170)을 떠난 리드 프레임은 플로터(220) 사이로 들어가게 되는데, 플로터(220) 입구에서 일단 정지가 된 후, 플로터(220)가 상승한 상태일 때, 그 사이로 흘러 들어가고 핑거바(210)에 의해 프레스 유닛(300)으로 공급된다. 이때, 플로터(220)의 입구에 설치된 센서가 리드 프레임을 감지하며, 리드 프레임의 모든 부분이 플로터(220)로 진입을 한 상태에는 인렛레일(170)에 위치한 스톱퍼(171)에 신호를 보내어 새로운 리드 프레임이 공급되도록 한다. 요약하자면, 인렛레일(170)에 있는 도착센서(175)는 푸셔(165)의 작동신호를 보내 주는 역할을 하고, 피딩센서(177)는 스톱퍼(171)의스톱핑작동 신호를 보내 주는 역할을 하며, 인덱스 피더 유닛(200)의 플로터(220) 입구에 설치된 센서는 스톱퍼의 스톱핑 해제 신호를 보내 주는 역할을 하는 것이다.
상기 인덱스 피더 유닛(200)에 의해 이동되는 리드 프레임(1)은 상기 프레스 유닛(300)의 상형(310)과 하형(330) 사이를 통과함으로써 칩 패키지로서 분리된다. 이때, 상기 상형(310) 및 하형(330)은 순서대로 코너절단금형(350), X-축절단금형(370), 및 Y-축절단금형(390)으로 구성되어 있기 때문에, 상기 리드 프레임상의 칩들은 상기 코너절단금형(350)에 의해 4개의 코너부가 절단되고, 상기 X-축절단금형(370)에 의해 X-축이 절단되며, Y-축절단금형(390)에 의해 Y-축이 절단된다.
최종적으로 리드 프레임으로부터 절단된 칩 패키지는 워킹빔 유닛(400)에 의해 외부로 추출되는데, 우선, 프레스 유닛(300)이 펀칭을 하기 전에 워킹빔(410)이 Y-축절단금형(390) 내부로 들어가서 상방으로 움직인다. 그리고, 프레스 유닛(300)이 펀칭을 완료하면, 워킹빔(410)의 제 1트랜스퍼(413)가 절단된 칩 패키지를 칩 스테이션(450)까지 이송 및 안착시키고, 그 후에 하방으로 내려가서 다시 Y-축절단금형(390)의 내부로 들어가서 상방으로 움직인다. 이때, 상기 Y-축절단금형(390)에 설치된 워킹빔 커버(430)가 상기 칩패키지의 상면을 덮음으로써, 상기 칩이 이탈되지 못하도록 해 준다. 다시, 프레스 유닛(300)이 펀칭을 완료하여, 워킹빔(410)의 제 1트랜스퍼(413)가 절단된 또 다른 칩 패키지를 칩 스테이션(450)으로 이송시킬 때 이와 동시에 워킹빔(410)의 제 2트랜스퍼(415)가 이전에 칩 스테이션(450)에 안착되어 있던 칩 패키지를 안착시켜 지지블록(470)으로 이동시키게 된다.
이렇게 해서 상기 지지블록(470)에 안착된 칩 패키지는 도시되지 않은 시트블록들로 이동하여 검사장비들에 의해 검사를 받는다.
상기 검사에 의해 불량 패키지가 발생하면, 상기 리젝트 이송유닛(500)의 리젝트 피커(510)는 진공흡착방식으로 불량 패키지를 리젝트 블록(530)으로 이송하여 안착시키고, 상기 리젝트 블록(530)은 로드레스 실린더(550)에 의해 시스템 전면에 설치된 게이트로 이동되어 작업자로 하여금 재 검사를 할 수 있도록 한다.
또한, 상기 검사에 의해 불량 패키지가 발생하지 않으면, 제 1패키지 피커(640)가 양품의 패키지를 상기 프리사이저(610)까지 이송하고, 프리사이저(610)에 다수의 패키지의 적재가 완료되면, 제 2패키지 피커(650)가 상기 프리사이저(610)으로부터 상기 트레이(630)로 칩 패키지를 이동시킨다. 이렇게 해서 트레이(630)에 칩 패키지의 적재가 완료되면, 적재가 완료된 트레이를 외부로 추출하고, 트레이피커(670)에 의해 빈 트레이를 적재장소에 위치시켜 칩 패키지를 계속해서 적재하게 된다.
도시되지는 않았지만, 상기 프리사이저(610)에는 칩 패키지가 제대로 정렬되어 있는지를 감지하는 센서가 설치되어 있어서, 패키지가 프리사이저(610)의 포켓에서 벗어나 있거나 정확하게 올려지지 않았을 경우에 이 센서가 이를 감지한 후 기계의 작동을 멈추고 경고음을 울린다.
아울러, 프리사이저(610)은 시간이 경과함에 따라 포켓이 마모되거나, 혹은사용상의 부주의로 인해 파손될 경우에 교체가 가능하도록 설계되어 있다. 또한 프리사이저는 동일 장비에서 생산 중인 패키지와 다른 타입의 리드 프레임을 생산하고자 보유하고 있는 장비를 개조할 때 바꾸어 주어야 하는 부품이기 때문에 양 쪽 단부에 설치된 래치를 이용하여 쉽게 분해 및 조립할 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템은 리드 프레임에서 칩 패키지를 분리 가공하기 위해 온-로더부분, 프레스부분, 및 오프-로더부분으로 구분해서 일괄적으로 자동처리함으로써, 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있으며, 불량품을 자동으로 배출함으로써 제품의 신뢰도를 증대시킬 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 매거진이 로딩되는 고정틀이 상부에 설치된 상부판, 상기 상부판이 전후로 활주할 수 있도록 한 쌍의 가이드레일이 형성된 하부판, 상기 상부판을 전후로 이동시키기 위한 제 1에어실린더, 상기 상부판 및 하부판을 상하로 이동시키기 위해 상기 하부판의 하부에 설치된 제 2에어실린더, 및 상기 고정틀의 후방부에 설치되어 상기 제 1에어실린더의 선단에 고정된 안내편에 대해 상하로 활주가능한 활주부재를 구비하는 매거진 로딩장치; 상기 매거진 로딩장치에 의해 매거진이 작업위치에 도달하면 구동하는 모터, 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 구동치차, 상기 구동치차에 치합되어 회전하는 스크류, 상기 스크류의 하부에 설치되고 상기 스크류의 회전에 의해 상승 또는 하강하도록 내부에 나사산이 형성된 종동부재, 상기 종동부재에 결합되어 상기 종동부재와 함께 상승 또는 하강하는 승강로드, 및 상기 승강로드의 선단에 일체로 형성되어 상기 매거진의 새들을 상승 또는 하강시키는 엘리베이터판을 구비하는 매거진 엘리베이팅장치; 상기 엘리베이팅장치에 의해 상승된 리드 프레임을 하나씩 이동시키기 위한 리드 프레임 피커; 상기 리드 프레임 피커에 의해 이동된 리드 프레임을 안착하고 완전히 안착된 상태에서 180°회전하여 직선이동 준비를 하는 턴레일; 상기 턴레일에 안착된 리드 프레임을 밀어서 이동시키는 푸셔; 및 상기 푸셔에 의해 상기 턴레일로부터 이송된 상기 리드 프레임을 상기 인덱스 피더 유닛으로 이송시키기 위해 대기상태로 위치시키는 인렛레일을 구비하고, 다수의 리드 프레임이 적층된 매거진을 로딩 및 이송하기 위한 온-로더 유닛;
    다수의 장공이 형성되어 있고 리드 프레임을 프레스 유닛으로 안내하는 플로터;상기 리드 프레임을 한 피치씩 이동시키기 위해 좌우 왕복운동을 반복적으로 실행하는 핑거바; 및 상기 핑거바의 선단에 일체로 형성되어 상기 플로터의 장공을 통해 리드 프레임의 핀홀에 삽입되는 이송핀을 구비하고, 상기 온-로더 유닛으로부터 이송된 각각의 리드 프레임을 한 피치씩 이동시키기 위한 인덱스 피더 유닛;
    리드 프레임의 사각형상의 칩부분 중 4개의 코너부를 절단하기 위한 코너절단금형; 상기 코너절단금형으로부터 이격되어 설치되고, 칩부분의 X-축부분을 절단하기 위한 X-축절단금형; 및 상기 X-축절단금형으로부터 이격되어 설치되고, 칩부분의 Y-축부분을 절단하기 위한 Y-축절단금형을 구비하고, 이송된 리드 프레임으로부터 칩을 분리하기 위한 프레스 유닛;
    상기 프레스 유닛으로부터 분리된 칩을 프레스 유닛 외부로 이송하기 위한 워킹빔 유닛;
    상기 지지블록에 위치한 칩 패키지에 대해 검사를 완료한 후 불량 패키지가 발생하면 불량 패키지를 들어서 이동시키는 리젝트 피커; 상기 리젝트 피커에 의해 이동된 불량 패키지를 이탈되지 않게 안착시키는 리젝트 블록; 및 상기 리젝트 블록을 시스템의 전면에 설치된 게이트까지 이송시키기 위해 시스템 내부에 장차된 로드레스 실린더를 구비하고, 상기 워킹빔 유닛에 의해 이송되어 나온 칩 패키지를 검사장비로 검사하여 불량품이 발생하면 불량품을 외부로 배출하기 위한 리젝트 이송유닛; 및
    검사를 통과한 양품의 반도체칩 패키지를 이동시켜 패키지 트레이에 적재하기 위한 오프-로더 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 매거진 로딩장치의 고정틀에는 상기 매거진이 로딩될 때 매거진의 이탈을 방지하기 위해 한 쌍의 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 인렛레일은,
    상기 리드 프레임의 이송을 차단 또는 해제시키기 위해 상기 인렛레일의 선단부에 설치되어 자동으로 업다운되는 스톱퍼;
    상기 리드 프레임을 상기 인덱스 피더 유닛으로 공급하기 위해 양측에 설치된 컨베이어벨트; 및
    상기 리드 프레임이 상기 인렛레일에 도착한 상태 및 완전히 이탈한 상태를 감지하기 위한 도착센서 및 피딩센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 워킹빔 유닛은,
    상기 프레스 유닛에 의해 절단된 칩 패키지를 외부로 추출하기 위한 제 1 및 제 2트랜스퍼를 갖는 워킹빔;
    상기 프레스 유닛으로부터 상기 칩 패키지가 이탈되지 않도록 가이드하기 위해 상기 프레스 유닛상에 설치된 워킹빔 커버;
    상기 워킹빔의 제 1트랜스퍼에 의해 상기 프레스 유닛으로부터 추출된 칩 패키지를 1차로 안착시키는 칩 스테이션; 및
    상기 워킹빔의 제 2트랜스퍼에 의해 상기 칩 스테이션으로부터 추출된 상기 칩 패키지를 2차로 안착시키는 지지블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서, 상기 오프-로더 유닛은,
    양품의 칩 패키지를 임시로 적재하기 위한 프리사이저;
    다수의 칩들을 안정적으로 배열하여 적재시키고 적재된 상태로 추출하여 보관하기 위한 트레이;
    검사장비에 의해 양품으로 판정된 칩 패키지를 상기 프리사이저까지 이동시키기 위한 제 1 패키지 피커;
    상기 프리사이저로부터 칩 패키지를 트레이까지 이동시키기 위한 제 2 패키지 피커; 및
    상기 트레이를 자동으로 이송하기 위한 트레이 피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩 패키지 분리용 싱글레이션 시스템.
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