KR100530382B1 - 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스 - Google Patents

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KR100530382B1 KR10-1999-0003413A KR19990003413A KR100530382B1 KR 100530382 B1 KR100530382 B1 KR 100530382B1 KR 19990003413 A KR19990003413 A KR 19990003413A KR 100530382 B1 KR100530382 B1 KR 100530382B1
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Abstract

롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스는 반도체 디바이스를 흡착 및 장착하기 위한 다수의 흡착 헤드가 일렬로 배열된 적어도 하나의 헤드열과, 헤드열을 상하로 승강시키는 승강 수단을 가지는 헤드부, 및 헤드부를 트레이와 핸들러 본체의 소켓부 사이에서 수평이동시키는 이송부를 포함하며, 헤드열의 각 흡착 헤드가 각각 그 자체의 회전축을 중심으로 회전된다. 따라서, 트레이의 반도체 디바이스 장착 방향과 소켓부의 장착 방향이 서로 다른 경우에도 헤드열이 다수의 반도체 디바이스에 대하여 동시 흡착 및 동시 장착 가능하다. 헤드열은 다수의 업다운 실린더, 다수의 업다운 실린더의 로드에 각각 회전 가능하게 장착된 다수의 볼 스플라인 샤프트, 다수의 볼 스플라인 샤프트의 끝단에 각각 설치된 다수의 흡착 헤드, 다수의 볼 스플라인 샤프트의 일측에 각각 스플라인 결합된 다수의 피동 풀리; 다수의 피동 풀리와 타이밍 벨트로 연결된 구동 풀리; 및 구동 풀리를 구동하는 R축 구동 모터를 가진다. R축 구동 모터의 구동력이 구동 풀리를 통해 다수의 피동 풀리로 전달되면, 다수의 흡착 헤드가 그 자신이 설치된 다수의 볼 스플라인 샤프트를 중심으로 회전된다. 승강 수단은 수직 방향으로 설치된 볼 스크류 샤프트와 볼 스크류 샤프트를 회전시키는 Z축 구동 모터, 및 볼 스크류 샤프트의 회전에 따라 상하로 승강되며, 헤드열을 지지하는 승강 부재를 가진다. 여기서, Z축 구동 모터는 볼 스크류 샤프트와 평행하게 설치되고 벨트 풀리를 통해 그 구동력을 볼 스크류 샤프트로 전달한다.

Description

롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스{Pick and Place for ROM write handler}
본 발명은 피롬(PROM) 또는 플래시 메모리(Flash memory)와 같은 반도체 디바이스에 프로그램을 기억시키기 위한 롬라이트 핸들러에 관한 것이고, 보다 상세하게는 반도체 디바이스가 탑재되어 이동되는 트레이와 프로그램을 기억시키기 위해 반도체가 안착되는 소켓 사이에서 반도체 디바이스를 이재하는 픽앤플레이스(pick and place)에 관한 것이다.
일반적으로 피롬(PROM) 또는 플래시 메모리(Flash memory)와 같은 반도체 디바이스는 제조 과정에서 초기 프로그램을 입력하는 공정을 거치게 되며, 이러한 프로그랩 입력 공정은 롬라이트 핸들러(ROM write handler)라는 장치에 의해 자동으로 수행된다.
즉, 반도체 디바이스를 탑재한 트레이가 롬라이트 핸들러로 이송되면 반도체 디바이스는 트레이로부터 핸들러의 소켓부로 이송되고, 소켓부에 배열된 각각의 소켓에 장착된 상태에서 프로그램이 입력된다. 프로그램의 입력이 완료되면 반도체 디바이스는 소켓부로부터 트레이로 이재되어 컨베이어 라인을 따라 다음 공정으로 이송된다.
여기서, 트레이와 소켓부 사이에서 반도체 디바이스를 이재하는 작업은 픽앤플레이스라는 장치를 통해 이루어진다. 이러한 픽앤플레이스의 일예가 도 1에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 픽앤플레이스는 헤드부(1)와, 이송부(2)를 포함하여 이루어져 있다.
이송부(2)는 헤드부(1)를 트레이(미도시)와 핸들러 본체의 소켓부(미도시) 사이에서 이동시키기 위한 것으로 통상의 XY로봇이 사용된다.
헤드부(1)는 4개의 흡착 헤드(12)가 일렬로 배열된 헤드열(10)을 2개 가지며, 또한, 이들 헤드열(10)을 상하로 승강시키는 승강 수단(20) 및 헤드열(10)을 회전시키는 회전 수단(30)을 가지고 있다. 헤드열(10)은 상기의 흡착 헤드(12) 외에도 각 흡착 헤드(12)를 승강시키는 업다운 실린더(14)를 가진다. 회전 수단(30)은 2개의 헤드열(10)을 지지하는 지지 브라켓(16)이 그 하단에 지지된 볼 스플라인 샤프트(32)와, 이 볼 스플라인 샤프트(32)를 회전시키는 R축 서보 모터(34)를 가진다. 볼 스플라인 샤프트(32)와 R축 서보 모터(34)는 구동 풀리(38)와 피동 풀리(36) 및 타이밍 벨트(37)를 통해 연결되어 있다. 피동 풀리(36)는 볼 스플라인 샤프트(32)의 일측 외주면에 스플라인 결합되어 있다. 승강 수단(20)은 이송부(2)에 의해 이송되는 프레임(41)의 일측에 수직 방향으로 설치된 볼 스크류 샤프트(42)와 이 볼 스크류 샤프트(42)를 회전시키는 Z축 서보 모터(44), 및 회전 수단(30)의 볼 스플라인 샤프트(32)의 상단을 지지하며, 볼 스크류 샤프트(42)를 따라 상하이동 가능하게 설치된 승강 부재(46)를 가진다.
Z축 서보 모터(44)에 의해 볼 스크류 샤프트(42)가 회전되고 이에 따라 승강 부재(46)가 볼 스크류 샤프트(42)를 따라 수직 방향(Z축 방향)으로 이동되는 것에 의해, 볼 스플라인 샤프트(32)를 통해 승강 부재(46)와 연결된 헤드열(10)이 상하로 이동된다. 또한, R축 서보 모터(34)의 구동력이 구동 풀리(38)를 통해 피동 풀리(36)에 전달되면, 피동 풀리(36)와 스플라인 결합된 볼 스플라인 샤프트32가 회전되어 그의 하측단에 지지된 헤드열(10)을 회전시킨다.
이와 같은 구성을 가지는 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스는, 이송부(2)에 의해 헤드부(1)가 트레이와 소켓부 사이에서 이동되고, 승강 수단(20) 및 업다운 실린더(14)에 의해 흡착 헤드(12)가 승강되며 반도체 디바이스(D)를 흡착 또는 장착하는 것에 의해 트레이와 소켓부 사이에서 반도체 디바이스(D)를 이재한다. 이때, 통상적으로 트레이(3)에 장착된 반도체 디바이스의 장착 방향과 소켓부(4)의 반도체 디바이스의 장착 방향이 도 2a에 도시된 바와 같이, 서로 90°의 차이를 가지고 있으므로, R축 서보 모터(34)가 볼 스플라인 샤프트(32)를 구동시켜 헤드열(10)을 90°회전시키는 것에 의해 장착 방향을 조절한다.
그런데, 종래에는 볼 스플라인 샤프트의 회전에 의해 헤드열 전체가 회전되기 때문에, 트레이와 소켓부에 장착되는 반도체 디바이스 간의 피치가 서로 다를 경우 헤드부가 다수의 흡착 헤드를 가지고 있음에도 다수의 반도체 디바이스를 동시에 흡착 및 장착하는 것이 불가능한 단점이 있었다.
즉, 예를 들어 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 경우, 트레이(3)에 장착된 반도체 디바이스 간의 수직 피치(Pve)가 36mm, 수평 피치(Pho)가 25mm, 그리고 소켓부의 수직 피치(Psv)가 36mm고, 헤드열의 헤드 간의 피치(Phe)도 36mm이다.
이 경우, 헤드열10의 헤드(12)는 동시에 흡착 및 장착을 할 수 없게 된다. 즉, 도 2a와 같이 헤드열(10)이 수직 방향을 향하도록 하여 트레이(3)로부터 4개의 반도체 디바이스(D)를 동시에 흡착하게 되면, 소켓부(4)에 장착할 때는 헤드열(10)이 그의 헤드(12)에 흡착된 반도체 디바이스(D)의 방향이 소켓부(4)의 장착 방향에 대응되도록 회전된 상태에서 헤드열(10) 자체는 수평 방향을 향하게 된다. 따라서, 헤드열(10)과 소켓부(4)의 방향이 서로 직각이 되므로, 헤드열(10)에 흡착된 다수의 반도체 디바이스(D)를 동시에 장착하지 못하고 순서대로 헤드(12)의 위치를 이동시켜가면서 장착해야 한다.
그렇지 않으면, 도 2b와 같이, 헤드열(10)에 흡착된 반도체 디바이스(D)를 소켓부(4)에 동시에 장착하고자 할 경우에는 트레이(3)로부터 반도체 디바이스(D)를 흡착할 때 헤드열(10)이 수평 방향을 향하도록 한 상태에서 흡착해야 하나 헤드(12)간의 피치(Phe)와 트레이(3)의 수평 피치(Phe)가 서로 일치하지 않으므로 헤드열(10)이 다수의 반도체 디바이스(D)를 동시에 흡착하지 못하게 된다.
이에 따라, 트레이(3)와 소켓부(4) 사이에서 반도체 디바이스(D)의 이재시 순차적인 흡착 또는 장착에 의한 작업 속도의 저하로 생산성이 낮다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 트레이와 소켓부 사이의 반도체 디바이스 이재시 헤드열 단위의 동시 흡착 및 동시 장착이 가능하여 작업 속도를 향상시킬 수 있는 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 디바이스를 흡착 및 장착하기 위한 다수의 흡착 헤드가 일렬로 배열된 적어도 하나의 헤드열과, 헤드열을 상하로 승강시키는 승강 수단을 가지는 헤드부, 및 헤드부를 트레이와 핸들러 본체의 소켓부 사이에서 수평이동시키는 이송부를 포함하며, 헤드열의 각 흡착 헤드가 각각 그 자체의 회전축을 중심으로 회전된다. 따라서, 트레이의 반도체 디바이스 장착 방향과 소켓부의 장착 방향이 서로 다른 경우에도 헤드열이 다수의 반도체 디바이스에 대하여 동시 흡착 및 동시 장착 가능하다.
헤드열은 다수의 업다운 실린더, 다수의 업다운 실린더의 로드에 각각 회전 가능하게 장착된 다수의 볼 스플라인 샤프트, 다수의 볼 스플라인 샤프트의 끝단에 각각 설치된 다수의 흡착 헤드, 다수의 볼 스플라인 샤프트의 일측에 각각 스플라인 결합된 다수의 피동 풀리; 다수의 피동 풀리와 타이밍 벨트로 연결된 구동 풀리; 및 구동 풀리를 구동하는 R축 구동 모터를 가진다. R축 구동 모터의 구동력이 구동 풀리를 통해 다수의 피동 풀리로 전달되면, 다수의 흡착 헤드가 그 자신이 설치된 다수의 볼 스플라인 샤프트를 중심으로 회전된다.
승강 수단은 수직 방향으로 설치된 볼 스크류 샤프트와 볼 스크류 샤프트를 회전시키는 Z축 구동 모터, 및 볼 스크류 샤프트의 회전에 따라 상하로 승강되며, 헤드열을 지지하는 승강 부재를 가진다. 여기서, Z축 구동 모터는 볼 스크류 샤프트와 평행하게 설치되고 벨트 풀리를 통해 그 구동력을 볼 스크류 샤프트로 전달한다. 이에 따라 픽앤플레이스의 헤드부가 소형화될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스가 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 픽앤플레이스(Pick and place)는 이송부(102)와, 헤드부(101)를 포함하고 있으며, 헤드부(101)는 다시 적어도 하나의 헤드열(110)과 승강수단(120)을 가지고 이루어져 있다.
이송부(102)는 헤드부101를 트레이(미도시)와 핸들러 본체의 소켓부(미도시) 사이에서 이동시키기 위한 것으로 통상의 XY로봇이 사용된다.
헤드열(101)을 살펴보면, 다수의 업다운 실린더(112)가 일렬로 배치열되어 있고, 이들 업다운 실린더(112)는 지지 브라켓(111)에 의해 서로 고정되어 있다. 다수의 업다운 실린더(112)의 로드 끝단에는 다수의 볼 스플라인 샤프트(114)가 각각 회전 가능하게 결합되어 있다. 각 볼 스플라인 샤프트(114)의 하단에는 피롬(PROM) 또는 플래시 메모리(flash memory) 등의 반도체 디바이스(D)를 흡착 및 장착하기 위한 흡착 헤드(115)가 설치되어 있다. 또한 다수의 피동 풀리(116)가 볼 스플라인 샤프트(114)의 외주면 일측에 각각 스플라인 결합되어 있다. 이들 다수의 피동 풀리(116)는 타이밍 벨트(117)를 통해 구동 풀리(118)와 연결되어 있다. 구동 풀리는 R축 서보 모터(119)에 의해 구동된다.
승강 수단(120)은 볼 스크류 샤프트(122)와 Z축 서보 모터(124), 및 승강 부재(126)를 가지고 있다. 볼 스크류 샤프트(122)와 Z축 서보 모터(124)는 이송부(102)에 의해 이동되는 프레임(121)의 일측에 수직 방향으로 서로 평행하게 설치되어 있으며, Z축 서보 모터(124)의 구동력은 벨트 풀리 조립체(127, 128, 129)를 통해 볼 스크류 샤프트(122)에 전달된다. 볼 스크류 샤프트(122)에는 승강 부재(126)가 설치되어 있다. 이 승강 부재(126)는 볼 스크류 샤프트(122)의 회전에 따라 상하로 승강되며, 타측이 헤드열(110)의 중앙에 위치된 한 쌍의 업다운 실린더(112)에 결합되어 헤드열(110)을 지지한다. 따라서, Z축 서보 모터(124)가 구동되면 볼 스크류 샤프트(122)가 회전되어 승강 부재(126)가 볼 스크류 샤프트(122)를 따라 승강되는 것에 의해 승강 부재(126)에 연결된 헤드열(110)이 상하로 이동된다.
도시예에서는 헤드열(110)의 헤드(112) 수가 4개로 도시되어 있으나, 그 수는 필요에 따라 증감될 수 있을 것이다. 그리고, 헤드열(110)의 수도 통상 2, 또는 그 이상 설치될 수도 있다. 또한, 도시예에서는 R축 서보 모터(119)와 Z축 서보 모터(122)를 사용하였으나, 서보 모터 대신 펄스 모터나 직류 모터, 또는 로터리 실린더 등을 사용할 수도 있다. 참고로 도면에서 미설명 부호 113은 볼 스플라인 샤프트(114)를 회전가능하게 지지하는 베어링이다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽앤플레이스는, 반도체 디바이스(D)의 흡착 및 장착시 종래와 같이 헤드열 전체가 회전되지 않고 각각의 헤드(112)가 별도의 볼 스플라인 샤프트(114)를 회전축으로 회전되기 때문에 다수의 반도체 디바이스(D)를 동시에 흡착하고 동시에 장착하는 것이 가능하다. 이를 도 4를 참조하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 트레이(103) 상에는 다수의 반도체 디바이스(D)가 그의 긴부분이 수직 방향을 향하도록 배열되어 있고, 반도체 디바이스(D)간의 수직 피치(Pve)는 36mm, 수평 피치(Pho)는 25mm다. 또한, 소켓부(104)의 각 소켓은 긴 부분이 수평 방향을 향하도록 배열되어 있고, 수직 피치(Psv)는 36mm다. 헤드열(110)은 수직 방향으로 배열된 상태에서 4개의 헤드(115)가 트레이(103)에 수직 방향으로 장착된 4개의 반도체 디바이스(D)를 동시에 흡착한다. 반도체 디바이스(D)의 흡착이 완료되면, 이송부(102)에 의해 헤드부(101)는 소켓부(104)로 이송된다. 헤드부(101)가 소켓부(104)로 이송되면, R축 서보 모터(119)가 구동되며, 그의 구동력은 구동 풀리(118)와 타이밍 벨트(117)를 거쳐 다수의 피동 풀리(116)로 전달되고, 이 피동 풀리(116)의 회전에 의해 다수의 볼 스플라인 샤프트(114) 및 다수의 헤드115가 90° 회전된다. 헤드(115)가 90°회전되면 헤드(115)에 흡착된 반도체 디바이스(D)는 그의 긴 부분이 수직 방향을 향하던 상태에서 수평 방향을 향하게 된다. 그러나, 헤드열(110)은 여전히 수직 방향으로 배열된 상태를 유지한다. 즉, 헤드열(110)의 방향은 변하지 않은 채 각 헤드(115)에 흡착된 반도체 디바이스(D)의 방향만 변화되는 것이다. 그리고 나서, 승강 수단(120)에 의해 헤드열(110) 전체가 하강한 다음 다수의 업다운 실린더(112)가 동시에 작동되면서 헤드열(110)의 각 헤드(115)는 그에 대응되는 위치의 소켓에 반도체 디바이스(D)를 장착하게 된다. 즉, 다수의 반도체 디바이스(D)가 동시에 장착된다.
상기된 바와 같은 본 발명에 의하면, 헤드열의 각각의 헤드에 대하여 그에 대응되는 볼 스플라인 샤프트가 제공되어, 각각의 헤드가 그의 볼 스플라인 샤프트를 중심으로 회전되므로 헤드열의 방향은 변하지 않는 상태에서 흡착된 반도체 디바이스의 방향을 변화시킬 수 있다. 이에 따라 하나의 헤드열이 다수의 반도체 디바이스를 동시에 흡착하고, 또한 동시에 장착하는 것이 가능하므로, 작업 속도가 크게 빨라져 생산성이 크게 향상되는 장점이 있다.
이밖에도, 본 발명의 픽앤플레이스는 볼 스크류 샤프트와 Z축 서보 모터가 서로 평행하게 설치되고, 볼 스플라인 샤프트가 업다운 실린더에 설치되어 있으므로, 헤드부 전체의 크기가 작아져 소형화될 수 있는 장점도 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
도 1은 종래의 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스를 보인 정면도.
도 2a 및 2b는 도 1에 도시된 종래의 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스의 단점을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스를 보인 정면도.
도 4는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 ; 헤드부 102 ; 이송부
103 ; 트레이 104 ; 소켓부
110 ; 헤드열 112 ; 업다운 실린더
114 ; 볼 스플라인 샤프트 115 ; 흡착 헤드
119 ; R축 서보 모터 120 ; 승강 수단
122 ; 볼 스크류 샤프트 124 ; Z축 서보 모터
126 ; 승강 부재 D ; 반도체 디바이스

Claims (3)

  1. 반도체 디바이스를 흡착 및 장착하기 위한 다수의 흡착 헤드가 일렬로 배열된 적어도 하나의 헤드열과, 상기 헤드열을 상하로 승강시키는 승강 수단을 가지는 헤드부, 및 상기 헤드부를 트레이와 핸들러 본체의 소켓부 사이에서 수평이동시키는 이송부를 포함하며, 상기 헤드열의 각 흡착 헤드는 각각 그 자체의 회전축을 중심으로 회전됨으로써 트레이의 반도체 디바이스 장착 방향과 소켓부의 장착 방향이 서로 다른 경우에도 상기 헤드열이 다수의 반도체 디바이스에 대하여 동시 흡착 및 동시 장착 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드열은 다수의 업다운 실린더, 상기 다수의 업다운 실린더의 로드에 각각 회전 가능하게 장착된 다수의 볼 스플라인 샤프트, 상기 다수의 볼 스플라인 샤프트의 끝단에 각각 설치된 상기 다수의 흡착 헤드, 상기 다수의 볼 스플라인 샤프트의 일측에 각각 스플라인 결합된 다수의 피동 풀리, 상기 다수의 피동 풀리와 타이밍 벨트로 연결된 구동 풀리, 및 상기 구동 풀리를 구동하는 R축 구동 모터를 가지며, 상기 R축 구동 모터의 구동력이 상기 구동 풀리를 통해 다수의 피동 풀리로 전달되는 것에 의해 상기 다수의 흡착 헤드가 그 자신이 설치된 다수의 볼 스플라인 샤프트를 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 승강 수단은 수직 방향으로 설치된 볼 스크류 샤프트와 상기 볼 스크류 샤프트를 회전시키는 Z축 구동 모터, 및 상기 볼 스크류 샤프트의 회전에 따라 상하로 승강되며, 상기 헤드열을 지지하는 승강 부재를 가지며, 상기 Z축 구동 모터가 상기 볼 스크류 샤프트와 평행하게 설치되고 벨트 풀리를 통해 그 구동력을 상기 볼 스크류 샤프트로 전달하는 것을 특징으로 하는 롬라이트 핸들러용 픽앤플레이스.
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