KR100574584B1 - 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템 - Google Patents

반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템에 관한 것으로써, 다수의 반도체 스트립을 수용하는 온로드장치와, 상기 온로드장치로 부터 전달된 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 절단장치와, 상기 절단장치에 의해 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척장치로 구성되어 있으며, 이러한 온로드장치, 절단장치 및 세척장치는 순차적으로 배치되어, 상기 반도체 스트립이 상기 온로드장치, 절단장치 및 세척장치로 공정진행방향을 따라 순차적으로 전달되면서 개별의 반도체 패키지로 절단되도록 제어됨으로써, 반도체 스트립의 절단 및 처리 속도를 향상시킨 것이다.
반도체, 스트립, 패키지, 절단, 핸들러

Description

반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템{sawing and handler system for manufacturing semiconductor package}
도 1은 종래의 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 절단 및 핸들러시스템에서 반도체 스트립의 공정진행경로를 개략적으로 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 개략적으로 도시한 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 온로드장치, 절단장치 및 세척장치를 구체적으로 도시한 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 절단장치의 절단테이블의 구성을 도시한 사시도.
도 6은 도 3에 도시된 세척장치의 분해사시도.
도 7은 도 3에 도시된 건조장치의 분해사시도.
도 8a 및 8b는 도 3에 도시된 드로우픽커의 구성 및 동작을 설명하기 위한 참조도.
도 9는 도 3에 도시된 절단 및 핸들러시스템에서 반도체 스트립의 공정진행경로를 개략적으로 도시한 평면도.
도 10a 내지 도 10g는 도 3에 도시된 절단 및 핸들러시스템에서 온로드장치에 적재된 반도체 스트립을 절단장치로 로딩하는 공정을 순차적으로 도시한 참조도.
도 11a 내지 도 11e는 도 3에 도시된 절단 및 핸들러시스템에서 절단이 완료된 반도체 패키지를 언로딩하여 세척장치, 건조장치 및 비젼검사장치로 전달하는 공정을 순차적으로 도시한 참조도.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템의 절단영역을 개략적으로 도시한 평면도.
도 13은 도 12에 도시된 절단영역에 설치된 절단테이블의 구성을 도시한 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 온로드장치 110 : 매거진
130 : 푸셔 140 : 스트립픽커
150 : 드로우픽커 152 : 드로우픽커본체
154 : 공압실린더 156 : 상부그립퍼
157 : 하부그립퍼 160 : 인렛레일
200 : 절단장치 210 : 절단테이블
212 : 이동블럭 214 : 지지축
216 : 절단플레이트 218 : 안착부
220 : 스핀들 222 : 절단날
240 : 제1패키지픽커 250, 260 : 가이드레일
300 : 세척장치 310 : 챔버
312 : 개구부 314 : 회전공
320 : 노즐지지부 322 : 세척수노즐
324 : 공기노즐 332 : 제1로터리실린더
333 : 구동기어 334 : 종동기어
336 : 동력전달벨트 338 : 케이싱
400 : 건조장치 410 : 이동프레임
412 : 패키지안착부 414 : 안내부재
420 : 히터 430 : 수평이동수단
500 : 비젼검사장치 510 : 비젼검사용 턴테이블
520 : 제2패키지픽커 530 : 가이드레일
540 : 상부비젼검사기 550 : 하부비젼검사기
600 : 오프로드장치 610 : 트레이
620 : 트레이픽커 S : 스트립
P : 패키지
본 발명은 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템에 관한 것으로써, 특히 시스템의 구성요소들을 작업공정순으로 순차적으로 배치하여 반도체 스트립의 절단 및 처리 속도를 향상시킨 것이다.
최근 들어서 정보 통신, 컴퓨터 기술의 발달로 반도체의 고집적화가 진행되어지고 있고, 이러한 추세에 부응하여 반도체 패키지도 내부의 선로를 외부에 연결하기 위한 리드프레임 대신에 솔더 볼 타입의 패지지나 MLF(micro leaded frame) 타입의 패키지가 주로 사용되어 지고 있다.
이와 같이 제조되는 솔더 볼 타입의 패키지 또는 MLF 타입의 패키지는 직사각형 형태의 매트릭스 형태로 띠모양을 이루므로 스트립(strip)이라고 불린다.
이와 같이 스트립 형태로 제조되어지는 패키지들은 그 활용을 위해 절단장치에 의해 절단되어 개별적으로 분리되어질 필요가 있고, 낱개로 절단된 패키지는 핸들러장치에 의해서 미리 설정된 품질 기준에 따라 분류 적재되어질 필요가 있다.
이러한 절단장치와 핸들러장치는 별개의 장치이지만, 공정의 흐름상 인라인 형태로 결합되는 경우가 많았다. 상기 쏘잉장치와 핸들러장치를 결합한 시스템은 본 출원인에 의해 선출원된 반도체 패키지 절단용 핸들러시스템(특허 출원번호 10-2000-0079282, 공개 번호: 특2002-0049954)에 상세히 개시되어 있다.
도 1은 종래의 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 도시한 평면도로써, 상기 선출원된 시스템을 간략하게 도시한 것이다. 이하, 본원 발명의 핵심기술과 대비되는 부분을 중심으로 상기 시스템을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 크게 반도체 스트립의 공급과 반도체 패키지의 세척, 건조, 검사 및 적재 공정을 수행하는 핸들러시스템과 상기 핸들러시스템의 일측에 결합되어 반도체 스트립을 개개의 반도체 패키지로 절단하는 절단시스템의 2부분으로 구성된다.
상기 핸들러시스템은 매거진 또는 카세트에 적재된 반도체 스트립을 로딩하는 온로드장치(10)와, 상기 온로드장치(10)로부터 반도체 스트립을 인출하는 드로우장치(15)와, 상기 드로우장치(15)에 안착되어진 반도체 스트립을 진공 흡착하여 고정한 후 가이드레일(25)을 따라 상기 절단장치(20)로 이송하는 스트립픽커(14)와, 상기 절단장치(20)에 의해 절단된 개별 반도체 패키지를 언로딩하는 제1패키지픽커(24)와, 상기 제1패키지픽커(24)에 의해 이송된 패키지를 세척하는 세척장치(30)와, 세척이 완료된 패키지를 건조하는 건조장치(40)와, 건조가 완료된 패키지를 가이드레일(25)을 따라 턴테이블(51)로 이송시키는 제2패키지픽커(52)와, 상기 턴테이블(51) 상의 패키지 및 상기 턴테이블(51)로부터 패키지를 전달받아 패키지의 상태를 판별하는 상,하부비젼검사장치(50, 59)와, 상기 상,하부비젼검사장치(50, 59)의 판별 결과에 따라 반도체 패키지를 분류 적재하는 오프로드장치(60)로 구성되어 진다.
상기 스트립픽커(14)와 제1패키지픽커(24)는 스트립/패키지픽커 이동부재(13)에 의해 동시에 수평 이동하거나 수직 이동할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 제2패키지픽커(52)와 트레이픽커(65)는 패키지/트레이픽커 이동부재(53)에 의해 동시에 수평 이동하거나 수직 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 절단장치(20)는 상기 제1스트립픽커(14)에 의해 이송된 스트립이 놓여져 고정되며 수평 이동 및 회전 이동 가능한 절단테이블(21)을 구비하며, 상기 절단테이블(21)에 안착되어 이송된 스트립을 개별 반도체 패키지로 절단하기 위하여 구동모터(미도시)에 연결된 스핀들(22)에 회전 가능하게 결합된 절단날(23)을 구비하고 있다.
상기 세척장치(30)는 절단이 완료된 반도체 패키지를 향하여 세척수를 분사하는 분사노즐(미도시)을 구비하고 있으며, 상기 건조장치(40)는 베이스에 고정 설치되어 세척이 완료된 반도체 패키지를 건조하기 위한 히터(미도시)를 구비하고 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 절단 및 핸들러시스템에서 반도체 스트립의 공정진행경로를 개략적으로 도시한 평면도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.
먼저, 상기 드로우픽커(15)가 상기 온로드장치(10)로부터 스트립을 인출하여 픽업 위치까지 이동시킨다. 픽업위치에 대기하고 있던 스트립픽커(14)는 스트립을 픽업한 후 가이드레일(25)을 따라 이동하여 절단테이블(21)에 내려놓는다. 상기 절단테이블(21)은 스트립을 흡착한 상태로 절단날(23)까지 이동한다. 이때, 비젼검사장치(50)가 상기 절단테이블(21)에 흡착된 스트립의 X축 및 Y축 정렬상태를 검사한다. 이러한 검사결과에 따라 상기 절단날(23)과 절단테이블(21)의 상대운동에 의해 상기 스트립은 오차 없이 개별적인 반도체 패키지로 절단된다.
한편, 이러한 절단공정이 진행되는 동안에 상기 스트립픽커(14)는 온로드장치(10)측으로 이동하여 새로운 스트립을 픽업한 후 절단테이블(21)을 향하여 이동한다. 스트립이 개별의 패키지로 모두 절단되면, 상기 절단테이블(21)은 제1패키지픽커(24) 아래로 이동한다. 이때 상기 제1패키지픽커(24)는 개별의 패키지를 흡착하며, 이후 상기 스트립픽커(14)는 상기 절단테이블(21) 상부로 이동하여 새로운 스트립을 절단테이블(21)에 내려놓는다. 스트립이 놓여진 절단테이블(21)은 스트립 절단을 위해 절단날(23)을 향하여 이동하고, 패키지를 픽업한 제1패키지픽커(24)는 패키지를 세척장치(30) 및 건조장치(40)로 순차적으로 이송시켜 세척 및 건조시킨다.
건조가 완료된 반도체 패키지는 제2패키지픽커(52)에 의해 턴테이블(51)에 놓여진다. 이때, 상부비젼검사장치(50)가 가이드레일(54)을 따라 Y축 방향으로 이동하면서 턴테이블(51)에 놓여진 반도체 패키지 상면의 불량상태를 검사한다. 이후, 상기 턴테이블(51)은 패키지를 흡착한 상태로 가이드레일(56)을 따라 소트픽커(55) 위치까지 이동하고, 소트픽커(55)는 턴테이블(51) 상의 반도체 패키지를 흡착하여 하부비젼검사장치(59)로 이동하여 반도체 패키지 하면의 불량상태를 검사한다.
이와 같이 비젼검사가 완료되면, 상기 소트픽커(55)는 비젼검사 결과에 따라 반도체 패키지를 양품 또는 불량품으로 분류하여 트레이(61)에 안착시킨다. 상기 트레이(61)에 패키지의 적재가 완료되면, 상기 트레이(61)를 탑재하고 있는 트레이피더(62)는 트레이적재부(63) 상부로 이동한다. 이때, 대기하고 있던 트레이픽커(65)가 트레이(61)를 집어 올리면, 트레이피더(62)가 후방(Y축 방향)으로 이동한 후 상기 트레이픽커(65)가 집어 올린 트레이(61)를 트레이적재부(63)에 내려놓는다. 이후 상기 트레이픽커(65)는 트레이공급부(64)로 이동하여 새로운 트레이(61)를 집어 올린 후 트레이피더(62) 측으로 이동한다. 이와 동시에 상기 트레이피더(62)는 트레이적재부(63) 측으로 다시 이동하여 새로운 트레이(61)를 탑재한 후 상기 소트픽커(55)를 향하여 이동한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 이러한 종래의 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템에서는 상기 온로드장치(10)에 의해 시스템 내로 반입된 반도체 스트립이 핸들러 장치 고유의 작업방향을 거슬러 상기 건조장치(40)와 세척장치(30)를 역으로 지나 먼 거리에 위치한 절단테이블(21)로 이송되어, 절단공정이 수행되어야 한다. 이는 종래의 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템을 구성하고 있는 절단장치와 핸들러장치가 각각 별도로 생산된 후 이들이 결합되어 구성됨으로써 발생된 구조적인 문제점이라고 할 수 있다.
이로 인해 각 구성요소들을 스트립/패키지의 가공 공정순서를 따라 배치하는 것이 곤란하였으며, 상기 스트립/패키지를 가공하기 위한 작업 흐름이 원활하지 못하였다. 따라서, 상기 반도체 스트립이 상기 온로드장치(10)로부터 상기 절단테이블(21)까지 이송되는 데 많은 시간이 소요되어 전체시스템의 UPH(unit per hour)가 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 구조적 문제점으로 인하여 각 구성요소들을 효율적으로 배치하지 못하였으며, 상기 온로드장치(10)가 상기 세척장치(30) 및 건조장치(40)의 전방에 위치되어 시스템이 전방(Y축 방향)으로 돌출되어 있는 등 작업공간을 효율적으로 사용할 수 없는 문제점도 있었다.
또한, 종래의 반도체 패키지 절단용 핸들러시스템에서는 상기 스트립픽커(14)와 제1패키지픽커(24)가 하나의 스트립/패키지픽커 이동부재(13)에 의해서 동시에 이동되어지기 때문에, 제1패키지픽커(24)가 절단공정이 완료된 개별의 패키지를 절단테이블(21)로부터 픽업한 상태에서 곧바로 세척장치(30)로 이동하지 못하였다. 즉, 상기 제1패키지픽커(24)는 상기 스트립픽커(14)가 새로운 반도체 스트립을 상기 절단테이블(21)에 안착시키기 전까지 세척장치(30)로의 이동이 지연되었다. 따라서, 절단공정이 완료된 개별의 반도체 패키지가 상기 세척장치(30)로 보다 늦게 이송되어 시스템의 단위시간당 패키지 처리 속도(UPH; Unit Per Hour)가 저하되는 문제점이 발생되었다. 또한, 최근 들어서는 패키지 처리속도의 향상을 위해서 2개의 스핀들을 구비한 절단장치가 제안된 바 있으나, 종래의 절단 및 핸들러 장치에서는 상기 스트립픽커(14)와 제1패키지픽커(24)가 서로 하나의 이동부재(13)에 의해서 동시에 이동되어지므로 이러한 2개의 스핀들을 구비한 절단장치를 적용하더라도 시스템 전체의 UPH(Unit Per Hour)를 향상시키는 데는 한계가 있었다.
또한, 상기 세척장치(30)는 노즐(미도시)이 각각의 패키지로 분리된 스트립의 길이방향을 따라 챔버(미도시)내에서 수평으로 왕복 이동하면서 제1패키지픽커(24)에 흡착된 패키지를 향해 공기 및 물을 분사하는 방식으로 구성되어 있었기 때문에, 패키지를 충분히 세척하기 위해서 상기 노즐이 여러번 왕복 이동해야 할 필요가 있었다. 따라서, 패키지 세척공정에 많은 시간이 소요되었다. 또한, 상기 건조장치(40)는 베이스(미도시)에 고정 설치된 채 세척이 완료된 패키지를 건조하였기 때문에, 패키지 건조공정에 많은 시간이 소요되었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템의 작업속도 및 설치효율을 향상시키는 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템은 다수의 반도체 스트립을 수용하는 온로드장치와, 상기 온로드장치로부터 전달된 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 절단장치와, 상기 절단장치에서 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척장치와, 상기 세척장치에서 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조장치와, 상기 건조장치에서 건조된 반도체 패키지의 불량여부를 검사하는 비젼검사장치와, 상기 비젼검사장치에서의 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 소트하여 적재하는 오프로드장치를 포함하도록 구성되어 있다.
이러한 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템에서 온로드장치, 절단장치, 세척장치, 건조장치, 비젼검사장치 및 오프로드장치는 순차적으로 배치되며, 상기 반도체 스트립이 상기 온로드장치로부터 인출되어 상기 절단장치, 세척장치 및 건조장치로 공정진행방향을 따라 순차적으로 전달되면서 개별의 반도체 패키지로 절단, 세척 및 건조된 후 비젼검사결과에 따라 상기 오프로드장치에 적재되는 것을 특징으로 한다.
상기 온로드장치과 절단장치 사이에는 상기 온로드장치에 적재된 반도체 스트립을 인출하여 상기 절단장치으로 전달하는 스트립픽커가 이동 가능하게 설치되며, 상기 절단장치, 세척장치 및 건조장치 사이에는 상기 절단장치에서 절단된 개개의 반도체 패키지를 상기 세척장치 및 건조장치로 전달하는 제1패키지픽커가 상기 스트립픽커와 독립적으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스트립픽커는 상기 온로드장치로부터 상기 반도체 스트립을 인출하는 드로우픽커를 구비하며, 상기 온로드장치와 상기 절단장치 사이에는 상기 드로우픽커에 의해 인출된 반도체 스트립을 안내하면서 정렬하는 인렛레일이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 드로우픽커는 드로우픽커본체, 상기 드로우픽커본체에 설치된 그립퍼구동수단과, 상기 그립퍼구동수단에 결합되어, 상기 그립퍼구동수단의 작동에 의해 상하 이동되는 상부그립퍼와, 상기 드로우픽커본체의 하단부에 상기 상부그립퍼와 대향되게 고정된 하부그립퍼를 포함하여, 상기 상부그립퍼와 하부그립퍼의 상대적 운동에 의해 상기 반도체 스트립을 인출하는 것을 특징으로 한다.
상기 드로우픽커는 상기 스트립픽커에 대하여 상대적으로 상하 이동 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 패키지픽커는 절단이 완료된 반도체 패키지를 흡착하기 위한 픽커헤드를 구비하며, 상기 픽커헤드는 상기 건조장치를 향하여 상기 패키지픽커본체로부터 편심되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 세척장치는 챔버와, 상기 챔버 내에서 회전 가능하게 설치된 노즐지지부와, 상기 노즐지지부에 소정의 분사각으로 왕복 회전하면서 상기 절단장치으로부터 이송된 반도체 패키지를 향하여 세척수를 분사하는 다수의 세척수노즐과, 상기 챔버의 일측에 설치되어, 상기 노즐지지부에 회전력을 제공하는 노즐구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐지지부에는 상기 절단장치으로부터 이송된 반도체 패키지를 향하여 건조공기를 분사하는 다수의 공기노즐이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 건조장치는 수평이동수단에 의해 이동되면서 반도체 패키지를 건조하는 것을 특징으로 한다.
상기 건조장치는 일방향 축을 따라 이동 가능하게 설치되며, 상부에 형성된 안착부에 안착된 반도체 패키지를 이동시키는 이동프레임과, 상기 안착부의 하부에 설치되어, 상기 안착부에 안착된 반도체 패키지를 건조하기 위한 히터와, 상기 이동프레임에 결합되며, 상기 이동프레임을 수평 이동시키는 수평이동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수평이동수단은 상기 이동프레임에 설치된 로터리실린더와, 상기 로터리실린더에 회전 가능하게 결합된 피니언과, 상기 이동프레임의 이동방향으로 연장 형성되며, 상기 피니언과 치합되는 랙을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 건조장치와 비젼검사장치 사이에는 상기 건조장치에서 건조가 완료된 반도체 패키지를 흡착하여 상기 비젼검사장치에 설치된 이송테이블로 전달하는 제2패키지픽커가 이동 가능하게 설치되며, 상기 오프로드장치에는 상기 비젼검사장치 에서의 비젼검사 결과에 따라 양품 또는 불량품으로 분류된 반도체 패키지가 적재된 트레이를 언로딩함과 동시에 새로운 트레이를 로딩하는 트레이픽커가 상기 제2패키지픽커와 독립적으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 절단장치는 안내레일을 따라 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 절단테이블과, 상기 절단테이블의 상부에 회전 가능하게 설치되고 상면에 교대로 반도체 스트립이 로딩되는 한쌍의 절단플레이트와, 구동모터에 연결되어 절단날에 회전력을 부여하는 스핀들과, 상기 스핀들의 단부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 절단테이블과의 상대운동에 의해 상기 절단플레이트에 로딩된 반도체 스트립을 개개의 반도체 패키지로 절단하는 절단날을 포함하는 절단장치가 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 따른 제1실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 온로드장치, 절단장치 및 세척장치를 구체적으로 도시한 사시도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템은 도 3 및 도4에 도시된 바와 같이, 크게 온로드장치(100), 절단장치(200), 세척장치(300), 건조장치(400), 비젼검사장치(500) 및 오프로드장치(600)로 구성되어 있다. 또한, 상기 온로드장치(100)와 상기 절단장치(200) 사이에는 스트립픽커(140)가 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 스트립픽커(140)의 일측에는 드로우픽커(150)를 구 비되어 있다(도 4 참조). 또한, 상기 절단장치(200)와 상기 세척장치(300) 사이에는 제1패키지픽커(240)가 이동 가능하게 설치되어 있다.
먼저, 상기 온로드장치(100)는 절단장치(200)에서 절단될 다수의 반도체 스트립을 수용하는 부분이다. 이러한 온로드장치(100)는 복수개의 스트립을 적재한 매거진(110)과, 상기 매거진(110)을 이동시키는 매거진 이동수단과, 상기 매거진(110)에 적재된 복수 개의 스트립 중 하나를 상기 인렛레일(160)로 공급하는 푸셔(130)로 구성된다. 여기서 상기 매거진이동수단은 풀리(122) 구동에 의해 상기 매거진(미도시)을 수평 이동시키는 컨베이어벨트(124)와, 수평 이동되어진 매거진(110)을 승하강시키는 엘리베이터(126)로 이루어져 있다. 이러한 온로드장치(100)의 구성 및 작동은 본원의 종래기술로 설명된 한국특허공보 제2002-0049954에 자세히 개시되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
여기서, 상기 온로드장치(100)는 상기 절단장치(200)의 일측에 배치되어 있으므로, 종래와 같이 세척장치(300) 전방에 배치되는 것에 비해 반도체 스트립이 온로드장치(100)로부터 인출되어 절단장치(200)까지 전달되는데 걸리는 시간이 상당히 절약되며, 시스템의 구조적 배치도 단순해졌다.
상기 인렛레일(160)은 상기 드로우픽커(150)에 의해 인출된 반도체 스트립을 안내하면서 정렬하는 것으로, 상기 온로드장치(100)와 상기 절단장치(200) 사이에 설치되어 있다. 이러한 인렛레일(160)은 스트립의 양측을 가이드할 수 있도록 한쌍 레일로 이루어져 있다. 상기 인렛레일(160)은 다양한 폭의 스트립을 안내할 수 있도록 미리 설정된 스트립 정보에 따라 도시되지 않은 서보모터에 의해 레일의 폭이 조절되도록 제어되어 진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 절단장치(200)에 대해 설명한다.
상기 절단장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 온로드장치(100)로부터 전달된 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 역할을 수행한다. 이러한 절단장치(200)는 크게 절단테이블(210), 스핀들(220) 및 절단날(230)로 구성된다.
도 5에는 본 실시예에 따른 절단장치의 절단테이블(210)이 도시되어 있다. 상기 절단테이블(210)은 도 5에 도시된 바와 같이, Y축 방향으로 연장 설치된 가이드레일(260)을 따라 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동블럭(212) 상에 탑재된 지지축(214)과, 상기 지지축(214)의 상부에 회전 가능하게 설치되고 그 상면에 반도체 스트립이 로딩되는 절단플레이트(216)로 구성된다. 상기 절단플레이트(216)의 상면에는 상기 스트립 및 패키지가 진공흡착에 의해 안착되는 안착부(218)가 설치되어 있다. 이러한 절단테이블(210)은 서보모터(미도시)에 결합된 볼스크류(262)와 상기 볼스크류(262)에 나사 결합된 너트부재(미도시)의 상호운동에 의해 Y축 방향으로 이동되며, 상기 절단플레이트(216)는 지지축(214)에 설치된 서보모터(미도시)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전이 가능하도록 설계되어 있다.
상기 스핀들(220)은 구동모터(미도시)에 연결되어 절단날(230)에 회전력을 부여하는 것으로서, 본 실시예에서는 절단속도를 향상시키기 위하여 대향되게 한 쌍으로 설치되어 있다. 이러한 스핀들(220)은 공지의 서보모터, 볼스크류, 너트 등의 조합에 의해 승강하거나 하강함은 물론 상기 절단테이블(210)을 향해 접근하거나 절단테이블(210)로부터 후퇴될 수 있도록 설계되어 있다.
상기 절단날(230)은 스트립을 개개의 패키지로 절단하는 것으로서, 상기 스핀들(220)의 단부에 회전 가능하게 설치되어 있다.
이하, 이와 같이 구성된 절단장치(200)에서 이루어지는 절단공정을 살펴본다.
먼저, 반도체 스트립이 상기 절단플레이트(216)의 안착부(218)에 로딩되면 상기 절단테이블(210)은 90°회전 후 Y축 방향으로 연장 설치된 가이드레일(260)을 따라 상기 스핀들(220)까지 후방으로 이동한다. 이후, 소정의 비젼검사장치(미도시)에 의해 스트립의 정렬정보를 추출한 후, 정렬오차를 보정하도록 상기 절단플레이트(216)의 회전각도를 조정하여, 스트립 절단시 스트립을 길이방향에서 폭방향 또는 폭방향에서 길이방향으로 정확하게 절단되어지도록 한다. 그리고 나서, 상기 스핀들(220)에 설치된 절단날(230)이 고속으로 회전함과 동시에 적정한 간격으로 X축 방향으로 이동하고 상기 절단테이블(210)은 Y축 방향으로 전후 이동하여 스트립을 개별의 패키지로 절단한다. 스트립이 완전히 절단되면 상기 절단테이블(210)이 언로딩위치를 향해 전방으로 이동하여 절단공정을 완료한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 세척장치(300)에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 세척장치의 분해사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 세척장치(300)는 상기 절단장치(200)에 의해 절단된 반도체 패키지를 세척하기 위한 것으로, 챔버(310), 노즐지지부(320), 세척수노즐(322), 공기노즐(324) 및 노즐구동수단(330)으로 구성된다.
상기 챔버(310)의 상면에는 길이방향으로 연장된 개구부(312)가 형성되어 있으며, 양 측면에는 회전공(314)이 관통 형성되어 있다. 또한, 상기 챔버(310)의 하부에는 절단공정에서 패키지에 부착되어 있던 칩조각들이 걸러질 수 있는 거름망(316)이 설치되어 있으며, 상기 거름망(316)의 하부에는 통상의 배수구(미도시)가 형성되어 있다.
상기 노즐지지부(320)는 상기 개구부(312)에 대응되도록 길이방향으로 연장 형성되어 있으며, 상기 개구부(312)의 하부에 배치되어 있다. 상기 노즐지지부(320)의 양측면에는 상기 회전공(314)에 삽입되어 지지되는 회전축(326)이 돌출 형성되어 있다.
상기 노즐지지부(320)의 상면에는 다수의 세척수노즐(322)과 공기노즐(324)이 설치되어 있다. 상기 세척수노즐(322)은 패키지를 향하여 세척수를 분사하는 노즐이며, 상기 공기노즐(324)은 패키지를 향하여 공기를 분사하는 노즐이다. 이러한 세척수노즐(322)과 공기노즐(324)은 상기 챔버(310) 내에서 소정의 분사각으로 왕복 회전하면서 패키지를 향하여 세척수 또는 공기를 선택적으로 분사하도록 제어되어 진다.
상기 노즐구동수단(330)은 상기 챔버(310)에 고정되어 동력을 제공하는 제1로터리실린더(332)와, 상기 제1로터리실린더(332)의 회전축에 설치되는 구동기어(333)와, 상기 노즐지지부(320)의 회전축(326)에 설치되는 종동기어(334)와, 상기 구동기어(333)와 종동기어(334)에 결합되어 구동기어(333)의 동력을 종동 기어(334)로 전달하는 동력전달벨트(336)와, 상기 동력전달벨트(336)를 커버하는 케이싱(338)으로 구성되어 있다.
그러나, 상기 세척수노즐(322)과 공기노즐(324)이 노즐구동수단(330)에 연결된 노즐지지부(320)의 회전에 의해 일정 각도로 왕복 회전되도록 구성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 회전메커니즘에 의해 회전될 수 있다. 가령, 회전메카니즘이 세척수노즐(322) 또는 공기노즐(324)을 직접 회전시키도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 노즐구동수단(330)도 기어 및 동력전달벨트 조합뿐만 아니라, 스프로켓휠 및 체인 조합, 풀리 및 벨트 조합 등 이미 알려진 다양한 회전메커니즘이 적용될 수 있다.
한편, 세척 효율을 높이기 위해서 세척수 분사와는 별개로 제1패키지픽커(240)에 의해 흡착되어진 패키지를 브러슁(솔질)하기 위한 브러쉬(미도시)가 더 설치될 수 있다. 이러한 브러쉬는 상기 절단테이블(210)과 세척장치(300) 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 브러쉬를 수평방향으로 이동시키는 브러쉬구동장치(미도시)가 설치될 수 있으며, 이러한 브러쉬구동장치는 공지의 공압실린더 또는 서모 모터에 연결된 볼스크류(미도시)와 이동너트(미도시)로 이루어질 수 있다. 또한, 브러슁의 효율을 높일 수 있도록 상기 브러쉬에는 물을 분사하는 노즐이 설치되어질 수도 있다.
이와 같이, 상기 세척장치(300)는 세척수노즐(322)이 일정각도로 왕복 회전하면서 세척공정을 수행하므로 신속하게 반도체 패키지를 세척할 수 있으며, 세척수노즐(322)과 별도로 공기노즐(324)을 구비하여 강한 공기를 세척수와 교대로 반 도체 패키지에 분사함으로써 세척 및 건조효율을 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 건조장치(400)에 대하여 설명한다.
도 7은 제1실시예에 따른 건조장치의 분해사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 건조장치(400)는 세척이 완료된 반도체 패키지를 건조하기 위한 것으로, 크게 이동프레임(410), 히터(420) 및 수평이동수단으로 구성된다.
상기 이동프레임(410)은 패키지의 로딩을 위하여 상부에 패키지 안착부(412)가 형성되고, 상기 안착부(412)에는 안착된 패키지를 흡착하는 진공흡착공(미도시)이 마련된다. 상기 이동프레임(410)의 하단부에는 지지프레임(440)에 설치된 안내레일(442)에 결합되어 안내되는 가이드부재(414)가 형성된다. 또한, 상기 이동프레임(410)에는 패키지에 고압의 진공을 발생시켜 잔존하는 습기를 흡착하는 진공통로(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 히터(420)는 반도체 패키지를 건조하기 위한 열을 발산하는 부분으로서, 열선(도시되지 않음)의 개수, 구조 및 발열량은 설계조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
상기 수평이동수단은 제2로터리실린더(432), 피니언(433) 및 랙(434)으로 간단하게 구성된다. 여기서, 상기 제2로터리실린더(432)는 상기 피니언(433)에 회전력을 부여하는 것으로서, 상기 이동프레임(410) 하부에 설치된다. 상기 피니언(433)은 제2로터리실린더(432)의 회전축에 설치되며, 상기 랙(434)은 상기 피니언(433)에 치합되도록 상기 지지프레임(440)에 설치되어 있다. 따라서, 상기 피니언(433)과 랙(434)이 치합한 상태에서 상기 제2로터리실린더(432)를 구동시키 면, 상기 이동프레임(410)이 안내레일(442)을 따라 수평 이동할 수 있다.
한편, 상기 수평이동수단은 이미 알려진 수평이동메커니즘이라면 어떤 것이라도 선택될 수 있으며, 도 7에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 수평이동수단은 상기 지지프레임(440)의 일측에 소정의 구동모터에 연결된 나사축(미도시)을 안내레일과 평행하게 설치하고, 상기 이동프레임(410)의 일측에 상기 나사축에 체결되는 너트부재(미도시)를 설치하여 구성할 수도 있다.
이와 같이 상기 건조장치(400)는 패키지를 탑재한 상태에서 상기 비젼검사장치(500)까지 이동하면서 패키지를 건조시키기 때문에 비젼검사장치(500)로의 이송시간을 단축시켜 시스템의 작업속도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
이하, 상기 스트립픽커(140)와 제1패키지픽커(240)에 대해서 설명한다.
도 3 및 도 4에서 확인되는 바와 같이, 상기 스트립픽커(140)는 반도체 스트립을 흡착하여 상기 절단장치(200)에 설치된 절단테이블(210)에 안착시키는 것으로서, 스트립픽커본체(142)와 스트립을 진공 흡착하는 스트립픽커헤드(144)로 구성되어 있다. 이러한 스트립픽커(140)의 일측에는 상기 온로드장치(100)로부터 스트립을 인출하는 드로우픽커(150)가 설치되어 있으며, 이러한 드로우픽커(150)를 승하강시키는 드로우픽커구동수단(146)이 구비되어 있다. 한편, 상기 제1패키지픽커(240)는 상기 절단장치(200)에서 절단된 개개의 반도체 패키지를 흡착하여 상기 세척장치(300) 및 건조장치(400)로 전달하는 것으로서, 제1패키지픽커본체(242)와 패키지를 진공 흡착하는 제1패키지픽커헤드(244)로 구성되어 있다.
상기 스트립픽커(140)는 상기 온로드장치(100)와 상기 절단장치(200) 사이에 설치된 가이드레일(250)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 제1패키지픽커(240)는 상기 절단장치(200), 세척장치(300) 및 건조장치(400) 사이에 설치된 가이드레일(250)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 상기 스트립픽커(140) 및 제1패키지픽커(240)는 각각 수직 이동 가능하게 설계되어 있다.
상기 스트립픽커(140) 및 제1패키지픽커(240)는 별개의 픽커구동부재에 의해서 독립적으로 구동되어지므로, 스트립을 절단장치(200)로 효과적으로 로딩시킬 수 있으며, 패키지를 절단장치(200)로부터 세척장치(300) 및 건조장치(400)로 효과적으로 전달할 수 있다. 이들 픽커구동부재로는 볼스크류와 너트 조합 또는 벨트와 풀리 조합 등 이미 알려진 수평이동메커니즘이 설계조건에 따라 선택될 수 있다.
다시 말해, 상기 스트립픽커(140)와 제1패키지픽커(240)가 별도로 구비되고 독립적으로 이동하게 되면, 상기 스트립픽커(140)는 스트립을 상기 절단테이블(210)로 로딩하는 역할을 전담하고, 상기 제1패키지픽커(240)는 상기 절단테이블(210)로부터 개개의 패키지를 픽업한 후 상기 세척장치(300)를 거쳐 상기 건조장치(400)에 로딩하는 역할을 전담하여 수행할 수 있게 된다. 따라서, 상기 제1패키지픽커(240)가 개개의 패키지를 집자 마자 상기 세척장치(300)에 이송시켜 세척을 진행할 수 있으므로 종래와 같이 상기 스트립픽커(140)가 새로운 스트립을 절단테이블(210)로 로딩시킬 때까지 대기할 필요가 없어 시스템의 공정효율이 현저히 높아지는 것이다.
여기서, 상기 제1패키지픽커(240)의 제1패키지픽커헤드(244)는 상기 제1패키지픽커본체(242)에 대하여 건조장치(400) 측으로 돌출되게 구성되는 것이 바람직하 다. 이는 제1패키지픽커(240)를 안내하는 가이드레일(250)과 비젼검사영역에 설치된 제2패키지픽커(520)를 안내하는 가이드레일(530)이 별도로 설치되기 때문에, 상기 제1패키지픽커(240)가 세척이 완료된 패키지를 건조장치(400)로 용이하게 전달하기 위해서이다. 그러나, 절단영역에 설치된 가이드레일(250)이 비젼검사영역으로 약간 연장 설치되어 있다면 이러한 구성은 불필요할 것이다.
한편, 상기 제1패키지픽커(240)의 제1패키지픽커헤드(244)에는 공기노즐(미도시)이 설치될 수 있다. 이러한 공기분사장치는 건조장치(400)에서 제공되는 건조열과 더불어 세척이 완료된 패키지를 보다 신속하게 건조시키기 위하여 제공되는 보조건조장치라고 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 드로우픽커(150)에 대해 살펴본다.
도 8a 및 8b는 드로우픽커(150)의 구성 및 동작을 설명하기 위한 참조도이다.
상기 드로우픽커(150)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 온로드장치(100)로부터 스트립을 인출하는 역할을 한다. 상기 드로우픽커(150)는 드로우픽커본체(152), 그립퍼구동수단, 상부그립퍼(156) 및 하부그립퍼(157)로 구성된다. 본 실시예에서는 상기 그립퍼구동수단으로서 공압실린더(154)가 설치되어 있다.
상기 상부그립퍼(156)는 상기 공압실린더(154)의 로드 끝단에 고정되어 있으며, 상기 하부그립퍼(157)는 상기 상부그립퍼(156)와 대향되게 상기 드로우픽커본체(152)의 하단부에 고정되어 있다. 따라서, 상기 공압실린더(154)의 작동에 의해 상기 상부그립퍼(156)는 상기 하부그립퍼(157)에 대해 상대운동하면서 스트립을 집 을 수 있게 된다.
그러나, 설계조건에 따라 하부그립퍼(157)가 상부그립퍼(156)에 대해 상대운동하면서 스트립을 그립하도록 설계할 수도 있다.
한편, 상부그립퍼(156)의 저면에는 스트립을 그립할 때 슬립현상을 방지하기 위하여 그립부재(158)가 부착되어 있으나, 상, 하부그립퍼(156, 157)의 대향면에 모두 마찰계수가 큰 재질로 형성된 그립부재(158)가 부착될 수 있다.
상기 드로우픽커(150)는 상기 스트립픽커(140)의 스트립 공급 방향 측에 직접 설치되어 있으므로, 상기 드로우픽커(150)는 별도의 구동원 없이도 스트립픽커(140)의 이동에 따라 스트립을 인렛레일(160)로 인출할 수 있다.
또한, 상기 드로우픽커(150)는 상기 스트립픽커(140)에 설치된 드로우픽커 구동수단(146)의 작동에 의해 상기 스트립픽커(140)에 대해 상대적으로 상하 이동되어질 수 있다. 상기 드로우픽커(150)가 상기 스트립픽커(140)에 대해 상하 이동되어지는 이유는 드로우픽커(150)가 스트립을 집을 때 스트립픽커(140)의 저면이 인렛레일(160)과 간섭되어지는 것을 방지하기 위해서이다.
그러나, 설계조건에 따라서는 상기 드로우픽커(150)가 상기 스트립픽커(140)에 대하여 승하강되지 않고 고정시킬 수도 있다. 즉, 인렛레일(160)의 중앙에 공간이 형성되어 있으므로 드로우픽커(150)를 이 공간에 대응하는 스트립픽커(140)의 하단보다 조금 아래에 설치하면, 스트립픽커(140)가 인렛레일(160)로 부터 스트립을 픽업할 때 인렛레일(160)과 스트립픽커(140)와의 간섭이 없이진다.
이와 같이 구성된 드로우픽커(150)는 스트립픽커(140)와 같이 이동되어질 수 있으므로 스트립을 인출하기 위한 드로우픽커(150)의 수평이동수단을 별도로 제공할 필요가 없어 장비의 구성을 보다 간단하게 할 수 있다.
상기 비젼검사장치(500)는 건조장치(400)에서 건조된 반도체 패키지의 불량여부를 검사하는 역할을 수행하는 것으로, 패키지의 상면을 검사하는 상부비젼검사기(540)와 패키지의 하면을 검사하는 하부비젼검사기(550)로 구성되어 있다. 상기 오프로드장치(600)는 상기 상,하부비젼검사기(540, 550)들의 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 양품 또는 불량품으로 소트하여 언로딩하는 역할을 수행한다. 이러한 구성은 종래의 기술구성과 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 실시예에서는 건조 완료된 패키지를 건조장치(400)로부터 비젼검사용 턴테이블(510)에 전달하는 작업을 전담하는 제2패키지픽커(520)와 비젼검사 완료된 패키지가 탑재된 트레이(610)를 언로딩하거나 새로운 트레이(610)를 로딩하는 작업을 전담하는 트레이픽커(620)가 각각 별도의 픽커 구동부재에 의해 독립적으로 수평, 상하 이동되도록 구성된다. 따라서, 상기 제2패키지픽커(520)가 건조장치(400)로부터 건조된 반도체 패키지들을 비젼검사용 턴테이블(510)에 로딩하는 작업을 수행하는 동안, 상기 트레이픽커(620)는 상기 제2패키지픽커(520)의 작업과 별도로 자신에게 부여된 작업을 수행할 수 있게 되어, 공정처리 속도가 현저히 향상된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제1실시예에서는 종래의 절단 및 핸들러장치에서 핸들러 장치 측에 설치되어 있었던 온로드장치(100), 인렛레일(160), 스트립픽커(140), 제1패키지픽커(240) 및 세척장치(300)가 절단장치(200) 측에 배치되어 있 다. 즉, 스트립의 저장 및 절단장치(200)로의 온로딩에 관계되는 장치인, 온로드장치(100), 인렛레일(160), 드로우픽커(150)를 구비한 스트립픽커(140)가 절단장치(200)의 입구 측으로 이동 배치되고, 제1패키지픽커(240) 및 세척장치(300)가 절단장치(200)의 출구 측으로 이동 배치됨에 따라, 종래 시스템에서 스트립/패키지의 공정진행방향의 역순으로 배치되었던 구성요소들이 스트립/패키지의 공정진행방향으로 자연스럽게 배치되어 있다. 따라서, 핸들러 장치 측의 구조가 단순해졌으며, 구성요소들이 효율적인 배치될 수 있게 되어, 시스템의 단위시간당 패키지 처리 속도(UPH; Unit Per Hour)가 현저하게 증가되었다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 절단 및 핸들러 시스템에서 반도체 스트립의 공정진행경로를 개략적으로 도시한 평면도이다. 스트립(S)/패키지(P)의 전체적인 공정진행경로를 전체적으로 도 9를 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.
온로드장치(100)에 적재된 반도체 스트립(S)은 인렛레일(160)을 거쳐 절단장치(200)로 전달되어 개별의 반도체 패키지(P)로 절단된다. 개개로 절단된 반도체 패키지(P)는 세척장치(300)에서 세척되고 건조장치(400)에서 건조된 후, 비젼검사장치(500)로 전달된다. 비젼검사장치(500)에서 비젼검사가 완료된 반도체 패키지(P)는 비젼검사결과에 따라 양품 또는 불량품으로 분류되어 오프로드장치(600)로 전달되어 전체 공정이 완료된다.
이하, 온로드장치(100)에 적재된 반도체 스트립(S)이 절단장치(200)로 로딩 되는 과정을 설명한다. 도 10a 내지 도 10g는 본 실시예에 따른 절단 및 핸들러시스템에서 온로드장치(100)에 적재된 반도체 스트립(S)이 절단장치(200)로 로딩되는 공정을 순차적으로 도시한 참조도이다.
먼저, 다수의 반도체 스트립(S)이 적재된 매거진(110)이 레일을 따라 수평 이동되면, 엘리베이터(126)에 의해 상승되어 인렛레일(160)이 설치된 높이까지 도달된다. 이러한 상태에서 온로드장치(100)의 푸셔(130)가 상기 매거진(110)에 적재된 다수의 스트립 중 하나를 상기 인렛레일(160)을 향하여 푸싱한다. 이와 동시에, 스트립픽커(140)에 장착되어 있는 드로우픽커(150)는 하강하여 대기하고 있다(도 10a 및 도 10b 참조).
스트립(S)이 인렛레일(160)로 공급되면, 대기하고 있던 상기 드로우픽커(150)가 스트립(S) 측으로 이동하여 스트립(S)의 일측을 그립한다. 이때, 드로우픽커(150)는 스트립픽커(140)의 측면에 직접 설치되어 있으므로 스트립픽커(140)가 수평이동 함에 따라 함께 수평 이동되어 진다. 이와 같이, 상기 드로우픽커(150)가 스트립(S)을 그립한 상태에서 상기 스트립픽커(140)가 스트립(S)을 픽업할 수 있는 영역까지 이송한 후, 인렛레일(160)상에 내려놓는다(도 10c 및 도 10d 참조).
드로우픽커(140)가 적정위치까지 상승되면, 상기 스트립픽커(140)가 상기 스트립(S)의 직상방으로 이동한 다음, 스트립픽커헤드(144)를 하강시켜 상기 스트립(S)을 진공 흡착한다. 상기 스트립픽커헤드(144)를 상승시켜 스트립(S)을 픽업한 후, 상기 스트립픽커(140)가 가이드레일(250)을 따라 상기 절단장치(200)의 절단테이블(210)의 상측으로 수평 이동한다. 다음으로, 상기 스트립픽커헤드(144)를 상기 절단테이블(210)의 상면으로 하강한 후, 스트립(S)에 가한 진공을 해제하여 상기 스트립(S)을 상기 절단테이블(210)의 안착부(218)에 로딩시킨다(도 10e 내지 도 10g 참조).
한편, 스트립(S)이 상기 절단테이블(210)에 로딩되면 상기 절단테이블(210)은 90°회전 후 절단날(230)을 향하여 수평 이동한 다음, 비젼검사장치(미도시)에 의해 스트립(S)의 정렬상태가 검사된다. 이러한 비젼검사결과에 따라 스트립(S)의 정렬오차를 보정한 후, 상기 스핀들(220)과 절단테이블(210)의 상대운동에 의해 상기 스트립(S)은 폭방향 및 길이방향으로 절단되어, 개개의 패키지로 분리된다.
상기한 과정을 통해 스트립(S)이 상기 절단장치(200)에 의해 개개의 패키지(P)로 절단되는 동안, 새로운 스트립(S)이 상기 온로드장치(100)로부터 인출되어, 도10f에 도시된 바와 같이, 절단장치(200)의 절단테이블(210)로 로딩되기 위해 대기상태에 있게 된다.
이하, 절단이 완료된 반도체 패키지(P)를 언로딩하여 세척, 건조 및 비젼검사되는 과정을 설명한다. 도 11a 내지 도 11e는 도 3에 도시된 절단 및 핸들러시스템에서 절단이 완료된 반도체 패키지가 언로딩되어 세척장치, 건조장치 및 비젼검사장치로 전달되는 공정을 순차적으로 도시한 참조도이다.
상기 스트립(S)이 개별의 패키지(P)로 절단되면, 상기 절단테이블(210)은 패키지(P) 언로딩위치(스트립(S) 로딩위치)로 수평 이동한다. 이렇게 상기 절단테이블(210)이 언로딩위치로 이동해 오면, 제1패키지픽커(240)가 상기 절단테이블(210)의 상부로 이동하여 패키지(P)를 흡착한 후, 세척장치(300) 상부로 이송한다. 여기서, 상기 절단테이블(210)은 스트립픽커(140)로부터 스트립(S)을 받을 때와는 달리 최초상대로부터 90도 회전된 상태에서 상기 제1패키지픽커(240)에 의해 패키지(P)를 언로딩시키는 것이 바람직하다. 이것은 절단이 완료된 패키지(P)가 세척 및 건조되어 지는 세척장치(300) 및 건조장치(400)를 도면상 전후방향(Y축 방향)으로 길게 배치될 수 있게 하여, 시스템을 X축 방향으로 컴팩트하게 하기 위한 구성이다.
패키지(P)가 제1패키지픽커(240)에 의해 상기 세척장치(300) 상부로 이송되면, 이래로 하강하여 챔버의 개구부에 밀착 삽입된다. 이후 상기 세척장치(300)에 설치된 세척수노즐(322)이 소정의 분사각도로 왕복회전하면서 패키지(P)를 세척한다. 이후 공기노즐(324)을 통해 공기가 분사되어 패키지(P)에 묻어 있는 물기를 예비적으로 제거하게 된다. 이렇게 본 실시예에서는 세척수노즐(322) 및 공기노즐(324)의 분사각도를 다양하게 선택함으로써, 세척수와 공기가 패키지(P) 하부 표면에 다양한 각도로 분사될 수 있기 때문에 비교적 단시간 내에 패키지(P)에 묻어 있는 절단칩이나 이물질을 제거할 수 있게 된다.
물론, 상기 세척수노즐(322) 및 공기노즐(324)을 통해 세척수와 공기가 동시에 분사되도록 제어될 수 있으며, 상기 세척수노즐(322) 및 공기노즐(324)을 통해 세척수와 공기가 일정 간격으로 교대로 분사되도록 제어될 수도 있다(도 11a 및 도 11b 참조).
세척이 완료되면 제1패키지픽커(240)가 건조장치(400) 측으로 이동한 후 건 조장치(400)의 안착부에 패키지(P)를 안착시킨다. 이때, 제1패키지픽커헤드(244)는 제1패키지픽커본체(242)로부터 상기 건조장치(400) 측으로 편심되도록 설치되어 있기 때문에, 패키지(P)를 건조장치(400)로 효과적으로 안착시킬 수 있다(도 11c 참조).
한편, 패키지(P)가 건조장치(400)의 안착부에 안착되면, 전술한 수평이동수단에 의해 건조장치(400)가 비젼검사용 턴테이블(510) 쪽으로 이동하면서 상기 패키지(P)를 건조시킨다. 이렇게 패키지(P)가 건조장치(400)의 이동 중 건조 완료되면, 제2패키지픽커(520)가 상기 건조장치(400)로부터 상기 패키지(P)를 흡착하여 비젼검사용 턴테이블(510)에 전달한다(도 11d 및 도 11e 참조)
이후, 패키지(P)가 비젼검사장치(500)에 의한 비젼검사된 결과에 따라 양품 또는 불량품으로 분류되어 오프로드장치(600)로 적재되는 과정을 통해 전체 공정이 완료된다. 이러한 공정은 이상의 설명으로 이해될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 의한 반도체 패키지 절단 및 핸들러시스템을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 13은 도 12에 도시된 절단장치의 절단테이블의 구성을 도시한 사시도이다.
제2실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템도 도 3에 도시된 실시예와 마찬가지로 크게 온로드장치(100), 절단장치(200), 세척장치(300), 건조장치(400), 비젼검사장치(500) 및 오프로드장치(600)로 구성되어 있다.
여기서, 제2실시예에 따른 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템에서는, 절단장치(200)에 설치된 절단테이블(210)의 절단플레이트(216)에 한쌍의 안착부(218)가 설치되어 있으며, 상기 스트립픽커(140)와 제1패키지픽커(240)가 동일 직선상에서 이동 가능하게 설치되어 있는 것이 아니라 한쌍의 안착부(218)의 연장선상을 따라 각각 평행하게 이동 가능하도록 설치되어 있다. 따라서, 스트립픽커(140) 및 제1패키지픽커(240)의 설치구조가 제1실시예의 그것과 구별되며, 또한, 스트립(S)을 절단장치(200)의 절단테이블(210)로 로딩하는 공정, 절단장치(200) 내에서 절단되는 공정 및 개별로 절단된 패키지(P)를 언로딩하는 공정이 제1실시예의 그것과 구별된다. 한편, 이러한 부분을 제외한 나머지 구성 및 작동은 대동소이하므로, 이하에서는 이러한 부분을 중심으로 설명한다.
상기 절단테이블(210)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 안내레일(260)을 따라 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 지지축(214)과, 상기 지지축(214)의 상부에 회전 가능하게 설치되고 그 상면에 반도체 스트립이 로딩되는 절단플레이트(216)로 구성된다. 상기 절단플레이트(216)의 상면에는 상기 스트립 및 패키지가 진공흡착에 의해 안착되는 한쌍의 안착부(218)가 설치되어 있다.
또한, 상기 제1패키지픽커(240)는 평면상으로 볼 때 상기 스트립픽커(140)에 비해 시스템의 전방에 위치하게 구성되어 있다. 한편, 시스템의 천장부재(미도시)를 시스템의 평면상 전방으로 연장시킨 후 이 천장부재 아래에 가이드레일(250)을 설치하여, 스트립픽커(140)와 제1패키지픽커(240)가 한쌍의 안착부(218)의 연장선상에서 각각 이동 가능하게 설치될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 스트립픽커(140)의 이동경로와 제1패키지픽커(240)의 이동경로가 서로 다르기 때문에 절단장치(200)의 절단플레이트(216)의 회전각도 및 회전방향이 적절히 제어되어야 한다. 즉, 절단공정이 끝난 후 패키지(P)를 언로딩할 때의 절단플레이트(216)의 위치는 스트립(S)을 로딩할 때의 최초위치로부터 180도 회전되도록 제어되어야 한다. 이렇게 되어야, 스트립픽커(140)의 스트립(S) 로딩작업과 제1패키지픽커(240)의 패키지(P) 언로딩작업이 동시에 이루어질 수 있다.
이러한 제2실시예에 따른 반도체 패키지 절단 및 핸들러시스템에서는 스트립픽커(140)에 의한 스트립(S)의 로딩작업과 제1패키지픽커(240)에 의한 패키지(P)의 언로딩작업이 동시에 행해지므로, 본 발명의 제1실시예에 비해 시스템의 전체속도가 크게 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조공정용 절단 및 핸들러시스템은 구성요소들이 스트립/패키지의 가공순서를 따라 순차적으로 배 치되기 때문에, 작업흐름이 간결해져 단위시간 당 생산량이 증대된다.
또한 절단장치의 일측에 온로드장치 및 인렛레일을 배치하고 절단장치의 타측에 세척장치를 배치시킴으로서, 시스템의 전체 폭을 대폭 축소할 수 있기 때문에 설치공간을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 스트립픽커와 제1패키지픽커를 분리 구동하여 절단장치로의 스트립 로딩공정 및 절단장치로부터 패키지 언로딩공정이 신속하게 처리될 수 있다. 즉, 종래와 같이 제1패키지픽커가 턴테이블로부터 패키지를 픽업한 후에도 스트립픽커의 로딩작업 동안 지체되는 문제점이 해결되었다.
또한, 본 발명은 새로운 구조를 가진 드로우픽커가 제공되어 온로드장치에 적재되어 있는 스트립을 효과적으로 인출할 수 있으며, 이러한 드로우픽커는 스트립픽커의 일측에 결합되어 별도의 구동원 없이도 수평 이동되므로 시스템을 간단하게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 세척장치에는 회전 노즐이 제공되어 세척속도가 향상되며, 세척이 완료된 패키지가 건조장치에 안착된 채 이동되면서 건조되도록 설계되어 있으므로, 세척 및 건조시간이 단축되어 시스템의 작업속도는 현저히 향상되었다.
이와 같이, 본 발명은 상기와 같은 효과들에 의해 궁극적으로 시스템의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 시스템의 설치 및 유지비용을 절감할 수 있다.

Claims (12)

  1. 다수의 반도체 스트립을 수용하는 온로드장치와,
    상기 온로드장치로 부터 전달된 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 절단장치와,
    상기 절단장치에 의해 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척장치와,
    상기 온로드장치와 상기 절단장치 사이에 이동 가능하게 설치되어, 상기 온로드장치에 적재된 반도체 스트립을 인출하여 상기 절단장치로 전달하는 스트립픽커와,
    상기 절단장치와 상기 세척장치 사이에 이동 가능하게 설치되어, 상기 절단장치에서 절단된 개개의 반도체 패키지를 상기 세척장치로 전달하는 패키지픽커를 포함하도록 구성되되,
    상기 온로드장치, 절단장치 및 세척장치는 순차적으로 배치되어, 상기 반도체 스트립이 상기 온로드장치, 절단장치 및 세척장치로 공정진행방향을 따라 순차적으로 전달되면서 개별의 반도체 패키지로 절단되는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트립픽커는 상기 온로드장치로부터 상기 반도체 스트립을 인출하는 드로우픽커를 구비하며, 상기 온로드장치와 상기 절단장치 사이에는 상기 드로우픽 커에 의해 인출된 반도체 스트립을 안내하면서 정렬하는 인렛레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 드로우픽커는,
    드로우픽커본체,
    상기 드로우픽커본체에 설치된 그립퍼구동수단과,
    상기 그립퍼구동수단에 결합되어, 상기 그립퍼구동수단의 작동에 의해 상하 이동되는 상부그립퍼와,
    상기 드로우픽커본체의 하단부에 상기 상부그립퍼와 대향되게 고정된 하부그립퍼를 포함하여,
    상기 상부그립퍼와 하부그립퍼의 상대적 운동에 의해 상기 반도체 스트립을 집는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 드로우픽커는 상기 스트립픽커에 대하여 상대적으로 상하 이동 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세척장치는,
    챔버와,
    상기 챔버 내에서 회전 가능하게 설치된 노즐지지부와,
    상기 노즐지지부에 소정의 분사각으로 왕복 회전하면서 상기 절단장치로 부터 이송된 반도체 패키지를 향하여 세척수를 분사하는 다수의 세척수노즐과,
    상기 챔버의 일측에 설치되어, 상기 노즐지지부에 회전력을 제공하는 노즐구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐지지부에는,
    상기 절단장치로 부터 이송된 반도체 패키지를 향하여 건조공기를 분사하는 다수의 공기노즐이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단장치는,
    안내레일을 따라 수평방향으로 이동 가능하게 설치되는 절단테이블과,
    상기 절단테이블의 상부에 회전 가능하게 설치되고 상면에 교대로 반도체 스트립이 로딩되는 한쌍의 절단플레이트와,
    구동모터에 연결되어 절단날에 회전력을 부여하는 스핀들과,
    상기 스핀들의 단부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 절단테이블과의 상대운동에 의해 상기 절단플레이트에 로딩된 반도체 스트립을 개개의 반도체 패키지로 절단하는 절단날을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단시스템.
  8. 다수의 반도체 스트립을 수용하는 온로드영역과,
    상기 온로드영역으로부터 전달된 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 절단영역과,
    상기 절단영역에서 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척영역과,
    상기 세척영역에서 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조영역과,
    상기 건조영역에서 건조된 반도체 패키지의 불량여부를 검사하는 비젼검사영역과,
    상기 비젼검사영역에서의 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 소트하여 적재하는 오프로드영역을 포함하도록 구성되되,
    상기 온로드영역, 절단영역, 세척영역, 건조영역, 비젼검사영역 및 오프로드영역은 순차적으로 배치되며, 상기 반도체 스트립이 상기 온로드영역으로부터 인출되어 상기 절단영역, 세척영역 및 건조영역으로 공정진행방향을 따라 순차적으로 전달되면서 개별의 반도체 패키지로 절단, 세척 및 건조된 후 비젼검사결과에 따라 상기 오프로드영역에 적재되는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온로드영역과 절단영역 사이에는,
    상기 온로드영역에 적재된 반도체 스트립을 인출하여 상기 절단영역으로 전달하는 스트립픽커가 이동 가능하게 설치되며,
    상기 절단영역, 세척영역 및 건조영역 사이에는,
    상기 절단영역에서 절단된 개개의 반도체 패키지를 상기 세척영역 및 건조영역으로 전달하는 제1패키지픽커가 상기 스트립픽커와 독립적으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 건조영역에는,
    수평이동수단에 의해 이동되면서 반도체 패키지를 건조하는 건조장치가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 건조장치는,
    일방향 축을 따라 이동 가능하게 설치되며, 상부에 형성된 안착부에 안착된 반도체 패키지를 이동시키는 이동프레임과,
    상기 안착부의 하부에 설치되어, 상기 안착부에 안착된 반도체 패키지를 건조하기 위한 히터와,
    상기 이동프레임에 결합되며, 상기 이동프레임을 수평 이동시키는 수평이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수평이동수단은,
    상기 이동프레임에 설치된 로터리실린더와;
    상기 로터리실린더에 회전 가능하게 결합된 피니언과;
    상기 이동프레임의 이동방향으로 연장 형성되며, 상기 피니언과 치합되는 랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 절단 및 핸들러시스템.
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