KR100596505B1 - 소잉/소팅 시스템 - Google Patents

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KR100596505B1
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    • B28D5/029—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels with a plurality of cutting blades

Abstract

본 발명은 복수의 단위 반도체 칩 패키지가 매트릭스(matrix) 배열된 스트립(strip)을 단위 반도체 칩 패키지로 분리하고 외관 검사 및 그 품질 상태에 따라 분류하는 소잉/소팅 시스템(sawing/sorting system)에 관한 것으로서, 탑재 유닛에 놓여진 스트립을 픽업하여 고정하는 회전 척 테이블과 그 회전 척 테이블을 하부에 고정시키며 상기 회전 척 테이블을 소정 각도로 회전시키는 픽커 유닛을 가지며, 픽커 유닛을 X축 방향과 Z축 방향으로 이동시키는 제1 및 제2 이송/소잉 로봇과; 회전 운동하는 블레이드를 가지며, 블레이드를 X축 방향으로 운동시키는 복수의 소잉 스핀들 유닛; 및 픽커 유닛의 이동 경로 상에서 소잉 스핀들에 의한 소잉이 완료된 단위 반도체 칩 패키지들에 대한 세정이 이루어지는 클리닝 유닛을 포함한다. 이에 따르면, 소잉과 소팅 이외의 작업에 소요되는 시간을 크게 감소시켜 작업 시간을 크게 감소시킬 수 있다. 특히, 소잉 작업 완료 후에 수행되는 클리닝 작업의 효율이 향상되고 소요시간이 단축될 수 있으며, 작업에 소비되는 세정액과 공기의 양도 절감될 수 있다. 또한, 작업 자재의 변경 작업이 기존보다 용이하게 이루어질 수 있다.
소잉/소터, 싱귤레이션, 소잉, 소팅, 스트립, 핸들러

Description

소잉/소팅 시스템{Sawing/Sorting Apparatus}
도 1은 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템의 개략 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템의 소잉 장치에 의한 절단이 이루어지는 상태를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에 대한 개략 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에 대한 개략 구성을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에서 이송/소잉 로봇을 나타낸 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에서 소잉 스핀들 유닛을 나타낸 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에 의한 소잉이 이루어지는 상태를 나타낸 동작 상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예의 동작에 대한 타이밍 차트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 스트립 3; 매거진
5; 단위 패키지 6; 솔더 볼
7,8,9; 트레이 10; 로더
15; 엘리베이터 21; 가이드 레일
30,40; 이송/소잉 로봇 31,41; 픽커 유닛
33,43; 회전축 35; 척 테이블
37; 얼라인먼트 테이블 39; 툴 스테이션
51,55,57; 비전 카메라 61,62; 스핀들 유닛
63,64; 블레이드 65; 노즐 유닛
71,72; 클리닝 79; 캐리어 박스
81,82; 소팅 테이블 83,84; 소팅 테이블 구동 레일
85; 소팅 로봇 86; 소팅 픽커 유닛
91; 트레이 가이드 레일 93; 언로더
95; 트레이 이송 유닛 100; 소잉/소팅 시스템
본 발명은 반도체 칩 패키지 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 단위 반도체 칩 패키지가 매트릭스(matrix) 배열된 스트립(strip)을 단위 반도체 칩 패키지로 분리하고 외관 검사 및 그 품질 상태에 따라 분류하는 소잉/소팅 시스템(sawing/sorting system)에 관한 것이다.
최근 사용되고 있는 FBGA(Fine pitch Ball Grid Array) 패키지, TBGA(Tape Ball Grid Array) 패키지 등과 같은 반도체 칩 패키지는 다이 어태치(die attach)와 와이어 본딩(wire bonding) 및 수지 성형(molding) 등의 공정에서 단위 서브스트레이트가 매트릭스 배열된 서브스트레이트 스트립(이하 "스트립"이라 한다) 상태로 취급된다. 그리고 소잉/소팅 공정에서 스트립이 단위 반도체 칩 패키지(이하 "단위 패키지"라 한다)로 분리되고 그 품질 상태에 대한 검사를 거쳐 양호 또는 불량 상태에 따라 최종적으로 수납용기인 트레이(tray)에 분류 적재된다.
소잉/소팅 시스템은 전술한 바와 같은 소잉/소팅 공정을 수행하는 장치로서, 소잉이 완료된 단위 패키지에 대한 클리닝(cleaning) 공정과, 클리닝이 완료된 단위 패키지에 대한 외관 검사를 수행하는 비전(vision) 검사 공정을 수행할 수 있도록 구성된다. 단위 패키지로 소잉이 완료된 후 클리닝 공정에 의해 스크랩 및 물기가 제거되고, 비전 검사 공정에 의해 외관 검사가 실시되어 반도체 칩 패키지의 양호/불량 상태가 검사된다. 종래의 소잉/소팅 시스템을 도 1과 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템의 개략 구성을 나타낸 평면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템의 소잉 장치에 의한 절단이 이루어지는 상태를 나타낸 개략 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 종래의 소잉/소팅 시스템(300)은 수지 성형이 완료 된 스트립(1)을 단위 패키지(5)로 분리시키는 소잉 장치(303)와 소잉이 완료된 단위 패키지(5)에 대한 품질 상태에 따른 소팅 및 적재가 이루어지는 소팅 장치(301)가 서로 이웃하도록 설치되어 소잉과 소팅이 연계되어 이루어지도록 구성되어 있다.
소잉 장치(303)는 스트립(1)이 탑재 및 고정되는 회전 척 테이블(335)과, 스트립(1)을 절단하는 블레이드(blade)(363)를 포함하는 소잉 스핀들 유닛(sawing spindle unit)(361), 그리고 블레이드(363)와 스트립(1)에 세정액을 분사시키는 노즐 유닛(nozzle unit)(365)을 포함하여 구성된다.
소팅 장치(301)는 스트립(1)이 매거진(3)에 탑재된 상태로 공급되는 로더(loader)(310)와, 스트립(1) 또는 분리된 단위 패키지(5)의 이송을 담당하는 이송 로봇(330)(385)과, 단위 패키지(5)의 외관 품질을 검사하기 위한 비전 카메라(335,357)와, 소잉이 완료된 단위 패키지(5)에 대한 클리닝을 수행하는 클리닝 유닛(373)과, 건조를 위한 드라잉 유닛(drying unit)(376), 단위 패키지(5)의 작업 방향 전환을 위한 턴테이블(turn table)(375), 소팅을 위한 단위 패키지(5)들이 탑재되는 소팅 테이블(381), 소팅 테이블(381)로의 이송되기 전에 임시로 단위 패키지(5)들이 놓여지는 버퍼 테이블(buffer table)(377), 및 검사 품질에 따라 단위 패키지(5)가 분류 수납되는 트레이(7,8,9)가 적재되는 언로더(393)를 포함한다.
이송 로봇(330)의 픽커 유닛(331)의 선형 이동 경로 상에 소잉 장치(303)의 회전 척 테이블(335)과 클리닝 유닛(373)과, 턴테이블(375)과, 드라잉 유닛(376)과, 버퍼 테이블(377) 및 소팅 테이블(381)이 설치된다. 이송 로봇(330)은 소잉 장치(303)와 소팅 장치(301)를 이동하면서 스트립(1) 또는 단위 패키지(5)들의 이동을 수행한다.
종래의 소잉/소팅 시스템(300)의 동작을 살펴보면, 스트립(1)이 수납된 매거진(3)이 소팅 장치(301)의 로더(310)에 탑재된 상태에서 푸셔(pusher)(317)와 그립퍼(gripper)(318)에 의해 하나씩 순차적으로 가이드 레일(321)에 탑재 및 이송 로봇(330)의 픽커 유닛(331) 이동 경로 상의 픽업 위치로 이송된다.
가이드 레일(321)로 이송이 완료되면, 이송 로봇(330)이 스트립(1)을 픽업하여 소잉 장치(303)의 회전 척 테이블(335) 상에 올려놓는다. 스트립(1)은 회전 척 테이블(335)에서 진공 흡착되어 고정된다. 이 상태에서 도 2에서와 같이 회전 척 테이블(335) 상부에서 구동되는 소잉 스핀들 유닛(361)의 블레이드(363)에 의해 스트립(1)의 일 방향에 대한 소잉이 이루어진 후 회전 척 테이블(335)이 90° 회전하여 스트립(1)의 다른 방향에 대한 소잉을 하여 스트립(1)은 각각의 단위 패키지(5)로 분리된다. 이송 로봇(330)에 설치된 픽커 유닛(331)이 소잉이 완료된 각각의 단위 패키지(5)를 흡착 고정시키도록 구성되어 있어서 소잉이 완료된 상태로 고정될 수 있다.
블레이드(363)가 회전 척 테이블(335)에 진공에 의해 고정되고 있는 스트립(1)을 절단하는 경우 스트립(1)에서 분리된 스크랩(scrap)들이 회전 척 테이블(335) 위에 남아 있게 되면, 후속 작업에서 동작 에러가 발생될 수 있고 절단 작업의 안정성 확보에 어려움이 있기 때문에, 소잉이 이루어지는 과정에서 블레이드(363)에 인접하여 설치된 노즐 유닛(365)으로부터 고압으로 세정액이 분사되어 소 잉 작업 중에 발생되는 스크랩(scrap)의 제거가 이루어진다.
소잉 작업이 완료되면, 이송 로봇(330)의 픽커 유닛(331)이 단위 패키지들(5)을 흡착한 상태에서 소팅 장치(301) 내에 설치된 클리닝 유닛(373)에 밀착시켜 세정액과 공기에 의해 스크랩과 물기가 제거되는 클리닝 작업이 이루어진다. 이때 클리닝 작업은 단위 패키지(5)의 상면 부분과 하면 부분 중 일면 부분에 대하여 이루어진다. 일반적으로 솔더 볼(6)이 형성된 면의 반대쪽 부분에 대한 클리닝이 이루어진다.
클리닝 유닛(373)에서 클리닝이 완료되면, 단위 패키지(5)들은 턴테이블(375)로 이송되어 탑재된다. 턴테이블(375)은 단위 패키지(5)들이 고정된 상태에서 180° 회전된다. 그 상태에서 드라잉 유닛(376)에 의해 클리닝이 이루어지지 않은 다른 면 부분에 공기가 분사됨과 아울러 적절한 열이 가해져 스크랩의 제거와 더불어 건조가 이루어진다.
드라잉 작업의 완료되면, 상부 비전 카메라(335)에 의해 단위 패키지(5)들은 일면에 대한 외관 검사가 이루어지고 버퍼 테이블(377)로 이송된다. 버퍼 테이블(377)에 탑재된 단위 패키지(5)들은 이송 로봇(330)에 의해 소팅 테이블(381)로 이송되고 하부 비전 카메라(357)에 의해 나머지 면에 대한 외관 검사가 이루어진다. 검사 정보에 따른 품질 상태에 따라 단위 패키지(5)들은 소팅 이송 로봇(385)에 의해 양품 수납 트레이(7)와 불량품 수납 트레이(8)에 분류 수납되어 언로더(393)로 이송된다.
그런데 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템은 소잉 장치와 소팅 장치가 독립적으로 구성되어 있기 때문에 작업 대상물이 변경되는 경우 새로운 작업 대상물을 위한 부품(tool) 교환과 설비 파라미터 세팅 작업이 소잉 장치와 소팅 장치 각각에 대하여 개별적으로 이루어져야 하는 등 셋팅 작업과 유지 보수가 번거로웠다.
또한 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템은 스크랩의 제거가 물과 공기의 분사에 전적으로 의존하기 때문에 클리닝 작업에 많은 양의 물과 공기가 소비되고 클리닝 작업 시간이 매우 길다. 또한, 소잉이 완료된 단위 패키지의 클리닝 작업과 드라잉 작업이 소잉 장치에서 1차로 실시되고 소팅 장치에서 2차로 다시 실시되는 이중 작업으로 인하여 생산성이 저하된다. 즉, 소잉 작업 완료 후 수행되는 클리닝 작업이 매우 비효율적으로 이루어진다.
그 밖에도 종래 기술에 따른 소잉/소팅 시스템은 실제적인 소잉 작업 이외에 소잉 작업과는 실질적으로 관계없는 보조 작업, 예를 들면 진공 흡착에 의한 스트립 또는 단위 패키지 이송 및 고정, 비전 검사, 클리닝, 드라잉 작업 등의 수행으로 인한 시간 소비가 많아지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 소잉 장치와 소팅 장치의 분리 구성으로 인한 툴 교체 작업과 유지 보수 및 세팅 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 소잉/소팅 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 클리닝 작업에 소요되는 물과 공기의 양을 최소화하는 한편 클리닝 시간을 최소화할 수 있는 소잉/소팅 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 소잉 작업과 소팅 작업 이외의 작업에 소요되는 시간을 최소화함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 소잉/소팅 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템은, 스트립 복수 개가 수납된 매거진이 탑재되어 개별 스트립을 로딩시키는 로더; 상기 로더에 탑재된 매거진으로부터 이송되는 스트립이 놓여지는 탑재 유닛; 상기 탑재 유닛에 놓여진 스트립을 픽업하여 고정하는 회전 척 테이블과 상기 회전 척 테이블을 하부에 고정시키며 상기 회전 척 테이블을 소정 각도로 회전시키는 픽커 유닛을 포함하며, 상기 픽커 유닛을 X축 방향과 Z축 방향으로 이동시키는 복수 개의 이송/소잉 로봇; 상기 이송/소잉 로봇에서의 상기 픽커 유닛의 이동 경로 상에서 소정 위치의 상기 픽커 유닛 하부에 설치되고, 회전 운동하는 블레이드를 가지며, 상기 블레이드를 X축 방향으로 운동시키는 복수의 소잉 스핀들 유닛; 상기 이송/소잉 로봇에서의 상기 픽커 유닛의 이동 경로 상에서 상기 소잉 스핀들에 의한 소잉이 완료된 단위 반도체 칩 패키지들에 대한 세정이 이루어지는 클리닝 유닛과; 상기 소잉 스핀들 유닛에 의해 스트립으로부터 분리된 단위 반도체 칩 패키지에 대한 외관 품질을 검사하는 외관 검사 수단과; 상기 이송/소잉 로봇의 상기 픽커 유닛의 이동 경로 상에 설치되어 상기 클리닝 유닛에 의한 클리닝이 완료된 단위 반도체 칩 패키지가 탑재되는 소팅 테이블과; 트레이가 공급되는 언로더; 및 상기 소팅 테이블에서 상기 외관 검사 수단에 의한 검사 정보에 따라 단위 패키지를 트레이에 분류 및 수납 시키는 소팅 이송 로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 있어서, 상기 탑재 유닛으로부터 소잉 스핀들 유닛과 클리닝 유닛과 소팅 테이블이 순서대로 설치되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 이송/소잉 로봇들은 2개인 것이 바람직하다. 상기 이송/소잉 로봇들은 상기 픽커 유닛이 서로 반대 방향을 향하도록 하여 결합되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 있어서, 상기 소잉 스핀들 유닛은 2개이며 소정 간격을 유지하며 상기 픽커 유닛의 이동 방향을 가로지르는 방향으로 운동되도록 구성된 것이 바람직하며, 각각의 상기 소잉 스핀들 유닛은 X축 방향과 Y축 방향 및 Z축 방향으로 운동되도록 구성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 있어서, 상기 소팅 테이블은 복수 개인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 있어서, 탑재 유닛과 소잉 스핀들 유닛 사이에 스트립의 정렬 상태를 검사 및 보정하는 비전 카메라와 얼라인먼트 테이블을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 있어서 탑재 유닛은 상기 로더의 매거진으로부터 공급되는 스트립이 탑재되어 이동이 안내되는 가이드 레일일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 있어서, 상기 제 1,2이송/소잉 로봇들과 상기 소잉 스핀들 유닛들은 어느 하나의 이송/소잉 로봇들이 스트립에 대한 소잉 작업을 실시하는 경우에 소잉이 완료된 단위 패키지들에 대한 클리닝과 드라잉 작업을 실시하여 소팅 테이블로 이송하고, 상기 탑재 유닛에서 새로운 스트립을 픽업하여 비전 카메라 및 얼라인먼트 테이블에 의한 위치 정렬 작업이 수행되도록 구성된 것이 바람직하다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 보다 명확히 전달하기 위함이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
실시예
도 3은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에 대한 개략 구성을 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에 대한 개략 구성을 나타낸 평면도, 도 5는 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에서 이송/소잉 로봇을 나타낸 개략 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에서 소잉 스핀들 유닛을 나타낸 개략 구성도, 및 도 7은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예에 의한 소잉이 이루어지는 상태를 나타낸 동작 상태도, 및 도 8은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 일 실시예의 동작에 대한 타이밍 차트이다.
도 3과 도 4에서 예시되고 있는 본 발명에 소잉/소팅 시스템(100)은 종래와 달리 소잉 공정과 소팅 공정이 통합 수행될 수 있도록 구현된 반도체 패키지 제조 장치로서, 독립적인 작업을 수행하는 2개의 이송/소잉 로봇(30,40)과 2개의 소잉 스핀들 유닛(61,62) 및 클리닝 공정과 드라잉 공정을 통합 수행하는 클리닝 유닛(71,72)을 포함한다. 그리고 스트립(1)의 로딩을 위한 로더(10)와, 그 로더(10)로부터 스트립(1)을 이송/소잉 로봇(30,40)에 의한 픽업 위치로 안내하는 가이드 레일(21), 트레이 이송 유닛(95)에 의해 단위 패키지(도시안됨)가 수납되는 트레이(7,8)가 언로딩되고 빈 트레이(9)가 로딩되는 언로더(93), 및 패키지 외관 불량을 검사하는 비전 카메라(55,57) 등을 포함한다.
소잉/소팅 시스템(100)의 좌측 전방 부분에는 스트립(1)이 수납된 매거진(3)이 탑재되는 로더(10)가 설치되어 있다. 그리고 그 후방으로 로더(10)의 매거진(3)으로부터 공급되는 스트립이 탑재 및 이동이 안내되는 가이드 레일(21)이 설치되어 있다. 로더(10)에는 매거진(3)을 수직 운동시키는 엘리베이터(15)와 매거진(3)에 수납된 스트립(1)을 가이드 레일(21)로 밀어 넣는 푸셔(17) 등을 포함한다. 가이드 레일(21) 상에 탑재되는 스트립(1)의 이송은 공지의 공압 실린더를 이용하거나 모터와 그에 의해 운동되는 벨트 등에 의해 이루어질 수 있다.
가이드 레일(21)의 측방에는 스트립(1)의 위치 정렬을 위한 비전 카메라(51)와 얼라인먼트 테이블(37)이 설치되어 있다. 비전 카메라(51)와 얼라인먼트 테이블은 제 1이송/소잉 유닛(30)과 제 2이송/소잉 유닛(40)에 의한 이동 경로간 이동이 가능하도록 Y축 방향으로 설치된 레일(52,38)상에 결합되어 운동될 수 있도록 구성된다.
이송/소잉 로봇들(30,40)은 소잉/소팅 시스템(100)의 횡방향, 즉 X축 방향으로 길게 형성되어 있다. 각각의 이송/소잉 로봇(30,40)에는 진공 흡착 방식으로 스트립(1) 또는 단위 패키지(5)를 고정시키는 픽커 유닛들(31,41)이 각각 설치되어 있고, 그 픽커 유닛들(31,41)은 각각 X축 방향(좌우방향)과 Z축 방향(상하 방향)으로 이동이 가능하도록 구성되어 있다. 이송/소잉 로봇(30,40)들은 각각 독립적인 작업이 수행될 수 있도록 픽커 유닛들(31,41)이 서로 반대 방향을 향하도록 하여 서로 인접하여 나란하게 설치되어 있다. 각각의 픽커 유닛들(31,41)은 회전축(33,43)을 포함하여 스트립(1)에 대한 소잉 방향 전환을 위한 90°회전과 정확한 소잉 작업과 위치 보정을 위한 소정 각도의 회전이 이루어질 수 있도록 도 5에서와 같이 구성된다.
픽커 유닛(31,41)의 이동 경로에서 픽커 유닛(31,41) 아래에는 트윈 타입(twin type), 즉 동시에 2개의 절단이 이루어질 수 있도록 2개의 소잉 스핀들 유닛들(61,62)이 설치되어 있다. 정확한 절단 작업 및 셋팅을 위해 2개의 소잉 스핀들 유닛(61,62)간의 높이와 폭을 조절해야 할 필요가 있으므로 소잉 스핀들 유닛(61,62)은 도 6에서와 같이 X축, Y축, Z축 방향으로의 이동이 가능하도록 구성된다. 필요에 따라 소잉 스핀들 유닛들(61,62)은 이동 방향이 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 소잉 스핀들 유닛(61)은 Z축 방향(상하방향)으로, 다른 소잉 스핀들 유닛(62)은 좌우방향(X축 방향)으로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다.
2개의 소잉 스핀들 유닛들(61,62)은 제 1이송/소잉 로봇(30)과 제 2이송/소잉 로봇(40)의 픽커 유닛들(31,41)의 이동 경로에서 모두 작업이 가능하도록 구성 되어 있으며, 이를 위하여 도 6에서와 같이 각각의 소잉 스핀들 유닛(61,62)은 Y축 방향(전후방향)으로 이동이 가능하도록 안내 축(65,66) 상에 설치된다. 여기서, 안내 축(65,66)은 그에 한정되지 않고 레일의 형태 등 다양한 형태로 대체될 수 있다.
소잉 스핀들 유닛들(61,62)에 인접하여 클리닝 유닛(71,72)이 설치되어 있다. 소잉 스핀들 유닛들(71,72)은 이웃하는 다른 유닛들로부터 격리되는 구조를 가지며, 픽커 유닛들(41,43)에 스트립(5)이 흡착 고정된 상태에서 스트립(1)의 상면부에 대한 세정과 하면부에 대한 세정 및 열에 의한 건조가 통합적으로 실시될 수 있도록 구성된다. 필요에 따라 상면부와 하면부에 대한 클리닝과 건조 과정이 순차적으로 이루어질 수도 있도록 구성될 수도 있다.
클리닝 유닛들(71,72)에 인접하여 2개의 소팅 테이블(81,82)들이 Y축 방향으로 이동 가능하도록 소팅 테이블 구동 레일(83,84)에 각각 설치되어 있다. 클리닝 유닛들(71,72)의 이동 경로 상에서 그 상부에서 레일(56) 상에서 이동되며 소팅 테이블(81,82)에 탑재된 단위 패키지(5)의 일면부에 대한 외관 검사를 위한 상부 비전 카메라(55)가 설치되어 있다.
소팅 테이블(81,82)에 인접하여 트레이들(7,8)의 탑재 및 이동을 안내하는 레일(91)이 설치되어 있고 소팅 테이블(81,82)과 레일(91)간을 이동하며 단위 패키지(5)를 검사 정보에 따라 분류 적재하는 소팅 로봇(85)이 설치되어 있다. 그리고 레일(91)들 사이에는 단위 패키지(5)의 다른 면 부분에 대한 외관 검사를 위한 하부 비전 카메라(57)가 Y축 방향으로 운동 가능하도록 레일(91) 사이의 축(58) 상에 설치되어 있다.
여기서, 제 1,2이송/소잉 로봇들(30,40)과 제 1이송/소잉 로봇(30)과 소잉 스핀들 유닛들(61,62)은 제 1이송/소잉 로봇(30)과 소잉 스핀들 유닛들(61,62)이 스트립(1)에 대한 소잉 작업을 실시하는 동안, 제 2이송/소잉 로봇(40)은 소잉이 완료된 단위 패키지들(5)에 대한 클리닝과 드라잉 작업을 실시하여 소팅 테이블(81,82)로 이송하고, 가이드 레일(21)에서 새로운 스트립(1)을 픽업하여 비전 얼라인을 위한 비전 카메라(51) 및 얼라인먼트 테이블(37)에 의한 위치 정렬 작업이 수행되도록 구성된다. 또한, 제 2이송/소잉 로봇(40)과 소잉 스핀들 유닛(61,62)이 스트립(1)에 대한 소잉 작업을 실시하는 경우에는 제 1이송/소잉 로봇(30)이 소잉이 완료된 단위 패키지들(5)에 대한 클리닝과 드라잉 작업을 실시하여 소팅 테이블(81,82)로 이송하고, 가이드 레일(21)에서 새로운 스트립(1)을 픽업하여 비전 카메라(51) 및 얼라인먼트 테이블(37)에 의한 위치 정렬 작업이 수행되도록 구성된다. 즉, 기본적으로 2개의 이송/소잉 로봇들(30,40)이 서로 교차하며 소잉 작업을 실시하는데, 한쪽 이송/소잉 로봇이 소잉을 진행하는 동안 나머지 소잉/이송 로봇은 소잉 이외의 다른 작업을 수행한다. 이와 같은 동작 과정이 도 8에 나타나 있다.
본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템의 동작을 살펴보면, 스트립(1)이 수납된 매거진(3)이 로더(10)에 공급되고 하나씩 순차적으로 가이드 레일(21)에 탑재 및 제 1,2이송/소잉 로봇(30,40)의 픽업 위치로 이송된다. 이송이 완료되면 제 1,2이송/소잉 로봇(30,40)에 장착된 픽커 유닛(31,41)이 스트립(1)을 진공으로 공기 흡착 방식으로 픽업하여 얼라인 비전 카메라(51)의 상부로 이송되어 픽커 유닛(31,41)에서의 스트립 정렬 상태에 대한 검사가 이루어진다. 정렬이 정확하지 못한 경우에 픽커 유닛(31,41)이 얼라인먼트 테이블(37) 상에 스트립(1)을 놓고 회전축(33,43)의 구동에 의해 정렬 상태 정보에 따른 오차를 보정하여 다시 픽업이 이루어진다. 정렬 상태가 정확한 경우 픽커 유닛(31,41)이 스트립(1)을 소잉 스핀들 유닛(61,62)의 상부로 이동시킨다.
픽커 유닛(31,41)의 하강(또는 소잉 스핀들 유닛의 상승)이 이루어지고 소잉 스핀들 유닛(61,62)의 Y축 방향으로의 이동에 의하여 회전되는 블레이드(63,64)에 의한 소잉이 이루어진다. 그리고 스트립(1)과 블레이드(63)의 분리가 이루어진 상태에서 픽커 유닛(31,41)이 회전축(33,43)의 회전에 따라 90°회전된 상태에서 다시 픽커 유닛(31,41)의 하강(또는 소잉 스핀들 유닛의 상승)과 소잉 스핀들 유닛(61,62)의 Y축 방향으로의 운동에 의하여 절단이 이루어진다. 이때, 2개의 소잉 스핀들 유닛(61,62)에 의해 절단이 이루어지기 때문에 픽커 유닛(31,41) 1회 이동으로 스트립(1) 2개에 대한 소잉 작업이 이루어진다. 소잉 작업에 소요되는 시간은 종래에 비하여 1/2 단축된다.
단위 패키지로의 소잉은 도 7에서와 같이 회전 척 테이블(35)의 하부에 스트립(1)이 진공으로 고정된 상태에서 블레이드(63)가 스트립(1)과 회전 척 테이블(35)의 아래에서 이동됨으로써 소잉 작업이 이루어진다. 소잉 작업 중에 블레이드(63)의 주변에 설치된 노즐 유닛(65)에서 세정액과 공기가 스트립(1)을 향하여 분사되어 소잉 작업 중에 발생되는 스크랩의 제거가 이루어진다. 여기서, 스트립(1)을 고정 지지하는 스트립 캐리어는 캐리어 박스(79)에 수납된다.
소잉 작업이 완료되면 제 1,2이송/소잉 로봇(30,40)의 픽커 유닛(31,41)이 소잉이 완료된 단위 패키지(5)를 픽업한 상태에서 클리닝 유닛(71,72)으로 이동된다. 클리닝 유닛(71,72)에서 스크랩과 물기의 제거 및 드라잉 작업이 흡착된 단위 패키지 상면부와 하면부 전체에 걸쳐 한꺼번에 이루어진다. 클리닝 유닛(71,72)은 외부와 차단되어 클리닝이 이루어지는 과정에서 세정액이 외부로 튀는 것이 방지된다.
클리닝이 완료되면, 픽커 유닛(31,41)이 소팅 테이블들(81,82)에 단위 패키지를 옮겨놓는다. 소팅 테이블(81,82)의 상부에 위치한 비전 카메라(55)와 레일(91)에 위치한 비전 카메라(57)에 의해 단위 패키지(5)의 상부와 하부에서 외관 검사가 이루어진다. 그리고 그 검사 결과에 따라 단위 패키지(5)는 패키지 이송로봇(85)의 소팅 픽커 유닛(86)에 의해 품질 상태에 따라 양품 수납 트레이(7)와 불량품 수납 트레이(8)에 분류 수납되어 언로더(93)로 이송된다.
전술한 실시예에서와 같이 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템은 종래와 같이 독립적인 소잉 장치와 소팅 장치의 분리 결합에 의한 구성이 아니라 통합 구성된다. 이에 따라 소잉과 소팅을 거치면서 불필요하게 소비되는 시간이 크게 감소되고, 설비 파라미터들이 한꺼번에 관리될 수 있어서 작업 대상물의 변경 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
그리고, 트윈 블레이드 타입의 소잉 스핀들 유닛을 포함한다. 따라서, 스트립을 고정하고 있는 척 테이블이 소잉 블레이드와 접촉하여 1회 이동으로 2개의 컷팅 작업이 실시되기 때문에 소잉 작업에 소요되는 시간이 1/2 단축될 수 있다.
또한 스트립이 척 테이블 아래에 진공을 이용하여 고정된 상태에서 아래쪽에 서 소잉 블레이드가 소잉을 하고 세정액과 공기가 위쪽 방향을 향하여 분사되기 때문에 소잉 작업에 의해 발생되는 스크랩은 중력에 의하여 자연적으로 아래 방향으로 낙하되고, 적은 양의 세정액으로 쉽게 스크랩의 제거가 이루어질 수 있으며, 적은 양의 공기 분사만으로도 패키지에 묻어 있는 물기의 제가가 이루어진다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 의하면, 소잉과 소팅 이외의 작업에 소요되는 시간을 크게 감소시켜 작업 시간을 크게 감소시킬 수 있다. 예를 들어 스트립의 이송이나 클리닝 및 드라잉에 소요되는 시간이 종래에 비하여 크게 줄어들 수 있다. 특히, 소잉 작업 완료 후에 수행되는 클리닝 작업의 효율이 향상되고 소요시간이 단축될 수 있으며, 작업에 소비되는 세정액과 공기의 양도 절감될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 소잉/소팅 시스템에 의하면, 소잉 장치와 소팅 장치가 통합되어 각종 설비 파라미터들을 한꺼번에 관리하므로 작업자재의 변경 작업이 기존보다 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 유지 보수 및 셋팅 작업이 용이하게 이루 어질 수 있다.

Claims (9)

  1. 스트립 복수 개가 수납된 매거진이 탑재되어 개별 스트립을 로딩시키는 로더; 상기 로더에 탑재된 매거진으로부터 이송되는 스트립이 놓여지는 탑재 유닛; 상기 탑재 유닛에 놓여진 스트립을 픽업하여 고정하는 회전 척 테이블과, 상기 회전 척 테이블을 하부에 고정시키며 상기 회전 척 테이블을 소정 각도로 회전시키는 픽커 유닛을 각각 가지며, 상기 픽커 유닛을 X축 방향과 Z축 방향으로 이동시키는 제1 및 제2 이송/소잉 로봇; 회전 운동하는 블레이드를 가지며, 상기 블레이드를 운동시키며 각각의 상기 픽커 유닛의 X축 방향 이동 경로 상의 상기 픽커 유닛 하부에서 스트립을 소잉하는 복수의 소잉 스핀들 유닛; 각각의 상기 픽커 유닛 X축 방향 이동 경로 상에서 상기 소잉 스핀들에 의해 소잉이 완료된 단위 반도체 칩 패키지들에 대한 세정이 이루어지는 클리닝 유닛들; 상기 소잉 스핀들 유닛에 의해 스트립으로부터 분리된 단위 반도체 칩 패키지에 대한 외관 품질을 검사하는 외관 검사 수단; X축 방향을 가로지르는 Y축 방향으로 이동이 가능하도록 설치되어 각각의 상기 픽커 유닛 X축 방향 이동 경로 상에서 상기 클리닝 유닛에 의한 클리닝이 완료된 단위 반도체 칩 패키지가 탑재되는 소팅 테이블과; 단위 패키지가 수납되는 트레이들이 공급되는 언로더; 및 상기 소팅 테이블에서 상기 외관 검사 수단에 의한 검사 정보에 따라 단위 패키지를 상기 언로더의 트레이들에 분류 및 수납시키는 소팅 이송 로봇;을 포함하며,
    상기 픽커 유닛이 서로 반대 방향을 향하게 상기 제1, 및 제2 이송/소잉 로봇들이 인접하여 나란하게 설치되어 있고, 상기 소잉 스핀들 유닛과 상기 클리닝 유닛 및 상기 소팅 테이블이 상기 탑재 유닛으로부터 상기 픽커 유닛의 X축 방향으로 순서대로 설치되어 있으며, 상기 소잉 스핀들 유닛들이 제1 및 제2 이송/소잉 로봇의 회전 척 테이블 각각의 X축 방향 이동 경로에서 소잉 작업이 가능하게 회전 척 테이블의 X축 방향 이동 경로를 가로지르는 Y축 방향으로 이동되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소잉/소팅 시스템.
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  6. 제 1항에 있어서, 각각의 상기 소잉 스핀들 유닛은 X축 방향과 Y축 방향 및 Z축 방향으로 운동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 소잉/소팅 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 소팅 테이블은 복수 개인 것을 특징으로 하는 소잉/소팅 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 탑재 유닛과 상기 소잉 스핀들 유닛 사이에 스트립의 정렬 상태를 검사 및 보정하는 비전 카메라와 얼라인먼트 테이블이 설치된 것을 특징으로 하는 소잉/소팅 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1,2이송/소잉 로봇들과 상기 소잉 스핀들 유닛들은 어느 하나의 이송/소잉 로봇들이 스트립에 대한 소잉 작업을 실시하는 경우에 소잉이 완료된 단위 패키지들에 대한 클리닝과 드라잉 작업을 실시하여 소팅 테이블로 이송하고, 상기 탑재 유닛에서 새로운 스트립을 픽업하여 비전 카메라 및 얼라인먼트 테이블에 의한 위치 정렬 작업이 수행되도록 구성된 것을 특징으로 하는 소잉/소팅 시스템.
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