KR100749759B1 - 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치 - Google Patents

반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열방출 등을 위해 칩의 상면에 부착되는 리드의 픽업시 리드를 1장씩 정확하게 픽업할 수 있도록 해주는 스톱퍼 장치에 관한 것이다.
본 발명은 리드 매거진 일측 또는 리드 픽커 일측에 스톱퍼 수단을 구비하여 리드 픽커가 1장 이상의 리드를 픽업하더라도 리드 픽커의 픽업동작시 또는 수평이동시 스톱퍼에 걸려 1장의 리드가 떨어지도록 하는 장치를 구현함으로써, 1장의 리드만 정확하게 픽업할 수 있게 되는 동시에 잘못 픽업된 나머지의 리드는 리드 매거진에 다시 적재되도록 할 수 있으며, 이에 따라 리드 프레스 공정시 리드 로딩 불량 등의 문제를 완전히 해소할 수 있고, 궁극적으로 리드의 부착 등과 관련한 일련의 공정에 대한 효율성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치를 제공한다.
반도체 제조장비, 칩, 리드, 프레스 장치, 픽업 장치, 리드 픽커, 리드 매거진, 스톱퍼

Description

반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치{Lid stopper equipment for semiconductor production}
도 1은 본 발명에 따른 리드 스톱퍼 장치의 일 구현예를 나타내는 정면도
도 2는 도 1의 측면도
도 3a 내지 3d는 도 1의 동작상태를 나타내는 정면도
도 4는 본 발명에 따른 리드 스톱퍼 장치의 다른 구현예를 나타내는 정면도
도 5는 도 4의 측면도
도 6a 내지 6d는 도 4의 동작상태를 나타내는 정면도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 리드 픽커 11 : 리드 매거진
12 : 스톱퍼 블럭 13 : 리드 수용부
14 : 가이드면 15 : 가이드홈
16 : 가이드바 17 : 리드 흡착부
18 : 리드
본 발명은 열방출 등을 위해 칩의 상면에 부착되는 리드의 픽업시 리드를 1장씩 정확하게 픽업할 수 있도록 해주는 스톱퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리드 픽업시 매거진측에 각각 스톱퍼 수단을 구비하여 1장 이상의 리드가 픽업되는 경우 이를 제거하여 정확하게 1장의 리드만을 픽업할 수 있도록 함으로써, 리드 프레스 공정시 리드 로딩 불량 등의 문제를 해소할 수 있는 등 리드의 부착 등과 관련한 일련의 공정에 대한 효율성을 높일 수 있는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치에 관한 것이다.
최근의 전자 산업이 경량화, 소형화, 고속화, 다기능화 및 고성능화되어 감에 따라 보다 높은 신뢰성을 가지는 제품을 저렴하게 제조하는 기술이 요구되고 있다.
이와 같은 요구 조건의 실현을 가능하게 하기 위한 중요한 기술중의 하나가 패키지 기술이다.
반도체칩의 고성능화 및 고속화에 수반하여 반도체칩 패키지는 TSOP(thin small outline pakage)에서 BGA(ball grid array) 또는 CSP(chip size pakage)를 거쳐 플립칩 기술로 발전하고 있다.
이러한 플립칩 기술은 기존의 BGA 등에 비해 동일한 단일면적 내에 더 큰 칩을 설계할 수 있는 장점이 있어 개발이 한층 가속화되고 있다.
그러나, 상기 플립칩 기술의 경우 칩에 대한 몰딩을 하지 않기 때문에 패키지의 견고성이나 열적 방출에는 상대적으로 약한 면이 있고, 이를 해결하기 위하여 칩이 세팅되는 중앙부분에 중공부가 형성된 형태의 스티프너와 사각판 형태의 히트 스프레더를 접착시켜 고정함으로써 칩을 보호하고 열을 방출하도록 설계된다.
예를 들면, 플립칩 등과 같이 열이 많이 발생하는 칩의 경우, 히트 스프레더 등과 같이 열전도율이 높은 재질의 리드(Lid)를 구비하여 발생된 열을 칩 외부로 방출시키고 있다.
보통 위와 같은 리드는 픽커 수단에 의해 칩 상면에 어태치 된 후 프레스 장치를 통해 부착된다.
상기 프레스 장치는 칩의 상면에 열전도율이 높은 재질의 리드를 부착하는 장비로서, 보트(Boat) 등에 안착되어 있는 다수의 칩 상면에 리드를 덮은 후 프레스로 가압하여 부착하는 방식으로 이루어져 있다.
이러한 프레스 장치측으로 리드를 공급하는 일은 리드 픽커가 담당하게 되며, 이를 위하여 리드 픽커는 리드 매거진에서 리드를 픽업하여 보트상에 안착된 칩 위에 리드를 올려놓게 된다.
이때, 리드가 1장씩 픽업되어야 하는데, 리드와 리드 사이의 진공으로 인해 서로 들어붙어 있는 경우가 많이 있고, 이로 인해 리드가 2장씩 픽업되면서 프레스 장치에서의 리드 로딩 불량이 발생하는 문제점이 있다.
이는 리드 가공시 여러장을 한번에 가공하는 과정에서 리드와 리드 사이에 진공이 형성되어 들러붙는 현상이 발행하고, 리드 매거진에 여러장이 차곡차곡 적 재되기 때문에 하중에 의해 진공이 형성되어 들러붙기 때문이다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 리드 매거진 일측에 스톱퍼 수단을 구비하여 리드 픽커가 1장 이상의 리드를 픽업하더라도 리드 픽커의 픽업동작시 또는 수평이동시 스톱퍼에 걸려 1장의 리드가 떨어지도록 하는 장치를 구현함으로써, 1장의 리드만 정확하게 픽업할 수 있게 되는 동시에 잘못 픽업된 나머지의 리드는 리드 매거진에 다시 적재되도록 할 수 있으며, 이에 따라 리드 프레스 공정시 리드 로딩 불량 등의 문제를 완전히 해소할 수 있고, 궁극적으로 리드의 부착 등과 관련한 일련의 공정에 대한 효율성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예에 따른 리드 스톱퍼 장치는 리드 픽커와 리드 매거진을 포함하면서 리드를 픽업할 수 있는 반도체 제조장비에 있어서, 상기 리드 매거진에는 적층된 다수의 리드를 수용할 수 있는 스톱퍼 블럭을 구비하여 상기 리드 매거진 속의 리드 픽업 후 리드 픽커의 수평이동시 블럭 상단과의 간섭을 통해 리드를 떨어뜨리는 방식으로 1장의 리드만 픽커에 픽업될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스톱퍼 블럭은 아래로 떨어지는 리드의 정확한 적재를 위하여 블 럭 내측의 리드 수용부의 상단부에 형성되는 다수의 경사진 형태의 가이드면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드 픽커에는 리드의 외곽을 둘러싸는 형태로 리드의 정확한 픽업상태를 잡아줄 수 있는 다수의 가이드바가 갖추어져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드 픽커의 가이드바는 리드두께의 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드 픽커의 4면 둘레를 따라 형성되는 가이드바 중에서 적어도 서로 마주보는 2면에 위치되는 가이드바는 리드두께의 2배의 높이를 가지는 동시에 리드 매거진에 형성되는 가이드홈을 통해 수평진행될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리드 스톱퍼 장치의 여러 구현예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 리드 스톱퍼 장치를 나타내는 정면도와 측면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 칩 상면에 부착되는 리드의 로딩작업은 리드 공급 영역에 배치되는 리드 매거진(11)과 리드 프레스 영역에 배치되는 리드 프레스 장치(미도시) 사이를 오가는 리드 픽커(10)에 의해 수행된다.
이때의 리드 공급 영역과 리드 프레스 영역은 수동 또는 자동으로 리드를 부착하는 장비에 속할 수 있다.
이러한 리드 픽커(10)의 동작을 위한 트랜스퍼 수단은 스텝모터를 동력원으 로 하고 볼스크류 전동장치를 작동원으로 하는 통상의 이동수단이나 1축 로봇 등을 적용할 수 있다.
상기 리드 픽커(10)는 진공압 조성이 가능한 흡착패드 등을 포함하는 리드 흡착부(17)를 포함하며, 이것을 이용하여 리드를 흡착하는 방식으로 픽업할 수 있고, 복수 개의 한세트로 구성되는 것이 보통이다.
이와 같은 리드 픽커(10)는 리드 매거진(11)이 있는 위치에 도달한 후 상하 동작과 매거진 상부를 가로지르는 수평이동을 통해 리드를 픽업하여 프레스 장치측으로 공급할 수 있게 된다.
한편, 리드의 탑재를 위한 리드 매거진(11)은 여러 개의 리드를 차곡차곡 적층시킨 상태로 수용할 수 있으며, 이에 따라 리드 픽커(10)는 리드 매거진(11) 속에 들어 있는 리드를 위에 있는 것부터 하나씩 픽업하여 가져갈 수 있고, 리드가 매거진으로부터 빠져나가는 것만큼 적재되어 있던 리드의 높이는 보상이 될 수 있게 된다.
이러한 리드의 높이 보상은 통상적인 방식을 따른다.
따라서, 리드 픽커(10)는 정해진 상하 스트로크 내에서 동작하면서 리드 매거진911) 속의 리드를 픽업하여 가져갈 수 있게 된다.
상기 리드 매거진(11)의 상부, 예를 들면 리드가 픽업되는 상부에는 스톱퍼 블럭(12)이 설치되며, 이때의 스톱퍼 블럭(12)에는 매거진측과 곧바로 연통되면서 리드를 수용할 수 있는 리드 수용부(13)가 갖추어져 있어서 매거진에 탑재되는 리드는 적층된 상태 그대로 스톱퍼 블럭(12)의 리드 수용부(13)까지 연장될 수 있게 된다.
이에 따라, 리드 픽커(10)는 실질적으로 스톱퍼 블럭(12)까지 올라와 있는 리드를 픽업하여 가져갈 수 있게 된다.
여기서, 상기 스톱퍼 블럭은 리드 매거진에 속하는 하나의 구성요소로 정의할 수 있다.
이렇게 스톱퍼 블럭(12)으로부터 리드를 픽업함에 따라 리드 픽업 후 리드 픽커(10)의 수평이동시 블럭 상단과의 간섭을 통해 리드를 떨어뜨리는 방식으로 1장의 리드만을 픽업할 수 있게 된다.
예를 들면, 리드 픽커(10)가 하강하여 리드를 흡착한 다음 재차 정해진 위치까지 상승한 후 그 위치에서 수평이동하게 되므로서, 리드 픽커(10)에 여러장이 붙어서 딸려 올라온 경우 리드 픽커(10)의 리드 흡착부(17) 저면에 붙어 있는 1장의 리드를 제외한 나머지 리드들은 스톱퍼 블럭(12)의 상단에 막혀 밑으로 떨어질 수 있게 된다.
결국, 리드 픽커(10)에는 1장의 리드만이 남게 되고, 이것이 리드 프레스 장치측으로 공급될 수 있게 된다.
한편, 아래로 떨어진 리드들은 재차 스톱퍼 블럭(12)의 리드 수용부(13) 내에 전과 마찬가지로 가지런히 적재될 수 있게 되는데, 이를 위하여 리드 수용부(13)의 내측 상단부에는 아래로 경사진 형태의 다수의 가이드면(14)이 갖추어져 있다.
이러한 가이드면(14)은 리드 수용부(13)의 벽면 둘레를 따라가면서 적당한 위치에 적절한 수로 형성되면서 밑으로 떨어지는 리드를 중심쪽으로 유도하는 역할, 즉 정위치를 잡아주는 역할을 하게 되므로, 리드가 정확히 놓여질 수 있게 된다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 구현예에 따른 리드 스톱퍼 장치의 동작상태를 보여주는 정면도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 리드 픽커(10)가 리드를 잡기 위해 픽업 위치에 도달하면 이때부터 하강동작을 수행한다.
리드 픽커(10)의 하강동작에 의해 그 하단의 리드 흡착부(17)는 스톱퍼 블럭(12)의 리드 수용부(13) 내로 진입하게 되고, 계속해서 가장 윗쪽에 적재되어 있는 리드를 흡착하게 된다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 이렇게 리드 흡착부(17)를 통해 리드 흡착과정을 마치게 되면, 이때부터 리드 픽커(10)는 상승동작을 수행한다.
이때, 리드 흡착부(17)에는 1장 이상의 리드가 함께 붙어서 딸려 올라오는 경우가 있을 수 있다.
리드 픽커(10)가 하강 및 상승 동작하는 거리, 즉 상하 스트로크는 스톱퍼 블럭(12)의 상단 높이를 고려하여 미리 설정되어 있으며, 리드 픽커(10)가 정해진 위치에서 상승 동작을 완료하면, 이때부터 수평방향으로 이동을 시작하게 된다.
예를 들면, 리드 픽커의 상승 동작 완료 위치는 리드 흡착부에 흡착되어 있는 1장의 리드두께 정도만 간신히 블럭 상단에 간섭을 받지 않고 수평 진행될 수 있는 정도의 위치로 설정할 수 있다.
도 3c에 도시한 바와 같이, 리드 픽커(10)가 수평방향으로 이동을 시작하게 되면, 리드 흡착부(17)의 저면에 흡착되어 있는 1장의 리드를 제외한 나머지 리드들은 리드 픽커(10)의 이동과 함께 스톱퍼 블럭(12)의 상단부에 상대적으로 걸려지면서 아래로 떨어지게 되고, 결국 리드 픽커(10)의 리드 흡착부(17)에는 1장의 리드만 남게 된다.
도 3d에 도시한 바와 같이, 스톱퍼 블럭(12)과의 접촉 간섭을 이용하여 1장 이외의 나머지 리드를 떨어뜨린 리드 픽커(10)는 1장의 리드만 정확하게 픽업한 상태로 리드 프레스 장치측으로 이동하여 리드를 공급할 수 있게 되고, 아래로 떨어진 나머지 리드들은 재차 리드 수용부(13) 내에 전과 마찬가지로 가지런한 상태로 적재될 수 있게 된다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 리드 스톱퍼 장치의 다른 구현예를 나타내는 정면도와 측면도로서, 여기서는 리드의 픽업상태를 보다 정확하고 안정감있게 잡아줄 수 있는 가이드수단을 제공한다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 리드 픽커(10)가 갖는 리드 흡착부(17)의 저면에는 아래로 일정길이 돌출되는 형태의 가이드바(16)가 다수 형성되어 리드 흡착부(17)에 흡착되는 리드의 외곽을 안정적으로 지지해줄 수 있게 된다.
이때의 가이드바(16)는 리드 흡착부(17)의 저면에서 사각형태의 리드의 외곽을 둘러싸는 형태로 배치되며, 이에 따라 리드는 각 가이드바(17)가 조성하는 영역 내측으로 정확하게 안착될 수 있으므로 그 틀어짐 등이 방지될 수 있게 된다.
특히, 상기 각각의 가이드바(16)는 리드두께의 높이를 가질 수 있으며, 이에 따라 리드 흡착부(17)의 저면에 흡착된 1장의 리드에 대해서만 지지할 수 있고, 그 아래쪽으로 달라붙는 나머지 리드들은 가이드바에 의한 보호를 받을 수 없게 된다.
또한, 이러한 가이드바(16)들은 서로 다른 높이를 가질 수 있다.
예를 들면, 리드 픽커(10)가 갖는 리드 흡착부(17)의 4면 둘레를 따라 형성되는 가이드바(16) 중에서 서로 마주보고 있는 나란한 2면에 위치되는 가이드바(16b)들은 리드두께의 2배의 높이를 가질 수 있고, 나머지 2면에 위치한 가이드바(16a)들은 리드두께의 높이를 가질 수 있다.
이렇게 가이드바의 높이를 차별화함으로써 리드 초기 흡착시 리드들이 틀어진 상태로 적재되어 있는 경우 높이가 다른 가이드바, 즉 리드두께의 2배의 높이를 갖는 가이드바가 리드들의 외곽 둘레는 쳐주면서 바로잡는 형태로 리드를 정렬시킬 수 있게 되고, 이에 따라 리드의 보다 정확한 픽업상태를 확보할 수 있게 된다.
한편, 리드 픽커(10)의 수평이동시 위와 같은 리드두께의 2배의 높이를 갖는 가이드바(16b)의 진행 간섭을 피하기 위하여, 스톱퍼 블럭(12)에는 상기 가이드바(16b)가 지나갈 수 있는 가이드홈(15)이 대응되는 위치 및 높이에 맞는 깊이로 형성된다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 구현예에 따른 리드 스톱퍼 장치의 동작상태를 보여주는 정면도이다.
여기서 이루어지는 픽업동작은 위의 일 구현예에서 설명한 픽업동작과 동일한 순서로 진행되므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 리드 픽커의 하강 및 상승 동작에 의해 픽업된 리드의 경우 가이드바 에 의해 그 외곽둘레가 지지되고 있는 상태에서 차이가 있으며, 따라서 이때의 리드는 보다 더 안정적으로 흡착된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은 리드 픽업시 리드 픽커가 1장 이상의 리드를 픽업하더라도 리드 픽커의 픽업동작시 또는 수평이동시 1장만 남기고 나머지는 떨어뜨릴 수 있는 수단을 제공함으로써, 1장의 리드만 정확하게 픽업할 수 있게 되는 동시에 잘못 픽업된 나머지의 리드는 리드 매거진에 다시 적재되도록 할 수 있으며, 따라서 리드 프레스 공정시 리드 로딩 불량 등의 문제를 완전히 해소할 수 있는 장점이 있고, 더 나아가 리드의 부착 등과 관련한 일련의 공정에 대한 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 리드 픽커(10)와 리드 매거진(11)을 포함하면서 리드를 픽업할 수 있는 반도체 제조장비에 있어서,
    상기 리드 매거진(11)에는 적층된 다수의 리드를 수용할 수 있는 스톱퍼 블럭(12)을 구비하여 상기 리드 매거진(11) 속의 리드 픽업 후 리드 픽커(10)의 수평이동시 블럭 상단과의 간섭을 통해 리드를 떨어뜨리는 방식으로 1장의 리드만 픽커에 픽업될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스톱퍼 블럭(12)은 아래로 떨어지는 리드의 정확한 적재를 위하여 블럭 내측의 리드 수용부(13)의 상단부에 형성되는 다수의 경사진 형태의 가이드면(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 리드 픽커(10)에는 리드의 외곽을 둘러싸는 형태로 리드의 정확한 픽업상태를 잡아줄 수 있는 다수의 가이드바(16)가 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 리드 픽커(10)의 가이드바(16)는 리드두께의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 리드 픽커(10)의 4면 둘레를 따라 형성되는 가이드바(16) 중에서 적어도 서로 마주보는 2면에 위치되는 가이드바(16)는 리드두께의 2배의 높이를 가지는 동시에 리드 매거진(11)에 형성되는 가이드홈(15)을 통해 수평진행될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 리드 스톱퍼 장치.
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