KR100791004B1 - 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 관한 것으로서, 대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드; 상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및 상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 흡착 패드 입구 주변의 공기가 패드 홀더 내부로 흡입되게 하여 외부 이물질로 인한 대상물 및 대상물 주변 장비들의 오염을 방지할 수 있으며, 별도의 부수적인 진공압 소멸 장치가 불필요하여 장비를 단순화시키고, 설치비용을 절감할 수 있으며, 대상물을 안전하고 정확한 시기에 신속하게 흡착 및 탈거할 수 있고, 대상물을 진공상태에서도 강제 이탈시킬 수 있게 하여 즉각적인 진공압제어 및 대상물 이격 동작제어를 가능하게 하는 효과를 갖는다.

Description

진공 흡착형 피커 및 피킹 방법{Vacuum type picker and picking method}
도 1은 종래의 진공 흡착형 피커의 대상물 진공 흡착 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 진공 흡착형 피커의 대상물 무진공 탈거 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 흡착형 피커의 대상물 진공 흡착 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 진공 흡착형 피커의 대상물 진공 강제 이탈 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 강제 이격장치의 푸쉬바 가압장치의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은 도 5의 제 1 자성체와 제 2 자성체를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 7은 도 3의 푸쉬바 가압장치의 다른 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 8은 도 3의 푸쉬바 가압장치의 또 다른 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는 도 3의 푸쉬바 가압장치의 또 다른 일례를 나타내는 확대 단면도이 다.
도 10은 도 3의 푸쉬바 가압장치의 또 다른 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 11은 도 3의 강제 이격장치의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 3의 강제 이격장치의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 3의 강제 이격장치의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 3의 강제 이격장치의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
본 발명은 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker) 및 피킹 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지 제조공정을 예를 들어 설명하면, 폴리이미드(Polyimide) 등의 필름에 기판 회로배선이 형성된 스트립 상태의 테이프 배선기판이 마련되고, 이러한 테이프 배선기판의 상부에 비전도성 에폭시 수지 재질 등의 접착제로 반도체 칩들이 각 패키지 영역에 부착되고, 복수의 패키지 영역 단위로 그룹화되어 그룹 성형물을 형성한다.
이와 같은 테이프 배선기판은 공정 진행과정에서 취급이 용이하도록 일정 길이 단위로 커팅되어 캐리어 프레임에 고정한 반도체 칩 패키지로 제조될 수 있는 것이다.
이어서, 테이프 배선기판의 배면에 형성된 구멍으로 노출된 본딩 볼 랜드 부분에 솔더 볼이 가부착되고 고온에서 리플로우(reflow) 공정을 거쳐 부착이 완료되면 소잉소터시스템에 의해 반제품 반도체 패키지를 절삭, 검사, 이송 및 적재하는 작업이 연속적으로 수행되면서 반도체 패키지를 제조하게 된다.
이 때, 이러한 반도체 패키지 제조 과정에서 설비의 청결도와 정확도가 매우 중요한 것으로서, 상기 반도체 패키지를 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 다시 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)가 널리 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 종래의 진공 흡착형 피커(1)는, 대상물(2)과 접촉되는 흡착 입구(3a)를 갖는 흡착 패드(3) 및 상기 흡착 패드(3)와 연통되는 진공라인(5)이 개설된 패드 홀더(6)로 이루어지는 구성이다.
여기서, 상기 흡착 패드(3)는, 연질의 탄성 고무나 실리콘이나 합성수지 등으로 제작되고, 상기 패드 홀더(6)는, 상기 진공라인(5)을 통해 진공압 형성장치(7)와 연결되며, 상기 진공라인(5)에는, 밸브 제어부(8)의 제어신호에 의해 상기 진공라인(5)을 차단하는 동시에 외부 통기관(9)을 개방하여 상기 패드 홀더(6) 내부의 진공압을 대기압 상태로 환원하는 통기밸브(4)가 설치된다.
따라서, 종래의 진공 흡착형 피커(1)의 작동 과정을 단계적으로 설명하면, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 진공 흡착형 피커(1)의 대상물 진공 흡착 상태에서는, 상기 진공압 형성장치(7)가 가동되어 상기 패드 홀더(6) 내부에 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(3)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 타 장소로 이송할 수 있는 것이다.
이 때, 상기 통기밸브(4)는, 상기 밸브 제어부(8)로부터 진공 흡착 제어신호를 인가받아 진공 흡착 모드 상태인 것으로서, 상기 진공라인(5)을 개방하는 동시에 상기 외부 통기관(9)을 폐쇄하여 상기 진공라인(5)의 진공압이 상기 패드 홀더(6)에 전달될 수 있게 한다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 진공 흡착형 피커(1)의 대상물 무진공 탈거 상태에서는, 상기 진공압 형성장치(7)가 그대로 가동되거나, 가동을 중단한 상태에서, 상기 외부 통기관(9)을 통해 외부 공기가 상기 패드 홀더(6)에 내부로 공급되어 내부 진공압이 대기압 상태로 환원되고, 대기압 상태에서는 흡착력이 소멸되어 상기 흡착 패드(3)로부터 상기 대상물(2)이 탈거 또는 자연 낙하될 수 있는 것이다.
이 때, 상기 통기밸브(4)는, 상기 밸브 제어부(8)로부터 무진공 탈거 제어신호를 인가받아 무진공 탈거 모드 상태인 것으로서, 상기 진공라인(5)을 폐쇄하는 동시에 상기 외부 통기관(9)을 개방하여 상기 패드 홀더(6)의 내부로 외부 공기를 공급함으로써 진공압을 대기압 상태로 환원하여 흡입력을 소멸시킬 수 있는 것이다.
그러나, 이러한 종래의 진공 흡착형 피커(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 대상물(2)의 무진공 탈거 상태시, 상기 외부 통기관(9)을 통해 흡입된 상기 외부의 공기가 상기 패드 홀더(6) 내부를 지나 상기 흡착 패드(3)의 흡착 입구(3a)를 거쳐 대상물(2) 및 대상물(2) 주변까지 도달되는 것으로서, 이러한 과정에서 외부의 이 물질이 상기 패드 홀더(6) 내부를 오염시키는 것은 물론, 상기 대상물(2), 즉 극도의 청결도를 유지하여야 하는 반도체 패키지 표면이나 기타 장비들을 직접적으로 오염시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 진공 흡착형 피커(1)는, 외부의 공기를 상기 패드 홀더(6) 내부로 공급하기 위하여 별도의 외부 통기관(9)과, 통기밸브(4)와, 밸브 제어부(8) 및 도시하진 않았지만, 외부 통기관(9)으로 공급되는 공기의 질을 향상시키기 위하여 각종 필터 등 부수적인 여러가지 장치가 반드시 필요했었던 문제점이 있었다.
또한, 종래의 진공 흡착형 피커(1)는, 외부의 공기가 외부 통기관(9)을 통해 상기 패드 홀더(6) 내부로 공급되는 속도가 급속하게 이루어지는 경우, 흡착되어 있던 대상물(2)이 순간적으로 튕겨 나가서 엉뚱한 위치로 비산되고, 공기 공급 속도가 너무 느리게 이루어지는 경우, 대상물(2) 탈거가 느리게 이루어지거나 정확한 탈거 시점을 맞출 수 없어서 이송이 실패하는 등, 상기 통기밸브(4)의 정밀한 유량제어 실패로 인한 부정확한 흡착 및 탈거 동작 현상이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 진공 흡착형 피커(1)는, 상기 진공라인(5)이 폐쇄되더라도 상기 패드 홀더(6) 내부에 소정 시간동안 진공압이 유지되고, 이러한 진공압의 지속 및 잔류 현상으로 인하여 신속하고 즉각적인 진공압 제어가 어려웠었던 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대상물을 진공상태 에서 강제로 이탈시킴으로써 흡착 패드 입구 주변의 공기가 패드 홀더 내부로 흡입되게 하여 외부 이물질로 인한 대상물 및 대상물 주변 장비들의 오염을 방지할 수 있게 하는 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래의 외부 통기관 및 외부 통기관과 연결된 통기밸브나 밸브 제어부나 필터 등 별도의 부수적인 대기압 환원 장치 및 진공압 소멸장치가 불필요하여 장비를 단순화시키고, 설치비용을 절감할 수 있게 하는 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 강제 이격장치의 이격력 조정이 용이하여 대상물을 안전하고 정확한 시기에 신속하게 흡착 및 탈거할 수 있게 하는 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 진공라인이 폐쇄되는 즉시 작동하는 강제 이격장치가 대상물을 진공상태에서도 신속하게 강제 이탈시킬 수 있게 하여 즉각적인 진공압 제어 및 대상물 이격 동작제어를 가능하게 하는 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공 흡착형 피커는, 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서, 대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드; 상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및 상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이 격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 강제 이격수단은, 상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바; 및 상기 패드 홀더와, 상기 푸쉬바 사이에 설치되고, 상기 푸쉬바를 전진 가압하는 푸쉬바 가압장치;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 푸쉬바 가압장치는, 상기 패드 홀더와 푸쉬바에 각각 설치된 자성체의 자력을 이용하거나, 상기 패드 홀더와 푸쉬바 사이에 설치된 탄성 스프링의 복원력을 이용하거나, 상기 푸쉬바 사이에 설치된 중량체의 중력을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 패드 홀더와 푸쉬바에 각각 설치된 자성체의 자력을 이용하는 경우, 상기 푸쉬바 가압장치는, 상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 자성체; 및 상기 패드 홀더 내측 가이드면을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 제 1 자성체와 척력이 작용하도록 일측면이 상기 제 1 자성체의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되며, 타측면에 상기 푸쉬바가 고정되는 제 2 자성체;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체는 원판 형상이고, 상기 대상물로의 진공압 전달이 가능하도록 적어도 하나 이상의 통공이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체는 영구자석인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 강제 이격수단은, 상기 패드 홀더 내부에 설 치되고, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 피스톤; 상기 패드 홀더와, 상기 피스톤 사이에 설치되고, 상기 피스톤을 전진 가압하는 실린더; 및 상기 실린더에 유압 제어신호를 인가하여 상기 실린더를 유압 제어하는 유압 제어부;를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 강제 이격수단은, 상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 가동대; 상기 패드 홀더와, 상기 가동대 사이에 설치되고, 상기 가동대를 승하강시키는 랙기어 및 피니언기어 조합; 상기 피니언기어를 정회전 및 역회전시키는 모터; 및 상기 모터에 제어신호를 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 강제 이격수단은, 상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 가동대; 상기 패드 홀더와, 상기 가동대 사이에 설치되고, 상기 가동대를 나사 관통하는 나사봉; 상기 가동대가 전후진 가능하도록 나사봉을 나사 정회전 및 역회전시키는 모터; 및 상기 모터에 제어신호를 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 강제 이격수단은, 상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 모터에 의해 회전하는 구동 풀리와, 종동 풀리 및 벨트로 이루어지는 벨트 조합; 상기 벨트의 일측에 설치되어 벨트의 회동에 따라 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 가동대; 및 상기 모터에 제어신호를 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 진공 흡착형 피커는, 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서, 대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드; 상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바; 상기 패드 홀더와, 상기 푸쉬바 사이에 설치되고, 상기 푸쉬바를 전진 가압할 수 있도록 상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 영구자석; 및 상기 패드 홀더 내측 가이드면을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 제 영구자석과 척력이 작용하도록 일측면이 상기 제 1 영구자석의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되며, 타측면에 상기 푸쉬바가 고정되는 제 2 영구자석;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 진공 흡착형 피킹 방법은, 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피킹(picking) 방법에 있어서, 흡착 입구를 갖는 흡착 패드가 대상물과 접촉되고, 진공라인이 개설된 패드 홀더가 상기 흡착 패드와 연통되며, 상기 패드 홀더에 설치된 강제 이격수단이 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 진공 흡착형 피킹 방법은, 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picking) 방법에 있어서, 흡착 입구를 갖는 흡착 패드가 대상물과 접촉되고, 진공라인이 개설된 패드 홀더가 상기 흡착 패드와 연통되며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바가, 상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 영구자석 및 상기 제 1 영구자석의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되는 제 2 영구자석에 의해 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 여러 실시예들에 따른 진공 흡착형 피커를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(10)는, 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물(2)을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 것으로서, 크게 흡착 패드(13)와, 패드 홀더(16) 및 강제 이격장치(14)를 포함하여 이루어지는 구성이다.
여기서, 상기 흡착 패드(13)는, 대상물(2)과 접촉되는 흡착 입구(13a)를 갖는 것으로서, 흡착시 상기 대상물(2)과의 밀착면 부피가 넓어질 수 있도록 연질의 탄성 고무나 실리콘이나 합성수지 등으로 제작되는 구성이다.
또한, 상기 패드 홀더(16)는, 상기 흡착 패드(13)와 연통되는 진공라인(15) 이 개설되는 것으로서, 진공 제어부(18)에 의해 제어되는 진공압 형성장치(17)와 연결되는 구성이다.
또한, 본 발명의 강제 이격장치(14)는, 상기 패드 홀더(16)에 설치되고, 상기 흡착 패드(13)에 진공 흡착된 대상물(2)을 상기 흡착 패드(13)로부터 강제로 이격시키는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 푸쉬바(11) 및 푸쉬바 가압장치(19)를 포함하여 이루어지는 구성이다.
여기서, 상기 푸쉬바(11)는, 상기 패드 홀더(16) 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물(2)과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드(13)의 흡착 입구(13a)의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 것이다.
이러한 상기 푸쉬바(11)는, 상기 대상물(2)과의 접촉시 상기 대상물을 보호할 수 있도록 그 선단이 둥글게 형성되거나, 연질의 탄성 고무나 실리콘이나 합성수지 등으로 제작되는 것이 가능하다.
또한, 상기 푸쉬바 가압장치(19)는, 상기 패드 홀더(16)와, 상기 푸쉬바(11) 사이에 설치되어 상기 푸쉬바(11)를 전진 가압하는 것으로서, 상기 패드 홀더(16)와 푸쉬바(11)에 각각 설치된 자성체의 자력을 이용하는 것이 가능하다.
즉, 이러한 자성체의 자력을 이용하는 상기 푸쉬바 가압장치(19)는, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 자성체(191) 및 제 2 자성체(192)로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제 1 자성체(191)는, 상기 패드 홀더(16) 내측에 고정되어 움직이지 않는 것으로서, 도시하지 않았지만, 상기 제 1 자성체(191)의 위치를 조정 하여 나사 등의 고정구로 고정할 수 있도록 별도의 위치 조정장치를 설치하여 상기 제 1 자성체(191) 및 제 2 자성체(192)의 자력에 따른 척력(F)의 세기를 조정하는 것도 가능하다.
또한, 상기 제 2 자성체(192)는, 상기 패드 홀더(16)의 내측 가이드면(16a)을 따라 승하강 자유롭게 설치되어 상기 제 1 자성체(191)와 척력(F)이 작용하도록 일측면이 상기 제 1 자성체(191)의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되며, 타측면에 상기 푸쉬바(11)가 고정되어 상기 푸쉬바(11)와 함께 상기 가이드면(16a)을 따라 승하강할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 1 자성체(191)와 제 2 자성체(192)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 원판 형상이고, 상기 대상물(2)로의 진공압 전달이 가능하도록 적어도 하나 이상(도면에서는 각각 4개)의 통공(193)이 형성되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 자성체(191) 및 제 2 자성체(192)는 서로 척력이 작용하도록 서로 대향하는 면의 극성이 동일한 영구자석인 것이 바람직하다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(10)의 작동 과정을 단계적으로 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태에서는, 상기 진공 제어부(18)로부터 온(ON)신호를 인가받은 상기 진공압 형성장치(17)가 가동되어 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송할 수 있는 것이다.
이 때, 상기 푸쉬바(11)는 상기 제 1 자성체(191)와 제 2 자성체(192)의 척 력(F)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘(이격력)이 작용하나 진공압에 의한 상기 흡착 패드(13)의 흡착력에 의해 강력하게 흡착된 상기 대상물(2)에 의해 밀려서 상기 흡착 패드(13)의 내부로 강제 후진되는 것이다.
즉, 상기 진공압 형성장치(17)의 가동에 의해 상기 패드 홀더(16) 내부에 형성된 진공도가 일정 수준 이상으로 높아지면, 상기 대상물(2)이 흡착 패드(13)에 흡착되려고 하는 흡착력이 높게 형성되고, 이렇게 형성된 상기 흡착력이, 상기 제 1 자성체(191)와 제 2 자성체(192)의 척력(F)으로 인해 상기 대상물(2)을 밀어내는 상기 푸쉬바(11)의 가압력 보다 큰 경우, 상기 대상물(2)은 상기 푸쉬바(11)에 의해 상기 흡착 패드(13)로부터 이격되지 않고, 강력한 흡착력으로 상기 흡착 패드(13)에 흡착된 상태를 유지할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 대상물(2)을 이동한 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 대상물(2)의 진공 강제 이탈 상태에서는, 상기 진공 제어부(18)로부터 오프(OFF)신호를 인가받은 상기 진공압 형성장치(17)가 가동을 중단하게 되어 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지고, 이로 인해 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지고, 상기 대상물(2)은 약한 내부 진공상태에서 상기 푸쉬바(11)에 의해 상기 흡착 패드(13)로부터 강제로 이탈될 수 있는 것이다.
이 때, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태로 인해 상기 흡착 패드(13)는 약한 흡착력을 갖게 되고, 상기 제 1 자성체(191)와 제 2 자성체(192)의 척력(F)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 상기 푸쉬바(11)의 힘(이격력) 이 상대적으로 강하게 작용하여 상기 약한 흡착력을 이기면, 상기 푸쉬바(11)는 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 탈거시킬 수 있는 것이다.
즉, 상기 진공압 형성장치(17)의 가동 중단에 의해 상기 패드 홀더(16) 내부에 형성된 진공도가 일정 수준 이하로 낮아지면, 상기 대상물(2)이 흡착 패드(13)에 흡착되려고 하는 흡착력이 일정 수준 이하로 형성되고, 이렇게 형성된 약한 흡착력이, 상기 제 1 자성체(191)와 제 2 자성체(192)의 척력(F)으로 인하여 상기 푸쉬바(11)가 상기 대상물(2)을 밀어내는 가압력 보다 작은 경우, 상기 대상물(2)은 상기 푸쉬바(11)에 의해 진공상태에서도 상기 흡착 패드(13)로부터 쉽게 이격될 수 있는 것이다.
그러므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 진공 흡착형 피커(10)는, 대상물(2)의 진공 강제 이탈시 흡착 패드(13)나 패드 홀더(16) 내부가 약한 진공상태에서 상기 대상물(2)이 푸쉬바(11)에 의해 강제 이격되기 때문에 순간적으로 상기 흡착 패드(13)의 흡착 입구(13a) 주변의 외부 공기가 상기 흡착 패드(13) 내부로 빨려 들어가고, 이로 인해 상기 흡착 패드(13) 내부의 오염물질이 외부로 누출되지 않고 오히려 대상물(2) 표면의 이물질이 상기 흡착 패드(13) 내부로 빨려 들어가서 대상물(2) 표면이나 근처 장비의 청결도를 크게 향상시키는 청소기 역할을 수행할 수 있는 것이다.
또한, 이러한 본 발명의 진공 흡착형 피커(10)는, 종래의 외부 통기관이나 통기 밸브, 밸브 제어부 등의 부수적인 장치가 불필요하여 장치의 구조를 단순화시 키고, 설비 제작비용을 절감할 수 있는 것이다.
또한, 상기 제 1 자성체(191) 및 제 2 자성체(192)의 설치 위치를 조정하거나 다양한 자력의 세기를 갖는 영구자석을 선택하여 설치하면 대상물(2)의 흡착 및 탈거 작동의 속도나 정확도를 쉽게 조절할 수 있고, 신속하고 즉각적인 작동을 가능하게 할 수 있는 것이다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(20)는, 상기 제 1 자성체(201)는 영구자석(203)이고, 상기 제 2 자성체(202)는 상기 제 1 자성체(201)와 대향하는 면의 극성 변화가 가능하도록 코일(205)이 설치된 전자석(204)을 설치하는 것도 가능하다.
여기서, 상기 코일(205)과 연결되어 상기 전자석(204)에 전류를 공급하는 제어부(206)를 더 설치하여, 상기 전자석(204)의 극성을 변화시킴으로써 상기 제 1 자성체(201)와 제 2 자성체(202) 사이에 서로 끌어 당기는 인력(F1)과, 서로 밀어 내는 척력(F2)이 선택적으로 작용할 수 있게 하는 것이 가능하다.
즉, 상기 제어부(206)는, 대상물 흡착시, 상기 영구자석(203)과 전자석(204) 사이에 인력(F1)이 작용하도록 상기 코일(205)에 인력 제어신호를 인가하고, 대상물 이탈시, 상기 영구자석(203)과 전자석(204) 사이에 척력(F2)이 작용하도록 상기 코일(205)에 척력 제어신호를 인가하는 것이 바람직하다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(20)의 작동 과정을 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 제 1 자성체(201)와 제 2 자성체(202) 사이에 서로 끌어 당기는 힘, 즉 인력(F1)이 작용하도록 제 1 자성체(201)의 N극과 대향하는 상기 제 2 자성체(202)(전자석)의 극성을 S극으로 만드는 인력 제어신호를 상기 제어부(206)가 상기 제 2 자성체(202)(전자석)에 인가하면, 상기 푸쉬바(11)가 인력(F1)에 의해 후진하면서 상기 대상물(2)을 가압하지 못하고, 상기 대상물(2)에는 오직 상기 흡입 패드(13)의 흡입력만 작용하여 보다 견고한 대상물(2)의 흡착이 가능해지는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 대상물(2)의 진공 강제 이탈시, 상기 제 1 자성체(201)와 제 2 자성체(202) 사이에 서로 밀어 내는 힘, 즉 척력(F2)이 작용하도록 제 1 자성체(201)의 N극과 대향하는 상기 제 2 자성체(202)(전자석)의 극성을 N극으로 만드는 척력 제어신호를 상기 제어부(206)가 상기 제 2 자성체(202)(전자석)에 인가하면, 상기 푸쉬바(11)가 척력(F2)에 의해 전진하면서 상기 흡착 패드(13)의 약한 흡착력을 이기고 상기 대상물(2)을 가압하여 대상물을 강제로 이격시킬 수 있는 것이다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(30)는, 상기 푸쉬바(11)를 가압하는 상기 푸쉬바 가압장치로서, 상기 패드 홀더(16)와 푸쉬바(11) 사이에 설치된 탄성 스프링(301)의 복원력(S)을 이용하는 것이 가능하다.
이러한 탄성 스프링(301)의 복원력을 이용하는 상기 푸쉬바 가압장치는, 가동체(302) 및 탄성 스프링(301)을 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
여기서, 상기 가동체(302)는, 상기 패드 홀더(16)의 내측 가이드면(16a)을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 푸쉬바(11)가 고정되는 것으로서, 상기 대상물(2)로의 진공압 전달이 가능하도록 적어도 하나 이상의 통공(303)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성 스프링(301)은, 상기 가동체(302)와 패드 홀더(16) 사이에 설치되고, 상기 가동체(302)를 하강시키는 방향으로 복원력(S)이 작용하는 것이다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(30)의 작동 과정을 설명하면, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 푸쉬바(11)는 상기 탄성 스프링(301)의 복원력(S)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 작용하나 상기 진공압에 의한 상기 흡착 패드(13)의 강한 흡착력에 의해 상기 대상물(2)에 의해 밀려 상기 흡착 패드(13)의 내부로 강제 후진되는 것이다.
즉, 강한 진공압에 의한 상기 흡착력이, 상기 대상물(2)을 밀어내는 상기 푸쉬바(11)의 가압력 보다 큰 경우, 상기 대상물(2)은 상기 푸쉬바(11)에 의해 상기 흡착 패드(13)로부터 이격되지 않고, 상기 흡착 패드(13)에 흡착된 상태를 유지할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지고, 상기 푸쉬바(11)가 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 푸쉬바(11)는, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 탄성 스프링(301)의 복원력에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 탈거할 수 있는 것이다.
즉, 상술된 상기 진공압 형성장치(17)의 가동 중단에 의해 상기 패드 홀더(16) 내부에 형성된 진공도가 일정 수준 이하로 낮아지면, 상기 대상물(2)이 흡착 패드(13)에 흡착되려고 하는 흡착력이 일정 수준 이하로 형성되고, 이렇게 형성된 약한 흡착력이, 상기 탄성 스프링(301)의 복원력(S)으로 인하여 상기 푸쉬바(11)가 상기 대상물(2)을 밀어내는 가압력 보다 작은 경우, 상기 대상물(2)은 상기 푸쉬바(11)에 의해 진공상태에서도 상기 흡착 패드(13)로부터 쉽게 이격될 수 있는 것이다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(40)는, 상기 푸쉬바(11)를 가압하는 상기 푸쉬바 가압장치로서, 상기 푸쉬바(11) 사이에 설치된 중량체의 중력(W)을 이용하는 것이 가능하다.
즉, 이러한 중량체의 중력을 이용하는 상기 푸쉬바 가압장치는, 상기 패드 홀더(16)의 내측 가이드면(16a)을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 푸쉬바(11)가 고정되며, 상기 푸쉬바(11)를 하강시키는 방향으로 중력(W)이 작용하도록 소정의 중량을 갖고, 상기 대상물(2)로의 진공압 전달이 가능하도록 적어도 하나 이상의 통공(402)이 형성되는 중량 가동체(401)를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(40)의 작동 과정을 설명하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 푸쉬바(11)는 상기 중량 가동체(401)의 중력(W)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 작용하나 상기 진공압에 의한 상기 흡착 패드(13)의 흡착력에 의해 상기 대상물(2)에 의해 밀려서 상기 흡착 패드(13)의 내부로 후진되는 것이다.
즉, 강한 진공압에 의한 상기 흡착력이, 상기 중량 가동체(401)의 중력(W)으로 인하여 상기 푸쉬바(11)가 상기 대상물(2)을 밀어내는 가압력 보다 큰 경우, 상기 대상물(2)은 상기 푸쉬바(11)에 의해 상기 흡착 패드(13)로부터 이격되지 않고, 상기 흡착 패드(13)에 흡착된 상태를 유지할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지고, 상기 푸쉬바(11)가 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 푸쉬바(11)는, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상 태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 중량 가동체(401)의 중력(W)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 탈거할 수 있는 것이다.
즉, 상술된 상기 진공압 형성장치(17)의 가동 중단에 의해 상기 패드 홀더(16) 내부에 형성된 진공도가 일정 수준 이하로 낮아지면, 상기 대상물(2)이 흡착 패드(13)에 흡착되려고 하는 흡착력이 일정 수준 이하로 형성되고, 이렇게 형성된 약한 흡착력이, 상기 중량 가동체(401)의 중력(W)으로 인하여 상기 푸쉬바(11)가 상기 대상물(2)을 밀어내는 가압력 보다 작은 경우, 상기 대상물(2)은 상기 푸쉬바(11)에 의해 진공상태에서도 상기 흡착 패드(13)로부터 강제 이격될 수 있는 것이다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(50)는, 상술된 중량 가동체(501)가 자성체(502)로 이루어지고, 상기 패드 홀더(16)와 중량 가동체(501) 사이에 고정 설치되고, 코일(504)이 설치되어 상기 중량 가동체(501)를 끌어 당길 수 있도록 자력(G)을 발생시키는 전자석(503) 및 상기 코일(504)과 연결되어 상기 전자석(503)에 전류를 공급하는 제어부(505)를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 제어부(505)는, 대상물 흡착시, 상기 중량 가동체(501)와 전자석(503) 사이에 끌어 당기는 힘, 자력(G)이 작용하도록 상기 코일(504)에 자력 발생 제어신호를 인가하고, 대상물 이탈시, 상기 전자석(503)과 중량 가동체(501) 사 이에 끌어 당기는 힘, 자력(G)이 작용하지 않도록 상기 코일(504)에 자력 중단 제어신호를 인가하는 것이다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(50)의 작동 과정을 설명하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 푸쉬바(11)는 상기 중량 가동체(501)의 중력(W)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 작용하나 상기 제어부(505)의 자력 발생 제어신호로 인해 상기 전자석(503)에 자력(G)이 발생되어 상기 중량 가동체(501)를 끌어 당기는 힘이 상기 푸쉬바(11)를 상기 흡착 패드(13) 내부로 후진시켜서 이를 상쇄함으로써 상기 진공압의 손실 없이 상기 흡착 패드(13)가 강한 흡착력을 유지하면서 상기 대상물(2)을 흡착할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지는 동시에 상기 제어부(505)의 자력 중단 제어신호로 인해 상기 전자석(503)에 자력 발생이 중단되어 상기 푸쉬바(11)가 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 푸쉬바(11)는, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 중량 가동체(501)의 중력(W)에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 강제 탈거할 수 있는 것이다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(60)는, 상기 강제 이격장치의 일종으로서, 피스톤(601)과, 실린더(602) 및 유압 제어부(603)를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
즉, 상기 피스톤(601)은, 상기 패드 홀더(16) 내부에 설치되는 것으로서, 선단이 상기 대상물(2)과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드(13)의 흡착 입구(13a)의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 것이다.
또한, 상기 실린더(602)는, 상기 패드 홀더(16)와, 상기 피스톤(601) 사이에 설치되는 것으로서, 상기 피스톤(601)을 전진 가압하는 것이다.
또한, 상기 제어부(603)는, 상기 실린더(602)에 수축 및 신장 유압 제어신호를 인가하여 상기 실린더(602)를 유압 제어하는 것이다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(60)의 작동 과정을 설명하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 피스톤(601)은, 상기 제어부(603)의 수축 유압 제어신호를 인가받은 상기 실린더(602)에 의해 수축되어 상기 흡착 패드(13) 내부로 후진되고, 상기 진공압의 손실 없이 상기 흡착 패드(13)가 강한 흡착력을 유지하면서 상기 대상물(2)을 흡착 할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지는 동시에, 상기 피스톤(601)은, 상기 제어부(603)의 신장 유압 제어신호를 인가받은 상기 실린더(602)에 의해 신장되어 상기 흡착 패드(13) 외부로 전진되고, 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 피스톤(601)은, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 실린더(602)의 유압에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 그 선단이 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 강제 탈거할 수 있는 것이다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(70)는, 상기 강제 이격장치의 일종으로서, 가동대(701)와, 랙기어(702) 및 피니언기어(703) 조합과, 모터(704) 및 제어부(705)를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
즉, 상기 가동대(701)는, 상기 패드 홀더(16) 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물(2)과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드(13)의 흡착 입구(13a)의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 것이다.
또한, 상기 랙기어(702) 및 피니언기어(703) 조합은, 상기 패드 홀더(16)와, 상기 가동대(701) 사이에 설치되는 것으로서, 상기 가동대(701)를 승하강시키도록 상기 가동대측에 설치되는 랙기어(702) 및 상기 랙기어(702)와 치합되어 상기 패드 홀더측에 설치되는 피니언기어(703)로 이루어진다.
또한, 상기 모터(704)는, 상기 피니언기어(703)를 정회전 및 역회전시키는 것이다.
또한, 상기 제어부(705)는, 상기 모터(704)에 정회전 및 역회전 제어신호를 인가하여 상기 모터(704)를 제어하는 것이다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(70)의 작동 과정을 설명하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 가동대(701)는, 상기 제어부(705)의 정회전 제어신호를 인가받은 상기 모터(704)의 정회전에 의해 상기 피니언기어(703)가 정회전하게 되어 상기 랙기어(702)의 상승에 의해 상기 흡착 패드(13) 내부로 후진되고, 상기 진공압의 손실 없이 상기 흡착 패드(13)가 강한 흡착력을 유지하면서 상기 대상물(2)을 흡착할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지는 동시에, 상기 가동대(701)는, 상기 제어부(705)의 역회전 제어신호를 인가받은 상기 모터(704)의 역회전에 의해 상기 피니언기어(703)가 역회전하게 되어 상기 랙기어(702)의 하강에 의해 상기 흡착 패드(13) 외부로 전진되고, 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 가동대(701)는, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 모터(704)의 회전력에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 그 선단이 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 강제 탈거할 수 있는 것이다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(80)는, 상기 강제 이격장치의 일종으로서, 가동대(801)와, 나사봉(802)과, 모터(803) 및 제어부(804)를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
즉, 상기 가동대(801)는, 상기 패드 홀더(16) 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물(2)과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드(13)의 흡착 입구(13a)의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 것이다.
또한, 상기 나사봉(802)은, 상기 패드 홀더(16)와, 상기 가동대(801) 사이에 설치되고, 상기 가동대(801)를 나사 관통하는 것이다.
또한, 상기 모터(803)는, 상기 가동대(801)가 전후진 가능하도록 나사봉(802)을 나사 정회전 및 역회전시키는 것이다.
또한, 상기 제어부(804)는, 상기 모터(803)에 정회전 및 역회전 제어신호를 인가하여 상기 모터(803)를 제어하는 것이다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(80)의 작동 과정을 설명하면, 도 13에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 가동대(801)는, 상기 제어부(804)의 정회전 제어신호를 인가받은 상기 모터(803)의 정회전에 의해 상기 나사봉(802)이 정회전하게 되어 상기 흡착 패드(13) 내부로 후진되고, 상기 진공압의 손실 없이 상기 흡착 패드(13)가 강한 흡착력을 유지하면서 상기 대상물(2)을 흡착할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지는 동시에, 상기 가동대(801)는, 상기 제어부(804)의 역회전 제어신호를 인가받은 상기 모터(803)의 역회전에 의해 상기 나사봉(802)이 역회전하게 되어 상기 흡착 패드(13) 외부로 전진되고, 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 가동대(801)는, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 모터(803)의 회전력에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 그 선단이 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 강제 탈거할 수 있는 것이다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(90)는, 상기 강제 이격장치의 일종으로서, 벨트(901) 조합과, 가동대(902) 및 제어부(903)를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
여기서, 상기 벨트(901) 조합은, 상기 패드 홀더(16) 내부에 설치되고, 모터(905)에 의해 회전하는 구동 풀리(906)와, 종동 풀리(907) 및 벨트(901)로 이루어지는 것이다.
또한, 상기 가동대(902)는, 상기 벨트(901)의 일측에 설치되고, 선단이 상기 대상물(2)과 접촉 가능하며, 벨트(901)의 회동에 따라 상기 흡착 패드(13)의 흡착 입구(13a)의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 것이다.
또한, 상기 제어부(903)는, 상기 모터(905)에 정회전 및 역회전 제어신호를 인가하여 상기 모터(905)를 제어하는 것이다.
따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착형 피커(90)의 작동 과정을 설명하면, 도 14에 도시된 바와 같이, 대상물 진공 흡착 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 강한 진공압이 형성되면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)가 상기 대상물(2)을 흡착하여 들어 올려서 이송하는 동안, 상기 가동대(902)는, 상기 제어부(903)의 정회전 제어신호를 인가받은 상기 모터(905)의 정회전에 의해 상기 벨트(901)가 정회동하게 되어 상기 벨트(901)의 상승 괘도를 따라 상기 흡착 패드(13) 내부로 후진되고, 상기 진공압의 손실 없이 상기 흡착 패드(13)가 강한 흡착력을 유지하면서 상기 대상물(2)을 흡착할 수 있는 것이다.
이어서, 원하는 장소로 상기 대상물(2)을 이동한 후, 진공 강제 이탈 상태시, 상기 패드 홀더(16) 내부에 진공압 형성이 약해지면, 상기 대상물(2)과 접촉된 상기 흡착 패드(13)의 흡착력이 급속하게 떨어지는 동시에, 상기 가동대(902)는, 상기 제어부(903)의 역회전 제어신호를 인가받은 상기 모터(905)의 역회전에 의해 상기 벨트(901)가 역회동하게 되어 상기 벨트(901)의 하강 괘도를 따라 상기 흡착 패드(13) 외부로 전진되고, 상기 흡착 패드(13)로부터 상기 대상물(2)을 약한 내부 진공상태에서 강제로 이탈시킬 수 있는 것이다.
이 때, 상기 가동대(902)는, 상기 흡착 패드(13) 내부에 형성된 약한 진공상태에 의한 약한 흡착력을 이기고, 상기 모터(905)의 회전력에 의해 상기 대상물(2)을 이격시키려는 힘이 상대적으로 상기 흡착력에 비해 강하게 작용하여 그 선단이 상기 흡착 패드(13)의 외부로 돌출 전진하면서 상기 대상물(2)을 강제 탈거할 수 있는 것이다.
한편, 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 상술된 본 발명의 진공 흡착형 피커는, 상기 진공압 형성장치(17)와 패드 홀더(16) 사이를 연결하는 진공라인(15)에 진공라인(15)의 선택적인 단속이 가능하도록 진공 차단 밸브(100)가 설치되고, 이러한 진공 차단 밸브(100)에 단속 제어 신호를 인가하는 진공 차단 제어부(101)를 더 설치하는 것도 가능하다.
즉, 상기 진공압 형성장치(17)의 가동과는 상관없이 상기 진공 차단 밸브(100)를 이용하여, 대상물 진공 흡착시 상기 진공 차단 밸브(100)를 개방시켜서 진공라인(15)을 통해 상기 진공압 형성장치(17)의 진공압력이 상기 패드 홀더(16) 내부로 전달되게 할 수 있고, 진공 강제 이탈시, 상기 진공 차단 밸브(100)를 폐쇄시켜서 진공압 형성장치(17)의 진공압력이 상기 패드 홀더(16) 내부로 전달될 수 없게 하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 진공 흡착형 피킹(picking) 방법은, 흡착 입구를 갖는 흡착 패드가 대상물과 접촉되고, 진공라인이 개설된 패드 홀더가 상기 흡착 패드와 연통되며, 상기 패드 홀더에 설치된 강제 이격수단이 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 것으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 진공 흡착형 피커(picking) 방법을 보다 상세하게 설명하면, 흡착 입구를 갖는 흡착 패드가 대상물과 접촉되고, 진공라인이 개설된 패드 홀더가 상기 흡착 패드와 연통되며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바가, 상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 영구자석 및 상기 제 1 영구자석의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되는 제 2 영구자석에 의해 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 진공 흡착형 피커 및 피킹 방법에 의하면, 대상물 강제 탈거시 흡착 패드 입구 주변의 공기가 패드 홀더 내부로 흡입되게 하여 외부 이물질로 인한 대상물 및 대상물 주변 장비들의 오염을 방지할 수 있으며, 별도의 부수적인 진공압 소멸 장치가 불필요하여 장비를 단순화시키고, 설치비용을 절감할 수 있으며, 대상물을 안전하고 정확한 시기에 신속하게 흡착 및 탈거할 수 있고, 대상물을 진공상태에서도 강제 이탈시킬 수 있게 하여 즉각적인 진공압제어 및 대상물 이격 동작제어를 가능하게 하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (21)

  1. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및
    상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지고,
    상기 강제 이격수단은,
    상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바; 및
    상기 패드 홀더와, 상기 푸쉬바 사이에 설치되고, 상기 푸쉬바를 전진 가압하는 푸쉬바 가압장치;를 포함하여 이루어지며,
    상기 푸쉬바 가압장치는, 상기 패드 홀더와 푸쉬바에 각각 설치된 자성체의 자력을 이용하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 푸쉬바 가압장치는,
    상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 자성체; 및
    상기 패드 홀더 내측 가이드면을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 제 1 자성체와 척력이 작용하도록 일측면이 상기 제 1 자성체의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되며, 타측면에 상기 푸쉬바가 고정되는 제 2 자성체;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체는 원판 형상이고,
    상기 대상물로의 진공압 전달이 가능하도록 적어도 하나 이상의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체는 영구자석인 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 자성체는 영구자석이고,
    상기 제 2 자성체는 상기 제 1 자성체와 대향하는 면의 극성 변화가 가능하도록 코일이 설치되는 전자석이며,
    상기 코일과 연결되어 상기 전자석에 전류를 공급하는 제어부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    대상물 흡착시, 상기 영구자석과 전자석 사이에 인력이 작용하도록 상기 코일에 인력 제어신호를 인가하고,
    대상물 이탈시, 상기 영구자석과 전자석 사이에 척력이 작용하도록 상기 코일에 척력 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및
    상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지고,
    상기 강제 이격수단은,
    상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바; 및
    상기 패드 홀더와, 상기 푸쉬바 사이에 설치되고, 상기 푸쉬바를 전진 가압하는 푸쉬바 가압장치;를 포함하여 이루어지며,
    상기 푸쉬바 가압장치는, 상기 푸쉬바 사이에 설치된 중량체의 중력을 이용하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 푸쉬바 가압장치는,
    상기 패드 홀더 내측 가이드면을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 푸쉬바가 고정되며, 상기 푸쉬바를 하강시키는 방향으로 중력이 작용하도록 소정의 중량을 갖는 중량 가동체;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 중량 가동체는, 자성체로 이루어지고,
    상기 패드 홀더와 중량 가동체 사이에 고정 설치되고, 코일이 설치되어 상기 중량 가동체를 끌어 당길 수 있도록 자력을 발생시키는 전자석; 및
    상기 코일과 연결되어 상기 전자석에 전류를 공급하는 제어부;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    대상물 흡착시, 상기 중량 가동체와 전자석 사이에 끌어 당기는 힘이 작용하도록 상기 코일에 자력 발생 제어신호를 인가하고,
    대상물 이탈시, 상기 전자석과 영구자석 사이에 끌어 당기는 힘이 작용하지 않도록 상기 코일에 자력 중단 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  15. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및
    상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지고,
    상기 강제 이격수단은,
    상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 피스톤;
    상기 패드 홀더와, 상기 피스톤 사이에 설치되고, 상기 피스톤을 전진 가압하는 실린더; 및
    상기 실린더에 유압 제어신호를 인가하여 상기 실린더를 유압 제어하는 유압 제어부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  16. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및
    상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지고,
    상기 강제 이격수단은,
    상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 가동대;
    상기 패드 홀더와, 상기 가동대 사이에 설치되고, 상기 가동대를 승하강시키는 랙기어 및 피니언기어 조합;
    상기 피니언기어를 정회전 및 역회전시키는 모터; 및
    상기 모터에 제어신호를 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  17. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및
    상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지고,
    상기 강제 이격수단은,
    상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 가동대;
    상기 패드 홀더와, 상기 가동대 사이에 설치되고, 상기 가동대를 나사 관통하는 나사봉;
    상기 가동대가 전후진 가능하도록 나사봉을 나사 정회전 및 역회전시키는 모터; 및
    상기 모터에 제어신호를 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  18. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더; 및
    상기 패드 홀더에 설치되고, 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 강제 이격수단;을 포함하여 이루어지고,
    상기 강제 이격수단은,
    상기 패드 홀더 내부에 설치되고, 모터에 의해 회전하는 구동 풀리와, 종동 풀리 및 벨트로 이루어지는 벨트 조합;
    상기 벨트의 일측에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 벨트의 회동에 따라 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 가동대; 및
    상기 모터에 제어신호를 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  19. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picker)에 있어서,
    대상물과 접촉되는 흡착 입구를 갖는 흡착 패드;
    상기 흡착 패드와 연통되는 진공라인이 개설된 패드 홀더;
    상기 패드 홀더에 설치되고, 선단이 상기 대상물과 접촉 가능하며, 상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바;
    상기 패드 홀더와, 상기 푸쉬바 사이에 설치되고, 상기 푸쉬바를 전진 가압할 수 있도록 상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 영구자석; 및
    상기 패드 홀더 내측 가이드면을 따라 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 제 영구자석과 척력이 작용하도록 일측면이 상기 제 1 영구자석의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되며, 타측면에 상기 푸쉬바가 고정되는 제 2 영구자석;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피커.
  20. 삭제
  21. 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 대상물을 진공 흡착하여 타장소로 이송하 고, 내려 놓는 진공 흡착형 피커(picking) 방법에 있어서,
    흡착 입구를 갖는 흡착 패드가 대상물과 접촉되고,
    진공라인이 개설된 패드 홀더가 상기 흡착 패드와 연통되며,
    상기 흡착 패드의 흡착 입구의 외측과 내측으로 돌출 및 수납이 가능하도록 전후진이 자유롭게 설치되는 푸쉬바가, 상기 패드 홀더 내측에 고정되는 제 1 영구자석 및 상기 제 1 영구자석의 대향 면과 동일 극성을 갖는 면끼리 대향하도록 설치되는 제 2 영구자석에 의해 상기 흡착 패드에 진공 흡착된 대상물을 상기 흡착 패드로부터 강제로 이격시키는 것을 특징으로 하는 진공 흡착형 피킹 방법.
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