KR100807106B1 - 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더 - Google Patents

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윤경중
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Abstract

본 발명은 반도체 장비 관련 T&R, 비젼 인스펙션 시스템, 소잉 소터 시스템, 반도체 테스트 핸들러, 기타 디바이스의 픽업과 회전을 필요로 하는 픽 앤 플레이스 시스템(Pick & Place System)에 적용되는 픽업실린더에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 업다운에 의한 진공흡착과 회전 구현 기능을 일체화하여 단일품으로 사용범위를 극대화하고, 비전기식의 공압 구동식의 구조에 의한 잔고장의 배제, 정밀한 회전 각도조절이 가능한 고정도 기능 및 업다운의 고정밀성, 초슬림 구조에 의한 제한된 설치공간에서 최대한 설비 가능은 물론 픽업에 따른 충격완충, 회전 및 업다운의 동작 감지 센서 장착이 가능하여 제품의 사용범위을 극대화한 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공함에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 소정의 거리를 업다운하는 업다운 실린더부(100)와, 이 업다운실린더부에 연동하는 진공흡착회전부(200)와, 이 진공흡착회전부의 회전구동을 제어하는 회전구동실린더부(300)를 포함하되, 상기 진공흡착회전부는 진공관로를 일체화시킨 볼스크류(210)의 회전기능을 회전구동실린더부가 구동시키도록 구성한 것에 특징이 있다.
업다운, 회전구동, 픽업실린더, 디바이스, 볼스크류, 마이크로미터 헤드

Description

업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더{PICK-UP CYLINDER IN ONE PIECE SIMULTANEOUSLY HAVING UP-DOWN AND ROTATION DRIVE}
도 1은 본 발명의 조립상태 일측 방향 사시도.
도 2는 본 발명의 정면 구성도.
도 3은 본 발명의 조립상태 타측 방향 사시도.
도 4는 본 발명의 측면 구성도.
도 5는 본 발명의 내부 결합관계를 보여주는 일부 단면 조립사시도.
도 6은 본 발명의 조립상태 단면도.
도 7은 본 발명의 분해사시도.
도 8은 본 발명의 구성부재 중 일부 부재를 절단하여 도시한 분해사시도.
도 9는 도 8의 업다운 실린더부 발췌도.
도 10은 도 8의 진공흡착회전부의 발췌도.
도 11은 도 8의 회전구동 실린더부의 발췌도.
도 12는 도 6의 업다운 실린더부의 완충수단 발췌 확대도.
도 13은 도 6의 진공흡착회전부의 일부 발췌확대도.
도 14는 도 6의 회전구동실린더부 발췌 확대도.
도 15는 도 14의 조립상태를 보여주는 분해 단면사시도.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 작동 단계도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
100: 업다운 실린더부 101: 실린더 하우징
103: 피스톤 104: 피스톤로드
110: 가이드플레이트 113: 플로팅부시
115: 스프링 116: 스토퍼링
200: 진공흡착회전부 201: 가이드블록
210: 볼스크류 211: 스크류
212: 너트 213: 진공관로
220, 221: 복열의 레이디얼 베어링 250: 흡착컵
300: 회전구동실린더부 310: 실린더실
320: 로타리 피스톤 330: 조인트블록
340: LM가이드 360: 로타리 커버
370: 스토퍼핀 380: 스프링
390: 마이크로미터 헤드
M1, M2, M3: 마그네트 S1, S2, S3, S4: 센서
본 발명은 반도체 장비 관련 T&R(Tape & Reel), 비젼 인스펙션(Vision Ispection) 시스템, 소잉 소터 시스템(Sawing Sortor System), 반도체 테스트 핸들러(Test Handler), 기타 디바이스(Device)의 픽업과 회전을 필요로 하는 픽 앤 플레이스 시스템(Pick & Place System)에 적용되는 픽업실린더에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는 본 발명은 업다운에 의한 진공흡착과 회전 구현 기능을 일체화하여 단일품으로 사용범위를 극대화하고, 비전기식의 공압 구동식의 구조에 의한 잔고장의 배제, 정밀한 회전 각도조절이 가능한 고정도 기능 및 업다운의 고정밀성, 초슬림 구조에 의한 제한된 설치공간에서 최대한 설비 가능은 물론 픽업에 따른 충격완충, 회전 및 업다운의 동작 감지 센서 장착이 가능하여 제품의 사용범위을 극대화한 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더에 관한 것이다.
일반적으로 T&R(Tape & Reel)은 팩킹(Packing) 방법의 하나로 대부분의 디바이스들은 포장할 때, 트레이(tray) 또는 튜브(tube)에 담아 포장을 하게 되어 있으나, 최근에는 트레이나 튜브상에 넣지 못할 정도로 작은 패키지들이 개발되었고, 부피도 덜 차지하기 때문에 릴(reel)의 포켓에 자재를 하나씩 넣고 테이프로 붙여 릴형태로 포장하는 형태로 제품화되고 있다.
이러한 패키지 공정에는 반도체 디바이스를 흡착하여 이송하는 단계가 포함된다.
다시 말하여, 반도체 디바이스(device)를 트레이(tray)로부터 테이프 앤 릴(T&R) 장비에 적용되는 캐리어 테이프의 포켓에 담거나, 케리어 테이프에 포장된 디바이스를 포켓으로부터 흡착하여 이송하는 단계 모두를 들 수 있고, 이러한 장비에 적용되는 기구로서 반드시 진공흡착 기능의 픽업실린더가 사용된다.
일 예를 들어, 케리어 테이프의 포켓에 라인상을 흐르는 트레이 내의 디바이스를 포장하기 위한 프로세스를 예를 들어 설명하면, 라인 상을 흐르는 트레이에 수납된 반도체 디바이스의 방향은 이 디바이스를 수납하는 케리어 테이프의 포켓의 방향과 장비의 배치나 기타 수반되는 공정 상에 따라서 90도 회전된 방향으로 배치되는 경우가 있다.
이러한 경우에는 반도체 디바이스를 이송하여 케리어 테이프의 포켓에 넣기위해 90도 회전하여야 한다.
그러나 종래의 이러한 픽커장치는 다수의 픽업실린더가 장착된 픽커모듈 전체를 회전시키는 방법에 의해 디바이스의 방향을 90도 회전시키고 있고, 이러한 구동방법은 장비의 비대화 및 오작동 발생시에 보수가 어려운 단점, 작업속도가 느리고 생산성에 한계가 있었다.
특히, 디바이스의 흡착을 위해 승강의 직진운동이 구현되는 픽업실린더을 다수개 장착한 모듈 전체를 항상 회전시킴으로서, 디바이스의 배치방향이 불규칙적인 경우, 예를 들어 포켓의 방향이 하나는 디바이스의 길이방향이고 하나는 폭방향의 직교상태로 형성될 경우에는 상기와 같은 픽커는 사용할 수 없는 사용의 제한이 있어 장비의 범용성을 제공하지 못하고 있다.
그리하여 최근에 디바이스의 픽업과 이 픽업된 디바이스를 회전시키는 전동식 구조의 리니어 로타리 앤 리니어 액츄에이터(Linear Rotary & Linear Actuator: SMAC HEAD)가 수입되어 반도체 장비에 적용되고 있다.
이러한 엑츄에이터는 토오크 제어가 가능하고 필요에 따라서 각도조절 및 업다운 스트로크 조절이 용이한 장점은 있다.
그러나, 상기 엑츄에이터는 하나에 고가(약 600만원 ~ 700만원)로 장비 한대에 다량 적용이 불가능하고 생산성에 한계가 있다.
특히, 잦은 고장(내부의 Voice Coil에서 기구적 결함, 불필요한 오동작)이 발생하는 단점으로 장비 전체를 멈추는 문제점이 있었다.
더욱이, 폭이 15mm로 15mm 피치의 다수 병렬 사용에 불가능하다.(현재의 트레이 특징상 15mm~25mm 피치 적용)
또, 전동식으로 별도의 컨트롤러가 필요하고, 해외 수입품으로 A/S가 미흡한 점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 문제되었던 단점과 고가의 수입품 보다 저렴한 비용으로 비전기식인 공압구동원에 의해 업다운 및 회전구동이 동시에 구현되는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명은 업다운, 진공흡착 및 회전기능을 일체화시킨 컴팩트한 구조로 사용의 편리성을 극대화한 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
또 본 발명은 별도의 전기적 제어가 필요치 않는 공압구동식 구조로 제공되어 잔고장이 없는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
또 본 발명은 회전의 정밀 각도조절이 가능하여 작동의 정밀성을 갖는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
또 본 발명은 볼스크류를 이용한 고정도 회전기능을 부여하고 고강성 업다운가이드 수단으로 LM가이드를 사용하고 회전안내의 지지수단을 복열의 레이디얼 베어링으로 사용함으로서 회전정밀성은 물론 오작동을 배제한 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
또 본 발명은 초슬림 타입의 구현이 가능하여 허용된 장착 공간 범위내에서 다수의 병열 사용이 가능하여 생산성을 극대화할 수 있는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
또 본 발명은 반도체 디바이스의 픽업시에 충격흡수 기능을 구현하여 안전성이 보장되는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
또, 본 발명은 회전 및 업다운 동작을 감지센서에 의한 정밀제어 동작이 구현되어 작동의 오작동을 극소화한 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 제공한 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 소정의 거리를 업다운하는 업다운 실 린더부와, 이 업다운실린더부에 연동하는 진공흡착회전부와, 이 진공흡착회전부의 회전구동을 제어하는 회전구동실린더부를 포함하되, 상기 진공흡착회전부는 진공관로를 일체화시킨 볼스크류의 회전기능을 회전구동실린더부가 구동시키도록 구성한 것에 있다.
즉, 본 발명의 특징은 진공흡착회전부의 볼스크류를 업다운실린더부에 의해 업다운시키고, 회전구동실린더부의 제어에 의해 이와 결합한 상기 볼스크류의 너트를 직선운동(상하왕복운동)하여 이 너트에 결합된 스크류를 회전시킴으로서 진공관로가 관통한 상기 스크류에 진공흡착된 디바이스를 소정각도 회전시키는 메커니즘을 구현한 것에 있다.
또한, 본 발명은 회전구동실린더부의 스토로크(stroke)의 제어를 마이크로 미터 헤드를 적용하여 미세각도 조절이 가능한 것에 있다.
또한 본 발명은 반도체 디바이스를 진공흡착회전부가 픽업시에 디바이스의 손상 및 파손을 방지하도록 완충수단을 구비한 것에 있다.
또한, 본 발명은 회전구동실린더부의 직선 스토로크 이동을 LM가이드로 적용하여 정밀이동에 의한 고정도를 구현한 것에 있다.
또한, 본 발명은 업다운실린더부의 업다운거리나 진공흡착회전부의 회전거리를 감지센서에 의해 정밀제어한 것에 있다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 조립상태 일측방향 사시도 및 정면도 이고, 도 3 및 도 4는 조립상태 타측방향 사시도 및 측면도 이며, 도 5는 본 발명의 내부 결합관계를 보여주는 일부 단면 조립사시도, 도 6은 본 발명의 조립상태 단면도, 도 7은 본 발명의 분해사시도, 도 8은 본 발명의 구성부재 중 일부 부재를 절단하여 도시한 분해사시도로서, 이들 도면을 참조하면,
본 발명의 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더는,
통상의 공기압 구동원(C/P)과 연결된 실린더하우징(101)과 이 하우징의 실린더실(102)에서 압축공기의 공급에 의해 소정의 거리를 업다운하는 피스톤(103)을 포함하는 업다운 실린더부(100)와,
이 업다운 실린더부의 피스톤 로드(104)와 가이드플레이트(110)로 연결되어 연동하는 진공흡착회전부(200)와,
이 진공흡착회전부의 회전구동을 공기압 구동원(C/P)에 의해 제어하는 회전구동실린더부(300)로 크게 구성된다.
도 9의 발췌도를 더욱 참조하면, 업다운실린더부(100)는,
콤프레셔와 같은 공기압 구동원(C/P)과 연결되는 후진포트(106)가 관통된 실린더실(102)을 구비한 실린더하우징(101)과,
실린더실(102)의 하부를 기밀하여 결합되는 로드커버(107)를 관통하는 피스톤로드(104) 및 이 피스톤로드와 결합하여 실린더실(102)에서 전, 후진포트(105,106)에 의해 공급되는 압축공기로 전후진(승강)하는 피스톤(103)과,
실린더실(102)의 상부를 기밀하며 공기압 구동원(100)과 연결되는 전진포 트(105)가 구비되고, 후진포트(106)에 연통하는 관로를 관통한 실린더커버(108)와,
피스톤로드(104)와 결합하여 진공흡착회전부(20)와 연결하는 가이드플레이트(110)로 구성된 통상의 구성을 포함한다.
이때, 피스톤(103)은 마그네트(M1)를 결합하여 스냅링(S/R)으로 고정되고, 실린더하우징(101)은 도 3 및 도 4와 같이, 실린더실(102)의 외부 길이방향에 구성된 병열의 센서홈(109)에서 상 하로 이격되어 한쌍의 센서(S1,S2)가 조립된다.
센서(S1,S2)는 피스톤(103)의 승강 작동시에 마그네트(M1)를 감지하여 상승 및 하강을 감지하여 공기압 구동원(C/P)의 작동 제어로 압축공기의 공급을 바꾸어 피스톤(103)의 상승 및 하강작동을 제공하게 된다.
다시 말하여, 상부측에 고정된 센서(S1)에 의해 상승하는 피스톤(103)의 마그네트(M1)가 감지되면 공기압 구동원(C/P)을 제어하여 전진포트(105)에 압축공기의 공급으로 피스톤(103)을 하강작동하게 되고, 다시 하강하는 피스톤(103)의 마그네트(M1)가 하부측에 고정된 센서(S2)에 감지되면 공기압구동원(100)이 후진포트(106)에 압축공기를 공급하여 다시 피스톤(103)을 상승작동하게 된다.
즉, 마그네트(M1)에 의해 상기 센서(S1,S2)의 감지를 부여하여 피스톤(103)의 승강작동을 제어하도록 되어 있다.
또한, 상기 진공흡착회전부(200)과 연결되는 가이드플레이트(110)는 일측 상부면과 피스톤(103)의 선단 사이에 완충수단을 구비하여 진공흡착회전부(200)의 디바이스(S/D) 흡착시에 수직하강력을 완충하도록 되어 있다.
도 12를 더욱 참조하면, 완충수단은 가이드플레이트(110)의 일측 단차축 공(111)을 관통하여 피스톤(103)의 선단에 결합하는 플로팅부시(113)과,
피스톤(103)의 외주면에 끼움되고 플로팅부시(113)의 상부플랜지(113a) 상면에 설치된 댐퍼(114)와,
플로팅부시(113)의 상부플랜지(113a)와 가이드플레이트(110)의 단차축공(111) 상부 단턱에 안착되어 탄력 설치된 스프링(115)과,
가이드플레이트(110)의 단차축공(111) 하면에서 상기 플로팅부시(113)의 선단과 피스톤로드(104)의 선단 나사공에 나사(117)에 의해 스토퍼링(116)이 동시 체결되어 구성된다.
이러한 완충수단은 스프링(115)의 탄성력에 의해 가이드플레이트(110)가 스토퍼링(116)에 의해 탄지된 상태에서 스프링(115)의 반대측 축방향으로 하중이 작용하면 완충하게 된다.
도 10 및 도 13을 더욱 참조하면, 진공흡착회전부(200)는,
일측에 수직방향으로 축공(202)을 관통 구비한 가이드블록(201)과,
이 가이드블록의 축공(202)에 결합되고 진공관로(213)를 관통한 스크류(211)와 이 스크류에 결합하는 너트(212)로 구성된 볼스크류(210)와,
이 볼스크류의 상단과 하단을 축지지하도록 결합하는 베어링(220,221)과,
상기 가이드플레이트(110)에 결합하여 상기 하부 베어링(221)을 지지하는 베어링로커(230)와,
이 베어링로커와 가이드플레이트(110)를 세팅하여 고정하는 세팅스크류(231) 와,
베어링로커(230)을 관통한 스크류(211)의 선단에 나사결합하는 커넥터(240) 및, 이 커넥터에 결합하는 흡착컵(250)으로 구성된다.
이러한 진공흡착회전부(200)는 스크류(211)의 진공관로(213)에 공기압 구동원(C/P)에 연결되고 이 공기압 구동원의 진공 흡입에 의해 스크류(211)에 연결된 흡착컵(250)에 의해 디바이스(S/D)를 흡착하여 업다운실린더부(100)의 작동에 의해 상승하고, 볼스크류(210)의 스크류(211)에 나사결합한 너트(212)를 상기 회전구동실린더부(300)의 제어에 의해 직선운동시키어서 스크류(211)를 회전하여 흡착된 디바이스(S/D)를 회전하도록 되어 있다.
이때, 볼스크류(210)의 스크류(211)의 상단과 하단에서 회전지지하는 베어링(220,221)은 복열 레이디얼베어링으로 구성된다.
이러한 복열 레이디얼베어링(220,221)은 상기 볼스크류(210)의 스크류(211)에 수직으로 작용하는 너트(212)의 직선운동 하중에 대응하여 스크류(211)의 원할한 회전운동을 지지할 수 있다.
도 11을 더욱 참조하면, 회전구동실린더부(300)는,
상기 진공흡착회전부(200)의 가이드블록(201)의 일측에 구비되어 공기압구동원(C/P)과 연결되는 회전입력포트(311)와 회전복귀포트(312)가 관통된 실린더실(310)에 승강가능케 구비된 로타리피스톤(320)과,
상기 볼스크류(210)의 너트(212)와 연결고정되고 로타리피스톤(320)의 로드 와 세팅스크류(321)로 조립된 조인트블록(330)과,
너트(212) 대향측의 상기 실린더하우징(101)의 일측에 조립되어 조인블록(330)의 직진운동을 지지하는 LM가이드(340)와,
실린더실(310)의 상부와 기밀조립되고 로타리피스톤(320)의 상승 스토로크를 조절하여 조인트블록(330)과 연결된 너트(212)의 상승거리를 조절하여 스크류(211)의 회전각도를 제어하는 스토로크 조절수단을 구비하여 이루어진다.
도 14 및 도 15를 더욱 참조하면, 상기 스토로크 조절수단은,
상기 가이드블록(201)의 회전입력포트(311)와 회전복귀포트(312)에 연통된 포트를 구비하고 일측에 결합축공(361)을 구비하여 상기 가이드블록(201)에 조립되는 로타리커버(360)과,
이 로타리커버의 결합축공(361)에 조립되고 로타리피스톤(320)의 상승거리를 제한 조절하는 스토퍼핀(370)과,
이 스토퍼핀의 헤드(371)와 결합축공(361)의 하측 단턱에 지지되어 스토퍼핀(370)에 상승탄지력을 부여하는 스프링(380)과,
로타리커버(360)의 결합축공(361)에 슬리브(392)를 나사 결합하고 딤블(391)을 조절하여 스토퍼핀(320)의 헤드(371)에 스핀들(393)을 결합하여 상승을 억제하는 마이크로미터 헤드(390)과,
스토퍼핀(370) 헤드(371)의 외주면을 나사조임하여 상기 헤드(371)에 결합한 스핀들(393)의 회전을 고정하는 조절볼트(395)로 구성된다.
이때, 스토퍼핀(370)의 헤드(371)는 전,후방이 수직방향으로 절개된 절개안착홈(372)이 형성되고, 이 절개안착홈에 스핀들(393) 선단이 밀착 결합하되,
스토퍼핀 헤드(371)는 상기 결합축공(361)의 중앙부분 일측에서 상하 수평방향과 전방 수직방향으로 절개되어 일측이 로타리커버(360)과 연결 지지된 가압편(362) 내부에 위치되고,
이 가압편의 전방 개구면에서 수평방향으로 나사결합하는 조절볼트(395)의 나사조임으로 수축하면서 상기 헤드(371)의 절개안착홈(372)이 절개부분에 의해 수축하여 스핀들(393)의 삽입부분을 꽉물어 상호 회전을 억제하도록 되어 있다.
한편, 회전구동실린더부(300)는,
상기 볼스크류(210)의 너트(212)의 하부를 감합하여 견고히 고정하는 고정블록(410)이 조인트블록(330)에 조립된다.
그리고 이 조인트블록(330)과 고정블록(410)의 단부 각각에는 마그네트(M2)(M3)를 결합한 마그네트 하우징(420,430)이 조립된다.
또한, 이들 마그네트 하우징(420,430)의 마그네트(M2,M3)를 감지하고 공압구동원(C/P)의 작동 제어에 의해 상기 스토로크 조절수단을 제어하는 감지센서(S3,S4)를 병열의 센서홈(440)에서 상 하로 이격되어 조립 구비한 센서브라켓(450)을 상기 가이드블록(201)의 전면에 조립하여 구성된다.
도면 중 미설명 부호로서, A는 피스톤패킹을, B는 로드패킹을, D는 스페이서 댐퍼를 O/R은 오링을, B/T는 체결볼트를, S/T은 스페이서링을, 120은 실린더실(102)에 삽입되어 실린더실의 공간면적을 축소하여 피스톤(103)에 미치는 압축공기에 대한 응답성 보다 높히는 스페이서를 도시한 것이다.
이러한 본 발명의 작동에 대하여 첨부도면 도 2 및 도 4, 도 6을 참조하여 도 16 내지 도 20의 단계별 작동상태도에 의하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 16은 반도체 디바이스(S/D)에 진공흡착회전부(200)이 하강하여 흡착컵(250)이 흡착한 상태도 이다.
즉, 업다운실린더부(100)의 실린더하우징(101)의 전진포트(105)에 공기압 구동원(C/P)에 의해 실린더실(102)에 압축공기가 공급된다.
이러한 압축공기의 공급에 의해 피스톤(103)이 하강하게 되고, 이 피스톤의 로드(104)에 연결된 가이드플레이트(110)이 동시에 하강하게 되고, 동시에 가이드플레이트의 타측에 연결 조립된 진공흡착회전부(200)의 가이드블록(201)이 동시에 하강하게 된다.
이러한 가이드블록(201)의 하강은 볼스크류(210)의 스크류(211)의 선단에 조립된 커넥터(240)에 결합한 흡착컵(250)을 하강하여 반도체 디바이스(S/D)의 상면에 밀착하게 된다.
이때, 반도체 디바이스(S/D)에 밀착하는 흡착컵(250)이 과도하게 밀착하게 되면 완충수단에 의해 하강력을 완충하여 디바이스의 파손 방지는 물론 볼스크류(210)에 무리한 부하의 작용을 방지하여 수명을 보장하게 된다.
다시 말하여, 흡착컵(250)의 하강거리가 디바이스(S/D)의 상부면에 맞닿는 거리보다 클 경우에 가이드플레이트(110)의 일측에 구성된 완충수단의 스프링(115)이 수축하면서 진공흡착회전부(200)의 가이드블록(201) 전체를 완충하여 디바이스(S/D)에 가해지는 충격과 볼스크류(210)에 가해지는 무리한 충격을 완충하는 것이다.
이러한 진공흡착회전부(200)의 디바이스 흡착은 업다운실린더부(100)의 피스톤(103) 하강이 완료된 시점이고, 이러한 피스톤의 하강은 실린더하우징(101)의 센서(S2)가 마그네트(M1)을 감지하게 되어 공기압 구동원(C/P)을 제어하여 전진포트(105)에 공급되는 압축공기가 차단되고 후진포트(106)에 압축공기가 공급된다.
동시에 진공흡착회전부(200)의 스크류(211) 진공관로(213)에 연결된 공기압 구동원(C/P)에 의해 진공흡착이 진행되어 흡착컵(250)에는 디바이스(S/D)가 흡착된 상태이고, 가이드블록(201)의 실린더실(310)에 연결된 회전복귀포트(312)에는 압축공기가 공급되어 로타리 피스톤(320)의 상승이 억제되어 회전구동실린더부(300)의 작동은 없는 상태로 있게 된다.
이러한 상태에서 도 17과 같이, 업다운 실린더부(100)의 후진포트(106)에 압축공기가 공급되면 도 17과 같이 피스톤(103)은 상승하게 되고 동시에 가이드플레이트(110)과 연결된 진공흡착회전부(200)의 가이드블록(201)도 동시에 상승하게 되어 흡착컵(250)에는 디바이스(S/D)가 흡착된 상태로 상승하게 된다.
이러한 상태에서 도 18과 같이, 업다운 실린더부(100)와 진공흡착회전부(200)의 압축공기 공급은 그대로 유지된 상태에서 업다운 실린더부(100)의 피스톤(103)에 결합된 마그네트(M1)을 센서(S1)이 감지하게 되면 공기압 구동원(C/P)을 제어하여 회전구동실린더부(300)에는 회전입력포트(311)에 압축공기가 공급되어 로타리피스톤(320)은 상승하게 된다.
이러한 로타리 피스톤(320)의 상승은 이 피스톤과 연결된 조인트블록(330)을 동시에 상승하게 되고, 조인트블록은 L.M 가이드(340)의 안내를 받아 상승함과 동시에 대향측에 연결 조립된 볼스크류(210)의 너트(212)을 직선 상승하게 되고, 이러한 너트의 직선운동에 의해 스크류(211)은 회전하게 된다.
이러한 너트(212)의 직선 상승은 흡착컵(250)에 흡착된 디바이스(S/D)를 설정된 각도(디바이스를 포장하는 포켓이나 장착될 각도), 여기서는 90도 회전하는 거리를 상승하게 되면, 도 19와 같이, 조인트블록(330)에 조립된 마그네트 하우징(420)의 마그네트(M2)를 센서브라켓(450)에 장착된 센서(S3)가 감지하여 공기압 구동원(C/P)을 다시 제어하여 업다운 실린더부(100)의 전진포트(105)에는 다시 압축공기가 공급되어 피스톤(103)과 이 로드(104)에 연결된 가이드플레이트(110) 및 진공흡착회전부(200)의 가이드블록(201)을 동시에 하강하게 된다.
이러한 하강에 의해 피스톤(103)의 마그네트(M1)를 센서(S2)가 감지하면 진공흡착회전부(200)의 스크류(211)의 진공관로(213)를 통한 흡입작동을 파기(진공파기)를 하여 흡착컵(250)에 흡착된 디바이스(S/D)을 포켓이나 장착위치에 놓게된다.
이러한 진공파기 작동과 동시에 업다운 실린더부(100)의 실린더실(102)에는 후진포트(106)를 통하여 압축공기가 공급되어 피스톤(103)은 상승하고, 또한 회전구동실린더부(300)의 회전복귀포트(312)에도 압축공기가 공급되어 로타리 피스톤(320)은 하강하게 되고, 이러한 로타리 피스톤(320)의 하강은 이 피스톤과 연결된 조인트블록(330)을 동시에 하강하게 되고, 조인트블록은 LM가이드(340)의 안내를 받아 직선 하강함과 동시에 대향측에 연결 조립된 볼스크류(210)의 너트(212)을 동시에 직선하강하게 되고, 이러한 너트의 직선운동에 의해 스크류(211)는 회전하여 원위치로 복귀하게 된다. 이렇게 너트(212)의 직선하강과 동시에 업다운 실린더부(100)의 피스톤(103)은 상승된 상태로 되어 흡착컵(250)은 디바이스(S/D)의 상부에 상승된 상태인 도 20과 같은 상태로 있게된다.
이러한 상태에서 즉, 진공흡착회전부(200)의 볼스크류(210)의 너트(212)의 하강과 동시에 고정블록(410)에 조립된 마그네트 하우징(430)의 마그네트(M3)가 센서브라켓(450)의 센서(S4)가 감지하면 공기압 구동원(C/P)의 제어에 의해 업다운 실린더부(100)의 전진포트(105)에 압축공기가 공급되어 피스톤(103)은 하강하여 도 16과 같은 디바이스(S/D)를 픽업한 상태에서 상기 작동을 반복적으로 진행하게 된다.
이러한 본 발명의 작동에 대하여 설명의 편의상 도 16 내지 도 20을 참조하여 구분하여 설명하였지만, 본 발명의 상기 작동은 매우 빠르게 순식간에 연계작동하는 것이 이러한 작동은 당업자라면 쉽게 이해할 것이다.
이러한 본 발명은 반도체 디바이스(S/D)를 픽업하여 목적에 맞게 일정각고 회전 구동이 동시에 구현된다.
이러한 디바이스의 픽업을 위한 업다운 및 회전구동을 단순 공압구동식으로 구현함으로서, 기존의 전동식과 같은 복잡한 구조로 인한 슬림화 구현의 난점을 해결할 수 있다.
이러한 본 발명의 작동은 단일 작동에 대해서만 설명하였으나, 이송효율을 위하여 종래와 같이 다수개를 장착하여 사용됨은 당연하고, 디바이스의 배치방향이 불규칙적인 경우, 예를 들어 포켓의 방향이 하나는 디바이스의 길이방향이고 하나는 폭방향의 직교상태로 형성될 경우에도 본 발명의 각각의 제어에 따라서 얼마든지 가능하다.
특히, 본 발명은 진공흡착회전부(200)의 회전각도를 마이크로미터 헤드(390)에 의해 정밀제어는 물론 회전각도의 설정도 용이할 뿐 만 아니라 정확성이 제공된다.
다시 말하여, 진공흡착회전부(200)의 각도 회전을 마이크미터 헤드(390)에 의해 조절할 수 있다.
이러한 조절작동은 먼저 로타리커버(360)의 가압편(362)에 세팅된 조절볼트(395)를 해제하고 마이크로미터 헤드(390)의 딤블(391)을 회전하여 스핀들(393)이 전진하거나 후진하여 슬리브(392)에 설정된 표시눈금에 맞추게 된다.
이렇게 되면 스프링(380)에 의해 항상 상승하여 스핀들(393)에 밀착 결합한 스토퍼핀(370)을 하강하거나 상승시키어서 로타리피스톤(320)의 상승 스토로크를 조절하여 진공흡착회전부(200)의 볼스크류(210)의 회전각도를 조절하게 된다.
이렇게 원하는 세팅값으로 설정한 후에는 다시 상기 조절볼트(395)을 나사 조임하게 되고, 가압편(362)의 수축에 의해 스토퍼핀 헤드(371)는 절개안착홈(372)이 수축하면서 스핀들(393)의 삽입부분을 꽉물어 고정하여 세팅상태를 유지하게 된다.
따라서 본 발명은 반도체 디바이스(S/D)의 회전각도를 작업목적에 따라서 임의 조정이 항상 가능하고, 정밀 조절이 가능하여 사용범위를 크게 한다.
이상과 같은 본 발명은 단일품으로서 디바이스의 픽업과 동시에 회전구동이 구현되어 사용범위의 극대화하는 효과는 물론 단순 공압구동식으로 업다운과 회전을 일체형으로 구현하여 슬림화가 가능하여 기존보다 더 많이 병열 사용이 가능하여 생산성을 향상시키는 효과, 회전각도의 임의조절은 물론 각도조정의 정밀성으로 제품의 신뢰성이 보장된다.

Claims (10)

  1. 공기압 구동원과 연결된 실린더하우징과 이 하우징의 실린더실에서 압축공기의 공급에 의해 소정의 거리를 업다운하는 피스톤을 포함하는 업다운 실린더부;
    이 업다운 실린더부의 피스톤 로드와 가이드플레이트로 연결되어 연동하는 진공흡착회전부;
    이 진공흡착회전부의 회전구동을 공기압 구동원에 의해 제어하는 회전구동실린더부를 포함하여 이루어지고,
    상기 진공흡착회전부는 진공관로를 일체화시킨 볼스크류의 스크류가 축결합되고 볼스크류의 너트를 회전구동실린더부의 제어에 의해 직선운동시켜 스크류를 회전토록 구성한 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더.
  2. 제1항에 있어서,
    업다운실린더부는,
    공기압 구동원과 연결되는 전진포트와 후진포트가 관통된 실린더실을 구비한 실린더하우징;
    상기 실린더실의 하부를 기밀하여 결합되는 로드커버를 관통하는 피스톤로드 및 이 피스톤로드와 결합하여 실린더실에서 상기 전, 후진포트에 의해 공급되는 압축공기로 전후진(승강)하는 피스톤;
    상기 실린더실의 상부를 기밀하는 실린더커버;
    상기 피스톤로드와 결합하여 상기 진공흡착회전부와 연결하는 가이드플레이트로 구성된 통상의 구성을 포함하며,
    상기 피스톤은 마그네트를 결합하여 구성하고, 상기 실린더하우징은 실린더실의 외부 길이방향에 구성된 병열의 센서홈에서 상 하로 이격되어 조립된 한쌍의 센서를 구비하여 상기 피스톤의 상승 및 하강에 따른 마그네트에 의해 상기 센서의 감지를 부여하여 피스톤의 승강작동을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 업다운 실린더부는 상기 가이드플레이트의 일측 상부면과 피스톤의 선단 사이에 완충수단을 구비하여 상기 진공흡착회전부의 디바이스 흡착시에 수직하강력을 완충하도록 구성된 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 완충수단은,
    가이드플레이트의 일측 단차축공을 관통하여 피스톤의 선단에 결합하는 플로팅부시;
    상기 피스톤의 외주면에 끼움되고 플로팅부시의 상부플랜지 상면에 설치된 댐퍼;
    상기 플로팅부시의 상부플랜지와 가이드플레이트의 단차축공 상부 단턱에 안착되어 탄력 설치된 스프링;
    상기 가이드플레이트의 단차축공 하면에서 상기 플로팅부시의 선단과 피스톤로드의 선단 나사공에 나사에 의해 동시 체결되어 가이드플레이트의 하부 이탈을 차단하는 스토퍼링으로 구성된 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  5. 제1항에 있어서,
    진공흡착회전부는
    가이드플레이트와 연결 조립되고, 일측에 수직방향으로 관통된 축공을 구비한 가이드블록;
    이 가이드블록의 축공에 결합되고 진공관로를 관통한 스크류와 이 스크류에 결합하는 너트로 구성된 볼스크류;
    이 볼스크류의 상단과 하단을 축지지하도록 결합하는 베어링;
    상기 가이드플레이트에 결합하여 상기 하부 베어링을 지지하는 베어링로커;
    이 베어링로커와 가이드플레이트를 세팅하여 고정하는 세팅스크류;
    상기 베어링로커를 관통한 스크류의 선단에 나사결합하는 커넥터 및; 이 커넥터에 결합하는 흡착컵으로 구성된 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베어링은 복열 레이디얼베어링으로 구성하여 상기 볼스크류의 스크류에 수직으로 작용하는 너트의 직선운동 하중에 대응하도록 구성된 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    회전구동실린더부는,
    상기 진공흡착회전부의 가이드블록의 일측에 구비되어 공기압구동원과 연결되는 회전입력포트와 회전복귀포트가 관통된 실린더실에 승강가능케 구비된 로타리피스톤;
    상기 볼스크류의 너트와 연결고정되고 상기 로타리피스톤의 로드와 세팅스크류로 조립된 조인트블록;
    상기 너트의 대향측의 상기 실린더하우징의 일측에 조립되어 상기 조인블록의 직선운동을 안내 지지하는 LM가이드;
    상기 실린더실의 상부와 기밀조립되고 상기 로타리피스톤의 상승 스토로크를 조절하여 상기 조인트블록과 연결된 너트의 상승거리를 조절하여 스크류의 회전각도를 제어하는 스토로크 조절수단을 구비한 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스토로크 조절수단은,
    가이드블록의 회전입력포트와 회전복귀포트에 연통된 포트를 구비하고 일측에 결합축공을 구비하여 상기 가이드블록에 조립되는 로타리커버;
    이 로타리커버의 결합축공에 조립되고 상기 로타리피스톤의 상승거리를 제한 조절하는 스토퍼핀;
    이 스토퍼핀의 헤드와 결합축공의 하측 단턱에 지지되어 상기 스토퍼핀에 상승탄지력을 부여하는 스프링;
    상기 로타리커버의 결합축공에 슬리브를 나사 결합하고 딤블을 조절하여 상기 스토퍼핀의 헤드에 스핀들을 결합하여 상승을 억제하는 마이크로미터 헤드;
    상기 스토퍼핀 헤드의 외주면을 나사조임에 의한 가압으로 수축하여 상기 헤드에 결합한 상기 스핀들의 회전을 고정하는 조절볼트로 구성된 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스토퍼핀의 헤드는 전,후방이 수직방향으로 절개된 절개안착홈이 구성되고, 이 절개안착홈에 상기 스핀들의 선단이 밀착 결합하되,
    상기 헤드는 상기 결합축공의 중앙부분 일측에서 상하 수평방향과 전방 수직방향으로 절개되어 일측이 로타리커버와 연결 지지된 가압편 내부에 위치되고,
    이 가압편의 전방 개구면에서 수평방향으로 나사결합하는 상기 조절볼트의 나사조임에 의해서 수축하면서 상기 헤드의 절개된 부분이 수축되면서 절개안착홈이 스핀들의 삽입부분을 꽉물어 상호 회전을 억제하는 것을 특징으로 하는 업다운과 회전구동 일체형 픽업실린더.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 회전구동실린더부는,
    상기 볼스크류의 너트의 하부를 감합하여 고정하는 고정블록이 상기 조인트블록에 조립되고, 상기 고정블록과 조인트블록의 단부 각각에는 마그네트를 결합한 마그네트 하우징이 조립되며, 이 마그네트 하우징의 마그네트를 감지하고 공압구동원의 작동 제어에 의해 상기 스토로크 조절수단을 제어하는 감지센서를 병열의 센서홈에서 상 하로 이격되어 조립된 한쌍의 센서를 구비하고 상기 가이드블록의 전면에 조립된 센서브라켓을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 업다운과 회 전구동 일체형 픽업실린더.
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