KR101255692B1 - 톱날을 모니터링하고 컨디셔닝하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리하기 위한 장치는 원형 절단 변부를 가지는 회전식 톱날(2), 원형 절단 변부(11)를 감지하기 위한 하나 이상의 센서 및 매체(medium)를 위한 디스펜서(7, 8, 10)를 포함하고, 센서(12)와 디스펜서(7, 8, 10)는 조인트 캐리지 상에 조립되고, 상기 조인트 캐리지는 톱날에 대하여 가이드를 따라 이동될 수 있다. 또한 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리시키기 위한 방법이 제안된다.

Description

톱날을 모니터링하고 컨디셔닝하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONDITIONING AND MONITORING OF A SAW BLADE}

본 발명은 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 원형 절단 변부(cutting edge)를 가지는 회전식 톱날, 원형 절단 변부를 감지하기 위한 하나 이상의 센서 및 매체(medium)를 위한 디스펜서를 포함한다. 또한 본 발명은 분리(separating)를 위하여 전자 부품을 포함하는 캐리어와 회전 톱날을 서로 이동시킴으로써 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다.

특히 반도체와 같은 전자 부품들은 회전 톱날을 이용하여 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 기계 가공함으로써 분리된다. 또한 상기 캐리어는 리드 프레임(lead frame), 웨이퍼 또는 보드에 관련된다. 기계 가공을 하는 동안 예를 들어 몰딩 재료(경화된 에폭시의 형태)와 같은 다른 재료들이 동시에 분리될 수 있으며, 전자 부품들은 상기 몰딩 재료로 캡슐화 처리된다. 통상적으로 고가의 전자 부품의 고도 기계화 공정에 있어서, 우수한 처리 결과를 보장하기 위하여 분리를 하는 동안 처리 상태를 적절히 조절하는 것이 중요하다. 이러한 목적으로 종래 기술에서는 톱날의 크기를 감지할 수 있는 센서가 사용되었다. 연속적인 작동 사이클 사이에서 센서는 톱날에 대해 이동되며, 이에 따라 톱날의 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어 품질(qualification)에 부합되지 않는 톱날을 다른 톱날로 교체하거나 또는 톱날의 높이 조절(height adjustment)의 변형과 같은 기록된 측정값에 따라 연속 공정 작업 시간(subsequent process run)이 조절될 수 있다. 전자 부품을 분리하기 위한 현존하는 설비의 문제점은 상대적으로 복잡하고 노동 집약적인 작업이 요구되는 데 있다.

본 발명의 목적은 전자 부품을 분리하기 위한 개선된 방법과 개선된 장치를 제공하는 데 있으며, 이에 따라 개선된 처리 제어는 용이한 방법으로 구현될 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 타입의 장치를 제공하는 데 있으며, 본 발명은 센서와 디스펜서가 조인트 캐리지 상에 조립되고, 상기 조인트 캐리지는 톱날에 대해 가이드를 따라 이동될 수 있는 것을 특징으로 한다. 센서는 원형 절단 변부에서 중단 상태(interruption)를 감지하고 및/또는 톱날의 직경을 측정하는데 적합하다. 이러한 목적을 위하여 2개(또는 2개 이상)의 개별적인 센서가 배치될 수 있다. 센서는 톱날이 최소 요구 사항에 부합되는지의 여부를 감지할 수 있다. 디스펜서는 매체를 톱날의 상측부에 인접한 위치로 이송시키는 (다중) 스프레이 헤드로 구성되고 및/또는 원형 절단 변부로 향하게 하는 스프레이 헤드로 구성될 수 있다. 상기 디스펜서에 따라서 절단 변부를 냉각시키고 세척시킬 수 있으며, 적어도 캐리어가 하측부(underside)로부터 톱질이 된다면(도 1b 참조), 톱질을 하는 동안에 분리된 부분(칩, 이물질 등등)은 캐리어로부터 배출될 수 있다. 본 발명에 따르는 장치의 선호되는 특징은, 센서(들)를 이동하는 데에 통상적으로 필요한 변위(displacement)가 하나 또는 그 이상의 디스펜서를 배치하는 데에도 동시에 유용하게 이용된다는 것이다. 이러한 목적을 위해, 디스펜서의 위치는 개별적인 작동을 취할 필요 없이, 센서의 변위에 따라서 동시에 조절된다. 따라서 추가적인 작업 부하가 수반됨이 없이 센서로 감지된 톱날의 직경에 따라 디스펜서의 위치 설정을 최적화시킬 수 있다. 예를 들어 톱날의 직경이 감소될 때(마모로 인해), 톱날의 크기를 감지하는 센서는 톱날의 회전축에 대해 보다 인접하게 배치될 것이다. 조인트 캐리지에 센서와 디스펜서가 조립되어 있기 때문에, 센서의 변위는 디스펜서의 강제 변위를 야기시킨다. 따라서 톱날의 크기에 따라 디스펜서의 위치 설정이 최적화될 수 있다. 이에 따르는 추가적인 작업 하중없이 공정 제어가 개선된다.

디스펜서 및 센서가 조립된 조인트 캐리지는 가이드를 포함하는데, 상기 가이드는 톱날과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 정상 상태 하에서, 센서와 디스펜서의 조절은 오직 톱날 직경의 변화시에만 요구된다. 조절(adjustment)(즉 평면을 통한 가이드의 이동)의 자유도는 톱날의 회전축에 대해 수직한 평면, 즉 톱날에 대해 평행한 평면에서 형성되는 것이 특히 선호된다.

본 발명에 따르는 선호되는 변형물에 있어서, 톱날이 수직하게 배치되고, 가이드는 수직선(vertical)에 대해 45°로 형성된다(enclose). 이러한 선형 가이드의 각도에서, 톱날의 크기를 결정하는 센서는 수평선을 따라 가장 큰 크기를 갖게 되는 톱날의 위치에서 인접한 곳(3시 또는 9시 방향)에서 톱날을 감지하며, 절단 위치에 인접한 디스펜서와 고정되게 조립될 수 있으며, 상기 절단 위치는 일반적으로 톱날의 상측부와 하측부(12시 또는 6시 방향)이며, 톱날이 전자 부품의 캐리에 상에서 연결되는 위치이고, 센서의 수평 이동으로 인해 디스펜서는 수직한 방향으로 동일한 거리로 이동된다. 따라서 디스펜서는 수평 방향으로 감지된 톱날의 직경이 변화됨으로 인해 복합적인 트랜스미션(transmission)의 간섭(intervention) 없이 최적화된 방법으로 이동될 것이다.

상기 센서는 개별적인 광학 디텍터(optical detector)를 이용하여 용이하고 신뢰성 있고 또한 저렴하게 구현될 수 있는데, 상기 광학 디텍터는 광학 디텍터의 개별적인 값이 변화될 때 위치가 결정되도록 위치 표시기와 상호 협력한다. 이러한 센서는 저비용으로 폭넓게 이용 가능하고 간섭(interference)에 대해 영향을 받기 쉽지 않다.

다른 실시예의 변형물에 있어서, 디스펜서는 톱날의 양 측면에 위치된 2개의 다중 스프레이 헤드(multiple spray head)를 포함하여, 톱날의 하측부 또는 상측부에 인접한 위치에서 매체를 분사할 수 있다, 따라서 예를 들어 칩(chip), 그 외의 오염 물질은 매체(플러싱 액체, flushing liquid)를 이용하여 톱날의 양 측부에 위치된 위치로부터 배출될 수 있다.

다른 실시예의 변형물에 있어서, 장치는 개별적으로 조절 가능한 구동 샤프트에 장착되고 서로 평행하게 배열된 적어도 2개의 회전식 톱날이 제공된다. 바람직하게 상기 톱날에 인접하여 조인트 캐리지 상에 조립된 디스펜서와 센서가 배치된다. 다중(2중)의 분리 장치는 독립적으로 이동 가능한 톱날을 포함하고, 요구되는 부품을 콤팩트한 방식으로 조립하는 것이 요구된다. 본 발명에 따르는 조인트 캐리지로 인해 바람직하게 본 발명은 다중 분리 장치(multiple separating device)에 적용될 수 있다. 결론적으로 동일한 구동 샤프트(즉 단일의 스핀들)에 조립되는 2개 또는 그 이상의 톱날을 포함하는 본 장치가 이용될 수 있다. 동일한 샤프트에 조립된 톱날의 경우에 있어서 모든 조립된 톱날의 디스펜서와 센서에 대해 조인트 캐리지가 이용될 수 있다.

추가적으로 센서는 데이터-처리 유닛(data-processing unit)에 연결되는 것이 선호되며, 데이터-처리 유닛은 구동 수단을 제어하기에 적합하고, 조인트 캐리지는 센서를 이용하여 감지된 측정값에 종속하여 가이드를 따라 이동될 수 있다. 따라서 처리 상태의 조절은 복합적인 제어 수단이 요구됨이 없이 자동화된 방법에 따라 수행될 수 있다. 단독 구동(single drive)은 본 발명에 따라 구현될 수 있다(suffice).

본 발명은 분리를 위하여 전자 부품을 포함하는 캐리어와 회전 톱날을 서로 이동시킴으로써 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리하기 위한 방법을 제공하며, 원형 톱날의 변부는 센서 수단에 의해 감지되고, 상기 감지에 기초하여, 톱날에 대해 위치할 매체의 디스펜싱 수단과 센서 수단이 공동 변위(joint displacement)에 의해 톱날에 대해 배치되어 진다. 이러한 방법에 의해 본 발명에 따르는 장점은 본 발명에 따르는 장치에 대해 상기 기술된 바와 같이 구현될 수 있다.

이러한 방법의 선호되는 적용(application)에 있어서, 캐리어는 2개의 회전 톱날에 의해 동시에 처리되고, 2개의 톱날의 센서 수단과 디스펜싱 수단은 서로 독립적으로 이동될 수 있다. 다중 분리 장치에 있어서, 다양한 톱날의 디스펜서와 디텍터는 톱날에 대해 독립적으로 이동된다. 이는 센서 수단과 디스펜싱 수단이 조인트 가이드(joint guide)를 따라 이동된다면 단순한 방법으로 구현될 수 있다.

본 발명은 하기 도면에 도시된 제한되지 않은 실례의 실시예에 기초하여 설명된다.

도 1a는 본 발명에 따르는 장치의 구성도.

도 1b는 변형된 상태인 도 1a에 도시된 장치의 구성도.

도 2는 도 1a와 도 1b에 따르는 장치의 투시도.

도 1a는 톱날(saw blade, 2)을 가지며, 본 도면에 도시되지 않은 전자 부품을 분리시키기 위한 장치(1)를 도시한다. 톱날(2)은 마운팅 플랜지(mounting flange, 3)를 포함하며 회전식 구동 샤프트(rotatable drive shaft, 4)에 고정되게 연결된다. 가이드(guide, 5)는 구동 샤프트(4)에 대해 고정된 위치에 위치되고, 상기 가이드를 따라서 조인트 캐리지(carriage, 6)는 화살표 P1 방향으로 이동될 수 있다. 조인트 캐리지(6)에는 슬롯(8)을 포함하는 파이프(7)가 설치되고, 공급 파이프(feed pipe, 9)에 의해 공급된 액체는 슬롯(8)으로부터 분사될 수 있다. 슬롯(8)에 의하여 공급된 액체는 하기 도면에서 추가적으로 기술되어 질 톱질 폐기물(sawing waste)을 제거하기 위하여 제공된다. 또한 조인트 캐리지(6)에는 노즐(또는 "스프레이 헤드"라고도 함)(10)이 구비되고, 공급 파이프(9)에 의해 공급된 액체는 상기 노즐로부터 분사될 수 있다. 대안으로, 노즐(10)에 대한 개별적인 공급장치(separate feed)(즉 파이프(7)를 위한 공급 파이프(9)와 분리된 것)가 장치(1)에 연결될 수 있다. 노즐(10)은 톱날(2)의 원형 절단 변부(circular cutting edge, 11) 상에 액체를 분사하도록 제공된다. 또한 조인트 캐리지(6)에는 디텍터(detector, 12)가 설치되며, 상기 디텍터는 디텍터가 톱날(2)에 의해 덮여지는지 또는 제거된 상태로 유지되는지 여부를 감지할 수 있다. 디텍터(12)로부터의 감지 신호는 신호 라인(signal line, 13)에 의해 전송된다. 본 도면에 도시된 조인트 캐리지(6)의 위치에서 디텍터(12)는 톱날(2)에 의해 덮여지지 않는 것으로 도시된다. 파이프(7), 노즐(10) 및 디텍터(12)는 서로 고정되게 연결된다. 눈금(scale division, 5a)이 가이드(5)에 배열되고, 조인트 캐리지의 위치는 조인트 캐리지(6)가 이동될 때 디텍터(12)로부터의 신호가 바뀌는 순간에 결정될 수 있다. 이러한 측정 방법(measurement)을 이용하여 톱날의 직경 Dz가 결정될 수 있다.

도 1b는 장치(1)을 도시하며, 상기 장치는, 머니퓰레이터(manipulator, 15)에 의해 고정되며 캐리어와 일체로 구성되고 분리를 위한, 전자 부품(14)을 포함하는 것으로 도식적으로 도시된다. 본 도면에서 명확히 도시된 바와 같이, 전자 부품(14)은 톱날(2)의 상측부에서 절단된다(saw). 그러나 장치(1)는 미러된 형태(mirrored form)를 가질 수 있으며, 이로 인해 전자 부품(14)은 톱날(2)의 하측부에서 절단될 수 있다. 톱질 작업으로 발생된 이물질과 그 외의 오염 물질을 제거하기 위하여 슬롯(8)으로부터의 액체가 전자 부품(14)과 톱날(2)에 대해 충분히 분사될 수 있도록 슬롯(8)을 포함하는 파이프(7)가 배열된다. 도 1b에서의 조인트 캐리지(6)는 도 1a에서의 조인트 캐리지(6)의 위치에 대해 하부를 향하여 이동된 것으로 도시된다. 디텍터(12)가 톱날(2)의 절단 변부(11)에 대해 소정의 거리만큼 통과하도록 도 1b에서의 조인트 캐리지(6)는 하향으로 이동된다. 톱질을 하는 동안, 디텍터(12)의 위치에서 톱날(2)의 임의의 변부 부분이 손실되는지의 여부를 파단 탐지(breakage detection)의 형태로 감지할 수 있다. 디텍터(12)의 이러한 위치 설정으로 인해 노즐(10)과 파이프(7)는 충분히 정상적으로 작동하는 작동 위치(working position)에 동시에 위치된다.

도 2는 상기 도면에 도시된 장치(1)의 투시도이다. 파이프(7)는 듀얼 형상을 가진 것으로 명확히 도시되며, 상기 파이프는 톱날(2)의 2개의 측부에서 세척 작업을 수행할 수 있다. 또한 구동 샤프트(4)는 고정된 위치에서 전기 모터(16)에 의해 구동되는 것으로 도시된다. 디텍터(12)는 (가이드(5)에 대해 조인트 캐리지(6)의 위치를 결정하는) 위치 결정 수단(17)과 함께 신호 라인(13, 18)에 의해 컴퓨터(19)에 연결된다. 자동 위치 설정 및 수행 측정(measurement)(디텍터(12)로부터 신호의 변경이 기록될 때까지 가이드(5)를 따라 조인트 캐리지(6)가 이동함으로써)을 위하여 컴퓨터(19)는 엑츄에이터(actuator, 20)(실린더 또는 대안으로 스핀들 드라이브)를 조절할 수 있다. 가이드는 수평선(21)에 대해 45°의 각도로 배열되어 절단 변부(11)에 대한 디텍터(12)의 변위에 대응하여 디스펜서(파이프(7)에서의 슬롯(8)과 노즐(10))의 변위가 일어난다.

본 발명은 본 명세서에 기술되고 도시된 실례의 실시예에 제한되지 않으며, 다수의 변형물은 첨부된 청구항의 범위 내에서 형성될 수 있다.

Claims (14)

1. -원형 절단 변부를 가지는 회전식 톱날,

   -원형 절단 변부를 감지하기 위한 하나 이상의 센서, 및

   -상기 회전식 톱날의 냉각 및 세척용 매체(medium)의 디스펜서를 포함하고, 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리하기 위한(separating) 장치에 있어서,

   상기 센서와 디스펜서는 조인트 캐리지 상에 조립되고, 상기 조인트 캐리지는 톱날에 대하여 가이드를 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 가이드는 톱날에 대해 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 톱날은 수직하게 배열되고, 가이드는 수직선에 대해 45°로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 센서는 톱날의 직경을 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 센서는 원형 절단 변부에서의 중단 상태(interruption)를 감지하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 센서는 위치 표시기(position indicator)와 상호 협력하는 개별적인 광학 디텍터에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스펜서는 원형 절단 변부로 향하게 하는 스프레이 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스펜서는 톱날의 상측부 상에 매체를 분사하는 스프레이 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 디스펜서는 톱날의 상측부 상에 매체를 분사하고, 톱날의 한 측부에 위치된 2개의 다중 스프레이 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치는 개별적으로 조절 가능한 구동 샤프트에 장착되고 서로 평행하게 배열된 2개 이상의 회전식 톱날이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 센서는 데이터-처리 유닛에 연결되고, 데이터-처리 유닛은 구동 수단을 조절하며, 조인트 캐리지는 센서를 이용하여 감지된 측정값에 의존하여 가이드를 따라 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 분리를 위한 전자 부품을 포함하는 캐리어와 회전 톱날을 서로 이동시킴으로써 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 분리시키기 위한 방법에 있어서,

    원형 톱날의 변부가 센서 수단에 의해 감지되고, 그 감지에 기초하여, 톱날에 대해 위치할 톱날의 냉각 및 세척용 매체의 디스펜싱 수단과 센서 수단이 공동 변위(joint displacement)에 의해 톱날에 대해 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 캐리어는 2개의 회전 톱날에 의해 동시에 처리되고, 2개의 톱날의 센서 수단과 디스펜싱 수단(dispensing means)은 서로 독립적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 센서 수단과 디스펜싱 수단은 조인트 가이드를 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 방법.

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