KR101260178B1 - 본드 헤드 및 이를 적용한 다이 본더 - Google Patents

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장성익
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주식회사 효광
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Abstract

본 발명은 본드 헤드의 축 구동 움직임에 있어 에어 부싱 구조를 적용하고 에어 패드를 통해 에어 부싱 움직임 시 발생될 수 있는 에어 부싱의 회전을 방지함으로써 우수한 무부하 운동을 유도하며 안정적이고 정밀한 고속 운동이 가능하게 되는 본드 헤드 및 이를 적용한 다이 본더에 관한 것으로, 칩을 픽업하는 픽업툴을 전후 방향으로 이송시키는 제 1 이송부; 상기 픽업툴을 좌우 방향으로 이송시키는 제 2 이송부; 및 상기 픽업툴을 상하 방향으로 이송시키는 제 3 이송부;를 포함하며, 상기 제 2 이송부의 가동자에 연결되어 좌우 움직임을 가지는 제 1 슬라이드가 하우징에 결합되어 해당 하우징을 가이드 샤프트를 따라 좌우 방향으로 슬라이딩시키며, 상기 하우징은 외부로부터 주입되는 공기를 내경 측으로 배출시켜 가이드 샤프트의 외경과 하우징의 내경 사이에 에어갭을 형성시킴으로써 하우징의 좌우 움직임 시 하우징을 가이드 샤프트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도하는 것을 특징으로 한다.

Description

본드 헤드 및 이를 적용한 다이 본더{BOND HEAD AND DIE BONDER USING THE SAME}
본 발명은 본드 헤드 및 이를 적용한 다이 본더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본드 헤드의 축 구동 움직임에 있어 에어 부싱 구조를 적용하고 에어 패드를 통해 에어 부싱 움직임 시 발생될 수 있는 에어 부싱의 회전을 방지함으로써 우수한 무부하 운동을 유도하며 안정적이고 정밀한 고속 운동이 가능하게 되는 본드 헤드 및 이를 적용한 다이 본더에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(LED, Light-emitting Diode), 반도체 레이저(semiconductor laser) 등 전기를 빛으로 변환하는 반도체를 이용한 소자(이하, '발광소자 칩'이라 함)의 조립 과정에 있어서 다이 본더(Die Bonder)로 알려진 자동 조립 기계가 사용된다.
이러한 다이 본더에 대하여 LED 칩을 일 예로 하여 설명하면, 웨이퍼에 다수개 형성된 LED 칩은 각 칩 별로 절단(Dicing)된 상태에서 리드 프레임의 다이에 부착된다.
리드 프레임에는 다수의 패키지 또는 다이가 형성되어 있고, 다이 본더는 각각의 LED 칩을 리드 프레임의 정확한 위치에 부착한다. LED 칩을 리드 프레임에 부착하기에 앞서서 각 패키지에는 에폭시와 같은 접착제가 스탬핑되어 도포되고, 그 위에 LED 칩이 부착된다.
이와 같이 LED 칩을 전후 방향(X 방향), 좌우 방향(Y 방향), 상하 방향(Z 방향)으로 3차원적으로 이송하여 정확한 위치의 리드 프레임에 부착시키는 모듈을 일반적으로 본드 헤드라 한다.
도 1에는 이러한 본드 헤드가 설치되어 사용되는 다이 본더가 전체적으로 도시되어 있다.
이러한 본드 헤드가 설치되어 사용되는 다이 본더(1)에는 베이스(2)가 마련되고 그 베이스(2)에 리드 프레임 또는 다이를 좌우 방향으로 이송하는 이송 레일(3)이 설치된다. LED 제조용 본드 헤드 모듈(4)은 이송 레일(3)의 상측에 배치되어 베이스(2)에 설치되고, LED 칩을 이송 레일(3) 위의 리드 프레임에 어태치(attach)한다.
종래의 본드 헤드는 일반적으로 좌우 방향으로 이송하는 리니어 가이드 모듈 위에 다시 전후 방향으로 이송하는 리니어 가이드 모듈이 설치되고, 그 위에 상하 방향으로 움직이는 액튜에이터가 설치된다. 이와 같은 리니어 가이드 모듈은 리니어 모터를 사용한 리니어 가이드가 사용되는 것이 일반적이다.
하지만 이와 같은 종래의 본드 헤드 모듈은 그 구조상 크기와 무게가 크기 때문에 가격이 높을 뿐만 아니라 고속으로 구동하는 것이 어려운 구조를 가지고 있다.
이에 따라 3축(XYZ) 모두 리니어 모터를 이용한 본드 헤드가 개발된 바 있으며, 특히 고속 정밀한 운동을 목적으로 축 구동에 있어 에어 부싱을 채택한 바 있다(한국특허출원 제2001-0015536). 이러한 종래 본드 헤드의 구조가 도 2에 도시되어 있다.
하지만, 이러한 에어 부싱 구조에서는 지지 요소(5)를 따라 미끄러져 움직이는 캐리지(6)의 구조에서 캐리지가 회전될 수 있는 가능성이 높아 안정적인 축 운동이 어렵다는 문제점이 있다. 더군다나 이를 방지하기 위한 휠 구조는 에어 부싱의 고속 운동에 오히려 큰 부하를 주고 물리적인 접촉 오류가 발생될 수 있기 때문에 작업 속도가 크게 저하되고 기계적 마모로 인해 안정성 문제가 발생될 수 있으며, 소음으로 인한 작업 환경 저하가 초래되고 있는 것이 사실이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 본드 헤드의 축 구동 움직임에 있어 에어 부싱 구조를 적용하고 에어 패드를 통해 에어 부싱 움직임 시 발생될 수 있는 에어 부싱의 회전을 방지함으로써 우수한 무부하 운동을 유도하며 안정적이고 정밀한 고속 운동이 가능하게 되는 본드 헤드 및 이를 적용한 다이 본더를 제공하는 것이다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 칩을 픽업하는 픽업툴을 전후 방향으로 이송시키는 제 1 이송부; 상기 픽업툴을 좌우 방향으로 이송시키는 제 2 이송부; 및 상기 픽업툴을 상하 방향으로 이송시키는 제 3 이송부;를 포함하며, 상기 제 2 이송부의 가동자에 연결되어 좌우 움직임을 가지는 제 1 슬라이드가 하우징에 결합되어 해당 하우징을 가이드 샤프트를 따라 좌우 방향으로 슬라이딩시키며, 상기 하우징은 외부로부터 주입되는 공기를 내경 측으로 배출시켜 가이드 샤프트의 외경과 하우징의 내경 사이에 에어갭을 형성시킴으로써 하우징의 좌우 움직임 시 하우징을 가이드 샤프트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도하는 것을 특징으로 하는 본드 헤드를 제공한다.
바람직하게는, 상기 하우징은, 가이드 샤프트의 외경에 비해 큰 내경을 가지는 몸체부; 상기 몸체부의 외경측에 형성되며 공기 주입구가 형성되는 커버부; 및 상기 몸체부의 내경측에 형성되며 가이드 샤프트와 마주하게 되는 다공판; 을 포함하며, 상기 공기 주입구로 주입된 공기가 다공판을 통해 가이드 샤프트의 외경 측으로 배출되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 2 이송부와 제 3 이송부의 사이에는 면상의 패드 플레이트가 고정설치되고, 상기 하우징에 연결되어 좌우 움직임을 가지는 제 1 슬라이드에는 적어도 하나 이상의 마그넷을 내장한 제 1 에어 패드가 설치되어 제 1 에어 패드와 패드 플레이트 간의 인력을 유도하고, 해당 제 1 에어 패드가 외부로부터 주입되는 공기를 패드 플레이트 측으로 배출시켜 척력을 유도함으로써 제 1 에어 패드의 좌우 움직임 시 제 1 에어 패드와 패드 플레이트 사이에 에어갭을 유지시킴으로써 제 1 에어 패드를 패드 플레이트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도해 하우징의 좌우 움직임 시 하우징의 회전을 방지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 슬라이드의 상부에는 돌출 형성된 패드 지지구가 형성되어 상기 제 1 에어 패드와 결합되며, 상기 제 1 에어 패드는 연결구를 통해 상기 패드 지지구와 패드 블록을 연결시키며, 패드 블록에는 적어도 하나 이상의 마그넷과 공기 주입구 그리고 해당 공기 주입구를 통해 주입된 공기를 배출시키기 위한 에어 관로가 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 패드 지지구와 패드 블록을 연결하는 연결구는 판 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 2 이송부와 제 3 이송부의 사이에는 면상의 패드 플레이트가 고정형성되고, 상기 3 이송부의 가동자와 연결되어 상하 움직임을 가지며 상기 제 1 슬라이드의 좌우 움직임에 연동되어 좌우 움직임을 가지는 제 2 가이드판에는 적어도 하나 이상의 마그넷을 내장한 제 2 에어 패드가 설치되어 제 2 에어 패드와 패드 플레이트 간의 인력을 유도하고, 해당 제 2 에어 패드가 외부로부터 주입되는 공기를 패드 플레이트 측으로 배출시켜 척력을 유도함으로써 제 2 에어 패드의 상하 움직임 및 좌우 움직임 시 제 2 에어 패드와 패드 플레이트 사이에 에어갭을 유지시킴으로써 제 2 에어 패드를 패드 플레이트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도해 하우징의 상하 움직임 및 좌우 움직임 시 하우징의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 한다.
바람직하게는, 상기 제 2 에어 패드는 연결구를 통해 상기 제 2 가이드판과 패드 블록을 연결시키며, 패드 블록에는 적어도 하나 이상의 마그넷과 공기 주입구 그리고 해당 공기 주입구를 통해 주입된 공기를 배출시키기 위한 에어 관로가 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 몸체부에는 적어도 하나 이상의 마그넷이 가이드 샤프트와 척력을 발휘하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 베이스; 상기 베이스 상에서 리드 프레임 또는 칩을 이송하는 이송 레일; 상기 이송 레일 상에 설치되며 칩을 픽업하여 리드 프레임에 본딩하는 전술한 특징들 중 어느 하나의 특징을 가진 본드 헤드; 가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 본더를 제공한다.
본 발명에 따르면, 본드 헤드의 축 구동 움직임에 있어 에어 부싱 구조를 적용하고 에어 패드를 통해 에어 부싱 움직임 시 발생될 수 있는 에어 부싱의 회전을 방지함으로써 우수한 무부하 운동을 유도하며 안정적이고 정밀한 고속 운동이 가능하게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 본드 헤드가 설치된 다이 본더의 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 본드 헤드를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 본드 헤드를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 픽업툴을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 본드 헤드의 XYZ 방향 움직임을 설명하기 위한 본드 헤드의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 본드 헤드의 전후 방향(X축 방향) 움직임을 설명하기 위한 본드 헤드의 확대도.
도 7은 본 발명에 따른 에어 부싱 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 에어 베어링 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 에어 베어링의 에어 패드를 설명하기 위한 투시도.
도 12는 본 발명에 따른 에어 베어링 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 본드 헤드의 회전 방지 기능을 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 에어 패드의 연결 구조를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본드 헤드가 설치되어 사용되는 다이 본더에는 베이스가 마련되고 그 베이스에 리드 프레임 또는 다이를 이송하는 이송 레일이 설치된다. 반도체 패키지 제조용 본드 헤드 모듈은 이송 레일의 상측에 배치되어 베이스에 설치되고, 반도체 패키지를 이송 레일 위의 리드 프레임에 어태치한다.
도 3은 본 발명에 따른 본드 헤드를 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 본드 헤드는 웨이퍼 스테이지에서 칩을 픽업하여 LED 프레임에 본딩을 시키는 장비이다.
도 3을 참조하면, 본드 헤드는 칩을 픽업하는 픽업툴(40)은 제 1 이송부(10), 제 2 이송부(20) 및 제 3 이송부(30)와 연결되어 전후 방향(X 방향), 좌우 방향(Y 방향) 및 상하 방향(Z 방향)으로 운동하게 된다.
상기 픽업툴(40)은 웨이퍼 스테이지에서 칩을 픽업하여 LED 프레임에 본딩하는 장비로서 고속 고정밀한 움직임을 가진다. 도 4에 도시된 바와 같이 DC 모터(41)는 픽업 시 카메라로 칩의 회전각을 인식하여 적절한 각도로 툴을 회전시켜주는 역할을 하며, 에어 실린더(43)는 칩의 픽업 시 칩에 손상이 없도록 정밀 레귤레이터로 제어하게 된다. 그리고 LM 가이드(42)는 상하 운동시 정밀 가이드 역할을 수행하게 되며, 칩 얼라인(Align)을 할 수 있는 견시창이 픽업툴(40)에 마련될 수 있다.
먼저 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 본드 헤드의 전후 방향(X 방향), 좌우 방향(Y 방향) 및 상하 방향(Z 방향) 구동에 대하여 살펴본다.
도 5는 본 발명에 따른 본드 헤드의 XYZ 방향 움직임을 설명하기 위한 본드 헤드의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 본드 헤드의 전후 방향(X축 방향) 움직임을 설명하기 위한 본드 헤드의 확대도이다. 도 6에서 도 6a는 전후 슬라이드 및 관련 구성이 후퇴된 상태를 나타내는 도면이고, 도 6b는 전후 슬라이드 및 관련 구성이 전진된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명에서 픽업툴(40)의 전후 방향(X 방향) 이송은 제 1 이송부(10)가 담당하고, 좌우 방향(Y 방향) 이송은 제 2 이송부(20)가 담당하며, 상하 방향(Z 방향) 이송은 제 3 이송부(30)가 담당한다.
이러한 제 1 이송부(10), 제 2 이송부(20) 및 제 3 이송부(30)는 고정자(11, 21, 31)와 가동자(12, 22, 32)로 형성되어 XYZ축 구동을 하게 된다.
즉 이러한 이송부(10, 20, 30)는 유도전동기의 1차측에 해당하는 고정자와 2차측에 해당하는 가동자로 이루어져 회전운동을 직선운동으로 만들어 각각 X축, Y축, Z축의 직선 움직임을 구현하는 것으로, 이 같은 리니어 모터의 고정자 및 가동자의 세부적인 원리는 이미 널리 공지된 사항이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
하부에 마련되는 제 1 이송부(10)에서 가동자(12)는 전후 방향(X축 방향)으로 직선운동을 하게 되며, 제 2 이송부(20)에서 가동자(22)는 좌우 방향(Y축 방향)으로 직선운동을 하게 되며, 제 3 이송부(30)에서 가동자(32)는 상하 방향(Y축 방향)으로 직선운동을 하게 된다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 상기 제 1 이송부(10)의 가동자(12)는 제 2 슬라이드(62)에 연결되어 제 1 이송부(10)의 전후 움직임(X축)을 제 2 슬라이드(62)에 전달하여 해당 제 2 슬라이드(62)를 전후 운동시킨다.
또한 상기 제 2 이송부(20)의 가동자(22)는 제 1 슬라이드(61)에 연결되어 제 2 이송부(20)의 좌우 움직임(Y축)을 제 1 슬라이드(61)에 전달하여 해당 제 1 슬라이드(61)를 좌우 운동시킨다.
또한 상기 제 3 이송부(30)의 가동자(32)는 제 2 가이드판(65)에 연결되어 제 3 이송부(30)의 상하 움직임(Z축)을 제 2 가이드판(65)에 전달하여 해당 제 2 가이드판(65)을 상하 운동시킨다.
여기에서 상기 제 1 슬라이드(61)에는 상기 제 2 슬라이드(62)가 전후 슬라이딩이 가능하게 결합된다.
그리고 상기 제 2 슬라이드(62)와 결합되는 제 1 가이드판(63)은 해당 제 2 슬라이드(62)의 전후 움직임을 그대로 전달받는 동시에 제 3 슬라이드(64)와 연결되어 해당 제 2 슬라이드(62)의 상하 슬라이딩 동작을 가이드하게 된다.
또한 상기 제 2 슬라이드(62)는 연결된 제 1 가이드판(63)을 통해 전달되는 제 2 슬라이드(62)의 전후 움직임을 그대로 전달받아 전후로 움직일 수 있게 된다.
한편, 이러한 제 2 슬라이드(62)의 상측에 결합되는 제 2 가이드판(65)은 해당 제 2 슬라이드(62)의 전후 슬라이딩 동작을 가이드하게 된다.
이때 상기 제 2 가이드판(65)는 상기 제 3 이송부(30)의 가동자와 연결되어 상하 움직임(Z축)을 전달받아 상기 제 2 슬라이드(62)에 전달함으로써 해당 제 2 슬라이드(62)가 상하로 움직일 수 있도록 한다.
따라서 상기 제 3 슬라이드(64)의 하측에 고정 베이스(45)를 통해 고정설치되는 픽업툴(40)은 제 1 이송부(10), 제 2 이송부(20) 및 제 3 이송부(30)에 의해 전후 방향(X 방향), 좌우 방향(Y 방향) 및 상하 방향(Z 방향)으로 움직일 수 있게 되는 것이다.
여기에서 이송부(10, 20, 30)의 고정자(11, 21, 31)에서 발생하는 열을 식히기 위해 팬(33)이나 에어 피팅(Air Fitting)이 구비되어 열로 인한 변형을 한계치 내로 유지시킬 수 있다. 또한 가동자(12, 22, 32)에서 발생되는 열은 방열판(24, 34)으로 식혀 열로 인한 변형을 한계치 내로 유지시킬 수 있다.
이와 같은 움직임을 가지는 본 발명의 본드 헤드는 좌우 움직임(Y 방향)을 가지는 제 1 슬라이드(61)를 가이드하기 위하여 가이드 샤프트(50)가 사용된다.
상기 가이드 샤프트(50)에는 해당 가이드 샤프트(50)를 따라 좌우 방향으로 슬라이딩되는 하우징(52)이 결합되며, 해당 하우징(52)에는 제 1 슬라이드(61)가 결합되게 된다.
본 발명에서는 이러한 가이드 샤프트(50)를 따라 슬라이딩하며 움직이는 하우징(51)에 에어 부싱 구조를 적용하여 본드 헤드의 좌우 움직임에 물리적 부하가 걸리지 않도록 하는 특징을 갖는다.
이를 도 7을 통해 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 에어 부싱 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
상기 가이드 샤프트(50)의 외경을 따라 체결되는 하우징(51)은 가이드 샤프트(50)의 외경에 비해 조금 더 큰 내경을 가지는 몸체부(53)와 상기 몸체부(53)의 외경측에 형성되어 공기 주입구(54)가 형성되는 커버부(52)와 상기 몸체부(53)의 내경측에 형성되어 가이드 샤프트(50)와 마주하게 되는 다공판(55)을 포함하여 구성되며, 상기 공기 주입구(54)는 상기 커버부(52) 및 몸체부(53)를 관통하여 상기 다공판(55)에 공기를 주입시키게 된다. 도면에 도시된 바와 같이 상기 커버부(52) 및 공기 주입구(54) 그리고 이 공기 주입구(54)에 연결된 다공판(55)은 셋트로 형성될 수 있으며, 다수의 셋트가 하우징(51)에 구비될 수 있다.
이렇게 구성된 에어 부싱 구조에서는 상기 공기 주입구(54)를 통해 공기를 주입하게 되면 다공판(55)을 통해 공기가 배출되어 하우징(51)의 내경측으로 공기가 이동하게 된다. 이에 따라 상기 다공판(55)과 가이드 샤프트(50)의 사이에는 에어갭(G)이 형성되며, 이러한 에어갭(G)으로 인해 에어 압력이 가이드 샤프트(50)와 하우징(51)의 사이에 형성되어 해당 하우징(51)은 가이드 샤프트(50)와 접촉하지 않는 무부하 상태로 떠있게 된다.
따라서 작업 시 끊임없이 가이드 샤프트(50)를 따라 좌우 움직임을 해야 하는 하우징(51)에 물리적인 부하가 걸리지 않기 때문에 기존 LM 가이드를 사용했을 때보다 초고속 운전이 가능하고 정밀 레귤레이터로 상기 공기 주입구(54)를 통해 주입되는 공기 압력을 제어하기 때문에 초정밀 제어가 가능하게 된다.
그리고 도 15를 참조하면, 이러한 하우징(51)의 몸체부(53)에는 다수의 마그넷(56)이 내장될 수 있다. 이러한 마그넷(56)은 몸체부(53)의 내부에 등간격으로 다수 개 설치될 수 있으며, 상기 가이드 샤프트(50)에 대하여 척력을 발휘하도록 극성 배치되어 결과적으로 해당 하우징(51)과 가이드 샤프트(50)이 일정한 간격을 유지하는데 도움을 주게 된다. 즉, 마그넷(56)은 자력에 의하여 가이드 샤프트(50)를 따라 자기부상(磁氣浮上)되며, 이에 따라 작업 시 계속적으로 가이드 샤프트(50)를 따라 좌우 움직임을 가지는 하우징(51)이 상술한 에어갭을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 것이다. 또한 이러한 에어 부싱 구조의 마찰력 극소화에 기인하여 고속 운전시에 일어날 수 있는 정밀제어 상의 오버런(over run)으로 인한 정위치 시간(setting time)의 증대를 축과 에어 부싱 사이의 이 같은 자력 저항력을 부가함으로서 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 이러한 가이드 샤프트의 에어 부싱 구조 적용시 하우징(51)이 가이드 샤프트(50)를 중심으로 회전할 가능성이 있어 기구적 불안정성이 존재한다.
이에 본 발명에서는 이러한 기구적 회전 가능성을 차단하기 위하여 회전 가능성이 있는 기구물에 에어 패드(80, 90) 및 이를 가이드하는 패드 플레이트(70)를 추가하는 에어 베어링 구조를 적용함으로써 기구적 회전을 방지함과 동시에 이에 따른 물리적 부하가 에어 부싱 움직임에 영향을 미치지 않도록 하는 특징을 갖는다.
이를 도 8 내지 도 12를 통해 설명하면 다음과 같다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 에어 베어링 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 에어 베어링의 에어 패드를 설명하기 위한 투시도이며, 도 12는 본 발명에 따른 에어 베어링 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 상기 제 2 이송부(20)와 제 3 이송부(30)의 사이에는 상기 가이드 샤프트(50)의 위로 수직하게 면상의 패드 플레이트(70)가 고정형성된다. 이 패드 플레이트(70)는 전면(픽업툴을 향한 면)이 매끄러운 평면으로 구성되며, 그 전면의 좌우 길이는 상기 가이드 샤프트(50)를 따라 하우징(51)이 좌우로 움직일 수 있는 거리에 상응하게 형성되고 상하 길이는 상기 제 1 가이드판(63)을 따라 제 3 슬라이드(64)가 상하로 움직일 수 있는 거리에 상응하게 형성된다.
여기에서 상기 하우징(51)에 연결되어 좌우 움직임(Y축 방향)을 가지는 제 1 슬라이드(61)에는 해당 좌우 움직임(Y축 방향)을 가이드하는 동시에 회전을 방지하기 위한 제 1 에어 패드(80)가 설치된다.
도 8을 참조하면, 제 1 슬라이드(61)의 상부에는 돌출 형성된 패드 지지구(66)가 형성되고, 이러한 패드 지지구(66)에는 상기 패드 플레이트(70)를 향하여 패드 블록(82)이 형성된 제 1 에어 패드(80)가 결합된다.
상기 제 1 에어 패드(80)는 연결구(81)를 통해 상기 패드 지지구(66)와 상기 패드 블록(82)을 연결시키며, 이러한 패드 블록(82)은 적어도 하나 이상의 마그넷(83)과 공기 주입구(84) 그리고 해당 공기 주입구(84)를 통해 주입된 공기를 배출시키기 위한 에어 관로(85)를 포함하여 구성된다. 그리고 이러한 패드 블록(82)의 패드 플레이트(70)와 마주하는 면은 평평한 면인 것이 바람직하다.
여기에서 상기 마그넷(83)은 제 1 에어 패드(80)와 패드 플레이트(70) 간의 인력(attractive force) 작용을 유도하기 위한 것으로 패드 블록(82)의 형상에 따라 내부에 고르게 분포되게 내장될 수 있다.
또한, 상기 에어 관로(85)는 제 1 에어 패드(80)와 패드 플레이트(70) 간의 척력(repulsive force) 작용을 유도하기 위한 것으로 패드 블록(82)의 형상에 따라 외면을 따라 균일하게 분포되게 형성될 수 있다. 이때 이러한 에어 관로(85)에는 다수의 공기 배출구(도시 않음)가 구비됨은 물론이다.
도 12를 참조하면, 이러한 에어 베어링 구조에서는 상기 공기 주입구(84)를 통해 공기를 주입되고 패드 블록(82)의 에어 관로(85)를 따라 균일하게 공기가 배출되기 때문에 제 1 에어 패드(80)의 패드 블록(82)과 패드 플레이트(70)의 사이에는 에어갭(G)이 형성되며 동시에 마그넷(83)으로 인한 인력도 발생되게 되어 해당 제 1 에어 패드(80)와 패드 플레이트(70)가 접촉되지 않는 무부하 상태에서 기구물의 좌우 움직임(Y축 방향)을 가이드할 수 있게 된다.
따라서 도 13에 도시된 바와 같이 이러한 제 1 에어 패드(80)는 가이드 샤프트(50)를 따라 움직이는 좌우 움직임(Y축 방향) 시 동일한 움직임을 가지면서 해당 기구물이 회전하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다. 이러한 제 1 에어 패드(80)로의 공기 주입은 정밀 레귤레이터에 의해 공기 압력이 제어되기 때문에 초정밀 제어가 가능하게 된다.
여기에서 상기 패드 지지구(66)와 패드 블록(82)을 연결하는 연결구(81)는 가이드 역할을 하면서 동시에 적절한 텐션이 유지될 수 있도록 도 14에 도시된 바와 같이 판 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 3 이송부(30)의 가동자(32)와 연결되어 상하 움직임(Z 방향)을 가지는 동시에 제 3 슬라이드(64)과 연결되어 가이드 샤프트를 통한 좌우 움직임(Y축 방향)과 연동되는 제 2 가이드판(65)에는 해당 상하 움직임(Z축 방향) 및 좌우 움직임(Y축 방향)을 가이드하는 동시에 회전을 방지하기 위한 제 2 에어 패드(90)가 설치된다.
도 8을 참조하면, 제 2 가이드판(65)의 내측 측면에는 상기 패드 플레이트(70)를 향하여 패드 블록(92)이 형성된 제 2 에어 패드(90)가 결합된다.
상기 제 2 에어 패드(90)는 연결구(91)를 통해 상기 제 2 가이드판(65)과 상기 패드 블록(92)을 연결시키며, 이러한 패드 블록(92)은 적어도 하나 이상의 마그넷(93)과 공기 주입구(94) 그리고 해당 공기 주입구(94)를 통해 주입된 공기를 배출시키기 위한 에어 관로(95)를 포함하여 구성된다. 그리고 이러한 패드 블록(92)의 패드 플레이트(70)와 마주하는 면은 평평한 면인 것이 바람직하다.
여기에서 상기 마그넷(93)은 제 2 에어 패드(90)와 패드 플레이트(70) 간의 인력(attractive force) 작용을 유도하기 위한 것으로 패드 블록(92)의 형상에 따라 내부에 고르게 분포되게 내장될 수 있다.
또한, 상기 에어 관로(95)는 제 2 에어 패드(90)와 패드 플레이트(70) 간의 척력(repulsive force) 작용을 유도하기 위한 것으로 패드 블록(92)의 형상에 따라 외면을 따라 균일하게 분포되게 형성될 수 있다. 이때 이러한 에어 관로(95)에는 다수의 공기 배출구(도시 않음)가 구비됨은 물론이다.
도 12를 참조하면, 이러한 에어 베어링 구조에서는 상기 공기 주입구(84)를 통해 공기를 주입되고 패드 블록(92)의 에어 관로(95)를 따라 균일하게 공기가 배출되기 때문에 제 2 에어 패드(90)의 패드 블록(92)과 패드 플레이트(70)의 사이에는 에어갭(G)이 형성되며 동시에 마그넷(93)으로 인한 인력도 발생되게 되어 해당 제 2 에어 패드(90)와 패드 플레이트(70)가 접촉되지 않는 무부하 상태에서 기구물의 상하 움직임(Z축 방향) 및 좌우 움직임(Y축 방향)을 가이드할 수 있게 된다.
따라서 이러한 제 2 에어 패드(90)는 가이드 샤프트(50)를 따라 움직이는 좌우 움직임(Y축 방향) 시 동일한 움직임을 가지면서 해당 기구물이 회전하는 것을 방지하고 움직임을 가이드할 수 있게 되며 또한 제 3 이송부(30)의 가동자(32)를 따라 움직이는 상하 움직임(Z 방향) 시에도 그 움직임을 가이드할 수 있게 되는 것이다. 이러한 제 2 에어 패드(90)로의 공기 주입은 정밀 레귤레이터에 의해 공기 압력이 제어되기 때문에 초정밀 제어가 가능하게 된다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 제 1 이송부 20 : 제 2 이송부
30 : 제 3 이송부 40 : 픽업툴
50 : 가이드 샤프트 70 : 패드 플레이트
80 : 제 1 에어 패드 90 : 제 2 에어 패드

Claims (9)

  1. 칩을 픽업하는 픽업툴을 전후 방향으로 이송시키는 제 1 이송부;
    상기 픽업툴을 좌우 방향으로 이송시키는 제 2 이송부; 및
    상기 픽업툴을 상하 방향으로 이송시키는 제 3 이송부;를 포함하며,
    상기 제 2 이송부의 가동자에 연결되어 좌우 움직임을 가지는 제 1 슬라이드가 하우징에 결합되어 해당 하우징을 가이드 샤프트를 따라 좌우 방향으로 슬라이딩시키며,
    상기 하우징은 외부로부터 주입되는 공기를 내경 측으로 배출시켜 가이드 샤프트의 외경과 하우징의 내경 사이에 에어갭을 형성시킴으로써 하우징의 좌우 움직임 시 하우징을 가이드 샤프트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도하는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    가이드 샤프트의 외경에 비해 큰 내경을 가지는 몸체부;
    상기 몸체부의 외경측에 형성되며 공기 주입구가 형성되는 커버부; 및
    상기 몸체부의 내경측에 형성되며 가이드 샤프트와 마주하게 되는 다공판; 을 포함하며,
    상기 공기 주입구로 주입된 공기가 다공판을 통해 가이드 샤프트의 외경 측으로 배출되는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 이송부와 제 3 이송부의 사이에는 면상의 패드 플레이트가 고정설치되고,
    상기 하우징에 연결되어 좌우 움직임을 가지는 제 1 슬라이드에는 적어도 하나 이상의 마그넷을 내장한 제 1 에어 패드가 설치되어 제 1 에어 패드와 패드 플레이트 간의 인력을 유도하고, 해당 제 1 에어 패드가 외부로부터 주입되는 공기를 패드 플레이트 측으로 배출시켜 척력을 유도해서,
    제 1 에어 패드의 좌우 움직임 시 제 1 에어 패드와 패드 플레이트 사이에 에어갭을 유지시킴으로써 제 1 에어 패드를 패드 플레이트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도해 하우징의 좌우 움직임 시 하우징의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 슬라이드의 상부에는 돌출 형성된 패드 지지구가 형성되어 상기 제 1 에어 패드와 결합되며,
    상기 제 1 에어 패드는 연결구를 통해 상기 패드 지지구와 패드 블록을 연결시키며, 패드 블록에는 적어도 하나 이상의 마그넷과 공기 주입구 그리고 해당 공기 주입구를 통해 주입된 공기를 배출시키기 위한 에어 관로가 구비되는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 패드 지지구와 패드 블록을 연결하는 연결구는 판 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 이송부와 제 3 이송부의 사이에는 면상의 패드 플레이트가 고정형성되고,
    상기 3 이송부의 가동자와 연결되어 상하 움직임을 가지며 상기 제 1 슬라이드의 좌우 움직임에 연동되어 좌우 움직임을 가지는 제 2 가이드판에는 적어도 하나 이상의 마그넷을 내장한 제 2 에어 패드가 설치되어 제 2 에어 패드와 패드 플레이트 간의 인력을 유도하고, 해당 제 2 에어 패드가 외부로부터 주입되는 공기를 패드 플레이트 측으로 배출시켜 척력을 유도해서,
    제 2 에어 패드의 상하 움직임 및 좌우 움직임 시 제 2 에어 패드와 패드 플레이트 사이에 에어갭을 유지시킴으로써 제 2 에어 패드를 패드 플레이트와 접촉하지 않는 무부하 상태로 유도해 하우징의 상하 움직임 및 좌우 움직임 시 하우징의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 에어 패드는 연결구를 통해 상기 제 2 가이드판과 패드 블록을 연결시키며, 패드 블록에는 적어도 하나 이상의 마그넷과 공기 주입구 그리고 해당 공기 주입구를 통해 주입된 공기를 배출시키기 위한 에어 관로가 구비되는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 몸체부에는 적어도 하나 이상의 마그넷이 가이드 샤프트와 척력을 발휘하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 본드 헤드.
  9. 베이스;
    상기 베이스 상에서 리드 프레임 또는 칩을 이송하는 이송 레일;
    상기 이송 레일 상에 설치되며 칩을 픽업하여 리드 프레임에 본딩하는 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 본드 헤드; 가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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