KR101308935B1 - 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치 - Google Patents

압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압전소자 패키지의 리크 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송장치에 의해 공급된 패키지의 리크 검사를 위한 패키지의 검사 셋팅 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치는, 압전소자용 패키지인 워크(Work)의 리크(Leak) 검사 장치에 있어서, 수평 배열되는 한 쌍의 제1 및 제2 X축 레일과; 상기 제1 및 제2 X축 레일 상으로 서로 이동되면서 왕복 회전을 하며, 다수개의 워크가 일렬로 배열되어 로딩되고, 각각 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 위치되어 서로 다른 공정을 수행하는 한 쌍의 셔틀 포켓(Shuttle Pocket)과; 상기 제1 또는 제2 X축 레일 상에 위치되며, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 중 어느 하나에 대해서 워크의 리크 검사를 수행하고, 상기 셔틀 포켓의 하단으로는 상기 셔틀 포켓을 상방향으로 올리는 가압부가 위치하며 상기 셔틀 포켓의 상단으로는 상기 가압부에 의해 상기 셔틀 포켓이 업되는 상황에서 상기 셔틀 포켓의 상부를 실링시키는 커버부를 포함하는 검사 유니트;를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치{TESTER OF PACKAGE FOR LEAK TESTER OF PIEZOELECTRIC ELEMENT PACKAGE}
본 발명은 압전소자 패키지의 리크 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송장치에 의해 공급된 패키지의 리크 검사를 위한 패키지의 검사 셋팅 구조에 관한 것이다.
일반적으로 수정진동자 등의 압전 소자가 기밀 포장되어 있는 전자부품은 예를들면, 압전소자를 포장하고 있는 패키기(Package)의 기밀성이 양호하지 않는 경우 리크(Leak)가 발생되고 리크가 발생되는 경우 전기적 특성에 영향을 미치게 되며 신뢰성이 저하된다.
이러한 이유때문에 압전소자를 기밀 포장하고 전자부품을 제작한 뒤, 기밀성의 검사 이른바 리크(Leak) 검사를 행하게 된다.
리크 검사의 방법으로는 거품 리크 테스트(Bubble Leak Test), 차압식 에어 리크 테스트, 압력 변화에 의한 임피던스(Impedance) 측정 방식 등 각종 검사 방법이 알려져 있다.
특히, 압력 변화에 의한 임피던스 측정방식은 피검사 대상의 압전 소자용 패키기를 대기의 분위기와 진공 분위기에서 각각 임피던스를 측정하고 그 때의 압력차에 따라서 변화하는 임피던스의 변화량으로부터 리크의 양부를 검출하는 방식이다.
압전 소자용 패키지는 소형의 크기를 가지므로 정확한 기밀 검사가 요구되고, 소형이므로 대량의 패키지의 검사 시간을 단축시킬 것이 요구되며, 또한 검사장치의 소형화가 요구된다. 이러한 추세에 따라 압전소자 패키지의 검사방식은 압력 변화에 의한 임피던스 측정방식으로 전환되고 있는 추세이다.
이러한 압력변화에 의한 임피던스 측정방식 및 장치에 관하여서는 일본국 특허출원 P2008-514986에 검사장치 및 검사방법으로서 개시된 바 있다.
일본국 특허출원 P2008-514986에는 소형의 압전소자 패키지를 대기 분위기와 진공 분위기 하에서 각각의 임피던스를 측정하고 임피던스의 측정값에 따라 패키지의 리크의 양부를 판단하는 방식이 기재되어 있으며, 그에 따른 검사장치의 공급 및 반송에 관한 구조가 개략적으로 개시되어 있다.
하지만, 소형 크기의 패키지의 양부 판단, 대량의 패키지의 단시간내 검사 및 검사장치의 간소화에 따른 구조에 대해서는 구체적인 구조나 기술들이 개시되어 있지 아니하다.
일본국 특허출원 P2008-514986은 압전소자 패키지의 리크 테스트 방식에 대해서 압력변화에 의한 임피던스 측정 방식에 대해서 상세하고 언급하고 있어 소형 크기의 패키지의 양부 판단 및 대량의 패키지의 단시간 검사를 위한 검사장치에 근접한 기술을 제시하고 있다.
그러나, 일본국 특허출원 P2008-514986에는 대량의 압력소자 패키지의 공급 및 반송, 테스트 및 검사등급에 따른 분류 등에 있어서 구체적이지 못하고 단편적이서 이에 대한 향후 지속적인 개발 노력이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소형의 압전소자 패키지를 대량으로 검사하고 단시간에 검사할 수 있는 장치를 개발하고자 한다.
또한, 정렬된 압전소자 패키지의 가압전 임피던스 측정 구조와 가압후 임피던스 측정 구조를 제공하고자 한다.
또한, 검사지그를 평행의 한 쌍 레일 상에 구성하여 검사와 반송의 동시 공정이 가능하도록 하여 태크타임(Tack Time)을 단축할 수 있는 검사장치 및 반송장치의 평행 이중 레일 구조를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치는, 압전소자용 패키지인 워크(Work)의 리크(Leak) 검사 장치에 있어서, 수평 배열되는 한 쌍의 제1 및 제2 X축 레일과; 상기 제1 및 제2 X축 레일 상으로 서로 이동되면서 왕복 회전을 하며, 다수개의 워크가 일렬로 배열되어 로딩되고, 각각 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 위치되어 서로 다른 공정을 수행하는 한 쌍의 셔틀 포켓(Shuttle Pocket)과; 상기 제1 또는 제2 X축 레일 상에 위치되며, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 중 어느 하나에 대해서 워크의 리크 검사를 수행하고, 상기 셔틀 포켓의 하단으로는 상기 셔틀 포켓을 상방향으로 올리는 가압부가 위치하며 상기 셔틀 포켓의 상단으로는 상기 가압부에 의해 상기 셔틀 포켓이 업되는 상황에서 상기 셔틀 포켓의 상부를 실링시키는 커버부를 포함하는 검사 유니트;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 셔틀 포켓의 하부로는 상기 가압부에 의해 상방향으로 가이드되도록 볼 부싱이 형성되고, 상기 볼 부싱의 하부로는 상기 셔틀 포켓의 원위치 복원을 위한 가압 스프링체가 형성되며, 상기 셔틀 포켓, 볼부싱 및 가압 스프링체는 피가압부를 구성하여 피가압부 단위로 상기 제1 및 제2 X축 레일을 따라 이동되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.
여기서, 상기 가압부는, 상단에 형성되는 판형의 가압 플레이트와, 상기 가압 플레이트 하단에 형성되는 캠 플로워와, 상기 캠 플로워의 하단에 형성되어 직선 운동하는 직선 캠과, 상기 직선 캠의 측면에 형성되어 전원을 공급하는 모터를 이루어지는 것을 특징으로 하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 상기 한 쌍의 셔틀 포켓이 위치하여 서로 다른 각각의 공정이 이루어지며, 상기 공정은 다수개의 워크를 개별적으로 상기 셔틀 포켓에 로딩하는 로딩단계, 상기 셔틀 포켓에 셋팅된 다수개의 워크들의 리크를 검사하기 전의 검사전 단계, 상기 셔틀 포켓에 셋팅된 다수개의 워크들의 리크를 검사하는 검사단계, 검사가 완료된 상기 셔틀 포켓을 반송하는 반송단계, 로딩단계로 이동하기 전의 원위치 이동전 단계로 구분되고, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 각각은 상기 로딩단계, 검사전 단계, 검사단계, 반송단계, 원위치 이동전 단계 중 어느 하나의 단계를 수행하기 위한 위치에 위치되도록 구현될 수 있다.
여기서, 상기 가압부에 의해 상기 비가압부가 밀폐된 상태에서, 상기 셔틀 포켓 내부에 셋팅되어 있는 워크는 측정부의 프로브(Probe) 핀에 의해 접촉되어 임피던스값이 측정되며, 상기 임피던스값은 상기 셔틀 포켓이 밀폐된 상태(대기압 상태)에서의 상기 워크의 비가압 1차 임피던스와 상기 셔틀 포켓에 기압에 의해 일정하게 가압된 상태(가압 상태)에서의 상기 워크의 가압 2차 임피던스이고, 상기 비가압 1차 임피던스와 상기 가압 2차 임피던스의 차에 따라 그 리트 테스트의 결과 등급을 판별하는 것을 특징으로 하여 이루어진다.
여기서, 상기 비가압 1차 임피던스는 밀폐된 상태에서 진공을 유지하여 임피던스를 측정하고, 상기 가압 2차 임피던스는 밀폐된 상태에서 진공을 유지한 채 기압에 의해 가압을 한 상태에서 임피던스를 측정하여 측정효율을 증대시키는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 프로브에는 금(Au) 도금을 하여 전도성을 향상시켜 외부저항으로 인한 데이터 손실을 최소화하여 고주파 대역(40㎐)에서의 계측 데이터를 향상시키고, 상기 프로브와 PCB 기판간의 연결을 납땜방식이 아닌 접촉방식으로 하여 임피던스 측정시 고주파 대역(40㎐)에서의 정확한 측정을 유도하는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 대량의 소형 압전소자 패키지를 단시간에 검사할 수 있는 장치를 제공할 수 있게 되며, 정렬된 압전소자 패키지의 가압전 임피던스 측정 구조와 가압후 임피던스 측정 구조를 제공할 수 있고, 검사장치 및 반송장치의 평행 이중 레일 구조를 제공하여 태크타임(Tack Time)을 단축할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 정렬, 공급 및 반송장치를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 압전소자 패키지의 정렬장치를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 압전소자 패키지의 노즐 업다운 유니트, 워크 유무 검사센서 및 NG 박스를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 기밀 검사장치와 수평 레일 구조를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 정면도로서 가압부와 피가압부의 구조도이다.
도 7은 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사등급에 따른 반송장치를 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사 공정도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치와 그에 따른 작용효과에 대해 설명한다.
본 발명의 압전소자 패키지(이하 '워크(Work)'라 한다)의 리크 검사장치는 크게 워크를 공급하는 파트 피더(10), 공급된 워크를 셔틀 포켓에 로딩시키는 인덱스 유니트(20), 셔틀 포켓에 로딩된 워크를 가압하여 임피던스를 측정하는 검사 유니트(40) 및 검사가 완료된 워크를 반송하는 언로딩 유니트(50)로 구분된다.
도 1은 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사장치의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사장치는 수평의 베이스 플레이트(1) 상에 파트 피더(Parts Feeder, 10)가 마련되며, 파트 피더(10)로부터 워크를 하나씩 픽업하는 인덱스 유니트(Index Unit, 20)가 형성되고, 인덱스 유니트(20)에 의해 픽업(Pick up)된 워크를 하나씩 풋다운(Put down)시켜 검사를 위해 워크가 정렬되는 셔틀 포켓(Shuttle Pocket, 30)이 위치되고, 정렬된 셔틀 포켓(30)을 리크 검사를 위해 이동시키는 제1 및 제2 X축 레일(60, 70)이 형성되며, 제2 X축 레일(70) 상에는 이동된 셔틀 포켓(30)의 워크를 검사하기 위한 검사 유니트(40)가 형성된다. 검사 유니트(40)에 의해 검사가 완료된 워크는 셔틀 포켓(30)에 로딩된 채로 제2 X축 레일(70)을 따라 언로딩 유니트(Unloading Unit, 50) 위치로 반송되고, 언로딩 유니트(50)에 의해 셔틀 포켓(30)에 채워진 워크는 픽업되어 Y축레일(80)을 따라 분류 및 회수박스(90)에 언로딩된다.
도 2는 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 정렬, 공급 및 반송장치를 도시한 것이며, 도 4는 도 2의 압전소자 패키지의 노즐 업다운 유니트, 워크 유무 검사센서 및 NG 박스를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 정렬, 공급 및 반송장치는 파트 피더(10) 및 인덱스 유니트(20)로 구분될 수 있다.
파트 피더(10)는 다량의 소형 압전소자 패키지(워크)가 랜덤하게 얹혀져 회전되면서 워크를 앞뒤 및 좌우로 정렬시키는 볼 피더(Bowl Feeder, 111)와 볼 피더(11)로부터 정렬된 워크가 하나씩 삽입되어 로딩될 수 있도록 하는 리니어 피더(Linear Feeder, 112)를 포함한다.
파트 피더(10)는 볼 피더(111)와 리니어 피더(112)를 통해 워크를 정렬시키고 인덱스 유니트(20)에 의해 픽업될 수 있는 상태에 놓이도록 준비하는 워크의 공급, 정렬 및 픽업 준비를 구현한다.
파트 피더(10)로부터 정렬되어 공급된 워크는 인덱스 유니트(20)에 의해 낱개로 픽업된다.
인덱스 유니트(20)는 회전하는 턴 테이블(211)과 턴 테이블(211) 상에 원주 방향 등간격으로 배열된 노즐(212)과 노즐(212)과 연결된 진공라인(미도시)의 꼬임을 방지하면서 회전할 수 있도록 하는 로터리 조인트(220)와, 진공라인 등을 내장하여 노즐(212)과 연결시키고 지지대로 활용되는 중공형서포터(219)와, 워크를 픽업하거나 풋다운시키도록 동력을 제공하며 180도 위치에 각각 형성되는 모터(217a, 218a) 및 감속기(217b, 218b)와, 픽업된 워크를 재정렬시키는 센터링 유니트(213)와, 픽업된 워크가 노즐(212)에 존재하는 지 유무 및 풋다운된 워크가 셔틀 포켓(30)에 놓여진 상태인지 즉 셔틀 포켓(30) 상에 워크가 존재하는 지 유무를 판단하는 화상 카메라 유니트(214)와, 노즐(212) 선단에 존재하는 워크가 셔틀 포켓(30)에 풋다운되지 않고 회수될 때 워크의 존재유무를 확인하는 워크 센서 유니트(215)와 워크의 존재시 그 워크를 회수하는 NG박스(216)를 포함하여 이루어진다.
인덱스 유니트(20)는 12개의 노즐(212)을 갖을 수 있으며, 파트 피더(10)로부터 공급된 워크는 픽업 노즐(212a)의 위치에서 업다운 유니트(221)에 의해 다운되어 진공에 의해 픽업된다.
업다운 유니트(221)는 모터(217a, 218a) 및 감속기(217b, 218b)에 의해 동력을 전달받아 원형캠(221a)이 회전하고 원형캠(221a)의 회전에 연동되어 캠플로워(221b, 221c)가 상하 이동되고, 캠플로워(221c)에 위치된 노즐(212)은 상하로 업다운되게 된다. 12개의 노즐(212) 각각은 회전에 따라 픽업 노즐(212a) 및 풋다운 노즐(212b)에 위치될 때마다 각각 별개로 제어된다.
픽업된 워크는 턴테이블(211)의 회전에 따라 회전되어 센터링 유니트(213) 위치에 놓이게 되고, 센터링 파트(213a)에 의해 정위치로 재정렬된다.
재정렬된 워크는 다시 턴테이블(211)의 회전에 따라 회전되며, 풋다운 노즐(212b) 위치 전단계에서 화상 카메라 유니트(214)에 의해 노즐 상에 워크가 원상태로 놓여져 있는 지 여부(즉, 워크 유무 상태)를 감지하게 되고, 풋다운 노즐(212b) 위치에서는 워크는 업다운 유니트(221) 및 진공 오프에 의해 셔틀 포켓(30)에 로딩된다.
인덱스 유니트(20)는 시계방향으로 회전하게 되고, 셔틀 포켓(30)은 도면상의 우에서 좌로 직선운동을 하게 됨으로써 인덱스 유니트(20)가 시계방향으로 단계적으로 회전하면서 워크를 픽업 및 풋다운을 반복하게 되고, 이에 연동되어 셔틀 포켓(30) 역시 단계적으로 우좌로 직선운동을 하게 된다.
화상 카메라 유니트(214)에 의해 워크의 유무를 감지하여 워크가 존재하지 않는 경우 그 정보를 읽어내어 워크가 없는 상태에서의 동작을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
예를 들면, 화상 카메라 유니트(214)에 의해 노즐(212) 상에 워크가 없는 것을 감지한다면 다음 단계인 풋다운 공정이 필요없도록 할 수 있고, 화상 카메라 유니트(214)에 의해 셔틀 포켓(30)의 해당 위치에 워크가 없는 것을 감지한다면 우좌 방향으로의 1단계 전진 운동을 생략하고 워크가 채워질 때까지 전진을 하지 않도록 제어될 수 있다.
인덱스 유니트(20)의 풋다운 노즐(212b)의 위치에서 워크가 셔틀 포켓(30)에 풋다운되고, 다시 턴테이블(211)에 의해 회전을 하게 되며(NG박스 회수전 노즐(212c) 위치) 워크 센서 유니트(215)의 워크 감지 센서(215a)에 의해 노즐(212) 선단에 없어야 할 워크가 존재하는 지 다시 한 번 체크한다.
이때 NG박스 노즐(212d) 위치에 노즐이 이동된 경우, 노즐(212) 선단에 워크가 존재하지 않으면 별 다른 공정없이 회전하게 될 것이며, 노즐(212) 선단에 워크가 존재하면 진공 오프에 의해 포스트(215b)에 의해 고정된 NG 박스(216)로 워크를 회수토록 제어된다. NG 박스(216)로의 워크 회수는 다음 공정 수행의 원활한 진행을 위해 부수적으로 필요하다.
이러한 1사이클의 360도 회전 공정이 수행되면 다시 그러한 공정들이 반복하여 수행되게 된다.
도 3은 도 2의 압전소자 패키지의 정렬장치를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 픽업된 워크는 센터링 유니트(213)가 위치한 곳으로 회전되면, 2개의 정렬지그(213c)에 의해 노즐(212) 선단에 위치된 워크(210)는 셔틀 포켓(30)에 셋팅될 위치로 정확하게 재정렬되게 된다.
2개의 정렬지그(213c)는 베이스(213b) 상에 놓여져 고정되며 중심점을 중심으로 전후 이동되도록 구현된다. 2개의 정렬지그(213c)가 후진된 상태에서 워크(210)를 픽업한 노즐(212)이 그 위치에 놓이면 2개의 정렬지그(213c)는 등간격으로 전진하하면서 워크(210)를 재정렬시키게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 기밀 검사장치와 수평 레일 구조를 도시한 것이며, 도 6은 도 5의 정면도로서 가압부와 피가압부의 구조도이다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사 장치는 2개의 X축 레일(60, 70)과 1개의 Y축 레일(80)을 갖는다.
제1 및 제2 X축 레일(60, 70)은 워크가 셋팅되는 셔틀 포켓(30)의 이동을 가이드하며, Y축 레일(80)은 검사가 완료된 셔틀 포켓(30)의 워크를 반송하기 위한 언로딩 유니트(50)의 이동을 가이드하게 된다.
또한 제1 및 제2 X축 레일(60, 70)은 2개의 셔틀 포켓(30)의 왕복운동을 가이드하게 되며, 2개의 셔틀 포켓(30)은 서로 다른 위치에서 서로 다른 공정을 수행하게 된다.
예를 들면 인덱스 유니트(20)로부터 워크가 다 채워진 하나의 셔틀 포켓(30)은 제1 X축 레일(60)에서 제2 X축 레일(70)로 이동하고 이는 다시 제2 X축 레일(70)에 위치한 검사 유니트(40)로 이동하기 전 상태에 놓이며, 다른 하나의 셔틀 포켓(30)은 검사가 완료되어 언로딩 유니트(50)에 의해 워크들이 로딩되어 워크가 빈 상태의 셔틀 포켓(30) 상태에서 인덱스 유니트(20)로부터 워크를 공급받기 위한 위치로 이동하기 전의 제1 X축 레일(60) 상에 놓이게 된다.
즉, 2개의 셔틀 포켓(30)은 서로 다른 위치에서 각각 다른 공정을 수행하게 되며 이는 서로 간섭없이 각각의 공정을 수행하도록 제1 및 제2 X축 레일(60, 70)에 의해 가능하도록 제어되어 Tack Time(공정시간)을 줄일 수 있도록 한다.
셔틀 포켓(30)은 피가압 유니트(310) 단위로 이동되며, 셔틀 포켓(30) 하부로는 상하 업다운을 원할하게 하기 위한 볼부싱(311)이 형성되고 그 하부로는 가압 유니트(313)로부터 가압되고 복원되도록 가압스프링체(312)가 형성된다.
검사 유니트(40)의 측면에는 워크를 탑재한 셔틀 포켓(30)이 정확한 위치에 조립이 되어 있는 지를 검사하는 화상 카메라 장치인 셔틀포켓 확인 카메라 유니트(320)이 장착되며, 계측부 전단에 설치되어 계측부에서 임피던스 측정시 프로브 핀과 워크가 일치하여 접촉될 수 있도록 한다.
피가압 유니트(310)가 검사 유니트(40)의 위치로 이동되면, 즉 피가압 유니트(310)가 가압 유니트(313)의 상방향에 놓이게 되면, 가압 유니트(313)에 의해 피가압 유니트(310)가 상방향으로 업되어 검사 유니트(40)의 커버부(411)와 셔틀 포켓(30)은 서로 맞물리게 되어 기밀 상태를 유지한다.
이 상태에서, 검사 유니트(40)에 의해 셔틀 포켓(30)에 채워진 워크들은 동시에 비가압된 상태에서 각각의 워크들의 임피던스값을 측정하게 되고, 이후 진공라인(319)을 통해 진공 가압된 상태에서 각각의 워크들의 임피던스값을 측정하게 된다.
비가압 상태에서의 임피던스와 가압 상태에서의 임피던스를 비교하여 각각의 워크들의 리크 테스트의 결과를 분석하여 각각의 워크들의 기밀 양부 판단을 수행하게 된다.
기밀 양부 판단은 셔틀 포켓(30)의 1번부터 20번까지의 위치에 해당하는 워크들 각각의 양부를 판단하며, 이 데이타는 언로딩 유니트(50)의 동작 수행과 연동되게 된다.
여기서, 가압 유니트(313)의 피가압 유니트(310) 가압 방식은 직선 캠(314)에 의해 이루어질 수 있다.
피가압 유니트(310)가 제2 X축 레일(70)을 따라 검사 유니트(40) 위치(즉, 가압 유니트(313) 상단)로 이동되면, 모터(316)에 의해 베이스(317) 상에 고정된 레일 상의 직선 캠(314)이 좌우 이동되면 이에 따라 캠플로워(315)가 상방향으로 이동되면서 가압 플레이트(318)를 상방향으로 이동시키고 이와 맞닿은 가압스프링(312)과 포스트(미도시)에 의해 셔틀 포켓(30)이 상방향으로 이동되면서 검사 유니트(40)와 맞닿게 된다.
검사 유니트(40)는 피가압 유니트(310)가 가압 유니트(313)에 의해 가압된 상태에서 6핀의 프로브(Probe)가 셔틀 포켓(30)에 접촉하여 셔틀 포켓(30)에 로딩되어 있는 워크의 임피던스를 측정부(미도시)에 의해 측정하게 되며, 판별부(미도시)에 의해 측정된 결과에 따라 3분류 등급 또는 5분류 등급으로 판별되어 분류된다.
고주파 대역(40㎐)에서의 계측 데이터를 향상시키기 위해서 임피던스 측정시 사용되는 프로브에 금(Au) 도금을 하여 전도성을 향상시켜 외부저항으로 인한 데이터 손실을 최소화하는 것이 바람직하다. 또한, 프로브와 PCB 기판간의 연결을 납땜방식이 아닌 접촉방식으로 하여 임피던스 측정시 고주파 대역(40㎐)에서의 정확한 측정을 유도할 수 있도록 한다.
측정방식은 대기상태(비가압시)에서 워크의 임피던스값을 측정하고 공기에 의해 가압된 상태(가압시)에서 워크의 임피던스값을 측정하여 측정된 임피던스값의 차이를 계산하여 그 편차를 기준으로 3분류 등급 또는 5분류 등급으로 나뉘어 저장된다.
이때 가압조건은 가압력 0.35mpa(3.5kgf/cm2) 정도이며, 가압기체는 공기가 되고, 측정시간은 워크 하나당 0.41sec가 소요될 수 있다.
특히, 비가압시에는 임피던스 측정시 밀폐된 상태에서 진공을 유지하여 임피던스를 측정할 수 있고, 이 상태에서 가압이 이루어져 가압시의 임피던스 측정을 실행하면 측정효율이 증대되고 정확한 계측 데이타를 얻을 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사등급에 따른 반송장치를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 6를 도시된 공정을 거쳐 즉, 검사 유니트(40)에 의해 검사가 완료된 워크는 셔틀 포켓(30) 단위로 이동되어 언로딩 유니트(50)의 위치로 이동된다.
제2 X축 레일(70)을 따라 언로딩 유니트(50) 위치로 이동된 셔틀 포켓(30)은 2개조 단위로 형성될 수 있으며, 각조에는 10개의 워크가 셋팅된 상태로 로딩되어 검사되고 언로딩될 수 있다.
20개의 워크는 검사 유니트(40)의 검사 결과에 따라 양부의 2단계 결과, 양, 재검사 또는 부의 3단계 결과, 또는 우수, 양, 재검사, 부족 또는 부의 5단계 결과로 분류될 수 있으며, 이러한 분류는 대기 분위기하의 임피던스값과 진공 분위기하의 임피던스값의 차이에 따라 분류가 가능하다.
이렇게 분류된 검사결과는 신호라인(513)을 통해 언로딩 유니트(50)로 전달된다.
언로딩 유니트(50)는 검사가 완료되어 반송된 셔틀 포켓(30)의 채워진 20개의 워크를 각각의 진공라인(512) 및 언로딩 모듈(511)을 통해 동시에 셔틀 포켓(30)으로부터 픽업시키고, Y축 레일(80)을 따라 분류 및 회수박스(90)의 위치로 이동되어 검사 결과에 따라(신호라인(513)을 통해) 양품은 양품박스에 불량품은 불량품박스에 분류하여 회수한다. 언로딩 모듈(511), 신호라인(512), 진공라인(513)등은 베이스(514)에 고정될 수 있다.
예를 들면, 분류 및 회수박스(90)가 3개로 구분되어 있는 경우, 즉 리크 검사결과 양품인 패키지를 회수하는 양품박스(911), 리크 검사결과 그 수치가 양부로 판단하기 어려운 결과를 갖는 패키지를 회수하는 재검사 박스(912) 및 리크 검사결과 그 수치가 기준값이하로 판정된 패키지를 회수하는 불량품박스(913)로 구분되는 경우로서, 셔틀 포켓(30)에 순차적으로 채워진 20개의 워크중 no.1 내지 no.10에 해당하는 워크의 검사결과는 양, no.11 및 no. 12에 해당하는 워크의 검사결과는 재검사, 나머지 no.12 내지 no. 20에 해당하는 워크의 검사결과는 불량인 경우, 언로딩 유니트(50)는 20개의 워크를 동시에 픽업하여 Y축 레일(80)을 따라 양품박스(911) 위치에 도달하면 신호라인(513)을 통해 no.1 내지 no.10에 해당하는 워크의 진공을 오프시켜 양품박스(911)에 언로딩시키고, 다시 언로딩 유니트(50)가 재검사박스(912) 위치에 오면 재검사 대상인 워크 no.11 및 no.12를 언로딩시키며, 다시 언로딩 유니트(50)가 불량품박스(913) 위치에 오면 no.13 내지 no.20에 해당하는 워크를 불량품박스(913)로 언로딩시키게 된다.
이때, 셔틀 포켓(30)은 모든 워크가 픽업되어 빈 상태로 놓이며, 제2 X축 레일(70)에서 제1 X축 레일(60)로 이동되어 제1 X축 레일(60)을 따라 인덱스 유니트(20) 위치로 이동되어 워크 공급 준비 상태에 놓이게 된다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사 공정도이다.
도 1 내지 도 7의 구성을 기준으로 본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사 장치에 의한 워크 공급, 정렬, 검사, 반송 및 회수 공정을 살펴본다.
본 발명에 따른 압전소자 패키지의 리크 검사 장치는 제1 및 제2 X축 레일(60, 70), Y축 레일(80) 및 2개조의 셔틀 포켓(30a, 30b)을 포함하도록 구성하여 공정시간 단축을 통해 대량의 압전소자 패키지를 단시간에 측정이 가능한 장치를 제공하고 있다.
압전소자 패키지의 리크 검사 공정은 도 8a 내지 도 8e 공정이 반복하여 연속적으로 이루어진다.
여기서, 2개의 셔틀 포켓(30a, 30b)의 거리 및 단계 위치는 공급시간, 검사시간 및 이동시간에 따라 변경될 수 있을 것이다.
도 8a 단계 : 제2 셔틀 포켓(30b)은 제2 X축 레일(70)에 위치되고 인덱스 유니트(20)와 맞줄린 위치에 놓여져 있으며, 인덱스 유니트(20)로부터 워크를 공급받기 전 상태이고 파트 피더(10)로부터 인덱스 유니트(20)로 워크가 공급되는 상태이다. 제1 셔틀 포켓(30a)은 워크들이 다 채워진 상태에서 제2 X축 레일(70) 상의 검사 유니트(40)에서 리크 검사가 진행중인 상태이다.
도 8b 단계 : 제1 셔틀 포켓(30a)의 워크들은 리크 검사가 계속 진행중이며, 제2 셔틀 포켓(30b)은 인덱스 유니트(20)로부터 워크를 공급받아 워크들이 하나씩 로딩되는 상태이다.
도 8c 단계 : 제1 셔틀 포켓(30a)의 워크들은 리크 검사가 완료되어 제2 X축 레일(70)을 따라 언로딩 유니트(50)가 위치한 곳으로 반송된 상태이며, 제2 셔틀 포켓(30b)은 워크들이 다 채워진 상태에서 제2 X축 레일(70)을 따라 이동하기 위해 제2 X축 레일(70) 방향(화살표 방향)으로 당겨져 검사를 위한 이동전 상태로 된다.
도 8d 단계 : 제1 셔틀 포켓(30a)은 언로딩 유니트(50)에 의해 워크들이 로딩되어 비어 있는 상태에서 제2 X축 레일(70)로부터 제1 X축 레일(60)로 이동되고, 제2 셔틀 포켓(30b)은 검사 유니트(40)가 위치한 곳으로 제2 X축 레일(70)을 따라 이동되어 검사를 받기 위한 상태에 놓이게 된다.
(E)단계 : 제2 셔틀 포켓(30b)은 검사 유니트(40)에 의해 리크 검사가 진행중인 상태에 놓이게 되고, 제1 셔틀 포켓(30a)은 워크를 공급받기 위해 인덱스 유니트(20)가 위치한 곳으로 이동하기 위한 대기상태에 놓인다. 이때 언로딩 유니트(50)에 의해 픽업된 워크들은 분류 및 회수박스(90)에 각각의 검사결과에 따라 양품박스(911), 재검사박스(912) 및 불량품박스(913)에 언로딩된다. (E)단계 이후에는 (A)단계와 같은 셋팅 위치에 놓이게 되며 (A)단계 내지 (E)단계는 연속하여 반복적으로 공정이 수행된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 베이스 플레이트 10 : 파트 피더
20 : 인덱스 유니트 30 : 셔틀 포켓
40 : 검사 유니트 50 : 언로딩 유니트
60 : 제1 X축 레일 70 : 제2 X축 레일
80 : Y축 레일 90 : 분류 및 회수박스
111 : 볼 피더 112 : 리니어 피더
210 : 워크 211 : 턴테이블
212 : 노즐 213 : 센터링 유니트
213a : 센터링 파트 213b : 베이스
213c : 정렬지그 214 : 화상 카메라 유니트
215 : 워크 센서 유니트 215a : 워크 감지 센서
215b : 포스트 216 : NG 박스
217a, 218a, 316 : 모터 217b, 218b : 감속기
219 : 중공형 서포터 220 : 로터리 조인트
221 : 업다운 유니트 221a : 원형 캠
221b, 221c, 315 : 캠 플로워 310 : 피가압 유니트
311 : 볼부싱 312 : 가압 스프링체
313 : 가압 유니트 314 : 직선 캠
317 : 베이스 320 : 셔틀포켓 확인 카메라 유니트
511 : 언로딩 모듈 512 : 신호라인
513 : 진공라인 514 : 베이스
911 : 양품박스 912 : 재검사박스
913 : 불량품박스

Claims (8)

  1. 압전소자용 패키지인 워크(Work)의 리크(Leak) 검사 장치에 있어서,
    수평 배열되는 한 쌍의 제1 및 제2 X축 레일과;
    상기 제1 및 제2 X축 레일 상으로 서로 이동되면서 왕복 회전을 하며, 다수개의 워크가 일렬로 배열되어 로딩되고, 각각 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 위치되어 서로 다른 공정을 수행하는 한 쌍의 셔틀 포켓(Shuttle Pocket)과;
    상기 제1 또는 제2 X축 레일 상에 위치되며, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 중 어느 하나에 대해서 워크의 리크 검사를 수행하고, 상기 셔틀 포켓의 하단으로는 상기 셔틀 포켓을 상방향으로 올리는 가압 유니트가 위치하며 상기 셔틀 포켓의 상단으로는 상기 가압 유니트에 의해 상기 셔틀 포켓이 업되는 상황에서 상기 셔틀 포켓의 상부를 실링시키는 커버부를 포함하는 검사 유니트;를 포함하고,
    상기 셔틀 포켓의 하부로는 상기 가압 유니트에 의해 상방향으로 가이드되도록 볼 부싱이 형성되고, 상기 볼 부싱의 하부로는 상기 셔틀 포켓의 원위치 복원을 위한 가압 스프링체가 형성되며, 상기 셔틀 포켓, 볼부싱 및 가압 스프링체는 피가압 유니트를 구성하여 피가압 유니트 단위로 상기 제1 및 제2 X축 레일을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는, 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치.
  2. 삭제
  3. 압전소자용 패키지인 워크(Work)의 리크(Leak) 검사 장치에 있어서,
    수평 배열되는 한 쌍의 제1 및 제2 X축 레일과;
    상기 제1 및 제2 X축 레일 상으로 서로 이동되면서 왕복 회전을 하며, 다수개의 워크가 일렬로 배열되어 로딩되고, 각각 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 위치되어 서로 다른 공정을 수행하는 한 쌍의 셔틀 포켓(Shuttle Pocket)과;
    상기 제1 또는 제2 X축 레일 상에 위치되며, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 중 어느 하나에 대해서 워크의 리크 검사를 수행하고, 상기 셔틀 포켓의 하단으로는 상기 셔틀 포켓을 상방향으로 올리는 가압 유니트가 위치하며 상기 셔틀 포켓의 상단으로는 상기 가압 유니트에 의해 상기 셔틀 포켓이 업되는 상황에서 상기 셔틀 포켓의 상부를 실링시키는 커버부를 포함하는 검사 유니트;를 포함하고,
    상기 가압 유니트는, 상단에 형성되는 판형의 가압 플레이트와, 상기 가압 플레이트 하단에 형성되는 캠 플로워와, 상기 캠 플로워의 하단에 형성되어 직선 운동하는 직선 캠과, 상기 직선 캠의 측면에 형성되어 전원을 공급하는 모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치.
  4. 삭제
  5. 압전소자용 패키지인 워크(Work)의 리크(Leak) 검사 장치에 있어서,
    수평 배열되는 한 쌍의 제1 및 제2 X축 레일과;
    상기 제1 및 제2 X축 레일 상으로 서로 이동되면서 왕복 회전을 하며, 다수개의 워크가 일렬로 배열되어 로딩되고, 각각 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 위치되어 서로 다른 공정을 수행하는 한 쌍의 셔틀 포켓(Shuttle Pocket)과;
    상기 제1 또는 제2 X축 레일 상에 위치되며, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 중 어느 하나에 대해서 워크의 리크 검사를 수행하고, 상기 셔틀 포켓의 하단으로는 상기 셔틀 포켓을 상방향으로 올리는 가압 유니트가 위치하며 상기 셔틀 포켓의 상단으로는 상기 가압 유니트에 의해 상기 셔틀 포켓이 업되는 상황에서 상기 셔틀 포켓의 상부를 실링시키는 커버부를 포함하는 검사 유니트;를 포함하고,
    상기 가압 유니트에 의해 피가압 유니트가 밀폐된 상태에서,
    상기 셔틀 포켓 내부에 셋팅되어 있는 워크는 측정부의 프로브(Probe) 핀에 의해 접촉되어 임피던스값이 측정되며,
    상기 임피던스값은 상기 셔틀 포켓이 밀폐된 상태(대기압 상태)에서의 상기 워크의 비가압 1차 임피던스와 상기 셔틀 포켓에 기압에 의해 일정하게 가압된 상태(가압 상태)에서의 상기 워크의 가압 2차 임피던스이고,
    상기 비가압 1차 임피던스와 상기 가압 2차 임피던스의 차에 따라 그 리트 테스트의 결과 등급을 판별하는 것을 특징으로 하는, 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비가압 1차 임피던스는 밀폐된 상태에서 진공을 유지하여 임피던스를 측정하고,
    상기 가압 2차 임피던스는 밀폐된 상태에서 진공을 유지한 채 기압에 의해 가압을 한 상태에서 임피던스를 측정하여 측정효율을 증대시키는, 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로브에는 금(Au) 도금을 하여 전도성을 향상시켜 외부저항으로 인한 데이터 손실을 최소화하여 고주파 대역(40㎐)에서의 계측 데이터를 향상시키고,
    상기 프로브와 PCB 기판간의 연결을 접촉방식으로 하여 임피던스 측정시 고주파 대역(40㎐)에서의 정확한 측정을 유도하는, 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치.
  8. 압전소자용 패키지인 워크(Work)의 리크(Leak) 검사 장치에 있어서,
    수평 배열되는 한 쌍의 제1 및 제2 X축 레일과;
    상기 제1 및 제2 X축 레일 상으로 서로 이동되면서 왕복 회전을 하며, 다수개의 워크가 일렬로 배열되어 로딩되고, 각각 상기 제1 및 제2 X축 레일 상에 위치되어 서로 다른 공정을 수행하는 한 쌍의 셔틀 포켓(Shuttle Pocket)과;
    상기 제1 또는 제2 X축 레일 상에 위치되며, 상기 한 쌍의 셔틀 포켓 중 어느 하나에 대해서 워크의 리크 검사를 수행하고, 상기 셔틀 포켓의 하단으로는 상기 셔틀 포켓을 상방향으로 올리는 가압 유니트가 위치하며 상기 셔틀 포켓의 상단으로는 상기 가압 유니트에 의해 상기 셔틀 포켓이 업되는 상황에서 상기 셔틀 포켓의 상부를 실링시키는 커버부를 포함하는 검사 유니트;를 포함하고,
    상기 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치는 전단부에 셔틀 포켓이 정확한 위치에 조립이 되어 있는지를 검사하고, 임피던스 측정시 프로브 핀과 워크가 일치하여 접촉할 수 있도록 이미지 센싱하는 셔틀포켓 확인 카메라 유니트가 더 형성되는, 압전소자 패키지의 리크 검사용 패키지의 검사장치.
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JP4588788B2 (ja) * 2006-09-28 2010-12-01 パイオニア株式会社 検査装置、および検査方法

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