KR101352586B1

KR101352586B1 - 캐필러리 자동 교체시스템

Info

Publication number: KR101352586B1
Application number: KR20120031093A
Authority: KR
Inventors: 최영규
Original assignee: 주식회사 일원
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2014-01-20
Also published as: WO2013069857A1; KR20130051866A

Abstract

베이스 상에 설치되며 캐필러리를 선단에서 클램핑하는 로더 클램핑부를 가지는 클램핑로더, 클램핑로더 측으로 캐필러리를 공급하거나 회수하며 캐필러리를 선택적으로 그립핑하는 그립부를 가지는 캐필러리 공급 및 회수유닛, 캐필러리 공급 및 회수유닛을 x축 방향으로 이송하는 x축 이송유닛, 캐필러리 공급 및 회수유닛을 y축 방향으로 이송하는 y축 이송유닛, 캐필러리 공급 및 회수유닛을 z축 방향으로 이송하는 z축 이송유닛, 캐필러리 공급 및 회수유닛에 의하여 새로운 캐필러리가 상기 클램핑부로 공급될 때 클램핑부의 상단으로 캐필러리가 과상승되는 것을 방지하도록 하는 캐필러리 스토핑유닛, 클램핑부를 선택적으로 잠금 또는 해제시켜서 캐필러리가 장착 또는 이탈가능하도록 하는 클램핑 해제유닛, 클램핑 로더로 공급되거나 회수되는 캐필러리가 거치되는 캐필러리 거치유닛 및, 캐필러리 공급 및 회수유닛 및 클램핑 해제유닛을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 자동 교체시스템이 개시된다.

Description

캐필러리 자동 교체시스템{A SYSTEM FOR EXCHANGING CAPILLARY AUTOMATICALLY}

본 발명은 캐필러리를 자동으로 교체할 수 있는 캐필러리 자동 교체시스템에 관한 것이다.

와이어 본드(wire bond) 공정이란 반도체 패키지(semiconductor package) 제작을 위해 거치는 공정 중의 하나이며, 반도체 칩(chip)과 기판(substrate)을 골드 와이어(gold wire)로 연결시킴으로써 전기적 신호가 흐를 수 있도록 하여 반도체가 전기적 특성을 갖도록 하는 공정을 말한다.

상기 와이어 본드 공정에 사용되는 캐필러리(Capillary)는, 상기 골드 와이어를 직접 접합하고 와이어 궤적(wire loop)을 만드는데 사용되는 도구이다. 옷을 만드는데 사용되는 미싱을 예로 들면, 바늘과 같은 역할을 하는 것을 캐필러리이고, 실에 해당하는 것이 골드 와이어가 된다.

상기 캐필러리는 소모품으로서 사용량에는 한도가 있고, 사용량의 한도에 따라 교체될 필요가 있는 부품이다. 종래의 캐필러리 교체 과정을 살펴보면, 와이어 본드 장비에 캐필러리 사용량의 한도 값을 입력한 후 그 사용량의 한도 값에 도달하면 와이어 본드 장비가 경고(alarm)를 발생시켜 작업자를 호출한다. 이후 작업자는 경고가 발생한 와이어 본드 장비에서 캐필러리의 사용량을 초기화시키고, 캐필러리를 고정하고 있는 고정 나사를 제거한 뒤 새로운 캐필러리를 장착한다, 즉, 종래의 캐필러리 교체는 작업자의 수작업이 상당 부분 포함되어 있는 공정이었다.

실제 반도체 패키징 공정 현장에서는 와이어 본드 공정의 특성상 와이어 본드 장비가 수백 대에 이르는 경우가 많기 때문에, 와이어 본드 과정에서 여러 장비의 캐필러리를 교체하여야 하므로 많은 작업자의 노력이 소요된다는 문제점이 있었다. 또한, 캐필러리의 고정용 고정 나사를 제거하고 재설치하는 과정에서도 많은 시간이 소요되기 때문에, 캐필러리 교체 공정에서 많은 시간과 비용의 손실이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 캐필러리의 장착 및 해제를 자동공정을 통해 자동화할 수 있도록 개선된 캐필러리 자동 교체시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캐필러리 자동 교체시스템은, 베이스 상에 설치되며, 캐필러리를 선단에서 클램핑하는 로더 클램핑부를 가지는 클램핑로더; 상기 클램핑로더 측으로 캐필러리를 공급하거나 회수하며, 상기 캐필러리를 선택적으로 그립핑하는 그립부를 가지는 캐필러리 공급 및 회수유닛; 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 x축 방향으로 이송하는 x축 이송유닛; 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 y축 방향으로 이송하는 y축 이송유닛; 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 z축 방향으로 이송하는 z축 이송유닛; 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛에 의하여 새로운 캐필러리가 상기 클램핑부로 공급될 때 클램핑부의 상단으로 상기 캐필러리가 과상승되는 것을 방지하도록 하는 캐필러리 스토핑유닛; 상기 클램핑부를 선택적으로 잠금 또는 해제시켜서 캐필러리가 장착 또는 이탈가능하도록 하는 클램핑 해제유닛; 상기 클램핑 로더로 공급되거나 회수되는 캐필러리가 거치되는 캐필러리 거치유닛; 및 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛 및 클램핑 해제유닛을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 x축, y축 및 z축 이송유닛을 구동시켜 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 상기 클램핑 로더의 로더 클램핑부의 하부로 이동시키면서 상기 클램핑 해제유닛을 회전구동시켜 로더 클램핑부가 확장되게 제어한 후, 상기 z축 이송유닛을 구동시켜 캐필러리가 로더 클램핑부로 삽입 공급된 후, 상기 클램핑 해제유닛을 반대방향으로 회전구동시켜 로더 클램핑부가 축소되게 제어하여 캐필러리가 지지되도록 한 후, 상기 그립부를 확장제어되게 한 후 z축 이송유닛을 제어하여 상기 그립부를 하방으로 이동시킨 후 다시 캐필러리를 그립하도록 제어한 후, x축 이송유닛을 제어하여 상기 캐필러리를 상방으로 가압하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는, 상기 캐필러리가 상기 캐필러리 스토핑 유닛에 의하여 더 이상 상방으로 이동되지 않는 경우, 상기 z축 이송유닛의 상방 이동을 제한하도록 제어하는 것이 좋다.

또한, 상기 캐필러리 거치유닛은, 스테핑모터와; 상기 스테핑모터에 의하여 일정한 회전각으로 회전되며, 캐필러리가 삽입되어 거치되는 거치홀이 형성되는 거치 회전판;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 캐필러리 공급 및 회수 유닛, x축 이송유닛, y축 이송유닛, z축 이송유닛, 캐필러리 스토핑 유닛, 클램핑 해제유닛 및 캐필러리 거치유닛이 설치되는 스테이션; 및 상기 스테이션을 x축, y축, z축 이동 및 y축을 회전축으로 하는 회전각 θ로 회전되게 조정하는 조정유닛;을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 조정유닛은, 상기 스테이션에 고정되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트에 회동 가능하게 설치되는 θ회전 플레이트; 상기 θ회전 플레이트에 y축 방향으로 조정가능한 y축 플레이트; 및 상기 y축 플레이트에 x축 방향으로 조정 가능한 x축 플레이트;를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 캐필러리 자동 교체시스템에 따르면, 캐필러리 스토핑유닛에 의해 교체 전이나 교체 후의 캐필러리의 위치가 일정하게 유지되도록 제어할 수 있게 되어, 캐필러리가 클램핑부를 초과해서 삽입되거나 덜 삽입됨으로써 정밀하게 가공되어야 하는 반도체의 특성상 불량률이 많아졌던 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 보다 정밀하게 캐필러리의 클램핑부에서의 위치를 일정하게 유지시킬 수 있어 반도체를 정밀하게 가공할 수 있게 된다.

또한, 고정되어 조정이 불가능한 클램핑 로더의 위치 및 상태에 맞게 조정유닛을 이용하여 스테이션을 x축, y축, z축으로 미세하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라, y축을 회전축으로 하여 회동시킬 수 있게 됨으로써 캐필러리 공급 및 회수유닛을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캐필러리 자동 교체시스템을 나타내 보인 블록 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 캐필러리 자동 교체시스템을 나타내 보인 사시도이다.
도 2b 및 도 2c 각각은 도 2a에 도시된 캐필러리 공급 및 회수유닛을 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2a에 도시된 클램핑 로더의 클램핑부에서 클램핑 해제유닛에 의한 동작상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 도 2a의 요부를 발췌하여 나타내 보인 사시도이다.
도 4b는 도 2a에 도시된 클램핑 해제유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 5a는 캐필러리를 분리하기 위해 캐필러리 공급 및 회수유닛이 클램핑부 쪽으로 이동되는 상태를 나타내 보인 도면이다.
도 5b 및 도 5c는 클램핑 해제유닛의 캐필러리 해제동작을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6 내지 도 13 각각은 본 발명의 캐필러리 자동 교체시스템을 이용하여 캐필러리를 교체하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 캐필러리 자동 교체시스템에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 캐필러리 자동 교체시스템은, 베이스(10) 상에 설치되며 캐필러리(11)를 선단에서 클램핑하는 로더 클램핑부(21)를 가지는 클램핑로더(20), 캐필러리 공급 및 회수유닛(110), x축 이송유닛(120), y축 이송유닛(130), z축 이송유닛(140), 캐필러리 거치유닛(150), 클램핑 해제유닛(160), 캐필러리 스토핑 유닛(170) 및 제어부(180)를 구비한다.

상기 베이스(10)에는 상기 클램핑로더(20)가 착탈 가능하게 지지되는 로더 장착부(12)가 설치된다. 상기 로더 장착부(12)에 클램핑로더(20)가 장착되며, 클램핑로더(20)는 그 선단에 캐필러리(11)의 외측을 감싸서 클램핑하기 위한 클램핑부(21)가 구비된다. 상기 클램핑부(21)는 도 3에 도시된 바와 같이, 집게 형태로서, 서로 벌려진 상태에서 캐필러리(11)가 끼워진 후 탄성력에 의해 복원되면서 압착되어 캐필러리(11)를 클램핑하는 캐필러리 장착부(21a)와, 캐필러리 장착부(21a)에 연통되게 형성되어 일정 공간을 가지는 해제핀 결합부(21b)를 가진다. 상기 해제핀 결합부(21b)로 클램핑 해제유닛(160)의 비원형의 단면구조를 가지는 해제핀(161)이 삽입된 뒤, 90도 각도 정도 회전되면, 상기 해제핀(161)에 의해 캐필러리 장착부(21a)가 강제로 벌어지면서 클램핑 상태로 있던 캐필러리(11)가 해제될 수 있다. 따라서 사용된 캐필러리(11)를 클램핑부(21)에서 분리할 수 있고, 새로운 캐필러리를 벌려진 캐필러리 장착부(21a)에 끼워 넣을 수 있게 된다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛(110)은 상기 y축 이송유닛(130)에 움직임 가능하게 설치되는 그립부재(112) 및 그립부재(112)의 그립동작을 제어하는 그립구동부(114)를 구비한다. 그립부재(112)는 한 쌍이 구비되며, 작동시 캐필러리(11)를 선택적으로 그립하거나 해제하는 그립부(112a)가 하단부에 형성된다. 이러한 그립부재(112)는 상기 그립구동부(114)에 의해 그립동작 및 해제동작이 제어된다. 그립구동부(114)는 그립부재(112)에 연결되는 한 쌍의 척부재(114a) 및 척부재(114a)를 왕복 구동시키는 구동원(114b)을 구비하다. 한 쌍의 척부재(114a)에 그립부재(112)가 연결되어 회동중심부(115)를 기준으로 회동되면서 그립동작 및 해제동작이 이루어지게 된다. 구동원(114b)은 유압실린더, 리드스크류를 포함하는 모터 등 다양한 예가 가능하므로, 자세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 구성의 캐필러리 공급 및 회수유닛(110)의 구성에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 다양한 실시예가 가능한 것으로 이해되어야 한다.

상기 y축 이송유닛(130)은 캐필러리 공급 및 회수유닛(110)을 지지한 채 상기 z축 이송유닛(140)에 y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 구체적으로는 y축 이송유닛(130)은 y축 이송블록(131)과, y축 구동부(133) 및 가이드부(135)를 구비한다. y축 이송블록(131)은 캐필러리 공급 및 회수유닛(110)을 지지하고, y축 구동부(133)에 의해 y축 방향으로 왕복 슬라이딩 구동된다. y축 구동부(133)는 유압실린더, 리니어모터 등을 포함할 수 있으며, 다양한 예가 가능하다. 상기 가이드부(135)는 한 쌍이 구비되며, z축 이송유닛(140)에 대해 y축 이송블록(131)의 y축 방향으로의 이송을 가지드 하도록 설치된다.

상기 y축 이송유닛(130)은 z축 이송유닛(140)에 지지되어 z축 방향으로 왕복 이동된다. z축 이송유닛(130)은 z축 이송블록(141)과, z축 구동부(143)를 구비한다. z축 이송블록(141)에는 상기 y축 이송유닛(130)이 지지되며, z축 이송블록(141)은 z축 구동부(143)에 의해 x축 이송유닛(120)에 대해 z축 방향 즉, 상하 방향으로 왕복이동되도록 설치된다. 상기 z축 구동부(143)는 복수의 리니어모터를 구비하며, 이 리니어모터의 구동에 의해 z축 이송블록(141)을 z축 방향으로 승강 이동시킬 수 있게 된다. 여기서도 상기 z축 구동부(143)는 리니어모터 이외에도 다양한 공지의 구동수단이 적용될 수 있는 것은 당연하다.

상기 x축 이송유닛(120)은 x축 이송블록(121)과, x축 구동부(123) 및 x축 가이드부(125)를 구비한다. x축 이송블록(121)은 상기 베이스(10)에 설치되는 후술할 스테이션(210)에서 x축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, x축 방향으로의 이동은 가이드부(125)에 의해 가이드 된다. x축 구동부(123)는 구동모터를 포함하며, 구동모터의 축에 설치된 구동기어(미도시)와, 스테이션(210)에 x축 방향으로 설치되는 x축 랙기어(미도시)의 연동 동작에 의해 구동모터의 구동시 x축 이송블록(121)을 x축으로 왕복 이동시킬 수 있다. 즉, x축 구동부(123)의 구동모터는 x축 이송블록(121)에 설치되고, 상기 x축 랙기어는 스테이션(210)에 설치됨으로써, 구동모터의 구동시 상기 x축 이송블록(121)이 x축 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 여기서 상기 x축 구동부(123)도 유압실린더, 리니어모터 등을 포함하여 다양한 예가 가능한 것으로 이해되어야 한다.

상기 캐필러리 거치유닛(150)은 상기 스테이션(210)에 고정 설치되는 거치 구동원(151)과, 거치 구동원(151)에 의해 일정한 회전각으로 회전되며, 캐필러리(11)가 삽입되어 거치되는 거치홀(153a)이 형성되는 거치 회전판(153)을 구비한다. 거치 구동원(151)으로는 일정 각도로 정밀한 구동이 가능한 스테핑모터를 포함하는 것이 바람직하다. 거치 회전판(153)은 거치 구동원(151) 즉, 스테핑모터의 회전축에 연결되며, 원주 방향으로 일정 간격으로 거치홀(153a)이 형성되어 캐필러리(11)가 끼워져 거치된다.

상기 클램핑 해제유닛(160)은, 클램핑로더(20)의 클램핑부(21)에서 캐필러리(11)를 분리하고, 새로운 캐필러리(12)를 장착할 수 있도록 클램핑부(21)를 클램핑 해제시키기 위한 것이다. 이러한 클램핑 해제유닛(160)은 해제핀(161)과, 해제핀(161)을 지지하는 승강부재(162)와, 승강부재(162)를 승강시키기 위한 승강구동부(163)와, 상기 해제핀(161)을 회전시키기 위한 핀 구동부(164), 핀구동부(164) 및 승강구동부(163)를 지지한 채 y축 방향으로 이동 가능한 수평 구동유닛(165)을 구비한다.

도 3을 참조하면, 해제핀(161)은 그 단면형상이 비원형으로 형성되며, 승강부재(161)의 단부에 회전 가능하게 설치된다. 이 해제핀(161)은 클램핑로더(20)의 클램핑부(21)에 인접한 해제핀 결합부(21a)로 끼워지며, 끼워진 상태에서 대략 90도 각도 회전되면, 비원형의 해제핀 결합부(21b)를 벌려서 클램핑부(21)가 헐거워질 수 있도록 할 수 있다.

상기 승강부재(162)는 해제핀(161)이 클램핑로더(20)의 해제핀 결합부(21b)의 하부로 이동된 상태에서 상승하여 해제핀 결합부(21a)에 끼워지고, 하강시 분리될 수 있도록 하기 위해 상기 승강구동부(163)에 의해 승강 이동 가능하게 설치된다.

승강구동부(163)는 승강부재(162)의 승강 이동을 가이드 하는 승강 가이더(163a)와, 승강가이더(163a)를 따라 승강부재(162)를 상하 이동시키는 승강 구동원(163c)을 구비한다. 승강구동원(163c)은 수평 구동유닛(165)에 설치되는 리니어모터(163b)를 구비한다. 따라서 리니어모터(163b)의 구동에 의해 승강부재(162)가 승강 이동될 수 있다.

상기 핀 구동부(164)는 구동모터(164a)와, 핀 구동모터(164a)의 구동축에 연결되는 구동기어(164b)와, 구동기어(164b)에 기어 연결되어 회전되도록 승강부재(162)에 회전 가능하게 설치되는 종동기어(164c)와, 구동기어(164b)의 회전력 및 회전방향으로 변환하여 종동기어(164c)로 전달하는 기어열(164d)과, 종동기어(164c)와 상기 종동기어(164c)와 동축적으로 회전되는 회전판(164e)과, 회전판(164e)과 상기 해제핀(161)을 연결하는 링크부재(165f)를 구비한다. 종동기어(164c)는 구동기어(164b)로부터 기어열(164d)을 통해 동력을 전달받아 회전되며, 그 회전축(164g)이 회전판(164e)에 연결되어 일체로 회전됨으로써, 연동시킬 수 있다. 상기 링크부재(165e)는 일단은 해제핀(161)의 회전중심에 연결되고, 타단은 종동기어(164c)와 함께 동죽적으로 회전되는 회전판(164d)의 회전중심에서 벗어나 편심된 위치에 연결되며, 양단부의 사이에 관절(164h)이 구비된다. 이러한 구성의 링크부재(165e)에 의해서 종동기어(164c)가 피동 회전시 승강부재(162)의 끝단에 설치된 해제핀(161)을 소정 각도, 바람직하게는 90도 각도로 회전시키고, 회전복귀 시킬 수 있게 되어, 해제핀(161)에 의한 클램핑로더(20)의 클램핑부(21)의 해제동작이 자동으로 이루어질 수 있게 제어할 수 있다.

상기 수평 구동유닛(165) 승강부재(162)를 상하 이동 가능하게 지지하며 y축 방향으로 왕복이동 가능하게 스테이션(210)에 설치되는 가동블록(165a)과, 상기 가동블록(165a)에 결합되어 함께 이동되며 상기 구동모터(164a)를 지지하는 모터 지지블록(165b)과, 가동블록(165a) 및 모터 지지블록(165b)을 y축 방향으로 왕복 이동시키는 수평 구동부(165c)를 구비한다. 상기 수평 구동부(165c)는 스테이션(210)에 설치되어 가동블록(165a) 및 모터 지지블록(165b)을 y축 방향으로 왕복 이동되게 구동하는 리니어모터를 포함할 수 있다. 물론, 수평 구동부(165c)는 리니어모터 이외에도 유압실린더, 리드스크류를 포함하는 모터구동부 등 다양한 예가 가능하며, 본 발명의 한정하는 구성이 아니므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

상기 캐필러리 스토핑유닛(170)은 클램핑부(21)의 캐필러리(11) 상부에 위치되는 스토퍼부재(171)와, 스토퍼부재(171)를 지지하며 상기 캐필러리 거치유닛(150)에 결합되는 유닛몸체(173)를 구비한다. 구체적으로 유닛몸체(173)는 캐필러리 거치유닛(150)의 거치 구동부(151)의 외부(모터하우징)에 결합되어 위치 고정되며, 그 하단에 상기 스토퍼부재(171)가 설치된다. 스토퍼부재(171)는 클램핑부(21)의 상부의 소정 높이에 위치된 상태로 유지되며, 새로운 캐필러리를 클램핑부(21)에 장착할 때, 캐필러리(11)가 상부로 과상승되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 물론 상기 유닛몸체(173)는 상기 거치 구동부(151)의 외측 이외의 다른 부품에 위치 고정되게 설치될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 캐필러리 공급 및 회수유닛(110), 클램핑 해제유닛(160), x축 이송유닛(120), y축 이송유닛(130), z축 이송유닛(140)을 각각 독립적으로 구동제어한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 제어부(180)는, x축, y축 및 z축 이송유닛(120)(130)(140)을 구동시켜 상기 캐필러리 공급 및 회수유닛(110)을 상기 클램핑 로더(20)의 로더 클램핑부(21)의 하부로 이동시키면서 클램핑 해제유닛(160)을 회전구동시켜 도 11a에 도시된 바와 같이, 해제핀(161)을 회전시켜 클램핑부(21)가 확장되게 제어한다. 그 후, 제어부(180)는 z축 이송유닛(140)을 구동시켜 캐필러리(11)가 로더 클램핑부(21)로 삽입 공급된 후, 클램핑 해제유닛(160)을 반대방향으로 회전구동시켜 로더 클램핑부(21)가 축소되게 제어하여 캐필러리(11)가 지지되도록 한 후(도 11b의 상태), 상기 그립부(112a)를 확장제어되게 한 후 z축 이송유닛(140)을 제어하여 상기 그립부(112a)를 하방으로 이동시킨 후 다시 캐필러리(11)를 그립하도록 클램핑 해제유닛(160)을 제어한 후, z축 이송유닛(160)을 제어하여 상기 캐필러리(11)를 상방으로 가압한다(도 11c 참조).

이때, 캐필러리(11)를 상방으로 가압시, 캐필러리 스토핑유닛(170)에 의해 캐필러리(11)의 상단이 간섭됨으로써, 과상승되는 것이 근본적으로 방지되고, 정확한 높이로 캐필러리(11)를 로더 클램핑부(21)에 장착할 수 있게 된다. 즉, 제어부(180)는 캐필러리(11)가 상기 캐필러리 스토핑유닛(170)에 의하여 더 이상 상방으로 이동되지 않는 경우, 상기 z축 이송유닛(160)의 상방 이동을 제한하도록 제어하여 정지시킨다. 캐필러리(11)의 교환장착이 완료되면, 제어부(180)는 다시 캐필러리 해제유닛(160)을 제어하여 도 11d와 같이 캐필러리(11)가 클램핑부(21)에 클램핑된 상태가 되도록 한 다음에, 그립부(112a)를 해제하여 캐필러리(11)로부터 분리한다.

또한, 본 발명의 캐필러리 자동 교체시스템은, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 상기 캐필러리 공급 및 회수 유닛(110), x축 이송유닛(120), y축 이송유닛(130), z축 이송유닛(140), 캐필러리 스토핑 유닛(170), 클램핑 해제유닛(160) 및 캐필러리 거치유닛(150)이 설치되는 스테이션(210)과, 조정유닛(220)을 더 구비할 수 있다.

상기 스테이션(210)에는 상기 다수의 장치가 설치되어 지지되며, 스테이션(210)의 정밀한 자세 및 위치는 조정유닛(220)에 의해 정밀 제어될 수 있다. 조정유닛(220)은 스테이션을 x축, y축, z축 이동 및 y축을 회전축으로 하는 회전각 θ로 회전되게 조정한다.

상기 조정유닛(220)은 스테이션(210)에 고정되는 고정 플레이트(221), 상기 고정 플레이트(221)에 회동 가능하게 설치되는 θ회전 플레이트(223), 상기 θ회전 플레이트(223)에 y축 방향으로 조정가능한 y축 플레이트(225) 및, 상기 y축 플레이트(225)에 x축 방향으로 조정 가능한 x축 플레이트(227)를 구비한다. 상기 각각의 플레이트들(221,223,225,227)의 조정은 플레이트들 사이에 설치되는 복수의 조정나사 등을 조절하여 조정 가능하며, 이외에도 다양한 방법의 조정수단이 가능하며, 그 조정방법은 공지의 기술로부터 쉽게 이해될 수 있다.

상기와 같은 구성의 조정유닛(220)을 이용하여 기존에 사용되거나 조정이 불가한 클램핑 로더(10)의 위치 및 상태에 맞게 스테이션(2210)을 x축, y축, z축으로 미세하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라 y축을 회전축으로 하여 회동시킬 수 있게 됨으로써, 캐필러리 공급 및 회수유닛(110)이 캐필러리(11)를 정확한 위치로 공급하거나 회수할 수 있게 된다.

이하에서는 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 캐필러리 자동 교체시스템의 작용효과에 대해 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 제어부(180)는 도 4a에 도시된 바와 같이, y축 및 z축 이송유닛(130,140)을 구동하여 그립부(112a)를 클램핑부(21) 쪽으로 이동시키고나서, 다시 도 5a에 도시된 바와 같이, 그립부(112a)를 x축으로 이동시켜서 캐필러리(11)를 클램핑하도록 제어한다.

그리고 제어부(180)는 클램핑 해제유닛(160)을 구동제어하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 해제핀(161)을 로더 클램핑부(21)에 결합하고, 앞서 도 5b를 통해 설명한 바와 같이, 해제핀(161)을 90도 각도 회전시켜서 클랭핑부(21)를 확장한다. 이 상태에서 그립부(112a)가 캐필러리(11)를 그립한 상태에서 도 7과 같이 z축 방향 및 x축 방향 각각으로 차례로 이동된 뒤, y축 방향으로 이동되어 도 8과 같이 캐필러리(11)를 캐필러리 거치유닛(150)의 회전판(153)에 거치시킨다.

그런 다음에, 회전판(153)을 회전시켜서 새로운 캐필러리(11)가 그립부(112a)의 그립위치에 위치되도록 한 후에, 그립부(112a)를 작동시켜서 도 9와 같이 새로운 캐필러리(11)를 회전판(153)에서 분리한다.

그리고 나서 다시 그립부(112a)를 도 10과 같이 이동시킨 후, 도 11a와 같이 1차로 그립부(112a)를 z축 방향으로 상향 이동시켜서 캐필러리(11)를 클램핑부(21)에 가장착한다.

그런 다음, 제어부(180)는 클램핑 해제유닛(160)을 구동하여 해제핀(161)을 도 11b와 같이 회전시켜서 캐필러리(11)가 클램핑부(21)에 구속되도록 한다.

그리고 나서 제어부(180)는 캐필러리(11)를 그립하고 있던 그립부(112a)를 해제시켜서 도 11c의 가상선으로 도시된 바와 같이 z축 방향으로 하강시킨 다음에 다시 캐필러리(11)를 그립하도록 제어한다. 그리고 해제핀(161)을 다시 해제위치로 회전시켜서 캐필러리(11)를 클램핑부(21)에서 구속해제시킨 상태에서, 그립부(112a)를 실선으로 도시한 바와 같이 z축 방향으로 상승시킨다.

그러면, 캐필러리(11)가 원하는 높이만큼 클램핑부(21)에 장착된다. 이때 캐필러리(11)의 상단은 상기 캐필러리 스토핑유닛(170)에 의해 그 상방향으로의 장착높이가 제한되므로, 과도하게 상승된 상태로 장착되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. 즉, 상기와 같이 그립부(112a)를 2번에 걸쳐서 2단계로 동작시켜서 캐필러리(11)를 클램핑부(21)에 장착함으로써, 캐필러리(11)가 클램핑부(21)에 너무 낮은 높이로 불안정하게 장착되는 것을 방지함은 물론, 과도하게 상승된 상태로 장착되는 것도 방지하여 최상의 상태로 장착되도록 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 캐필러리(11)를 2단계에 걸쳐서 안정되게 장착한 후에는 다시 도 11d에 도시된 바와 같이, 해제핀(161)을 90도 각도 회전시켜서 클램핑부(21)에 캐필러리(11)가 구속되도록 하고, 그립부(112a)는 그립 해제하여 캐필러리(11)로부터 분리되도록 하강시킨다.

그리고 나서 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제어부(180)는 클램핑 해제유닛(160)을 구동제어하여 해제핀(161)이 클램핑부(21)에서 분리되도록 z축으로 하강시킨 뒤, y축 방향으로 이동시켜서 초기위치로 복구시킨다. 그리고 제어부(180)는 x축 이송유닛(120), y축 이송유닛(130)을 구동제어하여 초기위치로 복귀시킴으로써, 캐필러리(11)를 자동으로 교체하는 작업이 종료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 캐필러리 자동 교체시스템에 의하면, 캐필러리를 2단계에 걸쳐서 순차적으로 클램핑부에 장착함으로써, 캐필러리가 클램핑부에 불안정하게 정착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 2단계에 걸쳐 캐필러리를 장착할 때, 클램핑부(21)의 상부에 캐필러리 스토핑유닛(170)을 설치한 구성을 가짐으로써, 캐필러리(11)가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 종래와는 달리 캐필러리(11)를 자동으로 교체할 수 있게 됨으로써, 그에 따른 시간을 줄여서 비용을 절감하고 반도체의 생산성을 높일 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

11..캐필러리 20..클램핑로더
21..클램핑부 110..캐필러러 공급 및 회수유닛
120..x축 이송유닛 130..y축 이송유닛
140..z축 이송유닛 150..캐필러리 거치유닛
160..클램핑 해제유닛 170..캐필러리 스토핑유닛
180..제어부

Claims

베이스 상에 설치되며, 캐필러리를 선단에서 클램핑하는 로더 클램핑부를 가지는 클램핑로더;
상기 클램핑로더 측으로 캐필러리를 공급하거나 회수하며, 상기 캐필러리를 선택적으로 그립핑하는 그립부를 가지는 캐필러리 공급 및 회수유닛;
상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 x축 방향으로 이송하는 x축 이송유닛;
상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 y축 방향으로 이송하는 y축 이송유닛;
상기 캐필러리 공급 및 회수유닛을 z축 방향으로 이송하는 z축 이송유닛;
상기 캐필러리 공급 및 회수유닛에 의하여 새로운 캐필러리가 상기 클램핑부로 공급될 때 클램핑부의 상단으로 상기 캐필러리가 과상승되는 것을 방지하도록 하는 캐필러리 스토핑유닛;
상기 클램핑부를 선택적으로 잠금 또는 해제시켜서 캐필러리가 장착 또는 이탈가능하도록 하는 클램핑 해제유닛;
상기 클램핑 로더로 공급되거나 회수되는 캐필러리가 거치되는 캐필러리 거치유닛; 및
상기 캐필러리 공급 및 회수유닛 및 클램핑 해제유닛을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 자동 교체시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 캐필러리가 상기 캐필러리 스토핑 유닛에 의하여 더 이상 상방으로 이동되지 않는 경우, 상기 z축 이송유닛의 상방 이동을 제한하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 자동 교체시스템.
제3항에 있어서, 상기 캐필러리 거치유닛은,
스테핑모터와;
상기 스테핑모터에 의하여 일정한 회전각으로 회전되며, 캐필러리가 삽입되어 거치되는 거치홀이 형성되는 거치 회전판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 자동 교체시스템.
제1항에 있어서,
상기 캐필러리 공급 및 회수 유닛, x축 이송유닛, y축 이송유닛, z축 이송유닛, 캐필러리 스토핑 유닛, 클램핑 해제유닛 및 캐필러리 거치유닛이 설치되는 스테이션; 및
상기 스테이션을 x축, y축, z축 이동 및 y축을 회전축으로 하는 회전각 θ로 회전되게 조정하는 조정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 자동 교체시스템.
제5항에 있어서, 상기 조정유닛은,
상기 스테이션에 고정되는 고정 플레이트;
상기 고정 플레이트에 회동 가능하게 설치되는 θ회전 플레이트;
상기 θ회전 플레이트에 y축 방향으로 조정가능한 y축 플레이트; 및
상기 y축 플레이트에 x축 방향으로 조정 가능한 x축 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 자동 교체시스템.