KR101454403B1 - 회전식 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전식 프레스 장치에 관한 것으로,
보다 상세하게는 다수의 반도체 패키지가 형성된 리드프레임(가공대상체)을 공급받아 단품의 반도체 패키지로 분리(싱귤레이션)시키는 프레스 장치에 있어서, 가공대상체가 안착되는 하판을 회전하는 테이블에 복수개 위치시켜 반도체 패키지의 공급, 싱귤레이션, 취출, 오작동 검출 작업이 동시에 이루어져 설비 설치 공간의 용적 활용률을 증대 시킬 수 있는 회전식 프레스 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 가공대상체를 공급하는 공급유닛; 공급되는 가공대상체가 안착되는 하판이 장착되는 테이블; 상기 하판에 안착된 가공대상체에서 단품의 반도체 패키지를 절단하여 분리하는 프레스 유닛; 절단된 단품의 반도체 패키지를 취출하는 취출유닛; 및 취출이 행해진 하판에 미취출 반도체 패키지 잔존 여부를 판단하는 검출유닛을 포함하여 이루어지되,
상기 테이블에는 복수개의 하판이 원형 배열되어 있고, 상기 공급유닛과 상기 프레스 유닛과 상기 취출유닛 및 상기 검출유닛은 상기 테이블의 회전에 따라 상기 구성 유닛들의 정위치에 도달한 하판의 가공대상체 및 반도체 패키지에 대해서 각각의 작업을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전식 프레스 장치{PRESS APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR}

본 발명은 회전식 프레스 장치에 관한 것으로,

보다 상세하게는 다수의 반도체 패키지가 형성된 리드프레임(가공대상체)을 공급받아 단품의 반도체 패키지로 분리(싱귤레이션)시키는 프레스 장치에 있어서, 가공대상체가 안착되는 하판을 회전하는 테이블에 복수개 위치시켜 반도체 패키지의 공급, 싱귤레이션, 취출, 오작동 검출 작업이 동시에 이루어져 설비 설치 공간의 용적 활용률을 증대 시킬 수 있는 회전식 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지는 실리콘으로 된 반도체 기판 상에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적 회로가 형성된 칩을 내장하고 상기 칩과 통전되도록 리드프레임과 반도체 칩을 와이어 등으로 연결한 후 반도체 기판 상면에 에폭시 수지로 몰딩한 후 리드프레임에 의해 서로 연결된 반도체 패키지를 칩 단위로 절단하여 분리하는 작업과 리드프레임과 연결된 리드들을 PCB 기판 등의 결합 방식에 맞게 절곡 성형하는 포밍 작업을 거쳐 반도체 칩이 완성되는데, 이를 싱귤레이션 공정이라 한다.

상기 싱귤레이션 공정은 반도체 패키지의 종류에 따라 리드프레임에서 단품의 반도체 패키지를 절단하여 분리하는 컷팅 작업과 반도체 패키지 단품의 리드를 절곡 형성하는 포밍 작업을 하나의 설비에서 동시에 이루어지거나, 별개의 설비를 통하여 상기 작업을 각각 별도로 진행된다.

상기 싱귤레이션 공정에 관한 종래 기술로는 등록실용신안 제20-0246961호(등록일자 2001.09.05.)가 있는데,

상기 고안은 반도체패키지의 리드를 절곡 성형할 때, 리드가 뽑혀 나오거나, 반도체패키지에 손상이 가는 것을 방지할 수 있도록 된 새로운 구성의 반도체패키지의 리드 포밍장치에 관한 것으로,

상기 고안에 따르면 상면에 반도체패키지를 배치할 수 있도록 된 하부다이와, 이 하부다이의 상부에 승강 가능하게 장착되어 구동장치에 의해 승강되는 상부다이를 포함하여, 상기 하부다이에 배치된 반도체패키지의 리드를 절곡성형할 수 있도록 된 반도체패키지의 리드포밍 장치에 있어서, 상기 상부다이는 상기 구동장치에 연결된 상부블록과, 이 상부블록의 하측에 일정구간 내에서 상대적으로 승강가능하게 결합된 하부블록으로 구성되며, 상기 상부블록의 저면에는 그 양측에 경사면이 형성된 쐐기부재가 장착되고, 상기 하부블록에는 그 상단에 구비된 연장부이 쐐기부재의 경사면에 접촉되어 쐐기부재의 승강에 따라 시소운동되는 한쌍의 핑거부재가 힌지 결합되며, 상기 핑거부재의 하측에는 시소운동에 따라 반도체 패키지의 양측에 구비된 리드를 가압 절곡하는 가압부가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지의 리드포밍 장치에 관한 것이다.

다른 종래 기술로는 공개특허 제10-1998-026127호(공개일자 1998.07.15.)가 있는데,

반도체패키지용 트림폼 시스템의 싱귤레이션 다이홀더에 관한 것으로서, 패키지 몰딩이 완료된 반도체패키지 자재의 리드를 트림폼 시스템에서 각 단계별로 리드의 포밍을 완료시킨후 리드프레임과 완성된 반도체패키지를 분리시키는 싱귤레이션 다이홀더의 베이스에 미끄럼운동으로 승하강 작동할 수 있도록 구비된 패드와; 패드의 승하강 작동을 원활하게 할 수 있도록 다이홀더와 패드에 구비된 미끄럼윤활수단과; 싱귤레이션 작업시 패키지와 리드에서 발생하는 플래쉬 및 솔더플레이팅 찌꺼기의 배출이 용이하도록 배출구를 구비한 찌꺼기 배출수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한 것으로 자재의 싱귤레이션 작업성을 좋게 하고, 싱귤레이션 다이홀더의 동작신뢰도에 따른 제품의 불량을 방지하며, 생산효율을 증대 시킬수 있는 반도체 패키지용 트림폼 시스템의 싱귤레이션 다이 홀더에 관한 것이다.

상기 고안 및 발명과 같은 포밍 작업을 하는 리드포밍 장치 또는 포밍 작업 뿐만 아니라 반도체 패키지 절단 작업을 포함하는 프레스 장치는 반도체 패키지를 이송시키기 위하여 직선 또는 라인 형태로 이송을 하게 된다.

직선 형태의 이송 라인에서는 반도체 패키지로 절단하여 분리하는 커팅 수단과, 포밍 수단과, 반도체 패키지를 선별하는 선별수단과, 분리 취출을 위한 설비들 역시 직선 형태로 배열하여야 하기 때문에 각 설비들을 위한 공간이 충분하게 확보되어야 하고, 따라서 설치 장소의 용적 활용률이 떨어지는 문제가 있어 컴팩트한 라인을 구성하는 데 한계가 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 다수의 반도체 패키지가 구비된 리드프레임의 공급과, 절단, 취출 및 검출작업이 컴팩트한 공간에서 모두 동시에 이루어져 반도체 싱귤레이션 공정 시간을 단축시키고 반도체 패키지가 안착되는 하판을 회전식 테이블에 복수개 구비하여 테이블의 회전에 따라 공간적인 제약을 저감시킬 수 있는 회전식 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 리드프레임에서 반도체 패키지를 절단하여 분리하는 공정 중 발생하는 잔재로 인하여 하판이 손상되거나 청소로 인하여 작업이 지연되는 문제점을 해결하기 위하여 잔재를 제거하는 클리닝수단을 포함하는 검출유닛을 구비한 회전식 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 공급 유닛 또는 취출유닛에 의하여 흡착 이송되는 반도체 패키지들이 작동 충격에 의하여 흡착패드로부터 이탈되지 않도록 외향 돌출부와 이 돌출부 하부에 중첩 배열된 제2돌출부를 갖는 흡착패드를 구비한 회전식 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 프레스 장치의 작동 중 하판에 안착된 반도체 패키지들이 테이블의 회전 또는 각 구성 유닛의 작동에 의하여 하판 밖으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하판에 반도체 패키지들을 흡착하여 고정시키는 흡착수단을 구비하고,

테이블에 장착된 복수개의 하판이 각 구성 유닛의 정위치에서 개별적으로 공기 흡착 또는 개방의 제어가 가능하도록 테이블의 회전에 의하여 자동으로 공기 흡착을 제어할 수 있는 공기 흡착 제어유닛을 구비한 회전식 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는

가공대상체를 공급하는 공급유닛;

공급되는 가공대상체가 안착되는 하판이 장착되는 테이블;

상기 하판에 안착된 가공대상체에서 단품의 반도체 패키지를 절단하여 분리하는 프레스 유닛;

절단된 단품의 반도체 패키지를 취출하는 취출유닛; 및

취출이 행해진 하판에 미취출 반도체 패키지 잔존 여부를 판단하는 검출유닛을 포함하여 이루어지되,

상기 테이블에는 복수개의 하판이 원형 배열되어 있고,

상기 공급유닛과 상기 프레스 유닛과 상기 취출유닛 및 상기 검출유닛은 상기 테이블의 회전에 따라 상기 구성 유닛들의 정위치에 도달한 하판의 가공대상체 및 반도체 패키지에 대해서 각각의 작업을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치에서 상기 검출유닛은 가공대상체 절단 후 하판에 남는 잔재를 제거하는 클리닝 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치에서 상기 공급유닛 또는 상기 취출유닛 또는 이들 모두는 가공대상체 또는 반도체패키지를 흡착하는 흡착패드를 포함하여 이루어지고,

상기 흡착패드는 공기 흡입 통로 둘레에 형성된 몸체부와 상기 몸체부의 말단에서 외향 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부 하부에 중첩 배열되고 외향 돌출된 제2돌출부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 상기 테이블의 하판에 안착되는 반도체 패키지들을 흡착하여 고정시키는 흡착수단을 더 포함하고,

상기 흡착수단은 상기 테이블에 장착되는 하판들 각각의 공기 흡착 또는 개방을 개별적으로 제어하는 공기 흡착 제어유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 회전식 테이블을 통해 다수의 반도체 패키지를 구비한 리드프레임의 공급, 절단, 취출, 검출 작업이 동시에 이루어져 작업 시간을 줄일 수 있음과 동시에 컴팩트한 프레스 장치를 제공하여 공간 활용률을 증대시킬 수 있다.

또 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 절단 후 남는 잔재를 하판에서 제거하는 클리닝 수단을 포함하는 검출유닛을 도입하여 검출과 동시에 하판의 청소가 이루어져 하판의 파손을 방지하고 정기적인 잔재 제거에 따른 작업 지연을 해소하여 작업 효율을 증대시킬 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 돌출부와 제2돌출부를 갖는 흡착패드를 도입하여 반도체 패키지 이송 중에 대상물이 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 테이블에 장착되는 복수개의 하판의 공기 흡착 및 개방을 테이블의 회전에 의하여 자동적으로 제어하는 공기 흡착 제어유닛을 기구적 설계를 통해 구현함으로써 솔 밸브 등의 별도 부재를 사용하지 않아 제작이 쉽고 제작 단가를 저감시키며, 테이블의 회전에 따른 공기 흡착 배관의 파손을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 프레스 장치를 도시각을 달리하여 개략 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 프레스 장치의 평면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 프레스 장치의 샘플을 방향을 달리하여 나타낸 사진도.
도 6은 본 발명에 따른 프레스 장치의 하판의 샘플 사진도.
도 7은 본 발명에 따른 프레스 장치에서 흡착패드만을 도시한 요부 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 프레스 장치에서 공기 흡착 제어유닛의 사시도, 측면도, 투영평면도들.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 회전식 프레스 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1 을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하고, 도 3을 참고하여 보이는 방향을 상측, 제4정위치가 있는 방향을 정면으로 하여 상하좌우 및 전후면으로 특정하여 설명한다.

또 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치를 설명함에 있어 가공대상체라 함은 다수의 반도체 패키지들이 연결된 리드프레임을 말하며, 반도체 패키지의 실장 형태에 따라 와이어 등의 리드를 구비한 반도체패키지들로 구성되는 리드프레임, 구형의 납땜을 ARRAY 상으로 줄지어 배열해 리드를 대신하는 BGA 또는 SMD와 같은 표면 실장형 반도체 패키지들이 연결되어 있는 기판 등 싱귤레이션 공정이 부가되는 모든 반도체 패키지를 구비한 가공대상체를 포함한다.

이하에서는 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치를 도면을 참고하여 설명한다.

우선 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,

가공대상체를 공급하는 공급유닛(미도시);

공급되는 가공대상체가 안착되는 하판(22)이 장착되는 테이블(20);

상기 하판(22)에 안착된 가공대상체에서 단품의 반도체 패키지를 절단하여 분리하는 프레스 유닛(60; 도 4 참고);

절단된 단품의 반도체 패키지를 취출하는 취출유닛(10); 및

취출이 행해진 하판에 미취출 반도체 패키지의 잔존 여부를 판단하는 검출유닛(30);을 포함하여 이루어진다.

상기 공급유닛(미도시)은 도면에 도시되지 않았으나 다수의 가공대상체가 저장되는 별도의 저장부에서 가공대상체를 상기 하판(22)의 안착부(22A)에 전달하여 공급하는 기능을 한다.

상기 공급유닛의 가공대상체 공급 방식은 다양하게 이루어질 수 있는데,

대표적으로 가공대상체에 구비된 안내홀을 통해 상기 하판(22)에 슬라이딩 이동 시키는 방식과,

공기 흡착을 통해 가공대상체를 픽업하여 상기 하판(22)으로 이송하는 방식이 있다.

다음으로 상기 테이블(20)은 원형의 판 형태로 이루어지는데, 하부에 회전을 위한 구동수단과 연결되어 회전하며, 하판(22)이 장착될 수 있는 장착부(21) 다수개가 원형 배열되어 있고,

후술하는 싱귤레이션 공정에 속하는 모든 작업이 동시에 이루어질 수 있도록 상기 장착부(21)가 동일 간격으로 이격 형성되어 테이블(20) 회전 시 하판(22)이 구성 유닛의 정위치에 도달되도록 하며, 각 작업이 완료되면 재차 회전하여 다음 유닛의 정위치에 정확히 도달되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 하판(22)은 가공대상체의 종류에 따라 다양하게 형성될 수 있는데, 기본적으로 도 6에 도시된 바와 같이 가공대상체의 반도체 패키지가 안착되는 안착부(22A)를 갖는다.

특히 상기 하판(22)은 리드를 갖는 반도체 패키지로 구성된 가공대상체를 싱귤레이션 할 경우 리드가 수용될 수 있는 수용부(22B)를 포함할 수 있다.

상기 하판(22)은 가공대상체의 종류에 따라 교체하여 사용하는 것이 바람직하므로 상기 테이블(20)의 장착부(21)에는 하판(22)의 탈착이 가능한 탈착수단을 구비하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 선반에 설치되는 상기 프레스 유닛(60; 도 4 참고)은 상기 테이블(20)의 하판(22)에 안착된 가공대상체를 단품의 반도체 패키지로 분리하는 싱귤레이션 작업을 수행한다.

상기 싱귤레이션 작업은 단순히 가공대상체를 절단하여 가공대상체들로 분리하는 작업뿐만 아니라, 리드 실장형 가공대상체의 경우 리드를 절곡 성형하는 포밍 작업을 포함할 수 있다.

이를 위하여 상기 프레스 유닛은 상기 하판(22)과 결합되는 상판(미도시)을 구비하고, 이 상판의 승하강을 통해 하판을 가압(프레스)하여 상술한 싱귤레이션 작업을 수행하도록 이루어진다.

그리고 상술한 바와 같이, 통상적으로 싱귤레이션 공정은 속칭 Trim(절단)/Forming(포밍) 작업으로 구성되는데,

이 절단 및 포밍 작업은 하나의 금형(본 발명에서는 상판과 하판(22))에서 동시에 이루어지거나, 또는 복수개의 금형을 통해 이루어지거나, 또는 별도의 설비를 통해 각각 이루어질 수 있다. 즉, 절단 작업만 수행하는 설비와 별개로 포밍작업만을 수행하는 설비로 싱귤레이션 공정을 마칠 수 있다.

이에 본 발명은 상기 싱귤레이션 공정을 수행하기 위한 장치로써, 제작자의 선택 또는 사용자의 주문에 따라 상기 작업들을 수행하는 프레스 유닛(60; 도 4 참고)을 하나 이상 구비할 수 있다.

그리고 상기 상판은 싱귤레이션 공정을 수행하는 가공대상체의 종류에 따라 그 크기 및 기능을 달리할 수 있으므로 상기 하판(22)과 마찬가지로 상기 프레스 유닛(60; 도 4 참고)과 탈착 가능하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 취출유닛(10)은 상기 프레스 유닛(60; 도 4 참고)에 의하여 분리된 상태로 상기 하판(22)에 안착되어 있는 반도체 패키지들을 흡착 이송하여 별도의 저장부(미도시)로 최종 배출한다.

이를 위하여 상기 취출유닛(10)은 선반과 연결된 취출프레임(11)을 왕복 이동하고, 승하강을 통해 반도체 패키지들을 흡착하는 픽업지그(12)를 포함하여 이루어진다.

상기 픽업지그(12)는 분리된 반도체 패키지들을 개별적으로 흡착 가능하도록 다수개의 픽업노즐들로 구성되는 것이 바람직하며, 반도체 패키지의 크기, 배열 형태, 개수가 달라질 수 있으므로 탈착 가능하도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 취출유닛(10)은 가공대상체의 불량 여부를 판별하기 위한 선별수단을 포함할 수 있는데, 상기 선별수단은 복수개의 감시카메라(미도시)로 구성될 수 있다.

통상적으로 반도체 패키지 생산 공정 중에 작업자는 반도체 패키지에서 육안이나 별도의 장비를 통해 불량 여부를 판단하고, 이후 공정에서 쉬운 선별을 위하여 별도의 마킹을 한다.

상기 마킹은 양품과 불량품을 단순 식별할 뿐만 아니라 불량품의 불량 유형에 따라 별도의 식별기호로 표시될 수 있으며,

싱귤레이션 공정 시 불량 유형에 따라 재활용 가능품과 비재활용품 등으로 선별하여 취출함으로써 싱귤레이션 공정 후 불량품을 재차 선별하는 후공정을 생략할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 목적으로 달성하기 위하여 상기 선별수단을 다수의 카메라로 구성하여 각 마킹을 개별 인식할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명은 양품과 불량품 또는 불량 유형에 따라 가공대상체의 취출 작업을 달리 수행해야 하므로 상기 취출유닛(10)을 복수개로 구성할 수 있다.

상기 취출유닛(10)의 구성 역시 상술한 프레스 유닛(60; 도 4 참고)과 마찬가지로 제작자 또는 사용자의 선택에 따라 달리 구성될 수 있는 것이다.

또 상기 취출유닛(10)은 가공대상체 취출 시 양품과 불량품 또는 불량 유형에 따라 하나의 하판(22)에 안착된 다수개의 가공대상체 중 선별된 대상 가공대상체만을 취출하여야 하므로 상기 픽업노즐에는 공기의 소통을 개폐하여 흡착을 제어하는 밸브가 더 구비될 수 있으며, 밸브를 통한 공기 소통 차폐는 공지의 기술로써 본 명세서에서 상세한 구성을 생략한다.

그리고 상기 픽업 노즐은 변형된 흡착패드를 구비하고 있는데, 후에 상세히 설명하도록 한다.

다음으로 상기 검출유닛(30)은 상기 취출유닛(10)의 취출 실패를 판별하는 수단으로써, 상술한 바와 같이 감시카메라를 통해 불량품 선별 여부뿐만 아니라 취출 실패를 판별할 수도 있다.

또 상기 검출유닛(30)은 별도의 센서를 통하여 하판(22)에 반도체 패키지의 잔존 여부를 판단할 수 있는데, 이에 관하여 이하에서 상세히 설명한다.

그리고 상술한 싱귤레이션 공정 중 리드프레임에서 반도체 패키지를 절단하는 작업 시 플래쉬 등과 같은 잔재가 하판(22)에 남게 되는데, 잔재가 누적되면 하판(22)의 안착부(22A) 또는 수용부(22B)에 가공대상체의 안착을 방해하여 절단 작업 등에서 오작동 및 불량품이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은 잔재를 제거하는 클리닝수단과, 감시카메라가 아닌 광센서(31C)를 이용한 기구적 설계를 도입한 검출유닛(30)을 통해 반도체 패키지의 잔존 여부 검출과 잔재의 제거를 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 상기 검출유닛(30)은 선반에 결합된 검출프레임(32)을 승하강 하는 검출 플레이트(31) 및 잔재를 제거하는 클리닝 수단(미도시)을 포함하여 이루어진다.

상기 검출플레이트(31)는 상기 하판(22)의 안착부(22A)를 향하여 개별적으로 자율 승하강 가능한 검출봉(31B)들을 포함하여 이루어진다.

도 1의 하측 [A], [B]의 확대도를 참고하여 보다 상세히 설명하면 상기 검출플레이트(31)의 본체(31A) 상부에는 검출봉(31B)을 감지할 수 있는 광센서(31C)가 구비되어 있고 상기 광센서(31C) 하부에 하중에 의하여 하강된 검출봉(31B)들이 본체(31A)에 구비된다.

따라서 도 1의 [B]와 같이, 상기 검출플레이트(31)가 상기 하판(22)을 향하여 하강을 하게 되고, 이때 상기 하판(22)의 안착부(22A; 도 6 참고)에 미취출 반도체 패키지(C)가 잔존할 경우

패키지가 없는 안착부(22A)와 패키지가 잔존하는 안착부(22A)의 높이가 다르므로

상기 검출 플레이트(31)의 하강 시 패키지가 없는 안착부(22A) 위치의 검출봉(31B)은 하강 상태를 유지하지만, 패키지(C)가 잔존하는 안착부(22A) 위치의 검출봉(31B)은 패키지(C)의 상면에 접촉하여 상승되므로 광센서(31C)에 의하여 패키지 미취출을 검출하여 설비의 작동을 중지시켜 패키지 위에 리드프레임이 중첩 공급되어 불량품 발생 및 하판(22)의 파손을 방지할 수 있다.

또 반도체 패키지의 싱귤레이션 작업은 리드프레임을 절단하여 이루어지므로 그에 따른 잔재가 발생하여, 싱귤레이션 공정 중에 설비의 작동을 멈추고 반도체 패키지가 안착되는 하판(22)을 자주 청소해 줘야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 검출유닛(30)에 클리닝 수단을 구비하여 상기 검출플레이트가 하강하였을 때 클리닝 수단(미도시)이 작동하여 하판(22)의 잔재를 제거하는 작업을 수행할 수 있다.

상기 클리닝 수단(미도시)은 공기 압출 분사 방식(에어블로우 방식) 또는 공기 흡착 방식(석션 방식) 등 다양하게 이루어질 수 있으며, 별도의 컴프레셔와 연동되어 구비될 수 있다.

상기 클리닝수단을 통하여 싱귤레이션 공정 중 발생한 이물질 등의 잔재를 자동으로 청소하여 반복되는 작업 중 반도체 패키지의 안착 실패 또는 싱귤레이션 작업의 실패를 방지하고, 청소로 인한 작업로스를 줄일 수 있다.

그리고 본 발명은 가공대상체의 안정된 이송을 보장하고, 흡착 및 안착 시 지그 구동에 의한 충격으로 가공대상체 또는 반도체 패키지가 손상되는 것을 방지하기 위하여 특수 흡착패드(50; 도 7 참고)를 구비하고 있는데, 이에 관하여는 후에 상세히 설명한다.

이어서 본 발명에 따른 회전식 프레스 장치를 도 3 및 도 4를 참고하여 작업의 흐름에 따라 보다 상세히 설명한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 싱귤레이션 공정을 가공대상체의 공급, 싱귤레이션(절단 또는 포밍 또는 이들 모두 포함), 취출 및 검출을 포함하는 네가지 작업을 대표하여 설명하고,

그리고 본 발명에 따른 프레스 장치는 상술한 바와 같이 싱귤레이션 공정의 작업의 수에 따라 그 구성이 달라질 수 있으며, 따라서 상기 장착부(21) 내지 하판(22) 및 각 구성 유닛의 수를 달리하여 수정, 치환, 변형하는 것은 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자라면 충분히 예측하여 재현할 수 있는 것이므로 이하에서 설명하는 싱귤레이션 공정에 의하여 본 발명의 권리 해석이 제한되어서는 안될 것임을 밝힌다.

또 본 발명은 상술한 바와 같이 작업을 수행하는 유닛들의 다양한 구성이 가능하므로 본 명세서의 도면에서는 설명의 편의를 위하여 취출유닛(2)과 검출유닛(30)만을 대표하여 도시하고 나머지 구성은 생략하였다.

설명의 편의를 위하여 상기 테이블(20)의 장착부(21) 및 하판(22)은 네 개로 도시하였으며, 가공대상체가 공급유닛에 의하여 하판(22)에 안착되는 정위치를 제1정위치로 하여 시계방향을 따라 회전하는 테이블(20)을 가상하여 90도 각도로 제2정위치, 제3정위치, 제4정위치로 지칭하여 설명한다.

우선 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공급유닛(미도시)을 통해 제1정위치의 하판(22)에 가공대상체가 공급 안착된다.

가공대상체가 안착되어지면 상기 프레스 유닛(60; 도 4 참고)은 상판을 하강시켜 절단작업을 수행한다(반도체 패키지 및 금형의 종류에 따라 포밍작업을 동시에 수행하는 것도 가능함).

그리고 가공대상체의 종류에 따라 가공대상체의 전부 또는 일부만이 상기 하판(22)에 안착될 수 있는데, 절단 분리된 반도체 패키지만이 하판(22)에 안착된 상태로 회전하고 상기 가공대상체는 별도의 배출수단(미도시)에 의하여 전부 또는 일부가 배출되면서 연속적인 싱귤레이션 공정이 진행된다.

반도체 패키지의 이송, 즉 테이블(20)의 부분 회전이 완료되면 분리된 반도체 패키지는 제2정위치에 위치하게 되고 이때 상기 공급유닛(미도시)은 상기 제1정위치의 다른 하판(22)에 다른 반도체 패키지를 공급한다.

본 명세서에서는 상기 제2정위치에 구성 유닛을 생략하여 대기부로 구성하였는데, 반도체 패키지 종류에 따라 포밍작업, 감시카메라를 통한 선별 작업, 취출 유닛을 통한 양품 또는 불량품의 선별 취출 작업 등 다양하게 이루어질 수 있고, 이는 당업자라면 본 발명의 구성요소를 수정하여 상기 제2정위치에 위치시켜 재현할 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.

이후 다시 테이블(20)이 부분 회전하고, 회전이 완료되어 제3정위치의 취출유닛(10)은 반도체 패키지들을 취출하여 별도의 양품 트레이로 배출시킨다.

이때 상기 공급유닛(미도시) 및 프레스 유닛(60; 도 4 참고)은 각각의 작업을 동시에 진행함은 당연하다.

그리고 다시 상기 테이블(20)이 회전하여 제4정위치에 도달하면 상기 공급유닛(미도시)과 프레스 유닛(60; 도 4 참고) 및 취출유닛(10)는 상술한 작업을 반복하여 동시에 진행한다.

그리고 상기 검출유닛(30)은 검출플레이트(31)를 하강시켜 반도체 패키지의 잔존 여부를 검출하면서 클리닝 수단(미도시)을 통하여 하판의 잔재를 제거한다.

잔존 반도체 패키지가 없을 경우 테이블(20)은 다시 회전하여 공정의 한 싸이클이 마무리되고 상술한 작업이 반복되어 이루어짐으로써

본 발명의 상기 공급유닛(미도시)과 상기 프레스 유닛(60; 도 4 참고)과 상기 취출유닛(10) 및 상기 검출유닛(30)은 상기 테이블(20)의 회전에 따라 상기 구성 유닛들의 정위치에 도달한 하판(22)의 반도체 패키지들에 대해서 각각의 작업을 동시에 수행할 수 있다.

그리고 잔존 반도체 패키지가 있을 경우 설비의 작동이 중지되고 작업자가 잔존 패키지를 제거 후 재가동하거나, 또는 상기 취출유닛을 상기 검출유닛(30) 하부에서 수평 이동하도록 구비하여 잔존 반도체 패키지를 흡착하여 배출할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명은 직선 라인을 따라 배열되는 각 구성유닛들로 인한 공간적이 제약을 해소하고 작업성을 증대시킬 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 테이블(20)의 장착부(21)를 5개 이상 배열하여 각 작업을 수행할 수 있음은 상술한 바와 같으며, 따라서 불량품 유형에 따라 제품 취출을 수행할 경우에 상기 장착부(21) 및 취출유닛(10)을 추가 배열시킴으로써 사용자는 기저장된 제어부의 프로세스에 따라 싱귤레이션 공정을 수행할 수 있음은 물론이다.

이러한 구성 역시 상술한 바와 같이, 당업자라면 상술한 본 발명의 구성을 수정, 변형, 치환하여 충분이 재현할 수 있음은 물론이다.

그리고 본 발명에 따른 픽업노즐은 상술한 변형된 흡착패드를 도입하여 흡착 실패를 획기적으로 줄일 수 있다.

본 발명의 취출유닛(10)에 구비되는 변형된 흡착패드(50)는 도 7에 도시된 바와 같이, 공기 흡입 통로(52A) 둘레에 형성된 몸체부(53)와, 상기 몸체부(53)의 말단에서 외향 돌출된 돌출부(54)와, 상기 돌출부(54) 하부에 중첩 배열되고 외향 돌출된 제2돌출부(55)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제2돌출부를 통하여 상기 흡착패드(50)는 프레스 유닛(60; 도 4 참고)의 가압 또는 접촉에 따른 충격을 해소하여 상기 하판(22)의 안착부(22A)에서 반도체 패키지가 이탈하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라,

상기 변형된 흡착패드(50)를 상기 공기 흡착 방식의 취출유닛(10)에 도입할 경우 취출유닛(10)의 승하강에 따른 가압 및 접촉에 의해서 반도체 패키지가 손상을 입는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상승 시 반도체 패키지와 접촉된 제2돌출부가 벌어지면서 제2돌출부(55)의 상부가 상기 흡착패드(50)의 돌출부(54)의 하부를 밀면서 올라가고, 상기 돌출부는 하부에서 밀려오는 제2돌출부와 함께 벌어지면 상기 반도체 패키지와 추가적으로 더 접촉 및 흡착될 수 있다.

따라서 상기 제2돌출부에 의하여 흡착되는 반도체 패키지가 완화된 속도로 상승하여 흡착패드(50)를 통한 반도체 패키지의 흡착력을 증대시켜 취출유닛(10)의 반도체 패키지의 흡착 실패뿐만 아니라 이송 중 반도체 패키지가 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 본 발명은 회전하는 테이블(20)에 장착된 하판(22)에 반도체 패키지들이 안착되므로 고속 회전할 경우 안착된 대상물이 외부로 이탈될 수 있다.

따라서 본 발명은 상기 하판(22)의 안착부(22A)와 상기 장착부(21)를 연결하여 대상물을 흡착시켜 고정하는 흡착수단을 도입하여 반도체 패키지들의 이탈을 방지하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에서 상기 취출유닛(10)에 구비된 흡착수단 즉, 흡착패드(50)는 개별 연결되어 있고, 각각의 구성 유닛들과 같이 이동되므로 배관의 연결이 어렵지 않으나,

상기 테이블(20)의 장착부(21)와 연결되어 상기 하판(22)의 안착부(22A)에 반도체 패키지를 안정적으로 안착시키기 위한 흡착수단은 테이블(20)이 계속하여 회전하게 되므로 공기 흡착을 위한 배관이 엉키거나 꼬이고 종국에는 파손될 여지가 있다.

또 상기 제1정위치 내지 제4정위치에서 공기 흡착 또는 개방이 각각의 작업에 따라 유동적으로 변화되어야 하는데, 이를 위하여 각 장착부(21)에 솔밸브 등을 구비하여 흡착수단을 개별 연결하여 개별 제어할 경우 그 제작이 어려울 뿐만 아니라 컴팩트한 프레스 장치를 제공하려는 본 발명의 목적에 반한다.

즉, 제1정위치 내지 제2정위치에서는 반도체 패키지들을 흡착하여 고정시켜야 하나, 제3정위치 또는 제4정위치에서는 공기 흡착을 중단하고 개방하여 반도체 패키지의 취출 작업이 원활하게 이루어져야 한다(제4정위치에 미취출 반도체 패키지를 재취출하는 취출 보조수단이 있을 경우).

이에 본 발명은 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 테이블(20)의 하판(22)에 안착되는 반도체 패키지들을 흡착하여 고정시키는 흡착수단을 더 포함하되,

상기 흡착수단은 상기 테이블(20)에 장착되는 하판(22)들 각각의 공기 흡착 또는 개방을 개별적으로 제어하는 공기 흡착 제어유닛(40)을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 공기 흡착 제어유닛(40)은 공기 흡착이 이루어지는 제1소통공(41A)과 소통로(41B)를 구비한 베이스(41)와,

상기 테이블(20)의 회전축(23)과 연결되어 회전하면서 상기 소통로(41B)와 상기 테이블(20)의 하판(22)을 선택적으로 소통시켜 하판(22)의 공기 흡착 또는 개방을 제어하는 제2소통공(42A)을 구비한 회전로드(42A)를 포함하여 이루어지진다.

상기 제1소통공(41A)은 컴프레셔 등의 공기 흡착기와 연결되어 있음은 물론이다.

그리고 상기 제2소통공(42A)은 상기 테이블(20)의 중공을 통해 호스 등의 배관으로 상기 테이블(20)의 장착부(21)에 장착된 하판(22)과 각각 연결되어 있다.

따라서 본 발명은 하나의 공기 흡착 제어유닛(40)을 통하여 상기 장착부(21)의 공기 흡착 및 개방이 동시에 이루어지면서도 그 배관이 엉키거나 파손되지 않는다.

그리고 본 발명은 반도체 패키지의 흡착 또는 개방(취출)을 위하여 상기 테이블(20)이 제1정위치 내지 제4정위치의 위치에 따라 공기 흡착의 제어가 달라져야 바람직하다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1정위치와 제2정위치 및 테이블(20) 회전 시에 상기 하판(22)은 상시적인 공기 흡착이 이루어져야 반도체 패키지들이 안정되게 안착되어 이탈을 방지할 수 있고,

상기 제3정위치 및 제4정위치에서는 흡착이 중단되어야 취출유닛(10)을 통한 반도체 패키지의 취출이 가능하므로, 위치에 따른 공기 흡착의 개별 제어가 필요하다.

그런데 공기 흡착을 개별 제어하기 위하여 솔 밸브 등의 구성을 추가할 경우 그 구성이 복잡해짐에 따라 배관이 늘어나 제작 단가 상승 및 제작이 난해하고 또한 테이블(20)이 회전하므로 배관 등이 파손될 여지가 높다.

이에 본 발명은 상기 공기 흡착 제어유닛(40)에 구조적 설계를 통한 개별 제어수단을 도입하여 구조 단순화를 통해 제작이 쉽고 고장이 발생하지 않으며 제작 단가를 낮출 수 있도록 하였다.

상기 개별 제어수단은 상기 제1소통공(41A)과 상기 제2소통공(42A)을 연결하는 소통로(41B)로 구성되는데 상기 소통로(41B)는 상기 베이스(41)의 원주 방향을 따라 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상기 회전로드(42)의 회전을 통해 상기 제1소통공(41A)과 상기 제2소통공(42A)을 선택적으로 개폐시킨다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 제1정위치와 상기 제2정위치 및 회전 구간에서만 상부와 연통된 소통로(41B)를 형성하여 상기 제2소통공(42A)을 통한 상시적인 공기 흡착이 가능하게 하고,

상기 제3정위치 및 상기 제4정위치에서는 상기 소통로(41B)가 형성되지 않아 상기 제1소통공(41A) 및 제2소통공(42A)이 폐쇄되어 공기 흡착이 중단되므로 상기 취출유닛은 반도체 패키지를 안정되게 안착부(22A)로부터 이탈시켜 취출 실패를 방지할 수 있다.

상기 제2소통공(42A)은 통로 형태가 아닌 홀 형태로만 이루어지므로 상기 회전 로드의 회전 시 상기 제2소통공(42A)이 위치하지 않는 구간에서 상기 베이스(41)의 소통로(41B)는 상기 회전로드(42)의 하측면에 의하여 밀폐상태가 되어 공기 흡착력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또 상기 베이스(41)와 상기 회전로드(42)와의 사이에 밀폐력 확보를 위하여 결합부 둘레를 따라 별도의 패킹부재가 더 구비될 수 있다.

이상으로 본 명세서의 도면에서 프레스 유닛(60; 도 4 참고)과 감시카메라 등을 비롯한 구체 구성을 설명의 편의를 위하여 생략하고 있으나, 이는 반도체 패키지 프레스 장치의 기술 분야에 속하는 통상의 기술자라면 충분히 예측하여 재현 할 수 있을 것이다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 회전식 프레스 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 취출유닛 11 : 취출프레임
12 : 픽업노즐
20 : 테이블 21 : 장착부
22 : 하판
30 : 검출유닛 31 : 검출 플레이트
31A : 본체 31B : 검출봉
31C : 광센서 32 : 검출프레임
40 : 공기 흡착 제어유닛 41 : 베이스
41A : 제1소통공 41B : 소통로
42 : 회전로드 42A : 제2소통공
50 : 흡착패드 53 : 몸체부
54 : 돌출부 55 : 제2돌출부
60 : 프레스유닛

Claims (4)

1. 가공대상체를 공급하는 공급유닛;
   공급되는 가공대상체가 안착되는 하판(22)이 장착되는 테이블(20);
   상기 하판(22)에 안착된 가공대상체에서 단품의 반도체 패키지를 절단하여 분리하는 프레스 유닛(60);
   절단된 단품의 반도체 패키지를 취출하는 취출유닛(10); 및
   취출이 행해진 하판(22)에 미취출 반도체 패키지 잔존 여부를 판단하는 검출유닛(30)을 포함하여 이루어지되,
   상기 테이블(20)에는 복수개의 하판(22)이 원형 배열되어 있고,
   상기 공급유닛과 상기 프레스 유닛(60)과 상기 취출유닛(10) 및 상기 검출유닛(30)은 상기 테이블(20)의 회전에 따라 상기 유닛들의 정위치에 도달한 하판(22)의 가공대상체 및 반도체 패키지에 대해서 각각의 작업을 동시에 수행하며,
   상기 검출유닛(30)은 검출프레임(32)을 승하강하는 검출 플레이트(31)를 포함하고,
   상기 검출 플레이트(31)는 상기 하판(22)의 안착부(22A)를 향하여 하강된 상태로 구비되면서, 개별적으로 자율 승하강이 가능한 검출봉(31B)들과,
   상기 검출봉(31B)의 상승된 상태를 감지하는 광센서(31C)를 포함하여 이루어져,
   상기 검출 플레이트(31)의 하강 시 패키지가 잔존하는 안착부(22A) 상부의 검출봉(31B)이 패키지의 상면에 접촉하여 상승되면서 이를 광센서(31C)가 감지함으로써 패키지의 미취출이 검출되는 것을 특징으로 하는 회전식 프레스 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 검출유닛(30)은 가공대상체 절단 후 남는 잔재를 제거하는 클리닝 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전식 프레스 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공급유닛 또는 상기 취출유닛(10) 또는 이들 모두는 가공대상체 또는 반도체패키지를 흡착하는 흡착패드(50)를 포함하여 이루어지고,
   상기 흡착패드(50)는
   공기 흡입 통로(52A) 둘레에 형성된 몸체부(53)와, 상기 몸체부(53)의 말단에서 외향 돌출된 돌출부(54)와, 상기 돌출부(54) 하부에 중첩 배열되고 외향 돌출된 제2돌출부(55)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전식 프레스 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 테이블(20)의 하판(22)에 안착되는 가공대상체 또는 반도체 패키지를 흡착하여 고정시키는 흡착수단을 더 포함하고,
   상기 흡착수단은 상기 테이블(20)에 장착되는 하판(22)들 각각의 공기 흡착 또는 개방을 개별적으로 제어하는 공기 흡착 제어유닛(40)을 포함하되,
   공기 흡착 제어유닛(40)은 공기 흡착이 이루어지는 제1소통공(41A)과, 상기 제1소통공(41A)과 연통되고, 원주 방향을 따라 상이한 길이를 갖도록 상부와 연통된 소통로(41B)를 구비한 베이스(41)와,
   상기 테이블(20)의 회전축(23)과 연결되어 회전하여, 상기 소통로(41B)와 상기 테이블(20)의 하판(22)을 선택적으로 소통시켜 하판(22)의 공기 흡착 또는 개방을 제어하는 제2소통공(42A)을 구비한 회전로드(42)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전식 프레스 장치.

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