KR101524008B1 - 히트 싱크와 ic 조립장치 - Google Patents

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Abstract

히트 싱크와 IC 조립장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크와 IC 조립장치는, 히트 싱크(heat sink)와 IC(Integrated Circuit)가 조립되는 라인을 형성하는 작업레인; 작업레인의 일측에 배치되며, 히트 싱크를 작업레인으로 공급하는 히트 싱크 공급부; 히트 싱크 공급부와 독립적으로 배치되며, IC가 히트 싱크의 상부에 탑재되도록 IC를 공급하는 IC 공급부; 히트 싱크와 IC를 조립하는 조립유닛; 및 작업레인의 일측에 배치되며, 작업레인으로 공급되는 히트 싱크를 센터링하면서 히트 싱크를 IC가 탑재되는 위치와 IC가 조립되는 위치로 이송시키는 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛을 포함한다.

Description

히트 싱크와 IC 조립장치{Apparatus for Assembling Heat Sink and IC}
본 발명은, 히트 싱크와 IC 조립장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 크기의 히트 싱크를 조립하는 경우에도 항상 정확한 조립위치로 이송하여 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상을 도모할 수 있는 히트 싱크와 IC 조립장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자제품에 내장되는 구동회로기판에는 트랜지스터, 다이오드, IC(Integrated Circuit) 등과 같은 반도체 소자가 실장 되는데, 전자제품의 작동시 반도체 소자에서 과도한 열이 발생하게 되면, 반도체 소자가 열화되면서 반도체 소자는 물론 구동회로기판의 성능을 전반적으로 저하시키기 때문에, 반도체 소자로부터 발생하는 열을 흡수하여 방출시키기 위한 히트 싱크(heat sink)가 반도체 소자와 함께 설치된다.
히트 싱크는 통상 열전도율이 우수한 알루미늄재질로 이루어져 압출성형이나 주조작업 등을 통해 제작되며, 도 1에 도시된 바와 같이 IC와 면접촉되어 반도체 소자로부터 발생하는 열을 흡수하도록 마련된 소자접촉면(2a)과, 이 소자접촉면(2a)을 통해 흡수된 열을 외부로 방출시키도록 마련된 복수의 방열핀(2b)을 구비한다.
종래의 히트 싱크와 IC 조립장치에서는 히트 싱크가 IC와의 조립위치로 이송되고, 이송된 히트 싱크에 IC가 탑재된 후 히트 싱크와 IC가 볼트에 의해 조립되는 것이 일반적이다.
그런데, 이러한 종래의 히트 싱크와 IC 조립장치에 있어서는, 히트 싱크가 조립위치로 이송될 때 일반적으로 푸셔 등에 의해 이송되고 스토퍼 등에 의해 히트 싱크의 일측 사이드를 기준으로 정렬하기 때문에, 다양한 크기의 히트 싱크를 조립하는 경우에는 이송된 히트 싱크의 중앙영역에 형성되는 IC 탑재 위치와 히트 싱크에 IC가 조립되기 위한 볼트공의 위치가 달라서 정확한 조립위치로 이송할 수 없는 문제점이 있다.
나아가 히트 싱크의 크기가 달라지는 경우에는 히트 싱크의 크기별로 정확한 조립위치로 이송시키기 위하여 장비를 세팅하는 시간이 소비되므로 생산효율이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0888646호, 2009.03.17.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다양한 크기의 히트 싱크를 조립하는 경우에도 항상 정확한 조립위치로 이송하여 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상을 도모할 수 있는 히트 싱크와 IC 조립장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 히트 싱크(heat sink)와 IC(Integrated Circuit)가 조립되는 라인을 형성하는 작업레인; 상기 작업레인의 일측에 배치되며, 상기 히트 싱크를 상기 작업레인으로 공급하는 히트 싱크 공급부; 상기 히트 싱크 공급부와 독립적으로 배치되며, 상기 IC가 상기 히트 싱크의 상부에 탑재되도록 상기 IC를 공급하는 IC 공급부; 상기 히트 싱크와 상기 IC를 조립하는 조립유닛; 및 상기 작업레인의 일측에 배치되며, 상기 작업레인으로 공급되는 히트 싱크를 센터링하면서 상기 히트 싱크를 상기 IC가 탑재되는 위치와 상기 IC가 조립되는 위치로 이송시키는 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛을 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치가 제공될 수 있다.
상기 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛은, 상기 히트 싱크 공급부에 의해 상기 작업레인 상으로 공급되는 상기 히트 싱크의 조립 중심축이 미리 결정된 위치와 일치되도록 상기 히트 싱크를 센터링하면서 상기 히트 싱크를 클램프하는 히트 싱크 센터링 클램프 모듈; 및 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈과 연결되며, 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈에 의해 센터링되면서 클램프된 히트 싱크를 상기 작업레인 상에서 이송시키는 이송 모듈을 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈은, 상기 히트 싱크의 일측 사이드에 접촉 가압되는 제1 클램프 핑거; 및 상기 제1 클램프 핑거와 나란하게 이웃 배치되며, 상기 제1 클램프 핑거와 함께 연동되면서 상기 히트 싱크의 타측 사이드에 접촉 가압되어 상기 제1 클램프 핑거와 함께 상기 히트 싱크를 센터링하면서 클램프하는 제2 클램프 핑거를 포함할 수 있다.
상기 제1 클램프 핑거와 상기 제2 클램프 핑거는 각각 다수 개 마련되며, 하나의 제1 클램프 핑거와 하나의 제2 클램프 핑거가 한 조를 이루면서 함께 동작되되, 하나의 제1 클램프 핑거와 하나의 제2 클램프 핑거에 의해 형성되는 조는 상기 작업레인의 길이 방향을 따라 등간격을 가지고 다수 개 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈은, 다수의 상기 제1 클램프 핑거를 지지하여 상기 다수의 제1 클램프 핑거를 동시에 구동시키는 제1 클램프 바; 및 다수의 상기 제2 클램프 핑거를 지지하여 상기 다수의 제1 클램프 핑거를 동시에 구동시키는 제2 클램프 바를 더 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈은, 상기 제1 클램프 바와 상기 제2 클램프 바를 구동시키는 클램프 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 클램프 구동부는, 상기 제1 클램프 바에 연결되어 상기 제1 클램프 바를 상기 작업레인의 길이 방향을 따라 구동시키는 바 이동부; 및 상기 바 이동부의 동작에 기초하여 상기 제1 클램프 바와 상기 제2 클램프 바를 서로 반대방향으로 상대이동시키는 상대이동부를 포함할 수 있다.
상기 상대이동부는, 상기 제1 클램프 바에 형성되는 구동 랙 기어; 상기 제2 클램프 바에 형성되는 종동 랙 기어; 및 상기 구동 랙 기어와 상기 종동 랙 기어 사이에서 상기 구동 랙 기어와 상기 종동 랙 기어 모두에 외접되어 치형 맞물림되는 피니언 기어인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 이송 모듈은, 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈의 일측에 결합되어 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈을 상기 작업레인의 방향을 따라 미리 정해진 거리만큼 왕복운동시킴으로써 상기 히트 싱크를 이송시키는 이송 구동부; 및 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈을 상기 히트 싱크에 이격 및 접근시키는 이격 및 접근 구동부를 포함할 수 있다.
상기 작업레인에는 상기 히트 싱크와 상기 IC가 공급되어 상호 조립되는 다수의 작업위치가 형성되며, 상기 다수의 작업위치는, 상기 히트 싱크 공급부에서 공급되는 히트 싱크가 로딩되는 히트 싱크 로딩위치; 상기 히트 싱크 상에 구리스가 도포되는 구리스 도포위치; 상기 히트 싱크 상에 상기 IC가 탑재되는 IC 탑재위치; 및 상기 히트 싱크와 상기 IC가 조립되는 IC 조립위치를 포함하며, 상기 히트 싱크 로딩위치, 상기 구리스 도포위치, 상기 IC 탑재위치 및 상기 IC 조립위치는 상기 작업레인의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 히트 싱크 로딩위치, 상기 구리스 도포위치, 상기 IC 탑재위치 및 상기 IC 조립위치 영역에 각각 마련되어 히트 싱크가 이송되었는지 여부를 감지하는 히트 싱크 이송 감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크 공급부는, 다수의 히트 싱크를 공급하는 히트 싱크 피더(feeder); 및 상기 히트 싱크 피더와 상기 작업레인 사이에 배치되며, 상기 히트 싱크 피더에서 이송되는 히트 싱크를 상기 작업레인으로 밀어 전달하는 히트 싱크 푸셔(pusher)를 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크 푸셔는, 상기 히트 싱크 피더에서 이송되는 히트 싱크를 상기 히트 싱크 피더의 이송 방향에 교차되는 방향으로 밀어 전달하는 제1 히트 싱크 푸셔; 및 상기 제1 히트 싱크 푸셔와 이격 배치되며, 상기 제1 히트 싱크 푸셔에 의해 밀려 전달되는 히트 싱크를 상기 제1 히트 싱크 푸셔와는 교차되는 방향으로 밀어 전달하는 제2 히트 싱크 푸셔를 포함할 수 있다.
상기 IC 공급부는, 다수의 IC를 공급하는 IC 피더(feeder); 및 상기 IC 피더와 상기 작업레인 사이에 배치되며, 상기 IC 피더에서 이송되는 IC를 상기 작업레인 상의 히트 싱크 상면으로 공급하는 IC 트랜스퍼를 포함할 수 있다.
상기 IC 트랜스퍼는, 진공압으로 상기 IC를 흡착하는 IC 흡착 헤드; 및 상기 IC 흡착 헤드에 연결되며, 상기 작업레인의 길이 방향에 교차되는 방향인 X축 방향과, 상하 방향 Z축 방향으로 상기 IC 흡착 헤드를 구동시키는 IC 헤드 구동부를 포함할 수 있다.
상기 IC 피더의 일측에 배치되어 IC의 공급 여부를 감지하는 IC 공급 감지센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 히트 싱크의 조립 중심축을 자동으로 센터링하면서 이송함으로써, 다양한 크기의 히트 싱크를 조립하는 경우에도 항상 정확한 조립위치로 이송하여 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 히트 싱크가 센터링되어 IC와 조립되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크와 IC 조립장치의 정면도이다.
도 3은 도 2의 A부분의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 히트 싱크 센터링 클램프 모듈이 클램프 구동부에 의해 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 히트 싱크 센터링 클램프 모듈이 이송 구동부에 의해 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 히트 싱크 센터링 클램프 모듈이 이격 및 접근 구동부에 의해 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 히트 싱크가 센터링되어 IC와 조립되는 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크와 IC 조립장치의 정면도이며, 도 3은 도 2의 A부분의 확대 사시도이고, 도 4는 도 3의 히트 싱크 센터링 클램프 모듈이 클램프 구동부에 의해 구동되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3의 히트 싱크 센터링 클램프 모듈이 이송 구동부에 의해 구동되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 3의 히트 싱크 센터링 클램프 모듈이 이격 및 접근 구동부에 의해 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 히트 싱크와 IC 조립장치(1)는 작업레인(10)과, 히트 싱크 공급부(20)와, IC 공급부(30)와, 조립유닛(40)과, 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛(50)을 포함한다.
작업레인(10)은 히트 싱크(heat sink, 2)와 IC(Integrated Circuit, 3)가 조립되는 라인이 형성되는 곳이다.
작업레인(10)에는 히트 싱크(2)와 IC(3)가 공급되어 상호 조립되는 다수의 작업위치가 형성되며, 다수의 작업위치는 히트 싱크 로딩위치(P1)와, 구리스 도포위치(P2)와, IC 탑재위치(P3)와, IC 조립위치(P4)이다.
히트 싱크 로딩위치(P1)는 히트 싱크 공급부(20)에서 공급되는 히트 싱크(2)가 로딩되는 위치이고, 구리스 도포위치(P2)는 히트 싱크(2) 상에 구리스가 도포되는 위치이며, IC 탑재위치(P3)는 히트 싱크(2) 상에 IC(3)가 탑재되는 위치이고, IC 조립위치(P4)는 히트 싱크(2)와 IC(3)가 조립되는 위치를 말한다.
도 3에 자세히 도시된 바와 같이 히트 싱크 로딩위치(P1)와 구리스 도포위치(P2)와 IC 탑재위치(P3) 및 IC 조립위치(P4)는 작업레인(10)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되며, 히트 싱크(2)는 후술할 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛(50)에 의해 각각의 작업위치로 순차적으로 이송되면서 각각의 작업이 진행되고 IC(3)와의 조립이 완료된다.
히트 싱크 로딩위치(P1), 구리스 도포위치(P2), IC 탑재위치(P3) 및 IC 조립위치(P4) 영역에는 히트 싱크(2)가 이송되었는지 여부를 감지하는 히트 싱크 이송 감지센서(미도시)가 각각 마련될 수 있다.
히트 싱크 이송 감지센서(미도시)를 마련함으로써 히트 싱크(2)가 이송되지 않은 상태일 때에는 더 이상 작업이 진행되지 않도록 제어할 수 있는 이점이 있다.
히트 싱크 센터링겸용 이송유닛(50)은 작업레인(10)의 일측에 배치되며, 작업레인(10)으로 공급되는 히트 싱크(2)를 센터링하면서 히트 싱크(2)를 IC(3)가 탑재되는 위치와 IC(3)가 조립되는 위치로 이송시키는 역할을 한다.
이러한 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛(50)은 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)과, 이송 모듈(600)을 포함한다.
히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)은 히트 싱크 공급부(20)에 의해 작업레인(10) 상으로 공급되는 히트 싱크(2)의 조립 중심축(C1)이 미리 결정된 위치와 일치되도록 히트 싱크(2)를 센터링하면서 히트 싱크(2)를 클램프하는 역할을 한다.
즉, 도 1에 자세히 도시된 바와 같이, 다양한 크기의 히트 싱크(2, 2', 2")를 조립하는 경우에 히트 싱크의 조립 중심축(C1)에 볼트(4)가 결합되는 볼트공(5)이 형성되므로, 히트 싱크의 조립 중심축(C1)을 중심으로 센터링하여야 별도의 장비를 추가하거나 세팅을 바꾸지 않고도 조립이 가능하다.
따라서 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 마련함으로써, 다양한 크기의 히트 싱크를 조립하는 경우에도 자동으로 히트 싱크의 조립 중심축(C1)을 센터링 할 수 있어, 별도의 장비를 추가하거나 세팅을 바꾸지 않고도 볼트공(5)이 동일한 위치에 위치하도록 히트 싱크를 클램프 할 수 있게 된다.
이러한 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)은 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)와 제1 및 제2 클램프 바(530, 540)와, 클램프 구동부(550)를 포함한다.
제1 클램프 바(530)에는 다수의 제1 클램프 핑거(510)가 결합되어 지지되고 있으며, 제1 클램프 바(530)의 움직임에 따라 다수의 제1 클램프 핑거(510)가 동시에 구동된다.
마찬가지로 제2 클램프 바(540)에는 다수의 제2 클램프 핑거(520)가 결합되어 지지되고 있으며, 제2 클램프 바(540)의 움직임에 따라 다수의 제2 클램프 핑거(520)가 동시에 구동된다.
제1 클램프 핑거(510)는 히트 싱크(2)의 일측 사이드를 접촉 가압하며, 제2 클램프 핑거(520)는 제1 클램프 핑거(510)와 나란하게 이웃 배치되어 제1 클램프 핑거(510)와 함께 연동되면서 히트 싱크(2)의 타측 사이드를 접촉 가압함으로써 제1 클램프 핑거(510)와 함께 히트 싱크(2)를 센터링하면서 클램프하게 된다.
제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)는, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520) 사이에 같은 간격을 유지하며 형성되는 클램프 중심축(C2)을 향해 동시에 접근 및 이격됨으로써, 히트 싱크(2)를 클램프할 때 히트 싱크의 조립 중심축(C1)과 클램프 중심축(C2)을 일치시켜 히트 싱크(2)를 센터링할 수 있다.
따라서 다양한 크기의 히트 싱크(2)를 조립하는 경우에도 항상 히트 싱크의 조립 중심축(C1)과 클램프 중심축(C2)을 일치시킴으로써 히트 싱크(2)를 센터링하여 클램프할 수 있게 된다.
제1 클램프 핑거(510)와 제2 클램프 핑거(520)는 각각 다수 개 마련되며, 하나의 제1 클램프 핑거(510)와 하나의 제2 클램프 핑거(520)가 한 조를 이루면서 함께 동작되되, 하나의 제1 클램프 핑거(510)와 하나의 제2 클램프 핑거(520)에 의해 형성되는 조는 작업레인(10)의 길이 방향을 따라 등간격을 가지고 다수 개 배치될 수 있다.
이렇게 등간격으로 배치되는 경우에 히트 싱크(2)를 일정한 거리만큼 반복적으로 이송할 수 있으며, 각각의 작업위치 사이의 간격도 같은 간격으로 배치됨으로써 센터링하여 클램프된 히트 싱크(2)를 정확한 작업위치로 이송시킬 수 있게 된다.
도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 클램프 구동부(550)는 제1 클램프 바(530)와 제2 클램프 바(540)를 구동시키는 역할을 하며, 제1 클램프 바(530)에 연결되어 제1 클램프 바(530)를 작업레인(10)의 길이 방향을 따라 구동시키는 바 이동부(551)와, 바 이동부(551)의 동작에 기초하여 제1 클램프 바(530)와 제2 클램프 바(540)를 서로 반대방향으로 상대이동시키는 상대이동부(552)를 포함한다.
바 이동부(551)는 제1 클램프 바(530)에 연결되어 제1 클램프 바(530)를 밀거나 당겨주는 이동 블럭(551a)과, 이동 블럭(551a)을 왕복운동시키는 액추에이터(551b)와, 이동 블럭(551a)과 액추에이터(551b)를 연결하는 로드(551c)를 포함하며, 액추에이터(551b)는 압축 공기, 유압 및 전기력 등을 이용하여 작동될 수 있다.
상대이동부(552)는 바 이동부(551)에 의해 동작되는 제1 클램프 바(530)의 동작에 기초하여 제1 클램프 바(530)와 제2 클램프 바(540)를 서로 반대방향으로 상대이동시킴으로써, 제1 및 제2 클램프 바(530, 540)에 마련된 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)가 클램프 중심축(C2)을 향해 동시에 접근 및 이격되게 할 수 있다.
본 실시예에서, 상대이동부(552)는 제1 클램프 바(530)에 형성되는 구동 랙 기어(553)와, 제2 클램프 바(540)에 형성되는 종동 랙 기어(554)와, 구동 랙 기어(553)와 종동 랙 기어(554) 사이에서 구동 랙 기어(553)와 종동 랙 기어(554) 모두에 외접되어 치형 맞물림되는 피니언 기어(555)로 제작되었다.
이러한 상대이동부(552)가 마련됨으로써, 제1 및 제2 클램프 바(530, 540)를 개별적으로 이동시킬 때와 달리, 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)가 서로 연동되면서 동시에 접근 및 이격시킬 수 있으므로 항상 동일한 위치에 클램프 중심축(C2)이 형성될 수 있어 정확한 센터링이 보장될 수 있는 이점이 있다.
또한 상대이동부(552)는 제1 및 제2 클램프 바(530, 540)의 양단부에 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 이 경우 제1 및 제2 클램프 바(530, 540)의 상대이동을 더욱 정밀하게 제어할 수 있다는 이점이 있다.
이송 모듈(600)은 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)과 연결되어 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)에 의해 센터링되면서 클램프된 히트 싱크(2)를 작업레인(10) 상에서 이송시키는 역할을 하며, 이송 구동부(610)와, 이격 및 접근 구동부(620)를 포함한다.
이송 구동부(610)는, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)의 일측에 결합되어 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 작업레인(10)의 방향을 따라 미리 정해진 거리만큼 왕복운동시킴으로써 히트 싱크(2)를 이송시키는 역할을 한다.
이때 미리 정해진 거리는 하나의 제1 클램프 핑거(510)와 하나의 제2 클램프 핑거(520)에 의해 형성되는 조가 등간격을 가지고 배치되는 경우의 등간격에 해당한다.
이송 구동부(610)는 하나의 제1 클램프 핑거(510)와 하나의 제2 클램프 핑거(520)에 의해 형성되는 조를 하나의 작업위치에서 인접한 다른 작업위치 사이로 왕복운동시킴으로써, 하나의 작업위치에서 클램프한 히트 싱크(2)를 다음 작업위치로 이송한 후 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520) 만을 원래의 작업위치로 되돌리는 동작을 반복하게 할 수 있다.
이격 및 접근 구동부(620)는, 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 히트 싱크(2)에 이격 및 접근시키는 역할을 한다.
즉 이송 구동부(610)에 의해 하나의 작업위치에서 클램프한 히트 싱크(2)를 다음 작업위치로 이송시키는 동작은 이격 및 접근 구동부(620)가 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 히트 싱크(2) 측으로 접근시킨 상태에서 이루어지며, 다음 작업위치로 이송한 히트 싱크(2)의 클램프를 해제한 후에 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520) 만을 원래의 작업위치로 되돌릴 때에는 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 히트 싱크(2)에서 이격시킨 상태에서 이루어지게 된다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)과 이송 모듈(600)의 상호작용에 의해 히트 싱크(2)를 센터링하면서 이송하는 동작을 설명한다.
먼저, 히트 싱크 로딩위치(P1)로 히트 싱크(2)가 이송되기 전에, 한 조의 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)는 서로 이격된 상태로 히트 싱크 로딩위치(P1)에서 작업레인(10)과 이격된 상태로 대기하고 있다.(도 6에 자세히 도시된 상태)
다음으로, 히트 싱크 로딩위치(P1)로 히트 싱크(2)가 이송되면, 이격 및 접근 구동부(620)가 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 작업레인(10) 측으로 접근시켜 한 조의 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)는 히트 싱크(2)를 클램프할 준비를 하게 된다.(도 4에 자세히 도시된 상태)
그 후에, 클램프 구동부(550)가 작동하여 한 조의 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)가 히트 싱크(2)를 센터링하면서 클램프하게 된다.(도 3에 자세히 도시된 상태)
다음으로, 이송 구동부(610)가 작동하여 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 작업레인(10)의 길이방향으로 이송함으로써 한 조의 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)가 히트 싱크(2)를 히트 싱크 로딩위치(P1)에서 구리스 도포위치(P2)로 이송시킨다.(도 5에 자세히 도시된 상태)
마지막으로, 클램프 구동부(550)가 히트 싱크(2)의 클램프를 해제하고, 이격 및 접근 구동부(620)가 히트 싱크 센터링 클램프 모듈(500)을 작업레인(10) 에서 이격시킨후, 이송 구동부(610)가 다시 한 조의 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)를 구리스 도포위치(P2)에서 히트 싱크 로딩위치(P1)로 되돌리면서 한 사이클을 마친다.
이러한 사이클이 반복됨으로써 히트 싱크(2)를 순차적으로 센터링시키면서 각각의 작업위치로 이송시킬 수 있다.
한편 히트 싱크 공급부(20)는 작업레인(10)의 일측에 배치되며, 히트 싱크(2)를 작업레인(10)으로 공급하는 역할을 한다.
이러한 히트 싱크 공급부(20)는 다수의 히트 싱크(2)를 공급하는 히트 싱크 피더(feeder, 210)와, 히트 싱크 피더(210)와 작업레인(20) 사이에 배치되며, 히트 싱크 피더(210)에서 이송되는 히트 싱크(2)를 작업레인(10)으로 밀어 전달하는 히트 싱크 푸셔(pusher, 230)를 포함한다.
히트 싱크 푸셔(230)는 히트 싱크 피더(210)에서 이송되는 히트 싱크(2)를 히트 싱크 피더(210)의 이송 방향에 교차되는 방향으로 밀어 전달하는 제1 히트 싱크 푸셔(231)와, 제1 히트 싱크 푸셔(231)와 이격 배치되며 제1 히트 싱크 푸셔(231)에 의해 밀려 전달되는 히트 싱크(2)를 제1 히트 싱크 푸셔(231)와는 교차되는 방향으로 밀어 전달하는 제2 히트 싱크 푸셔(232)를 포함한다.
도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 히트 싱크 피더(210)에서 공급된 히트 싱크(2)는 제1 히트 싱크 푸셔(231)에 의해 제2 히트 싱크 푸셔(232) 방향으로 밀려오면서 측벽(11)에 의해 정지되어 히트 싱크(2)의 일측 사이드가 정렬되고, 제2 히트 싱크 푸셔(232)에 의해 히트 싱크 로딩위치(P1)로 이송된다.
IC 공급부(30)는 히트 싱크 공급부(20)와 독립적으로 배치되며, IC(3)가 히트 싱크(2)의 상부에 탑재되도록 IC를 공급하는 역할을 한다.
이러한 IC 공급부(30)는 다수의 IC를 공급하는 IC 피더(feeder, 310)와, IC 피더(310)와 작업레인(10) 사이에 배치되며 IC 피더(310)에서 이송되는 IC(3)를 작업레인(10) 상의 히트 싱크(2) 상면으로 공급하는 IC 트랜스퍼(330)를 포함한다.
IC 트랜스퍼(330)는 진공압으로 IC(3)를 흡착하는 IC 흡착 헤드(331)와, IC 헤드 구동부(332)를 포함하며, IC 헤드 구동부(332)는 IC 흡착 헤드(331)에 연결되며 작업레인(10)의 길이 방향에 교차되는 방향인 X축 방향과, 상하 방향 Z축 방향으로 IC 흡착 헤드(330)를 구동시킬 수 있다.
도 3에 자세히 도시된 바와 같이, IC 피더(310)의 일측은 IC 탑재위치(P3)와 나란하게 배치되며, IC 트랜스퍼(330)는 IC 탑재위치(P3)로 이송된 히트 싱크(2)의 상부에 IC(3)를 탑재시킨다.
IC 피더(310)의 일측에는 IC(2)의 공급 여부를 감지하는 IC 공급 감지센서(미도시)가 배치될 수 있으며, IC 공급 감지센서(미도시)를 마련함으로써 IC(3)가 공급되지 않은 상태일 때에는 IC 트랜스퍼(330)가 작동하지 않도록 제어할 수 있는 이점이 있다.
조립유닛(50)은, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, IC 조립위치(P4)에 배치되어 히트 싱크(2)와 IC(3)를 조립하는 역할을 하며 본 실시예에서는 볼트를 이용하여 히트 싱크(2)와 IC(3)를 볼트로 체결하는 볼트 조립기로 제작되었다.
구리스 도포기(60)는 구리스 도포위치(P2)에 마련되며, 구리스 도포위치(P2)로 이송된 히트 싱크(2)의 소자접촉면(2a)에 구리스를 도포하는 역할을 한다.
조작패널(70)은 히트 싱크와 IC 조립장치(1)의 작동을 조작할 수 있도록 히트 싱크와 IC 조립장치(1)의 일측에 마련될 수 있다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 히트 싱크와 IC 조립장치(1)를 이용하여 히트 싱크(2)와 IC(3)를 조립하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 히트 싱크 피더(210)에서 공급된 히트 싱크는 제1 히트 싱크 푸셔(231)에 의해 제2 히트 싱크 푸셔(232) 방향으로 밀려오면서 측벽(11)에 의해 정지되어 히트 싱크의 일측 사이드가 정렬되고, 제2 히트 싱크 푸셔(232)에 의해 히트 싱크 로딩위치(P1)로 이송된다.
히트 싱크 로딩위치(P1)로 이송된 히트 싱크는 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)에 의해 조립 중심축(C1)이 클램프 중심축(C2)과 일치된 상태로 센터링되어 클램프된 후 구리스 도포위치(P2)로 이송된다.
구리스 도포위치(P2)로 이송된 히트 싱크는 구리스 도포기(60)에 의해 소자접촉면(2a)에 구리스가 도포된다.
다음으로 구리스가 도포된 히트 싱크는 다시 한번 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)에 의해 조립 중심축(C1)이 클램프 중심축(C2)과 일치된 상태로 센터링되어 클램프된 후 IC 탑재위치(P3)로 이송되며, IC 트랜스퍼(330)에 의해 IC 피더(310)에서 공급된 IC(3)가 소자접촉면(2a)에 탑재된다.
IC(3)가 탑재된 히트 싱크는 또다시 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)에 의해 조립 중심축(C1)이 클램프 중심축(C2)과 일치된 상태로 센터링되어 클램프된 후 IC 조립위치(P4)로 이송되어 조립유닛(40)에 의해 볼트가 체결됨으로써 히트 싱크(2)와 IC(3)의 조립이 완성된다.
이때 각 작업위치로 히트 싱크를 이송한 제1 및 제2 클램프 핑거(510, 520)는 클램프를 해제하고, 작업레인(10) 측에서 이격된 후에 이전 작업위치로 돌아가게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 다양한 크기의 히트 싱크를 조립하는 경우에 있어, 히트 싱크의 조립 중심축(C1)이 클램프 중심축(C2)과 일치하도록 자동으로 센터링하면서 클램프할 수 있고, 센터링하여 클램프된 히트 싱크(2)를 정확한 작업위치로 이송시킬 수 있게 되므로 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 히트 싱크와 IC 조립장치 2 : 히트 싱크
3 : IC C1 : 조립 중심축
C2 : 클램프 중심축 P1 : 히트 싱크 로딩위치
P2 : 구리스 도포위치 P3 : IC 탑재위치
P4 : IC 조립위치 10 : 작업레인
20 : 히트 싱크 공급부 30 : IC 공급부
40 : 조립유닛 50 : 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛
60 : 구리스 도포기 70 : 조작패널
210 : 히트 싱크 피더 230 : 히트 싱크 푸셔
310 : IC 피더 330 : IC 트랜스퍼
500 : 히트 싱크 센터링 클램프 모듈 510, 520 : 제1 및 제2 클램프 핑거
530, 540 : 제1 및 제2 클램프 바 550 : 클램프 구동부
551 : 바 이동부 552 : 상대이동부
553 : 구동 랙 기어 554 : 종동 랙 기어
555 : 피니언 기어 600 : 이송 모듈
610 : 이송 구동부 620 : 이격 및 접근 구동부

Claims (16)

  1. 히트 싱크(heat sink)와 IC(Integrated Circuit)가 조립되는 라인을 형성하는 작업레인;
    상기 작업레인의 일측에 배치되며, 상기 히트 싱크를 상기 작업레인으로 공급하는 히트 싱크 공급부;
    상기 히트 싱크 공급부와 독립적으로 배치되며, 상기 IC가 상기 히트 싱크의 상부에 탑재되도록 상기 IC를 공급하는 IC 공급부;
    상기 히트 싱크와 상기 IC를 조립하는 조립유닛; 및
    상기 작업레인의 일측에 배치되며, 상기 작업레인으로 공급되는 히트 싱크를 센터링하면서 상기 히트 싱크를 상기 IC가 탑재되는 위치와 상기 IC가 조립되는 위치로 이송시키는 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛을 포함하며,
    상기 히트 싱크 센터링겸용 이송유닛은,
    상기 히트 싱크 공급부에 의해 상기 작업레인 상으로 공급되는 상기 히트 싱크의 조립 중심축이 미리 결정된 위치와 일치되도록 상기 히트 싱크를 센터링하면서 상기 히트 싱크를 클램프하는 히트 싱크 센터링 클램프 모듈; 및
    상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈과 연결되며, 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈에 의해 센터링되면서 클램프된 히트 싱크를 상기 작업레인 상에서 이송시키는 이송 모듈을 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈은,
    상기 히트 싱크의 일측 사이드에 접촉 가압되는 제1 클램프 핑거; 및
    상기 제1 클램프 핑거와 나란하게 이웃 배치되며, 상기 제1 클램프 핑거와 함께 연동되면서 상기 히트 싱크의 타측 사이드에 접촉 가압되어 상기 제1 클램프 핑거와 함께 상기 히트 싱크를 센터링하면서 클램프하는 제2 클램프 핑거를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 클램프 핑거와 상기 제2 클램프 핑거는 각각 다수 개 마련되며,
    하나의 제1 클램프 핑거와 하나의 제2 클램프 핑거가 한 조를 이루면서 함께 동작되되, 하나의 제1 클램프 핑거와 하나의 제2 클램프 핑거에 의해 형성되는 조는 상기 작업레인의 길이 방향을 따라 등간격을 가지고 다수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈은,
    다수의 상기 제1 클램프 핑거를 지지하여 상기 다수의 제1 클램프 핑거를 동시에 구동시키는 제1 클램프 바; 및
    다수의 상기 제2 클램프 핑거를 지지하여 상기 다수의 제1 클램프 핑거를 동시에 구동시키는 제2 클램프 바를 더 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈은,
    상기 제1 클램프 바와 상기 제2 클램프 바를 구동시키는 클램프 구동부를 더 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클램프 구동부는,
    상기 제1 클램프 바에 연결되어 상기 제1 클램프 바를 상기 작업레인의 길이 방향을 따라 구동시키는 바 이동부; 및
    상기 바 이동부의 동작에 기초하여 상기 제1 클램프 바와 상기 제2 클램프 바를 서로 반대방향으로 상대이동시키는 상대이동부를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상대이동부는,
    상기 제1 클램프 바에 형성되는 구동 랙 기어;
    상기 제2 클램프 바에 형성되는 종동 랙 기어; 및
    상기 구동 랙 기어와 상기 종동 랙 기어 사이에서 상기 구동 랙 기어와 상기 종동 랙 기어 모두에 외접되어 치형 맞물림되는 피니언 기어인 것을 특징으로 하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이송 모듈은,
    상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈의 일측에 결합되어 상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈을 상기 작업레인의 방향을 따라 미리 정해진 거리만큼 왕복운동시킴으로써 상기 히트 싱크를 이송시키는 이송 구동부; 및
    상기 히트 싱크 센터링 클램프 모듈을 상기 히트 싱크에 이격 및 접근시키는 이격 및 접근 구동부를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 작업레인에는 상기 히트 싱크와 상기 IC가 공급되어 상호 조립되는 다수의 작업위치가 형성되며,
    상기 다수의 작업위치는,
    상기 히트 싱크 공급부에서 공급되는 히트 싱크가 로딩되는 히트 싱크 로딩위치;
    상기 히트 싱크 상에 구리스가 도포되는 구리스 도포위치;
    상기 히트 싱크 상에 상기 IC가 탑재되는 IC 탑재위치; 및
    상기 히트 싱크와 상기 IC가 조립되는 IC 조립위치를 포함하며,
    상기 히트 싱크 로딩위치, 상기 구리스 도포위치, 상기 IC 탑재위치 및 상기 IC 조립위치는 상기 작업레인의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 히트 싱크 로딩위치, 상기 구리스 도포위치, 상기 IC 탑재위치 및 상기 IC 조립위치 영역에 각각 마련되어 히트 싱크가 이송되었는지 여부를 감지하는 히트 싱크 이송 감지센서를 더 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 히트 싱크 공급부는,
    다수의 히트 싱크를 공급하는 히트 싱크 피더(feeder); 및
    상기 히트 싱크 피더와 상기 작업레인 사이에 배치되며, 상기 히트 싱크 피더에서 이송되는 히트 싱크를 상기 작업레인으로 밀어 전달하는 히트 싱크 푸셔(pusher)를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 히트 싱크 푸셔는,
    상기 히트 싱크 피더에서 이송되는 히트 싱크를 상기 히트 싱크 피더의 이송 방향에 교차되는 방향으로 밀어 전달하는 제1 히트 싱크 푸셔; 및
    상기 제1 히트 싱크 푸셔와 이격 배치되며, 상기 제1 히트 싱크 푸셔에 의해 밀려 전달되는 히트 싱크를 상기 제1 히트 싱크 푸셔와는 교차되는 방향으로 밀어 전달하는 제2 히트 싱크 푸셔를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 IC 공급부는,
    다수의 IC를 공급하는 IC 피더(feeder); 및
    상기 IC 피더와 상기 작업레인 사이에 배치되며, 상기 IC 피더에서 이송되는 IC를 상기 작업레인 상의 히트 싱크 상면으로 공급하는 IC 트랜스퍼를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 IC 트랜스퍼는,
    진공압으로 상기 IC를 흡착하는 IC 흡착 헤드; 및
    상기 IC 흡착 헤드에 연결되며, 상기 작업레인의 길이 방향에 교차되는 방향인 X축 방향과, 상하 방향 Z축 방향으로 상기 IC 흡착 헤드를 구동시키는 IC 헤드 구동부를 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 IC 피더의 일측에 배치되어 IC의 공급 여부를 감지하는 IC 공급 감지센서를 더 포함하는 히트 싱크와 IC 조립장치.
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