KR101560306B1 - 기판 이송 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 이송 어셈블리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기판을 픽업하여 반전시킬 때 픽업되는 기판이 근접한 다른 기판과 충돌하거나 간섭되는 것을 방지할 수 있는 기판 이송 어셈블리에 관한 것이다.

Description

기판 이송 어셈블리{BOARD TRANSFER ASSEMBLY}
본 발명은 기판 이송 어셈블리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기판을 픽업하여 반전시킬 때 픽업되는 기판이 근접한 다른 기판과 충돌하거나 간섭되는 것을 방지할 수 있는 기판 이송 어셈블리에 관한 것이다.
하나의 기판에서 다수 개로 분할된 반도체 칩 또는 다이는 PCB(Printed Circuit Board) 등의 회로기판에 실장되어 반도체 패키지로 가공될 수 있다. 또는 상기와 같이 반도체 칩이나 다이로 분할되기 전에 패키징 과정을 완료하고, 패키징이 완료된 반도체 패키지를 마더보드 등에 실장하여 요구되는 전자부품을 제공할 수도 있다.
상기와 같이 분할된 반도체 칩이나 패키징된 반도체 패키지의 한쪽 표면에는 다른 기판 또는 전자부품에 전기적으로 연결되기 위한 전기적 접속리드 역할을 하는 솔더볼(Solder Ball)이 다수 개 형성될 수 있다.
일반적으로 반도체 공정에서 반도체 칩이나 반도체 패키지는 솔더볼이 상방으로 노출되도록 배치되어 이송되고 가공되는데, 이러한 반도체 칩이나 반도체 패키지는 그것이 PCB 등의 회로기판이나 마더보드 등에 실장되기 위해 솔더볼이 하부를 향하도록 뒤집어질 필요가 있다.
이와 같이 반도체 칩이나 반도체 패키지를 픽업하여 상하면의 위치를 반전시키는 장비를 플립 오버 헤드(Flip Over Head)라 한다. 도 6에는 종래의 플립 오버 헤드가 반도체 패키지를 픽업하는 과정의 일부를 나타낸 정면도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 복수 개의 반도체 패키지(710; 710a, 710b, 710c)는 접착 테이프(730)에 부착되어 고정된 상태를 유지하고 있다. 이때, 각 반도체 패키지(710a, 710b, 710c)의 상면에는 복수 개의 솔더볼(711; 711a, 711b, 711c)이 형성되어 있는 상태이고, 이들 솔더볼(711)이 하방을 향하도록 반도체 패키지(710)를 뒤집기 위해 픽커(10)가 이용된다.
도 6의 ①과 같이, 픽커(10)는 픽업 대상이 되는 반도체 패키지(710a)에 근접하여 접촉하게 되고, 반도체 패키지(710a)는 픽커(10)에 흡착된다.
반도체 패키지(710a)가 픽커(10)에 견고하게 흡착되면 픽커(10)는 반도체 패키지(710a)를 들어올리게 된다(도 6의 ② 참조). 그런데, 도 6에는 도시되지 않았지만 픽커(10)는 일정한 회전반경을 갖는 암(arm)에 연결되어 있고, 픽커(10)가 반도체 패키지(710a)를 들어올릴 때 접착 테이프(730)와 반도체 패키지(710a) 간의 접착력이 픽커(10)에 대해 저항으로 작용하게 된다. 그 결과, 도 6의 ②와 같이, 픽커(10)에 연결된 암이 밑으로 처지게 되어, 픽커(10)가 픽업 방향에 대해 수직한 방향으로 일정거리(d)만큼 벗어나게 되고, 이것에 의해 픽업 대상이 되는 반도체 패키지(710a)와 그 주변의 반도체 패키지(710c)가 충돌하게 될 수 있다.
이와 같이, 반도체 패키지(710a)의 픽업 과정에서 반도체 패키지(710a, 710c)끼리 서로 충돌하게 되면 반도체 패키지(710a, 710c)에 칩핑(c)이 형성될 수 있고, 나아가 픽업 대상이 되는 반도체 패키지(710a) 주변의 반도체 패키지(710c)의 상면에 형성된 솔더볼(711c)의 일부가 파손될 수 있다는 문제점이 있다.
반도체 패키지(710a)가 더욱 들어올려지면 도 6의 ③과 같이, 픽커(710a)는 본래의 위치로 돌아가게 되지만 이미 픽업된 반도체 패키지(710a)는 불량품이 된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 반도체 칩 또는 반도체 패키지 등의 단위 기판의 상하면을 반전시켜 다음 공정으로 제공하기 위해 단위 기판을 픽업하는 과정에 있어서, 픽업 대상이 되는 단위 기판과 이에 근접한 다른 단위 기판이 서로 간섭을 일으키거나 충돌되지 않고 단위 기판을 효과적으로 픽업할 수 있는 기판 이송 어셈블리를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 단위 기판을 픽업할 때 최단 거리로 픽업함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 이송 어셈블리를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
그러나 본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 단위 기판을 픽업하기 위한 픽커, 미리 결정된 회전반경을 갖고 회전 가능하며 일단에 상기 픽커가 장착된 회전암, 상기 회전암을 병진운동시키는 병진구동부, 상기 회전암의 회전범위를 제한하는 회전제한부, 및 상기 픽커와 상기 회전암과 상기 병진구동부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 픽커에 의한 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 단위 기판의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 상기 회전암에 회전력을 제공하는 기판 이송 어셈블리를 제공한다.
여기서, 상기 회전제한부는, 상기 회전암의 일측에 구비되는 스토퍼 및 상기 회전암으로부터 미리 결정된 간격으로 이격되어 배치되고 상기 픽커에 의한 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 스토퍼와 접촉하여 상기 회전암의 회전범위를 제한하는 지지부재를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 회전암은 상기 단위 기판에 대해 평행한 자세를 유지하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 스토퍼는 상기 회전암의 회전축과 상기 픽커 사이에 구비될 수 있다.
이 경우, 상기 스토퍼는 상기 회전암을 사이에 두고 대향되게 배치되는 적어도 2개의 스토퍼를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 이송 어셈블리는 상기 회전암을 회전 구동하기 위해 동력을 제공하는 구동모터 및 상기 구동모터와 상기 회전암을 연결하는 샤프트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지지부재는, 상기 병진구동부에 연결되어 승강운동하는 승강부, 상기 승강부 및 상기 구동모터에 고정결합되는 지지대, 및 상기 지지대의 일측에 구비되어 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 스토퍼와 접촉되는 돌출패드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전암은 픽업 대상이 되는 단위 기판과 상기 지지부재 사이에 구비되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 회전암이 회전할 때 상기 회전암의 회전궤적은 반원을 형성할 수 있다.
또한, 상기 기판 이송 어셈블리는 상기 픽커에 의해 픽업되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하기 위해, 상기 회전암을 사이에 두고 상기 단위 기판에 대향되게 구비되는 정렬검사장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 접착부재의 상면에 부착된 복수 개의 단위 기판을 지지하는 기판 척, 상기 단위 기판을 픽업하기 위한 픽커와 미리 결정된 회전반경을 갖고 회전 가능하며 일단에 상기 픽커가 장착된 회전암을 포함하는 기판 반전용 이송장치, 상기 기판 척 및 상기 기판 반전용 이송장치를 제어하는 제어부, 및 상기 픽커에 의해 픽업되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하기 위해 상기 기판 척보다 상측에 구비되는 정렬검사장치를 포함하고, 상기 제어부는 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 접착부재와 상기 단위 기판 사이의 접착력에 의해 상기 회전암에 작용되는 회전력을 상쇄하는 방향으로 상기 회전암에 회전력을 제공하는 기판 이송 어셈블리를 제공한다.
상기 단위 기판의 픽업과정에서, 상기 접착부재와 상기 단위 기판 사이의 접착력에 의해 상기 회전암에 작용되는 회전력의 크기와 상기 제어부에 의해 상기 회전암에 제공되는 회전력의 크기는 동일한 것이 바람직하다.
또한, 상기 단위 기판이 상기 접착부재로부터 분리되면 상기 제어부에 의해 상기 회전암에 제공되는 회전력은 제거되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 접착부재는 접착 테이프일 수 있다.
또한, 상기 기판 척은 상기 단위 기판의 픽업방향과 수직인 평면에서 이동 가능할 수 있다.
그리고, 상기 기판 반전용 이송장치는 상기 정렬검사장치를 사이에 두고 적어도 2개 이상 구비되는 것이 바람직하다.
이 경우, 각각의 기판 반전용 이송장치에 의해 상기 단위 기판이 픽업될 때마다 상기 정렬검사장치가 픽업 대상이 되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 반도체 칩 또는 반도체 패키지 등의 단위 기판을 픽업하는 과정에서, 픽업 대상이 되는 단위 기판과 이에 근접한 다른 단위 기판이 서로 간섭을 일으키거나 충돌되지 않으므로, 칩핑이 형성되거나 솔더볼이 파손되는 등의 불량이 일어나지 않은 양호한 상태의 기판을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 단위 기판이 픽업될 때 픽업되는 방향에 대해 수직한 방향으로 이탈되지 않고 직선 궤적으로 픽업될 수 있으므로, 단위 기판이 픽업되는 시간이 단축되어 생산성이 향상된다고 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리를 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리가 제어되는 관계를 나타내는 도식적으로 나타낸 개념도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리의 작동상태를 나타내기 위한 정면도이다.
도 6은 종래의 플립 오버 헤드가 반도체 패키지를 픽업하는 과정의 일부를 나타내는 정면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리를 나타내는 정면도 및 측면도이다. 보다 구체적으로, 도 1(a)는 기판 이송 어셈블리(10000)의 정면도를, 도 1(b)는 기판 이송 어셈블리(10000)를 구성하는 기판 반전용 이송장치(1000A)의 일부를 좌측에서 바라본 좌측면도를 도시한다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리(10000)는 단위 기판(7110, 도 3 참조)을 픽업하기 위한 픽커(100; 100A, 100B), 미리 결정된 회전반경을 갖고 회전 가능하며 일단에 픽커(100)가 장착된 회전암(300; 300A, 300B), 회전암(300)을 병진운동시키는 병진구동부(500; 500A, 500B), 회전암(300)의 회전범위를 제한하는 회전제한부(700; 700A, 700B), 픽커(100)와 회전암(300)과 병진구동부(500)를 제어하는 제어부(3000, 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(3000)는 픽커(100)에 의한 단위 기판(7110)의 픽업과정에서 상기 단위 기판(7110)의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 회전암(300)에 회전력을 제공할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
여기서, 픽커(100), 회전암(300), 병진구동부(500), 회전제한부(700) 등은 서로 유기적으로 연결되어 단위 기판(7110)을 픽업하고 픽업된 단위 기판(7110)을 뒤집어서 다음 공정으로 제공하게 되므로, 기판 반전용 이송장치(1000)를 이루는 하위 구성이 된다.
한편, 기판 이송 어셈블리(10000)는 픽업의 대상이 되는 기판의 정렬 상태를 검사하기 위한 정렬검사장치(5000)를 포함할 수 있는데, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판 반전용 이송장치(1000)는 상기 정렬검사장치(5000)를 사이에 두고 적어도 2개 이상 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같이 기판 반전용 이송장치(1000)가 복수 개 구비됨으로써 작업속도가 향상될 수 있다.
도 1(a)에는 기판 이송 어셈블리(10000)가 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)와 제2 기판 반전용 이송장치(1000B)를 구비하는 것이 도시되어 있는데, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)가 단위 기판을 픽업하여 회전암(300A)을 회전시킴으로써 픽업된 단위 기판을 반전시키는 동안 제2 기판 반전용 이송장치(1000B)가 단위 기판을 픽업하는 작업을 수행할 수 있으므로, 작업의 공백 없이 기판의 픽업 및 반전 과정이 이루어지게 되어 생산성이 향상될 수 있다.
제1 기판 반전용 이송장치(1000A)와 제2 기판 반전용 이송장치(1000B)는 그 구조가 거의 유사하므로, 이하에서는 특별한 사정이 없는 한 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)를 위주로 설명하기로 한다.
도 1(b)에는 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)를 좌측에서 바라본 좌측면도가 도시된다.
도 1(b)에 도시된 바와 같이 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 픽커(100A)는 회전암(300A)의 일단에 연결되며 단위 기판을 픽업하는 역할을 수행한다. 본 실시예에서 픽커(100A)는 단위 기판을 흡착시킴으로써 상기 단위 기판을 픽업한다. 보다 구체적으로, 픽커(100A)는 단위 기판을 흡착시키기 위해 진공압을 이용할 수 있다. 즉, 픽커(100A)는 단위 기판에 접촉한 상태에서 공기를 흡입하여 진공을 형성함으로써 단위 기판을 흡착시키게 된다.
이렇듯 픽커(100A)에 진공압을 인가하기 위해 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)는 공압 피팅(800)을 포함할 수 있다. 상기 공압 피팅(800)은 도 1(a)에 도시된 바와 같이 회전암(300A)에 연결되고 회전암(300A) 내부 공간을 통해 공기를 흡입함으로써 픽커(100A)에 진공을 인가하게 된다.
한편, 상기 픽커(100A)는 탄성부재(200A)에 의해 회전암(300A)의 일단에 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 탄성부재(200A)는 코일 스프링일 수 있다.
제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 회전암(300A)은 픽커(100A)를 회전시키기 위한 것으로서, 일단에 상기 픽커(100A)가 연결되고 회전축을 중심으로 회전운동하도록 구성된다.
도 1(b)에 도시된 바와 같이, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)는 회전암(300A)을 회전 구동하기 위해 동력을 제공하는 구동모터(900A) 및 상기 구동모터(900A)와 회전암(300A)을 연결하는 샤프트(950A)를 포함할 수 있다. 즉, 구동모터(900A)는 샤프트(950A)에 회전동력을 제공하며, 회전암(300A)은 샤프트(950A)를 회전축으로 하여 회전운동하게 된다.
한편, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)는 회전암(300A)의 회전범위를 제한하기 위해 회전제한부(700A)를 구비할 수 있다.
상기 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 회전제한부(700A)는, 회전암(300A)의 일측에 구비되는 스토퍼(710A; 710A-1, 710A-2) 및 회전암(300A)으로부터 미리 결정된 간격으로 이격되어 배치되는 지지부재(730A)를 포함할 수 있다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼(710A)는 회전암(300A)의 회전축과 픽커(100A) 사이에 구비될 수 있다. 여기서, 스토퍼(710A)는 그 일단이 지지부재(730A)의 일측에 접촉됨으로써 회전암(300A)의 회전반경을 제한하게 된다.
본 실시예에서, 스토퍼(710A)는 회전암(300A)을 사이에 두고 대향되게 배치되는 적어도 2개의 스토퍼(710A-1, 710A-2)를 포함한다. 그러나 반드시 스토퍼를 복수 개 구비할 필요는 없으며, 하나의 스토퍼(710A-1)만 구비되더라도 무방하다.
한편, 상기 지지부재(730A)는 회전암(300A)이 회전운동할 때는 물론이고, 특히 회전암(300A)의 일단에 부착된 픽커(100A)가 단위 기판을 픽업하는 과정에서 스토퍼(710A)와 접촉하여 회전암(300A)의 회전범위를 제한한다는 점에서 의미가 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 지지부재(730A)는, 병진구동부(500A)에 연결되어 승강운동하는 승강부(731A), 상기 승강부(731A) 및 구동모터(900A)에 고정결합되는 지지대(733A), 상기 지지대(733A)의 일측에 구비되어 단위 기판의 픽업과정에서 스토퍼(710A)와 접촉되는 돌출패드(735A; 735A-1, 735A-2)를 포함할 수 있다.
이와 같이 지지부재(730A)의 승강부(731A)는 병진구동부(500A)에 연결되고 지지대(733A)는 승강부(731A) 및 구동모터(900A)에 고정결합되므로, 승강부(731A)가 병진구동부(500A)에 의해 승강운동하게 되면 구동모터(900A), 이에 샤프트(950A)로 연결된 회전암(300A) 및 회전암(300A)의 일단에 부착된 픽커(100A)가 동시에 병진운동하게 된다.
한편, 상기 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 병진구동부(500A)는, 승강용 모터(510A), 상기 승강용 모터(510A)에 연결되어 회전구동되는 샤프트(530A), 샤프트(530A)의 일단에 연결되어 샤프트(530A)와 함께 회전구동되는 제1 풀리(550A), 상기 제1 풀리(550A)로부터 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치되는 제2 풀리(570A), 제1 풀리(550A) 및 제2 풀리(570A)에 연결되는 벨트(590A)를 포함하여 이루어질 수 있다.
지지부재(730A)의 승강부(731A)는 병진구동부(500A)의 벨트(590A)에 연결되어 승강용 모터(510A)의 구동에 의해 제1 풀리(550A)와 제2 풀리(570A) 사이에서 승강운동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리가 제어되는 관계를 나타내는 도식적으로 나타낸 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(300)는 픽커(100), 회전암(300), 병진구동부(500) 등을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제어부(300)는 공압 피팅(800)의 공기 흡입 여부, 공기흡입력 등을 제어함으로써, 픽커(100)가 단위 기판을 픽업할 때 단위 기판을 진공흡착시키고 상면/하면이 반전된 단위 기판을 다음 공정으로 제공한 뒤 픽커(100)에 인가되는 진공압이 제거되도록 상기 픽커(100)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 구동모터(900)를 제어함으로써 회전암(300)의 회전속도, 회전반경, 회전방향 등을 제어할 수 있다. 나아가, 상기 제어부(300)는 픽커(100)에 의한 단위 기판의 픽업과정에서 단위 기판의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 회전암(300)에 회전력을 제공할 수 있는데, 이러한 작용에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 제어부(300)는 승강용 모터(510)를 제어함으로써 벨트(590)의 구동을 제어하게 되고, 이에 따라 회전암(300)의 병진운동을 제어할 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리(10000)의 작동을 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리의 작동상태를 나타내기 위한 정면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리(10000)는, 접착부재(7300)의 상면에 부착된 복수 개의 단위 기판(7100; 7100a, 7100b, 7100c)을 지지하는 기판 척(7000), 단위 기판(7100)을 픽업하기 위한 픽커(100; 100A, 100B)와 미리 결정된 회전반경을 갖고 회전 가능하며 일단에 상기 픽커(100)가 장착된 회전암(300; 300A, 300B)을 포함하는 기판 반전용 이송장치(1000), 상기 기판 척(7000) 및 기판 반전용 이송장치(1000)를 제어하는 제어부(3000, 도 2 참조), 상기 픽커(100)에 의해 픽업되는 단위 기판(7100)의 정렬 상태를 검사하기 위해 기판 척(7000)보다 상측에 구비되는 정렬검사장치(5000)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 단위 기판(7100)은 PCB(Printed Circuit Board) 등의 회로기판에 실장되어 반도체 패키지로 가공되기 위한 반도체 칩 또는 다이일 수 있고, 또는 패키징이 완료된 상태로 마더보드 등에 실장되어 전자부품으로 가공되기 위한 반도체 패키지일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 상기 단위 기판(7100)은 반도체 칩 내지 반도체 패키지를 포괄하는 개념으로 사용된다.
상기와 같은 단위 기판(7100)의 한쪽 표면에는 다른 기판 또는 전자부품에 전기적으로 연결되기 위한 전기적 접속리드 역할을 하는 솔더볼(7110; 7110a, 7110b, 7110c)이 다수 개 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 솔더볼(7110)은 상방으로 노출되도록 단위 기판(7100)에 형성될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 초기에 복수 개의 단위 기판(7100)은 접착부재(7300)의 상면에 부착되어 고정된 상태일 수 있다. 상기 접착부재(7300)는 기판이 복수 개의 단위 기판(7100)으로 절단될 때 단위 기판이 이탈되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 또한 접착부재(7300)는 단위 기판(7100)의 픽업과정에서 인접한 단위 기판들 간의 간격을 확보해주는 역할을 수행할 수 있다.
상기 접착부재(7300)는 접착 테이프일 수 있다. 그러나 이와 같은 접착부재(7300)는 접착 테이프에 한정되지 않고 여러 형태로 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 단위 기판(7100)은 솔더볼(7110)이 상방으로 노출되도록 기판 척(7000) 상에 배치되는데, 상기 단위 기판(7100)은 그것이 PCB 등의 회로기판이나 마더보드 등에 실장되기 위해 솔더볼(7110)이 하부를 향하도록 뒤집어질 필요가 있다.
이를 위해 기판 반전용 이송장치(1000)는 픽업 대상이 되는 단위 기판(7100)을 픽업하여 미리 결정된 높이만큼 들어올리고 회전암(300)을 회전시킴으로써 단위 기판(7100)의 상면/하면을 반전시켜 다음 공정으로 제공한다.
여기서, 픽커(100)가 단위 기판(7100)을 픽업하기 위해 하강하고, 단위 기판(7100)을 흡착시킨 후, 회전암(300)에 의해 회전될 때 다른 단위 기판과 간섭을 일으키지 않는 높이까지 상승하는 과정을 '단위 기판의 픽업과정'이라 정의할 수 있다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 픽업의 대상이 되는 단위 기판(7100a)을 픽업하기 위해 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 픽커(100A)가 하강하여 상기 단위 기판(7100a)에 접촉된다. 구체적으로, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 병진구동부(500A)에 의해 지지부재(730A), 회전암(300A), 픽커(100A)가 일체로 하강하게 된다.
이때, 회전암(300A)은 제어부(3000)의 위치 제어에 의해 단위 기판(7100)에 대해 평행한 상태를 유지한다.
픽커(100A)가 픽업의 대상이 되는 단위 기판(7100a)에 접촉하면, 병진구동부(500A)의 작동이 중단됨과 아울러, 공압 피팅(800A)이 픽커(100A)에 진공압을 인가하여 상기 단위 기판(7100a)이 픽커(100A)에 진공흡착될 수 있다.
이와 같이 단위 기판(7100a)이 픽커(100A)에 견고히 흡착되면, 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(3000)는 병진구동부(500A)를 제어하여 지지부재(730A), 회전암(300A), 픽커(100A)를 일체로 상승시킨다.
그런데, 픽업 대상인 상기 단위 기판(7100a)이 픽커(100A)에 흡착된 상태로 들어올려질 때, 상기 픽커(100A) 내지 회전암(300A)에는 각종 저항이 작용될 수 있다.
가장 큰 저항으로는 접착부재(7300)와 단위 기판(7100a) 사이의 접착력을 들 수 있다. 즉, 단위 기판(7100a)이 들어올려질 때, 접착부재(7300)와 단위 기판(7100a) 사이의 접착력은 상기 픽커(100A)를 하방으로 잡아당기는 힘으로 작용하게 된다. 이 경우, 픽커(100A)는 미리 결정된 회전반경을 갖는 회전암(300A)의 일단에 연결되어 있으므로, 상기와 같은 접착력에 의한 저항력은 회전암(300A)을 회전시키려는 회전력으로 작용하게 된다. 즉, 접착력에 의한 저항력은 도 4를 기준으로 보았을 때, 회전암(300A)을 반시계방향으로 회전시키려는 모멘트를 발생시키게 된다.
또한, 미약하긴 하나, 상기 단위 기판(7100a)의 무게, 픽커(100A)와 회전암(300A)의 자체 중량 등도 회전암(300A)을 반시계방향으로 회전시키려는 저항으로 작용하게 된다.
이와 같이, 픽업 대상인 단위 기판(7100a)이 픽커(100A)에 흡착된 상태로 들어올려질 때, 픽커(100A) 내지 회전암(300A)에 작용하는 상기와 같은 각종 저항들을 '단위 기판의 픽업 저항'이라 정의할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 제어부(3000)는 픽커(100A)에 의한 단위 기판(7100a)의 픽업과정에서 단위 기판(7100a)의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 회전암(300A)에 회전력을 제공하도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 제어부(3000)는 접착부재(7300)와 단위 기판(7100a) 사이의 접착력에 의해 회전암(300A)에 작용되는 회전력을 상쇄하는 방향으로 회전암(300A)에 회전력을 제공할 수 있다.
나아가, 단위 기판의 픽업과정에서 지지부재(730A)의 돌출패드(735A-1)는 스토퍼(710A-1)에 접촉되어 회전암(300A)의 회전 범위를 제한하게 된다. 즉, 제어부(3000)에 의해 단위 기판의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 회전암(300A)에 회전력이 과하게 작용한다고 하여도, 스토퍼(710A-1)와 지지부재(730A)의 돌출패드(735A-1)가 서로 접촉되어 회전암(300A)이 도 4의 시계방향으로 더 회전되는 것을 방지하게 된다.
따라서, 단위 기판(7100a)의 픽업과정에서 회전암(300A)은 단위 기판(7100a)에 대해 평행한 자세를 유지하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 어셈블리(10000)는 단위 기판(7100a)의 픽업과정에서 단위 기판(7100a)의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 회전암(300A)에 회전력을 제공함과 아울러, 제어부(3000)에 의해 상기 회전암(300A)에 제공되는 회전력이 과도할 경우에도 회전암(300A)의 자세를 유지할 수 있도록 회전제한부(700A)를 구비하므로, 픽업 대상이 되는 단위 기판(7100a)이 픽커(100A)에 의해 들어올려질 때 상기 단위 기판(7100a)에 근접한 다른 단위 기판(7100b, 7100c)과 서로 간섭을 일으키거나 충돌되지 않으므로, 칩핑이 형성되거나 솔더볼(7110)이 파손되는 등의 불량이 일어나지 않은 양호한 상태의 기판을 얻을 수 있다.
또한, 단위 기판(7100a)이 픽업될 때 픽업되는 방향에 대해 수직한 방향으로 이탈되지 않고 직선 궤적으로 픽업될 수 있으므로, 단위 기판이 픽업되는 시간이 단축되어 생산성이 향상될 수 있다.
한편, 상기와 같이 회전제한부(700A)의 스토퍼(710A-1)와 돌출패드(735A-1)가 단위 기판의 픽업과정에서 서로 접촉됨으로써 회전암(300A)의 회전범위를 제한하고 있으나, 이와는 별개로 제어부(3000)가 픽업 저항에 의해 작용하는 모멘트와 같은 크기의 모멘트를 방향만 반대로 하여 회전암(300A)에 작용하게 할 수도 있다.
즉, 단위 기판(7100a)의 픽업과정에서, 접착부재(7300)와 단위 기판(7100a) 사이의 접착력에 의해 회전암(300A)에 작용되는 회전력의 크기와 제어부(3000)에 의해 회전암(300A)에 제공되는 회전력의 크기는 동일할 수 있다.
이와 같이 회전암(300A)에 작용되는 회전력의 크기를 제어함으로써 회전제한부(700A)의 스토퍼(710A-1)와 돌출패드(735A-1)와 같은 구조 없이도 단위 기판의 픽업과정에서 픽업 대상이 되는 단위 기판(7100a)과 다른 기판(7100b, 7100c) 사이의 간섭 내지 충돌을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 단위 기판(7100a)이 접착부재(7300)로부터 분리되면 제어부(3000)에 의해 회전암(300A)에 제공되는 회전력은 제거되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써 회전암(300A)에 회전력을 제공하기 위해 구동모터(900A)로부터 출력되어 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
단위 기판의 픽업과정이 완료되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전암(300A)은 픽업된 단위 기판(7100a)을 반전시키기 위해 픽커(300A)를 회전시킨다.
보다 구체적으로, 픽업과정이 완료된 단위 기판(7100a)은 도 5의 ①의 위치에 있게 되며, 제어부(3000)는 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 구동모터(900A)를 제어하여 회전암(300A)을 회전시킨다(도 5의 ② 참조). 회전암(300A)의 회전이 완료되면(도 5의 ③ 참조) 상기 단위 기판(7100a)은 솔더볼(7110a)이 하방을 향하도록 반전되어, 다음 공정으로 제공될 수 있다.
한편, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)의 회전암(300A)이 회전운동할 때 제2 기판 반전용 이송장치(1000B)의 회전암(300B)은 픽커(100B)가 또 다른 단위 기판을 픽업하여 반전시킬 수 있도록 픽커(100B)가 기판 척(7000)에 대향하는 위치에 올 때까지 회전될 수 있다.
여기서, 상기 회전암(300)은 그 회전궤적이 기판 척(7000)을 향하여 볼록한 원호 형상을 그리도록, 픽업 대상이 되는 단위 기판과 지지부재(730) 사이에 구비되는 것이 바람직하다.
만약, 회전암(300)의 회전궤적이 지지부재(730)의 상측에서 원호를 그리도록 회전암(300)이 회전하게 되면, 하나의 회전암(300A)이 회전한 뒤 다른 하나의 회전암(300B)이 회전하여 들어올 때 상기 회전암(300A)과 간섭을 일으키지 않도록 보다 충분한 시간 간격을 두고 회전이 개시되어야 하므로 작업효율이 떨어질 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 기판 이송 어셈블리(1000A)와 제2 기판 이송 어셈블리(1000B) 사이의 상측에는 정렬검사장치(5000)가 위치될 수 있는데, 회전암(300)이 픽업 대상이 되는 단위 기판과 지지부재(730) 사이에 구비되어 회전하게 되면, 정렬검사장치(5000)와의 간섭을 피하기 위해 상측으로 별도의 여유공간을 요구할 필요가 없다는 이점이 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전암(300)이 회전할 때 회전암(300)의 회전궤적은 반원을 형성할 수 있다. 즉, 픽커(100)가 단위 기판을 픽업하여 기판 척(7000)과 수평을 유지한 상태로 들어올리고, 이를 180°회전시킬 수 있다.
이를 위해, 회전암(300A)에는 회전암(300A)을 사이에 두고 서로 대향되게 배치되는 적어도 2개의 스토퍼(710A-1, 710A-2)가 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 기판 이송 어셈블리(1000A)에 의해 어느 하나의 단위 기판(7100a)의 픽업 및 반전이 완료되면, 또는 단위 기판(7100a)의 반전과 동시에, 제2 기판 이송 어셈블리(1000B)는 다른 단위 기판(7100b 또는 7100c)을 픽업하기 위한 준비에 들어가게 된다. 여기서, 상기 기판 척(7000)은 제2 기판 이송 어셈블리(1000B)의 픽커(100B)가 다른 단위 기판(7100b 또는 7100c)을 픽업할 수 있도록, 단위 기판의 픽업방향과 수직인 평면에서 이동 가능하게 구성될 수 있다.
즉, 제1 및 제 2 기판 이송 어셈블리(1000A, 1000B)의 픽커(100A, 100B)는 수직 승강운동 및 회전운동만을 수행하고, 픽업의 대상이 되는 단위 기판이 픽커(100A, 100B)의 수직 하방에 위치하도록 기판 척(7000)이 xy평면에서 이동할 수 있다.
한편, 픽커(100)에 의해 픽업되는 단위 기판(7100)의 정렬 상태를 검사하기 위해, 정렬검사장치(5000)가 회전암(100)을 사이에 두고 단위 기판(7100)에 대향되게 구비될 수 있다. 즉, 상기 정렬검사장치(5000)는 기판 척(7000)보다 상측에 구비되어 픽커(100)가 픽업할 단위 기판이 픽커(100)에 수직한 하부에 제대로 위치하였는지를 검사한다.
본 실시예에서, 제1 기판 반전용 이송장치(1000A)와 제2 기판 반전용 이송장치(1000B)는 교대로 단위 기판을 픽업 및 반전시키므로, 상기 정렬검사장치(5000)는 각각의 기판 반전용 이송장치(1000A, 1000B)에 의해 단위 기판이 픽업될 때마다 픽업 대상이 되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하는 것이 바람직하다.
100 : 픽커 300 : 회전암
500 : 병진구동부 700 : 회전제한부
710 : 스토퍼 730 : 지지부재
735 : 돌출패드 900 : 구동모터
1000 : 기판 반전용 이송장치 3000 : 제어부
5000 : 정렬검사장치 7000 : 기판 척
7100 : 단위 기판 7300 : 접착부재

Claims (17)

  1. 단위 기판을 픽업하기 위한 픽커;
    미리 결정된 회전반경을 갖고 회전 가능하며, 일단에 상기 픽커가 장착된 회전암;
    상기 회전암을 병진운동시키는 병진구동부;
    상기 회전암의 회전범위를 제한하는 회전제한부; 및
    상기 픽커, 상기 회전암 및 상기 병진구동부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 픽커에 의한 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 단위 기판의 픽업 저항을 상쇄하는 방향으로 상기 회전암에 회전력을 제공하는 기판 이송 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전제한부는,
    상기 회전암의 일측에 구비되는 스토퍼; 및
    상기 회전암으로부터 미리 결정된 간격으로 이격되어 배치되고, 상기 픽커에 의한 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 스토퍼와 접촉하여 상기 회전암의 회전범위를 제한하는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 회전암은 상기 단위 기판에 대해 평행한 자세를 유지하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 회전암의 회전축과 상기 픽커 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 회전암을 사이에 두고 대향되게 배치되는 적어도 2개의 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 회전암을 회전 구동하기 위해 동력을 제공하는 구동모터 및 상기 구동모터와 상기 회전암을 연결하는 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    상기 병진구동부에 연결되어 승강운동하는 승강부;
    상기 승강부 및 상기 구동모터에 고정결합되는 지지대; 및
    상기 지지대의 일측에 구비되어 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 스토퍼와 접촉되는 돌출패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 회전암은 픽업 대상이 되는 단위 기판과 상기 지지부재 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회전암이 회전할 때 상기 회전암의 회전궤적은 반원을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 픽커에 의해 픽업되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하기 위해, 상기 회전암을 사이에 두고 상기 단위 기판에 대향되게 구비되는 정렬검사장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  11. 접착부재의 상면에 부착된 복수 개의 단위 기판을 지지하는 기판 척;
    상기 단위 기판을 픽업하기 위한 픽커와, 미리 결정된 회전반경을 갖고 회전 가능하며 일단에 상기 픽커가 장착된 회전암을 포함하는 기판 반전용 이송장치;
    상기 기판 척 및 상기 기판 반전용 이송장치를 제어하는 제어부; 및
    상기 픽커에 의해 픽업되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하기 위해 상기 기판 척보다 상측에 구비되는 정렬검사장치;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 단위 기판의 픽업과정에서 상기 접착부재와 상기 단위 기판 사이의 접착력에 의해 상기 회전암에 작용되는 회전력을 상쇄하는 방향으로 상기 회전암에 회전력을 제공하는 기판 이송 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단위 기판의 픽업과정에서, 상기 접착부재와 상기 단위 기판 사이의 접착력에 의해 상기 회전암에 작용되는 회전력의 크기와 상기 제어부에 의해 상기 회전암에 제공되는 회전력의 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 단위 기판이 상기 접착부재로부터 분리되면 상기 제어부에 의해 상기 회전암에 제공되는 회전력은 제거되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 접착부재는 접착 테이프인 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기판 척은 상기 단위 기판의 픽업방향과 수직인 평면에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 기판 반전용 이송장치는 상기 정렬검사장치를 사이에 두고 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    각각의 기판 반전용 이송장치에 의해 상기 단위 기판이 픽업될 때마다 상기 정렬검사장치가 픽업 대상이 되는 단위 기판의 정렬 상태를 검사하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 어셈블리.
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