KR101910354B1 - 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치 - Google Patents

반도체 패키지의 트레이 자동교체장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 제조 과정에서 다수의 패키지를 안착시키는 트레이를 생산공정에 따라 각각 적용되는 알맞은 타입의 트레이로 자동으로 연속 교체할 수 있도록 하는 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 본체 부재(100)와; 상기 본체 부재(100)의 일측으로 반도체 패키지가 수용된 트레이(10)를 적층시켜 보관하며, 적층된 트레이(10)를 연속 공급되게 하는 트레이 로딩 부재(200)와; 상기 트레이 로딩 부재(200)의 인접한 측에서 교체를 위한 빈트레이(10)를 보관하는데, 보관된 빈트레이(10)를 연속 공급되게 하고, 교체되는 트레이(10)는 다시 적층시켜 보관하는 트레이 스태커 부재(300)와; 상기 트레이 로딩 부재(200)로부터 공급되는 트레이(10)를 픽업 부재(500) 측으로 운반하는데, 상기 운반된 트레이(10)의 교체를 위한 대상 측을 픽업 부재(500)의 픽업 가능한 위치로 상하 회전 작동을 통해 위치시켜 트레이(10)를 교체 대기하는 로테이트 부재(400)와; 상기 로테이트 부재(400)를 통해 위치된 트레이(10)를 픽업 후 트레이 스태커 부재(300)의 빈트레이(10)와 상호 교체하며, 교체 후의 트레이(10)는 상기 트레이 스태커 부재(300)에 적층시키는 공정의 교체 작업을 수행하는 픽업 부재(500);를 포함하여 구성된다.

Description

반도체 패키지의 트레이 자동교체장치 {Tray automatic replacement device for semiconductor packages}
본 발명은 반도체 패키지의 제조 과정에서 다수의 패키지를 안착시키는 트레이를 생산공정에 따라 각각 적용되는 알맞은 타입의 트레이로 자동으로 연속 교체할 수 있도록 하는 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 각종 전자 회로 및 배선이 형성된 단일 소자, 집적 회로 등의 반도체 칩을 먼지, 습기, 전기적 또는 기계적 부하 등의 외부 환경요인으로부터 보호하고, 반도체 칩의 성능을 최적화, 극대화하기 위한 것이며, 반도체 패키지는 리드 프레임이나 인쇄회로기판 또는 연성회로기판 등을 이용해 메인보드로의 신호 입/출력단자를 형성하고 봉합재(encapsulant)로 감싸서 수지 봉합하여 제작한다.
이러한 반도체 패키지는 적용되는 제품의 대량생산에 대한 편의성을 위해 다수의 반도체 패키지를 일정 간격으로 배치하여 트레이에 안착하는데, 트레이는 반도체 패키지가 적용되는 제품의 생산공정에 따라 재질, 형상, 크기가 각각 다름으로 생산성 향상을 위해 반도체 패키지의 트레이를 간편, 신속하게 교체하는 방식이 요구되고 있다.
예를 들어, 종래 국내공개특허공보 제10-2016-0146328호를 살펴보면, 교체용 트레이 이송 장치로서, 테스트 핸들러에 배치되며, 서로 다른 종류의 반도체 소자들이 탑재되는 제1 및 제2 트레이들이 다수 적재되는 제1 및 제2 적재 공간들을 갖는 트레이 적재부; 상기 제1 적재 공간과 상기 테스트 핸들러 사이에 배치되며, 상기 제1 적재 공간에 적재된 제1 트레이를 상기 테스트 핸들러에 인입시키거나, 상기 테스트 핸들러로부터 상기 제1 트레이를 상기 제1 적재 공간에 적재시키는 제1 트레이 이송부; 및 상기 제2 적재 공간과 상기 테스트 핸들러 사이에 배치되며, 상기 제2 적재 공간에 적재된 제2 트레이를 상기 테스트 핸들러에 인입시키거나, 상기 테스트 핸들러로부터 상기 제2 트레이를 상기 제2 적재 공간에 적재시키는 제2 트레이 이송부를 포함하여 구성된다.
또한, 종래 국내공개특허공보 제10-2004-0036456호를 살펴보면, 반도체 패키지가 내부에 놓여지는 복수개의 포켓; 및 상부 포켓들이 상부면에 정렬되어 구성되는 프레임;을 포함하는 반도체 패키지용 트레이에 있어서, 상기 포켓은 하부의 가장자리에 갈고리 형상의 포켓 고정부가 형성되고, 상기 포켓 고정부에 대응하는 상기 프레임 상의 위치에는 상기 포켓 고정부가 삽입되어 체결되는 포켓 결합부;가 형성된 구조이다.
그러나 종래에는 반도체 패키지의 트레이를 교체하는 과정이 완전한 자동화를 이루지 못하고, 반도체 패키지의 트레이를 생산공정의 종류에 따라 작업자가 직접 그에 맞는 트레이로 수작업으로 교체하는 방식을 주로 사용하기 때문에 수작업 특성상 작업시간이 오래 걸려 대량생산에 적합하지 않은 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 반도체 패키지의 트레이를 교체하는 과정에서 단순히 트레이의 교체 공정만 수행하기 때문에 트레이 교체 중 반도체 패키지가 적용되는 제품의 생산공정은 병행하지 못해 공정시간이 늘어 생산성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.
국내공개특허공보 제10-2016-0146328호가 제시되어 있다. 국내공개특허공보 제10-2004-0036456호가 제시되어 있다.
본 발명은 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 패키지가 적용되는 제품의 생산공정에 따라 반도체 패키지의 트레이를 교체하는 작업공정을 자동화 라인에서 전자동으로 수행되게 하여 작업시간을 줄이면서 대량생산에 적합하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 반도체 패키지의 트레이를 교체하는 작업 중 반도체 패키지가 적용되는 제품의 생산공정을 선택적으로 병행으로 수행 가능하게 하여 제조시간을 줄이면서 생산성이 향상되도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;
반도체 패키지의 트레이(10)를 교체하기 위한 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치로서,
본체 부재와;
상기 본체 부재의 일측으로 반도체 패키지가 수용된 트레이를 적층시켜 보관하며, 적층된 트레이를 연속 공급되게 하는 트레이 로딩 부재와;
상기 트레이 로딩 부재의 인접한 측에서 교체를 위한 빈트레이를 보관하는데, 보관된 빈트레이를 연속 공급되게 하고, 교체되는 트레이는 다시 적층시켜 보관하는 트레이 스태커 부재와;
상기 트레이 로딩 부재로부터 공급되는 트레이를 픽업 부재 측으로 운반하는데, 상기 운반된 트레이의 교체를 위한 대상 측을 픽업 부재의 픽업 가능한 위치로 상하 회전 작동을 통해 위치시켜 트레이를 교체 대기하는 로테이트 부재와;
상기 로테이트 부재를 통해 위치된 트레이를 픽업 후 트레이 스태커 부재의 빈트레이와 상호 교체하며, 교체 후의 트레이는 상기 트레이 스태커 부재에 적층시키는 공정의 교체 작업을 수행하는 픽업 부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치를 제공한다.
이러한 본 발명에 따르면, 반도체 패키지가 안착된 트레이를 연속으로 이송시켜 공급하고, 교체 대상의 트레이를 패키지 안착 트레이의 이송 측에 하나 이상 대기시키는데, 패키지 안착 트레이와 교체 대상 트레이를 교체하는 작업을 자동으로 수행함에 따라 반도체 패키지의 트레이 교체 작업을 전자동화가 가능하여 대량생산에 적합한 효과가 있다.
또한, 반도체 패키지 안착 트레이와 교체 대상 트레이의 교체 과정에서 생산공정 중 열처리공정을 선택적으로 수행 가능하게 함에 따라 반도체 패키지의 제품 생산공정을 병행할 수 있어 제조시간을 줄이면서 생산성이 향상되는 또 다른 효과가 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치에 대한 구성도.
도 8 내지 도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치에 대한 작동 상태도.
본 발명에 따른 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치를 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
한편, 실시 예를 설명함에 있어 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.
이하, 본 발명의 기본 구성의 실시 예로서, 제1 실시 예에 따른 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치의 각부 구성을 도 1 내지 도 7을 참고로 구체적으로 설명한다. 도 1은 트레이 자동교체장치의 정면도, 도 2는 트레이 자동교체장치의 평면도, 도 3은 트레이 자동교체장치에서 메인본체와 보조본체의 운용 상태도, 도 4는 트레이 자동교체장치 중 트레이 로딩 부재의 도면, 도 5는 트레이 자동교체장치 중 트레이 스태커 부재의 도면, 도 6은 트레이 자동교체장치 중 로테이트 부재의 도면, 도 7은 트레이 자동교체장치 중 픽업 부재의 도면이다.
이에 따른 트레이 자동교체장치(1)를 개략적으로 살펴보면, 본체 부재(100); 반도체 패키지가 수용된 트레이(10)를 연속 공급시키는 트레이 로딩 부재(200); 교체를 위한 빈트레이(10)를 연속 공급하는 트레이 스태커 부재(300); 트레이(10)의 교체를 위한 대상 측을 픽업 부재(500)의 픽업 가능한 위치로 위치시키는 로테이트 부재(400); 픽업 동작을 통해 트레이(10)를 교체하는 작업을 수행하는 픽업 부재(500);로 구성된다.
여기서 본 발명의 트레이 자동교체장치(1)에 대한 각 구성들을 나누어 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 본체 부재(100)는;
트레이 자동교체장치(1)의 전체 하중을 지지하면서 트레이 로딩 부재(200), 트레이 스태커 부재(300), 로테이트 부재(400), 픽업 부재(500)가 각각 설치되는 공간을 제공하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 본체 부재(100)는; 트레이 로딩 부재(200), 트레이 스태커 부재(300), 로테이트 부재(400), 픽업 부재(500)가 각각 설치된 메인본체(110a) 및,
트레이 로딩 부재(200), 트레이 스태커 부재(300), 로테이트 부재(400), 픽업 부재(500)가 각각 설치된 보조본체(110b)를 더 포함한다.
상기 메인본체(110a) 및 보조본체(110b) 중 어느 하나 또는 이들을 복합적으로 운용하는 것을 더 포함한다.
상기 메인본체(110a) 및 보조본체(110b)는 알루미늄 프로파일 형태의 빔을 서로 조립하여 하나의 사각 틀 형태의 케이스로 제작하고, 사각 틀 형태로 제작된 케이스의 내측으로 설치를 위한 공간을 제공하며, 상기 케이스의 하단부로 트레이 자동교체장치(1)를 간편하게 이동시키기 위한 캐스터 및 이동된 위치에서 트레이 자동교체장치(1)를 고정하기 위한 다리가 구비되어 이루어진다.
상기 메인본체(110a)는 트레이(10)의 교체 작업 후 바로 교체가 완료된 트레이를 반출하는 상황에서 운용한다.
상기 보조본체(110b)는 트레이(10)의 교체 작업을 1회 이상 연속적으로 수행하는 상황에서 운용하는데, 상기 보조본체(110b)는 후술하는 컨베이어(140)에 의해 메인본체(110a)와 연결되어 교체작업이 완료된 트레이(10)를 보조본체(110b) 측으로 공급될 수 있게 한다.
이때, 상기 본체 부재(100)는 점검을 위한 창, 내부 공간을 차폐하는 패널 등이 설치될 수 있다.
특징적으로 상기 메인본체(110a)의 단일 운용의 경우 수지 재질의 트레이(10)를 금속 재질의 트레이(10)로 교체 후 반출시킨다.
더불어, 상기 메인본체(110a)와 보조본체(110b)를 복합적으로 운용하는 경우 메인본체(110a) 측에서 수지 재질의 트레이(10)를 금속 재질의 트레이(10)로 교체 후 반도체 패키지의 열처리와 같은 생산공정을 통과하여 열처리를 수행 후 그 트레이(10)를 보조본체(110b) 측으로 공급하며, 상기 보조본체(110b) 측으로 공급된 금속 재질의 트레이(10)를 수지 재질의 트레이(10)로 다시 교체 후 반출하는 이중 교체 작업을 자동으로 수행 가능하게 한다.
예컨대, 상기 본체 부재(100)는 메인본체(110a) 및 보조본체(110b) 중 어느 하나 또는 이들을 복합적으로 운용 가능함에 따라 트레이(10)의 교체 작업을 수회 이상 자동으로 교체할 수 있어 작업성이 향상되게 된다.
또한, 상기 메인본체(110a) 및 보조본체(110b)를 복합적으로 사용하는 경우 상기 메인본체(110a)와 보조본체(110b) 사이로 교체 작업이 완료된 트레이(10)를 통과시켜 반도체 패키지에 대한 열처리 공정을 수행되게 하는 열처리기(130)를 더 포함한다.
상기 열처리기(130)는 메인본체(110a) 및 보조본체(110b)를 복합적으로 사용하면 이들 사이에 선택적으로 설치되는데, 상기 열처리기(130)는 메인본체(110a) 측에서 트레이(10)가 교체된 반도체 패키지에 대한 열처리를 수행하는 것이며, 열처리기(130)를 통과한 트레이(10)는 보조본체(110b)로 이송 공급되어 다시 트레이(10)의 교체를 자동으로 수행되게 한다.
특징적으로 상기 열처리기(130)를 부가함에 따라 반도체 패키지의 트레이(10) 교체 과정에서 생산공정 중 하나인 열처리공정을 수행가능함에 따라 반도체 패키지의 제품 생산공정을 트레이(10) 교체공정에서 병행할 수 있어 제조시간을 줄이면서 생산성이 향상되게 한다.
또한, 상기 본체 부재(100)는 픽업 부재(500)에 의해 교체 작업이 완료된 트레이(10)가 운반되고, 운반된 트레이(10)를 임의 위치로 이송시키는 컨베이어(140)을 더 포함한다.
상기 컨베이어(140)은 본체 부재(100)의 상측에 설치되며, 무한궤도 형태의 벨트가 모터의 동력으로 연속 회전하면서 대상을 직선 이동시키기 위한 구조이다.
상기 컨베이어(140)은 로테이트 부재(400) 측에서 트레이(10)의 교체가 완료되면, 교체 완료된 트레이(10)가 픽업 부재(500)를 통해 컨베이어(140) 측으로 공급되면서 그 트레이(10)를 임의 위치로 이동되게 한다.
이때, 상기 컨베이어(140)은 메인본체(110a) 단일로 사용하는 경우 교체 완료된 트레이(10)를 외부로 반출시키는 기능을 한다.
더불어 메인본체(110a)와 보조본체(110b)를 복합적으로 사용하는 경우 상기 컨베이어(140)은 메인본체(110a)와 열처리기(130) 사이 및 보조본체(110b)와 열처리기(130) 사이에 각각 구비된 상태에서 메인본체(110a)의 트레이(10)를 열처리기(130) 측으로 이송시킨 후 열처리기(130)를 통과한 트레이(10)를 다시 보조본체(110b) 측으로 이송시키는 기능을 한다.
그리고, 상기 트레이 로딩 부재(200)는;
상기 본체 부재(100)의 일측으로 반도체 패키지가 수용된 트레이(10)를 적층시켜 보관하며, 적층된 트레이(10)를 연속 공급되게 하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 트레이 로딩 부재(200)는; 본체 부재(100)에 결합되며, 상부 내측에 트레이(10)를 적층시키기 위한 공간으로 로딩공간(211)이 하나 또는 그 이상 관통 형성된 로드프레임(210)을 더 포함한다.
상기 로드프레임(210)은 상판, 양측판으로 이루어진 프레임이며, 로드프레임(210)의 하단부 양측판 부분이 본체 부재(100)에 결합되면서 트레이 로딩 부재(200)를 설치되게 하고, 상기 로드프레임(210)의 상단부 상판 내측 부분에 트레이(10)의 적층을 위한 로딩공간(211)이 트레이(10)의 크기에 대응 형성된다.
상기 로딩공간(211)의 모서리측 부분에는 수직으로 적층된 트레이(10)를 지지하기 위한 서포트(212)가 마련될 수 있다.
이때, 상기 로딩공간(211)에 적층되는 트레이(10)는 반도체 패키지가 안착되는 베이스(11)와 상기 베이스(11)의 상단부로 포개지면서 반도체 패키지를 덮는 커버(12)로 이루어지며, 본 발명에서의 트레이(10) 교체는 상기 베이스(11) 또는 커버(12) 중 어느 하나를 교체하거나, 베이스(11)와 커버(12) 둘다 교체하는 작업을 지칭한다.
또한, 상기 트레이 로딩 부재(200)는; 로딩공간(211)의 내측 하부로 다수의 로딩로드(221)가 승강가능하게 구비되어 마련되는데, 상기 로딩로드(221)가 승강 동작 중 적층된 트레이(10)를 하나씩 로테이트 부재(400) 측으로 공급되게 하는 로드엘리베이터(220)를 더 포함한다.
상기 로드엘리베이터(220)는 4개의 로딩로드(221)가 로딩공간(211) 내측 하부로 수직으로 위치되고, 상기 로딩로드(221)는 가이드플레이트(222)를 통해 승강 가능하게 본체 부재(100)에 지지되고, 상기 로딩로드(221)의 하단부에 고정된 승강플레이트(223)가 스크류(224)의 나선회전을 통해 상하 직선운동력을 로딩로드(221)에 전달시켜 상기 로딩로드(221)가 승강작동되는 구조이다.
이때, 상기 스크류(224)는 가이드플레이트(222) 측에 구비된 제1모터(225)에 벨트 또는 체인으로 연결되어 회전동력이 전달된다.
또한, 상기 트레이 로딩 부재(200)는; 로드프레임(210)의 로딩공간(211) 양측방에 하나 이상 결합된 상태에서 로딩공간(211)에 적층되는 트레이(10)를 지지하는데, 로테이트 부재(400)로 트레이(10)를 공급하는 과정에서 전후 동작을 통해 트레이(10)에 대한 지지력을 선택적 작용 또는 해제시켜 트레이(10)가 하나씩 반출되게 하는 로드스토퍼(230)를 더 포함한다.
상기 로드스토퍼(230)는 로딩공간(211)의 둘레 양측방에 4개가 각각 결합되는데, 제1실린더(233)의 작동을 통해 제1스토퍼(231)가 제1레일(232)에서 전후 작동가능하게 이루어진다.
상기 제1스토퍼(231)는 제1실린더(233)의 작동에 따라 트레이(10)의 하측으로 전진 또는 후퇴하면서 제1스토퍼(231)의 전진 중 트레이(10)가 제1스토퍼(231)에 받쳐져 지지력이 작용하고, 상기 제1스토퍼(231)가 후퇴하면 트레이(10)에 대한 지지력이 해제된다.
특징적으로 반도체 패키지가 수용된 트레이(10)는 상기 로딩공간(211)에 하나 이상 적층한 상태에서 상기 로드스토퍼(230)를 이용해 지지하고, 이 상태에서 로테이트 부재(400)가 로딩공간(211) 하부로 이송되면 상기 로드엘리베이터(220)가 로드스토퍼(230)를 통해 지지된 트레이(10)의 최하단부를 지지하는 동시에 로드스토퍼(230)의 지지력이 해제되고, 상기 로드엘리베이터(220)가 하강하면서 로딩공간(211) 하부에 위치된 로테이트 부재(400)에 트레이(10)를 하나씩 공급한다.
그리고, 상기 트레이 스태커 부재(300)는;
상기 트레이 로딩 부재(200)의 인접한 측에서 교체를 위한 빈트레이(10)를 보관하는데, 보관된 빈트레이(10)를 연속 공급되게 하고, 교체되는 트레이(10)는 다시 적층시켜 보관하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 트레이 스태커 부재(300)는; 본체 부재(100)에 결합되며, 상부 내측으로 관통 형성된 픽업공간(311)을 이용해 내부에 보관된 빈트레이(10)를 픽업 가능하게 하는 스태커프레임(310)을 더 포함한다.
상기 스태커프레임(310)은 상판, 하판, 양측판이 서로 조립되어 이루어진 프레임이며, 스태커프레임(310)이 본체 부재(100)에 결합되면서 트레이 스태커 부재(300)를 본체 부재(100)에 설치되게 하고, 상기 스태커프레임(310)의 상부 내측으로 스태커프레임(310) 내부에 보관되는 빈트레이(10)를 픽업 부재(500)가 픽업 가능하게 하는 픽업공간(311)이 빈트레이(10)의 크기에 대응하여 관통 형성된다.
또한, 상기 트레이 스태커 부재(300)는; 스태커프레임(310)의 내부로 픽업공간(311)의 하측에 빈트레이(10)가 카세트(312)를 통해 장착되는 공간을 제공하고, 장착된 카세트(312)를 승강 동작을 통해 지지하는 스태커플레이트(320)를 더 포함한다.
상기 스태커플레이트(320)는 판재 형태로 스태커프레임(310)의 내부로 픽업공간(311) 하측에 위치되게 삽입되어 상단부로 빈트레이(10)가 삽입된 카세트(312)를 장착되게 하고, 상기 스태커플레이트(320)의 하단부로 구비된 제2실린더(321)를 통해 스태커플레이트(320)가 승강 동작이 가능한 구조이다.
이때, 상기 스태커플레이트(320)는 내측에 스태커엘리베이터(330)가 관통되면서 카세트(312)의 빈트레이(10)를 승강 가능하게 하는 카세트공간(323)이 관통 형성되고, 상기 스태커플레이트(320)의 상부 양측방에는 카세트(312)를 용이하게 장착되게 하는 다수의 롤러(322)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 트레이 스태커 부재(300)는; 스태커프레임(310)의 하부로 스태커로드(331)가 카세트공간(323)에서 승강 가능하게 구비되는데, 상기 스태커로드(331)가 상승하면서 카세트(312)에 적층된 빈트레이(10)를 픽업 부재(500)의 픽업 위치로 이동시키는 스태커엘리베이터(330)를 더 포함한다.
상기 스태커엘리베이터(330)는 상단부가 판 형태로 이루어진 스태커로드(331)가 카세트공간(323)의 하부 내측에 위치되고, 상기 스태커로드(331)는 스태커프레임(310)의 하단부에 결합된 제2모터(332)에 연결되며, 상기 제2모터(332)의 회전을 통해 스태커로드(331)가 카세트공간(323) 안쪽에서 승강하면서 상기 카세트(312)에 보관된 빈트레이(10)를 순차적으로 픽업 부재(500)의 픽업 측으로 상승되게 한다.
특징적으로 카세트(312)에 다수의 빈트레이(10)를 적층시켜 보관하며, 그 빈트레이(10)가 적층된 카세트(312)는 스태커플레이트(320)의 카세트공간(323) 상측으로 삽입하여 장착시키고, 상기 카세트(312)가 장착되면 스태커플레이트(320)가 상승하면서 카세트(312)를 스태커프레임(310) 사이에 지지하여 고정시키며, 후술하는 픽업 부재(500)의 픽업과정에서 상기 스태커엘리베이터(330)가 카세트(312)에 적층된 빈트레이(10)를 상승시켜 픽업 위치로 위치되게 한다.
한편, 상기 카세트(312)에 장착되는 빈트레이(10)는 반도체 패키지의 상부와 하부를 각각 포개서 덮을 수 있는 베이스(11)와 커버(12)로 이루어지고, 상기 베이스(11)와 커버(12)를 각각 적층시키기 위해 트레이 스태커 부재(300)가 하나 이상 구비될 수 있으며, 교체 대상에 따라 하나 이상의 트레이 스태커 부재(300)에 적층된 베이스(11) 또는 커버(12)를 픽업 부재(500)가 선택적으로 픽업한다.
그리고, 상기 로테이트 부재(400)는;
상기 트레이 로딩 부재(200)로부터 공급되는 트레이(10)를 픽업 부재(500) 측으로 운반하는데, 상기 운반된 트레이(10)의 교체를 위한 방향을 픽업 부재(500)의 픽업 가능한 위치로 상하 회전 작동을 통해 위치시켜 트레이(10)를 교체 대기하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 로테이트 부재(400)는; 제1액추에이터(412)를 통해 본체 부재(100)에 결합되는데, 상기 제1액추에이터(412)를 이용해 트레이 로딩 부재(200)와 픽업 부재(500) 사이에서 왕복 이동이 가능하게 하고, 트레이(10)를 회전 시키기 위한 회전공간(411)이 내측에 관통 형성된 로테이트프레임(410)을 더 포함한다.
상기 로테이트프레임(410)은 상판, 측판, 하판이 서로 조립된 이루어진 프레임이며, 로테이트프레임(410)의 하판이 제1액추에이터(412)의 이동을 위한 러너에 결합되어 제1액추에이터(412)의 동력에 의해 직선 왕복 이동하는데, 상기 제1액추에이터(412)는 트레이 로딩 부재(200)와 픽업 부재(500) 사이에서 본체 부재(100)에 결합되어 로테이트프레임(410)이 이들 사이에서 이동 가능하게 한다.
이때, 상기 로테이트프레임(410)의 상부 내측에는 로테이트플레이트(420)의 회전을 위한 공간을 제공하는 회전공간(411)이 관통형성되고, 상기 회전공간(411)의 양측방에는 로테이트플레이트(420)를 축 결합시키는 한 쌍의 축판(423)이 구비되며, 상기 한 쌍의 축판(423) 중 일측에는 제3모터(422)가 벨트 또는 체인으로 연결되어 회전동력을 축판(423)을 통해 로테이트플레이트(410) 측으로 전달되게 한다.
또한, 상기 로테이트 부재(400)는; 내측에 트레이(10)가 수용되는데, 상기 로테이트프레임(410)의 회전공간(411) 상단부에 위치된 상태에서 제3모터(422)의 동력이 전달되어 제자리 회전작동이 가능하고, 상기 회전작동을 통해 트레이(10)를 교체를 위한 방향이 픽업 부재(500)의 픽업 가능한 측에 위치되게 하는 로테이트플레이트(420)를 더 포함한다.
상기 로테이트플레이트(420)는 회전공간(411)에 회전 중 간섭이 없는 크기의 판재로 제작되는데, 로테이트플레이트(420)의 회전공간(411) 상단부에 위치된 상태에서 양측단부가 한 쌍의 축판(423)에 축 결합되며, 상기 로테이트플레이트(420)의 내측으로 트레이(10)의 운반을 위해 트레이(10)가 수용되는 트레이공간(421)이 관통 형성된 구조이다.
이때, 상기 트레이공간(421)의 상하 양측에는 트레이 로딩 부재(200)로부터 공급되는 트레이(10)를 트레이공간(421)에 수용된 상태로 지지하기 위한 로테이트지그(430)가 각각 결합된다.
여기서, 상기 로테이트지그(430)는 트레이공간(421) 측으로 전진하면서 트레이(10)의 상하 측을 지지하여 트레이공간(421)에 트레이(10)를 고정하는 지그플레이트(431); 상기 지그플레이트(431)의 전후 이동을 안내하는 제2레일(432); 상기 지그플레이트(431)에 전후 이동을 위한 동력을 제공하는 제3실린더(433)로 이루어진다.
상기 지그플레이트(431)는 트레이공간(421)의 길이방향으로 평행하게 구비되는 판재이며, 상기 제2레일(432)은 지그플레이트(431)와 로테이트플레이트(420) 사이에 결합되어 상기 지그플레이트(431)를 전후 이동을 안내하는 레일이고, 상기 제3실린더(433)는 지그플레이트(431)에 연결된 상태에서 길이 가변에 의한 직선 운동력을 제공하여 지그플레이트(431)를 전후 작동시키는 실린더이다.
특징적으로 상기 로테이트 부재(400)는 제1액추에이터(412)에 의해 트레이 로딩 부재(200)와 픽업 부재(500) 사이에서 왕복 이동하면서 트레이(10)를 운반하는데, 상기 트레이 로딩 부재(200)로부터 공급되는 트레이(10)를 공급 받아 픽업 부재(500) 측으로 이동 운반하고, 픽업 부재(500) 측으로 운반된 트레이(10)를 교체를 위한 방향이 픽업 부재(500)의 픽업 가능한 측으로 회전시켜 자동으로 위치시키는 기능을 한다.
또한, 상기 로테이트 부재(400)는; 트레이(10)의 교체를 위해 픽업 부재(500)가 트레이(10)를 픽업하는 과정에서 반도체 패키지를 촬영하여 불량을 검사하는 비전(440)을 더 포함한다.
상기 비전(440)은 영상데이터를 얻기 위한 카메라의 일종이며, 로테이트플레이트(420)의 상부로 임의 간격 이격되게 본체 부재(100) 측에 설치되는데, 트레이(10)에 수용된 반도체 패키지를 촬영할 수 있도록 별도 프레임에 의해 촬영 방향이 하방으로 향하면서 결합되고, 트레이(10) 교체 과정 중 반도체 패키지가 정상적인 위치에 안착된 상태를 촬영된 영상데이터를 활용하여 자동판별하기 위한 것이다.
이때, 상기 비전(440)은 촬영한 영상 데이터를 컴퓨터에 미리 저장된 정상의 영상 데이터와 서로 비교 처리하여 판별을 수행할 수 있고, 이를 위한 컴퓨터, 모니터, 입출력장치 등이 마련될 수 있다.
그리고, 상기 픽업 부재(500)는;
상기 로테이트 부재(400)를 통해 위치된 트레이(10)를 픽업 후 트레이 스태커 부재(300)의 빈트레이(10)와 상호 교체하며, 교체 후의 트레이(10)는 상기 트레이 스태커 부재(300)에 적층시키는 공정의 교체 작업을 수행하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 픽업 부재(500)는; 본체 부재(100)에 결합되는데, 하부 내측으로 픽커(530)의 이동을 위한 공간이 마련된 픽커프레임(510)을 더 포함한다.
상기 픽커프레임(510)은 상판, 양측판으로 이루어진 프레임이며, 픽커프레임(510)의 하단부 양측판 부분이 본체 부재(100)에 결합되면서 픽업 부재(500)를 설치되게 하고, 상기 픽커프레임(510)의 양측판에 의해 형성된 공간을 통해 후술하는 픽커(530)가 상하, 전후 및 좌우로 이동가능하게 한다.
또한, 상기 픽업 부재(500)는; 픽커프레임(510)의 길이방향으로 픽커(530)를 이동되게 하는 제2액추에이터(521), 상기 제2액추에이터(521)에 결합된 상태에서 픽커(530)를 제2액추에이터(521)의 직각방향으로 이동되게 하는 제3액추에이터(522), 상기 제3액추에이터(522)에 결합된 상태에서 픽커(530)를 상하방향으로 이동되게 하는 제4액추에이터(523)를 더 포함한다.
상기 제2액추에이터(521)는 픽커프레임(510)의 상부 내측 길이방향으로 하향 결합되는데, 상기 제2액추에이터(521)는 도면에 도시된 Y 축 방향으로 픽커(530)를 이동시키기 위한 동력을 제공한다.
상기 제3액추에이터(522)는 제2액추에이터(521)의 이동을 위한 러너에 제2액추에이터(521)의 직각방향으로 결합되는데, 상기 제3액추에이터(522)는 도면에 도시된 X 축 방향으로 픽커(530)를 이동시키기 위한 동력을 제공한다.
상기 제4액추에이터(523)는 제3액추에이터(522)의 이동을 위한 러너에 제4액추에이터(523)가 수직으로 상단부가 결합되는데, 상기 제4액추에이터(523)는 도면에 도시된 Z 축 방향으로 픽커(530)를 이동시키기 위한 동력을 제공하며, 상기 제4액추에이터(523)의 이동을 위한 러너에 픽커(530)가 결합된다.
바람직하게 상기 제2액추에이터(521)는 제3액추에이터(522)를 Y 축 방향으로 직선 왕복 이동시키고, 상기 제3액추에이터(522)는 제4액추에이터(523)를 X 축 방향으로 직선 왕복 이동시키며, 상기 제4액추에이터(523)는 픽커(530)를 Z 축 방향으로 직선 왕복 이동시킴으로, 픽커(530)가 전후, 좌우 및 상하 방향으로 자유롭게 이동될 수 있다.
또한, 상기 픽업 부재(500)는; 픽업 경로에 위치한 픽업 대상인 트레이(10) 또는 빈트레이(10)를 공압으로 흡입하여 픽업한 후 임의 위치로 운반되게 하는 픽커(530)를 더 포함한다.
상기 픽커(530)는 저부에 공압으로 대상을 픽업하기 위한 제1픽커플레이트(531)가 구비되며, 상기 제1픽커플레이트(531)에 공압 라인이 연결됨으로 상기 제1픽커플레이트(531)의 저면부가 공기 흡입에 의한 픽업 동작을 수행할 수 있다.
상기 제1픽커플레이트(531)의 상단부에는 임의 간격 이격되게 제2픽커플레이트(532)가 완충 수단을 통해 연결되어 제1픽커플레이트(531)가 대상을 픽업 중 완충 기능을 수행하도록 하며, 상기 제2픽커플레이트(532)의 상단부로 제3픽커플레이트(533)가 축 결합되면서 제2픽커플레이트(532)에 의해 연결된 부분을 제자리 회전 가능하게 한다.
이때, 상기 제2픽커플레이트(532)와 제3픽커플레이트(533) 사이로 축 결합 측에는 풀리(535)가 마련되고, 상기 풀리(535)는 제3픽커플레이트(533)에 구비된 제4모터(534)에 벨트 또는 체인 등으로 연결되어 제4모터(534)의 회전동력이 전달되며, 상기 제4모터(534)의 동력으로 제2픽커플레이트(532)에 연결된 부분이 자동회전되게 된다.
특징적으로 상기 픽업 부재(500)는 제2액추에이터(521), 제3액추에이터(522), 제4액추에이터(523)에 의해 트레이 로딩 부재(200), 트레이 스태커 부재(300), 로테이트 부재(400) 측으로 자유롭게 이동이 가능하고, 상기 픽커(530)가 제자리 회전하는 구조에 의해 각 이동 위치의 픽업 방향에 맞게 픽커(530)를 간편하게 위치시킬 수 있어 하나의 픽업 부재(500)로 트레이(10)에 대한 모든 운반 및 픽업을 수행하여 전체 구조가 단순하게 된다.
한편, 상기 제1액추에이터(412), 제2액추에이터(521), 제3액추에이터(522), 제4액추에이터(523)는 리니어 액추에이터(linear actuator)이며, 모터와 스크류를 이용해 각 이동을 위한 연결부가 되는 러너를 왕복 이동시키는 동력을 전달하는 것이고, 필요에 따라 모터와 랙 앤 피니언을 이용해 왕복 이동시키는 방식이거나, 전자석을 기계적 운동에 이용하는 솔레노이드에 의해 왕복 이동시키는 방식 등을 선택 적용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치의 작동 상태를 도 8 내지 도 9를 참고로 구체적으로 설명한다. 도 8은 트레이 자동교체장치의 트레이 공급 상태도, 도 9는 트레이 자동교체장치의 트레이 교체 상태도이다.
도 8에 따르면, 전술한 구조로 이루어진 트레이 자동교체장치(1)는 다수의 반도체 패키지가 배열 수용된 트레이(10)를 트레이 로딩 부재(200)에 하나 이상 적층시켜 보관하고, 트레이 스태커 부재(300) 측에는 교체 대상인 빈트레이(10)를 적층시켜 보관하는데, 바람직하게는 상기 트레이 로딩 부재(200) 측에는 수지 재질의 트레이(10)가 보관되고, 상기 트레이 스태커 부재(300) 측에는 금속 재질의 빈트레이(10)가 베이스(11) 및 커버(12)로 나뉘어 각각 보관된다.
이 상태에서 로테이트 부재(400)의 로테이트프레임(410) 측이 제1액추에이터(412)를 통해 트레이 로딩 부재(200) 측으로 이동하고, 이에 맞춰 상기 트레이 로딩 부재(200)의 로드엘리베이터(220)가 적층 보관된 다수의 트레이(10) 중 최하단의 것을 로테이트 부재(400) 측으로 운반시켜 장착한다.
이때, 상기 로테이트 부재(400)에 장착된 트레이(10)는 로테이트지그(430)에 의해 로테이트프레임(410)에 고정된 상태로 로테이트 부재(400)의 최초 위치로 제1액추에이터(412)를 통해 다시 복귀하면서 트레이(10)를 픽업 부재(500)의 픽업 위치로 공급한다.
또한, 도 9에 의하면, 로테이트 부재(400)에 의해 픽업 위치로 공급된 트레이(10)는 교체를 위한 베이스(11) 또는 커버(12) 중 교체 대상이 되는 어느 한 측을 로테이트플레이트(420)의 회전 작동을 통해 회전시켜 픽업 가능한 측으로 위치시킨다.
이 상태에서 픽업 부재(500)가 상기 로테이트 부재(400)에 의해 회전 위치된 트레이(10) 중 베이스(11) 또는 커버(12) 중 하나를 픽업한 후 트레이 스태커 부재(300) 측에 적층시켜 보관하며, 그 상태에서 픽업 부재(500)가 다시 트레이 스태커 부재(300) 측에 적층된 빈트레이(10) 중 교체 대상인 베이스(11) 또는 커버(12) 중 하나를 픽업하면서 로테이트 부재(400)에 안착시켜 교체를 수행한다.
이때, 상기와 같은 교체 작업을 1회 수행하면 트레이(10)의 베이스(11) 또는 커버(12) 중 일면만 교체되고, 교체 작업을 2회 수행하면 트레이(10)의 베이스(11) 및 커버(12)가 모두 교체된다.
한편, 상기와 같이 트레이(10) 교체작업이 완료되면 컨베이어(140)을 통해 교체 완료된 트레이(10)를 반출하는데, 그 트레이(10)에 수용된 반도체 패키지의 열처리를 수행하는 경우 메인본체(110a)와 보조본체(110b) 사이로 열처리기(130)를 각각 구비하여 열처리를 수행되게 한다.
이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 여기서 사용하는 용어들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위함이며, 이 용어들에 대한 의미 한정이나, 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위함이 아니며,
본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1; 트레이 자동교체장치 100; 트레이 로딩 부재
110a; 메인본체 110b; 보조본체
130; 열처리기
200; 트레이 로딩 부재 210; 로드프레임
220; 로드엘리베이터 230; 로드스토퍼
300; 트레이 스태커 부재 310; 스태커프레임
320; 스태커플레이트 330; 스태커엘리베이터
400; 로테이트 부재 410; 로테이트프레임
420; 로테이트플레이트 430; 로테이트지그
500; 픽업 부재 510; 픽커프레임
530; 픽커 540; 픽커스토퍼

Claims (5)

  1. 반도체 패키지의 트레이(10)를 교체하기 위한 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치로서,
    본체 부재(100)와;
    상기 본체 부재(100)의 일측으로 반도체 패키지가 수용된 트레이(10)를 적층시켜 보관하며, 적층된 트레이(10)를 연속 공급되게 하는 트레이 로딩 부재(200)와;
    상기 트레이 로딩 부재(200)의 인접한 측에서 교체를 위한 빈트레이(10)를 보관하는데, 보관된 빈트레이(10)를 연속 공급되게 하고, 교체되는 트레이(10)는 다시 적층시켜 보관하는 트레이 스태커 부재(300)와;
    상기 트레이 로딩 부재(200)로부터 공급되는 트레이(10)를 픽업 부재(500) 측으로 운반하는데, 상기 운반된 트레이(10)의 교체를 위한 대상 측을 픽업 부재(500)의 픽업 가능한 위치로 상하 회전 작동을 통해 위치시켜 트레이(10)를 교체 대기하는 로테이트 부재(400)와;
    상기 로테이트 부재(400)를 통해 위치된 트레이(10)를 픽업 후 트레이 스태커 부재(300)의 빈트레이(10)와 상호 교체하며, 교체 후의 트레이(10)는 상기 트레이 스태커 부재(300)에 적층시키는 공정의 교체 작업을 수행하는 픽업 부재(500);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체 부재(100)는,
    상기 트레이 로딩 부재(200), 트레이 스태커 부재(300), 로테이트 부재(400), 픽업 부재(500)가 각각 설치된 메인본체(110a); 및,
    상기 트레이 로딩 부재(200), 트레이 스태커 부재(300), 로테이트 부재(400), 픽업 부재(500)가 각각 설치된 보조본체(110b); 중 어느 하나 또는 이들을 복합적으로 운용하는 것을 더 포함한 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인본체(110a) 및 보조본체(110b)를 복합적으로 사용하는 경우 상기 메인본체(110a)와 보조본체(110b) 사이로 교체 작업이 완료된 트레이(10)를 통과시켜 반도체 패키지에 대한 열처리 공정을 수행되게 하는 열처리기(130)를 더 포함한 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체 부재(100)는 픽업 부재(500)에 의해 교체 작업이 완료된 트레이(10)가 운반되고, 운반된 트레이(10)를 임의 위치로 이송시키는 컨베이어(140)을 더 포함한 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로테이트 부재(400)는 트레이(10)의 교체를 위해 픽업 부재(500)가 트레이(10)를 픽업하는 과정에서 반도체 패키지를 촬영하여 불량을 검사하는 비전(440)을 더 포함한 반도체 패키지의 트레이 자동교체장치.
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