KR101962204B1 - 진공흡착식 픽업장치 - Google Patents

Abstract

진공흡착식 픽업장치를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치는 공기흡입구가 형성된 흡착부 및 공기흡입구와 연통된 흡입유로를 갖춘 흡착노즐; 진공발생장치와 흡착노즐의 흡입유로를 연결하며 유로의 단면적이 흡입유로보다 큰 진공유로; 흡입유로의 하류 측에 마련되며 흡입유로로부터 진공유로로 흐르는 공기의 유량을 규제하는 조절유로를 갖춘 유량조절부; 및 유량조절부와 공기흡입구 사이의 흡입유로를 흐르는 공기의 압력 또는 유속을 감지하여 대상물의 흡착여부를 확인하는 흡착확인센서를 포함한다.

Description

진공흡착식 픽업장치{VACUUM PICKUP DEVICE}

본 발명은 반도체 칩이나 반도체 패키지와 같은 대상물을 진공 흡착방식으로 픽업(pickup)할 수 있는 진공흡착식 픽업장치에 관한 것이다.

진공흡착식 픽업장치는 반도체 칩 제조공정 또는 반도체 패키지 제조공정에서 반도체 칩이나 반도체 패키지 등의 전자부품을 이송하기 위해 대상물을 흡착방식으로 픽업하는 장치다.

예를 들면, 반도체 패키지 제조공정에서 절단된 웨이퍼(W)로부터 반도체 칩을 픽업하여 반전시키는 플립오버 픽커, 플립오버 픽커로부터 반도체 칩을 전달받아 실장을 위해 기판으로 이송하는 본딩픽커, 제조된 개별 반도체 패키지의 검사나 분류를 위해 픽업하여 이송하는 이송픽커 등에는 대상물(반도체 칩, 반도체 패키지 등)을 픽업하는 진공흡착식 픽업장치가 채용될 수 있다. 물론 이러한 유형의 픽업장치는 반도체 제조공정뿐 아니라 일반 전자제품의 조립공정 등에서도 작은 부품을 픽업하는데 이용하기도 한다.

통상의 진공흡착식 픽업장치는 대상물이 흡착되는 흡착부에 형성된 공기흡입구 및 이 공기흡입구와 연통된 흡입유로를 갖춘 흡착노즐과, 흡착노즐의 흡입유로와 진공발생장치를 연결하는 진공유로를 구비한다. 진공발생장치의 동작에 의해 흡착노즐의 공기흡입구에 흡인력이 작용하도록 함으로써 흡착노즐이 대상물을 흡착방식으로 픽업할 수 있다.

진공흡착식 픽업장치 중에는 대한민국 등록특허공보 10-0599373호(2006. 07. 12. 공고)의 예처럼 흡착노즐에 대상물이 픽업되었는지 여부를 확인할 수 있는 것도 있다. 이 픽업장치는 흡착노즐의 흡입유로와 진공발생장치를 연결하는 진공유로(원문은 '공기흡인통로'라 함)에 설치된 흡착확인센서를 갖추고 있다. 흡착확인센서는 진공유로를 통하여 흡입되는 공기의 유속변화에 근거하여 흡착노즐에 대상물이 흡착되었는지 여부를 나타내는 전기신호를 출력한다.

하지만 이러한 픽업장치는 흡착확인센서가 진공발생장치와 흡착노즐을 연결하는 진공유로에 설치되기 때문에 흡착노즐에 부품이 흡착되었는지 여부를 정확히 감지하는데 한계가 있다.

진공유로는 흡착노즐의 흡입유로에 비해 유로의 단면적이 클뿐 아니라 흡입유로에 양호한 진공압을 제공하기 위해 진공발생장치의 큰 진공압이 직접적으로 작용한다. 반면에 흡착노즐의 흡입유로는 작은 부품의 픽업을 위해 상대적으로 유로의 단면적이 작게 형성되기 때문에 흡입되는 공기의 유량이 제한적일 수 밖에 없다. 따라서 흡착확인센서가 설치된 진공유로에서는 대상물의 픽업여부(흡입유로의 개폐여부)에 따른 유속변화나 압력변화가 실질적으로 크지 않기 때문에 흡착확인센서가 대상물의 흡착여부를 정확히 감지하는데 어려움이 있다.

특히 대상물의 크기가 작아서 흡착노즐의 흡입유로 단면적이 매우 작을 경우에는 흡입유로를 통과하는 공기의 유량이 더욱 감소하기 때문에 감지오류는 더 커질 수 있다. 진공발생장치의 흡입능력에 비하면 흡입유로를 통하여 진공유로로 유입되는 공기의 유량은 미미한 수준이어서 흡입유로의 개폐여부에 따른 진공유로에서의 유속변화 및 압력변화가 크지 않기 때문이다.

특허문헌1: 대한민국 등록특허공보 10-0599373호(2006. 07. 12. 공고)

본 발명은 대상물의 픽업여부를 보다 정확히 감지할 수 있는 진공흡착식 픽업장치를 제공하고자 한다.

또 본 발명은 진공발생장치의 동작과 별도로 흡착노즐의 흡입유로를 흐르는 공기의 유량을 규제할 수 있는 진공흡착식 픽업장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 대상물의 픽업하기 위하여 흡입유로를 구비하는 흡착노즐이 하부에 착탈가능하게 장착되는 픽업헤드, 상기 흡착노즐에 흡착력을 부여하기 위한 진공을 발생시키는 진공발생장치, 상기 진공발생장치와 상기 픽업헤드를 연결하며, 상기 흡착노즐의 흡입유로와 상기 진공발생장치를 연통시키는 진공유로를 형성하는 배관, 상기 대상물이 상기 흡착노즐에 흡착되었는지 여부를 감지하는 흡착확인센서, 상기 픽업헤드의 내부에 구비되며, 상기 흡입유로를 상기 진공유로로 연결하도록 상기 흡입유로와 연통되는 연장유로 및 상기 진공유로를 상기 픽업헤드에 연결하기 위하여, 일측이 상기 배관의 진공유로와 연결되고 타측이 상기 연장유로와 연결되되, 타측 내부에는 상기 흡입유로로부터 상기 진공유로로 흐르는 공기의 유량을 규제하는 조절유로를 구비하는 유량조절부가 마련되는 커넥터를 포함하며, 상기 진공유로의 단면적은 상기 조절유로 및 상기 흡입유로의 단면적보다 크게 형성되고, 상기 조절유로의 단면적은 상기 흡입유로의 단면적과 같거나 작게 형성되며, 상기 흡착확인센서는 상기 유량조절부와 상기 흡입유로 사이의 연장유로를 흐르는 공기의 압력 또는 유속을 감지하여 대상물의 흡착여부를 확인하는 진공흡착식 픽업장치가 제공될 수 있다.

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상기 유량조절부는 상기 조절유로의 단면적을 가변시킬 수 있는 전동식 유량조절밸브를 포함할 수 있다.

상기 전동식 유량조절밸브는 상기 흡착확인센서의 감지정보를 토대로 상기 조절유로의 단면적을 조절할 수 있다.

상기 유량조절부는 상기 조절유로의 단면적을 수동조작에 의해 가변시킬 수 있는 유량조절밸브를 포함할 수 있다.

상기 유량조절밸브의 조절유로는 상호 단면적이 다른 복수의 유로를 구비하여 사용자의 수동조작에 의해 복수의 유로 중 하나가 상기 흡입유로와 상기 진공유로의 연결을 위해 선택될 수 있다.

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본 발명의 실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치는 흡입유로 하류 측에 마련되는 조절유로가 흡입유로의 공기 흐름을 규제함으로써 대상물의 픽업여부에 따라 흡입유로 내의 큰 압력변화 또는 큰 유속변화를 유발할 수 있고, 흡착확인센서가 조절유로 상류의 흡입유로 압력 또는 유속을 감지하기 때문에 흡착노즐에 대상물이 픽업되었는지 여부를 정확히 감지할 수 있다.

또 본 발명의 실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치는 흡입유로의 하류 측에 배치되는 조절유로가 진공발생장치의 동작과 별도로 흡입유로를 흐르는 공기의 유량을 규제할 수 있기 때문에 흡착노즐의 흡입유로에 흡착 대상물의 조건에 부합하여 적절한 세기의 흡인력이 작용하도록 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치의 요부 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치의 유량조절부 상세도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치가 대상물을 흡착하는 순간 흡착노즐의 흡입유로 압력변화 추이를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 도시한 것으로, 흡착확인센서 설치에 대한 변형예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 나타낸다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래에서 소개하는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 제시하는 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로도 구체화될 수 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기 등을 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 나타낸다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제1실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치는 픽업헤드(10)와, 반도체 칩과 같은 대상물(1)의 픽업을 위해 픽업헤드(10)에 장착된 흡착노즐(20)과, 흡착노즐(20)에 흡착력을 부여하기 위한 진공을 발생시키는 진공발생장치(30)와, 진공발생장치(30)와 픽업헤드(10)를 연결하며 흡착노즐(20)의 유로와 진공발생장치(30)를 연통시키는 진공유로(41)를 형성하는 배관(40), 그리고 대상물(1)이 흡착노즐(20)에 흡착되었는지 여부를 감지하는 흡착확인센서(50)를 포함한다.

픽업헤드(10)는 승강동작을 구현하는 구동유닛(2)의 하부에 장착될 수 있고, 구동유닛(2)은 X-Y방향의 이동을 구현하는 이동장치(미도시)에 장착될 수 있다. 이러한 픽업장치는 흡착노즐(20)을 이용해 대상물(1)을 진공흡착방식으로 픽업한 후 이송하는 용도로 이용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조공정에서 사용하는 플립오버 픽커, 본딩픽커, 이송픽커 등에 채용되어 반도체 칩 등의 대상물(1)을 픽업하거나, 일반 전자제품의 제조공정에서 크기가 작은 부품을 픽업하는데 이용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 흡착노즐(20)은 그 하단에 공기흡입구(22)가 형성된 흡착부(21)를 구비하고, 공기흡입구(22)와 연통되도록 그 길이방향으로 길게 형성된 흡입유로(23)를 구비한다. 흡입유로(23)는 크기가 작은 부품이나 반도체 칩 등의 대상물(1)을 픽업할 수 있도록 직경이 0.5mm 내외의 크기로 마련될 수 있다. 물론 흡입유로(23)의 직경(D1)은 대상물(1)의 크기 등을 고려해 더 크거나 작게 변경될 수 있는데, 크거나 작은 대상물(1)을 선택적으로 픽업하는 경우에는 크기가 작은 대상물(1)의 흡착을 고려해 흡입유로(23)의 직경(D1)이 가장 작은 대상물의 크기에 대응하도록 할 수 있다.

또 흡착노즐(20)은 픽업헤드(10)의 하부에 마련된 흡착노즐장착부(11)에 착탈 가능하게 결합됨으로써 그 크기나 흡입유로(23)의 직경(D1)이 다른 것으로 교체하여 장착할 수 있다.

진공유로(41)는 내부의 유로 단면적이 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)에 비해 상대적으로 큰 배관(40)에 의해 마련될 수 있다. 진공유로(41)를 형성하는 배관(40)은 한쪽이 진공발생장치(30)에 직접 연결되거나 진공발생장치(30)에 설치된 분기헤더(미도시)에 연결될 수 있고, 다른 쪽이 커넥터(60)에 의해 픽업헤드(10)의 진공유로연결부(12)에 연결될 수 있다.

픽업헤드(10) 내부에는 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)를 진공유로연결부(12) 쪽으로 연장하여 흡입유로(23)와 진공유로(41)를 연통시키는 연장유로(13)가 형성된다. 연장유로(13)는 흡착노즐(20)의 교체 가능성을 고려해 유로의 단면적이 흡입유로(23)보다 크게 마련될 수 있다. 하지만, 연장유로(13)는 그 단면적이 진공유로(41)의 단면적보다 작게 마련됨이 바람직하다. 연장유로(13)의 직경이 너무 크면 연장유로(13) 내부의 공기가 진공유로(41) 쪽으로 배출되는 시간이 미소하게나마 지연될 수 있고, 이로 인해 흡입유로(23)의 진공압 형성에 지장을 줄 수 있기 때문이다.

이러한 픽업장치는 진공발생장치(30)에 의해 진공유로(41)의 내부에 진공압이 형성됨으로써 흡착노즐(20)의 흡착부(21)에 생기는 공기의 흡인력에 의하여 대상물(1)이 픽업될 수 있다. 구체적으로 대상물(1) 픽업 시에는 대상물이 흡착노즐(20) 하단의 공기흡입구(22)를 막아 흡입유로(23)로 공기의 유입이 없는 상태에서 진공발생장치(30)가 진공유로(41) 및 흡입유로(23) 내부의 공기를 흡인하여 배출하므로 흡입유로(23) 내부가 진공상태가 된다. 따라서 흡착노즐(20)의 흡착부(21)에는 흡인력에 의해 대상물(1)이 픽업되고, 흡입유로(23)에 진공상태가 유지되는 동안 대상물(1)이 흡착된 상태를 유지한다. 이와 반대로 대상물(1)의 픽업 에러 등이 발생하여 흡착노즐(20)의 공기흡입구(22)가 일부라도 개방된 상태로 되면 흡입유로(23)로 외부의 공기가 유입되게 되므로 흡입유로(23) 내부에 진공압이 형성되지 않아 대상물(1)이 픽업되지 않는다. 또한 진공유로(41)의 진공압이 해제되면 흡입유로(23)의 내부의 압력이 대기압수준으로 변하게 되므로 흡착부(21)에 흡착된 대상물(1)을 내려 놓을 수 있다.

진공발생장치(30)는 대상물(1)을 픽업할 때 진공유로(41) 내부에 픽업에 필요한 수준보다 훨씬 높은 진공압이 형성되도록 높은 진공압을 제공할 수 있다. 이는 상대적으로 직경이 큰 진공유로(41) 내부의 공기를 신속히 배출시켜 진공유로(41)의 내부가 단시간에 높은 진공압으로 유지될 수 있도록 하기 위함이다. 이렇게 하면, 진공발생장치(30)로부터 픽업헤드(10)까지 상대적으로 길게 연장되는 진공유로(41) 전역에 높은 진공압이 신속하게 형성되고, 흡착노즐(20)과 인접한 위치까지 높은 진공압이 제공됨으로써 흡착노즐(20)에서 대상물(1)의 용이한 흡착을 구현할 수 있기 때문이다. 즉 진공유로(41)의 높은 진공압은 흡입유로(23) 및 연장유로(13)에 존재하는 공기의 신속한 배출이 이루어지도록 하여 대상물(1)의 원활한 흡착을 구현할 수 있기 때문이다.

진공유로(41)를 픽업헤드(10)에 연결하는 커넥터(60)는 도 3에 도시한 바와 같이, 픽업헤드(10)의 연장유로(13)와 접속되도록 픽업헤드(10)의 진공유로연결부(12)에 나사 결합되는 체결부(61)와, 진공유로(41)를 형성하는 배관(40)이 끼워져 결합되는 배관결합부(62)를 구비한다. 그리고 이러한 커넥터(60)에는 흡입유로(23)로부터 연장유로(13)를 통하여 진공유로(41)로 흐르는 공기의 유량을 규제하는 유량조절부가 일체화된 형태로 마련될 수 있다.

유량조절부는 커넥터(40)의 내부에 흡착노즐(20)의 흡입유로 단면적과 같거나 흡입유로(23)의 단면적보다 작은 크기로 형성되는 조절유로(65)로 구성될 수 있다. 즉 도 2에 도시한 바와 같이, 조절유로(65)의 직경(D2)은 흡입유로(23)의 직경(D1)과 같거나 흡입유로(23)의 직경(D1)보다 작게 마련될 수 있다.

조절유로(65)는 흡입유로(23)의 하류 쪽, 즉 흡입유로(23)로부터 연장되는 연장유로(13)의 하류에서 진공유로(41) 쪽으로 흐르는 공기의 유량을 규제함으로써 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)에 대상물(1)의 조건에 부합하여 적절한 세기의 초기 흡인력이 작용하도록 할 수 있다. 또 흡입유로(23)가 개방된 상태에서는 진공유로(41)에 높은 진공압이 형성됨에도 불구하고 흡착노즐(20)의 흡입유로(23) 구간에서 공기의 유동저항(통로저항)을 최소화할 수 있다. 이처럼 흡입유로(23)의 유동저항을 최소화하면, 흡입유로(23)가 개방된 상태(대상물이 흡착되지 않은 상태)에서 흡입유로(23)의 압력을 대상물(1)의 초기 흡착을 구현할 수 있으면서도 거의 대기압에 가까운 수준으로 유지할 수 있다.

여기서 흡입유로(23)를 연장하는 연장유로(13)는 흡입유로(23)의 직경(D1)보다 크게 형성될 수 있지만, 결국 그 하류에 배치되는 조절유로(65)의 직경(D2)이 흡입유로(23)의 직경(D1)과 같거나 오히려 작게 형성되기 때문에 연장유로(13)의 직경변화와 무관하게 흡입유로(23) 구간에서 공기의 유동저항을 최소화할 수 있다.

이처럼 커넥터(60)에 마련된 조절유로(65)가 흡입유로(23)를 통하여 진공유로(41)로 흐르는 공기의 유량을 규제하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 대상물(1)의 흡착 전부터 흡착 초기시점(A)까지의 흡입유로(23) 압력(P1)은 대기압보다는 낮지만 대기압에 거의 근접하는 수준을 유지하다가 흡착이 이루어짐과 동시에 진공유로(41)의 흡인력에 의해 급격히 하강한다. 그리고 흡착 완료시점(B)으로부터 이후 흡입유로(23) 압력(P2)은 진공유로(41)의 흡인력에 의해 진공유로(41)와 대등한 수준을 유지한다.

도 4에 나타낸 흡착 초기시점(A)으로부터 흡착 완료시점(B)까지의 시간은 흡착노즐(20)이 대상물(1)을 흡착하는 순간(극히 짧은 시간)이지만, 이때 흡입유로(23)에서 나타나는 압력변화의 폭(ΔP)은 매우 크다. 즉 대상물(1)의 흡착여부에 따른 흡입유로(23)의 압력편차(ΔP)는 매우 크다. 마찬가지로, 대상물(1)의 흡착여부에 따른 흡입유로(23)를 흐르는 공기의 유속변화의 폭도 매우 크다. 흡착 전부터 흡착 초기시점(A)까지는 진공유로(41)의 흡인력에 의해 흡입유로(23)에 공기의 흐름이 유지되지만, 흡착 완료시점(B)부터는 흡입유로(23)에 공기의 흐름이 거의 이루어지지 않기 때문이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 흡착확인센서(50)는 흡입유로(23)를 흐르는 공기의 압력 또는 유속의 변화를 감지하여 흡착노즐(20)의 흡착부(21)에 대상물(1)이 흡착되었는지 여부를 감지할 수 있다. 흡착확인센서(50)는 연장유로(13)가 마련된 픽업헤드(10)에 설치되는 압력센서일 수 있고, 픽업헤드(10)에는 연장유로(13)와 흡착확인센서(50)의 감지부(50a)를 연통시키는 연통유로(15)가 마련될 수 있다. 흡착확인센서(50)는 흡입유로(23)를 흐르는 공기의 압력을 감지하여 전기신호로 출력할 수 있고, 이러한 신호는 픽업장치 또는 픽업장치를 채용하는 다른 장치의 제어부(70)로 전달되어 흡착노즐(20)에 대상물(1)이 픽업되었는지 여부를 판단하도록 할 수 있다. 도면에는 흡착확인센서(50)가 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)로 이격된 형태로 도시되어있지만, 흡착확인센서(50)는 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)에 근접하여 설치될수록 흡착여부를 판단하는데 보다 유리할 수 있다. 흡착부(21)와 흡착확인센서(50)가 가까울수록 대상물(1)이 흡착되는 시점으로부터 흡착확인센서(50)가 흡착을 감지하기 까지의 시간을 최소화하여 보다 정확한 감지를 구현할 수 있기 때문이다.

제1실시 예에서 흡착확인센서(50)는 앞서 언급한대로 대상물(1)의 흡착여부에 따른 흡입유로(23)의 큰 압력편차(ΔP)를 감지할 수 있기 때문에 흡착노즐(20)에 대상물(1)이 픽업되었는지 여부를 정확히 감지할 수 있다. 이는 흡입유로(23) 하류 측에 마련되는 조절유로(65)가 흡입유로(23)의 공기 흐름을 규제하여 대상물(1)의 픽업여부에 따라 흡입유로(23) 내에 큰 압력변화를 유발할 수 있고, 흡착확인센서(50)가 이러한 흡입유로(23) 쪽 압력을 감지하기 때문에 가능하다.

도 5를 참조하면, 흡착확인센서(55)는 픽업헤드(10) 내에 수용되는 방식으로도 설치될 수 있다. 즉 흡착확인센서(55)는 흡착노즐(20)의 흡입유로(23) 출구나 픽업헤드(10)의 연장유로(13) 경로 상에 배치된 상태에서 흡입유로(23)를 흐르는 공기의 유속을 감지하는 센서일 수 있다. 이러한 흡착확인센서(55)는 대상물(1)의 흡착여부에 따른 흡입유로(23) 내의 큰 유속변화를 감지할 수 있기 때문에 흡착노즐(20)에 대상물(1)이 픽업되었는지 여부를 정확히 감지할 수 있다. 물론 흡착확인센서가 흡입유로(23)의 압력을 감지하는 방식인 경우에도 이처럼 흡입유로(23)의 압력을 직접 감지할 수 있도록 픽업헤드(10) 내에 수용될 수 있다.

한편, 제1실시 예는 도 2의 예처럼 흡착확인센서(50)가 흡입유로(23)로부터 연장된 연장유로(13)의 압력을 감지하는 것을 통하여 흡입유로(23)의 압력을 감지하는 방식이다. 하지만, 연장유로(13)를 흐르는 공기도 그 하류에 배치된 조절유로(65)에 의해 흐름이 규제되는 상황이므로 흡입유로(23)와 대등한 압력을 유지할 수 있다. 따라서 흡착확인센서(50)가 연장유로(13)의 압력을 감지하도록 설치되더라도 흡입유로(23)의 압력을 대등한 수준으로 감지할 수 있다. 이러한 연장유로(13)는 픽업장치의 구성여건(보다 용이한 제작 등)을 고려해 픽업헤드(10) 내부에 형성한 것이지만, 그 기능이 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)를 진공유로(41) 쪽으로 단지 연장하는 정도이고, 흡입유로(23)의 연장선에서 흡입유로(23)와 거의 같은 기능을 하므로 이를 흡입유로로 볼 수도 있다.

또 제1실시 예의 픽업장치는 구동유닛(2)에 픽업헤드(10)를 설치하고, 픽업헤드(10)에 흡착확인센서(50)를 설치한 경우를 제시하였으나, 픽업장치의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 도면에 나타내지는 않았지만, 픽업장치는 픽업헤드(10)를 배제한 상태에서 흡착노즐(20)이 구동유닛(2)에 직접 장착되는 형태일 수 있도 있다. 이 경우 흡착노즐(20)의 흡입유로(23)는 조절유로(65)를 가진 커넥터(60)에 의해 진공유로(41)와 직접 연결될 수 있고, 흡착확인센서(50)도 조절유로(65)의 상류에 위치하는 흡입유로(23)와 연통하도록 설치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 흡착노즐(20)은 픽업헤드(10)의 흡착노즐장착부(11)에 착탈 가능하게 장착된 상태이므로 대상물(1)의 크기 등이 변경될 경우 흡입유로(23)의 단면적이 다른 것으로 교체할 수 있다. 예를 들면, 반도체 칩과 같은 대상물(1)의 크기나 무게 등이 증가하면, 흡착노즐(20)은 적절한 흡착력을 발휘할 수 있도록 흡입유로(23)의 단면적이 더 큰 것으로 교체할 수 있다. 그리고 진공유로(41)와 픽업헤드(10)를 연결하는 커넥터(60)도 흡착노즐(20)의 교체조건에 부합하도록 조절유로(65)의 크기가 다른 것으로 교체할 수 있다. 물론 이러한 경우 커넥터(60)는 조절유로(65)의 단면적이 흡입유로(23)의 단면적과 같거나 흡입유로(23)의 단면적보다 작은 것으로 선택될 수 있다. 물론, 반도체 칩처럼 매우 작은 대상물(1)을 흡착할 때의 흡착노즐(20)을 기준으로 조절유로(65)를 설정한다면, 대상물(1)의 크기에 따라 흡착노즐(20)이 바뀌더라도 조절유로(65)가 형성된 커넥터(60)를 교체하지 않을 수도 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 나타낸다. 제2실시 예의 픽업장치는 흡입유로(23)의 하류 측에 마련되는 유량조절부의 구성을 달리한 것이다. 나머지 구성은 제1실시 예와 실질적으로 동일하게 마련될 수 있다.

제2실시 예에서 유량조절부는 진공유로(41)와 픽업헤드(10)의 연장유로(13)를 연결하는 위치에 마련되는 전동식 유량조절밸브(80)로 구성될 수 있다. 전동식 유량조절밸브(80)는 진공유로(41)를 형성하는 배관(40)을 픽업헤드(10)의 진공유로연결부(12)에 연결하며 그 내부에 마련되는 조절유로(미도시)의 크기를 조절할 수 있는 밸브본체(81)와, 조절유로의 크기 조절을 위해 밸브본체(81)를 동작시키는 전동엑츄에이터(82)를 포함한다.

전동엑츄에이터(82)는 인가되는 전원제어를 통해 직선왕복운동을 하면서 밸브본체(81)의 조절유로 열림정도를 제어할 수 있는 솔레노이드구동장치를 채용할 수 있다. 또 전동엑츄에이터(82)는 회전수제어를 통해 그 축의 진퇴를 조절하면서 밸브본체(81)의 조절유로 열림정도를 제어할 수 있는 스태핑모터를 채용할 수도 있다.

전동엑츄에이터(82)의 동작에 의해 유로 크기가 조절되는 밸브본체(81)의 조절유로는 사용자가 설정한 제어정보에 기초하여 다단계로 조절될 수 있다. 따라서 사용자는 픽업헤드(10)에 선택적으로 장착되는 흡착노즐(20)의 흡입유로(23) 단면적 변경을 고려해 조절유로의 단면적이 대응하여 변경되도록 제어할 수 있다. 물론 이러한 경우 조절유로의 단면적은 흡입유로(23)의 단면적과 같거나 흡입유로(23)의 단면적보다 작게 조절될 수 있다.

또 제2실시 예처럼 전동식 유량조절밸브(80)를 채용할 경우에는 흡착확인센서(50,55)에 의해 감지되는 흡입유로(23)의 공기압력 또는 유속정보에 기초하여 밸브본체(81) 내 조절유로의 단면적이 자동으로 조절되도록 할 수도 있다. 흡입유로(23)의 압력이나 유속변화에 기초하여 전동식 유량조절밸브(80)가 조절유로의 크기를 조절하는 방식으로 흡입유로(23)의 공기흐름을 규제함으로써 흡입유로(23)를 흐르는 공기의 압력이나 유속이 설정된 범위를 유지하도록 할 수 있고, 이를 통해 대상물(1)의 안정된 픽업을 구현할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 진공흡착식 픽업장치를 나타낸다. 제3실시 예의 픽업장치는 흡입유로(23)의 하류 측에 마련되는 유량조절부로 수동식 유량조절밸브(90)를 채용한 것이다. 나머지 구성은 제1실시 예와 동일하게 마련될 수 있다.

수동식 유량조절밸브(90)는 진공유로(41)를 형성하는 배관(40)을 픽업헤드(10)의 진공유로연결부(12)에 연결하는 밸브본체(91)와, 밸브본체(91) 내에 회전하도록 설치되는 유로조절부재(92)를 포함한다. 유로조절부재(92)에는 흡입유로(23)의 공기흐름을 규제하는 조절유로를 구현하는 것으로 상호 교차하는 방향으로 관통하며 단면적이 상호 다르게 형성된 복수의 유로(92a,92b)를 구비한다. 따라서 사용자는 유로조절부재(92)를 수동으로 조작하여 복수의 유로(92a,92b) 중 하나가 흡입유로(23)와 진공유로(41)의 연결을 위해 선택되도록 할 수 있다. 즉 사용자는 픽업헤드(10)에 선택적으로 장착되는 흡착노즐(20)의 흡입유로(23) 단면적 변경을 고려해 유로조절부재(92)를 조작함으로써 조절유로의 단면적이 대응하여 변경되도록 할 수 있다.

여기서는 수동식 유량조절밸브의 일 예로써 유로조절부재(92)의 조작에 의해 복수의 유로(92a,92b) 중 하나가 선택되는 방식을 제시하였으나, 픽업장치에 적용될 수 있는 수동식 유량조절밸브가 이에 한정되는 것은 아니다. 수동식 유량조절밸브는 유량 조절용으로 이용되는 통상의 글로브밸브(glove valve)나 니들밸브(needle valve)처럼 사용자의 조작에 의해 점진적으로 유로의 개방정도를 조절하는 형태일 수도 있다.

1: 대상물, 2: 구동유닛,
10: 픽업헤드, 13: 연장유로,
20: 흡착노즐, 21: 흡착부,
22: 공기흡입구, 23: 흡입유로,
30: 진공발생장치, 40: 배관,
41: 진공유로, 50,55: 흡착확인센서,
60: 커넥터, 65: 조절유로,
70: 제어부, 80: 전동식 유량조절밸브,
90: 수동식 유량조절밸브.

Claims (10)

1. 대상물을 픽업하기 위하여 흡입유로를 구비하는 흡착노즐이 하부에 착탈가능하게 장착되는 픽업헤드;
   상기 흡착노즐에 흡착력을 부여하기 위한 진공을 발생시키는 진공발생장치;
   상기 진공발생장치와 상기 픽업헤드를 연결하며, 상기 흡착노즐의 흡입유로와 상기 진공발생장치를 연통시키는 진공유로를 형성하는 배관;
   상기 대상물이 상기 흡착노즐에 흡착되었는지 여부를 감지하는 흡착확인센서;
   상기 픽업헤드의 내부에 구비되며, 상기 흡입유로를 상기 진공유로로 연결하도록 상기 흡입유로와 연통되는 연장유로; 및
   상기 진공유로를 상기 픽업헤드에 연결하기 위하여, 일측이 상기 배관의 진공유로와 연결되고 타측이 상기 연장유로와 연결되되, 타측 내부에는 상기 흡입유로로부터 상기 진공유로로 흐르는 공기의 유량을 규제하는 조절유로를 구비하는 유량조절부가 마련되는 커넥터;를 포함하며,
   상기 진공유로의 단면적은 상기 조절유로 및 상기 흡입유로의 단면적보다 크게 형성되고, 상기 조절유로의 단면적은 상기 흡입유로의 단면적과 같거나 작게 형성되며,
   상기 흡착확인센서는 상기 유량조절부와 상기 흡입유로 사이의 연장유로를 흐르는 공기의 압력 또는 유속을 감지하여 대상물의 흡착여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 진공흡착식 픽업장치.
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3. 제1항에 있어서,
   상기 유량조절부는 상기 조절유로의 단면적을 가변시킬 수 있는 전동식 유량조절밸브를 포함하는 진공흡착식 픽업장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전동식 유량조절밸브는 상기 흡착확인센서의 감지정보를 토대로 상기 조절유로의 단면적을 조절할 수 있는 진공흡착식 픽업장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 유량조절부는 상기 조절유로의 단면적을 수동조작에 의해 가변시킬 수 있는 유량조절밸브를 포함하는 진공흡착식 픽업장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 유량조절밸브의 조절유로는 상호 단면적이 다른 복수의 유로를 구비하여 사용자의 수동조작에 의해 복수의 유로 중 하나가 상기 흡입유로와 상기 진공유로의 연결을 위해 선택될 수 있는 진공흡착식 픽업장치.
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