KR102104051B1 - 소자핸들러 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는, 소자를 하나의 위치로부터 다른 위치로 이송하는 공정을 보다 효율적으로 수행하기 위한 것으로, 제1부재와 제2부재 사이에 배치되어 제1부재에서 소자를 픽업하여 제2부재에 소자를 탑재시키는 소자이송부를 포함하는 소자핸들러에 있어서, 상기 소자이송부는, 일단에 소자가 픽업되는 소자픽업부를 가지는 픽커헤드와, 상기 픽커헤드가 슬라이드 가능하게 고정되는 회전부와, 상기 회전부가 회전 가능하게 설치되는 지지부를 포함하고, 상기 지지부에는 캠면이 형성되고, 상기 픽커헤드의 타단에는 상기 캠면과 접촉되는 캠종동절이 설치되어, 상기 회전부가 회전되는 것에 의하여 상기 캠종동절이 상기 캠면을 따라 이동하면서, 상기 픽커헤드의 소자픽업부의 위치가 변화되는 것을 특징으로 한다.

Description

소자핸들러 {DEVICE HANDLER}
본 발명은 소자핸들러에 관한 것이다.
소자(반도체칩)란 전기 전도도가 부도체보다는 높고 금속과 같은 전도체보다는 낮은 반도체로 구성된 집적회로로서, 원래 칩은 얇은 판 조각을 가리키는 말이나 현재는 반도체 회로를 나타내는 말로 사용된다.
소자는 현대의 컴퓨터를 만드는 기본 부품으로 산술연산, 정보기억, 다른 칩의 제어 등을 수행하는 핵심이며 전자산업을 뒷받침한다.
상기와 같은 소자는 CPU, SDRAM(메모리반도체), 플래시 램 등이 있으며, 최근에는 COG(Chip On Glass), COF(Chip On Film)와 같은 디스플레이 구동칩인 DDI(Display Drive IC), LED 등 그 종류가 다양해지고 있다.
반도체 등의 소자는 번-인 테스트 등의 검사를 마친 후에 고객 트레이에 적재되어 출하되며, 출하되는 소자는 그 표면에 레이저 등에 의하여 일련번호, 제조사 로고 등의 표지가 표시되는 마킹 공정을 거치게 된다.
소자는 제품에 대한 신뢰성 향상을 위하여 리드(lead)나 볼 그리드(ball grid)의 파손여부, 크랙(crack) 유무, 스크래치(scratch) 유무 등 소자의 외관상태 및 표면상태의 양호여부를 검사하는 비전검사과정을 거치게 된다.
그런데, 상기와 같은 소자의 외관상태 및 마킹의 양호여부 등의 표면상태에 관한 검사가 추가되면서 그 검사시간에 따라서 전체 공정수행을 위한 시간에 영향을 미치게 된다.
한편, 소자는 검사 및 분류 후에 트레이에 담긴 상태로 후속공정으로 반송되거나 곧바로 출하된다. 또한, 소자는 트레이 이외에도 소자가 담기는 포켓이 형성된 테이프에 담긴 상태로 후속공정으로 반송되거나 출하될 수 있다.
이와 같이, 소자는 검사가 수행된 상태 또는 검사가 수행되지 않은 상태에서 기존에 존재하던 위치로부터 다른 위치로 이송될 수 있는 바, 소자를 어떤 한 위치로부터 다른 위치로 이송하는 과정이 얼마나 효율적으로 진행되는지 여부에 따라 전체적인 작업공정에 대한 효율 및 생산성이 좌우된다.
본 발명은 상기한 종래기술을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소자를 하나의 위치로부터 다른 위치로 이송하는 공정을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 소자핸들러를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는, 제1부재와 제2부재 사이에 배치되어 제1부재에서 소자를 픽업하여 제2부재에 소자를 탑재시키는 소자이송부를 포함하는 소자핸들러에 있어서, 상기 소자이송부는, 일단에 소자가 픽업되는 소자픽업부를 가지는 픽커헤드와, 상기 픽커헤드가 슬라이드 가능하게 고정되는 회전부와, 상기 회전부가 회전 가능하게 설치되는 지지부를 포함하고, 상기 지지부에는 캠면이 형성되고, 상기 픽커헤드의 타단에는 상기 캠면과 접촉되는 캠종동절이 설치되어, 상기 회전부가 회전되는 것에 의하여 상기 캠종동절이 상기 캠면을 따라 이동하면서, 상기 픽커헤드의 소자픽업부의 위치가 변화될 수 있다.
상기 제1부재와 상기 제2부재는 서로 다른 높이로 배치될 수 있다.
상기 픽커헤드는, 상기 회전부의 외주면에 고정되는 고정부재와 로드를 통하여 연결될 수 있다.
상기 로드에는 탄성부재가 연결될 수 있다.
상기 픽커헤드에는 상기 캠종동절을 상기 캠면에 가압시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 연결될 수 있다.
상기 소자이송부는, 상기 픽커헤드가 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 위치할 때, 상기 소자픽업부가 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 인접하도록 상기 픽커헤드를 가압하는 가압부를 더 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 픽커헤드의 타단을 가압하는 가압롤러와, 상기 가압롤러를 이동시키는 가압롤러이동장치를 포함할 수 있다.
상기 캠종동절은 롤러로 이루어질 수 있다.
상기 픽커헤드는 상기 회전부의 둘레를 따라 복수로 배치될 수 있다.
상기 소자핸들러는, 상기 제1부재는, 복수의 소자들이 부착된 웨이퍼링이며, 상기 제2부재는, 상기 웨이퍼링으로부터 인출되어 적재되는 트레이이며, 복수의 소자들이 부착된 웨이퍼링이 로딩되는 웨이퍼로딩부와, 상기 웨이퍼로딩부로부터 웨이퍼링를 이송하는 웨이퍼이송부와, 상기 웨이퍼이송부에 의하여 이송된 웨이퍼링이 탑재되는 웨이퍼테이블(30)과, 상기 소자이송부에 의하여 이송된 소자를 트레이에 적재하는 소자언로딩부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는 제1부재상에 위치된 소자를 제2부재로 이송하기 위하여, 캠종동절이 설치된 픽커헤드와, 픽커헤드가 슬라이드 가능하게 설치되어 픽커헤드와 함께 회전되는 회전부와, 회전부가 회전이 가능하게 설치되며 픽커헤드의 캠종동절과 접촉되는 캠면이 형성되는 지지부를 구비하고, 회전부를 회전시키는 동작을 통하여, 픽커헤드를 제1부재 및 제2부재의 상부에 위치되도록 하는 것과 동시에 캠종동절과 캠면의 상호작용을 이용하여 픽커헤드를 제1부재 및 제2부재에 인접하는 위치로 이동시킬 수 있으므로, 픽커헤드를 제1부재 및 제2부재의 상부에 위치시키기 위한 장치와 픽커헤드를 제1부재 및 제2부재에 인접시키기 위한 장치가 서로 별도로 구비되는 경우에 비하여, 보다 정확하고 신속하게 픽커헤드를 제1부재 및 제2부재로 위치시킬 수 있고, 소자를 제1부재로부터 픽업하여 제2부재상에 안착시키는 동작을 보다 신속하고 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는, 제1부재와 제2부재가 서로 높이가 다르게 위치되는 경우에도, 지지부에 구비되는 캠면의 높이변화에 따라 픽커헤드가 제1부재 및 제2부재와 일정한 수직간격을 가지도록 위치될 수 있으므로, 소자를 제1부재로부터 픽업하여 제2부재상에 안착시키는 동작을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러에 따르면, 회전부의 캠면과 픽커헤드의 캠종동절의 상호작용에 의하여 픽커헤드의 위치가 조절될 수 있으므로, 별도의 액추에이터의 구동력을 이용하여 픽커헤드를 이송시키는 경우에 비하여, 오류의 발생 가능성을 줄여 픽커헤드의 위치 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러에 따르면, 픽커헤드가 제1부재 또는 제2부재에 위치될 때 픽커헤드를 가압하는 가압부를 보조적인 수단으로 이용함으로써, 소자를 제1부재로부터 픽업하여 제2부재상에 안착시키는 동작을 보다 원활하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러가 도시된 사시도이다.
도 2는, 도 1의 소자핸들러의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는, 도 1의 소자핸들러의 소자언로딩부 중 트레이의 이동과정을 보여주는 일부평면도들이다.
도 4a 및 도 4b는, 1의 소자핸들러의 소자언로딩부 중 트레이의 언로딩 및 로딩과정을 보여주는 일부 측단면도들이다.
도 5는, 도 1의 소자핸들러의 소자이송부가 도시된 정면도이다.
도 6은, 도 1의 소자핸들러의 소자이송부가 도시된 측면도이다.
도 7 및 도 8는, 도 1의 소자핸들러의 소자이송부의 작동과정이 도시된 개략도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는, 웨이퍼링(W)가 로딩되는 웨이퍼로딩부(10)와, 웨이퍼로딩부(10)로부터 웨이퍼링(W)를 이송하는 웨이퍼이송부(20)와, 웨이퍼이송부(20)에 의하여 이송된 웨이퍼링(W)가 탑재되는 웨이퍼테이블(30)과, 웨이퍼테이블(30)상에 탑재된 웨이퍼링(W)로부터 소자를 픽업하여 이송하는 소자이송부(40)와, 소자이송부(40)에 의하여 이송된 소자를 트레이에 적재하는 소자언로딩부(50)를 포함한다.
상기 웨이퍼링(W)에 적재되는 소자는, 반도체공정 및 소잉공정을 마친 SD램, 프래시램, LSI, DDI, LED 등 어떠한 반도체소자도 가능하다.
특히 상기 소자(1)는, 반도체공정 후 패키징공정을 거치는 기존 소자와는 달리, 패키징공정을 요하지 않은 소위, 웨이퍼레벨소자, 즉 WLP소자가 그 대상이 될 수 있다.
한편 상기 웨이퍼링(W)은, 반도체공정 및 소잉공정을 마친 소자가 적재되는 구성으로서, 소자가 부착되는 테이프 및 테이프를 고정하는 프레임부재를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 테이프는 소자들이 부착될 수 있는 부재이면 어떠한 부재도 가능하며 소위 블루테이프가 사용될 수 있다.
상기 프레임부재는 소자들이 부착된 테이프를 고정하기 위한 구성으로서 원형링, 사각링 등 다양한 구성이 가능하다.
웨이퍼로딩부(10)는 복수의 웨이퍼링(W)가 상하로 순차적으로 적재되는 웨이퍼카세트(11)를 포함한다. 웨이퍼카세트(11)은 작업자에 의해 수동으로 또는 로봇 등에 의해 자동으로 소자핸들러로 반송될 수 있다.
웨이퍼이송부(20)는 웨이퍼카세트(11)로부터 웨이퍼링(W)를 한 장씩 인출하여 웨이퍼테이블(30)상에 탑재시키는 웨이퍼픽커(미도시)를 포함할 수 있다. 웨이퍼픽커는 수직 및 수평으로 이동되면서 웨이퍼링(W)를 웨이퍼카세트(11)로부터 인출하여 웨이퍼테이블(30)의 상부로 이송시킨다. 웨이퍼픽커는 웨이퍼링(W)를 파지하여 수직 및 수평으로 이동하는 구성으로서, 다양한 구성이 사용될 수 있다.
웨이퍼테이블(30)은 웨이퍼링(W)가 상면에 안착되는 구성으로서, 다양한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼테이블(30)은 웨이퍼링(W)를 흡착 또는 점착시키는 구성이 구비될 수 있거나, 웨이퍼링(W)를 기계적으로 고정하기 위한 브래킷과 같은 홀더(미도시)가 구비될 수 있다.
웨이퍼테이블(30)은 수직 또는 수평으로 이동될 수 있다. 또한, 웨이퍼테이블(30)은 그 중심을 회전중심축으로 회전될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼링(W)가 웨이퍼테이블(30)로 반송되는 과정에서 웨이퍼테이블(30)이 수직 또는 수평으로 이동될 수 있다. 그리고, 웨이퍼링(W)가 웨이퍼테이블(30)상에서 정위치에 위치될 수 있도록, 즉, 웨이퍼링(W)와 웨이퍼테이블(30)이 서로 정렬될 수 있도록, 웨이퍼테이블(30)이 수직 또는 수평으로 이동될 수 있고, 회전될 수 있다. 또한, 소자이송부(40)가 웨이퍼테이블(30)상에 탑재된 웨이퍼링(W)로부터 소자를 픽업하는 과정에서, 웨이퍼테이블(30)의 수직이동, 수평이동, 또는 회전에 의하여, 소자이송부(40)와 웨이퍼링(W)가 소자가 픽업되는 소자픽업위치①에서 서로 정렬될 수 있다.
소자언로딩부(50)는 소자이송부(40)에 의하여 이송된 소자를 트레이(51)에 적재하는 구성으로서, 소자가 적재되는 트레이(51)의 구조 및 이송방식에 따라서 다양한 구성을 가질 수 있다.
일예로서, 상기 소자언로딩부(50)는, 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 소자가 적재될 복수의 트레이들(51)이 상하로 적재되는 트레이적재부(52)와, 소자가 적재된 복수의 트레이들(51)이 적재되는 하나 이상의 트레이언로딩부(53)와, 트레이적재부(52)로부터 트레이(51)를 전달받아 소자이송부(40)에 의하여 이송된 소자가 적재되는 적재위치②로 트레이(51)를 이동시키며 소자적재 후 트레이언로딩부(53)로 트레이(51)를 전달하는 하나 이상의 트레이이송부(54)를 포함할 수 있다.
상기 트레이적재부(52)는, 소자가 적재될 복수의 트레이들(51)이 상하로 적재될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다. 여기서 트레이(51)를 트레이이송부(54)로 트레이(51)의 전달을 위하여 트레이(51)를 픽업하여 상측으로 이동시키는 트레이픽업부(55)가 상측에 설치될 수 있다.
그리고 상기 트레이적재부(52)는, 트레이픽업부(55)에 의한 트레이픽업이 용이하도록 상하방향으로 이동가능하도록 설치되거나, 트레이(51)를 상측으로 이동시키는 트레이승강부(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 트레이언로딩부(53)는, 소자가 적재된 복수의 트레이들(51)이 적재되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 트레이언로딩부(53)는, 상하방향으로 트레이들(51)이 안정적으로 적재될 수 있도록 수직으로 설치된 하나 이상의 가이드부재(531)와, 가장 하측에 위치된 트레이(51)의 저면을 지지하는 저면지지부(512)을 포함할 수 있다.
이때 후술하는 트레이이송부(52)의 트레이지지부(541)가 위치되었을 때 트레이(51)를 상측으로 이동시키는 트레이승강부(56)가 설치될 수 있다.
상기 가이드부재(511)는, 상하방향으로 트레이들(51)이 안정적으로 적재될 수 있도록 수직으로 설치될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 저면지지부(512)는, 가장 하측에 위치된 트레이(51)의 저면을 지지하는 구성으로서, 트레이(51)가 트레이승강부(56)에 의하여 상측으로 이동이 가능하면서 가장 하측에 위치된 트레이(51)의 저면을 지지할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
예로서, 상기 저면지지부(512)는, 트레이(51)의 양단을 지지하는 한 쌍 부재들로 구성되고, 트레이승강부(56)에 의하여 상측으로 이동될 때 회전, 수평이동 등에 의하여 그 폭이 벌어졌다가 트레이(51)가 충분히 상측으로 이동된 후 다시 원상복귀하여 가장 하측에 위치된 트레이(51)의 저면을 지지하도록 구성될 수 있다.
한편 상기 트레이언로딩부(54)는, 하나 이상으로 설치가 가능하며, 후술하는 트레이이송부(54)의 수에 대응되어 설치됨이 바람직하다.
구체적으로, 상기 트레이언로딩부(54)는, 한 쌍의 트레이이송부(54)에 대응되어 트레이적재부(52)를 사이에 두고 한 쌍으로 설치될 수 있다.
상기 트레이이송부(54)는, 트레이적재부(52)로부터 트레이(51)를 전달받아 소자이송부(40)에 의하여 이송된 소자가 적재되는 적재위치②로 트레이(51)를 이동시키며 소자적재 후 트레이언로딩부(53)로 트레이(51)를 전달하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 트레이이송부(54)는, 트레이(51)가 안착되는 트레이지지부(541)와, 트레이지지부(541)를 X-Y방향으로 이동시키는 X-Y구동부(542)를 포함할 수 있다.
상기 트레이지지부(541)는, 트레이(51)가 안착되는 구성으로서 트레이(51)를 안정적으로 안착시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 앞서 설명한 트레이승강부(56)에 의한 트레이(51)의 상측이동이 가능하도록 하나 이상의 개구 또는 슬롯이 형성될 수 있다.
상기 X-Y구동부(542)는, 트레이(51)의 소자적재, 트레이(51)의 이송, 트레이(51)의 언로딩 등이 가능하도록 트레이지지부(541)를 X축 및 Y축방향으로 이동시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 X축은 소자이송(부40)에 의한 소자의 적재위치 및 트레이적재부(52)를 연결하는 방향으로 정의되며, Y축은 X축의 수평면상에서 수직인 방향으로 정의된다.
한편 상기 트레이이송부(54)는, 소자적재과정을 연속적으로 수행할 수 있도록 한 쌍으로 설치됨이 바람직하다.
상기와 같은 트레이언로딩부(50)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 트레이이송부(54)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 트레이이송부(54)에 의하여 이송되는 소자가 적재될 수 있도록 트레이(51)를 지지하는 트레이지지부(541)를 소자적재위치②에 위치시킨다. 이때 트레이이송부(54)는, 트레이(51)의 적절한 위치에 소자가 적재되도록 X-Y방향으로 트레이지지부(541)를 이동시킨다.
이때 소자적재가 이루어지는 동안 다른 트레이이송부(54)는, 트레이적재부(52)에 적재된 트레이(51)를 전달받아 소자적재위치②로 트레이지지부(541)를 이동대기한다.
한편 소자적재가 완료되면, 트레이이송부(54)는, 트레이(51)의 언로딩을 위하여 트레이지지부(541)를 트레이언로딩부(53)로 이동하며, 다른 트레이이송부(54)는, 트레이지지부(541)를 소자적재위치②로 이동시킨다.
이때 트레이지지부(541)의 이동시 다른 트레이지지부(541)와의 이동간섭을 방지하기 위하여 어느 하나가 상측 또는 하측으로 이동되거나, 도 3 b에 도시된 바와 같이 Y축방향으로 이동될 수 있다.
한편, 트레이이송부(54)는, 트레이(51)의 언로딩을 위하여 소자적재가 완료된 트레이(51)가 안착된 트레이지지부(541)가 도 4a에 도시된 바와 같이, 트레이언로딩부(53)의 하측으로 트레이지지부(541)가 위치되고 트레이승강부(56)가 트레이(51)를 상측으로 이동시켜 트레이언로딩부(53)에 트레이(51)가 적재된다.
이때 트레이적재부(52) 상에 위치된 트레이픽업부(55)는, 트레이언로딩부(53)에서 트레이(51)를 전달한 트레이지지부(541)에 전달할 트레이(51)를 트레이적재부(52)로부터 픽업대기한다.
트레이언로딩부(53)에서 트레이(51)를 전달한 트레이지지부(541)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, Y축방향으로 이동하여 트레이적재부(52), 즉 트레이픽업부(55)의 하측으로 이동한 후 트레이(51)를 전달받게 되며 도 3a와 유사한 상태로 소자적재위치②로 트레이지지부(541)를 이동대기한다.
한편, 웨이퍼테이블(30)과 소자언로딩부(50) 사이의 위치 또는 그 이외의 위치에 위치되어 웨이퍼링(W)상의 소자를 검사하는 소자검사부(70)가 구비될 수 있다. 소자검사부(70)로는, 예를 들면, 소자의 외관을 검사하기 위한 이미지 촬상장치가 될 수 있으며, 소자의 통전검사를 수행하기 위하여 프로브핀 등이 구비된 통전검사장치가 될 수 있다. 소자검사부(70)로는 소자에 대한 검사의 종류에 따라 다양한 모듈들이 교환되어 소자핸들러에 탑재될 수 있다.
이와 같이, 소자핸들러에 소자검사부(70)가 구비되는 경우에는, 소자이송부(40)는 소자검사부(70)의 검사결과에 따라 복수의 소자들을 구분하여 소자언로딩부(50)로 이송할 수 있다.
여기에서, 소자검사부(70)의 검사결과에 따라 복수의 소자들을 구분하기 위하여, 소자검사부(70)의 검사결과에 관한 신호를 수신하고, 수신된 신호를 근거로 소자이송부(40) 및 소자언로딩부(50)을 제어하는 제어부(미도시)가 소자핸들러에 구비될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8를 참조하여, 웨이퍼링(W)상의 소자(D)를 트레이(51)로 이송시키는 소자이송부(40)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
여기에서, 소자이송부(40)는, 웨이퍼링(W)상의 소자(D)를 트레이(51)로 이송하는 구성을 가지는 소자핸들러에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 로딩트레이상의 소자(D)를 언로딩트레이로 이송하는 구성, 웨이퍼상의 소자(D)를 와플팩으로 이송하는 구성, 웨이퍼상의 소자(D)를 이송테이프상으로 이송하는 구성, 트레이상의 소자(D)를 이송테이프상으로 이송하는 구성을 가지는 소자핸들러에도 적용될 수 있다. 따라서, 소자이송부(40)에 의하여 이송되기 전에 소자(D)가 위치되는 부분을 제1부재(61)-예를 들면 웨이퍼링(W)-라 정의하고, 소자이송부(40)에 의하여 소자(D)가 이송되는 부분을 제2부재(62)-예를 들면 와플팩과 같은 트레이-라 정의하여, 제1부재(61)상의 소자(D)를 제2부재(62)로 이송시키는 소자이송부(40)에 대하여 설명한다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러에 있어서, 소자이송부(40)는, 일단에 소자(D)가 픽업되는 소자픽업부(411)를 가지는 픽커헤드(41)와, 픽커헤드(41)가 슬라이드 가능하게 설치되는 회전부(42)와, 회전부(42)가 회전 가능하게 설치되는 지지부(43)를 포함한다.
픽커헤드(41)의 소자픽업부(411)는 소자(D)가 직접적으로 부착되는 부분으로서 다양한 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 소자픽업부(411)에는 소자(D)를 흡착하기 위한 흡입구(미도시)가 형성될 수 있고, 이와 같은 경우 흡입구에는 진공원(미도시)이 연결될 수 있다. 따라서, 소자(D)는 소자픽업부(411)의 흡입구에 발생되는 흡입력에 의하여 소자픽업부(411)에 흡착될 수 있다. 소자픽업부(411)로는 소자핸들러의 픽커에 일반적으로 사용되는 흡착노즐이 적용될 수 있다.
픽커헤드(41)는 회전부(42)에 대하여 수직방향, 즉, 소자픽업부(411)가 제1부재(61) 또는 제2부재(62)로 인접되는 방향 및 소자픽업부(411)가 제1부재(61) 또는 제2부재(62)로부터 이격되는 방향으로 이동될 수 있다.
픽커헤드(41)는 회전부(42)의 외주면에 고정되는 고정부재(412)를 통하여 회전부(42)에 슬라이드 가능하게 연결될 수 있다. 고정부재(412)는 픽커헤드(41)를 회전부(42)에 슬라이드 가능하게 고정시키는 역할과 함께 픽커헤드(41)의 슬라이드 이동을 안내하는 역할을 한다.
예를 들면, 픽커헤드(41)와 고정부재(412)는 로드(413)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 고정부재(412)의 내부에는 로드(413)와 연결되는 탄성부재(414)가 설치될 수 있다. 탄성부재(414)는 코일 스프링과 같은 스프링으로 이루어질 수 있다.
또한, 소자픽업부(411)가 장착되는 픽커헤드(41)의 일단과 반대되는 픽커헤드(41)의 타단에는 캠종동절(415)이 장착된다.
픽커헤드(41)는 회전부(42)의 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 설치될 수 있다.
회전부(42)는 지지부(43)에 지지된 상태로 그 회전중심축(C)을 중심으로 회전될 수 있다. 회전부(42)는 픽커헤드(41)가 제1부재(61) 및 제2부재(62) 사이의 구간을 이동하여야 하는 경우에는 연속적으로 회전될 수 있다. 또한, 픽커헤드(41)가, 제1부재(61)의 상부, 즉, 픽커헤드(41)가 제1부재(61)에서 픽업되어야 할 소자(D)의 상부에 위치되거나, 제2부재(62)의 상부, 즉, 픽커헤드(41)의 소자픽업부(411)에 부착된 소자(D)가 탑재되어야 할 제2부재(62)상의 위치의 상부에 위치되는 경우, 회전부(42)의 회전이 일시적으로 정지될 수 있다.
따라서, 이와 같은 회전부(42)의 회전에 의하여 회전부(42)에 설치된 픽커헤드(41)의 소자픽업부(411)가 제1부재(61)의 상부 및 제2부재(62)의 상부에 위치될 수 있다.
지지부(43)는 회전부(42)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 다양한 구성으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 회전부(42)가 원통형상으로 형성되는 경우, 지지부(43)에는 내면이 원통 형상인 수용공간(미도시)이 형성되고, 회전부(42)가 지지부(43)의 수용공간 내에 삽입될 수 있다.
지지부(43)에는 픽커헤드(41)의 캠종동절(415)과 대응되도록 캠면(431)이 형성된다. 이러한 캠면(431)의 높이는 회전부(42)의 둘레방향을 따라 변화한다.
여기에서, 캠면(431)에는 캠종동절(415)이 밀착되므로, 캠종동절(415)이 캠면(431)을 따라 원활하게 이동될 수 있도록, 캠종동절(415)은 롤러로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 회전부(42)가 회전되는 것에 의하여 캠종동절(415)이 캠면(431)을 따라 이동하면서 캠종동절(415)의 상하 위치가 변화되며, 이에 따라 픽커헤드(41) 및 소자픽업부(411)의 수직위치가 변화된다.
따라서, 캠면(431)을 따르는 캠종동절(415)의 수직위치변화에 의하여, 소자픽업부(411)가 수직으로 이동될 수 있다. 따라서, 소자픽업부(411)가 제1부재(61) 및 제2부재(62)의 상부에 위치될 때, 제1부재(61) 사이의 간격(G1) 및 소자픽업부(411)와 제2부재(62) 사이의 간격(G1)이 일정하게 유지될 수 있다.
이러한 구성은, 제1부재(61)와 제2부재(62)가 서로에 대하여 소정의 높이차(H)를 가지고 배치되는 경우에 있어서, 특히, 유리하다.
즉, 예를 들면, 종래와 같이, 픽커헤드 각각에 별도의 액추에이터가 구비되어 액추에이터의 작동에 의하여 픽커헤드가 수직으로 이동하는 구성의 경우로서, 제1부재와 제2부재의 높이가 서로 다른 경우에는, 픽커헤드가 제1부재의 상부에 위치된 후 제1부재에 접근하는 이동변위와 픽커헤드가 제2부재의 상부에 위치된 후 제2부재에 접근하는 이동변위가 서로 다르기 때문에, 픽커헤드가 제1부재의 상부에 위치될 때의 액추에이터의 구동력과 픽커헤드가 제2부재의 상부에 위치될 때의 액추에이터의 구동력이 서로 달라진다. 이러한 방법은 액추에이터의 구동력을 반복적으로 변경시키는 알고리즘이 추가적으로 요구되므로, 제어방법이 복잡해진다. 또한, 액추에이터의 구동력을 반복적으로 변경시키는 과정이 필수적으로 요구되므로, 액추에이터의 수명이 저하된다. 또한, 액추에이터에 작동명령을 내린 후부터 액추에이터가 실질적으로 작동하는 데에 소정의 시간이 요구되므로, 소자(D)를 이송하는 일련의 과정에 소요되는 시간을 단축시키는 데에 한계가 있다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는, 제1부재(61)와 제2부재(62)가 서로 높이가 다르게 위치되는 경우에도, 지지부(43)에 구비되는 캠면(431)의 높이변화에 따라 픽커헤드(41)가 제1부재(61) 및 제2부재(62)와 일정한 수직간격(D1)을 가지도록 위치될 수 있으므로, 소자(D)를 제1부재(61)로부터 픽업하여 제2부재(62)상에 안착시키는 동작을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
이와 같은 경우, 캠면(431)의 최대높이와 최소높이 사이의 높이차는 제1부재(61)와 제2부재(62) 사이의 높이차(H)에 대응할 수 있다.
한편, 캠종동절(415)와 캠면(431) 사이의 상호작용에 의하여, 픽커헤드(41)의 위치가 변화되는 과정에서, 탄성부재(414)의 탄성력은 로드(413) 및 픽커헤드(41)를 통하여 캠종동절(415)로 전달되어 캠종동절(415)을 회전부(42)의 캠면(431)에 가압하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 캠종동절(415)이 캠면(431)에 가압된 상태에서 캠면(431)을 따라 이동될 수 있다.
상기한 바와 같이, 픽커헤드(41)는 회전부(42)와 함께 회전하고 캠면(431)을 따라 이동하는 캠종동절(415)의 상하 이동에 의하여 상하로 이동되면서, 제1부재(61)상의 소자(D)를 픽업하여 제2부재(62)상에 탑재시키는 역할을 한다.
여기에서, 제1부재(61)상의 소자(D)가 소자픽업부(411)에 원활하게 부착될 수 있도록 소자픽업부(411)가 제1부재(61)에 보다 더 인접되는 것이 바람직하고, 소자픽업부(411)에 의하여 픽업된 소자(D)가 제2부재(62)상으로 원활하게 전달될 수 있도록 소자픽업부(411)가 제2부재(62)에 보다 더 인접되는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 소자이송부(40)는, 픽커헤드(41)가 제1부재(61) 또는 제2부재(62)의 상부에 위치할 때, 소자픽업부(411)가 제1부재(61) 또는 제2부재(62)에 인접하도록, 픽커헤드(41)를 가압하는 가압부(44)를 더 포함할 수 있다.
가압부(44, 45)는, 제1부재(61)가 위치되는 영역에 위치된 픽커헤드(41)를 가압하는 제1가압부(44)와, 제2부재(62)가 위치되는 영역에 위치된 픽커헤드(41)를 가압하는 제2가압부(45)를 포함한다.
제1가압부(44)는, 픽커헤드(41)의 타단(419)과 접촉되는 제1가압롤러(441)와, 제1가압롤러(441)를 상하로 이동시키는 제1가압롤러이동장치(442)를 포함하며, 제2가압부(45)는, 픽커헤드(41)의 타단과 접촉되는 제2가압롤러(451)와, 제2가압롤러(451)를 이동시키는 제2가압롤러이동장치(452)를 포함할 수 있다. 제1가압부(44) 및 제2가압부(45)가 롤러 형상을 가지는 제1가압롤러(441) 및 제2가압롤러(451)를 포함하므로, 픽커헤드(41)의 타단이 제1가압롤러(441) 및 제2가압롤러(451)에 용이하게 접촉될 수 있다.
본 실시예에서는, 제1가압롤러이동장치(442) 및 제2가압롤러이동장치(452)는 각각 별도로 구비되는 구성에 대하여 제시하고 있으나, 본 발명은 이와 같은 구성에 한정되지 않으며, 하나의 가압롤러이동장치가 구비되어 제1부재(61)가 위치되는 영역 및 제2부재(62)가 위치되는 영역에 각각 위치된 두 개 이상의 픽커헤드들(41)을 동시에 가압하는 구성이 이용될 수 있다.
한편, 제1가압롤러이동장치(442) 및 제2가압롤러이동장치(452)는 각각 공압 또는 유압으로 작동되는 액추에이터, 리니어모터 또는 볼스크류장치와 같은 직선이송기구로 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 회전부(40)의 회전에 의하여 픽커헤드(41)가 회전되면서 제1부재(61)의 상부에 위치되면, 제1가압부(44)의 동작에 의하여, 픽커헤드(41)가 하측방향으로 가압되면서, 소자픽업부(411)가 제1부재(61)에 소정의 간격(G2)으로 인접할 수 있다. 마찬가지로, 회전부(40)의 회전에 의하여 픽커헤드(41)가 회전되면서 제2부재(62)의 상부에 위치되면, 제2가압부(45)의 동작에 의하여, 픽커헤드(41)가 하측방향으로 가압되면서, 소자픽업부(411)가 제2부재(62)에 소정의 간격(G2)으로 인접할 수 있다.
이와 같은 동작 중에 픽커헤드(41)와 연결된 탄성부재(413)는, 가압부(44, 45)가 픽커헤드(41)를 가압하는 동작을 완료한 때에, 픽커헤드(41)가 원래의 위치, 즉, 캠종동절(415)이 캠면(431)에 밀착되는 위치로 복귀될 수 있도록, 픽커헤드(41)를 가압하는 탄성력을 제공한다.
이하, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 제1부재(61)에 해당하는 웨이퍼링(W)상의 소자(D)를 제2부재(62)에 해당하는 트레이(51)로 이송하기 위하여, 웨이퍼로딩부(10)의 웨이퍼카세트(11)에 적재된 웨이퍼들(W) 중 하나의 웨이퍼링(W)가 웨이퍼픽커에 의하여 파지되고 웨이퍼픽커의 이동에 의하여 웨이퍼테이블(30)상에 안착된다.
웨이퍼링(W)가 웨이퍼테이블(30)상에 안착되기 위하여 웨이퍼링(W)를 파지한 웨이퍼픽커가 웨이퍼테이블(30)에 대하여 수평방향 또는 수직방향으로 직선 이동하거나 회전될 수 있으며, 웨이퍼테이블(30)이 웨이퍼픽커에 대하여 수평방향 또는 수직방향으로 직선 이동하거나 회전될 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼테이블(30)상에 웨이퍼링(W)가 안착되면, 웨이퍼링(W)상의 소자(D)를 트레이(51)상으로 이송하기 위하여 소자이송부(40)가 작동될 수 있다.
이때, 소자핸들러에 웨이퍼링(W)상의 소자(D)를 검사하는 소자검사부(70)가 구비되는 경우에는 소자이송부(40)는 소자검사부(70)의 검사결과에 따라 복수의 소자들(D)을 구분하여 복수의 트레이들(51)에 나누어 이송할 수 있다.
소자이송부(40)에 의한 소자들(D)의 이송은, 회전부(42)가 회전하는 것에 의하여 간단하게 수행될 수 있다.
즉, 회전부(42)가 회전에 의하여 회전부(42)에 설치된 픽커헤드(41)가 회전부(42)와 함께 회전되면서 웨이퍼링(W)의 상부(즉, 제1부재(61)의 상부) 및 트레이(51)의 상부(즉, 제2부재(62)의 상부)에 위치될 수 있다.
또한, 회전부(42)의 회전에 의하여 픽커헤드(41)의 캠종동절(415)이 지지부(43)에 형성된 캠면(431)을 따라 이동하면서 캠면(431)의 형상에 따라 수직으로 이동되며, 이에 따라, 픽커헤드(41)가 수직으로 이동되면서 소자픽업부(411)와 제1부재(61) 사이의 간격(G1) 및 소자픽업부(411)와 제2부재(62)와의 간격(G1)이 일정하게 설정될 수 있다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 가압부(44, 45)의 작동에 의하여 픽커헤드(41)의 타단이 가압롤러(441, 451)에 의하여 가압될 수 있으며, 이에 따라, 소자픽업부(411)가 제1부재(61) 및 제2부재(62)에 소정의 간격(G2)으로 인접할 수 있다.
그리고, 상기한 작동에 의하여, 제1부재(61)상의 소자(D)가 소자픽업부(411)에 부착될 수 있으며, 소자픽업부(411)에 부착된 소자(D)가 제2부재(62)상에 탑재될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 소자핸들러는 제1부재(61)상에 위치된 소자(D)를 제2부재(62)로 이송하기 위하여, 캠종동절(415)이 설치된 픽커헤드(41)와, 픽커헤드(41)가 슬라이드 가능하게 설치되어 픽커헤드(41)와 함께 회전되는 회전부(42)와, 회전부(42)가 회전이 가능하게 설치되며 픽커헤드(41)의 캠종동절(415)과 접촉되는 캠면(431)이 형성되는 지지부(43)를 구비하고, 회전부(42)를 회전시키는 동작을 통하여, 픽커헤드(41)를 제1부재(61) 및 제2부재(62)의 상부에 위치되도록 하는 것과 동시에 캠종동절(415)과 캠면(43)의 상호작용을 이용하여 픽커헤드(41)를 제1부재(61) 및 제2부재(62)에 인접하는 위치로 이동시킬 수 있으므로, 픽커헤드(41)를 제1부재(61) 및 제2부재(62)의 상부에 위치시키기 위한 장치와 픽커헤드(41)를 제1부재(61) 및 제2부재(62)에 인접시키기 위한 장치가 서로 별도로 구비되는 경우에 비하여, 보다 정확하고 신속하게 픽커헤드(41)를 제1부재(61) 및 제2부재(62)로 위치시킬 수 있고, 이에 따라, 소자(D)를 제1부재(61)로부터 픽업하여 제2부재(62)상에 안착시키는 동작을 보다 신속하고 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예들에만 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
10: 웨이퍼로딩부 20: 웨이퍼이송부
30: 웨이퍼테이블 40: 소자이송부
41: 픽커헤드 42: 회전부
43: 지지부 50: 소자언로딩부

Claims (10)

  1. 제1부재로부터 소자를 픽업하여 제2부재에 소자를 탑재시키는 소자이송부를 포함하는 소자핸들러에 있어서,
    상기 소자이송부는,
    일단에 소자가 픽업되는 소자픽업부를 가지는 픽커헤드;
    상기 픽커헤드가 슬라이드 가능하게 고정되는 회전부;
    상기 회전부가 회전 가능하게 설치되는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부에는 캠면이 형성되고, 상기 픽커헤드의 타단에는 상기 캠면과 접촉되는 캠종동절이 설치되어, 상기 회전부가 회전되는 것에 의하여 상기 캠종동절이 상기 캠면을 따라 이동하면서, 상기 픽커헤드의 소자픽업부의 수직 위치가 변화되며,
    상기 픽커헤드에는 상기 캠종동절을 상기 캠면에 가압시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 연결되며,
    상기 캠면은, 상기 지지부에 단차를 통해서 형성되며,
    상기 소자이송부는, 상기 픽커헤드가 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 위치할 때, 상기 소자픽업부가 상기 제1부재 또는 상기 제2부재에 인접하도록 상기 픽커헤드를 직접 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재는 서로 다른 높이로 배치되는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 픽커헤드는, 상기 회전부의 외주면에 고정되는 고정부재와 로드를 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 로드에는 탄성부재가 연결되는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압부는, 상기 픽커헤드의 타단을 가압하는 가압롤러와, 상기 가압롤러를 이동시키는 가압롤러이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 캠종동절은 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 픽커헤드는 상기 회전부의 둘레를 따라 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
  10. 청구항 1 내지 청구항 4 및 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1부재는, 복수의 소자들이 부착된 웨이퍼링이며, 상기 제2부재는, 상기 웨이퍼링으로부터 소자들이 인출되어 적재되는 트레이이며,
    복수의 소자들이 부착된 웨이퍼링이 로딩되는 웨이퍼로딩부와,
    상기 웨이퍼로딩부로부터 웨이퍼링를 이송하는 웨이퍼이송부와,
    상기 웨이퍼이송부에 의하여 이송된 웨이퍼링이 탑재되는 웨이퍼테이블(30)과,
    상기 소자이송부에 의하여 이송된 소자를 트레이에 적재하는 소자언로딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자핸들러.
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