KR102221702B1 - 콜릿 공급 장치 - Google Patents

Abstract

콜릿 공급 장치는 상부가 개방되며 복수의 콜릿들이 적층 형태로 수납되는 몸체와, 상기 몸체의 내부 저면에 구비되며, 상기 몸체에 적층된 상기 콜릿들을 탄성적으로 지지하여 상승시키기 위한 지지부재 및 상기 몸체의 상단에 구비되며, 상기 지지부재의 탄성력에 의해 상기 콜릿들이 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 콜릿을 자력으로 고정하기 위한 영구자석들을 포함한다. 따라서, 상기 콜릿 공급 장치는 적재된 콜릿들은 순차적으로 공급할 수 있다.

Description

콜릿 공급 장치{Apparatus for supplying collets}

본 발명은 콜릿 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이 픽업 유닛에서 다이를 픽업하는 콜릿의 교체를 위해 콜릿들을 공급하는 콜릿 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 다이 본딩 공정에서는 소잉 공정을 통해 개별화된 다이들을 기판에 본딩하기 위하여 웨이퍼로부터 상기 다이들을 픽업하여 이송하는 픽업 유닛이 사용될 수 있다. 상기 픽업 유닛은 상기 진공을 이용하여 상기 다이를 픽업하기 위한 콜릿과 상기 콜릿이 결합되는 픽업 헤드 및 상기 픽업 헤드를 이동시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.

일 예로서, 상기 픽업 헤드와 상기 콜릿은 자기력을 이용하여 서로 결합될 수 있다. 또한, 상기 픽업 헤드에는 진공을 제공하기 위한 공압 배관이 구비될 수 있으며, 상기 콜릿에는 상기 공압 배관과 연결되어 상기 다이를 픽업하기 위한 복수의 흡착홀들이 구비될 수 있다.

한편, 상기 콜릿은 다이와 직접 접촉되는 관계로 유연한 물질, 예를 들면, 합성 고무 등과 같은 물질로 이루어질 수 있으며, 일정 기간 사용 후 마모 등의 이유로 교체가 요구될 수 있다. 상기 콜릿의 교체는 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수 있다. 그러나, 작업자에 의한 수동 교체 방법에는 상당한 시간이 소요될 수 있으며, 새로운 콜릿이 상기 픽업 헤드에 정확히 부착되지 않는 경우 다이 본딩 공정에서 불량 발생율이 증가될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원번호 제10-2012-0121592에는 콜릿의 자동 교체를 위한 장치가 개시되어 있다. 상기 콜릿 교체 장치는 복수의 콜릿들이 각각 배치되는 영역들과 픽업 헤드가 통과되는 개구가 구비되는 패널 및 상기 개구 내에 배치되어 상기 픽업 헤드로부터 콜릿을 제거하기 위한 걸림 부재들을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 패널 상에 제공되는 콜릿들의 개수는 한정되어 있으므로, 상기 패널 상에 배치된 콜릿들이 모두 소진되면 작업자에 의해 상기 패널 상에 콜릿들을 재배치해야 하는 번거로움이 여전히 남아 있다.

본 발명은 다이 픽업 유닛에 사용되는 콜릿의 자동 교체를 위하여 복수의 콜릿들을 공급할 수 있는 콜릿 공급 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 콜릿 공급 장치는 상부가 개방되며 복수의 콜릿들이 적층 형태로 수납되는 몸체와, 상기 몸체의 내부 저면에 구비되며, 상기 몸체에 적층된 상기 콜릿들을 탄성적으로 지지하여 상승시키기 위한 지지부재 및 상기 몸체의 상단에 구비되며, 상기 지지부재의 탄성력에 의해 상기 콜릿들이 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 콜릿을 자력으로 고정하기 위한 영구자석들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 지지부재는 상기 몸체 내부에 수평 상태로 배치되며, 상기 콜릿들을 지지하는 플레이트 및 상기 몸체의 저면과 상기 플레이트 사이에 배치되며, 상기 플레이트를 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 몸체는 상기 상단에 상기 콜릿들 중 최상단의 콜릿을 감싸도록 배치된 복수의 돌출부들을 더 포함하고, 상기 영구자석들은 상기 돌출부들에 각각 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 콜릿 공급 장치는 몸체 내부에 복수의 콜릿들을 적층 형태로 수납하고, 지지부재를 이용하여 탄성적으로 상기 콜릿들을 상승시킴으로써 상기 콜릿들을 순차적으로 공급할 수 있다. 따라서, 다이 픽업 유닛에서 상기 콜릿을 교체하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.

또한, 상기 콜릿 공급 장치는 별도의 구동부가 구비되지 않아 구성이 단순하므로, 상기 콜릿 공급 장치의 이동이 용이하다. 따라서, 상기 콜릿 공급 장치를 필요한 위치에 배치하여 사용할 수 있으므로, 상기 콜릿 공급 장치의 활용성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 픽업 유닛의 픽업 헤드 및 콜릿을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 픽업 헤드를 설명하기 위한 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 몸체를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 콜릿 공급 장치를 이용하여 픽업 헤드로 콜릿을 공급하는 것을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 콜릿 공급 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 픽업 유닛의 픽업 헤드 및 콜릿을 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 픽업 헤드를 설명하기 위한 저면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 공급 장치(100)는 다이 본딩 공정에서 마모 등에 의해 콜릿(20)의 교체가 요구되는 경우 새로운 콜릿(20)을 공급하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 복수의 콜릿들(20)을 미리 준비하고 상기 콜릿들(20)을 순차적으로 공급함으로써 상기 콜릿(20)의 교체에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 다이 본딩 공정에서 픽업 유닛(10)은 다이를 픽업하여 이송하기 위하여 사용될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼는 다이싱 공정을 통해 복수의 다이들로 분할될 수 있으며, 다이싱 테이프에 부착된 후 다이 본딩 장치의 스테이지 상에 로드될 수 있다. 상기 픽업 유닛(10)은 상기 웨이퍼로부터 다이를 픽업하여 이송할 수 있으며, 또한 상기 픽업된 다이를 인쇄회로기판, 리드 프레임 등과 같은 기판 상에 본딩할 수 있다.

상기 픽업 유닛(10)은 픽업 헤드(30)와 상기 픽업 헤드(30)에 부착된 콜릿(20)을 포함할 수 있으며, 상기 콜릿(20)은 자기력을 이용하여 상기 픽업 헤드(30)에 장착될 수 있다. 특히, 상기 콜릿(20)에는 상기 다이를 흡착하기 위한 복수의 흡착홀들(22)이 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(30)에는 상기 흡착홀들(22)에 진공을 제공하기 위한 진공 배관(32)이 구비될 수 있다.

상기 콜릿(20)은 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 경질의 상부 패드(24)와 연질의 하부 패드(26)를 포함할 수 있다. 상기 다이를 흡착하기 위한 흡착홀들(22)은 상기 상부 패드(24)와 하부 패드(26)를 관통하여 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(30)의 진공 배관(32)과 연통될 수 있다. 일 예로서, 상기 상부 패드(24)의 상부면에는 상기 진공 배관(32)과 연결되는 진공 채널(28)이 구비될 수 있으며, 상기 흡착홀들(22)은 상기 진공 채널(28)과 연결될 수 있다.

상기 픽업 헤드(30)는 상기 콜릿(20)이 장착될 수 있도록 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 상기 픽업 유닛(10)을 이송하기 위한 이송부(미도시)와 연결되는 구동축을 포함할 수 있다. 상기 구동축으로는 중공축이 사용될 수 있으며, 상기 공압 배관(32)으로서 기능할 수 있다.

한편, 상기 픽업 헤드(30)와 상기 콜릿(20)은 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다. 일 예로서, 상기 픽업 헤드(30)에는 상기 자기력을 제공하기 위하여 헤드용 영구자석(34)이 구비될 수 있으며, 상기 콜릿(20)의 상부 패드(24)는 자성체로 이루어질 수 있다. 또 한편으로, 상기 픽업 헤드(30)의 하부면 가장자리 부위에는 상기 콜릿(20)의 장착 위치를 안내하기 위한 가이드 부재들(36)이 배치될 수 있으며, 상기 하부 패드(26)는 고무 재질로 이루어질 수 있다.

콜릿 공급 장치(100)는 몸체(110), 지지부재(120) 및 영구 자석(130)들을 포함한다.

몸체(110)는 상부가 개방된 중공 형태를 가지며, 콜릿(20)들을 내부에 적재된 상태로 수용한다. 예를 들면, 몸체(110)는 대략 사각 기둥 형태를 가지며, 원기둥 형태를 가질 수도 있다.

도 4는 도 1에 도시된 카세트를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

도 4를 추가로 참조하면, 몸체(110)의 상부에는 상기 콜릿들(20) 중 최상단의 콜릿(20)을 감싸도록 배치된 복수의 돌출부들(112)이 구비된다. 예를 들면, 상기 최상단 콜릿(20)의 측면들과 마주하는 4개의 돌출부들(112)이 몸체(110)의 측벽들의 상부에 각각 구비될 수 있다.

또한, 상기 픽업 헤드(30)의 측면 부위들에는 상기 돌출부들(112)이 삽입되는 리세스들(38; 도 3 참조)이 구비될 수 있다.

상기 콜릿들(20) 중 최상단의 콜릿(20)은 상기 돌출부들(112) 사이에 위치될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(30)는 상기 최상단의 콜릿(20)과 결합될 수 있다.

지지부재(120)는 몸체(110)의 내부 저면에 구비되며, 몸체(110)에 수용된 콜릿(20)들을 탄성적으로 지지한다.

지지부재(120)는 플레이트(122) 및 코일 스프링(124)을 포함한다.

플레이트(122)는 몸체(110)의 내부에 수평 상태로 배치된다. 코일 스프링(124)은 몸체(110)의 저면과 플레이트(122) 사이에 배치되며, 플레이트(122)를 탄성적으로 지지한다

플레이트(122)는 몸체(110)에 수용된 콜릿(20)들을 지지한다. 따라서, 플레이트(122)는 콜릿(20)의 하부 패드(26)와 접촉한다. 플레이트(122)는 저마찰 계수를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 물질의 예로는 PEEK 수지, 테프론 수지 등을 들 수 있다. 플레이트(122)의 마찰 계수가 낮으므로, 하부 패드(26)의 손상을 방지할 수 있다.

코일 스프링(124)은 콜릿(20)이 하강하여 플레이트(122)와 접촉할 때 콜릿(20)에 가해지는 충격을 완충한다. 따라서, 콜릿(20)의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 코일 스프링(124)의 복원력으로 인해 플레이트(122)가 상승하고, 이에 따라 플레이트(122)가 몸체(110)에 수용된 콜릿(20)을 밀어올린다.

몸체(110)의 상단, 구체적으로 돌출부들(112)에는 콜릿(20)을 고정하기 위한 영구 자석(130)이 구비된다. 일 예로, 콜릿(20)이 사각형 형태를 갖는 경우, 영구 자석(130)들은 몸체(110)의 내측 마주보는 양 측면에 배치되거나 몸체(110) 내측의 네 측면에 배치될 수 있다.

영구 자석(130)들은 자성체인 콜릿(20)의 상부 패드(24)를 자력으로 고정할 수 있다. 지지부재(120)의 탄성력에 의해 몸체(110) 내부의 콜릿(20)들이 밀어 올려지더라도 영구 자석(130)들이 최상단의 콜릿(20)을 고정할 수 있다. 따라서, 지지부재(120)의 탄성력에 의해 콜릿(20)이 몸체(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 최상단의 콜릿(20)은 영구 자석(130)들의 자기력에 의해 부유된 상태를 유지할 수 있다. 돌출부들(112)은 상기 최상단 콜릿(20)의 측면들로부터 소정 간격 이격되도록 구성될 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 콜릿 공급 장치를 이용하여 픽업 헤드로 콜릿을 공급하는 것을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 5를 참조하면, 콜릿 공급 장치(100)가 픽업 헤드(30)의 하부에 위치된 상태에서 픽업 헤드(30)가 하방으로 이동하거나 콜릿 공급 장치(100)가 상방으로 이동함으로써 최상단의 콜릿(20)이 픽업 헤드(30)의 하부면에 장착될 수 있다. 이때, 새로운 콜릿(20)의 상부면은 픽업 헤드(30)의 가장자리 부위에 구비된 가이드 부재들(36)에 의해 픽업 헤드(30)의 하부면으로 안내될 수 있으며, 새로운 콜릿(20)의 용이한 장착을 위하여 헤드용 영구자석(34)은 영구자석(130)보다 큰 자기력을 갖는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 상기 콜릿 공급 장치는 복수의 콜릿을 순차적으로 공급할 수 있다. 그러므로, 픽업 유닛에서 콜릿의 교체에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있다.

또한, 상기 콜릿 공급 장치는 구성이 단순하여 공간 활용도를 높일 수 있고, 별도의 구동부가 구비되지 않으므로, 상기 콜릿 공급 장치의 이동이 용이하다. 따라서, 상기 콜릿 공급 장치를 필요한 위치에 용이하게 배치하여 사용할 수 있으므로, 상기 콜릿 공급 장치의 활용성을 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 픽업 유닛 20 : 콜릿
30 : 픽업 헤드 100 : 콜릿 공급 장치
110 : 몸체 120 : 지지부재
130 : 영구자석

Claims (3)

1. 상부가 개방되며 복수의 콜릿들이 적층 형태로 수납되는 몸체;
   상기 몸체의 내부 저면에 구비되며, 상기 몸체에 적층된 상기 콜릿들을 탄성적으로 지지하여 상승시키기 위한 지지부재; 및
   상기 몸체의 상단에 마주보도록 구비되며, 상기 지지부재의 탄성력에 의해 상기 콜릿들이 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 콜릿들 중 최상단의 콜릿을 자력으로 고정하기 위한 영구자석들을 포함하고,
   상기 몸체는 상기 상단에 상방으로 돌출되도록 구비되고, 상기 콜릿들 중 최상단의 콜릿을 감싸도록 배치된 복수의 돌출부들을 더 포함하고,
   상기 영구자석들은 상기 돌출부들에 각각 구비되고,
   상기 돌출부들은 상기 최상단 콜릿과 결합하는 픽업 헤드의 측면 부위들에 구비된 리세스들에 삽입되며,
   상기 지지부재는,
   상기 몸체 내부에 수평 상태로 배치되며, 상기 콜릿들을 지지하는 플레이트; 및
   상기 몸체의 저면과 상기 플레이트 사이에 배치되며, 상기 플레이트를 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 포함하고,
   상기 콜릿의 손상을 방지하기 위해 상기 플레이트는 저마찰 계수를 갖는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콜릿 공급 장치.
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