KR102270396B1 - 반도체 칩 픽업 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 조립 공정에서 웨이퍼 상의 개별 칩을 리드 프레임이나 PCB 등에 부착할 때, 개별 칩을 픽업하여 이송시켜주는 역할을 하는 픽업 장치에 관한 것이다.
본 발명은 픽업 장치의 보디측 슬라이더 블록과 슬라이더 간의 네 쌍의 면 접촉 슬라이드 방식을 적용함과 더불어 유격 보상이 가능한 분할형 홀더 블록 구조를 적용한 새로운 형태의 픽업 장치를 구현함으로써, 픽업 작동 시의 흔들림을 배제하여 반도체 칩의 정밀한 픽업이 가능하고, 가공 오차나 도금 두께의 편차에 따른 오차 등을 보상할 수 있으며, 조립성 향상과 더불어 장치의 규격화 및 표준화를 확보할 수 있는 반도체 칩 픽업 장치를 제공한다.

Description

반도체 칩 픽업 장치{Semiconductor chip pick-up device}
본 발명은 반도체 칩 픽업 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 패키지 조립 공정에서 웨이퍼 상의 개별 칩을 리드 프레임이나 PCB 등에 부착할 때, 개별 칩을 픽업하여 이송시켜주는 역할을 하는 픽업 장치에 관한 것이다.
일반적으로 복수의 반도체 칩들은 웨이퍼 레벨로 제조되고, 이러한 웨이퍼 레벨의 반도체 칩들은 소잉 공정을 거쳐서 칩 단위로 분리된 후, 개별적으로 패키지 기판 상에 부착되어 패키지 형태를 이루게 된다.
예를 들면, 칩 부착 공정은 반도체 패키지 조립 공정 중에서 개별 칩을 웨이퍼에서 분리한 다음, 리드 프레임 또는 PCB 등과 같은 기판에 에폭시 접착제를 이용하여 붙이는 공정이다.
이와 같은 칩 부착 공정은 웨이퍼 상에 그룹으로 있던 칩들을 개별적으로 분리하여 제품화하는 첫 단계이며, 이러한 칩 부착 공정을 수행하기 위해서는 웨이퍼를 개별 칩 단위로 절단하여 분리시키는 공정이 선행되어야 한다.
예를 들면, 반도체 칩 패키지 공정은 복수 개의 칩이 형성된 웨이퍼를 개별 칩 단위로 절단하고, 절단된 개별 칩을 패키지 본체에 접착하는 칩 부착 공정을 위하여 절단된 개별 칩을 픽업한 후에 패키지 본체의 실장부에 이송하는 공정이 요구된다.
이때, 웨이퍼로부터 반도체 칩을 픽업하여 이송하는 반도체 칩 이송 장치 중 칩과 직접 접하여 픽업하는 역할은 픽업 장치가 담당한다.
보통 픽업 장치는 소정의 진공홀을 가지면서 반도체 칩 이송 장치측에 설치되는 보디, 소정의 진공홀을 가지면서 보디측에 상하 슬라이드 가능하게 결합되는 홀더, 소정의 진공홀을 가지면서 홀더측에 결합되는 홀더 팁 등으로 구성된다.
따라서, 반도체 칩 이송 장치측에 픽업 장치를 설치한 후, 진공을 인가함과 더불어 홀더 팁을 반도체 칩에 밀착시킴으로써, 반도체 칩은 홀더 팁에 흡착되어 픽업되고, 계속해서 반도체 칩 이송 장치의 가동에 의해 반도체 칩이 이송된다.
도 1 내지 도 3은 종래의 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 사시도와 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 반도체 칩 픽업 장치는 중심부의 진공홀(100a)과 하단의 홀더 팁(170)을 가지면서 반도체 칩을 흡착하는 홀더(180)와, 내벽 둘레의 반원형 홈부(110a)를 가지면서 반도체 칩 이송 장치(미도시)에 설치되는 보디(120)와, 중심부의 진공홀(100b)과 후단부 외면 둘레의 반원형 홈부(110b)를 가지면서 보디(120)에 슬라이드 가능한 구조로 결합되는 슬라이더(130)와, 다수 개의 흡착홀(미도시)을 가지면서 슬라이더(130)에 형성되어 있는 글래스 안착홈(140)에 결합되는 글래스(150)와, 상기 보디(120)의 반원형 홈부(110a)와 슬라이더(130)의 반원형 홈부(110b) 사이에 개재되는 볼(160) 등을 포함한다.
따라서, 반도체 칩 이송 장치측에 픽업 장치를 설치한 후, 진공을 인가함과 더불어 홀더의 홀더 팁을 반도체 칩에 밀착시킴으로써, 반도체 칩은 홀더 팁에 흡착되어 픽업되고, 계속해서 반도체 칩 이송 장치의 가동에 의해 반도체 칩이 이송된다.
그러나, 종래의 반도체 칩 픽업 장치는 다음과 같은 단점이 있다.
첫째, 보디와 슬라이더가 네 곳의 볼에 의해 지지되면서 서로 간에 유격(G)을 조성하고 있는 구조를 채택하고 있기 때문에 반도체 칩을 픽업하기 위해 홀더 팁이 눌려지면서 홀더 전체가 상승할 때, 슬라이더를 포함하는 홀더 전체가 전후 및 좌우, 그리고 회전 방향으로 흔들리게 되고, 이로 인해 정확하게 반도체 칩을 픽업할 수 없어 픽업 불량이 많이 발생하게 되는 등 픽업의 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.
둘째, 보디와 슬라이더는 알루미늄 소재로 제작한 후에 하드 블랙으로 후처리(도금)를 하게 되는데, 이때 도금 두께가 일정치 않을 뿐만 아니라 가공 오차까지 있는 경우에는 조립에 상당한 어려움을 겪는 일이 빈번하게 일어나는 등 조립성 측면에서 불리한 점이 있다.
셋째, 보디와 슬라이더의 조립 시 도금두께 불량, 가동 치수 오차 등에 의해 보디와 홀더 간의 유격이 균일하지 않는 경우 그 사이에 개재되는 볼을 조립하는데 어려움이 있고, 결국 유격이 큰 경우에는 상대적으로 큰 사이즈의 볼을 조립해야 하거나, 유격이 작은 경우에는 상대적으로 작은 사이즈의 볼을 조립해야 하는 등 조립성 저하는 물론 로트(Lot) 관리에도 많은 어려움이 있고, 픽업 장치의 규격화 및 표준화를 저해하는 단점이 있다.
한국 공개특허 제10-2003-0094650호 한국 공개특허 제10-2004-0082528호 한국 공개특허 제10-2008-0058885호 한국 등록특허 제10-1385443호 한국 등록특허 제10-1385444호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 픽업 장치의 보디측 슬라이더 블록과 슬라이더 간의 네 쌍의 면 접촉 슬라이드 방식을 적용함과 더불어 유격 보상이 가능한 분할형 홀더 블록 구조를 적용한 새로운 형태의 픽업 장치를 구현함으로써, 픽업 작동 시의 흔들림을 배제하여 반도체 칩의 정밀한 픽업이 가능하고, 가공 오차나 도금 두께의 편차에 따른 오차 등을 보상할 수 있으며, 조립성 향상과 더불어 장치의 규격화 및 표준화를 확보할 수 있는 반도체 칩 픽업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 반도체 칩 픽업 장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 반도체 칩 픽업 장치는 중심부의 홀더 수용홀을 가지는 보디와, 상기 보디의 상면부에 결합되는 슬라이더 블록과, 중심부의 진공홀과 측면부의 진공호스연결용 피팅을 가지면서 슬라이더 블록의 내측에 상하 이동 가능하게 결합되는 슬라이더와, 칩을 픽업하는 수단으로서 중심부의 진공홀을 가지면서 보디의 홀더 수용홀 내에 상하 이동가능한 구조로 설치되는 홀더 어셈블리를 포함하는 구조로 이루어지고, 특히 상기 슬라이더는 네 곳의 모서리 부위에 각각 위치되는 네 쌍의 면 접촉부에 의해 슬라이더 블록측과 슬라이드 접촉되면서 상하 이동 가능하게 결합되는 것이 특징이다.
여기서, 상기 각 쌍의 면 접촉부 사이에는 슬라이더 블록측과의 접촉 회피를 위한 오목한 호(弧) 형상의 곡면부가 형성될 수 있다.
이때의 한 쌍을 이루는 면 접촉부 사이에는 슬라이더 블록측과의 접촉 회피를 위한 면취부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬라이더 블록은 "ㄱ"자 형상의 제1슬라이더 블록 및 제2슬라이더 블록의 조합으로 구성될 수 있고, 상기 제1슬라이더 블록과 제2슬라이더 블록은 나사에 의한 체결구조로 결합되면서 상하 방향으로 관통되는 사각형의 공간부를 함께 조성할 수 있다.
그리고, 상기 나사의 체결을 위해 제1슬라이더 블록과 제2슬라이더 블록에 형성되는 나사홀은 장공(長孔)으로 이루어져, 블록 간의 체결 시 블록 간의 체결 위치 조절을 통해 슬라이더측과의 유격을 조절할 수 있는 특징이 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 슬라이더는 글래스의 수용을 위한 상면의 글래스 안착홈과 중심부의 관측홀을 가지면서 원통형의 삽입부를 이용하여 슬라이더에 형성되어 있는 진공홀의 상단부에 끼워지는 구조로 결합되는 글래스 지지체를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 홀더 블록의 일측에 연장 형성되는 브라켓에 나사 체결구조로 결합됨과 더불어 반도체 칩 이송 장치측에 설치되면서 보디, 슬라이더 블록 및 슬라이더 전체를 지지하는 서포트 블록을 더 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 슬라이더 블록, 슬라이더는 표면이 나노 코팅으로 처리되어 있는 알루미늄 등과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 제공하는 반도체 칩 픽업 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 픽업 장치의 보디측 슬라이더 블록과 슬라이더 간의 네 쌍의 면 접촉 슬라이드 방식, 예를 들면 보디측 슬라이더 블록과 슬라이더가 네 곳 모서리 부위에서 네 쌍의 면 접촉으로 슬라이드되는 방식을 적용함으로써, 전후 방향, 좌우 방향 및 회전 방향으로의 흔들림 문제를 완전히 배제할 수 있고, 따라서 반도체 칩을 정확하게 픽업할 수 있는 등 픽업의 정밀도를 높여 공정 수행능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, "ㄱ"자 형태로 이루어진 2개의 블록을 조합한 형태의 슬라이더 블록을 적용함으로써, 조립 시에 슬라이더측과의 유격을 조절할 수 있으며, 따라서 가공 오차는 물론 도금 두께 편차에 따른 오차 등을 보상할 수 있는 등 조립성 향상과 더불어 작동성과 관련한 조립 품질을 확보할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 착탈 가능한 구조의 글래스 지지체를 이용하여 슬라이더측에 글래스를 조립하는 구조를 적용함으로써, 글래스 세척 작업의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
넷째, 보디, 슬라이더, 슬라이드 블록 등의 부품 소재로서 알루미늄 소재 등을 적용함과 더불어 알루미늄 소재의 표면에 나노 코팅층을 처리함으로써, 마찰력 저감에 따른 내구성 향상과 작동성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 종래의 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 사시도
도 3은 종래의 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 단면도
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 사시도
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 단면도
도 10과 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 픽업 장치의 작동상태를 나타내는 사시도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 사시도이고, 도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 픽업 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 2개의 부품을 결합시킨 형태의 조립형 슬라이더 블록과 네 쌍의 면 접촉부위를 이용하여 슬라이더 블록측과 상하 슬라이드 가능한 슬라이더를 채택하여, 픽업 작업의 정밀도를 높일 수 있음은 물론 조립성과 조립 품질을 높일 수 있는 등 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 중심부의 홀더 수용홀(28)을 가지는 보디(11)를 포함한다.
상기 보디(11)는 상단의 플랜지 부분과 하단의 원통 부분의 일체형 구조로서, 중심부에는 수직의 축선을 따라 관통되는 홀더 수용홀(28)이 형성된다.
이러한 보디(11)는 플랜지 부분을 이용하여 슬라이드 블록(12)의 하단부 두 곳과 나사 체결구조로 결합된다.
여기서, 상기 보디(11)의 홀더 수용홀(28)에는 후술하는 스프링(33)과 함께 홀더 어셈블리(30)의 상단 부분이 삽입 위치될 수 있게 된다.
또한, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 보디(11)의 상면부에 결합되는 슬라이더 블록(12)을 포함한다.
상기 슬라이더 블록(12)은 슬라이더(13)를 수용한 상태에서 슬라이더(13)의 상하 움직임을 안내하는 역할, 즉 슬라이더(13)가 전후 및 좌우, 회전 등 흔들림없이 정확하게 위아래로 움직일 수 있도록 안내하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 슬라이더 블록(12)은 "ㄱ"자 형상의 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)의 조합으로 이루어지게 되며, 이러한 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)은 나사(18)에 의한 체결구조로 결합되면서 상하 방향으로 관통되는 사각형의 공간부(19)를 함께 조성하게 된다.
예를 들면, "ㄱ"자 형상의 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)은 각각이 가지고 있는 한 쪽의 측단 부분과 다른 한 쪽의 내벽 가장자리 부분을 서로 엇갈리게 맞댄 상태에서, 즉 제1슬라이더 블록(12a)의 측단 부분과 제2슬라이더 블록(12b)의 내벽 가장자리 부분을 맞대는 동시에 제1슬라이더 블록(12a)의 내벽 가장자리 부분과 제2슬라이더 블록(12b)의 측단 부분을 맞댄 상태에서, 이때의 서로 간의 맞댄 부분에 각각 나사(20)가 체결되므로서, 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)은 사각형의 공간부(19)를 함께 조성하면서 결합되고, 이렇게 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)의 결합에 의해 만들어진 공간부(19)의 내부에 슬라이더(13)가 수용될 수 있게 된다.
특히, 상기 나사(18)의 체결을 위해 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)에 형성되는 나사홀(20)은 장공(長孔)으로 이루어지게 되고, 이에 따라 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b) 간의 결합을 위한 나사(18)의 체결 시 블록 간의 체결 위치 조절을 통해 슬라이더(13)측과의 유격을 조절할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 제1슬라이더 블록(12a)에 대해 제2슬라이더 블록(12b)을 결합할 때, 술라이더(13)를 가운데 두고 제2슬라이더 블록(12b)을 제1슬라이더 블록(12a)에 맞댄 다음, 슬라이더(13)측과의 유격(밀착 정도)을 확인해가면서 제2슬라이더 블록(12b)을 X축 방향으로 움직여 위치를 잡은 후에 나사(18)를 체결하게 되므로서, 블록 가공 오차가 있거나 도금 두께 편차가 있는 경우에도 슬라이더 블록(12)측과 슬라이더(13)측을 기 설정되어 있는 적정 유격에 맞게 조립할 수 있게 된다.
그리고, 상기 슬라이더 블록(12)의 일측, 예를 들면 제1슬라이더 블록(12a)의 일측에는 브라켓(25)이 연장 형성되며, 이렇게 형성되는 브라켓(25)은 반도체 칩 이송 장치(미도시)측에 설치되는 서포트 블록(26)의 수평 단부에 나사 체결구조로 결합될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 슬라이더 블록(12)과 이때의 슬라이더 블록(12)에 결합되는 보디(11) 및 슬라이더(13) 전체는 서포트 블록(26)에 의해 지지될 수 있게 된다.
이때, 상기 제1슬라이더 블록(12a)의 브라켓(25)은 서포트 블록(26)의 수평 단부에 형성되어 있는 단차부(27) 내에 안착되는 상태 및 제1슬라이더 블록(12a)의 외벽 가장자리 부분이 서포트 블록(26)의 수평 단부에 맞댄 상태에서 서포트 블록(26)측에 나사로 체결되므로서, 제1슬라이더 블록(12a) 및 제2슬라이더 블록(12b)을 포함하는 슬라이더 블록(12) 전체의 정확한 결합 위치가 자동으로 결정될 수 있는 등 슬라이더 블록(12)의 조립 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.
또한, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 중심부의 진공홀(10b)을 가지면서 슬라이더 블록(12)의 내측에 상하 이동 가능하게 결합되는 슬라이더(13)를 포함한다.
상기 슬라이더(13)는 Y축 방향으로의 유동 가능한 구조를 이용하여 반도체 칩(14)의 픽업 시 반도체 칩에 홀더 어셈블리(30)를 밀착시킬 때의 충격을 흡수하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 슬라이더(13)는 아래쪽의 슬라이드부(13a)와 윗쪽의 몸체부(13b)의 일체형 구조로서, 슬라이더 블록(12)측의 상단부에 얹혀져 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
이때, 상기 슬라이드부(13a)와 몸체부(13b)에는 수직의 축선을 따라 연통되어 있는 구조의 진공홀(10b)이 형성되고, 이렇게 형성되는 진공홀(10b)은 홀더 어셈블리(30)측의 진공홀(10a)과 서로 통할 수 있게 된다.
여기서, 상기 진공홀(10b)의 하단부 구간의 내주면에는 암나사부(35)가 형성되어 있으며, 이렇게 형성되는 암나사부(35)에는 홀더 어셈블리(30)의 홀더 연결체(30e)의 외주면에 형성되는 숫나사부(34)가 체결될 수 있게 된다.
이러한 슬라이더(13)는 네 곳의 모서리 부위에 각각 위치되는 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)에 의해 슬라이더 블록(12)측과 슬라이드 접촉되면서 상하 이동 가능하게 결합된다.
예를 들면, 상기 슬라이더(13)의 슬라이드부(13a)는 대략 사각기둥 형태로 이루어지게 되고, 이러한 슬라이드부(13a)의 네 곳의 모서리 부위에는 모따기 형상의 면취부(17)를 사이에 두고 수직으로 나란하게 배치되는 한 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)가 각각 형성되며, 이때의 각 쌍의 면 접촉부(15a∼15d) 사이에는 오목한 호(弧) 형상의 곡면부(16)가 각각 형성된다.
여기서, 상기 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)는 하나의 원 궤적 상에 놓여지게 되며, 각 쌍의 면 접촉부(15a∼15d) 사이사이에 형성되는 네 곳의 면취부(17)와 네 곳의 곡면부(16)는 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)가 이루는 원 궤적 상의 내측에 놓여지게 된다.
이에 따라, 상기 슬라이더(13)의 슬라이드부(13a)가 슬라이더 블록(12)의 공간부(19) 내에 삽입되는 구조로 결합되면, 이때의 슬라이드부(13a)에 있는 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)는 공간부(19)의 벽면, 즉 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)의 네 곳의 모서리 부위의 벽면에 접촉될 수 있게 되고, 결국 슬라이더(13)의 슬라이드부(13a)는 공간부(19)의 벽면에 밀착되는 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)에 의한 안내를 받으면서 위아래로 슬라이드될 수 있게 된다.
이렇게 슬라이드부(13a)를 이용하여 슬라이더(13)가 네 곳의 모서리 부위에 각각 위치되는 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)에 의해 슬라이더 블록(12)측과 슬라이드 접촉되면서(거의 선 접촉에 가까운 여덟 곳의 면 접촉을 통해 접촉되면서) 상하 이동 가능하게 되므로서, 좌우 방향 및 전후 방향은 물론 회전 방향으로의 흔들림이 방지될 수 있게 되고, 따라서 반도체 칩의 픽업 시 정확하고 정밀하게 반도체 칩을 픽업할 수 있게 된다.
그리고, 상기 슬라이더(13)의 한쪽 측면부, 즉 몸체부(13b)의 한쪽 측면부에는 진공호스연결용 피팅(29)이 설치되고, 이렇게 설치되는 진공호스연결용 피팅(29)에는 진공발생장치(미도시)측에서 연장되는 진공호스(미도시)가 연결될 수 있게 된다.
이에 따라, 외부의 진공발생장치(미도시)에서 제공되는 진공압이 진공호스→진공호스연결용 피팅(29)→슬라이더(13)의 진공홀(10b)→홀더 어셈블리(30)의 진공홀(10a)을 거쳐 반도체 칩의 상면으로 전해질 수 있게 된다.
또한, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 글래스(14)의 지지를 위한 수단으로 글래서 지지체(24)를 포함한다.
상기 글래스 지지체(24)는 비젼 관측을 위한 글래스(14)를 지지하는 역할을 하는 것으로서, 이러한 글래스 지지체(24)는 러버나 금속 소재 등으로 이루어지게 되고, 이때의 글래스 지지체(24)의 저면에는 원통형의 삽입부(22)가 수직 형성되는 동시에 상면에는 삽입부(22)와 동심원을 이루는 원형의 글래스 안착홈(21)이 형성된다.
이와 같은 글래스 지지체(24)는 원통형의 삽입부(22)를 이용하여 슬라이더(13)에 형성되어 있는 원형의 진공홀(10b)의 상단부 내에 끼워지는 구조로 결합되고, 또 글래스 지지체(24)의 글래스 안착홈(21) 내에는 접착, 억지끼워맞춤 등의 방법으로 글래스(14)가 결합될 수 있게 된다.
이때의 글래스(14)는 반도체 칩에서 발생하는 빛 등을 확인하는 안착되는 용도로 사용될 수 있게 된다.
이렇게 글래스(14)가 결합되어 있는 글래스 지지체(24)가 원통형의 삽입부(22)를 이용하여 슬라이더(13)측에 끼워지는 구조로 설치되므로서, 글래스 파손 등과 같은 글래스 교체상황에서 글래스 지지체(24)를 윗쪽으로 쉽게 빼낼 수 있게 되고, 결국 글래스 교체 작업의 매우 간편하게 할 수 있게 된다.
또한, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 실질적으로 반도체 칩을 흡착 방식으로 픽업하는 수단으로 홀더 어셈블리(30)를 포함한다.
상기 홀더 어셈블리(30)는 중심축선을 따라 형성되는 진공홀(10a)을 가지는 홀더 보디(30a)와, 상기 홀더 보디(30a)의 저면부 중심에 형성되어 있는 홀더 장착홈(30b)에 결합되는 홀더(30c) 및 홀더 팁(30d)으로 구성된다.
여기서, 상기 홀더(30c) 및 홀더 팁(30d)은 홀더 보디(30a)의 홀더 장착홈(30b) 내에 삽입된 상태에서 홀더 보디(30a)의 측면쪽에서 체결되는 스크류(무드 볼트)에 의해 고정될 수 있게 된다.
이렇게 상기 홀더 팁(30d)을 포함하는 홀더(30c) 전체가 스크류에 의해 착탈 가능한 구조로 홀더 보디(30a)측에 결합되므로서, 홀더 팁(30d)의 방향을 용이하게 조절하면서 홀더 보디(30a)측에 홀더 팁(30d) 및 홀더(30c)를 장착할 수 있는 이점이 있다.
이러한 홀더 어셈블리(30)는 홀더 보디(30a)의 상단부 중심에서 윗쪽으로 수직 형성되는 홀더 연결체(30e)를 이용하여 슬라이더(13)에 있는 진공홀(10b)의 하단부에 끼워져 결합되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
즉, 상기 홀더 연결체(30e)의 상단부 외주면에는 숫나사부(34)가 형성되고, 이렇게 형성되는 숫나사부(34)가 슬라이더(13)의 진공홀(10b)에 형성되어 있는 암나사부(35)에 체결되므로서, 슬라이더(13)와 홀더 어셈블리(30)는 일체식으로 결합될 수 있게 되며, 결국 반도체 칩 픽업 시 슬라이더(13)와 홀더 어셈블리(30)는 함께 위아래로 이동될 수 있게 된다.
이에 따라, 반도체 칩 픽업 시 홀더 어셈블리(30)의 홀더 팁(30d)이 반도체 칩의 표면에 밀착됨과 더불어 홀더 어셈블리(30) 전체가 위로 밀리게 되고, 이와 동시에 진공홀(10a)을 통해 작용하는 진공압(흡착력)에 의해 반도체 칩이 홀더 팁(30d)의 끝에 흡착되면서 픽업될 수 있게 된다.
또한, 상기 반도체 칩 픽업 장치는 홀더 어셈블리(30)의 픽업 작동 시에 홀더 어셈블리(30)를 탄력적으로 지지하는 수단으로 스프링(33)을 포함한다.
상기 스프링(33)은 홀더 어셈블리(30)를 항상 아래쪽으로 밀어주는 역할을 하게 되고, 이러한 스프링(33)은 보디(11)의 홀더 수용홀(28) 내에 동심원 상으로 위치됨과 더불어 홀더 어셈블리(30)의 홀더 보디(30a)의 둘레에 위치되며, 이렇게 위치된 상태에서의 스프링(33)은 보디(11)의 홀더 수용홀(28)의 상단부에 형성되어 있는 상단턱(23)과 홀더 보디(30a)의 외주면 둘레에 형성되어 있는 하단턱(32) 사이에 상하단이 지지되는 구조로 설치된다.
이에 따라, 상기 스프링(33)이 발휘하는 팽창력에 의해 홀더 어셈블리(30)는 항상 아래쪽으로 내려와 있는 위치를 유지할 수 있게 되며, 반도체 칩의 픽업 시 홀더 어셈블리(30)는 스프링(33)을 압축하면서 상대적으로 위로 이동될 수 있게 된다.
바람직한 실시예로서, 상기 보디(11), 슬라이더 블록(12), 슬라이더(13), 서포트 블록(26), 홀더 어셈블리(30)는 금속 소재, 예를 들면 표면이 나노 코팅되어 있는 알루미늄 소재 등으로 제작할 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 보디(11), 슬라이더 블록(12), 슬라이더(13), 서포트 블록(26), 홀더 어셈블리(30)는 나노 코팅을 통해 마찰력이 저감될 수 있게 되고, 결국 마찰 부위(예를 들면 슬라이더와 슬라이더 블록 간의 슬라이드 마찰 부위 등)에 대한 내구성과 원활한 작동성을 확보할 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 반도체 칩 픽업 장치의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 10과 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 픽업 장치의 작동상태를 나타내는 사시도이다.
도 10과 도 11에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 상의 복수 개의 반도체 칩(미도시)은 소잉 단계에 의해서 테이프에 고정된 채로 칩 단위로 이격 배치된다.
이 상태에서, 반도체 칩 이송 장치(미도시)의 작동을 통해 반도체 칩 이송 장치에 장착되어 있는 픽업 장치를 하강시켜서 홀더 어셈블리(30)의 홀더 팁(30d)을 반도체 칩에 밀착시킨 후, 진공호스연결용 피팅(29)을 통해 가해지는 진공 흡입력을 슬라이더(13)와 홀더 어셈블리(30)에 있는 진공홀(10a,10b)을 통해 반도체 칩에 인가하면, 이때의 반도체 칩은 홀더 팁(30d)의 하단에 흡착된다.
이렇게 홀더 어셈블리(30)의 홀더 팁(30d)으로 반도체 칩을 흡착하면서 눌려질 때, 슬라이더(13)를 포함하는 홀더 어셈블리(30) 전체는 스프링(33)을 압축하면서 슬라이더 블록(12)측과의 네 곳의 면 접촉부(15a∼15d)에 의한 안내를 받아 위로 움직이면서 충격 등을 보상받게 되고, 이와 더불어 네 곳의 면 접촉부(15a∼15d)에 의한 안내작용에 의해 홀더 팁(30d)과 홀더 어셈블리(30)를 포함하는 슬라이더(13) 전체가 전후 및 좌우, 회전 방향으로 유동되지 않게 되므로, 반도체 칩을 정위치에서 정밀하게 픽업할 수 있게 된다.
이어서, 반도체 칩 이송 장치를 상승시킴으로써 반도체 칩은 웨이퍼측에서 분리되고, 계속해서 반도체 칩 이송 장치를 이동시킴으로써 반도체 칩을 후속 공정으로 이송시킬 수 있게 된다.
물론, 반도체 칩을 후속 공정으로 이송시킨 후, 반도체 칩을 내려놓을 때에도 위와 같은 슬라이드 안내작동에 의해 반도체 칩을 정위치에 정확하게 내려놓을 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 슬라이더 블록과 슬라이더 간의 슬라이드 접촉 시 네 쌍의 면 접촉 슬라이드 방식을 적용하고, 또 유격 보상이 가능한 분할형 슬라이더 블록 구조를 적용함으로써, 픽업 작동 시의 슬라이더를 포함하는 홀더 어셈블리 전체의 흔들림을 배제할 수 있는 등 반도체 칩을 정밀하게 픽업할 수 있고, 가공 오차나 도금 두께의 편차에 따른 오차 등을 보상할 수 있는 등 조립성 향상과 더불어 조립 품질을 확보할 수 있다.
10a,10b : 진공홀
11 : 보디
12 : 슬라이더 블록
12a : 제1슬라이더 블록
12b : 제2슬라이더 블록
13 : 슬라이더
13a : 슬라이드부
13b : 몸체부
14 : 글래스
15a∼15d : 면 접촉부
16 : 곡면부
17 : 면취부(面取部)
18 : 나사
19 : 공간부
20 : 나사홀
21 : 글래스 안착홈
22 : 삽입부
23 : 상단턱
24 : 글래스 지지체
25 : 브라켓
26 : 서포트 블록
27 : 단차부
28 : 홀더 수용홀
29 : 진공호스연결용 피팅
30 : 홀더 어셈블리
30a : 홀더 보디
30b : 홀더 장착홈
30c : 홀더
30d : 홀더 팁
30e : 홀더 연결체
31 : 관측홀
32 : 하단턱
33 : 스프링
34 :숫나사부
35 : 암나사부

Claims (8)

  1. 중심부의 홀더 수용홀(28)을 가지는 보디(11);
    상기 보디(11)의 상면부에 결합되는 슬라이더 블록(12);
    중심부의 진공홀(10b)과 측면부의 진공호스연결용 피팅(29)을 가지면서 슬라이더 블록(12)의 내측에 상하 이동 가능하게 결합되는 슬라이더(13);
    칩을 픽업하는 수단으로서, 중심부의 진공홀(10a)을 가지면서 보디(11)의 홀더 수용홀(28) 내에 상하 이동가능한 구조로 설치되는 홀더 어셈블리(30);
    를 포함하며,
    상기 슬라이더(13)는 네 곳의 모서리 부위에 각각 위치되는 네 쌍의 면 접촉부(15a∼15d)에 의해 슬라이더 블록(12)측과 슬라이드 접촉되면서 상하 이동 가능하게 결합되고,
    상기 슬라이더 블록(12)은 "ㄱ"자 형상의 제1슬라이더 블록(12a) 및 제2슬라이더 블록(12b)의 조합으로 구성되고, 상기 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)은 나사(18)에 의한 체결구조로 결합되면서 상하 방향으로 관통되는 사각형의 공간부(19)를 함께 조성하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 쌍의 면 접촉부(15a∼15d) 사이에는 슬라이더 블록(12)측과의 접촉 회피를 위한 오목한 호(弧) 형상의 곡면부(16)가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍을 이루는 면 접촉부(15a∼15d) 사이에는 슬라이더 블록(12)측과의 접촉 회피를 위한 면취부(17)가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 나사(18)의 체결을 위해 제1슬라이더 블록(12a)과 제2슬라이더 블록(12b)에 형성되는 나사홀(20)은 장공(長孔)으로 이루어져, 블록 간의 체결 시 블록 간의 체결 위치 조절을 통해 슬라이더(13)측과의 유격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이더(13)는 글래스(14)의 수용을 위한 상면의 글래스 안착홈(21)과 중심부의 관측홀(31)을 가지면서 원통형의 삽입부(22)를 이용하여 슬라이더(13)에 형성되어 있는 진공홀(10b)의 상단부에 끼워지는 구조로 결합되는 글래스 지지체(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이더 블록(12)의 일측에 연장 형성되는 브라켓(25)에 나사 체결구조로 결합됨과 더불어 반도체 칩 이송 장치측에 설치되면서 보디(11), 슬라이더 블록(12) 및 슬라이더(13) 전체를 지지하는 서포트 블록(26)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
  8. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬라이더 블록(12)과 슬라이더(13)는 표면이 나노 코팅으로 처리되어 있는 금속 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 픽업 장치.
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