KR102483224B1 - 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템 - Google Patents

반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템 Download PDF

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Abstract

단거리 스트로크 조건에서 고속으로 구동하는 경우 가진력을 저감하여 진동 저감 효과를 얻을 수 있는 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템을 제공한다. 상기 반도체 칩 반송 장치는, 가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈; 메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및 보조 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며, 제1 로봇 및 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동한다.

Description

반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템 {Apparatus for transporting semiconductor chip and sawing sorter system including the same}
본 발명은 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 소자 제조 공정에 이용되는 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정은 반도체 제조 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있으며, 전공정 및 후공정으로 구분될 수 있다. 반도체 제조 설비는 반도체 소자를 제조하기 위해 팹(FAB)으로 정의되는 공간 내에 설치될 수 있다.
전공정은 기판(예를 들어, 웨이퍼(Wafer)) 상에 회로 패턴을 형성하여 칩(Chip)을 완성하는 공정을 말한다. 이러한 전공정은 기판 상에 박막을 형성하는 증착 공정(Deposition Process), 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 박막 상에 포토 레지스트(Photo Resist)를 전사하는 노광 공정(Photo Lithography Process), 기판 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해 화학 물질이나 반응성 가스를 이용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 식각 공정(Etching Process), 식각 후에 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 에싱 공정(Ashing Process), 회로 패턴과 연결되는 부분에 이온을 주입하여 전자 소자의 특성을 가지도록 하는 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 기판 상에서 오염원을 제거하는 세정 공정(Cleaning Process) 등을 포함할 수 있다.
후공정은 전공정을 통해 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정을 말한다. 후공정은 기판 상의 각각의 칩에 대해 동작 여부를 검사하여 양품과 불량을 선별하는 기판 검사 공정, 다이싱(Dicing), 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding), 몰딩(Molding), 마킹(Marking) 등을 통해 각각의 칩을 절단 및 분리하여 제품의 형상을 갖추도록 하는 패키지 공정(Package Process), 전기적 특성 검사, 번인(Burn In) 검사 등을 통해 제품의 특성과 신뢰성을 최종적으로 검사하는 최종 검사 공정 등을 포함할 수 있다.
한국공개특허 제10-2006-0022964호 (공개일: 2006.03.13.)
소우 앤 소터(Saw and Sorter)는 반도체 소자를 제조할 때 후공정에 이용되는 설비이다. 이러한 소우 앤 소터는 반도체 칩(Semiconductor Chip)을 분류하는 기능을 수행하며, 이를 위해 반도체 칩을 집어서 옮기는 반송 로봇을 포함할 수 있다.
소우 앤 소터가 반도체 칩을 분류하는 경우, 반송 로봇은 반도체 칩을 집어서 옮기는 모션을 고속으로 반복 구동할 수 있다. 이 경우, 반복 구동에 따른 가감속에 의해 반송 로봇에는 진동이 발생할 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 단거리 스트로크(Short Stroke) 조건에서 고속으로 구동하는 경우 가진력을 저감하여 진동 저감 효과를 얻을 수 있는 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 칩 반송 장치의 일 면(Aspect)은, 가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈; 메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및 보조 로봇이며, 상기 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며, 상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동한다.
상기 제1 로봇은 스트로크가 기준 거리보다 긴 경우 작동하며, 상기 제2 로봇은 스트로크가 기준 거리보다 짧은 경우 작동할 수 있다.
스트로크가 기준 거리와 동일한 경우, 상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇 중 어느 하나의 로봇이 작동할 수 있다.
상기 제2 로봇은 상기 베이스 모듈 및 상기 제1 로봇 중 어느 하나에 연결되어 설치될 수 있다.
상기 제2 로봇은 상기 제1 로봇보다 규모가 작을 수 있다.
상기 제2 로봇은 상기 제1 로봇보다 이동 거리가 짧을 수 있다.
상기 제1 로봇의 이동 거리는 상기 가이드 레일의 길이에 따라 결정될 수 있다.
상기 제2 로봇의 이동 거리는 상기 제1 로봇의 크기 및 상기 베이스 모듈의 크기 중 어느 하나의 크기에 따라 결정될 수 있다.
상기 제1 로봇은 복수 개의 반도체 칩을 수용하는 팔레트(Pallet)로부터 복수 개의 반도체 칩을 양품과 불량품으로 구분하여 저장하는 벌크 박스(Bulk Box)로 반도체 칩을 운반하며, 상기 제2 로봇은 상기 팔레트에서 반도체 칩을 픽업할 수 있다.
상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구동축이 분리될 수 있다.
상기 베이스 모듈 및 상기 제1 로봇 중 적어도 하나는 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.
상기 반도체 칩 반송 장치는 반도체 패키지를 분류하는 소잉 소터 시스템에 설치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 칩 반송 장치의 다른 면은, 가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈; 메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및 보조 로봇이며, 상기 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며, 상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동하되, 스트로크에 따라 구동축이 분리되며, 상기 제1 로봇은 스트로크가 기준 거리보다 긴 경우 작동하며, 상기 제2 로봇은 스트로크가 기준 거리보다 짧은 경우 작동한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 소잉 소터 시스템의 일 면은, 반도체 패키지를 순차적으로 공급하는 로딩 유닛; 상기 반도체 패키지가 공급되면, 상기 반도체 패키지를 복수 개의 반도체 칩으로 절단하는 절단 유닛; 상기 반도체 칩을 검사하는 검사 유닛; 및 상기 반도체 칩이 검사 완료되면, 상기 반도체 칩을 적재 트레이에 분류 및 적재하며, 상기 반도체 칩을 반송하는 반도체 칩 반송 장치를 구비하는 분류 및 적재 유닛을 포함하며, 상기 반도체 칩 반송 장치는, 가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈; 메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및 보조 로봇이며, 상기 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며, 상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치를 구비하는 소잉 소터 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 소잉 소터 시스템을 구성하는 로딩 유닛의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 반도체 칩(Semiconductor Chip)을 집어서 옮기는 반송 로봇의 단거리 스트로크(Short Stroke) 조건에서 고속 운영시 저진동을 위한 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 반송 로봇이 단거리 스트로크 조건에서 고속으로 구동하는 경우 가진력을 저감하여 진동 저감 효과를 얻을 수 있는 반도체 칩 반송 장치 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치를 구비하는 소잉 소터 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
소잉 소터 시스템(Sawing Sorter System; 100)은 반제품 상태의 반도체 패키지(Semiconductor Package)를 절단하고, 검사 및 분류하는 시스템이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 리드 프레임의 패드 상에 부착된 반도체 칩과 리드를 와이어 본딩(Wire Bonding)하고, 반도체 칩과 와이어 본딩된 부분을 몰딩(Molding) 형성한 후, 몰딩된 부분의 외측으로 돌출되는 리드를 소정 형상으로 절단 및 절곡하여 구성될 수 있다.
이러한 반도체 패키지의 제조에서는 리드 프레임에 의해 서로 연결된 반도체 패키지를 절단하여 별개로 분리하고, 검사 및 분류하는 소잉 소터 시스템(100)을 이용할 수 있다.
도 1에 따르면, 소잉 소터 시스템(100)은 로딩 유닛(Loading Unit; 110), 절단 유닛(120), 검사 유닛(130), 분류 및 적재 유닛(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
로딩 유닛(110)은 반도체 패키지를 절단 유닛(120)으로 순차적으로 공급하는 것이다. 이러한 로딩 유닛(110)은 다수 매의 반도체 패키지를 적층되게 적재하고 있는 매거진(Magazine)으로부터 낱장의 반도체 패키지를 순차적으로 인출하여 절단 유닛(120)으로 공급할 수 있다.
로딩 유닛(110)은 상기와 같은 기능을 수행하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 매거진(210), 푸셔(Pusher; 220), 그립퍼(Gripper; 230), 인레일(In-Rail; 240), 스트립 픽커(Strip Picker; 250) 및 제어 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 소잉 소터 시스템을 구성하는 로딩 유닛의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
매거진(210)은 다수 매의 반도체 패키지(310)를 적층되게 적재한 상태로 작업자에 의해 일측에 장착되는 것이다. 작동 개시에 따라 장착된 매거진(210)은 한 단계씩 승강 또는 하강하여 그 내부에 적재된 반도체 패키지(310)가 순차적으로 푸셔(220)에 대응되는 이탈 위치로 위치되도록 할 수 있다.
푸셔(220)는 매거진(210) 내의 반도체 패키지(310)를 밀어서 낱장으로 꺼내는 것이다. 이러한 푸셔(220)는 이탈 위치에 위치되는 반도체 패키지(310)를 반복적으로 밀어서 매거진(210)으로부터 이탈시킬 수 있다.
그립퍼(230)는 푸셔(220)에 의해 매거진(210)으로부터 꺼내진 반도체 패키지(310)를 그립핑(Gripping)하여 이송하는 것이다. 이러한 그립퍼(230)는 매거진(210)으로부터 이탈된 낱장의 반도체 패키지(310)를 그립핑하여 인레일(240) 상으로 이송할 수 있다.
인레일(240)은 그립퍼(230)에 의해 이송되는 반도체 패키지(310)를 안착하는 것이다.
스트립 픽커(250)는 인레일(240) 상의 반도체 패키지(310)를 흡착하여 절단 유닛(120)의 척 테이블(Chuck Table; 320)로 이송하는 것이다. 이러한 스트립 픽커(250)는 하강하여 인레일(240) 상의 반도체 패키지(310)를 진공 흡착하고, 상승, 이동 및 하강하여 이송해 온 반도체 패키지(310)를 절단 유닛(120)의 척 테이블(320) 상에 안착시킬 수 있다.
제어 모듈은 로딩 유닛(110)을 구성하는 각종 모듈(210, 220, 230, 250)의 전반적인 작동 제어를 실시하는 것이다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
절단 유닛(120)은 로딩 유닛(110)에 의해 반제품 상태의 반도체 패키지가 공급되면, 이 반도체 패키지를 절단하는 것이다. 이러한 절단 유닛(120)은 척 테이블(320) 상의 반도체 패키지를 절단하여 개별 반도체 패키지 즉, 반도체 칩으로 분리할 수 있다.
검사 유닛(130)은 절단 유닛(120)에 의해 절단된 개별 반도체 패키지(즉, 반도체 칩)를 검사하는 것이다. 검사 유닛(130)은 검사 공정을 통해 반도체 칩을 양불 판별 즉, 우량품과 불량품으로 판별할 수 있다.
분류 및 적재 유닛(140)은 검사 유닛(130)에 의해 검사가 완료된 반도체 칩을 적재 트레이에 분류 및 적재하는 것이다. 분류 및 적재 유닛(140)은 반도체 칩을 우량품과 불량품으로 구분하여 서로 다른 적재 트레이에 분류 및 적재할 수 있다.
다음으로, 반도체 칩 반송 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3 및 도 4에 따르면, 반도체 칩 반송 장치(400)는 베이스 모듈(410), 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
반도체 칩 반송 장치(400)는 반도체 칩을 반송하는 것이다. 이러한 반도체 칩 반송 장치(400)는 반도체 칩을 우량품과 불량품으로 구분하여 반송할 수 있다.
반도체 칩 반송 장치(400)는 가이드 레일(440) 상에서 이동 가능하게 설치될 수 있다. 반도체 칩 반송 장치(400)는 반도체 칩을 그립핑한 상태로 가이드 레일(440) 상에서 제2 방향(20)을 따라 직선 이동을 할 수 있다.
반도체 칩 반송 장치(400)는 본 실시예에서 분류 및 적재 유닛(140) 내에 설치될 수 있다. 이러한 반도체 칩 반송 장치(400)는 반도체 소자를 제조할 때 후공정에 이용되며, 반도체 칩을 절단 및 분류하는 역할을 하는 소우 앤 소터(Saw and Sorter)에 적용될 수 있다.
한편, 반도체 칩 반송 장치(400)는 도 2에서 설명한 그립퍼(230)로 구현되는 것도 가능하다.
베이스 모듈(410)은 반도체 칩 반송 장치(400)의 몸체를 구성하는 것으로서, 가이드 레일(440) 상에 설치될 수 있다. 베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440) 상에서 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이 경우, 베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440)의 상부에 결합되는 지지 블록(미도시)을 이용하여 가이드 레일(440) 상에서 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440) 상에 고정되어 설치되고, 제1 로봇(420)이 베이스 모듈(410) 상에서 이동 가능하게 설치되는 것도 가능하다.
가이드 레일(440)은 반도체 칩 반송 장치(400)에 이동 경로를 제공하는 것이다. 이러한 가이드 레일(440)은 제2 방향(20)을 길이 방향으로 제공될 수 있으며, 한 쌍의 레일로 설치될 수 있다. 가이드 레일(440)은 예를 들어, LM 가이드 시스템(Linear Motion Guide System)으로 구현될 수 있다.
베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440) 상에서 이동 가능하게 설치되는 경우, 그 내부에 튜브를 구비하여 모터와 지지 블록을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 베이스 모듈(410)의 내부에 구비되는 튜브는 전기 전도성 물질(예를 들어, 구리와 같은 금속)을 소재로 하여 형성될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 베이스 모듈(410)은 그 내부에 전송 선로를 설치하여 모터와 지지 블록을 전기적으로 연결시키는 것도 가능하다.
제1 로봇(420)은 베이스 모듈(410) 상에 설치되는 것이다. 이러한 제1 로봇(420)은 반도체 칩을 그립핑하여 이송하는 역할을 할 수 있다.
제1 로봇(420)은 베이스 모듈(410) 상에 고정되어 설치될 수 있다. 이 경우, 베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 로봇(420)은 베이스 모듈(410) 상에서 이동 가능하게 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440) 상에 고정되어 설치될 수 있다. 물론, 이 경우에도 베이스 모듈(410)은 가이드 레일(440) 상에서 이동 가능하게 설치될 수 있다.
제1 로봇(420)은 반도체 칩 반송 장치(400)를 구성하는 메인 로봇(Main Robot)으로, 구동 유닛, 암 유닛 및 핸드 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
구동 유닛은 암 유닛을 소정의 위치로 이동시키는 것이다. 이러한 구동 유닛은 제1 방향(10) 또는 제2 방향(20)으로 회전 가능하게 제공될 수 있으며, 제3 방향(30)으로 승강 가능하게 제공되는 것도 가능하다. 구동 유닛은 리니어 모터 시스템(Linear Motor System)으로 구현될 수 있다.
암 유닛은 반도체 칩을 로딩하는 것으로서, 구동 유닛의 제어에 따라 반도체 칩을 소정의 위치로 언로딩할 수 있다. 이러한 암 유닛의 단부에는 핸드 유닛이 결합되어 있어, 핸드 유닛을 통해 반도체 칩을 그립핑할 수 있다.
제2 로봇(430)은 제1 로봇(420)과 마찬가지로 반도체 칩을 그립핑하여 이송하는 역할을 할 수 있다. 이러한 제2 로봇(430)은 제1 로봇(420) 상에 설치될 수 있다. 제2 로봇(430)은 예를 들어, 제1 로봇(420)의 상부, 측부 및 하부 중 적어도 한 쪽에 연결되어 설치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 로봇(430)은 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 모듈(410) 상에 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 제2 로봇(430)은 베이스 모듈(410)의 상부, 측부 및 하부 중 적어도 한 쪽에 연결되어 설치될 수 있음은 물론이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
한편, 제2 로봇(430)은 제1 로봇(420) 또는 베이스 모듈(410) 상에서 이동 가능하게 설치될 수 있으나, 제1 로봇(420) 또는 베이스 모듈(410) 상에 고정되어 설치되는 것도 가능하다.
제2 로봇(430)은 반도체 칩 반송 장치(400)를 구성하는 서브 로봇(Sub Robot)으로, 구동 유닛, 암 유닛 및 핸드 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
구동 유닛은 암 유닛을 소정의 위치로 이동시키는 것이다. 이러한 구동 유닛은 제1 방향(10) 또는 제2 방향(20)으로 회전 가능하게 제공될 수 있으며, 제3 방향(30)으로 승강 가능하게 제공되는 것도 가능하다. 구동 유닛은 리니어 모터 시스템으로 구현될 수 있다.
암 유닛은 반도체 칩을 로딩하는 것으로서, 구동 유닛의 제어에 따라 반도체 칩을 소정의 위치로 언로딩할 수 있다. 이러한 암 유닛의 단부에는 핸드 유닛이 결합되어 있어, 핸드 유닛을 통해 반도체 칩을 그립핑할 수 있다.
헤드 로봇(Head Robot)은 LM 가이드 시스템을 따라 이동하며, 반도체 칩을 고속으로 운반할 수 있다. 이러한 헤드 로봇은 장거리 스트로크(Long Stroke), 단거리 스트로크(Short Stroke) 등 스트로크에 관계없이 반도체 칩을 운반할 수 있다.
그런데, 장거리 스트로크 작동시, 헤드 로봇은 제어 프로파일 튜닝(Control Profile Tuning)을 통해 가진력(Exciting Force)을 저감시키는 것이 가능하다. 반면, 단거리 스트로크 작동시, 제어 시간이 짧기 때문에, 헤드 로봇은 제어 프로파일 튜닝으로 가진력을 저감시키는 것이 불가능하다.
헤드 로봇의 고속 운영으로 인해 발생하는 가진력이 큰 값을 가지는 경우, 설비 내 다른 공정에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 비전 정확도(Vision Accuracy)를 저하시킬 수 있다. 또한, 헤드 로봇의 진동 이슈로 인해 최고 속도로 헤드 로봇을 구동하는 것이 불가능하며, 이로 인해 생산성이 저하되는 문제도 있다.
본 실시예에서는 헤드 로봇을 메인 로봇(Main Robot)과 보조 로봇(Sub Robot)으로 나누어 스트로크(Stroke)에 따라 구분하여 구동할 수 있다. 본 실시예에서는 이를 위해 반도체 칩 반송 장치(400)가 메인 로봇에 대응하는 제1 로봇(420) 및 보조 로봇에 대응하는 제2 로봇(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
반도체 칩 반송 장치(400)가 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)을 포함하는 경우, 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)은 다음과 같이 구분하여 구동될 수 있다.
스트로크가 기준 거리보다 긴 경우, 제1 로봇(420)이 작동하며, 스트로크가 기준 거리보다 짧은 경우, 제2 로봇(430)이 작동할 수 있다. 예를 들어, 장거리 스트로크(Long Stroke) 이동시, 제1 로봇(420)이 구동하고, 단거리 스트로크(Short Stroke) 이동시, 제2 로봇(430)이 구동할 수 있다. 상기에서, 장거리 스트로크는 예를 들어, 100mm ~ 1000mm이고, 단거리 스트로크는 예를 들어, 1mm ~ 10mm일 수 있다.
상기와 같이 스트로크에 따라 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)을 구분하여 작동시키는 경우, 장거리 스트로크 동작하는 경우뿐만 아니라, 단거리 스트로크 동작하는 경우에도 이동하는 물체의 질량(Moving Mass)이 감소하므로, 가진력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
따라서 반도체 칩 반송 장치(400)가 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)을 포함하는 경우, 저진동 시스템 구현을 통해 품질 안정화를 추구할 수 있으며, 고속 운영이 가능해짐에 따라 생산성을 향상시키는 효과도 얻을 수 있다.
한편, 스트로크가 기준 거리와 같은 경우, 제1 로봇(420)이 작동할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 상기의 경우(즉, 스트로크가 기준 거리와 같은 경우), 제2 로봇(430)이 작동하는 것도 가능하다.
제2 로봇(430)은 제1 로봇(420)보다 작은 몸체를 가지도록 제조할 수 있다. 즉, 제2 로봇(430)은 제1 로봇(420)보다 규모가 작을 수 있다.
제2 로봇(430)은 단거리 스트로크 이동시 작동할 수 있다. 따라서 제2 로봇(430)은 제1 로봇(420)보다 규모가 작아도 작동하는 데에 무리가 없으며, 제2 로봇(430)의 규모를 제1 로봇(420)의 규모보다 작게 형성하는 경우 무빙 매스(Moving Mass)를 감소시켜 가진력을 감소시키는 효과도 얻을 수 있다.
제2 로봇(430)은 제1 로봇(420)보다 이동 거리가 짧을 수 있다. 제1 로봇(420)은 장거리 스트로크 이동시 작동하고, 제2 로봇(430)은 단거리 스트로크 이동시 작동할 수 있다. 따라서 제2 로봇(430)은 제1 로봇(420)보다 이동 거리가 짧더라도 단거리 스트로크 이동에 무리가 없으며, 이에 따라 진동이 저감되는 저진동 시스템으로의 구현이 가능해진다.
한편, 상기에서 제1 로봇(420)의 이동 거리는 가이드 레일(440)의 길이에 따라 결정될 수 있다. 그리고, 제2 로봇(430)의 이동 거리는 제1 로봇(420)의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 베이스 모듈(410)의 크기에 따라 결정되는 것도 가능하다.
구체적으로, 제2 로봇(430)이 도 4에 도시된 바와 같이 제1 로봇(420)에 연결되어 설치되는 경우, 제2 로봇(430)의 이동 거리는 제1 로봇(420)의 크기(길이 또는 폭)에 따라 결정될 수 있으며, 제2 로봇(430)이 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 모듈(410)에 연결되어 설치되는 경우, 제2 로봇(430)의 이동 거리는 베이스 모듈(410)의 크기(길이 또는 폭)에 따라 결정될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 로봇(420)은 스트로크가 기준 거리보다 긴 경우 작동하고, 제2 로봇(430)은 스트로크가 기준 거리보다 짧은 경우 작동할 수 있다.
제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)이 상기와 같이 작동하는 경우(즉, 제1 로봇(420)이 장거리 스트로크(510) 이동시 작동하고, 제2 로봇(430)이 단거리 스트로크(520) 이동시 작동하는 경우), 제1 로봇(420)은 도 6에 도시된 바와 같이 팔레트(Pallet; 530)에서 벌크 박스(Bulk Box; 540)로 반도체 칩(550)을 운반하는 경우 작동할 수 있으며, 제2 로봇(430)은 팔레트(530) 내에서 반도체 칩(550)을 픽업(Pick Up)하는 경우 작동할 수 있다.
상기에서, 팔레트(530)는 절단 유닛(120)에 의해 절단된 복수 개의 반도체 칩을 수용하는 것이다. 그리고, 벌크 박스(540)는 복수 개의 반도체 칩을 우량품과 불량품으로 구분하여 저장하는 것이다. 예를 들어, A 박스(541)에 우량품으로 판별된 반도체 칩이 저장될 수 있으며, B 박스(542)에 불량품으로 판별된 반도체 칩이 저장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 칩 반송 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
한편, 본 실시예에서 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)은 서로 다른 구동축을 가지고 작동할 수 있다. 즉, 제1 로봇(420) 및 제2 로봇(430)은 스트로크별로 구동축을 분리하여 효율적으로 운영할 수 있다.
이상 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 반도체 칩 반송 장치(400) 및 이를 구비하는 소잉 소터 시스템(100)에 대하여 설명하였다.
반도체 칩 반송 장치(400)는 고속 로봇의 저진동 시스템으로 구현될 수 있다. 구체적으로, 반도체 칩 반송 장치(400)는 반도체 칩을 집어서 옮기는 반송 로봇의 단거리 스트로크 조건에서 고속 운영시 저진동을 위한 반송 로봇으로 구현될 수 있다.
반도체 칩 반송 장치(400)는 로봇의 기능을 둘로 나누어 무빙(Moving) 구간에 따라 선택적으로 로봇을 구동하여 가진력을 최소화할 수 있는 저진동 시스템으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩 반송 장치(400)는 단거리 스트로크 이동시(Short Stroke Moving), 서브 로봇을 구동할 수 있다.
반도체 칩 반송 장치(400)가 가지는 특징을 요약하여 보면 다음과 같다.
첫째, 단거리 스트로크 구동에 대한 저진동 시스템을 구축할 수 있다. 즉, 단거리 스트로크 구동시 무빙 매스 감소로 인해 가진력을 저감시킬 수 있으며, 이에 따라 진동이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 진동 저감을 통해 안정성을 확보할 수 있으며, 생산성을 개선할 수 있다.
셋째, 저진동 고속 운영이 가능해짐에 따라 품질 안정화를 추구할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
넷째, 스트로크별 구동축 분리를 통해 설비의 안정성을 확보할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 소잉 소터 시스템 110: 로딩 유닛
120: 절단 유닛 130: 검사 유닛
140: 분류 및 적재 유닛 210: 매거진
220: 푸셔 230: 그립퍼
240: 인레일 250: 스트립 픽커
260: 척 테이블 310: 반도체 패키지
320: 척 테이블 400: 반도체 칩 반송 장치
410: 베이스 모듈 420: 제1 로봇
430: 제2 로봇 440: 가이드 레일
510: 장거리 스트로크 520: 단거리 스트로크
530: 팔레트 540: 벌크 박스
550: 반도체 칩

Claims (20)

  1. 가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈;
    메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및
    보조 로봇이며, 상기 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며,
    상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동하고, 서로 다른 구동축을 가지고 독립적으로 작동하며,
    상기 스트로크가 기준 거리 이상이면 상기 제1 로봇이 작동하고, 상기 스트로크가 상기 기준 거리 미만이면 상기 제2 로봇이 작동하는 반도체 칩 반송 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 로봇은 상기 베이스 모듈 및 상기 제1 로봇 중 어느 하나에 연결되어 설치되는 반도체 칩 반송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 로봇은 상기 제1 로봇보다 규모가 작은 반도체 칩 반송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 로봇은 상기 제1 로봇보다 이동 거리가 짧은 반도체 칩 반송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 로봇의 이동 거리는 상기 가이드 레일의 길이에 따라 결정되는 반도체 칩 반송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 로봇의 이동 거리는 상기 제1 로봇의 크기 및 상기 베이스 모듈의 크기 중 어느 하나의 크기에 따라 결정되는 반도체 칩 반송 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 로봇은 복수 개의 반도체 칩을 수용하는 팔레트(Pallet)로부터 복수 개의 반도체 칩을 양품과 불량품으로 구분하여 저장하는 벌크 박스(Bulk Box)로 반도체 칩을 운반하며,
    상기 제2 로봇은 상기 팔레트에서 반도체 칩을 픽업하는 반도체 칩 반송 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 모듈 및 상기 제1 로봇 중 적어도 하나는 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 반도체 칩 반송 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 칩 반송 장치는 반도체 패키지를 분류하는 소잉 소터 시스템에 설치되는 반도체 칩 반송 장치.
  13. 가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈;
    메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및
    보조 로봇이며, 상기 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며,
    상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동하고, 서로 다른 구동축을 가지고 독립적으로 작동하며,
    상기 스트로크가 기준 거리 이상이면 상기 제1 로봇이 작동하고, 상기 스트로크가 상기 기준 거리 미만이면 상기 제2 로봇이 작동하고,
    상기 베이스 모듈은 상기 가이드 레일의 상부에 결합되는 지지 블록을 이용하여 상기 가이드 레일 상에서 슬라이딩 이동 가능하고, 내부에 구비되는 튜브를 이용하여 모터와 상기 지지 블록을 전기적으로 연결시키며, 상기 튜브는 전기 전도성 물질을 소재로 하여 형성되는 반도체 칩 반송 장치.
  14. 반도체 패키지를 순차적으로 공급하는 로딩 유닛;
    상기 반도체 패키지가 공급되면, 상기 반도체 패키지를 복수 개의 반도체 칩으로 절단하는 절단 유닛;
    상기 반도체 칩을 검사하는 검사 유닛; 및
    상기 반도체 칩이 검사 완료되면, 상기 반도체 칩을 적재 트레이에 분류 및 적재하며, 상기 반도체 칩을 반송하는 반도체 칩 반송 장치를 구비하는 분류 및 적재 유닛을 포함하며,
    상기 반도체 칩 반송 장치는,
    가이드 레일 상에 설치되는 베이스 모듈;
    메인 로봇이며, 반도체 칩을 운반하는 제1 로봇; 및
    보조 로봇이며, 상기 반도체 칩을 운반하는 제2 로봇을 포함하며,
    상기 제1 로봇 및 상기 제2 로봇은 스트로크에 따라 구분하여 작동하고, 서로 다른 구동축을 가지고 독립적으로 작동하며,
    상기 스트로크가 기준 거리 이상이면 상기 제1 로봇이 작동하고, 상기 스트로크가 상기 기준 거리 미만이면 상기 제2 로봇이 작동하는 소잉 소터 시스템.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 로봇은 복수 개의 반도체 칩을 수용하는 팔레트로부터 복수 개의 반도체 칩을 양품과 불량품으로 구분하여 저장하는 벌크 박스로 반도체 칩을 운반하며,
    상기 제2 로봇은 상기 팔레트에서 반도체 칩을 픽업하는 소잉 소터 시스템.
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 로봇은 상기 베이스 모듈 및 상기 제1 로봇 중 어느 하나에 연결되어 설치되는 소잉 소터 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 로봇의 이동 거리는 상기 가이드 레일의 길이에 따라 결정되며,
    상기 제2 로봇의 이동 거리는 상기 제1 로봇의 크기 및 상기 베이스 모듈의 크기 중 어느 하나의 크기에 따라 결정되는 소잉 소터 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 베이스 모듈 및 상기 제1 로봇 중 적어도 하나는 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 소잉 소터 시스템.
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