KR102576141B1 - 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 다른 소재로 공급되는 다종의 패드를 일일이 수작업으로 적재하여 후속 공정으로 인계하던 기존의 비효율적, 비정밀적인 방식에서 벗어나, 컨베이어와 각종 공급유닛을 기반으로 다종의 패드를 개별적으로 공급하고, 별도 마련된 세척장치와 도포장치의 연계 공정시스템을 기반으로 특정 패드에 붕소를 코팅 및 공급할 뿐만 아니라 로봇을 활용하여 공급된 패드를 카세트에 설정 순서로 적재한 후 후속 공정으로 전달하는 일련의 모든 행위가 자동화 시스템에 의해 이루어지는 등 기존과 차별화된 자동화 구조로부터 비롯되는 취급과 사용, 유지 및 관리 보수의 용이함 등으로 인해 사용의 편의성 내지 효율성이 극대화 유도되는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템에 관한 것으로, 반도체 부품 중 구리로 이루어진 제1패드(1-1)와, 세라믹으로 이루어진 제2패드(1-2)와, 세퍼레이터(Separator, 1-3)와, 세퍼레이터 표면에 붕소가 도포된 제3패드(1-4)와, 그라파이트(Graphite, 1-5)를 설정 순서대로 인계받아 자동 적층하여 후속 공정으로 공급하는 수납부(100);와, 수납부와 컨베이어로 연결되어 수납부에 제1패드, 제2패드, 세퍼레이터, 그라파이트를 설정 순서로 공급하는 제1공급부(200);와, 수납부와 로봇에 의해 연결되어 수납부에 제3패드를 공급하는 제2공급부(300);로 구성된다.

Description

적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템{AUTOMATIC SEMICONDUCTOR PAD LOADING SYSTEM}
본 발명은 반도체 시트를 구성하는 다수의 패드를 기설정된 순서로 적재하는 반도체 부품 자동 적층 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 소재로 공급되는 다종의 패드를 일일이 수작업으로 적재하여 후속 공정으로 인계하던 기존의 비효율적, 비정밀적인 방식에서 벗어나, 컨베이어와 각종 공급유닛을 기반으로 다종의 패드를 개별적으로 공급하고, 별도 마련된 세척장치와 도포장치의 연계 공정시스템을 기반으로 특정 패드에 붕소를 코팅 및 공급할 뿐만 아니라 로봇을 활용하여 공급된 패드를 카세트에 설정 순서로 적재한 후 후속 공정으로 전달하는 일련의 모든 행위가 자동화 시스템에 의해 이루어지는 등 기존과 차별화된 자동화 구조로부터 비롯되는 취급과 사용, 유지 및 관리 보수의 용이함 등으로 인해 사용의 편의성 내지 효율성이 극대화 유도되는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 반도체 시트를 구성하기 위해서는 세라믹 패드와 구리 패드, 붕소 패드, 세퍼레이터 및 그라파이트 등을 기설정 순서대로 층층이 쌓여야 한다. 예컨대 반도체 시트의 적층 공정은 고도의 정밀성이 요구되므로 충분한 작업 시간과 정밀한 기술력이 요구된다.
그러나 현재 반도체 시트 적층 작업은 다수의 작업자가 패드를 일일이 적층 시키는 수작업에 의존하고 있어 오랜 생산 시간과 고가의 인건비가 발생하고 있으나, 별다른 대안이 없기 때문에 반도체 업체에서는 이러한 비효율적인 문제를 감내하고 있다.
한편, 시트 가공 업체에서는 제품을 자동으로 적층 내지 적재하는 장치를 활용하여 인건비를 줄이고, 작업을 용이하게 하고 있다. 일례로 등록실용신안공보 제20-0190145호 "시트 제품 적재 장치"가 게재되어 있으며, 해당 기술은 적재된 간지(間紙)를 한 장씩 픽업하는 픽업수단;과, 시트 제품을 공급하는 이송벨트;와, 픽업된 간지 밑으로 전진하여 간지를 한 장씩 공급받아 후퇴하면서 이송벨트로부터 시트 제품을 간지 위로 공급받는 이송 플레이트;와, 이송 플레이트가 원위치로 이송 시 공급된 간지를 클램핑하는 클램핑 수단;과, 이송 플레이트가 다시 전진하면서 자중에 의해 낙하하는 간지 및 시트 제품이 차례로 적재되는 펠릿을 포함하는 적재 실린더; 및 적재 실린더로부터 적재 펠릿을 공급 또는 배출시키는 펠릿 공급 배출수단;으로 구성된다.
적재장치와 관련한 기술 중 다른 사례로 등록실용신안공보 제20-0114338호 "자동시트 적재함"이 게재되어 있으며, 해당 기술은 전방 적재함의 코너에 수직으로 삽입된 양기둥바 대향으로 장홈을 형성하여 전장벽체가 삽입된 전방 골조부와 후방적재함의 바닥면에 고정돌부가 형성되어 후방벽체 하단의 요홈과 조립하고 후방벽체 상단의 고정돌부는 지붕보강부재 하단의 요홈과 조립된 후방골조부와 기둥바 상단과 대향되는 지붕 보강부재에 각각의 삽입홈이 형성되어 연결바를 삽입하고 연결바와 적재함 중앙에는 중앙부재가 삽입되도록 각각의 삽입홈이 형성되어 있고, 이 중앙부재 양측면에는 U자형 앵글를 계단형으로 형성하며 기둥부재와 후방벽체 내면의 외 측으로 대향되는 상태로 U자형 앵글를 고정한 후 다수개의 측면바를 삽입하며 상기 연결바 하단에는 안내레일를 조립한 후 측면 커튼 양측 단 및 하단에 걸림밴드로 기둥바와 후방벽체 및 적재함에 형성된 걸림고리와 걸게되는 측면연결부가 구성된 기술이다.
상기와 같이 시트 제품 가공업체에서는 작업의 효율성과 품질의 균일성을 위해 자동화 적재장치를 활용하고 있다. 그러나 반도체 부품은 다양한 종류의 패드가 적재되어야 하고, 정밀성이 요구되기 때문에 자동화 장치 및 시스템을 구축하기가 어렵다.
따라서, 반도체 제품의 생산성 향상과 품질 개선을 위해 다양한 종류의 패드를 설정 순서대로 정확한 위치에 적재할 수 있는 자동화 장치와 시스템이 구축되기를 간절히 염원하고 있다.
등록실용신안공보 제20-0190145호 "시트 제품 적재 장치" 등록실용신안공보 제20-0114338호 "자동시트 적재함"
본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 카세트에 적재된 반도체 부품을 순차적으로 공급할 수 있는 공급유닛과 공급된 반도체 부품을 기설정 위치로 이송하면서 필요에 따라 세척이나 도포 등의 추가 공정이 이루어질 수 있는 이송유닛 및 이송된 부품을 기설정 순서로 적층할 수 있는 적재유닛을 연계적으로 작동할 수 있는 시스템을 구축함으로써 수작업에 의존하던 기존의 비효율적 작업 환경에서 벗어나 자동화 공정에 의해 간편하고 효율적으로 제품을 생산할 수 있도록 개선하는 것이 해결과제이다.
상기의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템은 다음과 같다.
본 발명의 적층 시스템은 반도체 부품 중 구리로 이루어진 제1패드(1-1)와, 세라믹으로 이루어진 제2패드(1-2)와, 세퍼레이터(Separator, 1-3)와, 세퍼레이터 표면에 붕소가 도포된 제3패드(1-4)와, 그라파이트(Graphite, 1-5)를 설정 순서대로 인계받아 자동 적층하여 후속 공정으로 공급하는 수납부(100);와, 수납부와 컨베이어로 연결되어 수납부에 제1패드, 제2패드, 세퍼레이터, 그라파이트를 설정 순서로 공급하는 제1공급부(200);와, 수납부와 로봇에 의해 연결되어 수납부에 제3패드를 공급하는 제2공급부(300);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1공급부(200)는 제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이퍼(1-3), 그라파이트(1-5)를 개별 인계받아 수납부(100)로 이송시키는 컨베이어식 제1이송부(210);와, 제1이송부의 일 측에 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 제1패드를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제1투입부(220);와, 제1이송부를 사이에 두고 제1투입부와 마주 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 제2패드를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제2투입부(230);와, 제1투입부의 측 부에 나란히 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 세퍼레이터를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제3투입부(240);와, 제1이송부를 사이에 두고 제3투입부와 마주 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 그라파이트를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제4투입부(250);와, 제1이송부와 제1투입부, 제2투입부, 제3투입부 및 제4투입부의 구동을 제어하는 메인제어부(260);를 포함한다.
또한, 상기 제1이송부(210)는 컨베이어를 통해 제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이터(1-3), 그라파이트(1-5)를 설정 순서로 이송하는 운반부(211);와, 운반부와 수납부(100) 사이에 배치되어 이송된 부품을 인계받아 임시 수용하는 지지부(212);와, 지지부의 측면에 2개 1조로 설치되어 임시 수용된 부품의 전면 또는 후면 또는 좌면 또는 우면을 밀착시켜 정렬하는 정렬부(213);와, 지지부 상에 정렬된 부품을 파지한 후 수납부로 인계하는 이송로봇(214);을 포함한다.
또한, 상기 제2공급부(300)는 카세트에 적재된 세퍼레이터를 공급받는 제5투입부(310);와, 제2공급부(300)에 연결된 로봇을 이용하여 적재된 세퍼레이터를 개별 인출한 후 전면을 세척하는 세척부(320);와, 세척된 세퍼레이터를 인계받아 일면에 붕소를 도포하는 제1도포부(330);와, 일면에 붕소가 도포된 세퍼레이터를 흡착하여 저면이 상측을 향하도록 반전시키는 턴테이블부(340);와, 상하 반전된 세퍼레이터를 인계받아 비도포면에 붕소를 도포하는 제2도포부(350);와, 양면에 붕소가 도포된 세퍼레이터를 파지하여 수납부(100)로 인계하는 제2이송부(360);와, 붕소 도포과정에서 비산하는 붕소를 흡입하여 저장하는 집진부(370);를 포함한다.
한편, 상기 수납부(100)는 지면으로부터 입설되는 제1프레임(110);과, 제1프레임 상면에 설치되어 카세트의 투입과 적재 위치 배정 그리고 배출을 유도하는 롤러레일(120);과, 카세트에 패드가 1개소씩 적재될 때마다 패드의 두께만큼 롤러레일을 하강시켜 제1공급부(200)와 제2공급부(300)의 컨베이어 레일과 카세트의 높이를 일치시키는 승강유닛(130);과, 패드가 적재된 카세트를 설정 경로로 밀어 배출시키는 배출유닛(140);을 포함한다.
또한, 상기 롤러레일(120)은 제1프레임(110) 상면 일단에 고정 설치되는 고정레일(120a)과, 제1프레임 상면 타단에 고정레일과 연장 설치되는 승강레일(120b)로 구분되되, 제1프레임 상단에 안착되며 상측이 개방되어 카세트의 수납을 허용하는 함체(121);와, 함체의 내부공간에서 등 간격으로 밀접하게 배열되어 카세트의 투입과 배출 시 이송을 유도하는 다수의 롤러(122);를 포함한다.
또한, 상기 함체(121)는 격벽에 의해 좌우가 양분되고, 양분된 공간상에 롤러가 2열로 각 설치되며, 양분된 공간 중 좌측으로 빈 카세트가 공급되는 카세트공급부;와, 우측 공간으로 패드가 적재된 카세트가 배출되는 카세트배출부;로 구분되는 것을 포함한다.
또한, 상기 제1투입부(220)는 지면으로부터 지지 입설되며 상하로 구분된 2층 구조의 제2프레임(221);과, 제2프레임의 2층 상단에 설치되어 제1패드(1-1)가 적재된 카세트를 투입받는 투입레일부(222);와, 제2프레임의 1층 상단에 설치되어 빈 카세트를 외부 배출하는 배출레일부(223);와, 투입레일부와 배출레일부 사이에 수직으로 설치되어 투입레일부에 배정된 빈 카세트를 배출레일부로 전달하는 전달유닛(224);과, 제2프레임의 측면에 설치되어 카세트에 적재된 제1패드를 개별 인출하여 제1이송부(210)로 공급하는 로더부(225);를 포함한다.
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 제1공급부와 제2공급부를 통해 세라믹 패드, 구리 패드, 붕소 패드, 세퍼레이터, 그라파이트가 기설정 순서대로 자동 이송하고, 수납부를 통해 이송된 부품들을 순서대로 적층하여 후속 공정으로 자동 배출함에 따라 일련의 조립공정이 신속하고 정밀하게 이루어져 고품질의 제품을 대량으로 생산할 수 있을뿐만 아니라 일련의 모든 공정이 자동화 장치로 이루어져 인건비를 적극적으로 절감할 수 있어 매우 효과적이다.
또한, 본 발명은 제2공급부를 통해 세퍼레이터의 세척 및 붕소 코팅 등 부가 공정이 모두 자동화로 이루어지고, 코팅 공정 시 비산하는 붕소 분말을 완벽하게 흡입하여 별도 저장함에 따라 작업환경을 상시 쾌적하게 유지하여 작업자의 안전에 기여할 수 있는 이점이 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 자동 적층 시스템의 사시도.
도 3과 도 4는 본 발명이 제안하는 수납부의 사시도 및 측면도.
도 5는 본 발명이 제안하는 제1공급부의 배치도.
도 6은 본 발명이 제안하는 제1투입부, 제3투입부, 제4투입부의 사시도.
도 7은 본 발명이 제안하는 제2투입부의 사시도.
도 8과 도 9는 본 발명이 제안하는 제2공급부의 배치도 및 사시도.
도 10과 도 11은 본 발명이 제안하는 제1이송부와 제2이송부의 사시도.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 반도체 시트를 구성하는 다수의 패드를 기설정된 순서로 적재하는 반도체 부품 자동 적층 시스템에 관한 것이다.
무엇보다 본 발명은 서로 다른 소재로 공급되는 다종의 패드를 일일이 수작업으로 적재하여 후속 공정으로 인계하던 기존의 비효율적, 비정밀적인 방식에서 벗어나, 컨베이어와 각종 공급유닛을 기반으로 다종의 패드를 개별적으로 공급하고, 별도 마련된 세척장치와 도포장치의 연계 공정시스템을 기반으로 특정 패드에 붕소를 코팅 및 공급할 뿐만 아니라 로봇을 활용하여 공급된 패드를 카세트에 설정 순서로 적재한 후 후속 공정으로 전달하는 일련의 모든 행위가 자동화 시스템에 의해 이루어지는 등 기존과 차별화된 자동화 구조로부터 비롯되는 취급과 사용, 유지 및 관리 보수의 용이함 등으로 인해 사용의 편의성 내지 효율성이 극대화 유도되는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템에 관련됨을 주지한다.
도 1 및 도 2와 같이 본 발명이 제안하는 자동 적층 시스템은 수납부(100);와, 제1공급부(200);와, 제2공급부(300);로 구성되며, 제1공급부와 제2공급부가 다종의 패드를 수납부로 공급하고, 수납부는 다종의 패드를 인계받아 후속 공정으로 전달하는 역할을 자동으로 수행한다.
여기에서 다종의 패드란 구리로 이루어진 제1패드(1-1)와 세라믹으로 이루어진 제2패드(1-2), 세퍼레이터(Separator, 1-3), 세퍼레이터 표면에 붕소가 도포된 제3패드(1-4) 및 그라파이트(Graphite, 1-5)로 이루어질 수 있으며, 제1공급부(200)는 수납부(100)와 컨베이어로 연결되어 제1패드, 제2패드, 세퍼레이터, 그라파이트를 설정 순서로 공급하고, 제2공급부(300)는 수납부와 로봇에 의해 연결되어 제3패드를 공급한다. 그리고 수납부(100)는 제1공급부(200)와 제2공급부(300)가 공급하는 다종의 패드를 준비된 카세트에 순차적으로 적층한 후 적층이 완료되면 후송 공정으로 인계한다.
도 3 및 도 4와 같이 수납부(100)는 지면으로부터 입설되는 제1프레임(110);과, 제1프레임 상면에 설치되어 카세트의 투입과 적재 위치 배정 그리고 배출을 유도하는 롤러레일(120);과, 카세트에 패드가 1개소씩 적재될 때마다 패드의 두께만큼 롤러레일을 하강시켜 제1공급부(200)와 제2공급부(300)의 컨베이어 레일과 카세트의 높이를 일치시키는 승강유닛(130);과, 패드가 적재된 카세트를 설정 경로로 밀어 배출시키는 배출유닛(140);으로 구성된다.
상기 제1프레임(110)은 각관이나 프로파일 등을 서로 연결하여 직육면체의 틀 내지 골조 형태로 제작되며, 바닥면에는 레벨 풋이 설치되어 높낮이 조절은 물론, 고르지 못한 지면에서도 용이하게 설치될 수 있도록 구성하였다.
상기 롤러레일(120)은 제1프레임(110)의 상단에 안착 설치되며, 제1프레임의 일 측 단부에 설치되는 고정레일(120a)과, 고정레일로부터 연장 설치되는 승강레일(120b)로 구분 구성된다.
상기 롤러레일(120)은 제1프레임(110) 상단에 안착되며 상측이 개방되어 카세트의 투입과 설정 경로로의 이동, 배정 및 배출 등을 허용하는 함체(121);와, 함체의 내부공간에 등 간격으로 밀접하게 다수 배열되어 카세트의 원활한 이동을 유도하는 롤러(122);로 구성된다.
특히, 함체(121)는 격벽에 의해 내부공간이 좌측 공간과 우측 공간으로 양분된 형태이고, 양분된 각 공간 상에 롤러(122)가 2열로 배열된 구조를 가진다. 상기 함체(121)는 좌측 공간으로 내부가 빈 카세트가 공급되고, 우측 공간으로 내부에 패드가 적재된 카세트가 배출된다. 여기에서 설명의 편의를 위해 함체(121)의 좌측 공간을 카세트공급부로 지칭하고, 우측 공간을 카세트배출부로 지칭한다.
상기 승강유닛(130)은 롤러레일(120)의 승강레일(120b) 하부에 배치되어 승강레일의 상하 수직 이동을 유도한다. 상기 승강유닛(130)은 제1프레임(100)에 결합하여 승강레일(120b) 하단에 배치되는 실린더바디(131);와, 실린더바디로부터 수직 인출되며 승강레일의 저면과 결합하여 실린더바디의 동작 여부에 따라 승강레일을 승강 또는 하강시키는 실린더로드(132);와, 실린더바디의 하단에 연장 결합하여 실린더로드의 승강 내지 하강 동작에 동력을 부여하는 서보모터(133);로 구분 구성된다.
상기 승강유닛(130)은 최초 승강레일(120b) 상에 준비된 카세트의 내부 바닥면의 높이를 제1공급부(200) 또는 제2공급부(300)의 컨베이어 높이와 일치하도록 배정하고, 제1공급부 또는 제2공급부로부터 패드가 공급되어 카세트에 1개소씩 적층 적재될 때마다 서보모터(133)와 실린더로드(132)가 연계적으로 작동하여 승강레일(120b)을 패드의 두께만큼 하강시킴으로써 카세트에 마지막으로 적재된 패드의 상면과 제1공급부 또는 제2공급부의 높이를 일치시켜 패드가 카세트에 지속적으로 적재될 수 있도록 카세트의 배정 높이를 제어한다.
상기 배출유닛(140)은 승강레일(120b)의 측 부에 배치되는 제1밀착부(141);와, 승강레일의 정면에 배치되는 제2밀착부(142); 및 고정레일(120a) 상에서 수직 방향으로 인입출 가능하는 설치되는 스토퍼(143);로 구분 구성된다. 상기 제1밀착부(141)는 제1프레임(110)의 정면에 설치된 실린더에 의해 제1프레임(110)의 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측 방향으로 수평 이동하고, 제2밀착부(142)는 제1프레임의 측면에 설치된 실린더에 의해 제1프레임의 정면에서 배면 또는 배면에서 정면 방향으로 전후 슬라이드 이동한다.
상기 카세트는 좌우 양분된 함체(121)의 좌측 공간, 즉 카세트공급부를 통해 투입되어 승강레일(120b)이 위치한 곳으로 이동하며, 승강레일의 정면에 배치된 제2밀착부(142)에 의해 승강레일의 지정된 위치에서 도착한다. 이후 승강유닛(130)의 작동으로 카세트가 점차 하강하면서 제1공급부(200)와 제2공급부(300)가 제공하는 패드를 내부 적층 적재하고, 적재가 완료되면 승강유닛의 카세트를 다시 승강시켜 고정레일(120a)과 동일한 높이가 되도록 배정한다. 그리고 제1밀착부(141)가 수평 이동하여 카세트를 좌측에서 우측으로 이동시키고, 제1밀착부에 의해 함체의 우측으로 이동된 카세트를 다시 제2밀착부(142)가 밀어내어 카세트배출부를 통해 후송 공정으로 배출한다.
이때 제1프레임(110)에 카세트를 운반하는 운반대가 배치되어 있을 경우 카세트를 즉시 운반대로 전달하고, 만약 카세트를 운반하는 운반대가 미배치된 경우 고정레일(120a)의 하부에 잠입되어 있던 스토퍼(143)가 작동하여 고정레일 상부로 노출됨에 따라 카세트의 낙추를 방지한다.
상기 제1공급부(200)는 수납부(100)의 정면에 길이방향으로 배치되며, 다수의 투입부로부터 공급되는 제1패드(1-1)와 제2패드(1-2), 세퍼레이터(1-3), 그라파이터(1-5)를 수납부로 전달한다.
상기 제1공급부(200)는 수납부(100)의 정면에서 길이방향으로 배치되어 제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이퍼(1-3), 그라파이트(1-5)를 개별 인계받아 수납부(100)로 이송시키는 컨베이어식 제1이송부(210);와, 제1이송부의 일 측에 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 제1패드를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제1투입부(220);와, 제1이송부를 사이에 두고 제1투입부와 마주 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 제2패드를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제2투입부(230);와, 제1투입부의 측 부에 나란히 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 세퍼레이터를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제3투입부(240);와, 제1이송부를 사이에 두고 제3투입부와 마주 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 그라파이트를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제4투입부(250);와, 제1이송부와 제1투입부, 제2투입부, 제3투입부, 제4투입부의 구동을 제어하는 메인제어부(260);로 구분 구성된다.
상기 제1이송부(210)는 컨베이어를 통해 제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이터(1-3), 그라파이트(1-5)를 설정 순서로 이송하는 운반부(211);와, 운반부와 수납부(100) 사이에 배치되어 이송된 부품을 인계받아 임시 수용하는 지지부(212);와, 지지부의 측면에 2개 1조로 설치되어 임시 수용된 부품의 전면 또는 후면 또는 좌면 또는 우면을 밀착시켜 정렬하는 정렬부(213);와, 지지부 상에 정렬된 부품을 파지한 후 수납부로 인계하는 이송로봇(214);으로 구분 구성된다.
상기 제1투입부(220)와 제3투입부(240)는 카세트에 적재된 패드만 다를 뿐 해당 카세트를 투입하는 구조는 동일하다.
상기 제1, 3투입부(220, 240)는 지면으로부터 지지 입설되며 상하로 구분된 2층 구조의 제2프레임(221);과, 제2프레임의 2층 상단에 설치되어 패드가 적재된 카세트를 투입받는 투입레일부(222);와, 제2프레임의 1층 상단에 설치되어 빈 카세트를 외부 배출하는 배출레일부(223);와, 투입레일부와 배출레일부 사이에 수직으로 설치되어 투입레일부에 배정된 빈 카세트를 배출레일부로 전달하는 전달유닛(224);과, 제2프레임의 측면에 설치되어 카세트에 적재된 패드를 개별 인출하여 제1이송부(210)로 공급하는 로더부(225);로 구분 구성된다.
상기 투입레일부(222)는 제2프레임(221)의 일면에 배치되는 고정레일부(222a)와, 고정레일부로부터 연장 배치되며 전달유닛(224)에 의해 승하강하는 승강레일부(222b)로 구분 구성된다.
상기와 같이 제1투입부(220)는 투입레일부(222)의 고정레일부(222a)를 통해 제1패드(1-1)가 적재된 카세트를 공급받아 승강레일부(222b)가 배치된 공간까지 이송한다. 승강레일부(222b)에 카세트가 도달하면 로더부(225)가 작동하여 카세트에 적재된 제1패드(1-1)를 상측에서부터 개별 인출하여 제1이송부(210)로 전달한다. 로더부(225)에 의해 카세트에 적재된 제1패드(1-1)가 모두 인출되면 전달유닛(224)이 작동하여 승강레일부(222b)와 함께 빈 카세트를 하강시켜 배출레일부(223)로 전달한다.
상기 제2투입부(230)는 지면으로부터 지지 입설되는 제3프레임;과, 제3프레임 상단에 안착 설치되어 제2패드(1-2)가 적재된 카세트를 투입받는 공급레일부(232);와, 공급레일부에 배정된 카세트로부터 제2패드를 개별 인출하여 제1이송부(210)로 전달하는 공급로봇(233);으로 구분 구성된다.
상기 공급로봇(233)은 공급레일부(232)의 정면에 배치되며, 실린더와 LM가이드를 연결하여 전후 축 이동하는 브라켓(233a)과, 브라켓 상측으로 수직 설치되어 상하 축 이동하는 수직실린더(233b)와, 수직실린더의 로드에 설치되어 시계방향으로 180° 회전하는 인출로봇(233c)으로 구분 구성된다.
제2패드(1-2)가 적재되는 카세트는 양측 내벽에 설정 홈의 가이드레일이 수직 방향으로 다수 형성되어 있고, 해당 가이드레일에 의해 다수의 제2패드가 층간 적재되는 형태이다.
상기 인출로봇(233c)은 최초 공급레일부(232)에 배정된 카세트를 향하여 배치되며, 카세트가 공급레일부를 통해 설정 위치에 도달 시 전진하여 카세트에 적재된 제2패드(1-2) 중 가장 하단에 배치된 패드의 저부로 삽입된다. 이후 수직실린더(233b)가 승강하여 제2패드를 살짝 들어올린 후 다시 후진하여 카세트에서 제2패드를 완전히 이탈시킨다. 그리고 인출로봇(233c)은 후진하여 제1이송부(210)로 이동 후 180° 회전하여 인출된 제2패드(1-2)를 제1이송부로 전달한다.
여기에서 인출로봇(233c)은 인출된 제2패드(1-2)를 180° 회전 시 이탈하지 않도록 진공패드가 겸비된 것을 포함한다.
도 1 또는 도 2와 같이 상기 제2공급부(300)는 수납부(100)의 측면에 길이방향으로 설치되어 제3패드(1-4)를 수납부로 공급시킨다.
상기 제2공급부(300)는 카세트에 적재된 세퍼레이터를 공급받는 제5투입부(310);와, 제2공급부(300)에 연결된 로봇을 이용하여 적재된 세퍼레이터를 개별 인출한 후 전면을 세척하는 세척부(320);와, 세척된 세퍼레이터를 인계받아 일면에 붕소를 도포하는 제1도포부(330);와, 일면에 붕소가 도포된 세퍼레이터를 흡착하여 저면이 상측을 향하도록 반전시키는 턴테이블부(340);와, 상하 반전된 세퍼레이터를 인계받아 비도포면에 붕소를 도포하는 제2도포부(350);와, 양면에 붕소가 도포된 세퍼레이터를 파지하여 수납부(100)로 인계하는 제2이송부(360);와, 붕소 도포과정에서 비산하는 붕소를 흡입하여 저장하는 집진부(370);로 구분 구성된다.
상기 제5투입부(310)는 제1투입부(220)와 동일한 구조로 이루어져 세퍼레이퍼가 적재된 카세트를 투입 및 배정하고, 세퍼레이퍼가 모두 인출되면 빈 카세트를 외부 배출시켜 새로운 카세트를 배정한다.
상기 세척부(320)와 제1도포부(330), 턴테이블부(340), 제2도포부(350), 제2이송부(360)는 제4투입부(310)의 전방에 길이방향으로 배치된 제3프레임(300a)의 상단에 일렬로 배치될 수 있다.
상기 세척부(320)는 내부에 중공의 공간이 구비되며 상측이 개방되어 세퍼레이터에서 이탈된 이물질을 수용하는 케이스(321);와, 케이스 상에 등 간격 배열되어 세퍼레이터의 표면에 잔류한 이물질을 털어내는 복수의 솔부재(322);로 구성된다.
상기 제1도포부(330)는 세척부(320)로부터 제3패드(1-4)를 인계받아 고정하고, 일측에 설치된 셔터실린더(331)를 작동시켜 붕소를 공급하며, 제3패드의 상부에 배치된 도포롤러(332)를 이용하여 제3패드의 상면에 붕소를 고루 코팅한다.
상기 턴테이블부(340)는 상면에 붕소가 코팅된 제3패드(1-4)의 양측을 파지한 후 저면이 상측을 향하도록 180° 회전시킨다.
상기 제2도포부(350)는 제1도포부(330)와 동일한 구조로 이루어지며, 상측을 향하도록 반전된 제3패드(1-4)의 저면을 도포롤러로 고루 코팅한다.
상기 제2이송부(360)는 제2도포부(350)를 거친 제3패드(1-4)를 수납부(100)로 이송하는 이송부;와, 이송부와 수납부(100) 사이에 배치되어 이송된 제3패드를 인계받아 임시 수용하는 수납대;와, 수납대의 측면에 2개 1조로 설치되어 임시 수용된 제3패드의 전면 또는 후면 또는 좌면 또는 우면을 밀착시켜 정렬하는 밀착부;와, 수납대 상에 정렬된 제3패드를 파지한 후 수납부로 인계하는 파지로봇;으로 구분 구성된다.
상기와 같이 구조로 이루어지는 자동 적재 시스템은 제1투입부(220)를 통해 구리 패드가 투입되고, 제2투입부(230)를 통해 세라믹 패드가 투입되며, 제3투입부(240)를 통해 세퍼레이터가 투입되며, 제4투입부를 통해 그라파이트가 투입된다.
상기 구리 패드와 세라믹 패드, 세퍼레이터, 그라파이트는 제1투입부 내지 제4투입부 사이에 배치된 제1이송부(210)를 통해 기설정 순서대로 수납부(100)로 이동한다. 제1이송부(210)를 통해 수납부(100)와 인접하게 도착한 부품들은 이송로봇(214)에 의해 수납부로 인계되며, 수납부에 기 준비된 카세트에 구리 패드와 세라믹 패드, 세퍼레이터, 그라파이트가 순차적으로 적층 적재된다.
한편, 그라파이트는 제2이송부(300)의 제5투입부(310)를 통해 투입되며, 최초 세퍼레이터로 투입되었다가 제2이송부의 세척부(320), 제1도포부(330), 턴테이블부(340), 제2도포부(350)를 거쳐 양면에 붕소가 도포된 제3패드(1-4)가 된다.
제3패드(1-4)는 제2이송부(360)에 의해 수납부(100)로 인계되며, 제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이터(1-3), 그라파이트(1-5) 중 어느 사이에 개재된다.
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명은 제1공급부와 제2공급부를 통해 세라믹 패드, 구리 패드, 붕소 패드, 세퍼레이터, 그라파이트가 기설정 순서대로 자동 이송하고, 수납부를 통해 이송된 부품들을 순서대로 적층하여 후속 공정으로 자동 배출함에 따라 일련의 조립공정이 신속하고 정밀하게 이루어져 고품질의 제품을 대량으로 생산할 수 있을뿐만 아니라 일련의 모든 공정이 자동화 장치로 이루어져 인건비를 적극적으로 절감할 수 있다.
또한, 제2공급부를 통해 세퍼레이터의 세척 및 붕소 코팅 등 부가 공정이 모두 자동화로 이루어지고, 코팅 공정 시 비산하는 붕소 분말을 완벽하게 흡입하여 별도 저장함에 따라 작업환경을 상시 쾌적하게 유지하여 작업자의 안전에 기여할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 수납부
200. 제1공급부
300. 제2공급부

Claims (5)

  1. 반도체 부품 중 구리로 이루어진 제1패드(1-1)와, 세라믹으로 이루어진 제2패드(1-2)와, 세퍼레이터(Separator, 1-3)와, 세퍼레이터 표면에 붕소가 도포된 제3패드(1-4)와, 그라파이트(Graphite, 1-5)를 설정 순서대로 인계받아 자동 적층하여 후속 공정으로 공급하는 수납부(100);
    수납부와 컨베이어로 연결되어 수납부에 제1패드, 제2패드, 세퍼레이터, 그라파이트를 설정 순서로 공급하는 제1공급부(200);
    수납부와 로봇에 의해 연결되어 수납부에 제3패드를 공급하는 제2공급부(300);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수납부(100)는 지면으로부터 입설되는 제1프레임(110);과, 제1프레임 상면에 설치되어 카세트의 투입과 적재 위치 배정 그리고 배출을 유도하는 롤러레일(120);과, 카세트에 패드가 1개소씩 적재될 때마다 패드의 두께만큼 롤러레일을 하강시켜 제1공급부(200)와 제2공급부(300)의 컨베이어 레일과 카세트의 높이를 일치시키는 승강유닛(130);과, 패드가 적재된 카세트를 설정 경로로 밀어 배출시키는 배출유닛(140);이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1공급부(200)는,
    제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이터(1-3), 그라파이트(1-5)를 개별 인계받아 수납부(100)로 이송시키는 컨베이어식 제1이송부(210);
    제1이송부의 일 측에 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 제1패드를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제1투입부(220);
    제1이송부를 사이에 두고 제1투입부와 마주 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 제2패드를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제2투입부(230);
    제1투입부의 측 부에 나란히 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 세퍼레이터를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제3투입부(240);
    제1이송부를 사이에 두고 제3투입부와 마주 배치되며, 수직방향으로 다수 적재된 그라파이트를 개별 인출하여 제1이송부로 공급하는 제4투입부(250);
    제1이송부와 제1투입부, 제2투입부, 제3투입부, 제4투입부의 구동을 제어하는 메인제어부(260);
    를 포함하는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1이송부(210)는,
    컨베이어를 통해 제1패드(1-1), 제2패드(1-2), 세퍼레이터(1-3), 그라파이트(1-5)를 설정 순서로 이송하는 운반부(211);
    운반부와 수납부(100) 사이에 배치되어 이송된 부품을 인계받아 임시 수용하는 지지부(212);
    지지부의 측면에 2개 1조로 설치되어 임시 수용된 부품의 전면 또는 후면 또는 좌면 또는 우면을 밀착시켜 정렬하는 정렬부(213);
    지지부 상에 정렬된 부품을 파지한 후 수납부로 인계하는 이송로봇(214);
    을 포함하는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2공급부(300)는,
    카세트에 적재된 세퍼레이터를 공급받는 제5투입부(310);
    제2공급부(300)에 연결된 로봇을 이용하여 적재된 세퍼레이터를 개별 인출한 후 전면을 세척하는 세척부(320);
    세척된 세퍼레이터를 인계받아 일면에 붕소를 도포하는 제1도포부(330);
    일면에 붕소가 도포된 세퍼레이터를 흡착하여 저면이 상측을 향하도록 반전시키는 턴테이블부(340);
    상하 반전된 세퍼레이터를 인계받아 비도포면에 붕소를 도포하는 제2도포부(350);
    양면에 붕소가 도포된 세퍼레이터를 파지하여 수납부(100)로 인계하는 제2이송부(360);
    붕소 도포과정에서 비산하는 붕소를 흡입하여 저장하는 집진부(370);
    를 포함하는 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템.
KR1020220187105A 2022-12-28 2022-12-28 적층장치를 이용한 반도체 부품 자동 적층 시스템 KR102576141B1 (ko)

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KR0114338Y1 (ko) 1994-07-11 1998-04-20 김여환 자동시트 적재함
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