KR20020049955A

KR20020049955A - 반도체패키지 진공흡착 이송장치

Info

Publication number: KR20020049955A
Application number: KR1020000079283A
Authority: KR
Inventors: 나익균
Original assignee: 곽 노 권; 주식회사 한미
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-06-26
Also published as: KR100363851B1

Abstract

본 발명은, 반도체패키지 진공 흡착이송장치에 관한 것으로써, 특히, 반도체 전 공정에서 제조된 다수의 반도체 패키지를 쏘잉 머신(Sawing Machine) 등의 절단장치를 통하여 낱개로 절단한 후, 반도체패키지를 소정의 장소로 이송 할 때, 반도체 패키지를 이동시키는 에어밸브와 에어실린더의 거리를 현저하게 단축하여서 지연시간을 제로에 근접하므로 진공흡착이송장치의 제조단가는 현저하게 줄여줄 뿐만아니라 반도체패키지를 고속으로 이송하여 동작 성능을 현저하게 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명에 관한 것이다.

Description

반도체패키지 진공흡착 이송장치{Vacuum Absorbtion Device For Transfering The Semiconductor Package}

본 발명은 반도체 패키지장치를 복수개의 진공흡착패드로 흡착하여 이송하도록 하는 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 전 공정에서 제조된 다수의 반도체 패키지를 쏘잉 머신(Sawing Machine) 등의 절단장치를 통하여 낱개로 절단한 후, 반도체패키지를 소정의 장소로 이송 할 때, 반도체 패키지를 이동시키는 에어밸브와 에어실린더의 거리를 현저하게 단축하여서 지연시간을 제로에 근접하도록 하여 반도체패키지를 고속으로 이송하도록 하는 반도체패키지 진공흡착이송장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지 장치는 실리콘으로 된 반도체기판 상에 트랜지스터 및 커패시터등과 같은 고집적회로가 형성된 반도체칩(Chip)을 붙인 후에 반도체기판의 상면에 레진수지로 몰딩한 후, 기판의 하면에 리드프레임의 역할을 하는 솔더볼(BGA; Ball Grid Array)을 접착시켜 칩과 통전을 하도록 만든 반도체 패키지를 쏘잉머신을 통하여 낱개로 절단(싱귤레이션 작업 이라 함)하므로 제조 되어진다.

이와 같이, 상기 반도체패키지를 여러 공정을 진행하기 위하여서는 진공흡착장치를 사용하여 반도체패키지를 흡착시킨 후에 소정의 장소로 이동하게 된다. 이 진공흡착이송자치는 진공압력이 각종 부재를 거쳐서 진공흡착패드까지 공급되어지면 진공흡착패드는 하강하여서 제품을 흡착한 후 상승하여 소정의 원하는 장소로 이동하게 된다.

상기 반도체패키지를 흡착하는 픽업헤드는 복수개이기 때문에 2단계의 수직이송수단을 사용하는 것이 필수적이고, 2단계의 수직이송에 의하여 복수개의 픽업헤드의 진공흡착패드가 각각 반도체패키지를 흡착하여 한꺼번에 소정의 위치까지 이송한 후 동시에 내려 놓게 된다.

종래에 사용되는 진공흡착장치에는 두가지 방식이 사용되고 있는 데, 일 실시예의 방식을 살펴 보면, 제1수직이송수단에 의하여 픽업헤드는 한꺼 번에 하강하고, 제2수직이송수단에 의하여 1개의 픽업헤드가 하강하여 진공에 의하여 반도체패키지를 잡은 후에 상승한다.

상기 제2수직이송수단은 복 수개이며, 픽업헤드의 수도 동일하며, 각각 1개의 픽업헤드를 작동시킨다. 그 후 수평이송수단에 의하여 일정거리 만큼 이동한 후에 그 다음 제2수직이동수단에 픽업헤드가 하강하여 진공으로 반도체패키지를 잡은 후에 상승하고, 이와 같은 동작을 모든 픽업헤드가 반도체패키지를 잡을 때까지 반복하여 수행하게 된다.

상기 제1실시예에서, 제1수직이송수단, 제2수직이송수단 및 수평이송수단은 동력을 발생하는 서보모터, 서보모터에 의하여 회전하는 스크류, 스크류에 결합되는 너트, 이동을 가이드하는 안내레일 및 안내레일의 이동을 안내하는 가이드로 구성된다.

이와같은 반도체패키지 진공흡착장치는, 제1수직이송수단, 제2수직이송수단 및 수평이송수단들의 구동원은 서보모터이기 때문에 제어장치에서 신호를 보낸 후에 서보모터가 작동하는 시간이 매우 짧으므로 지연시간이 거의 제로에 가깝다.

그런데, 제1실시예의 발명의 경우, 지연시간이 제로에 가까워서 동작이 신속하고 정확한 장점을 지니지만 많은 숫자의 픽업헤드가 사용되는 것이 일반적이고, 제2수직이송수단 역시 많이 필요하게 된다. 이 제2수직이송수단의 부품은 매우 고가 이므로 진공흡착장치의 제작비용이 현저하게 증가하는 문제점을 지닌다.

그리고, 제2실시예의 반도체패키지 진공흡착장치의 구성을 살펴 보면, 제1수직이송수단과 수평이송수단은 제1실시예의 구성과 동일하며, 제2수직이송수단은 에어실린더와. 이 에어실린더에 에어를 공급하는 에어밸브와, 에어를 발생하는 에어펌프등으로 구성된다.

그런데, 제2실시예의 진공흡착장치에서 에어밸브는 장치의 본체에 고정되므로 에어밸브와 에어실린더까지의 거리가 상당하게 멀게 된다. 그래서 제어장치에서 지령신호가 에어밸브로 전달한 후 이 에어밸브가 작동하여 에어실린더를 동작하는 데 까지는 시간이 상당하게 지연된다. 즉, 공기가 에어밸브에서 에어실린더까지 도달할 때, 공기는 압축성 물질이므로 시간이 지연되는 것이다.

더욱이 복수개의 진공흡착패드 모두가 반도체 패키지를 잡으려면 훨씬 많은 시간이 소요된다. 예를 들어서 에어밸브의 작동에서 에어실린더의 동작 개시까지 지연시간이 0.2초라고 할 때, 픽업헤드가 6개라면, 0.2초 × 6 = 1.2초 만큼의 시간이 지연되므로 제2실시예의 반도체패키지 흡착장치는 제작한 비용은 저렴하지만 반도체패키지를 고속으로 이송하지 못하는 문제점을 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 반도체 전 공정에서 제조된 다수의 반도체 패키지를 쏘잉 머신(Sawing Machine) 등의 절단장치를 통하여 낱개로 절단한 후, 반도체패키지를 소정의 장소로 이송 할 때, 반도체 패키지를 이동시키는 에어밸브와 에어실린더의 거리를 현저하게 단축하여서 지연시간을 제로에 근접하도록 하여 반도체패키지를 고속으로 이송하는 것이 목적이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 진공흡착 이송장치의 구성을 보인 도면으로써,

(a)는 정면도이고, (b)는 우측면도이다.

도 2는 본 발명의 반도체 패키지 진공흡착 이송장치의 요부를 보인 도면으로써,

(a)는 정면도이고, (b)는 우측면도이며,

(c)는 저면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 진공흡착 이송장치의 사용 상태를 보인 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 진공흡착이송수단 10 : 수평이송수단

11 : 고정블럭 12 : 스크류

13 : 너트 15 : 안내레일

16 : 가이드 19 : 수평이송블럭

100 : 제1수직이송수단 101 : 서보모터

102 : 스크류 103 : 너트

104 : 베어링 119 : 수직이송블럭

200 : 제2수직이송블럭 210 : 에어블럭

211 : 에어공급통로 212 : 에어배출통로

213 : 공급포트 214 : 배출포트

220 : 에어밸브 230 : 에어실린더

231 : 실린더로드 232 : 브라켓

240 ; 고정판 241 : 픽업헤드

242 : 진공흡착패드 243 : 진공 및 에어공급수단

이러한 목적은, 수평이송수단에 의하여 수평이송블럭이 수평으로 이송되어복수개의 픽업헤드를 한 번에 수평으로 이송하는 수평이송수단과; 상기 수평이송수단에 고정된 수직이송블럭을 수직으로 이송하여 복수개의 픽업헤드를 한 번에 수직 이송하는 제1수직이송수단과; 상기 픽업헤드를 한 개씩 수직 이송하여 픽업헤드에 고정된 진공흡착패드가 반도체패키지를 집거나 또는 내려 놓을 위치까지 이송시키는 제2수직이송수단으로 구성된 진공 흡착이송장치에 있어서, 상기 제2수직이송수단은, 상기 수직이송블럭에 고정되고, 길이 방향으로 각각 형성된 에어공급통로 및 에어밸출통로를 형성한 에어블럭과; 상기 에어블럭의 하단에서 반도체패키지를 잡아주는 픽업헤드와 동일한 갯수로 고정되어 실린더로드를 상,하로 작동하는 에어실린더와; 상기 에어블럭의 상단에 상기 에어실린더 또는 픽업헤드와 동일한 갯수를 갖고, 공기의 공급을 개폐하는 에어밸브와; 상기 에어블럭의 에어공급통로에 직교하여 상기 에어블럭의 갯수 만큼 각각 연결되는 밸브입력통로와; 상기 에어블럭의 에어배출통로에 직교하여 상기 에어블럭의 갯수 만큼 각각 연결되는 밸브배출통로와; 상기 에어블럭 내부에서 상기 에어밸브와 상기 에어실린더 사이에 각각 연결되어 에어를 입,출력하는 에어입출력통로로 구성된 반도체 패키지 진공흡착이송장치를 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 진공흡착 이송장치의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 본 발명의 반도체 패키지 진공흡착 이송장치의 요부를 보인 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 진공흡착 이송장치의 사용 상태를 보인 도면이다.

우선, 본 발명의 구성을 살펴 보면, 수평이송수단(10)에 의하여 수평이송블럭(19)이 수평으로 이송되어 복수개의 픽업헤드(241)를 한번에 수평으로 이송하는 수평이송수단(10)과; 상기 수평이송수단(10)에 고정된 수직이송블럭(119)을 수직으로 이송하여 복수개의 픽업헤드(241)를 한번에 수직 이송하는 제1수직이송수단(100)과; 상기 픽업헤드(241)를 한 개씩 수직 이송하여 픽업헤드(241)에 고정된 진공흡착패드(242)가 반도체패키지(A)를 집거나 또는 내려 놓을 위치까지 이송시키는 제2수직이송수단(200)으로 구성된 진공 흡착이송장치(1)에 있어서, 상기 제2수직이송수단(200)은, 상기 수직이송블럭(119)에 고정되고, 길이 방향으로 각각 형성된 에어공급통로(211) 및 에어밸출통로(212)를 형성한 에어블럭(210)과; 상기 에어블럭(210)의 하단에서 반도체패키지(A)를 잡아주는 픽업헤드(241)와 동일한 갯수로 고정되어 실린더로드(231)를 상,하로 작동하는 에어실린더(230)와; 상기 에어블럭(210)의 상단에 상기 에어실린더(230) 또는 픽업헤드(241)와 동일한 갯수를 갖고, 공기의 공급을 개폐하는 에어밸브(220)와; 상기 에어블럭(210)의 에어공급통로(211)에 직교하여 상기 에어블럭(220)의 갯수 만큼 각각 연결되는 밸브입력통로(216)와; 상기 에어블럭(210)의 에어배출통로(212)에 직교하여 상기 에어블럭(220)의 갯수 만큼 각각 연결되는 밸브배출통로(217)와; 상기 에어블럭(21) 내부에서 상기 에어밸브(220)과 상기 에어실린더(230) 사이에 각각 연결되어 에어를 입,출력하는 실린더 입,출력통로(218a)(218b)로 구성된다.

상기 에어블럭(210)에 형성되는 밸브입력통로(216), 밸브배출통로(217) 및실린더 입,출력통로(218a)(218b)는 거의 일직선상에 에어통로집단(B)형태로서 형성되고, 이는 잔가지를 갖는 군집 형태를 지닌다. 상기 에어통로집단(B)은 에어밸브(220) 및 에어실린더(230)의 갯수 만큼 일정 간격으로 형성된다.

상기 수평이송수단(10)은 미도시된 서보모터에 의하여 회전 운동하는 스크류(12), 상기 스크류(12)에 결합된 너트(13) 및 상기 고정블럭(11)에 고정된 안내레일(15), 안내레일(15)에 결합되어 안내레일(15)을 따라 미끄럼운동을 하는 가이드(16), 상기 가이드와(16)와 너트(13)가 고정되는 수평이송블럭(19)으로 구성된다.

그리고, 제 1수직이송수단(100)의 구성은, 수평이송블럭(119)의 상단에 회전가능하게 고정되며, 상기 서보모터(101)에 의하여 회전 운동하는 스크류(102), 상기 스크류(102)에 결합되는 너트(103)와, 상기 너트(103)와 미도시된 가이드가 고정되는 수직이송블럭(119)와, 상기 수직이송블럭(119)에 고정된 가이드가 결합된 안내레일(미도시)로 구성된다.

그리고, 상기 실린더로드(231)의 끝단부에는 브라켓(232)을 형성하고, 이 브라켓(232)의 저면에는 상기 픽업헤드(241)를 고정하는 고정판(240)을 연결하여 형성하도록 한다.

그리고, 상기 브라켓(232)은 일정 각도 절곡되어 상기 에어실린더(230)의 일측면을 따라 가이드 되는 가이드면(232a)을 형성하도록 한다.

또한, 상기 에어공급통로(211)와 에어배출통로(212)의 일측에는 에어를 공급하거나 배출하는 공급포트(213) 및 배출포트(214)가 형성되어진다.

그리고, 상기 픽업헤드(241)에는 상측으로 연결된 진공파이프(244)가 연결되어지고, 이 진공파이프(244)에는 진공 및 에어공급수단(243)이 설치되어져 있어서, 픽업헤드(241)의 진공흡착패드(242)에 진공을 가하여서 반도체패키지(A)를 흡착하거나 반도체패키지(A)를 소정의 장소에 내려 놓을 경우에는 약간의 공기를 배출하는 역할을 하도록 구성된다.

이하, 본 발명의 작용을 상세하게 살펴보도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 반도체패키지 진공흡착이송장치의 작동 상태를 살펴 보게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 수평이송수단에(10)에 의하여 한 쪽 방향으로 이송한 후, 제1수직이송수단(100)에 의하여 다수의 픽업헤드(241)가 한번에 하강하게 되고, 그 이후 제2수직이송수단(200)의 의하여 1개의 픽업헤드(241)가 하강하여 진공흡착패드(242)로 반도체패키지(A)를 흡착한 후 상승한다.

그리고, 상기 수평이송수단(10)에 의하여 픽업헤드(241)가 하강하여 진공흡착패드(242)가 소정의 위치로 약간이 동하여 다음의 픽업헤드(241)가 반도체패키지(A)를 픽업할 수 있도록 한 후, 상기 제2수직이송수단(200)에 의해 다른 픽업헤드( 241)가 하강하여 진공 및 에어공급수단(243)을 통하여 진공파이프(244)로 진공을 공급하여서 진공흡착패드(242)가 반도체패키지(A)를 흡착한 후 상승한다.

상기 픽업헤드(241)의 수 만큼 이와 같은 동작을 반복하면, 모든 진공흡착패드(242)에 한 개씩 반도체패키지(A)를 집게 된다. 이와 같이, 상기 픽업헤드(241)의 수 만큼 상기한 동작을 반복하게 되면, 모든 진공흡착패드(242)에 모든 반도체패키지(A)를 흡착하여 고정하게 된다.

이 때, 상기 제1수직이송수단(100)에 의하여 모든 픽업헤드(241)가 한꺼 번에 원래의 위치까지 이동하게 되고, 그 후 상기 수평이송수단(10)에 의해 모든 픽업헤드(241)가 소정의 이송위치까지 이동하게 된다.

이 위치에서 상기 제1수직이송수단(100)에 의하여 모든 픽업헤드(241)가 한꺼 번에 1단계로 하강한 후, 상기 제2수직이송수단(200)에 의해 한 개의 픽업헤드(241)가 하강하여, 진공흡착패드(242)에 흡착되어 있던 반도체패키지(A)에 진공 및 에어공급수단(243)으로 부터 공기를 배출하여서 흡착된 반도체패키지(A)를 진공흡착패드(242)로 부터 분리하도록 한다.

그린 후에 상기 제2수직이송수단(200)에 의해 상기 픽업헤드(241)는 상승하고, 상기 수평이송수단(10)이 다음의 픽업헤드(241)가 반도체패키지(A)를 소정의 장소에 내려 놓게 된다. 이와 같은 동작을 픽업헤드(241)의 갯수 만큼 반복하게 되면, 모든 반도체패키지(A)가 소정의 위치에 내려 놓여지게 되고, 그 위치에서 소정의 공정을 반도체패키지(A)에 진행한 후, 상기한 반대과정을 거쳐서 반도체패키지(A)를 흡착하여 다른 장소로 이동하는 작업을 거치면서 공정을 진행한다.

한편, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 수직이송수단(200)의 내부에서 진공이 가하여지거나 해제되는 상태를 살펴 보면, 상기 에어공급통로(211)에는 끝단부에 공급포트(213)가 고정되어서 항상 일정한 공기압이 들어오고, 에어배출통로(212)의 끝단부에는 배출포트(214)가 고정되어서 공기가 대기압으로나갈수 있도록 한다.

그리고, 상기 에어밸브(220)에 상기 실린더로드(231)가 하강하도록 제어장치(미도시)에서 제어신호를 보내면 에어밸브(20) 내에서 밸브개폐가 이루어져 실린더 입,출력통로(218a)(218b)중에서 어느 하나에 에어공급통로(211)를 거쳐 밸브입력통로(216)를 통하여 공기를 공급하고, 다른 하나는 공급된 공기가 에어실린더(230)에서 배출되어 에어밸브(220)로 유입된 후, 밸브배출통로(217)를 통하여 에어배출통로(212)를 거쳐서 배출포트(214)로 공기가 대기로 배출되어진다.

반대로 상기 실린더로드(231)를 상승하라고 제어신호가 가하여지면, 전기적신호가 에어밸브(220)에 공급되어 에어밸브(220)내에서 밸브개폐가 작동되어, 전에 에어실린더(230)로 공급된 공기는 공급되었던 통로를 따라서 에어밸브(220)로 이동한 후, 밸브배출통로(217)를 통하여 에어배출통로(212)로 내보내지고, 전에 에어실린더(230) 내에서 공기가 배출된 통로는 이번에는 에어공급통로(211)를 거쳐서 밸브입력통로(216)로 공기가 유입되므로 실린더로드(231)는 상승운동을 하게 된다.

이와 같이, 상기 에어밸브(220)는 제어장치로 부터 제어신호를 받아서 공기의 흐름을 변경하면서 실린더로드(231)가 승,하강운동을 하고, 이에 고정된 브라켓(232)에 의하여 픽업헤드(241)에 고정된 반도체패키지(A)를 흡착하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체패키지 진공 흡착이송장치를 이용하게 되면, 반도체 전 공정에서 제조된 다수의 반도체 패키지를 쏘잉머신(Sawing Machine) 등의 절단장치를 통하여 낱개로 절단한 후, 반도체패키지를 소정의 장소로 이송 할 때, 반도체 패키지를 이동시키는 에어밸브와 에어실린더의 거리를 현저하게 단축하여서 지연시간을 제로에 근접하므로 진공흡착이송장치의 제조단가는 현저하게 줄여줄 뿐만아니라 반도체패키지를 고속으로 동작하여 성능을 현저하게 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims

수평이송수단에 의하여 수평이송블럭이 수평으로 이송되어 복수개의 픽업헤드를 한번에 수평을 이송하는 수평이송수단과; 상기 수평이송수단에 고정된 수직이송블럭을 수직으로 이송하여 복수개의 픽업헤드를 한번에 수직 이송하는 제1수직이송수단과; 상기 픽업헤드를 한 개씩 수직이송하여 픽업헤드에 고정된 진공흡착패드가 반도체패키지를 집거나 또는 내려 놓을 위치까지 이송시키는 제2수직이송수단으로 구성된 진공 흡착이송장치에 있어서,

상기 제2수직이송수단은, 상기 수직이송블럭에 고정되고, 길이 방향으로 각각 형성된 에어공급통로 및 에어배출통로를 형성한 에어블럭과;

상기 에어블럭의 하단에서 반도체패키지를 잡아주는 픽업헤드와 동일한 갯수로 고정되어 실린더로드를 상,하로 작동하는 에어실린더와;

상기 에어블럭의 상단에 상기 에어실린더 또는 픽업헤드와 동일한 갯수를 갖고, 공기의 공급을 개폐하는 에어밸브와;

상기 에어블럭의 에어공급통로에 직교하여 상기 에어블럭의 갯수 만큼 각각 연결되는 밸브입력통로와;

상기 에어블럭의 에어배출통로에 직교하여 상기 에어블럭의 갯수 만큼 각각 연결되는 밸브배출통로와;

상기 에어블럭 내부에서 상기 에어밸브과 상기 에어실린더 사이에 각각 연결되어 에어를 입,출력하는 에어입출력통로로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 진공흡착 이송장치.
제 1 항에 있어서, 상기 실린더로드의 끝단부에는 브라켓을 형성하고, 이 브라켓의 저면에는 상기 픽업헤드를 고정하는 고정판을 연결하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 진공흡착 이송장치.
제 2 항에 있어서, 상기 브라켓은 일정 각도 절곡되어 상기 에어실린더의 일측면을 따라 가이드 되는 가이드면을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 진공흡착 이송장치.
제 1 항에 있어서, 상기 에어공급통로와 에어배출통로의 일측에는 에어를 공급하거나 배출하는 공급포트 및 배출포트가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 진공흡착 이송장치.