KR20020089358A - 전자부품 처리장치 및 방법 - Google Patents

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KR20020089358A
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요하네스람베르투스게라르두스마리아 벤루이요트
아드리아누스헨리쿠스잉나티우스마리아 베르퀴렌
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피코 비. 브이.
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Abstract

본 발명은 반도체 같은 전자부품을 처리하기 위한 장치에 관련되는데, 상기 장치는 최소한 두개의 처리 스테이션, 전자부품에 대한 최소한 하나의 공급/방출 위치, 공급/방출 위치(7,16,17) 및 처리 스테이션(3) 사이에 전자부품을 위치시키기 위해 전자부품을 결합시키는 결합수단(6,11)을 갖는 로봇암(5,10), 처리 스테이션(3,12,14,15) 및 로봇암(5,10)을 작동시키기 위한 제어부로 구성된다. 또한 본 발명은 본 발명을 따르는 장치로 수행될 수 있는 전자부품을 처리하기 위한 방법 및 최소한 두 가지의 장치로 된 조립체에 관련된다.

Description

전자부품 처리장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING ELECRONIC COMPONENTS}
반도체 같은 전자부품을 처리하는 것과 특히 이러한 부품들을 캡슐화(encapsulating) 것은 비싼 복잡하고 정밀한 장치를 사용한다. 고장이나 생산이 멈추는 것을 방지하는 것이 매우 중요하며, 광범위한 자동화처리가 요구된다. 이전까지 여러개의 처리 스테이션이 이러한 목적으로 서로 단단히 연결되었는데, 전자부품은 처리스테이션을 따라 정해진 루트로 이송된다. 종래 기술의 단점은 다음번 루트에 대한 선택사항이 매우 제한되어 있다는 것이다. 또한 서로 다른 처리스테이션의 처리용량을 조화시키는 것이 어렵다.
미국 특허 5,364,225는 청정실에서 제조되는 인쇄회로판을 만드는 방법을 공지한다. 이 때문에 처리될 인쇄회로판은 이러한 목적으로 특별히 개발된 하우징으로 수용되며, 하우징을 따라 인쇄회로판은 이송 콘테이너에 놓인다. 로봇암을 사용하여 이송콘테이너 및 분리하우징에 있는 처리 스테이션 사이에 인쇄회로보드를 이동시킨다.
본 발명은 반도체 제품 같은 전자부품(electrical component)을 처리하기 위한 장치에 관련되는데, 최소한 두 개의 처리스테이션(processing station), 전자부품을 위한 최소한 하나의 공급/방출위치, 공급/방출(supply/discharge) 위치 및 처리스테이션 사이에서 전자부품을 교체하고 결합시키기 위한 결합수단(engagement mean)을 갖는 로봇암(robot arm), 처리 스테이션과 로봇암을 작동시키기 위한 제어부로 구성된다. 본 발명은 또한 최소한 이러한 장치 두개로 된 조립체와 전자부품을 처리하기위한 방법에 관련되는데, 이러한 장치 및 조립체가 사용될 수 있다.
도 1A는 본 발명을 따르는 실시예의 도식적인 실시예를 도시하는 사시도.
도 1B는 도 1A에 도시된 장치의 평면도.
도 2는 본 발명을 따른 장치의 선택적인 실시예에 대한 평면도.
* 부호 설명 *
1 : 장치2 : 프레임
3 : 프레스4 : 몰드
5 : 로봇암7 : 공급/방출 위치
10 : 로봇암11 : 그립퍼 헤드
12 : 펠렛 공급장치13 : 프레스
14 : 예비가열 스테이션15 : 디게이터
16 : 공급스테이션17 : 방출 스테이션
좀더 융통성 있는 방법으로 전자부품이 캡슐화되고, 처리 스테이션의 용량의 종래의 방법보다 잘 이용되도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 또 다른 목적은 단순한 방법으로 전체 큰 장치에 통합된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 서두에 언급된 형식의 전자부품을 처리하기 위한 장치를 제공하는 것이 목적인데, 처리스테이션은 몰드에서 캡슐화 재료를 갖는 전자부품을 둘러쌓기 위한 적어도 하나의 캡슐화 스테이션으로 구성되며, 장치는 캡슐화재료를 위한 최소한 하나의 공급위치로 구성되고, 결합수단을 갖는 로봇암은 공급위치에서 캡슐화 스테이션으로 캡슐화 재료를 이동시키기에 적합하다. 이러한 장치에 첫 번째 이점은 매우 간단한 방법으로 다용도 이송시스템에 연결될 수 있다는 것이고, 마찬가지로 본 발명의 출원인의 제품분류의 한 부분을 형성한다. 이러한 이송시스템은 전자부품을 공급/방출위치로 공급 및 배출만을 시킨다. 또한 본 발명을 따르는 장치로 전자부품의 이동하고 및 처리되는데, 본 발명을 따르는 장치 및 이송시스템 사이에 요구되는 상호작용이 제한될 수 있고, 제어 시스템간의 연결이 필요없다. 두 번째중요한 이점은 장치 내에서 전자부품을 이송시키기 위한 많은 선택이 자유가 있다는 것이다.
병렬로 수행되는 여러 가지 처리 및 처리순서는 본 발명을 따르는 장치를 사용하여 아무 문제가 없는 것으로 생각될 수 있다. 이러한 융통성은 처리스테이션의 용량이 가능한 많이 이용되도록 혼합된 전자부품이 선택되는 추가적인 이점을 갖는다. 또 다른 이점은 상기 장치의 처리스테이션이 이러한 목적으로 조절될 필요가 있는 이송수단 없이 변형될 수 있다는 것이다. 로봇암의 제어만 적용되어야 한다. 마찬가지로 정밀검사, 교체 등의 이유로 장치가 작동되는 동안 하나 이상의 처리 스테이션이 전개(deploy)될 필요가 없다.
아직 설명되지 않은 본 발명을 따르는 장치의 한가지 중요한 이점은 어떠한 추가적인 값을 제공하지 않는 전자부품 이송이 처리시스템의 용량이 로봇암의 용량에 정확하게 상응할 때 처리 스테이션의 용량을 제한하지 않는다는 것이다. 실제로 처리스테이션의 용량 손실을 가져오는 이송부 없이 하나의 로봇암으로 6개의 처리스테이션이 작동하는 것이 가능하다. 그러므로 하나 이상의 그 다음번 처리시스템은 공급, 감지, 예비가열, 펠렛(pellet) 적재, 디게이팅(degating), 방출 스테이션 등등 상기 장치의 한 부분을 형성한다.
전자부품을 처리하는데 추가하여, 추가적안 재료 같은 다른 물체가 결합수단과 교체될 수 있다. 캡슐화가 진행되는 동안, 반도체 같은 전자부품은 본 발명을 따르는 장치에 의해 비교적 유리하게 수행될 수 있는 여러 가지 수동조작을 필요로 한다. 동일 장치에 펠렛이나 필름재료 혹은 다른 재료를 공급하고 예비 가열하는등의 관련된 처리작업을 수행하는 것이 논리적이다
본 발명의 또 다른 중요한 이점은 비교적 복잡한 캡슐화 공정이 단순한 수단으로 자동으로 수행될 수 있다는 것이다. 특히 선호되는 실시예를 따라 결합수단을 갖는 로봇암은 제어된 거리에서 캡슐화 재료를 픽업(pick up)하는데 적합하다. 또한 캡슐화하기 위한 구성요소에 추가하여 캡슐화 장치의 구조로 형성되는 상대적인 방향에 있는 캡슐화 장치에 놓여야 하는 캐슐화 재료의 펠렛이 캡슐화작업을 하는데 필요하다. 자동화된 캡슐화 공정에서 많은 캡슐화 재료의 펠렛을 필요한 방향에 놓기 위해 독립적인 표시장치가 사용된다. 이렇게 놓인 펠렛은 상기 장치로부터 캡슐화장치로 이송되는데, 선택적으로 중간 이송수단을 통해서 이송된다. 본 발명은 종래의 표시장치를 필요없도록 하는데, 펠렛이 여러위치에 있을 때, 결합수단을 갖는 로봇암이 이송지점을 따라 표시된 방식으로 이동될 수 있으며, 이러한 이송지점은 캡슐화가 진행되는 동안 필요한 방향에서 즉각적으로 결합수단과 펠렛이 연결되도록 한다.
처리 스테이션의 선호되는 실시예에서, 공급/방출 위치 및 로봇암은 동일 프레임에 연결된다. 그러므로 처리스테이션과 공급/방출 위치간의 상호 위치는 고정될 수 있다. 프레임은 하나 이상의 여러개의 떨어진 위치와 함께 매우 단순한 방법으로 제공될 수 있다. 또한 분리된 처리 스테이션은 비교적 가벼울 수가 있다.
장치를 좀더 광범위하게 이용하기 위해서, 로봇암에 연결된 결합수단을 자동으로 놓기 위한 교체스테이션이 제공될 수 있다. 처리스테이션 같은 다른 제조에 관련된 교체부분이 자동으로 로봇암에 의해 교체될 수가 있다. 교체부품 또한 이러한 목적으로 로봇암에 접근해야 한다.
또 다른 선호되는 변형체에서 제어부는 표시된 방법으로 처리스테이션을 따라 로봇암을 이동시키기에 적합하다. 여러개의 처리스테이션을 간단하게 교체할 수 있다. 그러므로 표시된 방법으로 리드 프레임을 하나의 감지센서를 통과시켜 처리 스테이션의 리드 프레임(lead frame)에 있는 복잡한 패턴의 구멍들을 검사하는 것이 가능하다.
처리될 제품에 따라 제동하기 위해 로봇암은 구성요소 데이터를 검출하기 위한 센서로 구비될 수 있다. 이러한 목적으로 바코드 판독기가 사용될 수 있다. 또한 전자부품이 장치로 판독될 수 있는 식별코드를 갖는 공급위치에 놓일 수 있는 제품 캐리어(carrier)를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 변형체에서, 로봇암의 결합수단은 서로 거리를 둔 여러개의 그립퍼(gripper)로 구비된다. 상기 그립퍼들은 표준화된 공간으로 서로 떨어져 놓일 수 있다. 특히 표준 중간거리가 제품 설계에 고려되어 정해졌을 때 한 측면에 게이트(gate)로 구비된 전자부품은 불규칙한 형태로 연결될 수 있다.
전술된 바와 같이, 공급/방출위치는 전자부품에 대한 제품 캐리어를 수용하기에 적합할 수 있다. 전자부품은 처리되기 위해 로봇암에 의해 제품 캐리어로부터 제거될 수 있지만, 또한 전자부품을 갖는 제품 캐리어가 로봇암에 의해 처리 스테이션에 공급되는 것이 고려될만하다.
선호적으로 상기 장치는 또한 처리스테이션이 각각 원하는 대로 추가 및 제거되도록 모듈형 구조로 되어 있다. 제품의 부피가 증가하면, 처리스테이션의 수는추가될 수 있다.
전술된 최소한 두 개의 장치는 결합될 수 있고, 장치의 로봇암은 부분적으로 겹치는 작업영역을 갖는다. 또한 최소한 하나의 처리 스테이션은 두 개의 로봇암으로 수행될 수 있다. 이러한 장치의 조립체는 적은 공간을 필요로 하고 사용상 유동성이 있다.
본 발명은 또한 로봇암으로 공급위치에서 전자부품을 결합하여 반도체 같은 전자부품을 처리하기 위한 방법을 제공하는데, 로봇암으로 전자부품을 처리하기 위해 최소한 두 개의 처리스테이션을 따라 통과한 다음 처리된 전자부품을 방출위치로 옮긴다. 상기 방법의 선호되는 실시예에서 다른 전자부품은 여러 가지 루트를 갖는 로봇암으로 처리스테이션을 따라 이송된다. 상기 방법의 이점은 본 발명을 따르는 장치를 참고로 전술되었다. 가장 중요한 이점은 처리스테이션의 높은 사용도와 처리스테이션을 처리하고 단순화하기 위한 전자부품 혼합의 유동성이다.
선호되는 상기 방법의 응용분야에서 전자부품 캐리어는 처리스테이션을 따라 관련 부품의 루트가 결정되는 것을 기초로 하는 식별치를 갖는다. 이러한 방법으로 로봇암 및 최소한 두 개의 처리 스테이션의 자동제어는 처리될 제품으로 구동되는 것임을 알 수 있다. 이러한 제어는 중앙생산계획없이 가능하며, 전체 제조라인 자동으로 연결될 필요가 없으며, 로컬유닛(local unit)은 전자부품으로 보내진 정보로 제어된다.
본 발명을 따르는 방법의 또 다른 선호적인 응용분야에서 결합수단을 갖는 로봇암은 조절된 거리에서 결합수단으로 캡슐화 재료부분을 픽업하기 위해 캡슐화재료에 대한 최소한 하나의 이송지점을 따라 제어된 방식으로 이송된다. 결합수단으로 픽업된 캡슐화 재료는 처리되기에 적합한 구조로 캡슐화 장치에 놓일 수 있다. 선호되는 사용상의 이점은 본 발명을 따르는 장치를 참고로 전술되었다.
상기 방법의 또 다른 선호되는 사용분야에서 전자부품은 여러 가지 단계로 전자부품을 캡슐화하기 위한 최소한 두 개의 캡슐화 장치를 따라 이송된다. 여러 가지 단계로 전자부품을 캡슐화 하는 것은 현재까지 알려져있지 않지만 지금까지 만들어지지 않은 제품을 제조하는 것이 가능하거나, 이전보다 더 정밀하게 제품을 만드는 것이 가능하다. 여기서 고려될 제품은 반도체인데, 하우징부분은 플레이트 모양의 캐리어의 두 측면에 몰딩되어야 한다. 하우징의 양 측면은 장치 혹은 방법을 더욱 복잡하게 할 필요없이 두 개의 분리된 제조 작업으로 본 발명을 따르는 장치 및 방법에 의해 제조될 수 있다. 최소한 두 가지의 다른 캡슐화 작업으로 전자부품의 캡슐화는 본 출원에서 독립적인 부분을 나타낸다.
본 발명은 도면에 도시된 제한적이지 않은 실시예를 참고로 설명될 것이다.
도 1A는 두 개의 프레스(3)가 장착된 프레임(2)을 갖는 장치(1)를 도시한다. 프레스(3)는 전자부품이 클램핑된 다음 캡슐화되는 곳 사이에 있고 서로 이동이 가능한 두 개의 몰드(4)로 구성된다. 또한 프레임(2)은 그립퍼헤드(gripper head)(6)를 갖는 자유단부에 제공되는 로봇암(5)에 조립된다. 프레스(3)는 로봇암(5)에 대해 배치되어, 그립퍼 헤드(6)를 사용하여 전자부품이 몰드(4) 사이에 위치하거나 몰드(4)에서 제거될 수 있도록 한다.
도 1B는 전자부품을 장치(1)로부터 방출 혹은 장치공급하기 위한 충분한 공간이 프레임(2) 내에 있는 것을 도시하는 평면도이다. 이러한 목적으로 공급/방출 위치(7)는 전자부품이 위치(7)에서 픽업될 수 있도록 로봇암(5)의 범위 내에 놓인 프레임(2) 안쪽에서 형성된다. 또한 프레스(3)에 대해서 여러 가지 다른 처리스테이션이 프레임(2)에 조합될 수 있다. 제품과 관련된 그립퍼가 장치(1)내에서 처리될 수 있도록 그립퍼 헤드(6)가 자동으로 교환될 수 있는 프레임(2) 내에서 저장 콘테이너를 수용하는 것이 가능하다.
도 2는 선택적인 장치(8)의 평면도인데, 그립퍼 헤드(11)를 갖는 로봇암(10)의 작동범위가 점선(9)으로 도시되었다. 도시된 위치에서 그립퍼 헤드(11)를 갖는 로봇암(10)은 도면에 도식적으로 도시된 프레스(3)들 중 하나에 위치한다. 프레스(3) 사이의 중간 위치에서 하나의 적재위치(loading position)(13)를 갖는 펠렛 공급장치(12)가 놓인다. 여러개가 인접하게 놓은 펠렛을 갖는 그립퍼 헤드(11)를 적재하기 위해 점선으로 도시된 그립퍼헤드(11') 수단에 의해 시작-정지 운동을 하며 표시된 방법으로 적재위치(13) 아래에서 그립퍼헤드(11)가 이동해야 한다. 프레스(3)는 로봇암(10)에 의해 펠렛으로 적재될 수 있다.
로봇암(10)으로 작동될 수 있는 다른 처리 스테이션은 프레스(13)로 처리될 전자부품은 원하는 온도가 될 수 있는 예비가열 스테이션(14)인데, 캡슐화된 전자부품이 관련 게이트로부터 방출될 수 있는 이른바 "디게이터(degater)"(14)라고 불린다. 디게이터(15)를 작동할 때 그립퍼헤드(11)의 위치는 점선으로 도시된 그립퍼 헤드(11")로 도시된다.
전자부품을 공급하기 위해서 점선으로 도시된 그립퍼 헤드(11"')로 도시된 바와 같이 공급 스테이션(16)은 그립퍼헤드(11)에 접근 가능하게 제공된다. 공급 스테이션(16)과 비슷하게, 방출 스테이션(17)은 점선으로 도시된 그립퍼 헤드(11"")로 도시된 바와 같이 그립퍼헤드(11)에 접근 가능하게 제공된다. 공급 스테이션(16) 및 방출 스테이션(17)은 하나의 위치로 결합되거나 전자부품은 본 출원인이 개발한 다용도 이송 시스템으로 공급된다.
본 발명은 여러 가지 실시예를 참고로 설명되었지만 설명된 실시예에 국한되지 않는다. 반면에 모든 변형은 본 발명의 범위 내에서만 가능하다.

Claims (19)

  1. 반도체 같은 전자부품을 처리하기 위한 장치(1,8)는
    - 최소한 두개의 처리 스테이션(3,12,14,15)
    - 전자부품에 대한 최소한 하나의 공급/방출 위치(7,16,17),
    - 공급/방출 위치(7,16,17) 및 처리 스테이션(3) 사이에 전자부품을 위치시키기 위해 전자부품을 결합시키는 결합수단(6,11)을 갖는 로봇암(5,10),
    - 처리 스테이션(3,12,14,15) 및 로봇암(5,10)을 작동시키기 위한 제어부로 구성되는데 있어서,
    처리 스테이션(3,12,14,15)은 몰드에서 캡슐화 재료로 전자부품을 둘러쌓기 위한 최소한 하나의 캡슐화 스테이션(3)으로 구성되며, 장치(1,8)는 캡슐화재료를 위한 최소한 하나의 공급위치(13)로 구성되고, 결합수단(6,11)을 갖는 로봇암(5,10)은 공급위치(13)에서 캡슐화 스테이션(3)까지 캡슐화 재료를 이동시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 결합수단(6,11)을 갖는 로봇암(5,10)은 조절된 거리에서 캡슐화 재료부분을 픽업하기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 혹은 제 2 항에 있어서, 처리스테이션(3,12,14,15), 전자 부품에 대한 공급/방출 위치(7,16,17), 로봇암(5,10)은 공통 프레임(2)에 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 상기항에 있어서, 처리스테이션(3,12,14,15) 중 최소한 하나는 공급, 검출, 예비가열, 펠렛 적재, 디게이트 혹은 방출 스테이션인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 상기항에 있어서, 장치(1,8)는 로봇암(5,10)에 연결된 결합수단(6,11)을 자동으로 교체하기 위한 교체 스테이션으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 상기항에 있어서, 제어부는 표시된 방식으로 처리 스테이션(3,12,14,15)을 따라 로봇암(5,10)을 이동시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 상기항에 있어서, 로봇암(5,10)은 부품의 데이터를 감출하기 위한 센서로 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 상기항에 있어서, 로봇암(5,10)의 결합수단(6,11)은 상호 떨어진 거리에 있는 여러개의 그립퍼로 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 그립퍼는 표준화된 거리로 떨어져 놓이는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 상기항에 있어서, 전자부품에 대한 공급/방출 위치(7,16,17)는 제품 캐리어를 수용하기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 상기항에 있어서, 장치(1,8)는 처리 스테이션(3,12,14,15)이 원하는대로 추가 및 제거될 수 있도록 모듈형 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 상기항에 있어서, 최소한 두 개의 장치(1,8)의 조립체에서 장치(1,8)의 로봇암(5,10)은 최소한 부분적으로 겹치는 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서, 최소한 하나의 처리 스테이션(3,12,14,15)은 두 개의 로봇암(5,10)으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 조립체.
  14. 반도체 같은 전자부품을 처리하는 방법은 공급위치(7,16,17)에 있는 전자부품을 로봇암(5,10)으로 결합하여 최소한 두 개의 처리 스테이션(3,12,14,15)을 따라 통과한 다음 전자부품(7,16,17)을 방출하기 위해 처리된 전자부품을 옮기는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 다른 전자부품들은 여러 가지 루트로 로봇암(5,10)에 의해 처리스테이션(3,12,14,15)을 따라 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14 항 혹은 제 15 항에 있어서, 전자부품 캐리어는 처리스테이션(3,12,14,15)을 따라 관련된 부품의 루트가 정해지는 것을 기초로 식별부가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항에 있어서, 결합수단(6,11)을 갖는 로봇암(5,10)은 결합수단(6,11)으로 조절된 떨어진 거리에서 캡슐화 재료부분을 픽업하기 위해 캡슐화 재료를 위한 최소한 하나의 이송지점을 따라 제어된 방식으로 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 결합수단(6,11)으로 픽업된 캡슐화 재료부분은 처리하기에 적합한 구조를 갖는 캡슐화 장치(3)에 놓이는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항에 있어서, 전자부품은 여러 가지 단계로 전자부품을 캡슐화하기 위한 최소한 두 개의 캡슐화장치(3)를 따라 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
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