KR200299223Y1 - 세라믹 진공흡착노즐팁 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체칩을 진공흡착하여 기판으로 운반하는 노즐을 금속본체와 세라믹팁으로 결합구성한 진공흡착노즐팁에 관한 것으로, 진공흡입을 위한 구멍(12)이 상하로 관통되어 있는 원통형 노즐본체(10)의 단부의 원형 삽입부(14)에 삽입되고, 상기 구멍(12)과 연통하는 흡입공(22)이 중앙부에 관통되어 있으며, 세라믹으로 구성되고, 상기 구멍(12)과 흡입공(22)을 통해 반도체칩을 진공흡착하는 것을 특징으로 한다.

Description

세라믹 진공흡착노즐팁{Ceramic nozzle tip using vacuum absorption}

본 고안은 세라믹 재료로 구성된 세라믹 진공흡착노즐팁에 관한 것으로, 구체적으로는 반도체칩을 기판에 정위치시키기 위해 반도체칩을 진공흡착하여 운반하기 위한 노즐을 금속본체와 세라믹팁으로 결합구성한 진공흡착노즐팁에 관한 것이다.

일반적으로 정밀한 구조의 반도체칩을 머더보드 등의 기판에 정위치하기 위해서는 미세한 진공흡착 노즐을 이용해 반도체칩을 들어올려 기판에 위치시켜야만한다. 그런데, 지금까지는 노즐본체와 노즐팁을 스틸 등의 금속으로 일체형으로 제조하거나, 금속본체에 금속노즐팁을 결합하여, 반도체칩의 손상을 막고 센서에 의한 악영향을 방지하기 위해 노즐팁 표면을 세라믹 코팅또는 크롬도금하여 사용해왔다. 이 경우, 반도체칩을 운반할 때 팁 부분이 칩 표면에 접촉할 수 밖에 없어, 대체로 30일 정도 사용하면 내마모성이 약한 세라믹코팅이나 크롬도금이 벗겨져 수명이 다하므로, 약 20~30만원 정도하는 고가의 노즐을 빈번히 교체해야만 하여 많은 비용이 소요된다. 또한, 노즐팁을 금속으로 구성할 경우, 노즐팁의 제작과정중에 노즐팁이 자성을 띠게 된다. 따라서, 노즐팁이 전자기파의 영향을 받아 반도체칩의 불량의 원인이 되는 문제도 있다.

그리고, 반도체칩을 운반하여 기판에 배치할 때 센서로 인식하여 정밀하게 정위치시켜야 하기 때문에, 센서의 인식에 영향을 미치지 않기 위해 노즐은 반드시 흑색이어야 하며 별도로 무광처리 해야만 한다.

본 고안은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 고안된 것으로서, 노즐팁 자체를 세라믹 재질로 구성함으로써 종래 코팅이 벗겨지던 문제를 해결하여 30일 정도의 노즐팁 수명을 거의 반영구적으로 대폭 향상시킴으로써 획기적인 경비절감을 도모하는 것을 목적으로 한다. 또한, 카본처리에 의한 흑색 세라믹 및 흑색을 띠고있는 세라믹으로 구성되어 별도의 코팅 및 도금처리가 불필요한 노즐팁을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그 외에도, 전자기파의 영향을 받지 않아 반도체칩에 악영향을 미치지 않는 세라믹 노즐팁을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 세라믹 진공흡착노즐팁이 장착된 노즐단부의 단면도;

도 2는 세라믹 링이 장착된 상태의 노즐단부의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10.. 노즐본체 12.. 구멍

14.. 삽입부 16.. 링장착부

20.. 노즐팁 22.. 흡입공

30.. 링

상기 제목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 세라믹 진공흡착노즐팁은,

진공을 이용해 반도체칩을 흡착하여 기판에 운반배치하는 진공흡착노즐에 있어서:

진공흡입을 위한 구멍(12)이 상하로 관통되어 있는 원통형 노즐본체(10)의 단부의 원형 삽입부(14)에 삽입되고, 상기 구멍(12)과 연통하는 흡입공(22)이 중앙부에 관통되어 있으며, 세라믹으로 구성되고, 상기 구멍(12)과 흡입공(22)을 통해 반도체칩을 진공흡착하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 세라믹 진공흡착노즐팁은 샌드블라스팅 가공을 이용해 표면을 무광택 처리하는 것이 바람직하다.

또, 본 고안의 노즐팁은 상기 원형 삽입부(14)에 열박음, 억지박음 또는 본딩되는 것이 더 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 세라믹 노즐팁의 재질은 흑색 또는 카본 분위기에서 2차 소결한 지르코니아(ZrO₂)나 알루미나(Al₂O₃), 또는 실리콘나이트라이드(Si₃N₄)나 실리콘카바이드(SiC)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

그 외에도, 상기 노즐팁(20)이 결합되는 노즐본체(10)의 외단부에 환형의 링장착부(16)가 형성되고, 상기 링장착부(16) 표면을 완전히 커버하고 세라믹으로 구성된 환형링(30)이 링장착부(16)에 부착되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 고안에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 세라믹 노즐팁(20)이 장착된 노즐 단부의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래와 동일하게 진공흡입을 위한 구멍(12)이 관통 형성되어 있는 원통형의 금속 노즐본체(10) 상단부에 원형의 노즐팁 삽입부(14)가 형성되어 있고, 이 삽입부에 본 고안에 따른 세라믹 노즐팁(20)이 장착된다. 상기 노즐팁(20)의 중앙에는 상기 구멍(12)과 통하는 흡입공(22)이 형성되어 있다.

본 고안에 따른 노즐팁(20)은 세라믹으로 구성되고, 구체적으로는 카본분위기에서 1600℃ 정도로 2차 소결한 지르코니아(ZrO₂)나 알루미나(Al₂O₃)를 사용하거나 또는 원래 흑색을 띠고 있는 실리콘나이트라이드(Si₃N₄) 또는 실리콘카바이드(SiC)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이, 노즐팁(20)은 센서에 의한 반도체칩 인식에 악영향을 미치지 않도록 해야만 하므로, 소결성형된 노즐팁 표면을 샌드블라스팅 가공을 이용해 무광처리하는 것이 바람직하다.참고로 상기 샌드블라스팅 가공이란, 공지의 샌드블라스트 머신(sand blast machine)을 사용하여 통상의 모래나 금강사 또는 금속 소재의 입자(이들을 통상적으로 '샌드'라고 함)를 임의의 작업대상물 측으로 강하게 분출시켜서, 그 샌드가 작업대상물에 강하게 충돌되도록 하여, 작업대상물의 표면처리를 행하는 가공을 의미한다. 이러한 샌드블라스팅 가공은, 예컨대, 주물의 표면에 부착되어 있는 모래 등의 이물을 제거하거나, 대한민국 실용신안등록번호 실0132187호에 개시된 내용에 의해서도 알 수 있는 바와 같이 금속판재의 표면의 녹을 제거하거나, 대한민국 특허등록번호 특1995-0004995호에도 시사되어 있는 바와 같이 각종 부품의 표면의 광택을 제거하여 무광택처리하거나 하는 등의 목적으로, 이미 오래전부터 각종 산업분야에서 널리 알려져 있고 또한 시행되고 있다.이러한 샌드블라스팅 가공에 의해 상기 노즐팁(20)의 표면을 무광택처리하기 위하여는 샌드블라스팅 머신을 사용하여, 예를 들어, #60 내지 #800의 입자크기 및 날카로운 모서리를 가지는 금강사 등의 샌드를 2기압 이상의 고압의 압축공기와 함께 노즐팁(20) 측으로 적정시간(상기 압축공기의 세기를 감안하여 0.1초 내지 수 초)동안 분출시킨다. 이와 같이 하면, 분출되는 샌드가 노즐팁(20)의 표면에 강하게 충돌하여 노즐팁(20)의 표면에 불규칙한 미세한 요철 또는 흠집을 발생시키게 되고 그 결과, 노즐팁(20)의 표면은 광택을 잃으면서 무광택 처리된다. 상기 샌드의 입자크기나 샌드의 분출을 위한 고압공기의 압력, 샌드의 분출시간 등은 사용되는 샌드블라스트 머신의 종류나 실제의 작업조건 등을 고려하여 상황에 따라 적절히 선정하면 된다.상술한 바와 같이 노즐팁(20)의 표면이 미세한 요철 또는 흠집에 의해 무광택 처리되면, 노즐팁(20)으로 빛이 조사되는 경우 그 빛은 상기 무광택 처리되어 미세한 요철 또는 흠집을 가지는 노즐팁(20)의 표면에서 난반사되게 된다. 따라서, 노즐팁(20)의 선단에 반도체칩(미도시)을 진공흡착시키는 과정을 행한 후에 그 반도체칩이 정확하게 흡착되어 있는지 그렇지 않은지의 여부를 확인하는 과정에서의 오류가 현저하게 감소될 수 있는데, 이러한 작용효과에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.잘 알려져 있는 바와 같이, 반도체칩이 노즐팁에 흡착되도록 하는 과정이 행해진 후에는, 화상인식용 카메라(미도시) 측에 마련된 광원(미도시)으로부터 노즐팁 측을 향해 빛을 조사한 후, 그 노즐팁에 흡착된 반도체칩으로부터 반사된 빛에 의해 출력되는 영상데이터를 기준 영상데이터와의 비교판단함으로써, 노즐팁의 하단에 반도체칩이 제대로 흡착되어 있는지의 여부를 확인하게 된다. 그런데, 상기 광원으로부터 조사된 빛 중 노즐팁으로부터 반사된 빛이 화상인식용 카메라로 입사되면, 그 노즐팁으로부터 반사된 빛이 반도체칩으로부터 반사되는 빛과 함께 영상출력되어 버리게 되며, 그 결과, 실제 출력되는 영상데이터는 반도체칩에서만 반사되는 빛에 의한 출력영상데이터와는 달라지게 되므로, 그 출력영상데이터를 기준 영상데이터와 비교판단하는 과정에서 오류가 발생하게 된다.그러나, 상술한 바와 같이 노즐팁(20)의 표면이 무광택 처리되어 그 노즐팁(20)의 표면으로부터 반사되는 빛이 난반사되게 되면, 노즐팁(20)의 표면으로부터 반사된 빛 중에서 다시 광원으로 입사되는 빛의 비율이 현저하게 낮아지게 되며, 이에 따라, 광원으로부터 조사된 후 노즐팁(20)의 표면으로부터 반사되어 광원으로 입사되는 광량 자체가 대폭 감소되게 된다. 따라서, 노즐팁(20)에 반도체칩이 정확하게 흡착되어 있는지의 여부를 확인하는 과정에서, 상기 광원으로부터 조사된 후 노즐팁(20)의 표면으로부터 반사되어 다시 광원으로 입사되는 빛에 기인하는 오류는 현저히 줄어들게 되며, 그 결과, 노즐팁(20)에 반도체칩이 제대로 흡착되어 있는지의 여부가 보다 정확하게 확인될 수 있게 된다.본 고안에 따른 노즐팁의 세라믹 재료는 카본처리되거나 원래 흑색을 갖고 있으므로 전술한 무광처리 가공과 함께 무광효과가 상승된다.

이렇게 형성된 노즐팁(20)을 노즐본체(10)의 삽입부(14)에 결합할 때는 열박음, 억지박음 또는 본딩결합하여 노즐의 동작중에 노즐팁이 임의로 분리되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 노즐팁(20)이 결합되는 노즐본체(10)와 외단부에 환형의링장착부(16)가 노즐본체(10)에 일체로 형성된다. 그리고, 노즐팁(20)과 동일한 세라믹으로 구성되고 상기 링장착부 표면을 전부 커버하는 환형링(30)을 상기 링장착부(16)에 부착한다. 이렇게 할 경우, 노즐본체(10) 단면부 자체도 세라믹 링(30)으로 커버되므로 노즐팁(10)과 그 주변이 완전히 검정색 세라믹 재질로 구성되어, 센서의 동작방해 및 코팅이 벗겨지는 등의 문제점이 완전히 해소된다.

도면과 명세서는 단지 본 고안의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 반도체칩을 운반하여 기판에 정위치시키는 진공흡착노즐의 팁 전체를 세라믹으로 구성한 것은 모두 본 고안의 범위에 포함된다고 할 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 세라믹 진공흡착노즐팁에 의하면, 종래 노즐의 코팅이 벗겨지던 문제를 완전히 해결하여 노즐의 수명을 거의 반영구적으로 대폭 향상시킴으로써 획기적인 경비절감을 도모할 수 있다. 또한, 노즐팁이 원래 흑색 세라믹으로 구성되거나 카본처리에 의한 흑색 세라믹으로 구성되고, 표면을 별도로 무광처리하므로 반도체칩의 운반장착에 전혀 악영향을 미치지 않을 수 있다. 그리고, 노즐팁 재질 자체가 금속이 아닌 세라믹이기 때문에 제조과정중에 노즐팁에 자성이 전혀 발생하지 않기 때문에, 정밀한 반도체칩에 악영향을 미칠 수 있는 전자기파의 영향을 전혀 받지 않는다.

Claims (5)

1. 진공흡입을 위한 구멍(12)이 상하로 관통되어 있는 원통형 노즐본체(10)의 단부의 원형 삽입부(14)에 삽입되고, 상기 구멍(12)과 연통하는 흡입공(22)이 중앙부에 관통되어 있으며, 세라믹으로 구성되고, 상기 구멍(12)과 흡입공(22)을 통해 반도체칩을 진공흡착하는 세라믹 진공흡착노즐팁에 있어서,

   상기 세라믹은 카본분위기에서 2차 소결한 지르코니아(ZrO₂)이며,

   샌드블라스팅 가공에 의해 표면이 무광택 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 진공흡착노즐팁(20).
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