KR200307632Y1

KR200307632Y1 - 반도체칩 제조용 디스펜서장치

Info

Publication number: KR200307632Y1
Application number: KR20-2002-0039021U
Authority: KR
Inventors: 주민진; 홍승민; 강성민
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2003-03-17

Abstract

본 고안은 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 관한 것으로, 본 고안은 마이크로 디스펜싱(Micro-dispensing), 고속의 돗팅(Dotting) 작업이 가능하면서 용액 토출량의 정밀도가 극대화 달성에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 통상의 로봇유니트와 같은 이송수단(미도시됨)에 조립되는 몸체(10)와,

점성용액의 충진된 통상의 실린지용기(S.L)와 연결라인(S-1)으로 연결되고, 상기 몸체(10)에 착탈가능케 조립되는 하우징(20)과,

상기 하우징(20)에 수용되는 하부의 스크류(31)를 일체로 하는 상부의 연결샤프트(33), 상기 연결샤프트의 하단에 돌출된 칼라(32)를 갖는 스크류봉(30)과,

상기 스크류봉(30)의 수평 및 수직방향의 유동을 조절 제어하기 위하여 상기 연결샤프트(33)의 상부에서 축선방향으로 조립된 발란서 조절체(40)와,

상기 하우징(10)의 하부에 착탈자재로 조립되는 니들부재(60) 및,

상기 몸체(10)에 장착되어 상기 스크류봉(30)의 연결샤프트(33)와 구동축(210)이 커플링부재(100)로 연결되어 상기 스크류봉(30)의 회전을 제어하는 서보모터(200)로 이루어지는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 그 특징으로 한다.

Description

반도체칩 제조용 디스펜서장치{Dispenser device for semi-conductor chip manufacture}

본 고안은 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 디스펜싱(Micro-dispensing), 고속의 돗팅(Dotting) 작업이 가능하면서 용액 토출량의 정밀도가 극대화된 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 관한 것이다.

일반적으로 표면실장부품(칩,IC)을 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장하기 위하여 에폭시수지와 같이 점성이 있는 용액를 디스펜싱(dispensing)하거나, 반도체소자를 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 칩(Chip) 둘레을 도포, 봉합(encapsulation)하여 플립 칩(flip chip)을 언더필(underfill)하는 공정에 디스펜서장치가 다양한 기술로서 상용화되고있다.

이러한 디스펜서장치는 최근에 산업기술의 고속화로 65,000 Chip/H 이상의 표면실장기로서 고속 칩마운터가 개발되어 상용화되고 있고, 이러한 고속 칩마운터에 부응하기 위해서는 고속 및 정밀도가 향상된 것이 요구되고 있는 실정이다.

특히, 반도체칩의 표면실장에 사용되는 디스펜서장치는 용액분배의 정확성과 신속성이 보장되어야 하고, 디스펜싱에 따른 정량의 에폭시의 토출 정확하게 진행되어야만 불량율을 없앨 수 있으며, 장시간 사용에 따른 반복적인 고속의 용액 토출을 위한 작동 및 매우 작은 허용오차 범위내에서 동일량의 점 또는 면적으로 디스펜싱하는 높은 정도의 반복작동이 요구된다.

이러한 요구에 부응하기 위하여 최근에는 용액의 토출속도를 높이기 위해서 펌프방식의 인젝션 압력(injection pressure)을 가하거나 진공(vacuum)을 이용한 방식이 개시되고 있다.

도 1은 종래 펌프방식 일예의 디스펜서 장치의 개념도로서, 본체(20)에 모터(21)가 설치되고, 상기 모터(21)의 모터축(22)으로부터 동력을 전달받는 스크류봉(24)이 내장된 펌프(25)가 설치되어 있다.

상기 펌프(25)에는 공급라인(26)을 통해 주사기 형태의 실린지용기(S.L)가 내부에 충진된 에폭시 수지의 용액을 공기압으로 공급되게 연결되어 상기 펌프(25)의 선단에 조립된 니들(27)을 통해 공급하도록 되어 있다.

이러한 종래의 기술은 상기 스크류봉(24)의 스크류의 피치 사이에 공급된 용액(E.P)이 상기 스크류봉(24)의 회전에 따라 하강 공급되면서 상기 니들(27)의 니들구멍을 통하여 주입하도록 되어 있고, 이러한 스크류방식은 공급되는 용액을 고속 및 정량, 그리고 초미량의 공급에 따른 오차를 극소화하기 위해서는 상기 스크류봉(24)의 제어(충진되는 용액압에 의한 백레쉬 제어, 수평유동의 제어, 수직유동의 제어)가 사용과정에도 정밀하게 보장되어야만 가능하다.

그러한 이러한 종래 기술은 상기 스크류봉(24)의 정밀 제어를 위한 수단이 미흡하여 장치 사용의 한정적인 단점으로 신뢰성이 떨어지는 단점이 있었다.

한편, 본 출원인은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 용액 주입의 정도를 제공할 수 있도록 통공이 형성된 회전봉을 이용하여 공급하는 "반도체제조용 레진도포기의 실리콘 주입장치"를 대한민국 특허 제98-58316호 및 제99-16687호로 선 출원하여 등록받은 바 있다.

이러한 본 출원인의 선원 기술은 장치가 비대 및 구동방식의 복잡으로 고속의 디스펜싱 작업이 어려운 단점과,

장치 사용에 따른 용액토출 정도가 한정되어 용액의 극소량 정량 분배가 어려운 단점과,

분해조립성이 난이 및 청소가 어려운 단점과,

스크류봉의 제어가 어려워 장치 사용과정에서 토출오차를 조정하여 사용할 수 없는 단점으로 장치의 신뢰성이 떨어지는 단점 및,

용액 점도에 따라서 분배 정밀도 및 토출량의 조정이 어려워 장치의 호환성이 떨어지는 사용이 한정적인 단점이 있었다.

특히, 상기한 선원 기술은 액상의 용액(에폭시수지)을 수평방향으로 제어되어 회전이나 진퇴하는 개폐봉에 의해 일정량의 용액을 컷팅하고 다시 반복적인 회전이나 진퇴작동에 의해 용액의 이송통로를 일치시켜 개방하여 공급하는 방식이어서 분배작업에 따른 제어의 복잡과 분배과정의 복잡으로 고속의 디스펜싱 작업에 어려운 단점이 있었다.

그리하여 본 출원인은 상기한 선원기술의 단점을 극복하기 위하여 "반도체칩 제조용 디스펜서장치"를 특허출원 제2002-49007호로 출원한 바 있다.

상기 특허출원 제2002-49007호는 상기한 선원기술에 비하여 간소한 구조로서 용액토출의 정밀도가 보장되고, 분해조립의 편리성으로 청소의 용이성, 사용범위의호환성을 제공하고 있다.

이러한 선원기술은 상기에서 언급한 바와 같이, 본 출원인의 상기 특허 제98-58316호 및 제99-16687호의 기술에 비하여 많이 개선된 장점을 갖고 있으나,

구성부재의 다수 소요로 장치가 비대한 점, 용액의 공급 및 차단 제어가 복잡한 점 및, 장치운용이 복잡한 단점 및 스크류봉의 정밀제어가 어려워 사용과정에 발생되는 오차 조정의 미흡한 단점이 있었다.

본 고안은 상기에서 언급한 바와 같이, 종래의 디스펜서 장치 및 본 출원인의 선출원 기술의 단점을 보완 내지 그 실시범위를 높이고 장치 사용를 더욱 용이하고자 개발된 것으로서,

본 고안의 목적은 용액의 토출 정밀도 및 토출량의 극소량의 제어가 가능하여 장치의 신뢰성을 극대화할 수 있는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 고안의 목적은 고속의 돗팅작업 및 사용과정에서 토출량의 오차를 조정하여 사용할 수 있어 장치의 신뢰성이 극대화된 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 고안의 목적은 스크류봉과 직결된 서보모터의 제어에 의한 축선방향으로의 용액흐름의 제어가 가능하여 고속의 돗팅작업과 역회전 제어에 의한 엔딩제어가 제공되어 장치의 신뢰성이 극대화된 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 고안의 목적은 콤팩트한 구조로 장치 운용에 따른 무리한 부하가 최대한 방지되어 오작동의 극소화가 제공되는 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 고안의 목적은 분해조립이 간편하여 청소의 용이성은 물론 적용분야에 따라 스크류봉의 교체 사용이 간편하게 제공되어 장치 사용의 호환성이 극대화된 반도체칩 제조용 디스펜서장치를 제공함에 있다.

본 고안의 상기 목적은,

몸체와,

실린지용기가 연결되고, 상기 몸체에 착탈가능케 조립되는 하우징과,

상기 하우징에 수용되어 상기 실린지용기로부터 공급되는 용액을 축방향으로 연결된 서보모터의 제어에 의해 니들을 통해 일정량을 토출하는 스크류봉과,

상기 스크류봉에 축선방향으로 조립되어 수평 및 수직방향의 유동을 조절 제어하는 발란서 조절체로 이루어지는 반도체칩 제조용 디스펜서장치에 의하여 달성된다.

도 1은 종래의 디스펜싱 펌프의 개략적인 구성도,

도 2는 본 고안의 사시도,

도 3은 본 고안의 분해 사시도,

도 4는 본 고안의 측단면 구성도,

도 5는 본 고안의 핵심인 발란서 조절체의 발췌 분해도,

도 6은 본 고안의 발란서 조절체 구성부분의 발췌 확대단면도로서,

도 6a는 높이 조정전의 상태도이고,

도 6b는 높이 조정후의 상태도이다.

도7은 본 고안의 발란서 조절체의 스프링 탄성압력 완화 작동도,

도 8은 본 고안의 니들부재의 장착상태를 보여주는 발췌 확대도,

도 9는 도 8의 "F"부 발췌 확대도,

도 10 및 도 11은 피치를 달리하는 스크류봉의 실시예도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 몸체 20 : 하우징

30 : 스크류봉 40 : 발란서 조절체

60 : 니들부재 100 : 커플링부재

200 : 서보모터 S.L : 실린지용기

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.

도 2는 본 고안의 외관을 보여주는 전체 사시도 이고, 도 3은 본 고안의 구성부재의 보여주는 분해사시도 이며, 도 4는 본 고안의 조립상태를 보여주는 조립단면도 이다.

본 고안의 특징은 최근에 반도체칩 제조용 관련장비, 예로서 칩마운터와 같은 장비의 고속화 및 정밀도에 부응하기 위하여 점성이 있는 용액, 예로서 에폭시수지와 같은 용액의 토출 정밀도가 제공되는 고정도의 디스펜서장치가 제공된다.

이를 구체적으로 상기한 첨부도면을 참조하여 살펴보면,

통상의 로봇유니트와 같은 이송수단(미도시됨)에 조립되는 몸체(10)와,

상기 몸체(10)에 장착되어 상기 스크류봉(30)의 연결샤프트(33)와 구동축(210)이 커플링부재(100)로 연결되어 상기 스크류봉(30)의 회전을 제어하는 서보모터(200)로 이루어진다.

상기 몸체(10)는 도 2 및 도 4을 참고하면, 상부에 돌출된 상부지지대(11)의 수직방향으로 관통된 모터조립공(12)에 상기 서보모터(200)가 구동축(210)을 관통하여 볼트(B)로 견고히 장착되고, 상기 상부지지대(11)와 대향하여 중앙부분이 개방된 조립홈(14)을 갖는 하부지지대(13)가 하부에 돌출되어 상기 조립홈(14)에 상기 하우징(20)이 끼움된 상태에서 양측에 형성된 세팅홈(25) 중 어느 하나에 상기 조립홈(14)에 관통하는 세팅나사홈(15)에 나사조립되는 세팅나사(16)에 의해 착탈자재로 조립 및 분리 가능케 된다.

상기 하우징(20)은 도 8 및 도 9를 참조하면, 상, 하부에 대향하여 확개 단차홈(22,23)을 갖 용액통로(21)가 수직방향으로 관통되고, 상기 용액통로(21)에 연통하여 수평방향으로 용액출구(23)이 관통되어 상기 실린지용기(S.L)의 연결라인(S-1)의 끝단이 연결조립된다.

이때, 상기 용액통로(21)는 내부에 카바이드(Carbide) 재질의 파이프(27)가 인서트되어 상기 용액통로(21)를 흐르는 용액의 흐름성 및 스크류(31)의 회전에 따른 마찰소음을 극소화하도록 되어 있다.

상기 하우징(20)의 하부의 확개단차홈(23)은 도 9에 자세히 도시된 바와 같이, 외주연에 나사(25)를 형성한 나사돌부(24) 내에 형성되어 상기 니들(61)의 헤드(63)이 수용되고, 상기 나사(25)에 나사조립되는 니들캡(62)에 의해 상기 니들(61)은 견고히 고정된다.

상기 스크류봉(30)의 칼라(32)는 상기 하우징(20)의 상부 확개단차홈(23)에 끼워지되 그 상, 하부면에 상, 하부 오일레스링(35,36)을 끼운상태로 안착되고, 하부의 오일레스링(36)은 하면에 오링(37)이 끼움 밀착되어 상기 용액통로(23)의 상부는 밀폐된 상태로 상기 하부의 스크류(31)가 상기 용액통로(21)에 수용되고, 상부의 연결샤프트(33)는 상기 서보모터(200)의 구동축(210)과 커플링부재(100)으로 연결되어 상기 서보모터(200)의 구동제어 된다.

상기 스크류봉(30)의 스크류(31)는 아규형으로 형성되고 나사홈(31a)은 용액의 흐름성을 향상시키기 위해 라운드의 형상으로 이루어지고,

선단은 상기 니들(61)의 헤드(63)에 형성된 V 자형 밸브시트(64)에 밀착되어 니들(61)을 폐쇄할 수 있도록 선단이 라운드형의 송곳(31b) 형태를 취하고 있다.

이러한 스크류봉(30)은 도 10 및 도 11에 상기 스크류(31)의 피치가 크거나 작은 것을 선택적으로 사용함으로서 용액의 점도에 따라서, 그리고 적용분야에 따라서 취사선택하여 사용할 수 있음으로 장치의 호환성을 구현한다.

즉, 상기 스크류(31)의 피치가 좁은 것을 사용할 경우에는 토출량이 미량으로서 정밀도를 높일 수 있고, 피치가 넓은 것을 사용할 경우에는 토출량은 크나 정밀도가 떨어진다.

상기 발란서 조절체(40)는 상기 스크류봉(30)의 수평방향 유동 및 수직방향 유동을 제어하여 용액의 고정도 토출을 제공한다.

이러한 발란서 조절체(40)는 도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 스크류봉(30)의 연결샤프트(33)의 상부에서 축선방향으로 조립되어 구성되는 것으로서,

상기 하우징(10)의 상부지지대(11)와 하부지지대(13)의 사이에 볼트(B)로 조립고정되는 베어링하우징(41)과,

상기 베어링하우징(41)에 안착되는 복수의 베어링(42,43)과,

상기 베어링(42,43)의 외륜을 상부에서 수직방향으로 압착하여 볼트(B)로 조립 고정되는 베어링 외륜예압커버(44)와,

상기 베어링(42,43)의 내륜을 관통하여 조립되는 조정나사(45) 및 이 조정나사의 하부 외주연에 형성된 외부나사(49a)에 나사조립되어 상기 베어링(42,43)의 내륜을 상호 결속하는 베어링 내륜예압너트(46)와,

상기 조정나사(45)의 외부나사(49a)에 나사조립되어 상기 스크류봉(30)의 칼라(32)의 상부면에 장착된 상기 상부 오일레스링(35)을 나사 조정하여 수직방향으로 가압하는 높이조정너트(47)와,

상기 조정나사(45)의 내부나사(49b)에 나사조립된 스프링조정나사(48)과,

상기 스프링조정나사(48)의 하면과 상기 상부 오일레스링(35)의 상면 사이 탄력설치되어 상기 스프링조정나사(48)의 나사조정에 의해 상기 상부 오일레스링(35)을 탄력적으로 가압하는 스프링(50)으로 구성된다.

상기 베어링(42,43)은 내륜과 외륜이 구분되는 앵귤라 볼베어링이 바람직하고,

상기 높이조정너트(47)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 일측에 관통된 나사공(47a)에 세트스크류(47b)가 나사조립되어 상기 높이조정너트(47)를 상기 상부 오일레스링(35)에 나사조정하여 밀착한 상태에서 상기 세크스크류(47b)를 나사 조임하여 조정상태를 셋팅하도록 되어 있다.

또한 상기 스프링조정나사(48)은 도 7에 도시된 바와 같이, 나사조정하여 상기 스프링(50)의 탄성력을 강화하거나 완화하여 상기 스크류봉(30)의 칼라(32), 오일레스링(35,36)의 밀착력을 조정할 수 있다.

도면 중 미설명 부호로서 120은 상기 연결라인(S-1)을 하우징(20)의 용액출구(23)와 연결하는 연결나사캡을 도시한 것이다.

이러한 본 고안은 실린지용기(S.L)와 연결된 연결라인(S-1)을 통하여 하우징(20)의 용액출구(23)를 하우징(20)의 용액통로(21)에 수용되고,서보모터(200)의 제어에 의해 스크류봉(30)이 구동하여 상기 용액통로(21)에 수용된 스크류(31)의 회전에 의해 니들부재(60)의 니들(61)을 통하여 반도체칩과 같은 매체(미도시됨)에 디스펜싱하게 된다.

이러한 과정에서 상기 스크류봉(30)의 스크류(31)에 의한 용액 토출은 액체의 전단력을 이용한 것으로 동일 압력상에서(실린지용기의 공급압력 : 약 0.5bar) 액체(용액) 이동면적을 항상 정확하게 유지해 주고 컨트롤 해주는 것이 정밀토출의 핵심요인이다.

이러한 이유는 상기 스크류(31)가 액체 토출상에서 가해지는 주변 압력 등의 영향성과 조립상의 발란싱을 정확히 제어할 수 있는 수단이 필수적이다.

본 고안은 상기에서 언급한 상기 스크류봉(30)의 스크류(31)의 발란싱을 정확히 조절 제어할 수 있는 핵심기술인 발란서 조절체(40)가 바람직하게 제공된다.

물론, 상기 스크류봉(30)의 발란싱 조절(백래쉬 현상)은 적용되는 용액의 점도가 낮아 용액토출에 따른 부하가 적을 경우에는 필요가 없다.

본 고안의 상기 발란서 조절체(40)는 용액의 토출에 있어 부하가 발생하는 높은 점도를 갖는 용액의 사용에 적용된다.

상기한 발란서 조절체(40)는 상기 스크류봉(30)이 회전하는 데 있어, 축의 정도를 높게하고 부하변동을 최소화하며, 조립 및 분해 작업의 편리성을 증대시키는 역할을 한다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 상기 실린지용기(S.L)로부터 일정 정압을 받고 있는 용액(액체)이 상기 스크류봉(30)의 회전시 스크류(31)의 나사홈(31a)을 따라토출방향인 니들(61)방향으로 토출이 진행된다.

이러한 과정에서 용액이 상기 스크류(31)의 나사홈(31a)을 따라 진행되면서 상기 스크류(31)은 하우징(20)의 용액통로(21)의 중앙위치로 자리가 조정되면서 회전을 하게 된다. 이때, 상기 스크류(31)의 하중방향은 용액의 토출방향과 반대방향으로 받게 된다.

이러한 상태와 연계되어 용액이 니들부재(60)의 니들(61)에 도달하게 되면서 상기 니들(61)의 매우 협소한 내경에 대한 부하가 더욱 증대되어 상기 스크류봉(31)의 받는 하중이 커지게 되는 현상이 발생된다.

이렇게 스크류(31)에 하중이 발생되었을 때 하중방향(상, 하방향)으로 상기 스크류봉(30)이 유동하지 않도록 발란서 조절체(40)의 높이조절너트(47)를 조정나사(45)에서 나사조정하여 상기 스크류봉(30)의 칼라(32)의 상부면에 안착된 상부 오일레스링(35)의 상부에 밀착시키게 된다.(도 6a 및 도 6b 참조)

이때, 상기 높이조정너트(47)의 밀착 정도는 상기 스크류봉(30)가 회전시 무리를 주지 않는 정도이다.

이러한 스크류봉(30)의 상하 유동 정도를 향상시키기 위해 상기 발란서 조절체(40)은 몸체(10)에 조립된 베어징하우징(41)에 복수의 앵귤라 볼베어링(42,43)을 안착하고 볼트(B)로 조립 고정되는 베어링 외륜 예압커버(44) 및 상기 조정나사(45)의 외부나사(49a)에 나사조립되는 베어링 내륜 예압너트(46)와, 상기 높이조정너트(47)에 의한 균등한 힘분배 및 백래쉬 현상이 스프링(50)에 의해 방지 된다.

즉, 본 고안은 상기 스크류봉(30)이 서보모터(200)에 의해 구동될 때, 칼라(32)의 상, 하부에 밀착된 오일레스링(35,36)과 스프링(50), 조정나사(45), 스프링조정나사(48), 복수 베어링(42,43)의 내륜이 상기 연결사프트(33)과 동시에 회전하게 되면서 상기 스크류봉(30)의 수평유동 및 수직유동이 제어된다.

특히, 본 고안의 발란서 조절체(40)는 상기 앵귤라 볼베어링(42,43)에 접속된 높이조정너트(47)는 상기 스크류봉(30)의 트러스트 하중을 지지하면서 회전을 하므로 마찰로 인한 부하를 감소시켜 원활한 회전운동을 제공하게 되어 정도를 높이게 된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스프링조정나사(48)를 상기 조정나사(45)의 내부나사(49b)에서 나사조정하여 상승하거나 하강함으로서 상기 스프링(50)의 탄성력을 완화하거나 강화하여 오일레스링(35,36)과 상기 스크류봉(30)의 칼라(32)의 밀착정도를 조정에 의한 적용되는 용액의 부하하중에 적합하게 조정하여 사용할 수 있다.

한편, 통계적 품질관리의 주요 기능 중의 하나는 공정을 관리상태로 유지하는 것이다. 이에 못지 않게 그 공정으로부터 생산된 제품들이 규격을 만족하도록 공정을 유도, 조정하는 것도 중요하다.

이러한 이유에 기인하여 제품의 개발 및 제조단계에서 생산공정의 품질변동 정도를 측정하고 규격과 비교 분석하여 변동의 폭을 감소시키기 위하여 제반 통계적 방법들을 이용하여 공정능력 분석을 행하여 기술을 개선한다.

이러한 공정능력(Process capability)은 6б(자연공차)을 사용하며, 요약하면, 어떤 공정이 어떤 특정 조건하에서의 공정이 관리(안정)상태에 있을 때, 공정이 만들어 낼 수 있는 품질에 대한 달성능력을 말한다.

이러한 공정능력을 정보로 활용하기 위한 양적 표현방법으로서 공정능력지수를 활용한다.

상기한 공정능력지수(Process Capability Index)는 공정 능력(6б)과 규격의 폭과의 비율로서 공정이 규격에 맞는 제품을 생산할 수 있는 능력이 충분한지를

나타내는 지수로서, 이에는 규격, 치우침, 목표치 등과의 관계에 따라 Cp, Cpk, Cpm 등이 있다.

< 공정의 산포만을 반영하는 Cp >

상기 공정능력지수인 Cp는 단지 공정변동(actual process spread, natural tolerance)에 대한 규격변동(allowable process spread, part tolerance)의 양적인 표현을 나타내는 것으로 하기의 식으로 표현된다.

cp =

=

단, USL = upper specification limit

LSL = lower specification limit

NT = natural tolerance

상기한 공정능력지수(Cp)는 허용규격이 양측으로 주어졌을 때 사용되며 규격범위와 관련한 공정의 범위에 따라서 Cp값은 여러가지로 나타난다.

즉, Cp = 1.0은 한 공정에서의 실제공정의 범위와 규격허용의 범위가 일치됨을 나타내며 안정된 정규분포 상태에서는 이론상 규격한계를 벗어나는 부분이 0.23%이다. 그러나 기계나 공구의 마모, 노후화 등에 의해 안정적으로 공정품질을 확보하기 어려우므로 Cp = 1.33이상이 바람직하다고 하며 이 때의 고정불량부분은 0.007%이다.

< 공정평균의 위치를 반영하는 Cpk >

상기 공정능력지수(Cpk)는 공정평균의 위치를 반영하는 것으로, 공정능력이 산포의 중심에서 벗어난 정도를 공정능력지수에 반영하기 위해 주어진 양측규격한계의 중심을 m이라 놓으면 m은 다음과 같다.

m = (USL+LSL) / 2

치우침도(k) : 공정평균이 규격중심에서 벗어나는 정도로서 k는 다음과 같다.

k = (m-μ)/(USL-LSL/2)

단, μ는 토출량의 설정값

즉, Cpk = (1-k)Cp로 표현된다.

다만, 상기 공정능력지수(Cpk)는 규격 상한만 있는 경우에는 Cpk = (USL-μ/3δ)로 되고,

상기 공정능력지수(Cpk)는 규격 하한만 있는 경우에는 Cpk = (μ- LSL)/3로된다.

상기한 공정능력지수의 산술방법을 이용하여 본 고안 장치의 공정능력지수를 하기와 같이 평가하였다.

< 시험예 >

본 고안을 반도체칩 제조공정 중의 하나인 언더필 공정에 적용하여 용액점도가 30,000cps인 용액(에폭시용액)을 10mg의 토출량으로 50회 걸쳐 공정능력지수(Cpk)를 시험하였다.

상기 실험결과, 최대토출량(Maxi.) = 10.13, 최소토출량(Mini.) = 9.96로 나타났고, 그 차이값(Range) = 0.27, 평균값(Avg) = 10.03, 산술평균 분포도(Std.) = 0.05로 나타났다.

또한, 공정변동(Cpk USL) = 3.03, 규격변동(Cpk LSL) = 3.45로 나타났으며,공정능력지수(Cpk) = 3.03으로 나타났다.

상기 실험예에서 보여주는 바와 같이, 현재의 디스펜서장치로서 토출량 10mg을 기준으로 공정능력(CPK)이 1.33 이상이면 고정도의 디스펜서장치로 인정되는 바, 본 고안의 공정능력은 기존 기준의 디스펜서장치에 비하여 약2.3배로 매우 월등하게 나타났다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 고안은 고점도의 용액 토출 및 정량 토출에 따른 제어가 가능하고, 고속의 돗팅작업 및 사용과정에서 토출량의 오차를 발란서 조정체로 조정하여 사용할 수 있어 장치 수명 및 사용범위가 넓은 효과가 제공된다.

또한, 콤팩트한 구조로 장치 운용에 따른 무리한 부하가 최대한 방지되어 오작동이 최소화되며, 분해조립이 간편하여 청소의 용이성, 적용분야에 따라 스크류봉의 교체 사용이 간편하게 제공되어 장치 사용의 호환성이 보장된다.

Claims

통상의 로봇유니트와 같은 이송수단에 조립되는 몸체(10)와,

점성용액의 충진된 통상의 실린지용기(S.L)와 연결라인(S-1)으로 연결되고, 상기 몸체(10)에 착탈가능케 조립되는 하우징(20)과,

상기 하우징(20)에 수용되는 하부의 스크류(31)를 일체로 하는 상부의 연결샤프트(33), 상기 연결샤프트의 하단에 돌출된 칼라(32)를 갖는 스크류봉(30)과,

상기 스크류봉(30)의 수평 및 수직방향의 유동을 조절 제어하기 위하여 상기 연결샤프트(33)의 상부에서 축선방향으로 조립된 발란서 조절체(40)와,

상기 하우징(10)의 하부에 착탈자재로 조립되는 니들부재(60) 및,

상기 몸체(10)에 장착되어 상기 스크류봉(30)의 연결샤프트(33)와 구동축(210)이 커플링부재(100)로 연결되어 상기 스크류봉(30)의 회전을 제어하는 서보모터(200)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항에 있어서,

상기 발란서 조절체(40)는 상기 스크류봉(30)의 연결샤프트(33)의 상부에서 축선방향으로 조립되어 구성되는 것으로서,

상기 하우징(10)의 상부지지대(11)와 하부지지대(13)의 사이에 볼트(B)로 조립고정되는 베어링하우징(41)과,

상기 베어링하우징(41)에 안착되는 복수의 베어링(42,43)과,

상기 베어링(42,43)의 외륜을 상부에서 수직방향으로 압착하여 볼트(B)로 조립 고정되는 베어링 외륜예압커버(44)와,

상기 베어링(42,43)의 내륜을 관통하여 조립되는 조정나사(45) 및 이 조정나사의 하부 외주연에 형성된 외부나사(49a)에 나사조립되어 상기 베어링(42,43)의 내륜을 상호 결속하는 베어링 내륜예압너트(46)와,

상기 조정나사(45)의 외부나사(49a)에 나사조립되어 상기 스크류봉(30)의 칼라(32)의 상부면에 장착된 상기 상부 오일레스링(35)을 나사 조정하여 수직방향으로 가압하는 높이조정너트(47)와,

상기 조정나사(45)의 내부나사(49b)에 나사조립된 스프링조정나사(48)과,

상기 스프링조정나사(48)의 하면과 상기 상부 오일레스링(35)의 상면 사이 탄력설치되어 상기 스프링조정나사(48)의 나사조정에 의해 상기 상부 오일레스링(35)을 탄력적으로 가압하는 스프링(50)으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제2항에 있어서,

상기 베어링(42,43)은 내륜과 외륜이 구분되는 앵귤라 볼베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항에 있어서,

상기 하우징(20)은 상, 하부에 대향하여 확개 단차홈(22,23)을 갖용액통로(21)가 수직방향으로 관통되고, 상기 용액통로(21)에 연통하여 수평방향으로 용액출구(23)이 관통되어 상기 실린지용기(S.L)의 연결라인(S-1)의 끝단이 연결조립되고,

상기 하부의 확개단차홈(23)은 외주연에 나사(25)를 형성한 나사돌부(24) 내에 형성되어 상기 니들(61)의 헤드(63)이 수용되고, 상기 나사(25)에 나사조립되는 니들캡(62)에 의해 상기 니들(61)이 조립되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제2항에 있어서,

상기 용액통로(21)는 내부에 카바이드(Carbide) 재질의 파이프(27)가 인서트되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 스크류봉(30)의 칼라(32)는 상기 하우징(20)의 상부 확개단차홈(23)에 끼워지되 그 상, 하부면에 상, 하부 오일레스링(35,36)을 끼운상태로 안착되고, 하부의 오일레스링(36)은 하면에 오링(37)이 끼움 밀착되어 상기 용액통로(23)의 상부는 밀폐된 상태로 상기 하부의 스크류(31)가 상기 용액통로(21)에 수용되고, 상부의 연결샤프트(33)는 상기 서보모터(200)의 구동축(210)과 커플링부재(100)으로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서장치.
제6항에 있어서,

상기 스크류봉(30)의 스크류(31)는 아규형으로 형성되고 나사홈(31a)은 용액의 흐름성을 향상시키기 위해 라운드의 형상으로 이루어지고,

선단은 상기 니들(61)의 헤드(63)에 형성된 V 자형 밸브시트(64)에 밀착되어 니들(61)을 폐쇄할 수 있도록 선단이 라운드형의 송곳(31b) 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체칩 제조용 디스펜서 장치.