KR20040025006A - 하향식 싱귤레이션장치 - Google Patents

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KR20040025006A
KR20040025006A KR1020020056786A KR20020056786A KR20040025006A KR 20040025006 A KR20040025006 A KR 20040025006A KR 1020020056786 A KR1020020056786 A KR 1020020056786A KR 20020056786 A KR20020056786 A KR 20020056786A KR 20040025006 A KR20040025006 A KR 20040025006A
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Abstract

본 발명은 타이바(Tie bar ; 리드프레임 본체와 반도체패키지가 상호 연결된 부분)를 절단하는 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 베이스(100)의 상부에 반도체패키지 유도구멍(100b)이 형성되고, 베이스(100)의 하부에 정상 반도체패키지 유도구멍(100c)과, 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)이 개별적으로 형성되는 한편, 반도체패키지 유도구멍(100b)과 정상 반도체패키지 유도구멍(100c), 또는 반도체패키지 유도구멍(100b)과 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)을 선택적으로 상호 연통시키는 낙하경로변경장치(500,600)가 베이스(100)에 구비되어진 구조로 되어, 반도체패키지(12)가 자중에 의해 낙하되면서, 낙하경로변경장치(500,600)에 의해 정상 반도체패키지와 불량 반도체패키지가 자동으로 구별되어 적재되므로, 반도체패키지 제조공정의 처리속도가 전반적으로 향상되고, 불량 반도체패키지 제거작업을 위한 설비구조가 획기적으로 단순화되는 효과가 있다.

Description

하향식 싱귤레이션장치{Singulation equipment}
본 발명은 타이바(Tie bar ; 리드프레임 본체와 반도체패키지가 상호 연결된 부분)를 절단하는 싱귤레이션장치에 관한 것으로, 특히 리드프레임 본체로부터 분리되어진 반도체패키지가 자중에 의해서 자연스럽게 낙하되는 구조를 갖춘 하향식 싱귤레이션장치에 있어서, 정상 반도체패키지와 불량 반도체패키지를 손쉽게 구별하여 적재할 수 있도록 된 하향식 싱귤레이션장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 반도체패키지는, 여러단계의 처리공정을 거친 후에 싱귤레이션장치에 의해서 최종적으로 리드프레임 본체로부터 분리되는데, 종래 싱귤레이션장치는 반도체패키지의 형태에 따라서 다양하게 개발되어 사용되고 있지만, 통상 다이의 상부에 배치되어진 펀치가 하방향으로 이동되면서 다이에 얹혀진 타이바가절단되도록 하는 하향식 싱귤레이션장치와, 다이의 하부에 배치되어진 펀치가 상방향으로 이동되면서 펀치에 얹혀진 타이바가 절단되도록 하는 상향식 싱귤레이션장치로 구분된다.
상기 종래 하향식 싱귤레이션장치의 경우에는, 타이바가 제거되더라도 리드프레임 본체로부터 분리되어진 반도체패키지가 다이에 얹혀진 상태를 유지하도록 되어 있어서, 싱귤레이션장치를 연속적으로 작동하기 위해서는 별도의 반도체패키지 이송장치를 설치하여 분리되어진 반도체패키지를 다이로부터 제거해야만 한다.
그러나, 하향식 싱귤레이션장치의 경우, 타이바를 절단하기 위해서는 다이의 위쪽에 펀치가 상하방향으로 수직이동가능하게 설치되어야 하고, 분리된 반도체패키지를 다이로부터 제거하기 위해서는 반도체패키지 이송장치도 다이의 위쪽에 설치되어야 하므로, 반도체패키지 이송장치의 설치위치와 자체 구조가 크게 제약될 수 밖에 없는 문제가 발생되었다.
반면, 상기 종래 상향식 싱귤레이션장치의 경우에는, 타이바가 제거되어서 리드프레임 본체로부터 분리되어진 반도체패키지가 펀치에 얹혀진 상태에서 다이의 상부로 돌출되므로, 반도체패키지 이송장치의 설치위치와 자체 구조를 필요에 따라서 보다 다양하게 설계변경할 수 있는 장점이 있는데, 이러한 장점으로 인해서 현재는 상향식 싱귤레이션장치의 사용이 널리 확산되고 있는 실정이다.
근래에는 리드프레임 본체로부터 분리되어진 반도체패키지가 자중에 의해서자연스럽게 낙하되는 구조를 갖춘 하향식 싱귤레이션장치가 개발되어 사용되고 있는데, 이러한 방식의 싱귤레이션장치는, 타이바가 절단될 때, 리드프레임 본체로부터 분리되어진 반도체패키지가 자중에 의해 낙하되어서 다이로부터 자동으로 제거되므로, 다이로부터 반도체패키지를 제거하기 위한 반도체패키지 이송장치가 불필요하게 되어, 싱귤레이션장치의 구조가 획기적으로 단순화는 장점이 있다.
그러나, 이러한 하향식 싱귤레이션장치의 경우에는, 자중에 의해 낙하되는 반도체패키지를 정상 반도체패키지와 불량 반도체패키지로 구별하여 적재할 수 있는 수단이 구비되어 있지 못하므로, 싱귤레이션장치를 이용하여 타이바를 제거하기 이전 단계에서, 반도체패키지의 불량여부를 판별하여 불량 반도체패키지를 제거한 후에, 싱귤레이션장치를 이용하여 타이바를 제거하거나, 싱귤레이션장치를 이용하여 타이바를 제거한 후에, 자중에 의해 낙하되어 적재되어진 반도체패키지들의 불량여부를 검사하여 불량 반도체패키지와 정상 반도체패키지를 구별하여야 한다.
따라서, 불량 반도체패키지 제거작업이 상당히 번거롭고 난이하게 되고, 이로 인해 생산성이 저하되며, 제품의 균일성도 저하되는 문제가 발생되었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 정상 반도체패키지와 불량 반도체패키지를 손쉽게 구별하여 적재할 수 있도록 된, 리드프레임 본체로부터 분리되어진 반도체패키지가 자중에 의해서 자연스럽게 낙하되는 구조를 갖춘 하향식 싱귤레이션장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 싱귤레이션장치의 요부를 부분절개한 단면도로서, 정상 반도체패키지가 처리되는 상태를 설명하기 위한 도면,
도 2a 내지 도 2c는 도 1a 및 도 1b에 도시된 싱귤레이션장치의 절단작업을 설명하기 위한 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 싱귤레이션장치의 요부를 부분절개한 단면도로서, 불량 반도체패키지가 처리되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -
10 ; 반제품,11 ; 리드프레임 본체,
12 ; 반도체패키지,100 ; 베이스,
100a ; 경로제어블록 삽입홈,100b ; 반도체패키지 유도구멍,
100c ; 정상 반도체패키지 유도구멍,100d ; 불량 반도체패키지 유도구멍,
110 ; 보강부재,110a ; 반도체패키지 유도구멍,
120 ; 제1스토퍼,120a ; 스프링 안착홈,
130 ; 제2스토퍼,140 ; 스프링,
150 ; 스프링 굽힘방지기구,200 ; 이동블록,
210 ; 보강부재,210a ; 벤트홀,
300 ; 다이,400 ; 펀치,
500 ; 경로제어블록,500a ; 반도체패키지 경로변경구멍,
510 ; 연결부재,600 ; 경로제어블록 구동장치,
700 ; 정위치 셋팅유닛,800 ; 고정부재.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스에 다이가 고정되고, 다이의 상부에 배치되어진 펀치가 프레스장치를 매개로 상하 직선 왕복이동가능하게 설치되어, 다이에 얹혀진 반제품의 타이바가 하방향으로 이동되는 펀치에 의해서 절단되는 하향식 싱귤레이션장치에 있어서, 상기 베이스의 상부에는 리드프레임 본체로부터 분리되어진 자중에 의해 낙하되는 반도체패키지가 통과되는 반도체패키지 유도구멍이 형성되고, 베이스의 하부에는 반도체패키지 유도구멍으로부터의 정상 반도체패키지가 통과되는 정상 반도체패키지 유도구멍과, 반도체패키지 유도구멍으로부터의 불량 반도체패키지가 통과되는 불량 반도체패키지 유도구멍이 개별적으로 형성되는 한편, 반도체패키지 유도구멍과 정상 반도체패키지 유도구멍, 또는 반도체패키지 유도구멍과 불량 반도체패키지 유도구멍을 선택적으로 연통시키는 낙하경로변경장치가 베이스에 구비되어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 3b에 의하면, 본 발명에 따른 하향식 싱귤레이션장치는, 베이스(100)에 다이(300)가 고정되고, 다이(300)의 상부에 배치되어진 펀치(400)가 프레스장치를 매개로 상하 직선 왕복이동가능하게 설치되어, 다이(300)에 얹혀진 반제품(100)의 타이바가 하방향으로 이동되는 펀치(400)에 의해서 절단되는 구조를 이룬다.
여기서 주목할 점은, 본 발명의 경우에는, 상기 베이스(100)의 상부에는 리드프레임 본체(11)로부터 분리되어진 자중에 의해 낙하되는 반도체패키지(12)가 통과되는 반도체패키지 유도구멍(100b)이 형성되고, 베이스(100)의 하부에는 반도체패키지 유도구멍(100b)으로부터의 정상 반도체패키지가 통과되는 정상 반도체패키지 유도구멍(100c)과, 반도체패키지 유도구멍(100b)으로부터의 불량 반도체패키지가 통과되는 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)이 개별적으로 형성되는 한편, 반도체패키지 유도구멍(100b)과 정상 반도체패키지 유도구멍(100c), 또는 반도체패키지 유도구멍(100b)과 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)을 선택적으로 연통시키는 낙하경로변경장치가 베이스(100)에 구비되어진 것을 특징으로 하고 있다는 점이다.
상기 낙하경로변경장치는, 본 실시예의 경우, 베이스(100)에 수평방향으로 이동가능하게 삽입되는, 반도체패키지 경로변경구멍(500a)을 갖춘 경로제어블록(500)과 ; 경로제어블록(500)을 수평방향으로 왕복이동시키는 경로제어블록 구동장치(600)로 이루어진 것을 낙하경로변경장치로 이용하였다.
상기 경로제어블록 구동장치(600)는, 경로제어블록(500)을 수평방향으로 이동시킬 수 있는 공지의 모든 것들이 적용 가능하지만, 통상 일방향 에어실린더나 양방향 에어실린더를 이용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
양방향 에어실린더를 경로제어블록 구동장치(600)로 이용하는 경우에는, 경로제어블록(500)이 양방향 에어실린더에 의해서 양쪽 방향으로 왕복이동되므로, 구조가 단순화된다는 장점이 있지만, 양방향 에어실린더는 일방향 에어실린더에 비해서 상대적으로 가격이 비싸다는 단점이 있다. 또한, 양방향 에어실린더의 피스톤 이동거리를 경로제어블록(500)의 이동거리와 동일하게 하면, 경로제어블록(500)의 정위치를 위한 별도의 스토퍼(120 ; 130)를 설치할 필요가 없지만, 양방향 에어실린더의 피스톤 이동거리와 경로제어블록(500)의 이동거리를 일치시키기는 사실상 곤란하므로(비용면에서), 양방향 에어실린더의 규격에 관계없이 경로제어블록(500)의 이동거리를 제어하는 스토퍼(120 ; 130)를 베이스(100)에 설치하는 것이 바람직하다고 하겠다.
일방향 에어실린더를 경로제어블록 구동장치(600)로 이용하는 경우에는, 경로제어블록(500)이 일방향 에어실린더에 의해서 한쪽 방향으로만 강제 이동되므로, 베이스(100)와 경로제어블록(500) 사이에는 경로제어블록(500)을 일방향으로 탄성지지하는 스프링(140)을 내설해야 한다. 이러한 경우에는, 스프링(140)의 탄성력방향으로 경로제어블록(500)의 이동을 제어하는 스토퍼(130)를 베이스(100)에 반드시 설치해야 한다. 반면, 스프링(140) 탄성력의 역방향으로 경로제어블록(500)의 이동을 제어하는 스토퍼(120)는 필수구성요소라고는 할 수 없지만, 앞서 언급한 바와 같이 일방향 에어실린더의 규격에 관계없이 경로제어블록(500)의 정지위치를 제어하는 스토퍼(120)를 설치하는 것이 바람직하다(도 1a 참조). 본 실시예의 경우에는, 스토퍼(120)에 스프링 안착홈(120a ; 도 1a 참조)을 형성하여, 스프링(140)이 스토퍼(120)에 삽입되어진 상태에서, 경로제어블록(500)이 스프링(140)에 탄발 지지되도록 하였다. 한편, 미설명부호 "120a"는 경로제어블록(500)이 끼워지는 경로제어블록 삽입홈을 나타내고, "150"은 스프링(140)이 눌려졌을때, 스프링 중심으로부터 어느 한쪽으로 굴절되지 않도록하는 스프링 굽힘방지기구를 나타낸다. 또한, 미설명부호 "510"은 경로제어블록 구동장치(600)의 동력을 경로제어블록(500)으로 전달하는 연결부재를 나타내고 있는데, 필요에 따라서는 연결부재(510)를 이용하지 않고 경로제어블록 구동장치(600)와 경로제어블록(500)을 직접 연결할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 하향식 싱귤레이션장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
우선, 싱귤레이션장치로 공급되어서 다이(300)에 얹혀진 반제품{10 ; 리드프레임 본체와 반도체패키지가 타이바를 매개로 상호 연결된 상태의 물품}의 해당 반도체패키지(12 ; 도 1b 참조)가 정상 반도체패키지인 경우에는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 경로제어블록 구동장치(600)가 작동 정지되고, 경로제어블록(500)이 스프링(140)에 의해 우측으로 이동되어서 제2스토퍼(130)에 정지되어진 상태를 유지하게 되어, 보강부재(110)의 반도체패키지 유도구멍(110a)과 베이스(100)의 반도체패키지 유도구멍(100b), 경로제어블록(500)의 반도체패키지 경로변경구멍(500a) 및 베이스(100)의 정상 반도체패키지 유도구멍(100c)이 상호 연통된 상태를 유지하게 된다. 여기서, 보강부재(110)는 다이(300)가 횡방향으로 굴절되지 않도록 지지하면서, 반도체패키지(12)가 베이스(100)의 반도체패키지 유도구멍(100b)으로 자연스럽게 투입되도록 가이드하는 역할을 수행하는 것이다. 이러한 상태에서, 싱귤레이션장치의 프레스장치가 작동되어, 프레스장치의 이동블록(200)이 하방향으로 이동하게 되면, 도 2a에 도시된 바와 같은 상태에서, 이동블록(200)에 고정되어진 펀치(400)와 정위치 셋팅유닛(700) 및 고정부재(800)가 하방향으로 이동되어서, 도 2b에 도시된 바와 같이 가장 하단에 위치된 정위치 셋팅유닛(700)이 반제품(10)의 셋팅용 구멍(10a)에 끼워지게 되어, 반제품(100)이 다이(300)에 정확하게 위치 고정되고, 일방향으로 탄발 지지되어진 고정부재(800)가 다이(300)에 얹혀져 정위치된 반제품(10)을 소정압력으로 누르게 된다. 이후, 이동블록(200)이 하사점까지 이동하게 되면, 도 2c에 도시된 바와 같이, 펀치(400)가 하강하면서 타이바를 절단하게 되어, 리드프레임 본체(11)와 반도체패키지(12)가 리드프레임 본체(11)로부터 분리된다. 이후, 이동블록(200)이 상방향으로 이동하게 되면, 이에 고정되어진 펀치(400)와 정위치 셋팅유닛(700) 및 고정부재(800)가 상방향으로 이동되므로, 반도체패키지(12)는 보강부재(110)의 반도체패키지 유도구멍(110a) → 베이스(100)의 반도체패키지 유도구멍(100b) → 경로제어블록(500)의 반도체패키지 경로변경구멍(500a) → 베이스(100)의 정상 반도체패키지 유도구멍(100c)을 통과하며 낙하게 된다(도 1b 참조).
반면, 싱귤레이션장치로 공급되어서 다이(300)에 얹혀진 반제품(10)의 해당 반도체패키지(12 ; 도 1b 참조)가 불량 반도체패키지인 경우에는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 경로제어블록 구동장치(600)가 작동되어, 경로제어블록(500)이 경로제어블록 구동장치(600)에 의해 좌측으로 이동되어서 제1스토퍼(120)에 정지되어진 상태를 유지하게 되므로, 보강부재(110)의 반도체패키지 유도구멍(110a)과 베이스(100)의 반도체패키지 유도구멍(100b), 경로제어블록(500)의 반도체패키지 경로변경구멍(500a) 및 베이스(100)의 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)이 상호 연통된 상태를 유지하게 된다. 이러한 상태에서, 싱귤레이션장치의 프레스장치가 작동되어, 프레스장치의 이동블록(200)이 하사점까지 이동하게 되면, 정위치 셋팅유닛(700)이 반제품(100)의 셋팅용 구멍(10a)에 끼워지고, 고정부재(800)가 다이(300)에 얹혀진 반제품(10)을 소정압력으로 누르고 있는 상태에서, 펀치(400)에 의해 타이바가 절단되어, 리드프레임 본체(11)와 반도체패키지(12)가 리드프레임 본체(11)로부터 분리된다. 이후, 이동블록(200)이 상방향으로 이동하게 되면, 이에 고정되어진 펀치(400)와 정위치 셋팅유닛(700) 및 고정부재(800)가 상방향으로 이동되므로, 반도체패키지(12)는 보강부재(110)의 반도체패키지 유도구멍(110a) → 베이스(100)의 반도체패키지 유도구멍(100b) → 경로제어블록(500)의 반도체패키지 경로변경구멍(500a) → 베이스(100)의 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)을 통과하며 낙하게 된다(도 3b 참조).
한편, 미설명부호 "210"은 펀치(400)와 고정부재(800)가 수평방향으로 굴절되지 않도록 지지하는 기능을 수행하는 보강부재를 나타내고 있는데, 본 실시예의 경우에는 정위치 셋팅유닛(700)을 이 보강부재(210)에 설치하였다.
또한, 미설명부호 "210a"는 벤트홀을 나타내고 있는데, 이 벤트홀(210a)을 통해서 고압의 에어를 분출하면 반도체패키지(12)가 보다 확실하게 보강부재(110)의 반도체패키지 유도구멍(110a)으로 유도되어 낙하된다.
본 발명에 따르면, 해당 반도체패키지의 불량여부에 따라서 낙하경로가 변경된 후, 반제품의 타이바 절단작업이 수행되므로, 정상 반도체패키지와 불량 반도체패키지를 손쉽게 구별하여 적재할 수 있게 된다. 해당 반도체패키지의 불량여부는 타이바 절단작업 이전에 판별하게 되며, 반도체패키지의 불량판정 정보는 싱귤레이션장치를 자동으로 제어하는 제어유닛(도시안됨)에 저장되며, 경로제어블록 구동장치(600)는 이 제어유닛에 의해 자동으로 작동제어된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서 보다 다양하게 변형 실시될 수 있다.
일예로, 반도체패키지 유도구멍(100b)과 정상 반도체패키지 유도구멍(100c) 및 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)이 "Y"자를 뒤집어 놓은 형태로 직접 연통되도록 하고, 정상 반도체패키지 유도구멍(100c)과 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)의 경계를 중심으로 회동하는 칸막이와 ; 이 칸막이를 양방향으로 회동시키는 칸막이 구동장치를 낙하경로변경장치로 이용하여, 반도체패키지의 낙하경로를 변경할 수도 있다.
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 베이스의 상부에 반도체패키지 유도구멍이 형성되고, 베이스의 하부에 정상 반도체패키지 유도구멍과, 불량 반도체패키지 유도구멍이 개별적으로 형성되는 한편, 반도체패키지 유도구멍과 정상 반도체패키지 유도구멍, 또는 반도체패키지 유도구멍과 불량 반도체패키지 유도구멍을 선택적으로 연통시키는 낙하경로변경장치가 베이스에 구비되어진 구조로 되어, 반도체패키지가 자중에 의해 낙하되면서, 낙하경로변경장치에 의해 정상 반도체패키지와 불량 반도체패키지가 자동으로 구별되어 적재되므로, 반도체패키지 제조공정의 처리속도가 전반적으로 향상되고, 불량 반도체패키지 제거작업을 위한 설비구조가 획기적으로 단순화되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 베이스(100)에 다이(300)가 고정되고, 다이(300)의 상부에 배치되어진 펀치(400)가 프레스장치를 매개로 상하 직선 왕복이동가능하게 설치되어, 다이(300)에 얹혀진 반제품(100)의 타이바가 하방향으로 이동되는 펀치(400)에 의해서 절단되는 하향식 싱귤레이션장치에 있어서,
    상기 베이스(100)의 상부에는 리드프레임 본체(11)로부터 분리되어진 자중에 의해 낙하되는 반도체패키지(12)가 통과되는 반도체패키지 유도구멍(100b)이 형성되고, 베이스(100)의 하부에는 반도체패키지 유도구멍(100b)으로부터의 정상 반도체패키지가 통과되는 정상 반도체패키지 유도구멍(100c)과, 반도체패키지 유도구멍(100b)으로부터의 불량 반도체패키지가 통과되는 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)이 개별적으로 형성되는 한편, 반도체패키지 유도구멍(100b)과 정상 반도체패키지 유도구멍(100c), 또는 반도체패키지 유도구멍(100b)과 불량 반도체패키지 유도구멍(100d)을 선택적으로 연통시키는 낙하경로변경장치(500,600)가 베이스(100)에 구비되어진 것을 특징으로 하는 하향식 싱귤레이션장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 낙하경로변경장치는, 베이스(100)에 수평방향으로 이동가능하게 삽입되는, 반도체패키지 경로변경구멍(500a)을 갖춘 경로제어블록(500)과 ; 경로제어블록(500)을 수평방향으로 왕복이동시키는 경로제어블록구동장치(600)로 이루어진 것을 특징으로 하는 하향식 싱귤레이션장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 베이스(100)에 경로제어블록(500)의 이동을 제어하는 스토퍼(120,130)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 하향식 싱귤레이션장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 어느 한쪽 스토퍼(120 ; 130)와 경로제어블록(500) 사이에는 경로제어블록(500)을 일방향으로 탄발지지하는 스프링(140)이 내설되고, 스프링(140) 탄성력의 역방향으로 경로제어블록(500)을 이동시키는 일방향 에어실린더가 경로제어블록 구동장치(600)로 이용되는 것을 특징으로 하는 하향식 싱귤레이션장치.
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