KR20040080702A - 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패키지 등의 부품을 실장하거나, 이송 또는 공급하는 픽앤플레이스 장치에 관한 것이다.
본 발명은 1개의 서보모터로 2개의 픽커를 움직이는 구동 매카니즘을 채용함으로써, 서보모터의 감소에 따른 구조의 합리화 및 구동의 효율화, 특히 장비의 제작과 관련한 비용을 대폭 줄일 수 있고, 또 픽커의 하향 위치상태에서 장비에 이상이 발생하였을 때 픽커를 긴급 상향 복귀시켜 줌으로써, 장비의 손상, 특히 픽커의 파손을 방지할 수 있는 동시에 장비의 연계적인 동작이 중단없이 수행되게 할 수 있으며, 또 각 픽커 간의 동작을 압축공기로 항상 탄력적으로 지지하여 랙과 피니언 전동시의 백래시를 보상함으로써, 구동 및 작업의 정확성을 기할 수 있는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치를 제공한다.

Description

반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치{Pick ＆ place system for semiconductor manufacturing equipment}
본 발명은 패키지 등의 부품을 실장하거나, 이송 또는 공급하는 픽앤플레이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1개의 서보모터를 사용하여 2개의 픽커를 움직일 수 있도록 함으로써, 서보모터의 감소에 따른 구조의 합리화 및 구동의 효율화를 도모할 수 있으며, 무엇보다도 고가의 서보모터를 다수 삭제할 수 있으므로 제작비용과 관련한 경제적인 부담을 줄일 수 있는 한편, 장비의 이상시 픽커를 강제 복귀시킬 수 있는 수단이나 랙과 피니언 방식이 안고 있는 백래시 문제를 완전히 해결할 수 있는 수단을 갖춤으로써, 장비의 손상을 방지할 수 있고 구동의 정확성을 기대할 수 있는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치는 패키지의 실장작업은 물론 패키지의 이송, 공급 등과 같이 픽앤플레이스 공정을 필요로 하는 곳에 폭넓게 적용되고 있다.
이러한 픽앤플레이스 장치의 일 구현예로서, 명세서 기재시의 편의상 표면실장기를 예로 들어 설명한다.
표면실장기술에서 조립장비를 대표하는 표면실장기는 부품 예를 들면, 패키지를 인쇄회로기판에 실장하는 장비로서, 표면실장을 위한 조립장비의 핵심장비이며, 테이프, 스티커, 트래이 형태로 공급되는 각종 패키지를 공급기(Feeder)로부터 공급받아 인쇄회로기판상의 실장위치까지 이송한 후, 인쇄회로기판상에 실장하는 장비이다.
도 10은 일반적인 표면실장기의 대표적인 구성을 보여주고 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 상기 표면실장기는 기본 베이스를 구성하는 테이블(100)과, 상기 테이블(100)상에 설치되어 표면실장을 위한 패키지를 공급하는 부품공급부(110) 및 부품공급기(120)와, 수평방향 즉, X축과 Y축 방향으로 운동하면서 작업위치를 결정하는 XY테이블(130)과, 상기 테이블(100)상에 설치되어 패키지가 실장되는 인쇄회로기판을 이송하는 컨베이어(140)와, 상기 XY테이블(130)상에장착되어 패키지를 인쇄회로기판에 실장하는 역할을 하는 헤드부(150) 등을 포함한다.
따라서, 이러한 표면실장기에서는 컨베이어상의 인쇄회로기판이 작업위치로 이송되면, 헤드부는 XY테이블에 의해 부품공급부로 이동되어 패키지를 흡착한 후, 재차 인쇄회로기판의 실장위치로 이동하여 패키지를 실장하게 되는 작업 메카니즘이 이루어진다.
여기서, 패키지의 흡착을 위한 헤드부(150)는, 도 11에 도시한 바와 같이, XY테이블(130)상에 장착되어 X축 방향으로 이동가능한 플레이트(150a) 및 이것의 전면에 결합되는 다수의 헤드몸체(150b)와, 상기 헤드몸체(150b)상에 결합되어 상하이동이 가능한 픽커축(150c) 및 픽커(150d)와, 상기 픽커축(150c) 및 픽커(150d)의 상하이동을 위한 전동수단인 랙(150e) 및 피니언(150f)과, 구동수단으로서 축에 피니언(150f)을 갖는 서보모터(150g) 등을 포함한다.
따라서, 이러한 헤드부는 XY테이블에 의해 헤드부가 부품공급부에 위치한 후, 랙과 피니언에 의해 픽커축이 하향 이동하여 픽커를 통해 패키지를 흡착하게 되고, 랙과 피니언에 의해 픽커 및 픽커축이 상향 이동한 다음, XY테이블에 의해 흡착된 패키지가 인쇄회로기판의 실장위치로 이동하게 되며, 랙과 피니언에 의해 패키지를 포함하는 픽커 및 픽커축이 하향 이동하여 패키지를 실장하게 되는 작업 메카니즘을 수행한다.
그러나, 위와 같은 표면실장기의 헤드부는 각각의 픽커 및 픽커축에 1개씩 배속되는 랙과 피니언 조합을 구동하기 위한 각각의 서보모터를 구비하게 되는데,이러한 경우 중량물인 많은 수의 서보모터로 인해 헤드부의 전체적인 하중이 커지게 되고, 이로 인해 헤드부를 이동시키는 XY테이블에 관성부하가 걸리면서 전체 시스템이 불안정한 단점이 있었고, 무엇보다도 서보모터의 가격이 고가(高價)인 관계로 픽커 및 픽커축에 서보모터를 일대일 배속시키는 시스템에서는 제작시 비용측면에서 상당한 부담을 갖게 하는 단점이 있었다.
또한, 기존에는 표면실장작업시 장비나 라인에 이상이 발생하는 경우 아래로 내려와 있는 픽커와 이상 작동되는 컨베이어, 트래이, 프리사이져(Precisor) 등과 같은 하부의 진행요소가 서로 간섭을 일으키면서 픽커의 손상을 초래하거나, 장비의 연속작업이 중단되는 등의 문제가 종종 있었다.
또한, 기존의 장비들은 랙과 피니언 전동방식이 안고 있는 백래시 문제에 그대로 노출되어 있기 때문에 구동 및 작업의 정확성을 높이는데 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 1개의 서보모터로 2개의 픽커를 움직이는 구동 매카니즘을 채용한 픽앤플레이스 장치를 제공함으로써, 서보모터의 감소에 따른 구조의 합리화 및 구동의 효율화, 특히 장비의 제작과 관련한 비용을 대폭 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 픽커의 하향 위치상태에서 장비에 이상이 발생하였을 때 픽커를 긴급 상향 복귀시킬 수 있는 수단을 제공함으로써, 장비의 손상, 특히 픽커의 파손을 방지할 수 있도록 하고, 또 장비의 연계적인 동작이 중단없이수행될 수 있도록 하는데 있다.
또한, 본 발명은 각 픽커 간의 동작을 압축공기로 항상 탄력적으로 지지하여 랙과 피니언 전동시의 백래시를 보상할 수 있도록 함으로써, 구동 및 작업의 정확성을 기할 수 있도록 하는 수단을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수평방향 예를 들면, X축 또는 Y축 방향으로 이동가능한 프레임과, 픽커에 진공압을 제공하기 위한 에어 유니트와, 랙과 피니언 방식으로 상하 작동가능한 다수의 픽커축 및 픽커와, 픽커축 및 픽커의 상하 작동을 위한 구동력을 제공하는 서보모터와, 프레임상에 지지되면서 픽커축과 이것의 상하 작동을 안내하는 가이드핀을 수용하는 헤드블럭을 포함하는 픽앤플레이스 장치에 있어서, 상기 서보모터의 축에 장착되는 피니언의 양편에 2개의 픽커축이 수직으로 나란하게 배치되면서 그 각각의 랙을 통해 피니언과 동시에 치합되는 구조를 이용하여 1개의 서보모터로 2개의 픽커축 및 픽커를 움직일 수 있도록 한 다수의 픽커 유니트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드블럭상에 수직 하향 설치되며 서로 연동되는 좌우 1세트의 픽커축 사이에 배치되면서 장비 이상에 따른 제어신호를 받아 상향 위치되는 어느 1개의 픽커축을 하향 이동시켜 다른 1개의 픽커축을 상향 이동되게 하는 비상구동용 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비상구동용 실린더는 헤드블럭 내에 연통되어 있는 하나의 공기압 라인을 통해 제공되는 공기압에 의해 여러 대가 동시에 작동될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비상구동용 실린더는 픽커축과 가이드핀을 연결하면서 서로 나란하게 근접되어 있는 양쪽 픽커블럭의 경계선상에 배치되는 로드를 이용하여 어느 1개의 블럭을 아래로 밀어내는 방식으로 픽커축을 하향 이동시켜주도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 픽커축의 상하 작동을 안내하는 가이드핀은 헤드블럭상의 각각의 가이드홈 내에 조성되는 공기압에 의한 지지를 받도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드핀이 수용되는 각각의 가이드홈은 하나로 연통되어 각 세트의 가이드핀이 교대로 움직일 때 발생하는 체적변화를 서로 보상함에 따라 공기압의 평형이 이루어질 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 구조를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 내부 구조를 나타내는 측단면도
도 3은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 픽커축의 배치관계를 나타내는 단면 사시도
도 4a,4b,4c는 도 3의 동작관계를 나타내는 정단면도
도 5는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 비상구동용 실린더의 배치관계를 나타내는 단면 사시도
도 6a,6b는 도 5의 동작관계를 나타내는 정단면도
도 7은 본 발명에 따른 가이드핀의 배치관계를 나타내는 단면 사시도
도 8a,8b는 도 7의 동작관계를 나타내는 정단면도
도 9는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 작동상태를 보여주는 정면도
도 10은 일반적인 표면실장기의 구성을 나타내는 개략적인 평면도
도 11은 도 10의 표면실장기에서 헤드부의 구성을 나타내는 개략적인 정면도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 프레임 11 : 픽커
12 : 에어 유니트 13 : 픽커축
14 : 서보모터 15 : 가이드핀
16 : 헤드블럭 17 : 피니언
18 : 랙 19 : 픽커 유니트
20 : 비상구동용 실린더 21 : 공기압 라인
22 : 픽커블럭 23 : 가이드홈
24 : 튜브 25 : 센서
26 : 센서 브라켓 27 : 실린더 장착홈
28 : 홈
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 바람직한 구현예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 제공하는 픽앤플레이스 장치는 1개의 서보모터와 이것에 의해 작동되는 2개의 픽커축 및 픽커의 조합으로 이루어진 픽커 유니트를 다수 포함한다.
예를 들면, 1개의 서보모터에 대해 각각의 픽커를 가지면서 양편으로 위치되는 픽커축이 배속되어 서보모터의 구동시 양편의 픽커축 및 픽커가 작동될 수 있게 된다.
본 발명에서 픽커축 및 픽커의 상하 작동을 위하여 채용하고 있는 구동방식은 랙과 피니언 방식이며, 특히 1개의 피니언에 양쪽 2개의 랙을 치합시켜 피니언의 회전시 각 랙이 상향 또는 하향으로 동시에 작동될 수 있도록 하는 방식을 채용하고 있다.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, X축 또는 Y축 방향으로 픽커를 이동시켜주기 위한 수단으로 프레임(10)이 제공된다.
상기 프레임(10)은 어느 한 방향으로 왕복 직선운동이 가능한 테이블이나 본 발명에서 구현하고 있는 슬라이드형 로봇(160) 등에 지지되면서 픽커에 의해 흡착되는 패키지를 소정의 위치로 이동시켜주는 역할을 한다.
상기 프레임(10)의 전면 상부에는 패키지를 흡착하는 픽커(11)에 진공압을 공급하기 위한 에어 유니트(12)가 구비되고, 전면 하부에는 그 내측으로는 픽커축(13), 서보모터(14) 등의 장착을 위한 헤드블럭(16)이 갖추어져 있다.
상기 헤드블럭(16)에는 1개의 서보모터(14)에 배속되는 2개 1조의 픽커축(13)이 상하 슬라이드 가능한 구조로 수직 설치되며, 픽커축(13)과 픽커(11)는 서로 헤드블럭(16)의 저부에 배치되는 각각의 픽커블럭(22)에 의해 일체식으로 조립되어 픽커축(13)의 상하 작동시 픽커(11)도 함께 상하로 움직이면서 패키지를 흡착할 수 있게 된다.
상기 픽커(11)의 패키지 흡착은 진공압을 이용하게 되는데, 이를 위하여 프레임(10)상의 에어 유니트(12)와 픽커(11)는 튜브(24)로 연결되어 컨트롤러(미도시)의 제어에 의한 에어 유니트(12)의 진공압 공급 및 차단에 의해 픽커(11)의 패키지 흡착 및 분리 작용이 이루어진다.
또한, 상기 프레임(10)에는 헤드블럭(16)상의 픽커축(13)과 인접한 위치에 센서(25)가 갖추어져 있으며, 이때의 센서(25)는 픽커축(13)의 상승한계위치 또는 하강한계위치를 감지하여 그 신호를 컨트롤러측에 제공하는 역할을 한다.
이렇게 센서(25)가 제공하는 신호에 의해 1세트의 픽커 유니트(19)가 갖는 각 픽커축(13) 간의 동작이 제어될 수 있고, 또 각 세트의 픽커 유니트(19) 간의 연계적인 작동이 제어될 수 있다.
이러한 센서(25)는 1세트의 픽커 유니트(19)를 구성하는 2개의 픽커축(13)이 서로 연동되는 구조를 가짐에 따라 2개 중에서 어느 1개의 픽커축(13)의 위치만 감지하면 픽커 유니트(19)의 제어가 가능하므로, 픽커 유니트(19)의 수에 상응하는 수량만 구비하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 내부 구조를 나타내는 측단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 여기서는 서보모터(14)와 픽커축(13) 간의 전동구조 뿐만 아니라 헤드블럭(16)상에 장착되는 각 구성요소들의 결합관계를 보여준다.
상기 서보모터(14)는 프레임(10)의 내측에 설치되고, 그 축에는 피니언(17)이 장착되며, 피니언(17)의 다른 한쪽은 헤드블럭(16)에 베어링 등을 통해 지지된다.
이때의 피니언(17)은 작동의 정확성을 위하여 서보모터(14)측 연결부위도 베어링 등을 통해 지지되도록 하는 것도 바람직하다.
상기 픽커축(13)은 헤드블럭(16)을 수직으로 관통하면서 그 길이 중간쯤에 형성되는 랙(18)을 이용하여 피니언(17)과 치합되며, 이에 따라 서보모터(14)의 구동시 피니언(17)의 회전에 의해 상하로 움직일 수 있게 된다.
이러한 픽커축(13)은 블럭상의 관통부위에 부시형 베어링이 함께 삽입 장착됨에 따라 위아래로의 움직임이 보다 원할하게 이루어질 수 있게 된다.
또한, 픽커축(13)의 상단에는 센서 브라켓(26)이 장착되어 있으며, 이것의 위치를 검출함으로써 픽커축(13)의 위치를 감지하게 된다.
이렇게 설치되는 픽커축(13)은 픽커블럭(22)을 매개로 하여 픽커(11)와 일체식으로 조립된다.
이를 위하여, 상기 픽커블럭(22)은 픽커축(13)의 하단에 체결 결합되면서 수평을 유지하고, 픽커(11)는 픽커축(13)과 나란하게 수직 배치되면서 그 한쪽 끝에 관통 체결된다.
이에 따라, 픽커(11)는 픽커블럭(22)의 상하 작동시 함께 움직일 수 있게 된다.
또한, 여기서는 헤드블럭(16)상에 장착되는 비상구동용 실린더(20)와 가이드핀(15) 등을 제시하고 있는데, 이들에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 픽커축의 배치관계를 나타내는 단면 사시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 1세트의 픽커 유니트(19)를 구성하는 좌우 2개의 픽커축(13)은 헤드블럭(16)상에 마련되어 있는 수직의 관통홀 내에 슬라이드 가능한 구조로 설치되고, 픽커축(13)의 길이 일부구간은 서로 마주보는 위치에 랙(18)이 형성되는 동시에 그 사이에 1개의 피니언(17)이 치합되면서 배치된다.
상기 2개의 픽커축(13) 중에서 어느 1개는 길이가 조금 길게 연장되고, 이렇게 연장된 부분에 센서 브라켓(16)이 장착되며, 각 픽커축(13)의 하단에는 픽커(11)와의 일체 작동을 위한 각각의 픽커블럭(22)이 장착된다.
따라서, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 각 픽커축(13)의 초기 정렬상태에서 서보모터(14)의 구동으로 피니언(17)이 화살표 방향으로 회전하면, 랙(17)을 이용하여 치합되어 있는 좌우측의 픽커축(13)이 서로 반대방향으로 상하 작동하게 되므로서, 각각의 픽커(11)는 하향 작동시 패키지의 흡착 또는 분리 작업을 수행할 수 있게 된다.
이러한 각 픽커(11)의 상하 작동은 각 픽커 유니트(19) 별로 순차적으로 진행될 수 있거나, 또는 각 픽커 유니트(19)에서 동시에 진행될 수 있다.
예를 들면, 4세트의 픽커 유니트 중에서 어느 1세트 픽커 유니트의 픽커가 패키지를 흡착 또는 분리한 후, 계속해서 다음 1세트 픽커 유니트의 픽커가 패키지를 흡착 또는 분리하는 방식으로 각 픽커 유니트 별로 패키지를 순차적으로 흡착 또는 분리할 수 있거나, 도면으로 예시한 바와 같이 4세트 픽커 유니트의 각 픽커가 패키지를 동시에 흡착 또는 분리한 후, 나머지 픽커가 패키지를 동시에 흡착 또는 분리할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 비상구동용 실린더의 배치관계를 나타내는 단면 사시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 장비의 이상시 픽커를 상부로 급속 귀환시켜주는 수단으로 비상구동용 실린더(20)를 제공한다.
상기 비상구동용 실린더(20)는 일종의 공압실린더로서, 각 세트의 픽커 유니트(19)에 1대씩 배속되어 로드의 전진동작을 이용하여 픽커(11)를 강제로 올려주는 역할을 한다.
이를 위하여, 헤드블럭(16)상의 실린더 장착홈(27) 내에 각각의 비상구동용 실린더(20)가 삽입 설치되고, 이때의 로드는 서로 나란하게 연접 배치되어 있는 각 픽커블럭(22) 간의 경계선상에 위치되면서 양쪽 2개의 블럭과 모두 간섭을 일으킬 수 있게 되며, 헤드블럭(16)에는 일측의 연결구로부터 하나로 연통되면서 각 실린더측으로 분기되는 공기압 라인(21)의 형성되어 비상구동용 실린더(20)의 작동을 위한 공기압이 제공될 수 있게 된다.
위와 같은 구조의 공기압 라인(21)으로 인해 각각의 비상구동용 실린더(20)는 동시에 공기압을 제공받아 일괄적으로 작동되면서 아래로 위치되어 있는 모든 픽커(11)를 일시에 위로 올려줄 수 있으므로, 비상수단으로서의 제역할을 충실히 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 구현예에서는 실질적으로 비상구동용 실린더(20)의 로드와 픽커블럭(22) 간의 간섭이 블럭에 형성되어 있는 홈(28) 내에서 이루어지게 되는데, 이때 실린더의 설치 높이나 실린더의 로드가 갖는 스크로크의 조절을 통해 블럭과의 간섭위치를 임의로 설정할 수 있으므로, 위와 같은 홈없이 블럭 윗면과 그대로 간섭이 이루어지게 하는 것도 가능하게 된다.
따라서, 도 6a에 도시한 바와 같이, 픽커축(13)과 일체로 움직이는 픽커블럭(22)이 정상적으로 동작되고 있는 상태에서 장비나 라인상의 이상이 컨트롤러측에 접수되면, 컨트롤러는 즉각적으로 각 비상구동용 실린더(20)에 공기압 제공을 위한 신호를 출력하게 되고, 공기압 라인(21)을 통해 공급되는 공기압에 의해 비상구동용 실린더(20)가 작동된다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 이렇게 비상구동용 실린더(20)의 작동으로 로드가 아래로 전진하게 되면, 윗쪽으로 위치되어 있는 픽커블럭(22)을 아래로 쳐주게 되고, 이와 동시에 아래쪽으로 위치되어 있던 픽커블럭(22)이 하나의 피니언을 통한 연동작용에 의해 위로 상승하게 되므로, 컨베이어, 트래이 또는 프리사이져(Precisor) 등과 같은 하부의 진행요소와 픽커(11)가 서로 간섭을 일으키는 문제를 사전에 방지할 수 있게 된다.
이때의 실린더 스트로크는 각각의 픽커가 동일한 높이수준을 유지하는 초기 정렬위치 정도로 설정하는 것이 바람직하며, 서보모터의 경우 피니언을 이용한 랙의 무난한 연동작용을 위하여 실린더의 구동 전에 장비나 라인에 이상이 발생하였을 때 미리 전원을 차단하여 프리상태가 되도록 하는 제어가 필요하다.
도 7은 본 발명에 따른 가이드핀의 배치관계를 나타내는 단면 사시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 픽커(11) 및 픽커축(13)의 상하 작동을안내하는 가이드핀(15)을 제공한다.
상기 가이드핀(15)은 각 픽커축(13)의 뒷쪽으로 나란하게 1개씩 배속되면서 픽커축(13)의 정확한 상하 작동시 흔들림 등을 잡아주는 역할을 한다.
이러한 가이드핀(15)은 헤드블럭(16)상에 마련되어 있는 각각의 가이드홈(23) 내에 부시형 베어링 등과 함께 장착되는 구조로 설치되며, 그 하단은 픽커블럭(22)상에 체결 고정되어 픽커(11) 및 픽커축(13)과 일체로 움직일 수 있게 된다.
특히, 상기 각각의 가이드홈(23)은 블럭상에서 하나로 통하는 구조로 되어 있으며, 그 내부는 일측에서 제공하는 공기압에 의해 항상 소정의 압력이 조성되고, 가이드핀(15)과의 접촉구간측으로는 공기압의 누설을 방지하기 위한 실링부재가 내설된다.
이에 따라, 각 가이드홈(23) 내에 장착되는 각각의 가이드핀(15)은 가이드홈(23) 내에 조성되어 있는 공기압에 의한 지지를 받게 되므로, 이것과 일체로 움직이는 픽커(11) 및 픽커축(13)의 랙과 서보모터(14)의 피니언 간에 작용하는 백래시 문제를 완전히 해소할 수 있게 된다.
예를 들면, 도 8a 및 8b에 도시한 바와 같이, 하나로 통하는 가이드홈(23)의 공기압이 항상 일정하게 유지되고, 또 각 세트의 가이드핀(15)이 교대로 움직일 때 발생하는 체적변화를 서로 보상하여 공기압의 평형을 이루면서 위의 공기압이 계속 유지됨에 따라 이때의 공기압이 그대로 픽커축(13)에 전달되어 랙과 피니언 간의 물림상태를 상시 결속시켜주게 되므로, 랙과 피니언 간의 전동시 발생될 수 있는백래시 현상을 배제할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 작동상태를 보여주는 정면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 픽커를 포함하는 프레임 전체는 슬라이드형 로봇 등에 의해 표면실장을 위한 패키지가 준비되어 있는 부품공급부측으로 이동한다.
부품공급부측으로 이동한 각각의 픽커는 각 패키지와 일대일 대응하는 위치에서 정지하게 되고, 이때부터 서보모터의 구동에 의한 패키지의 흡착이 진행된다.
각각의 픽커(11)가 동일한 높이로 초기 정렬된 상태에서 서보모터가 정방향으로 구동하면, 1세트 또는 각 세트의 1개의 픽커축이 하강하여 이것의 픽커(11)가 패키지를 흡착한다.
픽커(11)의 흡착은 에어 유니트의 작동과 동시에 이루어지며, 이때의 다른 1개의 픽커축 및 픽커(11)는 위와 동일한 스트로크로 상승한다.
여기서, 픽커에 의한 패키지의 흡착은 픽커에 부속되는 통상의 흡착노즐, 진공발생기 등을 통해 가능하게 되고, 픽커들 간의 순차적인 동작은 센서 및 센서 브라켓의 감지신호를 입력신호로 하는 컨트롤러에 의해 제어된다.
계속해서, 1세트 또는 각 세트의 1개의 픽커(11)가 패키지의 흡착을 완료하면, 이번에는 서보모터가 역방향으로 구동하여 다른 1개의 픽커축을 하강시키고, 마찬가지로 이것의 픽커(11)도 패키지를 흡착한다.
따라서, 1세트 또는 각 세트의 2개의 픽커(11)가 모두 패키지를 흡착하면, 각각의 픽커(11)는 초기 정렬상태를 유지한 후, 이때의 정렬상태 그대로 슬라이드형 로봇 등에 의해 인쇄회로기판이 있는 곳으로 이동하여 인쇄회로기판상에 패키지를 실장한다.
이상에서와 같이 1개의 서보모터로 2개의 픽커를 움직이는 구동 매카니즘을 채용한 픽앤플레이스 장치는 다음과 같은 장점이 있다.
1) 서보모터의 수량을 줄일 수 있기 때문에 하중의 경감 등 전반적인 구조를 합리적으로 구성할 수 있는 동시에 구동을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있으며, 특히 장비의 제작과 관련한 비용을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
2) 장비나 라인의 이상시 아래로 내려와 있는 픽커를 긴급 상향 복귀시킬 수 있기 때문에 장비의 손상, 특히 픽커의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 또 장비의 연계적인 동작이 중단없이 수행되게 하는 효과가 있다.
3) 각 픽커 간의 동작을 압축공기로 항상 탄력적으로 지지할 수 있기 때문에 랙과 피니언 전동시의 백래시를 보상할 수 있고, 이에 따라 구동 및 작업의 정확성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 수평 방향으로 이동가능한 프레임(10)과, 상기 프레임(10)에 설치된 서보모터(14)와, 상기 서보모터(14)에 결합된 피니언(17)과 치합되어 랙과 피니언 방식으로 상하 작동가능한 다수의 픽커축(13) 및 픽커(11)와, 상기 프레임(10)상에 지지되면서 픽커축(13)의 상하 작동을 안내하는 헤드블럭(16)을 포함하는 픽앤플레이스 장치에 있어서,
    상기 피니언(17)의 양편에 2개의 픽커축(13)이 치합되어 1개의 서보모터(14)로 2개의 픽커축(13) 및 픽커(11)를 상하 반대로 움직일 수 있도록 한 다수의 픽커 유니트(19)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드블럭(16)상에 설치되며 서로 연동되는 좌우 1세트의 픽커축(13) 사이에 배치되면서 장비 이상에 따른 제어신호를 받아 상향 위치되는 어느 1개의 픽커축(13)을 하향 이동시켜 다른 1개의 픽커축(13)을 상향 이동되게 하는 비상구동용 실린더(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 비상구동용 실린더(20)는 헤드블럭(16) 내에 연통되어 있는 하나의 공기압 라인(21)을 통해 제공되는 공기압에 의해 여러 대가 동시에 작동될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 비상구동용 실린더(20)는 픽커축(13)과 픽커(11)를 연결하면서 서로 나란하게 근접되어 있는 픽커블럭(22)의 양쪽 경계선상에 배치되는 로드를 이용하여 어느 1개의 블럭을 아래로 밀어내는 방식으로 픽커축(13)을 하향 이동시켜주도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 픽커축(13)은 상기 픽커블럭(22)에 고정되어 있고, 상기 헤드블럭(16)에 삽입된 가이드핀(15)에 의해 안내되며, 상기 가이드핀(15)은 헤드블럭(16)상의 각각의 가이드홈(23) 내에 조성되는 공기압에 의한 지지를 받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 가이드핀(15)이 수용되는 각각의 가이드홈(23)은 하나로 연통되어 각 세트의 가이드핀(15)이 교대로 움직일 때 발생하는 체적변화를 서로 보상함에 따라 공기압의 평형이 이루어질 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치.
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