KR20050085520A

KR20050085520A - 분배 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20050085520A
Application number: KR1020057010543A
Authority: KR
Inventors: 제이알. 피코크 데이비드 에스.; 토마스 씨. 프렌티쓰; 브라이언 피. 프레스콧; 토마스 퍼셀; 게리 티. 프리만; 케빈 제이. 코우티만체; 스콧 에이. 레이드; 어얼 제이알. 스위트; 무레이 디. 스콧; 파울 엘. 헤몬드; 로버트 더블유. 트레이시
Original assignee: 스피드라인 테크놀러지스 인코포레이티드
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-08-29
Also published as: AU2003296962A8; TW200416189A; AU2003296962A1; WO2004053301A2; WO2004053301A3; US20040148763A1

Abstract

복수의 작업대상(114)에 작동을 수행하는 시스템(10) 및 방법은 작동부(11)와 로딩/언로딩부(101)와, 작동부 내에 위치되며 각각이 복수의 작업대상(114)에 작업을 수행하도록 작동 가능한 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드(54)와, 복수의 장착 장치(114)를 구비하고 장착 장치를 작동부(11) 내로 그리고 이로부터 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 포함한다.

Description

분배 시스템 및 방법 {DISPENSING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 하나의 워크스테이션 내에서 복수의 작업 장치를 사용하여 병렬로 복수의 작업 작동을 수행하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 분배 시스템 내의 전자 부품 패키지 등의 복수의 기판 상에 소량의 액체를 분배하는 분배 시스템을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

다양한 적용예를 위해 개량된 양의 액체 또는 페이스트를 분배하기 위해 사용된 몇몇 유형의 종래 기술의 분배 시스템이 있다. 하나의 이러한 응용예는 집적 회로 칩의 조립이다. 이러한 응용예에서, 분배 시스템은 캡슐화 재료로 집적 회로를 캡슐화하는 공정과 캡슐화제로 플립-칩 집적 회로를 언더필(underfilling)하는 공정에 사용된다. 또한, 종래 기술의 시스템은 액체 에폭시 또는 땜납 페이스트의 도트를 회로판 또는 집적 회로 상에 분배하는데 사용된다. 액체 에폭시 및 땜납은 회로판 또는 집적 회로에 부품을 접속하는데 사용된다. 전술된 분배 시스템은 미국 매사추세츠주 프랭클린(Franklin) 소재의 스피드라인 테크놀로지스, 인크.(Speedline Technologies, Inc.)에 의해 제조 및 배포되는 것을 포함한다. 오늘날의 고밀도 패키징에서 다이 아래의 상호연결부의 양이 계속 증가하고 충전될 간극의 크기가 감소하기 때문에 분배 시스템의 처리량 효율에 문제가 발생한다.

전형적인 분배 시스템에서, 컴퓨터 시스템 또는 제어기에 의해 제어되는 서보모터를 사용하여 펌프 및 분배기 조립체를 3개의 상호 직교하는 축(x, y, z)을 따라 이동시키기 위해 펌프 및 분배기 조립체가 이동 조립체에 장착된다. 요구되는 위치에 회로판 또는 다른 기판 상에 액체의 도트를 분배하도록, 펌프 및 분배기 조립체는 요구되는 위치 위에 위치될 때까지 수평 x 및 y축을 따라 이동된다. 그 다음, 펌프 및 분배기 조립체는 펌프 및 분배기 조립체의 노즐이 기판 위의 적절한 분배 위치에 올 때까지 수직 z축을 따라 하강된다. 펌프 및 분배기 조립체는 액체의 도트를 분배하고, 그 다음 z축을 따라 상승되고, x 및 y축을 따라 새로운 위치로 이동되고, 다음 액체 도트를 분배하도록 z축을 따라 하강된다. 전술된 바와 같은 캡슐화 또는 언더필 등의 적용예에 대해, 펌프 및 분배기 조립체는 펌프 및 분배기가 라인의 요구되는 경로를 따라 x 및 y축으로 이동됨에 따라 재료의 라인을 분배하도록 전형적으로 제어된다.

몇몇 경우에서, 이러한 분배 시스템의 생산 속도는 특정 분배 펌프 조립체가 재료의 도트 또는 라인을 정확하고 제어 가능하게 분배하는 속도에 의해 제한될 수 있다. 다른 경우에서, 이러한 시스템의 생산 속도는 부품이 기계 내로 그리고 이로부터 로딩될 수 있는 속도에 의해 제한될 수 있다. 또 다른 경우에서, 이러한 시스템의 생산 속도는 언더필 적용예에서와 같이 특정 온도로 기판을 가열하는데 요구되는 시간 또는 분배된 재료를 유동시키는데 요구되는 시간 등의 공정 요건에 의해 제한될 수 있다. 모든 경우 및 적용예에서, 단일 분배 시스템의 처리량 능력에 약간의 제한이 있다.

집적 회로의 제조 동안에, 생산 요건은 종종 단일 분배 시스템의 처리량 능력을 초과한다. 처리량 문제를 극복하도록, 요구되는 수집 처리량을 달성하도록 다중의 독립 분배 시스템이 이용될 수 있다. 이러한 해결책은 다중 기계가 사용되고 추가적인 제조 공간이 요구되기 때문에 종종 비싸다. 전형적인 작동에서, 제조 플로어 공간은 제한되고 비싸다. 따라서, 제조 플로어 상의 각각의 제조 시스템의 "족적(footprint)"을 감소시키는 것이 바람직하다.

분배 시스템이 분배될 부품 또는 기판과 함께 존재할 때, 부품의 실제 위치와 부품 내의 중요한 특징부를 위치시키고 캘리브레이션하는데 자동 비전 시스템이 사용되는 것이 전형적이다. 이는 분배 헤드 위치결정 시스템의 좌표계에 대해 부품의 고정시 또는 부품 자체에서 시스템이 편차를 보상하는 것을 허용한다.

다중 분배 헤드가 높은 수집 처리량을 달성하도록 병렬로 이용될 때, 사실상 동일한 부품에 사실상 동일한 임무를 수행하도록 다중 분배 헤드가 프로그래밍되는 것이 전형적이다. 그러나, 위치결정 시스템에 대한 부품의 고정시 또는 부품 자체에서의 약간의 편차로 인해, 다중 분배 헤드의 각각에 독립적으로 보정이 되어야 한다. 이러한 보정이 다중 분배 헤드의 각각에 대해 유일하기 때문에, 분배 헤드의 각각은 전형적으로 기판에 대해 독립적으로 위치결정 가능하다.

하나의 종래 기술의 시스템은 다중의 독립 분배 헤드를 이용하여 높은 처리량을 달성하고, 본 명세서에 참조로서 포함되고 본 발명의 양수인에게 양도된 발명의 명칭이 "다중 헤드 분배 시스템 및 방법"인 미국 특허 제6,007,631호에 설명되어 있다. 이러한 분배 시스템은 다중의 독립 분배 헤드를 이용한다. 다중 분배 헤드의 각각은 별도의 위치결정 시스템 상에 장착되고 독립 작업 영역 위에서 작동한다. 또한, 분배 헤드가 다른 레인 내의 위치에 고정된 부품 상에 계속 분배하는 동안 부품이 분배 작업 영역 내로 그리고 이로부터 로딩되게 허용하도록 시스템은 2개의 컨베이어 레인을 갖는다.

본 발명을 더욱 잘 이해하기 위해, 본 명세서에 참조로서 포함된 도면이 참조된다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분배 시스템의 사시도이다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 취급 시스템을 도시하는 도1의 분배기의 측면 사시도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용된 갠트리 시스템의 사시도이다.

도3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용된 다른 갠트리 시스템의 사시도이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분배 특징부의 사시도이다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트 로딩 특징부의 사시도이다.

도6은 보트가 인출된 본 발명의 일 실시예에 따른 보트 로딩 특징부의 사시도이다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도1의 분배 시스템의 평면도이다.

도8은 다중 매거진을 갖는 본 발명의 분배 시스템의 다른 실시예이다.

다중 분배 헤드 시스템에서 표시된 처리량 장점을 달성하고 시스템 비용과 각각의 프린팅 기계의 족적을 더욱 감소시키면서 듀얼-레인 컨베이어의 특징을 포함하는 것이 바람직하다. 결과적인 기판의 품질을 유지하면서 시스템 내의 휴지 시간을 피하는 배치(batch) 기계 내에서 연속적인 사이클을 제공하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 실시예는 시스템을 통해 팰릿 상에 운반된 복수의 기판 상으로 분배하도록 다중 독립 분배 헤드를 제공함으로써 족적과 비용을 더욱 감소시키면서 상기 종래 기술의 처리량 장점을 달성한다. 각각이 트랙을 갖는 2개의 레인을 사용하여, 제1 전방 트랙 상의 팰릿 상에 운반된 기판에 분배가 되면서, 제2 후방 트랙 상의 팰릿이 다음 분배 사이클을 위해 준비된 기판으로 로딩된다. 연속적으로 작업함으로써, 제1 전방 트랙 또는 제2 후방 트랙은 분배 공정과 연관된 오버헤드 또는 휴지 시간을 경감하며 분배를 위해 사실상 연속적으로 위치결정된다.

또한, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 분배 헤드에 대해 기판의 위치를 조절하도록 소형의 제한 주행 위치결정 시스템이 이용된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 다중 분배 헤드 각각과 공통 갠트리 위치결정 시스템 사이에 소형 제한 주행 위치결정 시스템이 장착된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 소형 제한 주행 위치결정 시스템 중 하나는 일반성의 손실없이 다중 헤드 중 하나로부터 제거될 수 있다. 다른 헤드의 각각의 위치가 제1 헤드의 위치에 대해 조절될 수 있기 때문에, 다중 헤드 각각에 여전히 유일한 보정이 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 소형의 제한 주행 운동 시스템의 주행 범위는 대형 갠트리 위치결정 시스템으로부터의 운동을 요구하지 않고 분배 펌프가 소정의 부품 또는 부분에 대해 모든 필요한 운동을 수행하도록 하기에 매우 충분하게 될 수 있다. 이러한 경우, 다중 분배 헤드 각각에 의해 분배된 패턴은 다른 분배 헤드와는 상이할 수 있다. 이러한 능력으로부터 이익이 될 수 있는 적용예의 일 예는 하나의 헤드가 댐 재료의 둘레 경계를 분배하도록 제어되는 한편, 다른 헤드가 댐 내의 캡슐화제의 충전 패턴을 분배하도록 제어되는 댐 앤드 필(dam & fill) 적용예일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 듀얼-레인 컨베이어의 태양이 다중 팰릿 로딩 구조부 내로 포함된다. 이러한 시스템에서, 분배 헤드는 부품이 언로딩된 후 다른 팰릿 상으로 로딩되면서 일 팰릿 상에 고정된 부분 상에 분배를 계속한다.

본 발명의 실시예는 분배 시스템으로 제한되지 않으며, 다중 작업 헤드가 사실상 동일한 다중 작업대상에 병렬로 사실상 동일한 작동을 수행하는 다른 장치를 포함한다.

본 발명의 구현예는 복수의 작업대상에 작동을 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 작동부와 로딩/언로딩부와, 작동부 내에 위치되며 각각이 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 작동 가능한 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드와, 복수의 장착 장치를 포함하며 장착 장치를 시스템의 작동부 내로 그리고 이로부터 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 포함하며, 복수의 장착 장치 중 하나가 시스템의 작동부 내에 위치결정되며, 복수의 장착 장치 중 다른 하나가 시스템의 로딩/언로딩부 내에 위치결정되고 작업대상 유지 구조부가 장착 장치로부터 언로딩되면서 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드 중 적어도 하나에 의해 복수의 작업대상에 작업이 수행된다.

본 발명의 실시예는 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 작업대상은 작업대상 유지 구조부 내에 포함될 수 있고, 작업대상 유지 구조부는 복수의 장착 장치 상에 장착 가능하다. 로딩/언로딩부는 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드에 의해 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 전달 장치에 의해 장착 장치를 작업부 내로 이송하기 전에 복수의 장착 장치 중 하나 상으로 작업대상 유지 구조부를 로딩하도록 작동 가능하다. 로딩/언로딩부는 복수의 장착 장치 중 하나로부터 작업대상 유지 구조부를 언로딩하도록 더욱 작동 가능하다.

본 발명의 다른 실시예는 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 작업대상은 전자 기판일 수 있으며, 작업 헤드는 분배 헤드일 수 있다. 작업대상 유지 구조부는 트레이일 수 있으며, 트레이는 전자 기판을 유지할 수 있다. 트레이는 AUER 보트일 수 있다. 장착 장치는 작업대상 유지 구조부를 유지하기 위한 팰릿일 수 있다. 작업대상에 수행된 작업은 언더필을 전자 기판 상으로 분배하는 것일 수 있다. 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드를 복수의 작업대상에 정렬하도록 비전 정렬 장치가 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 구현예는 작동부와 로딩/언로딩부와, 작동부 내에 위치되며 각각이 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 작동 가능한 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드와, 제1 및 제2 장착 장치를 포함하며 제1 및 제2 장착 장치를 시스템의 작동부 내로 그리고 이로부터, 로딩/언로딩부로부터 그리고 그 내로 각각 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 갖는 장치를 사용하여 복수의 작업대상에 작동을 수행하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드에 의해 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 장착 장치를 작동부 내로 이송하기 전에 작업대상 유지 구조부를 제1 장착 장치 상으로 장착하는 단계와, 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드 중 적어도 하나에 의해 복수의 작업대상에 작업이 수행되도록 전달 시스템을 사용하여 제1 장착 장치를 작동부 내로 이동시키는 단계와, 전달 시스템을 사용하여 제2 장착 장치를 언로딩부로 동시에 이동시키는 단계와, 제1 및 제2 장착 장치가 작동부 및 로딩/언로딩부에 각각 위치결정되었을 때, 제2 장착 장치로부터 작업대상 유지 구조부를 언로딩하면서 제1 장착 장치 상의 작업대상에 작업을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 작업이 수행되지 않은 작업대상이 작동부로 이송되는 시간 기간과 대략 동시에 작업대상 유지 구조부 내에 포함된 복수의 작업대상에 작업이 수행된 후에 작업대상 유지 구조부가 장착 장치로부터 언로딩되도록 이전 단계를 반복하는 것을 더욱 포함할 수 있다.

본 발명은 이하의 도면, 상세한 설명 및 청구의 범위를 검토한 후 더욱 완전히 이해될 것이다.

본 발명의 실시예는 회로판 또는 다른 전자 부품 등의 기판 상에 분배 작동을 수행하는 다중 헤드 분배 시스템에 관한 것이다. 본 분야의 당업자가 이해하는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 분배 시스템으로 제한되지 않으며, 다중 작업-헤드가 다중의 사실상 동일한 기판 또는 작업대상에 병렬로 사실상 동일한 작동을 수행하는 다른 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시예는 부품 위치 시스템, BGA 위치 시스템, 레이저 납땜 시스템, 자동 광학 검사 시스템 및 가공 시스템에 관한 것일 수 있다. 본 발명의 실시예는 회로판 상에 재료를 분배하거나 또는 전자 부품을 언더필하는 것으로 제한되지 않고, 다중 헤드 분배 시스템과 함께 사용되는 것으로 제한되지 않으며, 단일 헤드 적용예에 사용될 수 있다. 다른 실시예 및 공정이 가능하며 생각될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 헤드 분배 유닛이 도1 내지 도3을 참조하여 설명된다. 도1은 다중 헤드 분배 시스템(10)의 사시도를 도시한다. 분배 시스템(10)은 작동 시스템부(11)와 기판 취급 시스템부(101)를 포함하며, 이들은 기판 취급 시스템부로부터 전자 부품의 이송을 달성하고, 작동 시스템부 내의 전자 부품 상으로 분배하고, 기판 취급부로 전자 부품을 제거하도록 함께 작동한다.

작동 시스템부(11)가 먼저 상세히 설명된다. 도1을 더 참조하고, 도2를 참조하면, 작동부(11)는 하부 격실(12), 주 시스템 제어기(14), 기부 프레임(16), 장착 표면(18), 모니터 또는 다른 그래픽 사용자 인터페이스(19), 및 분배 유닛(54a, 54b) 각각에 대한 갠트리 위치결정 시스템(28)을 포함한다. 분배 유닛(54a, 54b)은 분배기 헤드 하우징(46a, 46b)을 포함한다. 하부 구획(12)은 전기 및 유압 제어기와 주 시스템 제어기(14)를 수납하는데 사용된다. 기부 프레임(16)은 갠트리 위치결정 시스템(28) 및 장착 표면(18)을 위한 기부를 제공한다.

갠트리 위치결정 시스템(28)(도2)은 각각의 기판의 표면 위에서 분배기 유닛 각각을 이동시키도록 이용된다. 도2의 갠트리 시스템(28)은 사실상 동일하지만, 독립적이어서 분배기 각각의 독립 운동을 제공한다. 이러한 2개의 갠트리 시스템이 도2에 도시되더라도, 임의의 수의 이러한 갠트리 시스템이 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도3을 참조하면, 도2의 갠트리 시스템(28) 중 하나가 하부 사시도 및 확대도로 도시된다. 갠트리 위치결정 시스템 각각은 Y축 위치결정부와 X축 위치결정부를 포함한다. Y축 위치결정부는 선형 베어링(20a, 20b), 선형 엔코더 테이프 눈금(22), 및 선형 모터 자석 트랙(24)으로 구성된다. 갠트리 위치결정 시스템(28)은 선형 베어링 슬라이더(26a, 26b, 26c) 및 선형 베어링 레일(20a, 20b)을 사용하여 Y축 방향으로 기부 프레임(16)에 활주 가능하게 장착된 갠트리 횡단 비임(48)을 포함한다. 선형 베어링 슬라이더(26a)는 선형 베어링 레일(20b)에 활주 가능하게 장착되고, 선형 베어링 슬라이더(26b, 26c)는 선형 베어링 레일(20a)에 활주 가능하게 장착된다. 갠트리 위치결정 시스템(28)의 Y축 부분 내에 엔코더 판독 헤드(34)와 선형 모터 코일(36)이 더 포함된다. 엔코더 판독 헤드(34)는 선형 엔코더 테이프 눈금(22)에 밀착 근접하여 장착되어, 이로부터 위치 정보를 판독한다. 선형 엔코더 테이프 눈금(22) 및 엔코더 판독 헤드(34)로 수행된 엔코더 기능은 영국 글로우스터쉬어(Gloustershire) 소재의 레니샤우 피엘씨(Renishaw PLC)에 의해 제조되는 것을 포함하는 많은 다른 엔코더 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.

갠트리 위치결정 시스템(28)의 X축 부분은 분배 헤드 하우징 또는 캐리지(30a), 선형 베어링(32a, 32b) 및 선형 베어링 슬라이더(50a, 50b, 50c)를 포함한다. 분배 헤드 하우징(30a)은 선형 베어링 슬라이더(50a, 50b)를 사용하여 갠트리 크로스 비임(48) 및 선형 베어링(32a)에, 그리고 (보이지 않는) 선형 베어링 슬라이더(50c)를 사용하여 선형 베어링(32b)에 활주 가능하게 장착된다. 분배 헤드 하우징(30a)은 선형 모터 코일(42a)에 의해 구동된다. 분배 헤드 하우징(30a)의 위치는 Y축의 엔코더 판독 헤드(34)에 장착되며 구성이 유사한 (도시되지 않은) 엔코더 판독 헤드에 의해 감지된다. X축 엔코더 판독 헤드는 엔코더 테이프 눈금(38)에 근접하여 장착되고 이로부터 위치 정보를 판독한다.

분배 헤드 하우징(30a, 30b) 내에 (도시되지 않은) 기계 비전 카메라, 분배 헤드(46a, 46b) 및 분배 유닛(54a, 54b)이 각각 장착된다. 분배 헤드(46a, 46b)는 분배 헤드 하우징(30a, 30b) 내에 장착된다. 분배 헤드(46a, 46b)는 분배 유닛/펌프(54a, 54b)를 위해 운동의 Z축을 제공한다. 예컨대, 분배 헤드(46a, 46b)는 많은 방식으로 구현될 수 있다. 유사하게, 분배 유닛(54a, 54b)은 많은 상이한 분배 헤드 또는 펌프를 사용하여 구현될 수 있다. 분배 유닛 및 분배 헤드 또는 펌프는 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서에 참조로서 포함된 발명의 명칭이 "다중 헤드 분배 시스템 및 방법"인 미국 특허 제6,395,334호에 개시된 것을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 다중 분배 헤드는 도3b에 도시된 바와 같이 단일 갠트리 시스템 내에 장착된다. 도3b에서, 독립 분배 헤드라기보다는 2개의 부분 종속 헤드가 단일 갠트리 상에 장착된다. 갠트리 크로스 비임 조립체(28)는 갠트리 크로스 비임(48), X 캐리지(30a, 30b), 분배 유닛(54a, 54b) 및 분배기 헤드 하우징(46a, 46b)으로 구성된다. X 캐리지(30a)는 선형 베어링 슬라이더(50a, 50b)를 사용하여 갠트리 크로스 비임(48)과 선형 베어링(32a)에 활주 가능하게 장착된다. X 캐리지(30b)는 선형 베어링 슬라이더(52a, 52b)를 사용하여 갠트리 크로스 비임(48)과 선형 베어링(32a)에 활주 가능하게 장착된다. X 캐리지(30a)는 선형 베어링 슬라이더를 사용하여 갠트리 크로스 비임(48)과 선형 베어링(32b)에 활주 가능하게 장착된다. X 캐리지(30b)는 선형 베어링 슬라이더를 사용하여 갠트리 크로스 비임(48)과 선형 베어링(32b)에 활주 가능하게 장착된다. 양 캐리지(30a, 30b)는 공통 세트의 베어링 레일(32a, 32b), 공통 엔코더 테이프 눈금(38) 및 공통 선형 모터 자석 트랙(40)을 공유한다. X 캐리지(30a)는 선형 모터 코일(42a)에 의해 구동된다. X 캐리지(30b)도 (도시되지 않은) 선형 모터 코일에 의해 구동된다. X 캐리지(30a)의 위치는 Y축의 엔코더 판독 헤드(34)에 장착되며 구성이 유사한 (도시되지 않은) 엔코더 판독 헤드에 의해 감지된다. X 캐리지(30b)의 위치는 Y축의 엔코더 판독 헤드(34)에 장착되며 구성이 유사한 (도시되지 않은) 엔코더 판독 헤드에 의해 감지된다. 이들 X축 엔코더 판독 헤드는 엔코더 테이프 눈금(38)에 근접하여 장착되고 이로부터 위치 정보를 판독한다. 분배기 하우징(46a, 46b)과 공통 갠트리 시스템(28) 사이에 위치결정된 선형 베어링(31a, 31b)은 분배 헤드(54a, 54b) 각각과 공통 갠트리 시스템(28) 사이에 제한된 주행 위치결정 시스템을 제공한다. 따라서, 단일 갠트리 시스템으로 구성된 시스템 내에서, 분배 헤드(54a, 54b)는 기판의 위치에 대응하도록 Y축 방향에서 각각의 위치를 조절할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 분배 헤드 하우징 내에 제2 분배 유닛의 추가가 가능하며, 소정의 분배 헤드로부터 2개의 상이한 재료를 분배하는 능력 또는 도3b에 도시된 특징부인 2개의 상이한 니들 크기 등의 상이하게 구성된 분배 유닛으로부터 동일한 재료를 분배하는 능력을 제공한다. 2개의 분배 헤드는 각각의 갠트리 상에 단일의 넓은 분배 헤드 하우징 내에 나란히 장착될 수 있다. 각각의 갠트리 상의 분배 헤드는 X축 및 Y축에서 서로 고정될 수 있다. 제2 분배 유닛의 사용이 기대되거나 요구되지 않으면, 분배 헤드 하우징(46a 및/또는 46b)은 선택적인 제2 분배 유닛의 존재를 수용하는데 요구되는 구조부 및 특징부를 제거하도록 구성될 수 있다.

칩 상에 정확한 분배를 달성하기 위해, 각각의 분배 공정을 시작하기 전에 분배가 발생될 기판의 위치 및 높이를 알기 위해 분배 유닛이 유용하다. 예컨대, 정밀한 위치 및 높이가 결정되도록 비전 정렬 시스템이 분배 공정 동안에 사용될 수 있다. 정확한 분배는 칩 아래에 그리고 칩 상의 각각의 상호 연결부 둘레에 모세관 방식으로 유동하는 에폭시 또는 다른 재료의 다중 통과를 요구할 수 있다.

분배 유닛(54a, 54b) 각각은 분배 공정에서 정확도 및 효율을 위해 분배 유닛 내에 사용된 특징부와 연관된다. 도4를 참조하면, 분배 시스템(10)의 각각의 헤드는 니들 캘리브레이터(100), 중량 저울(102), 예비 분배판(104) 및 니들 클리너(106)를 갖는 각각의 스테이션을 포함한다. 각각의 스테이션은 (도시되지 않은) 절곡 니들 검출기를 더 포함할 수 있다. 니들 캘리브레이터(100)는 플런저 또는 스위치(101), 계단식 블록(103) 및 게이지가 있는 계단식 판(105)을 포함한다. 니들의 높이는 니들로부터의 접촉에 의한 플런저(101)의 활성화에 의해 결정된다. 계단식 블록(103)은 존재한다면 분배 헤드 하우징(30a) 내에 장착된 비접촉 레이저 Z 높이 센서를 캘리브레이션하는데 사용된다. 이러한 레이저 Z 높이 센서는 독일 오르텐부르크(Ortenburg) 소재의 마이크로-엡실론(Micro-Epsilon)에 의해 제조된 것을 포함할 수 있다. 게이지가 있는 계단식 판(105)은 존재한다면 분배 헤드 하우징(30a) 내에 장착된 접촉 Z 센서를 캘리브레이션하는데 사용된다. 이러한 접촉 Z 센서는 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된 공동 소유의 미국 특허 제6,093,251호에 개시된 것을 포함할 수 있다.

중량 저울(102)의 절두 원추형 기부가 도시되는 한편, 중량 저울과 연관된 접시가 도4에서 제거된다. 중량 저울은 일반적으로 접시 또는 실린더형의 챔버와, 챔버 내로의 분배를 허용하는 제거 가능한 리드를 포함하지만, 드래프트 실드 및 정전기 실드로서 더욱 작용한다. 동일한 것을 이용하도록 중량 저울 시스템 및 방법은 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된 현재 미국 특허 제6,541,063호인 공동 소유의 미국 특허 출원 제09/705,080호와, 미국 특허 출원 제09/928,112호에 설명된 것을 포함할 수 있다.

예비 분배판(104)은 처리될 실제 기판 상의 분배 전에 예비 분배가 수행될 수 있는 대리 기판으로서 작용한다. 예비 분배 단계는 분배 니들의 단부에서의 특정 성분 및 니들의 조건이 실제 작업대상 상의 분배 후에 존재하는 니들의 조건을 더욱 근접하게 모방하는 것을 허용한다. 따라서, 예비 분배 단계는 생산된 제1 및 후속 제품 사이의 편차를 최소화하도록 하는 작용을 한다. 예비 분배 단계는 전형적으로 중량 저울 접시 내로의 분배 또는 니들의 세척 등의 니들의 조건을 바꿀 수 있는 활동에 후속하여 발생하도록 프로그래밍된다. 예비 분배판(104)은 세척을 위해 제거되고 추가적인 사용을 위해 대체될 수 있는 세라믹 인서트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예비 분배판(104)의 사용은 작동자 개입이 요구되기 전에 가능한 예비 분배 이벤트의 수를 증가시키는 것을 허용한다.

니들 클리너(106)는 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된 공동 소유의 미국 특허 출원 제09/974,022호에 설명된 니들 클리너를 포함할 수 있다.

절곡 니들 검출기는 니들 캘리브레이션 스테이션의 일부로서 포함될 수 있다. 절곡 니들 검출기는 이에 연관된 스위치(101)와 유사한 스위치를 가질 수 있다. 스위치는 니들이 똑바를 때 진입하는 상부 표면 상에 구멍을 가질 수 있다. 니들이 똑바르지 않으면, 스위치를 활성화시킬 것이다. 스위치의 활성화는 니들을 적절하게 정렬하는 보정 대책일 수 있다.

시스템(10) 내에 포함된 다중 분배기 각각 내에 포함되고 이에 연관된 다른 특징은 기계 비전 정렬 및 기계 비전 검사이다. 비전 프로세서는 갠트리 시스템 상에 장착된 카메라로부터 수신된 신호를 제어 및 처리할 수 있고, 처리된 비전 신호를 시스템 제어기에 제공할 수 있다. 카메라는 정렬 목적을 위해 분배 시스템 내에 로딩된 작업대상에 기준 마크를 위치시키고, 재료가 분배되거나 또는 몇몇 다른 작동이 수행된 후 작업대상을 검사하고, 분배 시스템 내에 로딩된 일 유형의 작업대상을 확인하도록 사용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 분배를 위해 준비된 위치로 기판을 적절히 운반하기 위해, 다중 헤드 분배 유닛(10)은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 기판 취급 시스템부(101)를 포함한다. 기판 취급 시스템부(101)는 분배 유닛(10)의 작동부 내의 기판 상에 수행되는 작동 전에 그리고 이에 후속하여 기판을 준비하고 운반한다. 도1 및 도2를 참조하면, 기판 취급 시스템부는 매거진(110), 엘리베이터(112), 팰릿(114a, 114b, 114c, 114d), 보트(116), 트랙(118a, 118b), 푸셔(pusher; 120), 보트 셔틀(122) 및 오버헤드 그리퍼(gripper; 126)를 포함한다. 보트 셔틀은 그래버(grabber; 124)를 포함한다. 매거진(110)은 복수의 보트(116)로 로딩되며, 각각의 보트가 하나 또는 복수의 기판 또는 하나 또는 복수 열의 기판을 유지한다. 이들 보트(116)는 AUER 보트 등의 공지된 유형일 수 있거나 또는 분배될 다른 기판 또는 칩을 위한 임의의 다른 적절한 캐리어일 수 있다. 매거진(110)은 기판 취급 시스템부(101)의 전방부 부근에 적층체 내에 위치결정된다. 적층체 내에 4개 이상의 매거진(110)이 수용 가능하더라도 매거진의 적층체는 4개의 매거진(110)으로 구성될 수 있다. 이와 달리, 4개보다 적은 매거진이 각각의 적층체 내에 포함될 수 있다. 복수의 보트(116)는 매거진 각각 내에 적층된다. 각각의 매거진은 예컨대 5, 10, 12개 또는 그 이상의 보트를 유지할 수 있다. 매거진(110)은 엘리베이터(112)의 높이를 따라 Z축 방향으로 이동 가능하다. z축 방향으로의 매거진(110)의 운동은 보트(116)가 매거진(110) 내의 슬롯으로부터의 제거를 위해 또는 필요하다면 매거진(11) 내의 슬롯으로의 복귀를 위해 수평으로 정렬되도록 하는 위치로 매거진이 전환되는 것을 허용한다. 엘리베이터(112)는 매거진(110)으로부터 제거될 보트(116) 및 그 후의 후속 보트의 슬롯 높이를 가리킨다. 또한, 엘리베이터(112)는 보트의 존재/부재 체크를 수행하도록 매거진의 스캐닝을 수행한다. 엘리베이터(112)는 각각의 보트(116)가 센서를 지나 이동되어 보트가 존재하는 것을 효율적으로 지시하도록 상부 위치에서 하부 위치로 연속적으로 이동될 수 있다.

도7을 참조하면, 팰릿(114a, 114b, 114c, 114d)은 트랙(118) 상의 수평면에 놓인다. 팰릿(114a, 114b)은 공통 후방 트랙(118a) 상에 놓이는 한편, 팰릿(114c, 114d)은 공통 전방 트랙(118b) 상에 놓인다. 트랙(118)은 기판 취급 섹션(101)으로부터 그리고 작동부(11)를 통해 연장된다. 팰릿(114a, 114b)은 후방 트랙(118a) 상에 서로 인접하여 위치결정된다. 팰릿(114c, 114d)은 전방 트랙(118b) 상에 서로 인접하여 위치결정된다. 팰릿(114)은 제조되는 기판의 임의의 많은 형상을 수용하도록 맞춤 제조될 수 있는 상부판(117)을 포함한다. 상부판(117)은 상이한 기판을 수용하기 위해 상이한 형상을 갖는 대체 상부판 또는 상부판(117)이 사용될 수 있도록 팰릿의 몸체로부터 제거될 수 있다. 또한, 상부판은 몇몇 적용예에서 가열될 수 있다. 팰릿(114)은 매거진(110)으로부터 수용된 하나 또는 많은 보트(116)를 수용하도록 더욱 설계된다. 바람직한 실시예에서, 팰릿(114a, 114b, 114c, 114d) 각각은 기판의 2개의 보트(116)를 수용한다. 도시된 예에서, 각각의 보트(116)는 3개 칼럼의 전자 부품을 포함한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 6개 칼럼의 전자 부품이 동시에 각각의 팰릿 상에 안착될 수 있다.

푸셔(120)는 매거진(110)의 외측 단부에 위치결정된다. 푸셔는 공압식으로 가동될 수 있거나 또는 이와 달리 푸셔는 서보모터 또는 다른 가동 장치를 사용하여 가동될 수 있다. 보트 셔틀(122)은 바람직하게는 서보모터로 위치결정되지만, 이와 달리 공압식으로 가동될 수 있다. 도5 및 도6을 참조하면, 보트 셔틀(122)은 매거진(110)의 내측 단부에 위치결정되고, 그래버(124)가 매거진(110)으로부터 보트를 파지하도록 매거진을 향해 화살표(75)로 지시된 X축 이동으로 이동하도록 매거진 내의 보트와 높이가 사실상 동일한 높이로 위치결정된 그래버(124)를 포함한다. 이와 달리, 그래버(124)는 그래버가 상이한 높이 및 위치에서 매거진(110)으로부터 보트(116)를 제거하도록 X축 및 Z축 모두에서 이동하도록 구성될 수 있다.

도2, 도5 및 도6을 참조하면, 오버헤드 그리퍼(126)는 매거진(110)과 팰릿(114) 사이에서 보트(116)를 취급 및 운반한다. 오버헤드 그리퍼(126)는 평행 측판(128)을 포함하며, 각각이 각각의 측판(128)의 내측 에지를 따라 진행하는 레지를 갖는다. 레지는 보트가 매거진(110)으로부터 제거될 때 보트(116)의 종방향 에지를 지지하도록 좁은 선반을 제공한다. 오버헤드 그리퍼(126)는 공압식으로 가동되며, 팰릿(114) 위의 위치로부터 보트(116)를 수용하는 위치로 이동될 수 있다. 오버헤드 그리퍼(126)는 공압식으로 가동될 필요가 없지만, 서보모터 또는 다른 구동원에 의해 가동될 수 있다. 또한, 도2에 도시된 바와 같이 오버헤드 그리퍼의 팰릿 측판(128)은 개방 또는 폐쇄 위치로 가동 가능하여, 평행 측판들 사이의 공간이 증가 또는 감소하도록 중심선에 대해 서로로부터 더욱 멀어지게 또는 서로 근접하게 이동한다. 오버헤드 그리퍼(126)가 폐쇄될 때, 보트는 평행 측판들 사이의 공간으로 밀어질 수 있고 운반을 위해 평행 측판의 바닥 에지를 따라 진행하는 레지 상에 지지될 수 있다.

팰릿이 기판 상의 분배 작동의 수행을 위해 분배 시스템을 통해 이동될 수 있도록, 매거진(110) 내의 위치로부터 팰릿(114) 상의 고정 위치로 기판을 갖는 보트(116)를 이동시키는 것이 바람직하다. 매거진(110) 내에 위치결정된 보트(116)는 분배될 준비가 된 전자 부품을 유지한다. 푸셔(120)는 보트가 매거진(110)으로부터 부분적으로 연장되도록 매거진(110)의 외측으로부터 보트(116)를 밀어내도록 가동된다. 오버헤드 그리퍼(126)는 개방 위치에서 매거진(110)의 내측에 위치결정된다. 또한 매거진(116)의 내측에 위치결정된 보트 셔틀(122)은 보트 셔틀 상에 장착된 그래버(124)로 오버헤드 그리퍼(126)를 통해 도달한다. 도5에 도시된 바와 같이, 그래버(124)는 보트(116)를 파지하고 후퇴하여, 매거진(110)으로부터 보트를 취출하고 오버헤드 그리퍼(126) 내의 위치로 보트(116)를 밀어 넣는다. 평행 측판(128) 각각은 내측 단부에 정지 특징부(129)를 포함한다. 그래버(124)가 보트(116)를 제거하는 X축 스트로크를 완료한 때, 보트(116)가 제 위치에 사실상 편안하게 유지되도록 그래버는 오버헤드 그리퍼(126) 상의 정지 특징부(129)에 대해 보트를 위치결정하여 유지한다. 오버헤드 그리퍼(126)의 긴 평행 측판(128)의 내측면 상에 장착된 클램프 실린더(131)는 오버헤드 그리퍼(126) 내에 보트(116)를 고정한다. 보트(116)가 고정되면, 그래버(124)는 클램핑하지 않고 보트 셔틀(122)은 휴지 위치로 후퇴한다. 따라서, 보트(116)가 오버헤드 그리퍼 내에 반복적이고 신뢰성 있게 위치되기 때문에, 매거진(110) 내의 보트(116)의 원래 위치는 인자가 아니다.

보트가 오버헤드 그리퍼 내에 단단히 위치결정되면, 오버헤드 그리퍼(126)는 매거진(110)에 인접한 위치로부터 팰릿(114a, 114b, 114c, 114d) 중 하나 위의 위치로 이동한다. 오버헤드 그리퍼는 예컨대 팰릿(114a) 상에 위치시키기 위해 개별 보트(116)를 먼저 운반할 수 있다. 보트(116)는 팰릿(114a) 상에 위치결정되고 보트를 제 위치에 고정식으로 유지하는 진공 시스템에 의해 위치로 고정된다. 진공 시스템은 전체 팰릿을 고정하는 것이 선택적으로 불가능 및 가능할 수 있다. 이와 달리, 진공이 팰릿 내의 구체적인 보트 위치에 개별적으로 적용될 수 있다. 팰릿(114a, 114b, 114c, 114d) 중 하나 이상에 위치될 수 있는 진공 센서는 보트(116) 내의 부품 중 하나 이상이 존재하지 않거나 또는 부적절하게 안착된다면 피드백을 제공한다. 예컨대, 하나 이상의 부품이 상부판 상의 진공 구멍 상에 적절하게 안착되지 않으면, 진공 구멍 내로의 공기 누설이 있을 것이다. 공기 유동으로 인해, 센서가 낮은 진공 수준으로서 검출하는 약간의 진공 손실이 있다. 팰릿(114a)은 오버헤드 그리퍼(126)가 다음 보트(116)를 로딩하도록 매거진(110)의 내측의 위치로 복귀하면서 제 위치에 남아 있다. 전술된 바와 동일한 방법을 사용하여, 제2 보트(116)는 매거진(110)으로부터 제거되고 오버헤드 그리퍼(126)에 의해 팰릿(114a) 상의 제2 위치로 운반된다. 보트를 팰릿(114a)에 단단히 고정할 때, 팰릿(114a)은 완전히 로딩된다. 다른 형상에서, 예컨대 보트(116) 각각이 일 열의 기판만을 포함한다면, 팰릿(114)은 2개 이상의 보트(116)를 위한 공간을 가질 수 있다. 따라서, 그리퍼(126)는 특정 형상에 의해 수납될 수 있는 만큼 많은 보트(116)를 팰릿(114) 상에 로딩하도록 사용된다.

팰릿(114b)은 도2 및 도7에서 알 수 있는 바와 같이 팰릿(114a)과 트랙(118)을 공유한다. 예컨대, 팰릿(114a, 114b)은 분배 시스템(10)의 후방 트랙(118a) 상에 서로 인접하여 위치결정된다. 위치 공정을 반복하는 오버헤드 그리퍼(126)는 보트가 팰릿(114a) 상에 로딩되는 동일한 공정에 따라 제1 및 제2 보트(116)를 팰릿(114b) 상에 로딩하도록 작용한다. 완전히 로딩된 팰릿(114a, 114b)은 분배 공정을 위해 후방 트랙(118a)을 따라 분배 시스템(10)의 작동부 내로 횡단한다. 팰릿(114a, 114b)은 작동부 내의 공압 액츄에이터에 의해 도7에 도시된 바와 같이 조절 가능한 거리만큼 분리된다. 로딩 스테이션에 있는 동안, 팰릿(114a, 114b) 사이에 사실상 사공간이 없어, 더욱 컴팩트한 시스템을 제공한다. 그러나, 팰릿은 작동부 내의 분배기 내에 위치결정될 때 요구되는 거리만큼 분리될 수 있다. 그러나, 분배기 헤드는 서로로부터 일정 거리에 적절하게 위치결정될 수 있고 팰릿(114a, 114b)은 각각의 팰릿 상에 분배하는 분배기의 능력을 조정하도록 분리될 수 있다. 조절 가능한 거리는 분배 시스템(10)을 위한 로딩 영역이 컴팩트하게 되는 것을 허용한다.

화살표(72)로 지시된 방향으로 팰릿(114a, 114b)이 작동부 내로 진입할 때, 분배 공정이 시작된다. 도2 및 도7에 도시된 2개의 분배기 헤드는 서로 독립적으로 이동한다. 따라서, 팰릿(114a, 114b)이 분배를 위한 위치로 이동할 때, 분배기는 팰릿이 위치되는 작동부의 측부로 이동한다. 예컨대, 분배기는 팰릿(114a, 114b) 상에 분배될 때 시스템의 후방부로 이동하여, 팰릿(114c, 114d)이 분배 헤드(28)에 의해 분배된 후 제거되면서 팰릿(114a, 114b) 상에 사실상 동시에 분배가 될 수 있다. 이는 완전한 처리량 및 분배기의 최대 사용을 허용하여, 분배가 일 세트의 팰릿에 대해 완료되는 대략적인 시간에서 로딩된 다른 팰릿이 분배기 내로 이동된다. 따라서, 분배 공정은 주기적으로 계속된다.

전형적으로, 분배 공정은 접촉 또는 비접촉 높이 센서를 사용하여 Z 방향으로 기판의 상부면의 높이를 측정하는 단계와, 기계 비전 시스템에 의해 X 및 Y에서 기판의 정밀한 위치를 결정하는 단계와, 정밀한 위치를 기초로 하여 임의의 요구되는 X/Y 오프셋 보정을 연산하는 단계와, 패턴 처리법에 정해진 요구되는 분배 단계를 수행하는 단계로 구성된다. 패턴 처리법은 분배 시스템이 기판 상에 무엇을 어떻게 분배할지 지시되는 프로그램 수단을 제공한다.

또한, 분배 전에, 비전 시스템은 팰릿 내의 기판 상에 정렬 체크를 함으로써 대량 정렬을 할 수 있는 능력을 가져, 한번에 다중 기판에 대해 체크되는 정렬을 허용한다. 카메라 및 다른 하드웨어는 분배 시스템의 재료 취급 시스템부 내에 포함될 수 있다. 분배 공정이 진행 중인 동안, 다음 분배 사이클을 위해 준비된 팰릿 상의 기판은 재료 취급부 내의 비전 시스템을 사용하여 정렬될 수 있다. 따라서, 각각의 기판의 정렬은 팰릿 자체 상의 기점에 대해 알 수 있다. 이는 재료 취급부에 의해 얻어진 예비 정렬 정보에 접근하는 분배기 내의 비전 시스템이 여러개일 수 있는 팰릿 상의 기판 각각 상의 체크 정렬 기점보다는 팰릿 자체 상의 체크 기점만을 필요로 하도록, 팰릿이 분배를 위해 삽입되기 전에 정렬을 체크함으로써 처리량 효율을 더욱 개선한다는 점에서 유리하다. 또한, 재료 취급부 내의 오프 라인 카메라가 후-분배 검사를 수행할 수 있다.

팰릿(114a, 114b) 상의 전자 기판이 분배 동안에 재료를 수용하더라도, 팰릿(114c, 114d)은 추가적인 보트 유지 기판으로 로딩된다. 따라서, 도7에 도시된 바와 같이 로딩 공정이 전방 트랙(118b) 상에서 수행되며 후방 트랙(118a)을 따라 운반된 기판에 대해 사실상 동시에 공정이 수행된다. 팰릿(114c, 114d) 상의 로딩 공정은 팰릿(114a, 114b) 상에서의 로딩 공정의 반복이다. 로딩이 완료될 때, 팰릿(114c, 114d)은 분배를 위한 위치로 화살표(74)로 지시된 방향으로 전방 트랙(118b)을 따라 작동부(11) 내로 횡단한다. 분배 공정의 완료시, 분배 헤드는 다음 분배 공정을 위해 각각의 갠트리 시스템(28)을 따라 전방 레일 위의 저장 위치로 이동한다. 팰릿(114a, 114b)은 기판 취급 시스템의 로딩/언로딩 영역 내의 휴지 위치로 복귀하도록 X축을 따라 후방 트랙을 횡단한다.

팰릿(114a, 114b)은 언로딩을 위해 준비된다. 팰릿(114a, 114b) 상의 보트(116)는 매거진(110)으로 복귀되는데, 이로부터 보트가 제거된다. 오버헤드 그리퍼(126)는 팰릿(114a)으로부터 보트(116)를 제거하여 매거진(110)의 내측 단부의 위치로 운반한다. 보트 셔틀(122)은 보트를 매거진(110) 내로 다시 밀어 넣도록 위치결정된다. 도6에 도시된 바와 같이, 그래버(124)는 보트를 부분적으로 매거진 내로 밀어 넣도록 폐쇄 위치에 남아 있다. 보트 셔틀(122)은 후퇴한다. 보트 셔틀에 장착된 제2 푸셔(125)는 보트(116) 후방의 위치로 연장된다. 보트 셔틀(122)은 보트(116)를 매거진(110) 내에 밀어 넣는 것을 완료하도록 제2 시간을 앞당긴다. 제2 푸셔(125)는 그래버(124)가 보트를 매거진(110) 내로 완전히 밀어 넣는데 사용되는 경우 요구되는 것에 비해 사실상 짧은 스트로크를 갖는 보트 셔틀(122)의 사용을 허용한다. 그러나, 이와 달리, 보트 셔틀에 장착된 제2 푸셔(125)를 사용하지 않고 그래버(124)가 보트를 매거진(110) 내에 밀어 넣는데 사용될 수 있다. 보트(116)는 동일한 매거진 슬롯 내에서 교체되는데, 이로부터 보트가 처리 전에 취출된다. 각각의 보트 내의 전자 부품은 동일한 보트 위치, 즉 제거되는 동일한 매거진의 동일한 슬롯 위치 내에 전자 부품을 위치시킴으로써 트래킹될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 매거진은 분배를 위해 준비된 복수의 보트를 유지하고, 엘리베이터는 다양한 높이에 매거진을 위치결정하여 보트가 수용될 수 있다. 다른 실시예에서, 연속 유동 로더 및 언로더가 보트를 분배 시스템 내에 삽입하고 분배가 완료된 후 보트를 분배 시스템으로부터 제거하는데 사용된다. 매거진은 일 위치에 존재하고 처리 후에 별도의 위치로부터 회수된다. 처리되지 않은 매거진의 큐와 처리된 매거진의 추가적인 큐는 서비스 사이의 시간 간격을 허용한다.

본 발명의 실시예에서, 매거진으로부터 팰릿으로, 팰릿으로부터 매거진으로 보트를 운반하는데 오버헤드 그리퍼가 사용된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 오버헤드 그리퍼는 요구되는 대로 팰릿의 상부판을 자동 교환하도록 끼워질 수 있어서, 시스템 내의 작동에 대해 교환을 개선한다. 또한, 상부판이 가열되고, 상부판이 고온으로 유지된다면, 상부판은 수동 취급 전에 냉각되는 것이 허용될 것이다. 상부판을 오버헤드 그리퍼로 자동 교환하는 것은 상당한 냉각 시간을 절약한다.

본 발명의 실시예에서, 다양한 높이로 매거진을 이동시키고 양 분배 헤드를 위한 기판을 제공하도록 단일 엘리베이터가 사용된다. 본 발명의 다른 실시예는 시스템에 매거진을 더욱 제공하도록 기판 취급 시스템의 대향측에 위치결정된 제2 엘리베이터를 포함할 수 있다. 2개의 엘리베이터의 사용은 시스템에 적용 가능한 매거진의 수를 두배로 하여, 생산을 위한 시간 비용인 작동자 개입 사이의 시간 간격을 사실상 증가시킨다. 또한, 하나, 2, 3, 4개 또는 그 이상의 매거진 적층체가 기판 취급 시스템 주위의 각각의 영역에 위치결정되도록 복수의 매거진 적층체가 시스템 내에 도입될 수 있다. 2개의 매거진 적층체를 갖는 본 발명의 실시예가 도8에 도시된다. 또한, 매거진 수의 증가는 작동자 개입의 필요성을 감소시킨다.

본 발명의 실시예에서, 게이팅 처리 시간을 감소시킴으로써 처리량을 증가시키도록 기계 처리의 외측의 부품을 예비 가열 및/또는 후 가열하는데 엘리베이터가 사용될 수 있다. 유사하게, 연속 유동 로더/언로더(loader/unloader)를 가열하는 것은 모든 부품이 동일한 열적 프로파일을 경험하게 함으로써 프로세스 편차를 최소화하면서 주기를 감소시키고 처리량을 증가시킬 수 있다. 또한, 엘리베이터 또는 연속 유동 로더를 가열하는 것은 시스템이 예비 가열 및 후 가열 횟수를 모니터링하게 한다.

본 발명의 분배 시스템을 도시하는 도면에서, 우측 시스템이 도시된다. 시스템의 모듈 설계는 시스템이 우측 또는 좌측 배향으로 건설되는 것을 허용한다. 이들 2개의 배향 중 하나에서 시스템을 조립하는 능력은 로딩 및 언로딩 작동이 가장 효율적으로 수행될 수 있는 곳에 재료 취급기 부분을 위치시킴으로써 소정의 설비에서의 작업 절차 및 생산성을 시스템 사용자에게 가장 최적화하는 것을 허용한다.

본 발명의 실시예에서, 분배 시스템의 기판 취급부 내의 액츄에이터 중 몇 개는 공압식이다. 본 분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 서보 구동식 또는 스테퍼 구동식 모터가 오버헤드 그리퍼, 보트 셔틀, 매거진 및 팰릿 등의 분배 시스템 내의 장치를 가동하도록 사용될 수 있다.

이에 따라 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예가 설명되었더라도, 본 분야의 당업자에게 변형 및 개선이 용이하게 가능할 것이다. 이러한 변경, 변형 및 개선은 본 발명의 범위 및 기술사상 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 상기 설명은 예로서만 여겨지며 제한으로서 의도되는 것은 아니다. 본 발명의 제한은 이하의 청구의 범위 및 그 균등물에서만 정의된다.

따라서, 상기 설명은 예로서만 여겨지며 제한으로서 의도되는 것은 아니다. 본 발명의 제한은 이하의 청구의 범위 및 그 균등물에서만 정의된다.

Claims

복수의 작업대상에 작동을 수행하기 위한 시스템이며,

작동부와 로딩/언로딩부와,

작동부 내에 위치되며 각각이 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 작동 가능한 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드와,

복수의 장착 장치를 포함하며 장착 장치를 시스템의 작동부 내로 그리고 이로부터 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 포함하며,

복수의 작업대상은 작업대상 유지 구조부 내에 포함되며, 작업대상 유지 구조부는 복수의 장착 장치 상에 장착 가능하며,

로딩/언로딩부는 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드에 의해 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 전달 장치에 의해 장착 장치를 작업부 내로 이송하기 전에 복수의 장착 장치 중 하나 상으로 작업대상 유지 구조부를 로딩하도록 작동 가능하며,

로딩/언로딩부는 복수의 장착 장치 중 하나로부터 작업대상 유지 구조부를 언로딩하도록 더욱 작동 가능하며,

복수의 장착 장치 중 하나가 시스템의 작동부 내에 위치결정되며, 복수의 장착 장치 중 다른 하나가 시스템의 로딩/언로딩부 내에 위치결정되고 작업대상 유지 구조부가 장착 장치로부터 언로딩되면서 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드 중 적어도 하나에 의해 복수의 작업대상에 작업이 수행되는 시스템.
제1항에 있어서, 작업대상은 전자 기판이며, 작업 헤드는 물질을 전자 기판 상으로 분배하기 위한 분배 헤드인 시스템.
제1항에 있어서, 작업대상 유지 구조부는 트레이이며, 트레이는 전자 기판을 유지하는 시스템.
제3항에 있어서, 트레이는 AUER 보트인 시스템.
제1항에 있어서, 장착 장치는 작업대상 유지 구조부를 유지하기 위한 팰릿인 시스템.
제5항에 있어서, 팰릿은 제거 가능한 상부판을 포함하며, 상부판은 복수의 치수의 작업대상을 수용하도록 구성 및 배열된 시스템.
제6항에 있어서, 상부판을 팰릿으로부터 파지 및 제거하기 위한 상부 그리퍼를 더 포함하는 시스템.
제5항에 있어서, 팰릿은 진공을 포함하며, 진공은 작업대상 유지 구조부를 팰릿에 고정하도록 구성 및 배열된 시스템.
제8항에 있어서, 작업대상의 존재를 결정하도록 팰릿 상의 진공 수준을 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는 시스템.
제2항에 있어서, 작업대상에 수행된 작업은 언더필을 전자 기판 상으로 분배하는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 작업대상에 수행된 작업은 취출 및 위치 작동을 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 작업대상에 수행된 작업은 검사 공정을 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 작업대상에 수행된 작업은 작업대상의 레이저 납땜을 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드 각각은 복수의 작업대상에 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드를 정렬하도록 비전 정렬 장치를 더 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 장착 장치는 장착 장치에 작업대상을 정렬하도록 비전 정렬 장치를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 전달 시스템은 복수의 장착 장치를 유지하기 위한 엘리베이터 시스템을 포함하는 시스템.
제16항에 있어서, 엘리베이터 시스템 내에 위치결정된 복수의 매거진을 더 포함하며, 장착 장치가 작동부 내로 로딩되기 전과 장착 장치가 작동부로부터 언로딩된 후에 복수의 매거진 각각은 장착 장치를 수용하는 시스템.
제17항에 있어서, 매거진은 가열되는 시스템.
제16항에 있어서, 복수의 장착 장치를 유지하고 복수의 장착 장치를 사실상 연속적으로 이송하기 위한 적어도 2개의 엘리베이터 시스템을 더 포함하는 시스템.
제16항에 있어서, 엘리베이터 시스템은 엘리베이터 시스템 내의 장착 장치의 위치를 지시하는 센서를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 로딩/언로딩부는 작업대상을 작동부 내로 그리고 이로부터 사실상 연속적으로 로딩 및 언로딩하기 위한 컨베이어 시스템을 더 포함하는 시스템.
제21항에 있어서, 컨베이어 시스템은 가열되는 시스템.
제2항에 있어서, 분배 헤드는 땜납 페이스트를 작업대상에 분배하기 위한 니들을 포함하는 시스템.
제23항에 있어서, 작업대상에 대해 다중 분배 헤드 각각의 니들의 높이 위치를 캘리브레이션하기위한 니들 캘리브레이터를 더 포함하는 시스템.
제24항에 있어서, 니들 캘리브레이터는 절곡 니들 검출기를 포함하는 시스템.
제2항에 있어서, 작업대상에 분배된 물질의 양을 재기 위한 중량 저울을 더 포함하는 시스템.
제26항에 있어서, 작업대상에 작업 작동을 시작하기 전에 작업대상에 분배된 물질의 양을 수용하기 위한 예비 분배판을 더 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드는 복수의 작업대상 중 하나에 작업을 수행하는 시스템.
작동부와 로딩/언로딩부와, 작동부 내에 위치되며 각각이 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 작동 가능한 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드와, 제1 및 제2 장착 장치를 포함하며 제1 및 제2 장착 장치를 시스템의 작동부 내로 그리고 이로부터, 로딩/언로딩부로부터 그리고 그 내로 각각 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 가지며, 복수의 작업대상은 작업대상 유지 구조부 내에 포함되며, 작업대상 유지 구조부는 제1 및 제2 장착 장치 상에 장착 가능하며, 로딩/언로딩부는 작업대상 유지 구조부를 장착 장치 중 하나 상으로 로딩하고 장착 장치 중 하나로부터 작업대상 유지 구조부를 언로딩하도록 작동 가능한 장치를 사용하여 복수의 작업대상에 작동을 수행하기 위한 방법이며,

(a) 독립적으로 작동 가능한 작업 헤드에 의해 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 장착 장치를 작동부 내로 이송하기 전에 작업대상 유지 구조부를 제1 장착 장치 상으로 장착하는 단계와,

(b) 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드 중 적어도 하나에 의해 복수의 작업대상에 작업이 수행되도록 전달 시스템을 사용하여 제1 장착 장치를 작동부 내로 이동시키는 단계와,

(c) 전달 시스템을 사용하여 제2 장착 장치를 언로딩부로 이동시키는 단계와,

(d) 제1 및 제2 장착 장치가 작동부 및 로딩/언로딩부에 각각 위치결정되었을 때, 제2 장착 장치로부터 작업대상 유지 구조부를 언로딩하면서 제1 장착 장치 상의 작업대상에 작업을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
제29항에 있어서, 단계(a)는 작업대상 유지 구조부를 부분적으로 연장된 위치로 밀어 넣는 것과, 부분적으로 연장된 작업대상 유지 구조부를 파지하는 것과, 작동부 내로 운반하기 위해 장착 장치 상의 위치로 작업대상 유지 구조부를 인출하는 것을 더 포함하는 방법.
제29항에 있어서, 제1 장착 장치를 작동부 내로 이동시키기 전에 제1 장착 장치를 가열하는 것을 더 포함하는 방법.
제29항에 있어서, 작업이 수행되지 않은 작업대상이 작동부로 이송되는 시간 기간과 대략 동시에 작업대상 유지 구조부 내에 포함된 복수의 작업대상에 작업이 수행된 후에 작업대상 유지 구조부가 장착 장치로부터 언로딩되도록 단계 (a), (b) 및 (c)를 반복하는 것을 더 포함하는 방법.
복수의 작업대상에 작동을 수행하기 위한 장치이며,

작동부와 로딩/언로딩부와,

작동부 내에 위치되며 각각이 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 작동 가능한 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드와,

복수의 장착 장치를 포함하며 장착 장치를 시스템의 작동부 내로 그리고 이로부터 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 포함하며,

복수의 작업대상은 작업대상 유지 구조부 내에 포함되며, 작업대상 유지 구조부는 복수의 장착 장치 상에 장착 가능하며,

복수의 장착 장치 중 하나가 시스템의 작동부 내에 위치결정되며, 복수의 장착 장치 중 다른 하나가 시스템의 로딩/언로딩부 내에 위치결정되고 작업대상 유지 구조부가 장착 장치로부터 언로딩되면서 독립적으로 작동 가능한 복수의 작업 헤드 중 적어도 하나에 의해 복수의 작업대상에 작업이 수행되는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상은 전자 기판이며, 작업 헤드는 분배 헤드인 장치.
제33항에 있어서, 작업대상 유지 구조부는 트레이이며, 트레이는 전자 기판을 유지하는 장치.
제33항에 있어서, 장착 장치는 작업대상 유지 구조부를 유지하기 위한 팰릿인 장치.
제36항에 있어서, 팰릿은 상호 교환 가능한 상부판을 포함하며, 상호 교환 가능한 상부판 각각은 상이한 치수를 갖는 복수의 작업대상을 수용하도록 구성 및 배열되는 장치.
제36항에 있어서, 팰릿은 진공을 포함하며, 진공은 작업대상 유지 구조부를 팰릿에 고정하도록 구성 및 배열되는 장치.
제38항에 있어서, 팰릿 상의 복수의 작업대상 중 하나의 존재를 결정하도록 팰릿 상의 진공 수준을 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는 장치.
제35항에 있어서, 다중 독립 분배 헤드가 공통 갠트리 상에 장착되는 장치.
제40항에 있어서, 다중 독립 분배 헤드 중 하나는 제1 패턴을 전자 기판 상으로 분배하고, 다중 독립 분배 헤드 중 다른 하나는 제2 패턴을 전자 기판 상으로 분배하는 장치.
제33항에 있어서, 작업 헤드와 복수의 작업대상을 작동부 내에 정렬하기 위한 비전 정렬 시스템을 더 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상에 대해 다중 분배 헤드 각각의 니들의 높이 위치를 캘리브레이션하기 위한 니들 캘리브레이터를 더 포함하는 장치.
제43항에 있어서, 니들 캘리브레이터는 절곡 니들 검출기를 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상 중 하나에 분배된 물질의 양을 재기 위한 중량 저울을 더 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상에 작업 작동을 시작하기 전에 복수의 작업대상에 분배된 물질의 양을 수용하기 위한 예비 분배판을 더 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 전달 장치는 장착 장치가 위치결정되는 적어도 하나의 매거진을 포함하며, 매거진은 장착 장치가 제거되고 장착 장치가 복귀되는 복수의 선반을 포함하는 장치.
제47항에 있어서, 적어도 하나의 매거진은 매거진 내의 위치에서 장착 장치의 존재를 감지하도록 센서를 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상에 수행된 작업은 언더필을 전자 기판 상으로 분배하는 것을 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상에 수행된 작업은 취출 및 위치 작동을 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상에 수행된 작업은 복수의 작업대상을 검사하기 위한 검사 공정을 포함하는 장치.
제33항에 있어서, 복수의 작업대상에 수행된 작업은 복수의 작업대상 상의 레이저 납땜 공정을 포함하는 장치.
복수의 작업대상에 작동을 수행하기 위한 장치이며,

갠트리 시스템을 포함하는 작동부와 로딩/언로딩부와,

갠트리 시스템에 결합되며 각각이 복수의 작업대상에 작업을 수행하도록 작동 가능한 복수의 작동 가능한 작업 헤드와,

복수의 장착 장치를 포함하며 장착 장치를 시스템의 작동부 내로 그리고 이로부터 이송하도록 작동 가능한 전달 시스템을 포함하며,

복수의 작업대상은 작업대상 유지 구조부 내에 포함되며, 작업대상 유지 구조부는 복수의 장착 장치 상에 장착 가능하며,

복수의 장착 장치 중 하나가 시스템의 작동부 내에 위치결정되며, 복수의 장착 장치 중 다른 하나가 시스템의 로딩/언로딩부 내에 위치결정되고 작업대상 유지 구조부가 장착 장치로부터 언로딩되면서 복수의 작동 가능한 작업 헤드 중 적어도 하나에 의해 복수의 작업대상에 작업이 수행되는 장치.
제53항에 있어서, 복수의 작동 가능한 작업 헤드 각각은 복수의 작업대상 중 하나에 개별 작업 작동을 수행하는 장치.
제53항에 있어서, 복수의 작업대상은 전자 기판이며, 작업 헤드는 분배 헤드인 장치.
제53항에 있어서, 작업대상 유지 구조부는 트레이이며, 트레이는 전자 기판을 유지하는 시스템.
제53항에 있어서, 복수의 작동 가능한 작업 헤드 각각은 복수의 작업대상의 일부에 작동을 수행하도록 Y축 방향으로 독립적으로 이동하는 시스템.