KR20080045027A - 반도체 패키지 언로딩 핸들러 - Google Patents

반도체 패키지 언로딩 핸들러 Download PDF

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KR20080045027A
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김기원
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지를 보트(boat)에서 트레이로 옮겨 수납시켜주는 반도체 패키지 언로딩 핸들러에 관한 것으로, 본 발명의 반도체 패키지 언로딩 핸들러는, 반도체 패키지를 수납하는 빈 트레이를 구비한 언로딩부와; 외부로부터 투입된 반도체 패키지가 장착된 보트(boat)가 정렬되는 정렬부와; 상기 정렬부의 일측에 배치되어, 상기 정렬부를 통해 보트를 전달받는 전달부와; 상기 전달부로부터 반송된 보트 상의 반도체 패키지를 픽업하여 상기 언로딩부의 빈 트레이에 수납시키는 언로딩 픽커와; 상기 언로딩픽커에 의해 반도체 패키지가 모두 분리된 빈 보트를 전달받아 보트 수납용 매거진에 빈 보트를 수납시키는 보트회수부와; 상기 전달부와 언로딩픽커의 패키지 픽업 위치와 보트회수부 사이를 따라 이동 가능하게 설치되어, 전달부에서 보트를 픽업하여 언로딩픽커의 패키지 픽업 위치와 보트회수부로 순차적으로 반송하는 적어도 1개의 캐리어 블록을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 외부 장치로부터 반송된 보트를 별도의 장소로 옮겨서 정렬하지 않고, 외부 장치에서 보트를 반송받는 위치에서 바로 보트를 정렬하여 언로딩 픽커의 픽업 위치로 반송하므로, 보트의 정렬 및 반송에 소요되는 과정과 시간을 단축시킬 수 있다.
Figure P1020060114073
패키지, 언로딩, 핸들러, 보트, 트레이, 정렬부

Description

반도체 패키지 언로딩 핸들러{Unloading Handler for Semiconductor Package}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 언로딩 핸들러의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 핸들러의 정렬부의 구성을 확대하여 나타낸 평면도
도 3a와 도 3b는 도 1의 핸들러의 정렬부의 구성을 나타내는 측면도
도 4는 도 1의 핸들러의 정렬부에서 이루어지는 정렬 작동을 설명하는 평면도
도 5a와 도 5b는 도 1의 핸들러의 정렬부에서 이루어지는 정렬 작동을 순차적으로 나타낸 정면도
도 6과 도 7은 도 1의 핸들러에서 캐리어 블록과 보트가 결합되는 상태를 나타낸 측면도
도 8은 도 1의 핸들러의 전달부 및 캐리어 블록의 구성을 나타낸 평면도
도 9는 도 8의 A-A' 단면도
도 10은 도 1의 핸들러의 전달부 및 캐리어 블록에서 이루어지는 다른 동작 상태를 나타낸 평면도
도 11은 도 10의 B-B'선 단면도
도 12는 도 11과 대응하는 도면으로, 대형 보트를 취급하기 위한 캐리어 블록으로 컨버젼된 상태를 나타낸 단면도
도 13은 도 1의 핸들러의 보트회수부의 구성을 나타낸 측면도
도 14는 도 13과 유사한 도면으로, 보트회수부의 보트피딩유닛의 작동을 보여주는 측면도
도 15는 보트회수부의 보트피딩유닛의 승강 작동을 나타낸 측면도
도 16은 도 1의 핸들러의 보트회수부의 평면도
도 17은 도 1의 핸들러의 보트회수부의 평면도로, 매거진 장착부의 수평 이동 작동을 보여주는 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 경화장치 2 : 보트 튜입용 컨베이어
3 : 게이트 스톱퍼 4 : 보트감지센서
5 : 공압실린더 10 : 본체
20 : 정렬부 21, 22 : 제 1,2정렬부
23 : 베이스블록 24 : Y축 가이드프레임
25a, 25b : 제 1,2컨베이어벨트 26a, 26b : 제 1,2정렬바아
26c : 정렬기준바아 27a, 27b : 제 1,2공압실린더
29 : 스톱퍼 30 : 전달부
31, 32 : 제 1,2가이드레일 33 : 중앙 가이드레일
35 : 레일고정판 40a, 40b : 제 1,2캐리어 블록
41 : 부양지그 42 : 지지리브
43 : 가이드핀 44 : 스프링
45, 46 : 제 1,2이동블록 51, 52 : 제 1,2언로딩 픽커
53, 54 : 제 1,2픽커프레임 55 : 픽업노즐
70 : 촬상장치 80 : 언로딩부
90 : 보트회수부 91 : 보트피딩유닛
95 : 매거진 장착부 96 : 매거진
911 : 승강블록 912 : 레일부
913a, 913b : 피딩롤러 913c : 피딩롤러모터
914 : 푸셔 916 : 푸셔블록
917 : 공압실린더 918 : 인장스프링
919 : 푸셔가압핀 921 : 승강 가이드프레임
922 : 승강 슬라이드블록 971 : 수평 가이드프레임
972 : 수평 슬라이드블록 B : 보트
P : 반도체 패키지 T : 트레이
본 발명은 반도체 패키지를 트레이에 언로딩하는 핸들러에 관한 것으로, 더 욱 상세하게는 반도체 패키지의 제조 공정에서 완성된 반도체 패키지를 신속하고 효율적으로 트레이에 옮겨 수납시키는 반도체 패키지 언로딩 핸들러에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 실리콘으로 된 반도체기판 상에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적회로가 형성된 반도체칩(chip)을 부착한 후에 반도체 기판의 상면에 레진수지로 몰딩하는 공정을 거치게 된다. 몰딩공정후, 절단장치를 이용하여 개별의 반도체 패키지 단위로 절단하는 공정, 즉 싱귤레이션(Singulation) 공정을 거치게 된다. 싱귤레이션 공정이 끝난 반도체 패키지들은 반도체기판의 하면에 리드프레임의 역할을 하는 솔더볼(BGA; Ball Grid Array)들이 접착되어 칩과 통전되도록 만들어진 다음, 보트(boat)라고 하는 내열성 금속재로 된 임시 트레이 상에 장착되어 경화장치에 투입되고, 경화장치 내에서 가열되어 경화됨으로써 완성된다. 완성된 반도체 패키지들은 반도체 패키지 언로딩 핸들러에 투입되어 트레이에 수납된 다음, 검사장치에서 성능 테스트를 검사받은 후 출하된다.
상기와 같이 반도체 패키지를 제조하는 과정에서 완성된 반도체 패키지를 트레이에 수납하는 종래의 반도체 패키지 언로딩 핸들러는, 경화장치를 통해 반도체 패키지들을 장착한 보트를 전달받으면서 정렬하고, 보트를 보트 반송장치를 이용하여 별도의 위치로 투입하여 정렬시킨 다음, 정렬된 보트를 다시 보트 반송장치를 이용하여 컨베이어라인 상에 투입하여 언로딩 픽커의 작업 위치로 반송한 다음, 상기 언로딩픽커를 이용하여 보트에 장착된 반도체 패키지들을 트레이에 옮겨서 장착하는 작업을 수행한다.
그런데, 상술한 것과 같이 종래의 반도체 패키지 언로딩 핸들러는, 경화장치로부터 전달된 보트의 위치 정렬을 수행하고 보트를 언로딩 픽커의 작업 위치로 전달하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 정렬의 정확도를 보장하기가 어려운 문제를 가지고 있다.
또한, 종래의 반도체 패키지 언로딩 핸들러는 한 종류의 반도체 패키지에 대한 보트만 취급하도록 구성되어 있기 때문에, 다른 종류의 반도체 패키지에 대한 트레이 수납 작업을 수행하기 위해서는 다른 핸들러를 사용하여 반도체 패키지의 언로딩 작업을 수행할 수 밖에 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 투입된 반도체 패키지를 정렬하고 언로딩픽커의 작업 위치로 투입하는 과정들을 단순화시키고, 언로딩 픽커의 작업 위치에서의 정렬 정확도를 향상시킬 수 있는 반도체 패키지 언로딩 핸들러를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구성요소의 단순 제거 또는 교체를 통해 하나의 핸들러에서 서로 다른 크기를 갖는 2개의 보트를 취급하여 패키지 언로딩 작업을 수행할 수 있도록 하여 핸들러의 호환성을 향상시킬 수 있는 반도체 패키지 언로딩 핸들러를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 패키지를 수납하는 빈 트레이를 구비한 언로딩부와; 외부로부터 투입된 반도체 패키지가 장착된 보 트(boat)가 정렬되는 정렬부와; 상기 정렬부의 일측에 배치되어, 상기 정렬부를 통해 보트를 전달받는 전달부와; 상기 전달부로부터 반송된 보트 상의 반도체 패키지를 픽업하여 상기 언로딩부의 빈 트레이에 수납시키는 언로딩 픽커와; 상기 언로딩픽커에 의해 반도체 패키지가 모두 분리된 빈 보트를 전달받아 보트 수납용 매거진에 빈 보트를 수납시키는 보트회수부와; 상기 전달부와 언로딩픽커의 패키지 픽업 위치와 보트회수부 사이를 따라 이동 가능하게 설치되어, 전달부에서 보트를 픽업하여 언로딩픽커의 패키지 픽업 위치와 보트회수부로 순차적으로 반송하는 적어도 1개의 캐리어 블록을 포함하여 구성된 반도체 패키지 언로딩 핸들러를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 언로딩 핸들러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 반도체 패키지 언로딩 핸들러는 서로 다른 2개의 사이즈의 보트를 단순한 컨버젼(conversion) 작업에 의해 취급할 수 있도록 구성되는데, 이하의 설명에서 편의상 상대적으로 큰 사이즈의 보트를 '대형 보트'라 명하며, 상대적으로 작은 사이즈의 보트를 '소형 보트'라 명하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 언로딩 핸들러의 전체 구성을 나타낸 것으로, 이 도면에 도시된 반도체 패키지 언로딩 핸들러는 소형 보트를 취급하기 위한 구성을 예시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본체(10)의 일측에 외부 장치, 예컨대 경화장치(1)로부터 반도체 패키지(P)가 장착된 보트(B)(도 2참조)들이 반송되는 보트 투입용 컨베이 어(2)가 배치된다. 그리고, 상기 본체(10)의 일측에 상기 보트 투입용 컨베이어(2)로부터 반송되는 보트(B)가 안착된 후 정렬되는 정렬부(20)가 배치되고, 이 정렬부(20)의 일측에 정렬부(20)로부터 전달된 보트(B)가 후술하는 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b) 상으로 전달되는 전달부(30)가 인라인 상으로 설치된다. 상기 정렬부(20)와 전달부(30) 사이에는 보트(B)가 비정렬상태로 전달부(30)로 반송되지 않고 정렬부(20) 상에서 정지하도록 보트(B)의 이동을 제한하는 스톱퍼(29)가 모터(29a)에 의해 상하로 회동 가능하게 설치된다.
상기 전달부(30)의 일측 상부에는 상기 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)에 의해 반송되는 보트(B)의 반도체 패키지들의 특정 표시를 비전 검사함으로써 각 반도체 패키지들의 장착 방향을 검출하는 촬상장치(70)가 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 촬상장치는 예컨대 CCD카메라 등을 이용하여 구성할 수 있다.
그리고, 상기 본체(10)의 중간부에는 상기 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)에 의해 반송되는 보트(B)에서 반도체 패키지를 진공 흡착 방식으로 픽업(pick-up)하여 언로딩부(80)의 빈 트레이(T)에 수납시키는 제 1,2언로딩 픽커(51,52)가 설치된다.
상기 제 1,2언로딩 픽커(51,52)는 각각 Y축 방향으로 연장된 제 1,2픽커프레임(53, 54)을 따라 수평 이동하면서 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b) 상의 반도체 패키지를 언로딩부(80)로 반송한다.
또한, 상기 제 1,2언로딩 픽커(51,52)는 하나의 픽커 헤드에 2개씩의 픽업노즐(55)이 상호 반대로 승강하면서 반도체 패키지를 픽업하거나 내려 놓는 작업을 수행하며, 각 픽업노즐(55)들이 90도로 왕복 회전하면서 반도체 패키지의 방향을 가로/세로로 전환시키도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 본체(10)의 다른 일측부에는 상기 제 1,2언로딩 픽커(51,52)에 의해 반도체 패키지가 분리된 후 이송된 빈 보트(B)가 보트 수납용 매거진(96)에 수납되는 보트회수부(90)가 설치된다.
상기 보트회수부(90)는 보트(B)를 수납하기 위한 복수개의 매거진(96)이 Y축방향으로 수평이동 가능하게 설치된 매거진 장착부(95)와, 상기 매거진 장착부(95)의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 캐리어 블록 상의 빈 보트를 매거진에 차례로 수납시키는 보트피딩유닛(91)으로 구성된다.
상기 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)은 상하로 일정 높이로 이동이 가능하도록 구성되며, 서로 교차 이동하면서 보트(B)들을 반송한다.
한편, 상기 보트 투입용 컨베이어(2)와 정렬부(20) 사이에는 보트 투입용 컨베이어(2)로부터 정렬부(20)로의 보트(B) 이동을 허용 또는 제한하는 복수개(이 실시예에서 4개)의 게이트 스톱퍼(3)가 상하로 이동 가능하게 설치된다. 그리고, 상기 각 게이트 스톱퍼(3)에는 상기 보트 투입용 컨베이어(2)로부터 반송된 보트(B)(도 2참조)가 게이트 스톱퍼(3)에 접촉되어 대기하는 것을 감지하여 상기 각 게이트 스톱퍼(3)들의 작동을 제어하는 보트감지센서(4)가 설치된다.
상기 본체(10)의 중간부에는 상기 전달부(30)에서부터 상기 보트회수부(90)까지 X축 방향을 따라 연장되는 제 1,2가이드레일(31, 32)이 소정 간격으로 설치된다. 상기 제 1,2가이드레일(31, 32)에는 상기 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)에 의해 반송되는 보트(B)들의 일측 단부가 삽입되어 안내되는 가이드홈(31a, 32a)(도 8 및 도 9 참조)들이 형성된다. 상기 제 1,2가이드레일(31, 32)은 핸들러에서 취급하는 보트들 대형 보트의 폭에 대응하는 간격을 갖는다.
상기 정렬부(20)는 핸들러에서 취급하는 보트 중 소형 보트가 안착되어 정렬되는 제 1정렬부(21)와, 다른 하나의 소형 보트(B)가 안착되어 정렬되는 제 2정렬부(22)로 구획된다.
상기 제 1정렬부(21)와 제 2정렬부(22)의 사이에는 보트(B)들의 정렬을 위한 정렬기준바아(26c)(도 2참조)가 탈부착이 가능하게 설치되는데, 만약 사용자가 핸들러에서 대형 보트를 취급하고자 할 경우에는 상기 정렬기준바아(26c)를 분리시켜 제거하여 사용하면 된다. 이 정렬부(20)의 세부 구성 및 작용에 대해서는 아래에 상세히 설명할 것이다.
한편, 상기 언로딩부(80)는 빈 트레이(T)들이 적재되는 공트레이 적재부(81)와, 상기 제 1,2언로딩 픽커(51,52)에 의해 반송된 반도체 패키지(P)가 트레이(T)에 수납되는 패키지 수납위치(82)와, 반도체 패키지들이 모두 수납된 트레이(T)가 적재되는 트레이 적재부(83)로 이루어진다.
상기 공트레이 적재부(81)에서는 적재된 빈 트레이 중 최하측 트레이부터 하나씩 분리하여 상기 패키지 수납위치(82)로 반송한다. 그리고, 상기 트레이 적재부(83)에서는 상기 패키지 수납위치(82)에서 반송된 트레이(T)를 하측에서부터 하나씩 적재한다.
이하, 상기와 같이 구성된 핸들러의 각 구성부에 대해 좀 더 상세히 설명하 면 다음과 같다.
도 2 내지 도 3b를 참조하면, 보트 투입용 컨베이어(2)는 경화장치(1)와 같은 외부 장치로부터 상기 정렬부(20)로 복수개의 보트(B)를 비정렬 상태로 반송하도록 경화장치(1)의 일단부에서부터 상기 정렬부(20)의 일단부로 수평하게 연장되는 보트 투입용 컨베이어로 구성된다. 여기서, 상기 보트 투입용 컨베이어(2)는 상기 정렬부(20)에 구성되는 제 1,2컨베이어벨트(25a, 25b)와 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 보트 투입용 컨베이어(2)와 정렬부(20) 사이의 각 게이트 스톱퍼(3)는 공압실린더(5)와 같은 선형 운동 장치에 의해 상하로 일정 거리만큼 이동하면서 보트 투입용 컨베이어(2)로부터 정렬부(20)로의 보트(B)의 반송을 제어한다.
도 2 내지 도 5b에 도시된 것과 같이, 상기 정렬부(20)는 본체(10)에 Y축 방향으로 연장된 Y축 가이드프레임(24)을 따라 이동하는 베이스블록(23)을 구비한다. 그리고, 전술한 것과 같이, 상기 정렬부(20)는 제 1정렬부(21)와 제 2정렬부(22)로 구획되며, 제 1,2정렬부(21, 22)는 서로 대칭적인 구조를 갖는다. 즉, 상기 정렬부(20)는, 상기 베이스블록(23)에 X축 방향으로 구동하도록 설치되는 제 1,2컨베이어벨트(25a, 25b)와, 상기 제 1,2컨베이어벨트(25a, 25b) 사이에 고정되게 설치되어 제 1정렬부(21)와 제 2정렬부(22)를 구획하는 정렬기준바아(26c)와, 상기 베이스블록(23)에 Y축 방향으로 소정 거리만큼 왕복 이동하도록 설치되어 보트(B)를 상기 정렬기준바아(26c) 쪽으로 가압하는 제 1,2정렬바아(26a, 26b)와, 상기 제 1,2 컨베이어벨트(25a, 25b)의 말단부에 상하로 회동 가능하게 설치되어 보트(B)의 이동을 제한하는 스톱퍼(29)로 구성된다.
상기 제 1,2정렬바아(26a, 26b)는 제 1,2공압실린더(27a, 27b)에 의해 정해진 스트로크(stroke) 만큼 Y축으로 왕복 이동한다.
상기 정렬기준바아(26c)는 필요에 따라, 즉 대형 보트를 취급하고자 할 경우에 상기 베이스블록(23)으로부터 분리가 가능하며, 다시 소형 보트를 취급하고자 할 경우에는 도면들에 도시된 것처럼 베이스블록(23) 상에 결합시켜 사용할 수 있다.
상기 제 1,2정렬바아(26a, 26b)의 끝단부에는 모터에 의해 회전하면서 상기 제 1,2정렬부(21, 22) 상의 보트(B)들을 전달부(30)로 반송하는 롤러(28a, 28b)가 설치된다. 상기 롤러(28a, 28b)는 그 외주면이 제 1,2컨베이어벨트(25a, 25b) 상에 안착된 보트(B)의 끝단부 가장자리와 연접하여 회전력에 의해 보트(B)를 전달부(30) 쪽으로 밀어내는 작용을 한다.
한편, 도 6과 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 보트(B)는 내열성의 금속 플레이트에 복수개의 통공이 형성되고, 이 통공에 반도체 패키지(P)들이 안착되어 지지되는 복수개의 가이드리브(Br)들이 상측으로 돌출 형성된 구조를 갖는다.
이와 같이, 반도체 패키지(P)들은 보트(B)의 통공에 안착된 상태로 가이드리브(Br)에 의해 지지되므로 제 1,2언로딩 픽커(51,52)가 보트(B)에 안착된 반도체 패키지들을 픽업할 때 상기 가이드리브(Br)에 의해 간섭되어 반도체 패키지(P)가 제대로 픽업되지 않는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)의 상면에는 상기 보트(B)의 각 통공과 대응되는 위치에 반도체 패키지를 가이드리브(Br)의 상단까지 들어올림과 더불어, 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b) 상에서 보트(B)의 위치를 고정시키는 복수개의 부양지그(41)가 돌출 형성되며, 이 부양지그(41)의 외주면에 반도체 패키지(P)의 외주연부를 지지하는 지지리브(42)가 일체로 형성된다.
도 8 내지 도 11에 도시된 것과 같이, 상기 전달부(30)에는 제 1,2가이드레일(31, 32)의 상측을 가로지르는 레일고정판(35)이 설치되고, 이 레일고정판(35)의 중앙부 하측에는 상기 제 1,2가이드레일(31, 32)의 가이드홈(31a, 32a)과 대응하는 2개의 가이드홈(33a)이 형성된 중앙 가이드레일(33)이 고정된다.
또한, 상기 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)은 상기 제 1,2가이드레일(31, 32) 사이의 공간에서 상하로 이동 가능하게 설치됨과 더불어 서로 독립적으로 수평하게 교차 이동할 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 제 1캐리어 블록(40a)은 본체(10)(도 1참조)에 설치된 선형운동장치(미도시)에 의해 X축방향을 따라 수평 이동 가능함과 더불어 소정 위치에서 상하로 이동 가능하게 구성된 제 1이동블록(45) 상에 결합되며, 제 2캐리어 블록(40b)은 상기 제 1이동블록(45)의 반대편에서 본체(10)(도 1참조)에 설치된 다른 선형운동장치(미도시)에 의해 X축방향을 따라 수평 이동 가능함과 더불어 소정 위치에서 상하로 이동 가능하게 구성된 제 2이동블록(46) 상에 결합된다.
따라서, 상기 전달부(30)에서 제 1캐리어 블록(40a) 또는 제 2캐리어 블록(40b)이 상향 이동된 상태로 보트회수부(90) 쪽으로 이동하는 동안, 반대편의 보 트회수부(90) 쪽에서 제 2캐리어 블록(40b) 또는 제 1캐리어 블록(40a)이 하향 이동된 상태로 전달부(30) 쪽으로 교차 이동하여 보트(B)를 연속적으로 반송할 수 있게 된다.
그리고, 상기 제 1캐리어 블록(40a)과 제 2캐리어 블록(40b)의 중간부에는 상하로 관통된 관통공(49)이 형성되고, 상기 제 1,2이동블록(45, 46)의 상면 중앙에는 상기 관통공(49)을 통해 제 1캐리어 블록(40a)의 상면으로 노출되는 복수개의 가이드핀(43)이 상하로 유동가능하게 설치되고, 이 가이드핀(43)의 하측에는 가이드핀(43)을 탄력적으로 지지하는 스프링(44)이 설치된다.
상기 각 가이드핀(43)들은 캐리어 블록(40a, 40b)을 전달부(30)로부터 이동시킬 때 양측면이 제 1정렬부(21)의 보트(B)의 내측 변부와 제 2정렬부(22)의 내측 변부와 각각 접촉하면서 각 보트(B)들의 외측 변부를 제 1,2가이드레일(31, 32)의 가이드홈(31a, 32a)으로 밀착시키고, 이로써 보트(B)들의 위치 이동을 방지하는 기능을 한다.
이와 같이 상기 가이드핀(43)을 탄성적으로 이동 가능하게 구성한 이유는, 도 9에 도시된 것처럼 상기 제 1캐리어 블록(40a) 또는 제 2캐리어 블록(40b)이 전달부(30)의 하측에서 상측으로 이동하여 보트(B)와 결합될 때, 상기 가이드핀(43)이 중앙 가이드레일(33)의 하면에 부딪히면서 아래로 이동하여 가이드핀(43)에 의한 캐리어 블록(40a, 40b)의 상향 이동이 방해되는 것을 방지하기 위함이다.
물론, 전달부(30)에 설치된 중앙 가이드레일(33)을 전달부(30)의 끝단에서부터 보트회수부(90)까지 연장시킬 경우 상기와 같이 각 캐리어 블록(40a, 40b)에 가 이드핀(43)을 형성하지 않아도 되지만, 이 경우 중앙 가이드레일(33)의 길이가 길어져 휨 등의 변형이 가해질 수 있으며 재료비가 많이 들 수 있으므로, 중앙 가이드레일(33)의 강도를 충분히 보장하고 재료비를 절감할 수 있다면 이러한 구조도 이용될 수 있을 것이다.
또한, 상기 가이드핀(43)을 탄성적으로 이동 가능하게 구성한 다른 이유는, 도 12에 도시된 것과 같이, 핸들러가 대형 보트(B')를 취급하여 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b)을 대형 보트(B')에 대응하는 대형 캐리어 블록(40c)으로 컨버젼시키고자 할 때, 대형 캐리어 블록(40c)의 하면이 상기 가이드핀(43)을 가압하여 제 1,2이동블록(45, 46) 상에 무리없이 결합될 수 있도록 하기 위함이다.
다음으로, 도 13 내지 도 17을 참조하면, 상기 보트회수부(90)는 캐리어 블록(40a, 40b) 상의 빈 보트(B)를 매거진(96) 쪽으로 반송하는 보트피딩유닛(91)과, 상기 보트피딩유닛(91)에 의해 반송되는 빈 보트(B)를 수납하는 복수개의 매거진(96)을 구비한 매거진 장착부(95)를 구비한다. 상기 보트피딩유닛(91)은 승강유닛에 의해 상하 방향으로 승강 운동하고, 상기 매거진 장착부(95)는 수평이동유닛에 의해 Y축 방향으로 수평 이동하도록 구성된다.
상기 보트피딩유닛(91)은 상기 승강유닛에 결합되어 상하로 승강운동하는 승강블록(911)과, 상기 승강블록(911)의 하단부 양측에 상기 제 1,2가이드레일(31, 32)과 대응하도록 설치된 레일부(912)와, 상기 레일부(912)의 가이드홈에 삽입된 보트(B)들의 외측 끝단부의 상,하면과 연접하여 회전력에 의해 보트(B)를 이동시키는 2쌍의 상,하부 피딩롤러(913a, 913b)와, 상기 상,하부 피딩롤러(913a, 913b)들 에 의해 레일부(912)를 따라 매거진(96) 쪽으로 이동하는 보트(B)를 매거진(96)의 내측 공간으로 완전히 밀어 넣는 한 쌍의 푸셔(914)를 포함한다.
상기 상,하부 피딩롤러(913a, 913b)들은 각 레일부(912)의 가이드홈의 상,하측에 보트(B)의 두께만큼의 간격을 두고 회전 가능하게 설치되며, 양측의 각 상,하부 피딩롤러(913a, 913b) 쌍들은 피딩롤러모터(913c)에 의해 동기적으로 회전 구동하도록 구성된다.
또한, 상기 푸셔(914)들은 상기 승강블록(911)의 양측에 Y축 방향으로 연장된 푸셔가이드레일(915)을 따라 이동하는 푸셔블록(916)에 회전축(914a)을 중심으로 탄력적으로 회전 가능하게 연결되고, 상기 푸셔블록(916)은 공압실린더(917)의 피스톤로드(917a)에 연결되어 공압실린더(917)의 작동에 의해 푸셔가이드레일(915)을 따라 Y축 방향으로 이동하게 된다. 상기 푸셔(914)는 인장스프링(918)에 의해 상기 푸셔블록(916)에 탄력적으로 연결되며, 도 13에 도시된 것과 같이 피스톤로드(917a)가 수축된 상태에서 승강블록(911)의 하면에 설치된 푸셔가압핀(919)에 의해 인장스프링(918)을 인장시키면서 상측으로 회전된 상태를 유지한다.
따라서, 도 14에 도시된 것과 같이, 상기 공압실린더(917)의 피스톤로드(917a)가 신장되면, 상기 푸셔블록(916)이 푸셔가이드레일(915)을 따라 매거진(96) 쪽으로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 푸셔(914)와 푸셔가압핀(919) 간의 결합이 해제되어 푸셔(914)가 인장스프링(918)의 탄성력에 의해 하측으로 회전되고, 푸셔(914) 끝단이 레일부(912)의 보트(B) 끝단부를 밀게 되는 것이다.
그리고, 상기 승강유닛은 본체(10)에 수직하게 설치되는 승강 가이드프레 임(921)과, 상기 승강 가이드프레임(921)을 따라 상하로 이동하도록 설치되며 상기 보트피딩유닛(91)의 승강블록(911)과 고정되게 결합되는 승강 슬라이드블록(922)과, 상기 승강 슬라이드블록(922)을 승강 가이드프레임(921)을 따라 이동시키는 선형운동장치(미도시)로 구성된다. 여기서, 상기 선형운동장치는 볼스크류와 모터, 풀리와 벨트 및 모터로 이루어진 선형운동장치, 리니어모터 등과 같이 이 기술분야에서 널리 알려진 선형운동장치를 이용하여 구성할 수 있을 것이다.
한편, 상기 매거진 장착부(95)를 수평 이동시키기 위한 수평이동유닛은 본체(10)에 Y축 방향을 따라 연장되게 형성되는 수평 가이드프레임(971)과, 상기 수평 가이드프레임(971)을 따라 이동하도록 설치되며 그 위에 상기 매거진 장착부(95)가 고정되게 결합되는 수평 슬라이드블록(972)과, 상기 수평 슬라이드블록(972)을 수평 가이드프레임(971)을 따라 수평 이동시키는 선형운동장치(미도시)로 이루어진다. 이 수평이동유닛의 선형운동장치 또한 전술한 승강유닛의 선형운동장치와 마찬가지로 볼스크류와 모터 등 공지의 선형운동장치를 이용하여 구성할 수 있을 것이다.
상기와 같이 구성된 반도체 패키지 언로딩 핸들러의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 것과 같이, 경화장치(1)와 같은 외부장치로부터 보트 투입용 컨베이어(2)를 통해 반도체 패키지들을 수납한 보트(B)들이 비정렬 상태로 반송된다. 반송된 보트(B)들은 보트 투입용 컨베이어(2)의 말단에 설치된 게이트 스톱퍼(3)에 부딪히면서 정렬부(20)의 바로 전방에서 정지한다. 이 때, 도 3a에 도시된 것과 같이, 상기 보트(B)가 접촉한 게이트 스톱퍼(3)의 보트감지센서(4)가 보트(B)를 감지하게 되고, 이에 따라 정렬부(20)의 베이스블록(23)이 Y축 가이드프레임(24)을 따라 이동하여 제 1정렬부(21)가 상기 보트감지센서(4)에 의해 감지된 게이트 스톱퍼(3)로 이동한다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 상기 제 1정렬부(21)가 상기 게이트 스톱퍼(3)와 정렬되면, 도 3b에 도시된 것과 같이 공압실린더(5)가 동작하여 게이트 스톱퍼(3)가 하강하게 되고, 보트 투입용 컨베이어(2) 상의 보트(B)가 제 1정렬부(21)의 제 1컨베이어벨트(25a)로 전달된다. 이 때, 상기 제 1정렬부(21)의 폭, 즉 상기 정렬기준바아(26c)와 제 1정렬바아(26a) 간의 폭이 보트(B)의 폭보다 많이 크기 때문에 보트(B)가 어느 정도 비틀어져 공급되더라도 제 1정렬부(21) 상으로 원활하게 반송될 수 있다.
상기 제 1정렬부(21)의 제 1컨베이어벨트(25a) 상으로 전달된 보트(B)는 스톱퍼(29)(도 2참조)에 의해 제 1정렬부(21) 상에서 이동이 제한되고 그 위에 안착된다.
이어서, 베이스블록(23)은 Y축 가이드프레임(24)을 따라 이동하여 제 2정렬부(22)가 그 다음 보트(B)가 부딪힌 게이트 스톱퍼(3)와 정렬되도록 한다. 상기 제 2정렬부(22)가 게이트 스톱퍼(3)와 정렬되면, 전술한 것과 동일하게 게이트 스톱퍼(3)가 하강하여 새로운 보트(B)가 제 2정렬부(22)의 제 2컨베이어벨트(25b) 상으로 제공된다.
상기와 같이 제 1정렬부(21)와 제 2정렬부(22)에 보트(B)가 안착되면, 도 4 내지 도 5b에 도시된 것과 같이, 제 1,2공압실린더(27a, 28b)의 작동에 의해 제 1,2정렬바아(26a, 26b)가 정렬기준바아(26c) 쪽으로 이동하여 보트(B)들을 정렬기준바아(26c) 쪽으로 가압하고, 이로써 보트(B)들을 정렬기준바아(26c)에 대해 정렬시킨다.
제 1정렬부(21)와 제 2정렬부(22) 상에서 보트(B)들이 정렬되면, 제 1,2정렬부(21, 22) 후방의 스톱퍼(29)들이 회전하여 보트(B)들의 이동이 허용되고, 이어서 롤러(28a, 28b) 및 제 1,2컨베이어벨트(25a, 25b)의 작동에 의해 보트(B)들이 전달부(30)로 이동하게 된다.
상기 보트(B)들이 제 1,2정렬부(21, 22)에서 전달부(30)로 이동될 때, 도 9에 도시된 것과 같이, 각 보트(B)의 외측 변부는 전달부(30)의 제 1,2가이드레일(31, 32)에 형성된 가이드홈(31a, 32a)에 삽입되어 안내되고, 보트(B)들의 내측 변부는 중앙 가이드레일(33)의 가이드홈(33a)에 삽입되어 안내된다.
상기 보트(B)들이 전달부(30)에 정위치되면, 전달부(30)의 하측에서 대기하고 있던 제 1캐리어 블록(40a)이 상승하여 보트(B)에 결합된다. 이 때, 도 7에 도시된 것처럼, 제 1캐리어 블록(40a)의 부양지그(41)가 보트(B)의 통공을 통해 삽입되면서 반도체 패키지(P)들을 가이드리브(Br)의 상단부까지 상승시킨다.
또한, 상기 제 1캐리어 블록(40a)이 상승하여 보트(B)에 결합될 때, 도 9에 도시된 것처럼 제 1캐리어 블록(40a)의 가이드핀(43)은 중앙 가이드레일(33)의 하면에 접촉되어 눌리게 되고, 스프링(44)이 압축된다.
상기와 같이 전달부(30)의 보트(B)들이 제 1캐리어 블록(40a) 상에 안착되어 결합되면, 도 8 내지 도 11에 도시된 것과 같이 제 1이동블록(45)이 본체(10)의 X축 방향으로 수평 이동하고 되고, 이에 따라 제 1캐리어 블록(40a)이 보트(B)를 고정한 상태로 제 1,2언로딩 픽커(51,52)(도 1참조)의 하측으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 촬상장치(70)(도 1참조)가 Y축방향으로 왕복 이동하면서 제 1캐리어 블록(40a) 상의 반도체 패키지(P)들에 새겨진 소정의 방향표시마크(미도시)를 촬영하여, 반도체 패키지(P)들이 보트(B)에 어느 방향으로 안착되어 있는지를 검출한다.
상기 제 1캐리어 블록(40a)이 전달부(30)를 벗어나게 되면, 제 1캐리어 블록(40a)의 가이드핀(43)과 중앙 가이드레일(33) 간의 접촉이 해제되고, 가이드핀(43)이 스프링(44)의 탄성력에 의해 복원되면서 보트(B)의 내측 변부를 가이드하게 된다. 물론, 이 때 각 보트(B)의 외측 변부는 여전히 제 1,2가이드레일(31, 32)의 가이드홈(31a, 32a)에 의해 안정적으로 가이드될 것이다.
한편, 상기와 같이 제 1캐리어 블록(40a)이 제 1,2언로딩 픽커(51, 52) 쪽으로 이동하게 되면, 제 2캐리어 블록(40b)은 전달부(30) 쪽으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 제 2캐리어 블록(40b)은 하향 이동된 상태이므로 제 1캐리어 블록(40a)과 제 2캐리어 블록(40b)은 서로 다른 높이에 위치되고, 따라서 제 1캐리어 블록(40a)과 제 2캐리어 블록(40b)의 교차 이동이 가능하다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 제 1캐리어 블록(40a)이 보트(B)를 고정시킨 상태로 제 1언로딩 픽커(51)와 제 2언로딩 픽커(52)의 하측 위치로 이동하면, 제 1,2언로딩 픽커(51, 52)들이 제 1,2픽커프레임(53, 54)을 따라 독립적으로 이동하면서 제 1캐리어 블록(40a) 상의 반도체 패키지(P)들을 픽업하여 패키지 수납위치(82)에 서 대기하는 트레이(T)에 반도체 패키지(P)를 수납시킨다.
이 때, 상기 제 1,2언로딩 픽커(51,52)의 픽업노즐(55)은 상기 촬상장치(70)에 의해 검출된 각 반도체 패키지(P)들의 안착 방향에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 90도 또는 180도로 회전하여 반도체 패키지(P)들을 가로/세로 전환시켜 트레이(T)에 안착시킨다. 물론, 보트(B)에 놓여지는 반도체 패키지의 방향과 트레이(T)에 형성된 각 반도체 패키지 안착홈의 방향이 동일한 경우에는 픽업노즐(55)을 회전시킬 필요없이 바로 트레이(T)에 반도체 패키지들을 안착시킬 수 있을 것이다.
상기와 같이, 제 1,2언로딩 픽커(51,52)에 의해 제 1캐리어 블록(40a)의 보트(B)들에 안착된 반도체 패키지(P)들이 모두 분리되면, 제 1캐리어 블록(40a)은 Y축 방향으로 이동하여 보트회수부(90)로 이동한다.
이 때, 도 13에 도시된 것과 같이, 제 1캐리어 블록(40a) 상의 보트(B)들은 외측 변부가 보트피딩유닛(91)의 레일부(912)에 삽입되어 지지되고, 제 1캐리어 블록(40a)은 하강하여 보트(B)와의 결합이 해제된다.
이 상태에서 도 14에 도시된 것처럼, 양측의 상,하부 피딩롤러(913a, 913b)가 피딩롤러모터(913c)의 작동에 의해 회동하여 보트(B)들을 매거진(96) 쪽으로 진행시킨다. 이어서, 보트(B)의 후단부가 상,하부 피딩롤러(913a, 913b)를 빠져나가게 되면, 상기 공압실린더(917)의 피스톤로드(917a)가 신장되면서 푸셔(914)가 매거진(96) 방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 푸셔(914)와 푸셔가압핀(919) 간의 접촉이 해제되면서 푸셔(914)가 인장스프링(918)의 작용에 의해 하측으로 회동하게 되고, 푸셔(914) 끝단이 각 보트(B)의 후단부와 접촉하여 보트(B)를 매거진(96) 내측으로 완전히 밀어 넣게 된다.
이와 같이 보트피딩유닛(91)은 상기 상,하부 피딩롤러(913a, 913b) 및 푸셔(914)의 작동에 의해 빈 보트(B)를 매거진(96) 내에 밀어넣게 된다. 여기서, 상기 보트피딩유닛(91)은, 도 15에 도시된 것과 같이, 승강유닛의 작용에 의해 승강 가이드프레임(921)을 따라 상하로 이동하면서 매거진(96)의 최하측에서부터 차례로 보트(B)를 밀어 넣어 적재한다. 물론, 경우에 따라 상기 보트피딩유닛(91)은 상하로 승강하면서 매거진(96)의 최상측부터 보트(B)를 적재하도록 제어될 수 도 있을 것이다.
한편, 상기 매거진 장착부(95)의 매거진(96) 중 어느 한쪽의 매거진(96)들에 보트(B)가 모두 채워지면, 도 17에 도시된 것과 같이, 매거진 장착부(95)는 수평 가이드프레임(971)을 따라 수평 이동하여 측방의 비어 있는 매거진(96)에 보트(B)를 채워 넣는 작업을 연속적으로 수행하게 된다. 이 때, 작업자는 상기 채워진 매거진(96)들을 매거진 장착부(95)에서 분리하고, 새로운 빈 매거진(96)을 그 자리에 설치하여 다음 작업을 준비한다.
한편, 전술한 반도체 패키지 언로딩 핸들러의 실시예에서는 2개의 소형 보트(B)들을 동시에 취급하여 보트(B)에서 반도체 패키지들을 분리하고 트레이(T)에 수납시키는 것으로 설명하였다.
하지만, 이러한 핸들러로 대형 보트를 취급하고자 할 경우에는, 상기 정렬부(20)의 정렬기준바아(26c)와, 전달부(30)의 중앙 가이드레일(33)을 제거하고, 제 1,2캐리어 블록(40a, 40b), 매거진 장착부(95)의 매거진(96)를 대형 보트에 상응하는 것으로 교체하여 주면 간단히 대형 보트를 취급할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 외부 장치로부터 반송된 보트를 별도의 장소로 옮겨서 정렬하지 않고, 외부 장치에서 보트를 반송받는 위치에서 바로 보트를 정렬하여 언로딩 픽커의 픽업 위치로 반송하므로, 보트의 정렬 및 반송에 소요되는 과정과 시간이 단축되고, 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 일부 구성 요소를 제거하고 교체하는 간단한 작업에 의해 소형 보트와 대형 보트를 선택적으로 취급할 수 있으므로, 핸들러의 호환성이 향상되고, 장비 구입에 따른 비용 증가를 방지할 수 있는 이점도 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 패키지를 수납하는 빈 트레이를 구비한 언로딩부와;
    외부로부터 투입된 반도체 패키지가 장착된 보트(boat)가 정렬되는 정렬부와;
    상기 정렬부의 일측에 배치되어, 상기 정렬부를 통해 보트를 전달받는 전달부와;
    상기 전달부로부터 반송된 보트 상의 반도체 패키지를 픽업하여 상기 언로딩부의 빈 트레이에 수납시키는 언로딩 픽커와;
    상기 언로딩픽커에 의해 반도체 패키지가 모두 분리된 빈 보트를 전달받아 보트 수납용 매거진에 빈 보트를 수납시키는 보트회수부와;
    상기 전달부와 언로딩픽커의 패키지 픽업 위치와 보트회수부 사이를 따라 이동 가능하게 설치되어, 전달부에서 보트를 픽업하여 언로딩픽커의 패키지 픽업 위치와 보트회수부로 순차적으로 반송하는 적어도 1개의 캐리어 블록을 포함하여 구성된 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 정렬부의 일측에 설치되어, 외부 장치로부터 반송되는 보트를 상기 정렬부로 전달하여 주는 보트 투입용 컨베이어와;
    상기 보트 투입용 컨베이어와 상기 정렬부 사이에 이동 가능하게 설치되어 보트 투입용 컨베이어로부터 정렬부로의 보트 이동을 허용 또는 제한하는 복수개의 게이트 스톱퍼와;
    상기 각 게이트 스톱퍼의 일측에 설치되어 보트 투입용 컨베이어로부터 반송된 보트가 게이트 스톱퍼에 접촉되어 대기하는 것을 감지하여 상기 게이트 스톱퍼의 작동을 제어하는 보트감지센서를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 정렬부는 외부로부터 반송된 보트가 안착되어 정렬되는 제 1정렬부와, 상기 제 1정렬부의 일측에 나란하게 구획되어 외부로부터 반송된 다른 보트가 안착되어 정렬되는 제 2정렬부로 구획된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 정렬부는 수평이동 가능하게 설치되어, 상기 보트감지센서에 의해 보트가 감지된 게이트 스톱퍼 쪽으로 선택적으로 이동하여 보트를 전달받는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전달부는,
    취급하는 대상 보트의 사이즈가 대형인 경우 이 대형 보트의 양단부가 삽입되어 안내되는 제 1,2가이드레일과;
    상기 제 1,2가이드레일 사이에 분리 가능하게 설치되며, 취급하는 대상 보트의 사이즈가 작은 2개의 소형 보트의 일측 단부들이 각각 삽입되어 안내되도록 양측에 가이드홈들이 나란하게 형성된 중앙 가이드레일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전달부의 일측에 설치되어 상기 보트에 안착된 반도체 패키지들의 특정 표시를 비전 검사하여 각 반도체 패키지들이 장착된 방향을 검출하는 촬상장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 보트회수부는 보트를 수납하기 위한 복수개의 매거진이 설치된 매거진 장착부와, 상기 매거진 장착부의 일측에 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 캐리어 블록 상의 빈 보트를 매거진에 차례로 수납시키는 보트피딩유닛과, 상기 보트피딩유닛을 상하로 임의의 위치로 이동시키는 승강유닛을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 보트회수부는, 상기 매거진 장착부를 좌우로 수평이동시키는 수평이동유닛을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 캐리어 블록은 2개가 교대로 수평 이동하면서 보트들을 반송하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 정렬부와, 전달부와, 언로딩 픽커에 의한 반도체 패키지의 픽업 위치와, 보트회수부와, 캐리어블록의 이동 경로는 인라인(in-line)으로 배열된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 언로딩 핸들러.
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