KR20100081277A - 전자 부품들을 처리하기 위한 전달 장치 - Google Patents

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KR20100081277A
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왕 룽 체
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에이에스엠 어쌤블리 오토메이션 리미티드
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Abstract

복수의 전자 부품들을 전달하기 위한 장치는 제 1 위치로부터 전자 부품들을 동시에 픽업하여 제 2 위치에 배치하도록 작동하는 픽 헤드들의 열을 포함한다. 추가로, 픽 헤드들의 열의 길이와 평행한 방향으로 서로에 대해서 이동시키기 위하여 픽 헤드들을 구동시키고 그에 의해서 픽 헤드들의 피치 폭을 조정하도록 작동하는 구동 메카니즘이 제공된다.

Description

전자 부품들을 처리하기 위한 전달 장치{Transfer apparatus for handling electronic components}
본 발명은 반도체 패키지들과 같은 전자 부품들을 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이고, 특히 전자 부품들의 단일화(singulation), 검사, 분류 및 오프로드(offload)에 관한 것이다.
설치 테이프 또는 단일화 지그(jig)에서 단일화된 패키지들과 같은 전자 부품들의 분류는 볼 그리드 어레이("BGA") 패키지들 및 쿼드 플랫 노 레드(Quad Flat No leads ;"QFN") 패키지들과 같은 칩-스케일 패키지(Chip-Scale Packages;"CSP")의 제조를 위한 키이 백-엔드 처리(key back-end process)들중 하나이다.
CSP 패키지에는, 다른 디바이스들과의 전기 접속을 위한 리드(lead) 또는 볼 측면(정상면) 뿐 아니라 내부 회로를 보호하기 위한 도포제(encapsulant)를 포함하는 몰드 측면(바닥면)이 있다. 몰드 측면은 또한 일반적으로 라벨 또는 다른 정보가 패키지의 이러한 표면 상에 마킹될 수 있음에 따라서, 마킹 측면(marking side)으로 지칭된다. 리드/볼 측면 및 몰드/마킹 측면의 검사 결과들은 패키지들이 만족스럽게 조립되었는 지를 결정하도록 형성된 상이한 패키지들을 분류할 때, 일반적으로 분류 기준으로서 사용된다. 따라서. 반도체 패키지들을 처리하는데 사용된 기계를 위한 중요 성능 지표는 검사 및 분류 처리량이다.
전형적으로, 분류 및 검사후에는, 양호한 패키지들이 트레이 또는 튜브 컨테이너와 같은 컨테이너로 오프로드하고, 불합격된 패키지들은 불합격품 저장소(reject bin)에 배치된다. 또한, 재가공된 유닛들은 또 다른 트레이 또는 저장소로 전달될 수 있다.
종래의 패키지 처리 기계들은 패키지들을 개별적으로 분류 및 검사한다. 패키지들은 또한 픽업(pickup)되어서 여러 스테이션들로 전달될 뿐 아니라 개별적으로 오프로드된다. 이러한 처리 기계의 처리량은 결과적으로 크게 저하된다. 단일화된 전자 패키지들을 개별적으로 픽업하고 분류(sort)하는 방법의 예는 발명의 명칭이 "전자 디바이스들을 처리하기 위한 시스템"인 미국 특허 제 7,190,446호에 기재되어 있다. 단일화된 패키지들은 테이프로부터 개별적으로 픽업되고 회전 테이블의 임의의 세그먼트에 있는 홀더 상에 배치된다. 동시에, 패키지들의 검사들은 회전 테이블의 다른 세그먼트들에서 진행된다. 패키지들은 다음의 세그먼트로 회전되어, 검사 결과들에 따라서 패키지들을 튜브, 트레이 또는 저장소와 같은 다른 오프로드 디바이스들로 분리되게 전달하는 오프로드 아암에 의해서 개별적으로 픽업된다. 패키지들의 픽업 및 전달이 개별적으로 실행되며, 이러한 것은 분류 공정을 느리게 한다. 또한, 검사를 위해 몰드 측면을 노출시키기 위하여 플립 형태부(flipping feature)가 없다. 패키지의 몰드 측면의 검사는 유리 홀더를 통해서 진행되고, 이러한 것은 유리의 품질 및 사용 과정에서의 오염의 결과로 인하여 검사 결과를 신뢰할 수 없다.
다른 픽업 및 분류 장치는 발명의 명칭이 "반도체 패키지 디바이스를 컷팅하기 위한 핸들러(handler) 시스템"인 미국 특허 제 6,446,354호에 기재되어 있다. 단일화된 패키지들은 진공 헤드에 의해서 픽업되고, 진공 헤드에 의해서 붙잡혀 있는 동안 물로 세정되며 건조된다. 세정 및 건조 후에, 패키지들은 추가 건조 및 리드/볼 표면 검사를 위하여 작은 진공 구멍들의 어레이를 구비한 핫 플레이트(hot plate) 상으로 배치된다. 패키지들의 절반은 정상부에 버퍼 플레이트와 교대하는 형식으로 배열된 포켓들을 구비한 턴테이블 상에 배치된다. 잔여 패키지들은 버퍼 플레이트의 제 2 절반부 상에 놓여진다. 버퍼 플레이트는 이중 오프로드 픽 아암(dual offload pick arm)들에 의해서 픽업되기 전에 패키지들을 양호한 방위로 배치하도록 요구될 때 회전한다. 패키지들은 그때 마크 검사를 위하여 상기 패키지들을 오프로드 디바이스의 대향하는 위치로 전달하는 이중 오프로드 픽 아암들 상의 다중 진공 헤드들에 의하여 한번에 하나씩 픽업된다. 패키지들은 검사 결과들에 따라서 트레이 또는 튜브로 추가로 전달된다. 이러한 방법은 개별적인 진공 패드들을 z방향으로 구동시키도록 여러 모터들을 사용하는 복잡한 픽 헤드(pick head) 디자인이 필요함에 따라서 바람직하지 않다. 모터 채널은 모터 자체, 인코더 및 드라이버를 포함하므로, 더욱 비싼 제조 방법들이 요구된다. 추가로, 개별 패키지의 픽업 속도는 상당히 빠르고 융통성이 있지만, 작은 패키지 사이즈들을 제조하기 위하여 톱니 기계의 속도에 부합시킬 수 없다.
또다른 종래 기술의 접근 방안에서, 발명의 명칭이 "픽업하여 배치하는 처리동작을 위한 장치 및 방법"인 미국 특허 제 6,655,045호는 집단 "슬라이딩" 접근에 의해서 단일화된 패키지들을 운반하는 집단 전달 아암을 공개한다. 단일화된 패키지들은 단일화 지그로부터 린스 플랫폼(rinsing platform)으로 린스 캐리어에 의해서 미끄러진다. 다음, 건조 캐리어는 동일 플랫폼 상에서의 건조를 위하여 세정된 패키지들을 더욱 이동시킨다. 패키지들은 다음 개별적인 열로써 전달 트랙 상으로 이동하고 패키지들은 트랙의 끝에서 개별적으로 픽업되도록 개별적인 유닛들로 분리된다. 리드/볼 표면 검사는 검사 결과에 따라서 트레이, 튜브, 불합격품 저장소 또는 캐니스터(canister)로 유닛을 오프로드하기 전에 수행될 수 있다. 상이한 변환 키트들은 상이한 패키지들에 대해서 필요하므로, 이러한 방법은 고비용을 수반한다. 셋업 및 변환은 또한 어려우므로, 단일화 지그로부터 린스 플랫폼, 맵 세퍼레이터(map separator) 및 전달 트랙까지 주요 레벨 조정을 필요로 한다. 추가로, 이러한 방법은 단지 패키지들의 리드/볼 표면 만으로 검사를 제한한다. 또한, 패키지들이 트랙의 끝에서 개별적으로 픽업되도록 개별적인 유닛들로 분리되므로, 이러한 것은 분류 공정의 처리량을 감소시킨다.
따라서, 종래 기술에 있는 상술한 단점을 극복하기 위하여, 개별적인 것 대신에 그룹으로 단일화된 패키지들을 처리하기 위한 것으로서 패키지들의 (바닥면 및 정상면과 4개의 측면들과 같은) 다중 측면들을 효율적으로 그리고 비용 효과적으로 완전히 검사할 수 있는 간단하고 신뢰성있는 장치 및 방법들을 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 단점들중 적어도 일부를 극복하면서, 단일화된 전자 부품들의 그룹들의 효율적인 픽업 및 배치 동작(pick and place operation)을 위한 취급 시스템을 위한 전달 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 형태에 따라서, 복수의 전자 부품들을 전달하기 위한 장치가 제공되며, 이 장치는 제 1 위치로부터 전자 부품들을 동시에 픽업하여 제 2 위치에 배치하도록 작동하는 픽 헤드들의 열과, 픽 헤드들의 열의 길이와 평행한 방향으로 서로에 대해서 이동시키기 위하여 픽 헤드들을 구동시키고 그에 의해서 픽 헤드들의 피치 폭을 조정하도록 작동하는 구동 메카니즘을 포함한다.
본 발명의 제 2 형태에 따라서, 복수의 전자 부품들의 전달 방법이 제공되며, 이 방법은 제 1 위치에서 픽 헤드들의 열로써 전자 부품들을 동시에 픽업하는 단계와, 상기 픽 헤드들의 피치 폭을 조정하기 위하여 픽 헤드들의 열의 길이와 평행한 방향으로 서로에 대해서 픽 헤드들을 이동시키는 단계와, 그후 상기 전자 부품들을 제 2 위치에 배치하는 단계를 포함한다.
이후부터는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 더욱 상세하게 기술하는 것이 편리할 것이다. 특정 도면 및 관련 설명은 청구범위에 의해서 규정된 본 발명의 넓은 식별성의 일반성을 침해하는 것으로 이해되어서는 안된다.
본 발명에 따른 전자 부품들을 처리하기 위한 전달 장치는 상술한 종래 기술의 단점들중 적어도 일부를 극복하면서, 단일화된 전자 부품들의 그룹들의 효율적인 픽업 및 배치 동작이 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면을 고려하면서 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명을 참조할 때 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 단일화된 패키지들을 분류, 검사 및 오프로드하기 위한 검사 장치의 (x-y축) 평면도.
도 2는 도 1의 검사 장치의 (z축) 측면도.
도 3a 내지 도 3i는 단일화된 패키지들을 플립 플랫폼으로부터 검사 이전의 버퍼 보트들로 전달하고 상기 단일화된 패키지들을 도 1의 검사 장치의 오프로더로 오프로드하는 작용 시퀀스의 (x-z축) 측면도.
도 4a 내지 도 4f는 단일화된 패키지들을 버퍼 보트로부터 오프로드 트레이 형태의 제 1 양호한 실시예의 오프로더로 전달하는 작용 시퀀스의 (x-y축) 평면도.
도 5a 내지 도 5f는 단일화된 패키지들을 오프로드 튜브 형태의 제 2 양호한 실시예의 오프로더로 전달하는 (x-y축) 평면도.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 하나의 인덱스 모터를 구비한 제 1 구성의 오프로드 아암의 자동 피치 조정의 (x-y축) 평면도.
도 7은 도 6의 자동 피치 조정 오프로드 아암(22,24)의 (z축) 측면도.
도 8은 이중 인덱스 모터들(56,58)을 구비한 제 2 구성의 자동 피치 조정 오프로드 아암(22,24)의 (x-y축) 평면도.
본 발명의 양호한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술된다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 단일화된 패키지들(12) 형태의 전자 부품들을 분류, 검사 및 오프로드하기 위한 검사 장치(10)의 (x-y축) 평면도이다. 도 2는 도 1의 검사 장치(10)의 (z축) 측면도이다. 검사 장치(10)는 2개의 주요 모듈 즉, 온로드 및 전방 처리 모듈과 패키지 오프로드 모듈을 포함한다. 온로드 및 전방 처리 모듈은 언로드 아암(14), 플립 플랫폼(16) 및 각각 패키지들(12)의 어레이를 붙잡도록 구성된 이중 버퍼 보트(buffer boat;18;20) 형태의 패키지 홀더를 포함한다. 양호하게, 버퍼 보트(18,20)는 하류 처리를 위하여 패키지들(12)을 적절하게 방위설정하도록 최초 방위로부터 90도, 180도 또는 270도 회전할 수 있다. 몰드 표면 검사 디바이스(21) 형태의 제 1 검사 스테이션도 제공된다. 패키지 오프로드 모듈은 복수의 패키지들(12)을 전달하기 위한 이중 선형 오프로드 아암(22,24), 갱 프리시저(gang precisor;26), 볼 검사 디바이스(28)와 같은 제 2 검사 스테이션 및 오프로더(30,32)를 포함한다.
패키지들(12)은 언로드 아암(14)이 모든 단일화된 패키지들(12)을 단일화 지그(13)로부터 픽업하여서 그 몰드 측면들이 아래를 향한 상태로 플립 플랫폼(16) 상에 적재하기 전에 단일화 지그(13) 상에서 단일화된다. 플립 플랫폼(16)은 그 몰드 측면 또는 표면들이 몰드 표면 검사 디바이스(21)에 의해서 검사를 위하여 위를 향하도록, 180도 만큼 받아진 패키지들(12)을 플립(flip)시킨다. 플랫 플랫폼은 그런 다음 이중 버퍼 보트(18,20)중 하나 상으로 패키지들을 블록 단위로 전달하도록 x-방향으로 이동시킨다. 버퍼 보트(18,20)가 패키지들(12)을 받은 후에, 버퍼 보트는 그 몰드 표면들이 y-방향으로 위를 향하는 상태로 패키지들(12)을 몰드 표면 검사를 위하여 검사 장치(10)의 뒤에 있는 몰드 표면 검사 디바이스(21)로 운송한다. 몰드 표면 검사 디바이스(21)는 버퍼 보트(18,20)중 하나에서 붙잡혀진 패키지들(12)을 검사하기 위하여 x-방향으로 이동할 수 있다.
몰드 표면 검사후에, 버퍼 보트(18,20)는 선형 오프로드 아암(22,24)이 패키지들(12)을 픽업하도록 대기하는 검사 장치(10)의 중간부로 패키지들(12)을 운송한다. 선형 오프로드 아암(22,24)은 각각의 아암이 오프로드 픽 헤드(34,36)의 열을 가지는 자동 피치 조정 픽 아암들을 포함하고, 각각의 픽 헤드는 픽 헤드(34,36)의 열의 길이(L, 도 7 참조)에 직교하게 정렬된 적어도 제 1 및 제 2 진공 패드들(38)을 포함한다. 픽 헤드들(34,36)의 열은 버퍼 보트(18,20)로부터와 같이 제 1 위치로부터 적어도 제 1 및 제 2 열의 패키지들(12)을 픽업하여, 오프로더(30,32)에서와 같은 제 2 위치에 패키지들(12)을 배치하도록 작동한다.
픽업 시퀀스 동안, 오프로드 픽 헤드들(34,36)의 열은 제 1 진공 패드들(38)로써 제 1 열의 패키지들(12)을 픽업하고, 픽 헤드들(34,36)의 열의 길이와 직교하는 방향으로 픽업될 제 2 열의 패키지들(12)에 대해서 제 2 열의 진공 패드들(38)를 이동시키고, 그후 제 2 열의 진공 패드들(38)로써 제 2 열의 패키지들(12)을 픽업한다. 패키지들(12)은 그때 패키지들(12)의 각도 일관성을 유지하도록 패키지 방위 정렬을 위하여 갱 프리시저(26)로 운송된다. 선형 오프로드 아암(22,24) 상에서 픽 헤드들(34,36)에 의해서 붙잡혀진 모든 패키지들(12)은 갱 프리시저(26)에 의해서 동시에 정렬되고 그후 패키지들(12) 사이의 피치는 픽 헤드들(34,36)의 열의 길이 방향으로 인접 픽 헤드들(34,36) 사이의 피치 폭(p, 도 7참조)을 조정함으로써 필요할 때 조정될 수 있다. 다음, 패키지들(12)은 검사된 패키지들(12)이 오프로더(30,32)로 이동하기 전에 검사를 위하여 선형 오프로드 아암(22,24)에 의해서 볼 검사 디바이스(28)로 운송된다.
패키지들(12)을 오프로더(30,32)에 배치하는 단계는 제 1 열의 패키지들(12)을 오프로더(30,32) 상으로 배치하는 단계, 제 2 열의 진공 패드들(38)을 픽 헤드들(34,36)의 열의 길이에 직교하는 방향으로 오프로더(30,32)에 대해서 이동시키는 단계, 및 그후 제 2 열의 패키지들(12)을 오프로더(30,32) 상으로 배치하는 단계 등의 연속 단계들을 포함한다.
도 3a 내지 도 3i는 상기 단일화된 패키지들(12)을 도 1의 검사 장치(10)의 오프로더(30,32)로 오프로드하는 단계 이전의 단일화된 패키지들(12)을 플립 플랫폼(16)으로부터 검사 이전의 버퍼 보트들(18,20)로 전달하는 작용 시퀀스의 (x-z축) 측면도를 도시한다. 도 3a에서, 언로드 아암(14)은 모든 단일화된 패키지들(12)을 플립 플랫폼(16)으로 전달한다. 패키지들(12)을 붙잡고 있는 픽 헤드들(36)을 포함하는 제 2 오프로드 아암(24)이 패키지 정렬을 위하여 x-방향을 따라 갱 프리시저(26)로 진행하고, 이후에 볼 검사 디바이스(28)의 검사 카메라에서의 검사 이전에 피치 폭 조정되는 동안, 픽 헤드들(34)을 포함하는 제 1 선형 오프로드 아암(22)은 제 1 버퍼 보트들(18) 위에서 위치한다.
도 3b에서, 플립 플랫폼(16)은 패키지들(12)의 몰드 측면 또는 표면들이 위로 향하도록, 플랫폼 상의 모든 패키지들(12)을 플립시킨다. 제 2 오프로드 아암(24)은 픽 헤드(36)에 의해서 붙잡혀진 패키지들(12)을 검사하기 위하여 볼 검사 디바이스(28)의 검사 카메라 위에 위치한다. 픽 헤드(36) 사이의 피치 폭은 패키지들(12)의 검사 단계 전에 검사 카메라의 관측 영역 사용을 극대화하도록 조정된다.
플립 플랫폼(16) 상의 패키지들(12)은 도 3c의 x-방향으로 이중 버퍼 보트들(18,20)중 하나 위에 있는 위치로 이동한다. 플립 플랫폼(16)은 플립 플랫폼(16)으로부터 단일화된 패키지들(12)을 받는 제 1 버퍼 보트(18) 상으로 하강한다. 제 1 버퍼 보트(18)는 몰드 표면 검사를 위하여 검사 장치(10)의 후방에 있는 몰드 표면 검사 스테이션(21)으로 y-방향으로 진행한다. 제 2 오프로드 아암(24)의 픽 헤드(36)에 의해서 붙잡혀진 패키지들(12)의 검사는 볼 검사 디바이스(28)에서 지속되고, 패키지들(12)은 검사 카메라에 의해서 단독으로 또는 그룹으로 검사된다.
도 3d에서, 패키지들(12)의 몰드 표면 검사 후에, 제 1 버퍼 보트(18)는 픽 헤드(34)로써 패키지들(12)의 하나 이상의 열을 픽업하는 제 1 오프로드 아암(22) 밑에 있는 검사 장치(10)의 중간부로 y-축을 따라 이동한다. 버퍼 보트(18)는 제 1 오프로드 아암(22)이 오프로드 스테이션(30,32)을 향하여 x-방향을 따라 진행하기 전에, 픽 헤드들(34)이 패키지들(12)의 연속 열을 픽업할 수 있도록, y-방향으로 인덱스(index)된다. 버퍼 보트(18)는 패키지들(12)의 모든 열이 오프로드 아암(22,24)에 의해서 픽업되고 제 1 및 제 2 오프로드 아암(22,24)의 픽 헤드(34,36)에 의해서 붙잡혀진 모든 패키지들(12)의 검사가 볼 검사 디바이스(28)에서 실행될 때까지, y-방향으로 계속해서 인덱스된다. 동시에, 언로드 아암(14)은 단일화된 패키지들(12)의 다음 스트립을 플립 플랫폼(16) 상에 배치한다.
도 3e에서, 단일화된 패키지들(12)은 플립 플랫폼(16)에 의해서 플립된다. 제 1 버퍼 보트(18)로부터 패키지들(12)의 하나 이상의 열을 픽업한 후에, 제 1 오프로드 아암(22)은 픽업된 패키지들(12)의 정렬을 위하여 갱 프리시저(26)로 이동한다. 동시에, 제 2 오프로드 아암(24)은 제 2 오프로드 아암(24)에 의해서 붙잡혀진 패키지들(12)의 검사가 완료된 후에 x-방향을 따라서 제 1 오프로더(30)로 이동한다.
도 3f에서, 플립 패키지들(12)은 몰드 표면 검사를 위하여 검사 장치(10)의 후방에 있는 몰드 표면 검사 스테이션(21)으로 운송될 준비를 위해 제 2 버퍼 보트(20)로 전달된다. 제 1 오프로드 아암(22)은 픽 헤드(34) 상에 붙잡혀진 패키지들(12)의 검사를 위하여 볼 검사 디바이스(28)로 x-방향을 따라 진행한다. 한편, 제 2 오프로드 아암(24)은 버퍼 보트(18)로부터 패키지들(12)의 다른 하나 이상의 열을 픽업하도록 제 1 버퍼 보트(18)로 이동한다.
도 3g에서, 플립 플랫폼(16)은 언로드 아암(14)으로부터 단일화된 패키지들(12)의 다음 그룹을 받는다. 이중 오프로드 아암(22,24)은 제 2 버퍼 보트(20)로부터 패키지들(12)을 픽업하기 전에 제 1 버퍼 보트(18) 상의 모든 패키지들(12)을 픽업한다. 제 2 오프로드 아암(24)은 제 1 버퍼 보트(18)로부터 패키지들(12)의 적어도 하나의 열을 픽업한다. 한편, 제 2 버퍼 보트(20) 상의 패키지들(12)은 검사를 위하여 몰드 표면 검사 스테이션(21)으로 운송된다. 제 1 오프로드 아암(22)은 오프로드(30)로 이동하고 검사 결과에 따라서 패키지들(12)을 상이한 오프로드 디바이스들 안에 배치하도록 진행한다.
도 3h에서, 제 2 버퍼 보트(20)는 몰드 표면 검사 디바이스(21)에 의한 검사 후에 검사 장치(10)의 중간부로 패키지들(12)을 운송한다. 제 2 오프로드 아암(24)에 의해서 붙잡혀진 패키지들(12)이 볼 검사 디바이스(28)에서 검사되는 동안, 제 1 오프로드 아암(22)은 버퍼 보트(20) 위에 배치되어서 패키지들(12)의 다른 하나 이상의 열을 픽업할 준비를 한다. 도 3i에서, 제 2 오프로드 아암(24) 상의 패키지들(12)은 오프로더(30) 상으로 언로드되는 한편, 패키지들(12)의 적어도 1열은 검사 및 오프로드를 위하여 제 1 오프로드 아암(22)에 의해서 픽업된다. 도 3a로부터 도 3i까지의 주기는 언로드 아암(14)이 단일화된 패키지들(12)의 신규 스트립을 받을 때에 반복된다.
도 4a 내지 도 4f는 버퍼 보트들(18,20)로부터 오프로드 트레이(40) 형태의 제 1 양호한 실시예의 오프로더로 단일화된 패키지들(12)을 전달하는 작용 시퀀스의 (x-y축) 평면도를 도시한다. 도 4a에서, 제 1 선형 오프로드 아암(22) 상의 픽 헤드들(34)의 제 1 열 진공 패드들은 버퍼 보트들(18,20)중 하나로부터 단일화된 패키지들(12)의 제 1 열을 픽업한다.
도 4b에서, 버퍼 보트들(18,20)은 픽 헤드들(34)의 제 2 열의 진공 패드들 밑의 위치로 y-방향으로 인덱스한다. 픽 헤드들(34) 상의 제 2 열의 진공 패드들은 패키지들(12)의 다른 열을 픽업한다. 도 4c에서, 제 1 픽 헤드들(34)은 픽 헤드들(34) 상에서 단독으로 또는 그룹으로 붙잡혀진 패키지들(12)의 검사를 위하여 볼 검사 디바이스(28) 위에서 이동한다. 진공 패드들(38)의 피치 폭과 진공 패드들(38)에 의해서 붙잡혀진 픽 헤드들(34)은 검사 카메라의 관측 영역의 효율적인 이용을 극대화하도록 조정된다. 동시에, 제 2 픽 헤드들(36)은 이중 버퍼 보트(18,20) 상의 패키지들(12)의 제 1 열을 픽업한다. 도 4d에서, 제 2 픽 헤드들(36)이 버퍼 보트들(18,20)로부터 패키지들(12)의 제 2 열을 픽업하는 동안, 제 1 픽 헤드들(34)에 의해서 붙잡혀진 잔여 패키지들(12)은 계속해서 단독으로 또는 그룹으로 검사된다.
도 4e에서, 제 1 픽 헤드들(34)은 제 1 열의 패키지들(12)을 트레이(40) 안으로 배치하도록, 오프로더(30,32)중 하나 상의 오프로드 트레이(40)로 이동한다. 픽 헤드들(34)의 피치 폭이 트레이(40) 또는 다른 오프로드 매체의 포켓들의 피치 폭과 대응하게 조정될 수 있으므로, 패키지들(12)을 열로 배치하는 것이 가능하다. 도 4f에서, 오프로드 트레이(40)는 패키지들(12)의 제 2 열을 제 1 픽 헤드들(34)로부터 받도록, y-방향으로 인덱스한다. 동시에, 제 2 픽 헤드들(36) 상에 붙잡혀진 잔여 패키지들(12)의 검사 및 피치 조정은 볼 검사 디바이스(28)에서 실행된다. 도 4a에서 도 4f까지의 시퀀스는 모든 패키지들(12)이 오프로드된 후에 다음 버퍼 보트들(18,20)에 대해서 반복된다.
도 5a 내지 도 5f는 단일화된 패키지들(12)을 오프로드 튜브(44) 형태의 제 2 양호한 실시예의 오프로더로 전달하는 (x-y축) 평면도를 도시한다. 도 5a에서, 버퍼 셔터(42)는 패키지들(12)이 볼 검사 디바이스(28)에 의해서 검사된 후에, 픽 헤드들(34,36)로부터 패키지들(12)을 받기 위하여 받는 위치로 이동한다. 픽 헤드들(34,36)은 붙잡혀진 패키지들(12)의 열을 교대로 버퍼 셔터(42) 상으로 배치한다. 픽 헤드들(34,36)이 멀리 이동한 후에, 버퍼 셔터(42)는 패키지들(12)의 제 1 열을 오프로드 튜브(44) 안으로 전달하기 위한 위치로 y-방향으로 이동한다. 도 5b는 패키지들(12)의 열을 오프로드 튜브(44)로 밀쳐내도록 준비된 제 1 위치에 있는 패키지 이젝터(ejector;46)를 도시한다. 도 5c는 패키지들(12)의 제 1 열이 오프로드 튜브(44) 상으로 밀쳐진 후에 제 2 위치에 있는 패키지 이젝터(46)를 도시한다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 튜브 이젝터(46)는 제 1 위치로 복귀하고 버퍼 셔터(42)는 패키지들(12)을 오프로드 튜브(44) 안으로 밀쳐내기 위하여 패키지 이젝터(46)에 대해서 제 2 열의 패키지들(12)을 정렬하도록 y-방향으로 이동한다. 도 5e에서, 패키지 이젝터(46)는 패키지들(12)의 제 2 열을 오프로드 튜브(44) 안으로 밀쳐낸다. 도 5f에서, 튜브 이젝터(46)는 제 1 위치로 복귀하는 한편, 버퍼 셔터(42)는 받는 위치로 이동하고 픽 헤드들(34,36)로부터 패키지들(12)의 다른 2열을 받는다. 패키지들(12)의 2열은 패키지들의 다른 열이 패키지 이젝터(46)에 의해서 밀쳐진 후에, 1열이 오프로드 튜브(44) 안으로 밀쳐진다. 도 5a에서 도 5f까지의 절차가 반복된다.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 하나의 인덱스 모터(50)를 구비한 제 1 구성의 자동 피치 조정 오프로드 아암(22,24)의 (x-y축) 평면도를 도시한다. 이중 오프로드 픽 아암(22,24)은 픽 헤드들(34,36)의 피치 폭(p)을 조정하기 위해 픽 헤드들(34,36)의 열의 길이(L)와 평행한 방향으로 서로에 대해서 이동하도록 픽 헤드들(34,36)을 구동하기 위한 자동 피치 조정 메카니즘 형태의 구동 메카니즘을 각각 포함한다. 구동 메카니즘은 한쌍의 풀리들(48)로 제조된 풀리 시스템을 포함하고, 각각의 풀리(48)는 상이한 직경의 2이상의 동심 배열의 단계적인 단차부를 구비한다. 2이상의 타이밍 벨트(52)는 각각의 타이밍 벨트(52)가 다른 타이밍 벨트(52)에 대해서 상이한 풀리비를 가지도록, 풀리(48)의 쌍의 각각의 단계적인 단차부들에 개별적으로 접속된다. 도시된 제 1 구성에서, 전체 4개의 단계적인 단차부와 4개의 단계적인 단차부들에 접속된 4개의 벨트들이 있다. 적어도 하나의 픽 헤드들(34,36)은 각각의 타이밍 벨트(52) 상에 설치되지만, 2개의 픽 헤드들은 양호하게 각각의 타이밍 벨트(52) 상에 설치된다.
도시된 실시예에서 오프로드 아암(22,24)은 y-방향으로 고정된 열들 사이의 피치를 갖는 2열의 진공 패드들(38)의 매트릭스 배열을 나타낸다. x-방향으로 진공 패드들(38) 사이의 피치 폭(p)은 조정가능하고 이 피치는 패키지 처리 동안 자동 조정을 위하여 프로그램될 수 있다. x-방향의 피치 폭은 인덱스 모터(50)에 의해서 구동되는 풀리(48)의 쌍에 의해서 제어된다.
일반적으로, 단계적인 단차부의 각 레벨의 풀리비는 2n-1이고, n은 단계적인 단차부의 n번째 레벨을 나타낸다. 따라서, 최소 직경을 갖는 단계적인 단차부의 제 1 레벨 대 다음 큰 직경의 단계적인 단차부의 제 2 레벨의 풀리비는 1:3이다.
단계적인 단차부들의 4개의 레벨이 있는 본 발명의 양호한 실시예에서, 풀리비는 양호하게 <진공 패드들(38a,38a')의 쌍: 진공 패드들(38b,38b')의 쌍:진공 패드들(38c,38c')의 쌍:진공 패드들(38d,38d')의 쌍>의 거리비에 대응하는 <1:3:5:7>이다. 즉, 진공 패드들(38a,38a')이 각 방향으로 거리 x만큼 이동할 때, 진공 패드들(38a,38a') 사이의 피치(내부 피치)는 2x 만큼 증가한다. 진공 패드들(38a,38a')이 거리 x만큼 이동한 후에, 진공 패드들(38a,38a')에서 동일한 피치를 유지하기 위하여, 진공 패드들(38b,38b')은 3x[내부 피치 2x에서의 증가량과 인접 진공 헤드의 이동량을 보상하는 거리 x의 합)의 거리를 이동해야 한다. 따라서, 진공 패드(38a)와 진공 패드(38b) 사이[뿐 아니라 진공 패드(38a')와 진공 패드(38b') 사이]의 이동 비는 1:3이다. 마찬가지로, 진공 패드(38c,38c')는 진공 패드(38a)와 진공 패드(38c)[및 진공 패드(38a')와 진공 패드(38c')] 사이의 이동 비가 1:5가 되도록, 5x의 거리를 이동해야 한다. 유사하게, 진공 패드(38d,38d')는 진공 패드(38a)와 진공 패드(38d)[진공 패드(38a')와 진공 패드(38d')] 사이의 이동 비가 1:7이 되도록, 7x의 거리를 이동할 필요가 있다. 결과적으로, 진공 패드들(38)은 x-방향으로 이동할 수 있고 패드들(38) 사이의 피치 폭(p)은 진공 패드들(38a,38a';38b,38b';38c,38c';38d,38d')의 각 쌍 사이의 동일한 피치 관계를 달성하여 유지하도록 단일 모터에 의해서 조정될 수 있다.
도 7은 도 6의 자동 피치 조정 오프로드 아암(22,24)의 (z축) 측면도이다. 각 타이밍 벨트(52)는 풀리(48)의 쌍의 대향 측면 상에 있는 2개의 설치부(M,N)를 구비하므로, 하나의 픽 헤드(34,36)는 풀리들(48)의 반대편 측면 상의 설치부(M) 상으로 설치되고 다른 픽 헤드(34,36)는 풀리(48)의 반대편 측면 상에 있는 다른 설치부(N) 상으로 설치되므로, 풀리(48)의 회전은 2개의 픽 헤드(34,36)를 동시에 대향 방향으로 이동시키도록 작동한다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에서, 4개의 최좌측 진공 패드들(38, 즉, 38a,38b,38c,38d)은 풀리(48)의 일측면 상에 있는 타이밍 벨트(52)에 접속되는 한편, 4개의 최우측 진공 패드들(38, 즉, 38a',38b',38c',38d')은 풀리(48)의 반대편 측면 상에 있는 타이밍 벨트(52)에 접속된다. 결과적으로, 진공 패드들(38)의 좌측 그룹과 우측 그룹은 모든 진공 패드들(38) 전체에 걸쳐 동일한 피치 관계식을 유지하면서, x-방향으로 피치 폭(p) 조정을 달성하도록, 상술한 바와 같이, 거리비로 픽 헤드들(38)의 열의 길이(L)에 평행한 방향으로 동시에 대향 방향으로 이동할 수 있다. 진공 패드들(38)의 각 쌍은 각 쌍의 진공 패드들(38)이 개별적으로 이동할 수 있도록, z-방향을 따라 공기 실린더(54)에 의해서 개별적으로 구동된다.
특히 <진공 패드(38a,38a')의 쌍: 진공 패드(38d,38d')의 쌍>의 거리비에 대응하는 풀리비가 1:7과 같이 상당히 클 때, 풀리(48)의 단계적인 단차부에 의한 위치설정의 결정성 및 정확성을 상실할 가능성이 있다. 도 8은 이중 인덱스 모터들(56,58)을 구비한 제 2 구성의 자동 피치 조정 오프로드 아암(22,24)의 (x-y축) 평면도이다. 이중 인덱스 모터들(56,58)을 자동 피치 조정 오프로드 아암(22,24)으로 통합하는 것은 상술한 문제점을 피하는 것을 보조할 수 있고 그에 따라서 큰 직경을 갖는 단계적인 단차부의 위치설정의 결정성 및 정확성을 증가시킨다.
제 1 인덱스 모터(56)는 4개의 최내측 진공 패드들(38a,38a',38b,38b')이 설치된 제 1 쌍의 풀리(60)를 구동시키는 한편, 제 2 인덱스 모터(58)는 4개의 최외측 진공 패드들(38c,38c',38d,38d')이 설치된 제 2 쌍의 풀리(62)를 구동시킨다. 제 1 및 제 2 쌍의 풀리(60,62)는 2개의 단계적인 단차부를 각각 포함하고, 풀리(60,62)의 제 1 및 제 2 쌍의 각각의 단계적인 단차부는 서로에 대해서 이동하도록 픽 헤드(34,36)를 구동시키기 위하여 상이한 풀리비를 구비한다.
제 2 인덱스 모터(58)는 더욱 정확한 위치설정을 제공하기 위하여 이동량의 상실을 보상하도록 더욱 많은 주기들을 커버한다. 이렇게 할 때, 제 2 인덱스 모터(58)는 제 1 인덱트 모터(56)보다 빠르게 이동한다. 예를 들어, 진공 패드들(38a,38a') 및 진공 패드들(38c,38c')에 대한 제 1 쌍의 풀리(60)의 직경이 동일하다면, 진공 패드들(38c,38c') 및 진공 패드들(38d,38d')에 대한 제 2 쌍의 풀리(62)의 풀리비는 1:7/5 즉, 1:1.4이다. 따라서, <1:3:5:7>의 풀리비를 유지하도록, 제 1 인덱스 모터(56)가 한 주기를 선회할 때, 제 2 인덱스 모터(58)는 진공 패드들(38c,38c') 및 진공 패드들(38d,38d')에 의해서 이동한 거리를 보상하도록 5 주기들을 대응하게 선회한다.
상술한 본 발명의 양호한 실시예는 패키지들의 모든 표면을 완전히 검사할 수 있는 BGA 및 QFN 패키지들과 같은 단일화된 패키지들을 처리하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것으로 이해되어야 한다.
패키지 픽업, 몰드 표면 검사, 볼 및/또는 5개 측면 검사 및 오프로드를 포함하는 다중의 단일화된 패키지들(12)의 동시 처리가 가능하며, 이것은 주기 시간을 감소시킨다. 추가로, 이중 선형 오프로드 아암(22,24)은 진공 패드들(38)에 의해서 한 번에 패키지들(12)의 하나 이상의 열을 동시에 픽업하고 배치하는 것을 허용한다. 이것은 오프로더(30,32)에 있는 버퍼 보트(18,20), 볼 검사 디바이스(28) 및 오프로드 트레이(40) 또는 튜브(44)에 필요한 피치와 대응하도록, 인접 진공 패드들(38) 사이에서 원하는 피치를 얻어서 유지하기 위하여, x-방향으로 픽 아암들의 픽 헤드들(34,36) 사이의 피치의 프로그램가능한 조정으로써, 자동 피치 조정 픽 아암들(22,24)의 사용에 의하여 용이하게 된다. 또한, 자동 피치 조정 픽 아암들(22,24)은 매번 패키지들(12)의 하나 이상의 열을 픽업할 수 있으며, 그에 따라서 x-방향의 픽 아암들의 이동 속도는 덜 요구될 것이다. 추가로, 자동 피치 조정 픽 아암들은 덜 복잡해지고 패키지들(12)에 대한 주요 전달 모듈이며, 검사 장치(10)의 전체 비용은 크게 감소될 것이다.
또한, 패키지들(12)의 검사를 위한 볼 검사 디바이스(28)를 사용하면 QFN 패키지들의 5측면들의 검사를 동시에 실행할 수 있다. 이것은 주기 시간을 크게 감소시킨다. 다른 시간 절약 요소는 패키지들(12)의 1열의 동시 각도 정렬을 할 수 있는 갱 프리시저(26)에 의해서 제공되므로, 패키지들(12)의 방위를 일관되게 유지한다. 단일화 지그로부터의 전달 및 갱 전달 및 오프로더(30,32)로의 오프로드를 배제하는 패키지 핸드-오버 주파수(package hand-over frequency)는 실질적으로 감소된다. 따라서, 패키지 처리의 신뢰성 및 안정성이 크게 개선된다.
추가로, 선형 오프로드 아암들(22,24) 및 이중 버퍼 보트(18,20)에 의해서 제공되는 용통성으로써, 몰드 검사, 픽업 및 패키지들(12)의 개별 그룹의 전달이 동시에 가능하기 때문에, 패키지 수율이 크게 증가한다. 단위 당 주기 시간이 감소하고 따라서 높은 시스템 산출량 및 생산성이 달성될 수 있다.
전형적으로 그 위에 설치된 부품들을 구비한 볼 측면 또는 상 측면 대신에 패키지들(12)의 평탄한 바닥면이 고정되기 때문에, 패키지 처리 공정의 초기 부분에서 패키지들(12)을 플립시키면 패키지들(12)을 더욱 용이하게 더욱 안정되게 처리할 수 있으므로, 패키지 플립 형태는 본 발명에 추가 장점을 제공한다. 전체 메카니즘은 또한 상술한 종래 기술과 비교할 때 덜 복잡하다. 변환 부분들이 적으므로, 시스템의 전체 비용이 감소한다.
본원에 기술된 본 발명은 변형, 수정 및/또는 구체적으로 기술된 것이 아닌 다른 것으로 추가될 수 있으며, 본 발명은 상술한 설명의 정신 및 범주 내에 있는 그러한 모든 변형, 수정 및/또는 추가 사항을 포함하는 것을 이해해야 한다.
10. 검사 장치 12. 패키지
16. 플립 플랫폼 18.20. 버퍼 보트
21. 몰드 표면 검사 디바이스

Claims (14)

  1. 복수의 전자 부품들을 전달하기 위한 장치로서,
    제 1 위치로부터 전자 부품들을 동시에 픽업하여 제 2 위치에 배치하도록 작동하는 픽 헤드들의 열과, 픽 헤드들의 열의 길이와 평행한 방향으로 서로에 대해서 이동시키기 위하여 픽 헤드들을 구동시키고 그에 의해서 픽 헤드들의 피치 폭을 조정하도록 작동하는 구동 메카니즘을 포함하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 메카니즘은
    상이한 직경의 둘 이상의 동심 배열된 단계적인 단차부를 각각 구비한 한쌍의 풀리들을 포함하는 풀리 시스템;
    각각의 벨트들이 다른 벨트에 대해서 상이한 풀리비를 가지도록, 풀리들의 쌍의 각 단계적인 단차부들에 개별적으로 접속된 둘 이상의 벨트들을 포함하고,
    적어도 하나의 픽 헤드는 각 벨트 상에 설치되는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    최소 직경을 갖는 단계적인 단차부의 제 1 레벨 대 다음 큰 직경의 단계적인 단차부의 제 2 레벨의 풀리비는 1:3인 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    단계적인 단차부의 각 레벨의 풀리비는 2n-1이고, n은 단계적인 단차부의 n번째 레벨을 표시하는 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    각각의 벨트는 풀리들의 쌍의 대향 측들 상에 2개의 설치부들을 가지며, 하나의 픽 헤드는 풀리들의 일측면 상의 설치부 상에 설치되고, 다른 픽 헤드는 풀리들의 반대편 측면 상의 다른 설치부 상에 설치되므로, 풀리들의 회전은 2개의 픽 헤드들을 동시에 대향 방향으로 이동시키도록 작동하는 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 풀리 시스템은 제 1 및 제 2 쌍의 풀리들을 포함하고, 제 1 쌍의 풀리들을 구동시키기 위한 제 1 인덱스 모터와 제 2 쌍의 풀리들을 상이한 거리들 만큼 구동시키기 위한 제 2 인덱스 모터를 추가로 포함하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 쌍의 풀리들과 상기 제 2 쌍의 풀리들은 다중의 단계적인 단차부를 포함하고, 상기 다중의 단계적인 단차부는 서로에 대해서 이동하도록 픽 헤드들을 구동시키기 위한 상이한 풀리비를 각각 가지는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    각각의 픽 헤드는 픽 헤드들의 열이 적어도 2열의 전자 부품들을 픽업하게 작동하도록, 적어도 2개의 진공 패드들을 수용하는 장치.
  9. 복수의 전자 부품들의 전달 방법으로서,
    제 1 위치에서 1열의 픽 헤드들로써 전자 부품들을 동시에 픽업하는 단계와, 상기 픽 헤드들의 피치 폭을 조정하기 위하여 픽 헤드들의 열의 길이와 평행한 방향으로 서로에 대해서 픽 헤드들을 이동시키는 단계와, 그후 상기 전자 부품들을 제 2 위치에 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자 부품들을 검사하는 단계에 앞서, 픽 헤드들의 피치 폭을 조정하는 단계를 포함하는, 제 2 위치에서 상기 전자 부품을 배치하기 전에 상기 전자 부품들이 상기 픽 헤드들에 의해서 붙잡혀 있는 동안 상기 전자 부품들을 검사하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 픽 헤드들의 피치 폭은 상기 전자 부품들이 배치되는 제 2 위치에 위치한 오프로드 매체의 피치 폭에 대응하도록, 조정되는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    픽 헤드들의 열에 포함된 각각의 픽 헤드는 전자 부품들의 제 1 열 및 제 2 열을 픽업하고 동시에 붙잡기 위하여, 픽 헤드들의 열의 길이와 직교하게 정렬된 제 1 및 제 2 진공 패드를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 부품들을 픽업하고 붙잡는 단계는
    픽 헤드들의 열의 제 1 진공 패드들로써 전자 부품들의 제 1 열을 픽업하는 단계, 픽 헤드들의 열의 길이와 직교하는 방향으로 픽업될 전자 부품들의 제 2 열에 대해서 진공 패드들의 제 2 열을 이동시키는 단계, 및 그후 픽 헤드들의 열에 포함된 진공 패드들의 제 2 열로써 전자 부품들의 제 2 열을 픽업하는 단계 등의 연속 단계들을 추가로 포함하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 부품들을 제 2 위치에 배치하는 단계는
    제 2 위치에 위치한 오프로드 매체 상에 제 1 열의 전자 부품들을 배치하는 단계, 픽 헤드들의 열의 길이와 직교하는 방향으로 오프로드 매체에 대해서 제 2 열의 진공 패드들을 이동시키는 단계, 및 그후 제 2 열의 전자 부품들을 상기 오프로드 매체 상에 배치하는 단계 등의 연속 단계들을 추가로 포함하는 방법.
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