KR20110114800A - 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴 - Google Patents

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KR20110114800A
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이규봉
신동호
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스트립 자재를 다음 공정으로 이송시키기 위한 기구로서, 진공 부압을 이용하여 스트립 자재를 비접촉 상태로 들어 올릴 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 저부에 승하강 플레이트가 장착된 승하강용 실린더와; 승하강용 플레이트에 연결되는 한 쌍의 연결봉이 상면에 장착되고, 양쪽 저면에는 설치구가 형성되며, 설치구의 위쪽에는 에어공급관이 장착된 픽업 툴 몸체부와; 상기 에어공급관에 연결되는 에어공급수단과; 상기 픽업 툴 몸체부의 설치구내에 장착되어, 에어공급관를 통해 유입되는 에어의 제트 분류를 사방으로 발생시키는 동시에 제트 분류의 진행방향과 수직을 이루는 방향으로 스트립 자재를 비접촉식으로 흡입하기 위한 진공 부압을 발생시키는 진공 부압 발생수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 제공한다.

Description

반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴{Pick Up Tool with Non Contact Pad}
본 발명은 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스트립 자재를 다음 공정으로 이송시키기 위한 기구로서, 진공 부압을 이용하여 스트립 자재를 비접촉 상태로 들어 올릴 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴에 관한 것이다.
반도체 패키지 제조를 위한 픽업 툴은 스트립 자재를 들어올려서 다음공정으로 이송시키기 위한 장치를 말하고, 스트립 자재라 함은 반도체 패키지 영역이 소잉라인을 경계로 일방향으로 연속된 기판, 또는 각 반도체 패키지 영역에 칩 부착 및 몰딩이 이루어진 소잉전 상태를 기판 등을 의미한다.
종래의 픽업 툴에 대한 구성 및 동작을 첨부한 도 7을 참조로 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
반도체 패키지 공정들중 어느 하나의 공정을 마친 스트립 자재(40)가 배출측에 이송되면, 배출측에 장착된 한 쌍의 거치 플레이트(50) 사이에 배열되는 바, 이 거치 플레이트(50)의 위쪽에 그리퍼(gripper) 방식의 픽업 툴(60)이 위치된다.
종래의 그리퍼 방식의 픽업 툴(60)은 이송수단(미도시됨)과 연결된 승하강용 실린더(62)와, 승하강용 실린더(62)의 아래쪽에 조립되는 그리퍼 구동용 실린더(63)와, 그리퍼 구동용 실린더(63)의 양측에 조립되는 지지바(64)와, 지지바(64)에 일체로 조립되어 스트립 자재(40)를 들어올릴 수 있는 그리퍼(65) 등을 포함하여 구성되어 있다.
따라서, 이송수단에 의하여 픽업 툴이 스트립 자재 위쪽에 위치되면, 승하강용 실린더의 구동에 의하여 그리퍼 구동용 실린더와 지지바 그리고 그리퍼가 하강을 하게 되고, 연이어 그리퍼 구동용 실린더에 의하여 지지바 및 그리퍼가 바깥쪽에서 안쪽으로 이동하게 되어, "ㄱ"자 형상의 그리퍼 하단이 스트립 자재의 저면으로 들어가게 되며, 이어서 승하강용 실린더의 승강 작동에 의하여 스트립 자재가 그러퍼에 의하여 들어 올려지게 된다.
그러나, 스트립 자재를 그리퍼가 들어 올릴 때, 스트립 자재의 저면에 금속 재질의 그리퍼가 직접 닿는 상태가 됨에 따라, 스트립 자재에 스크래치가 발생하는 문제점이 있고, 그리퍼의 순간적인 승강 작동에 의하여 스트립 자재가 흔들리면서 정확하게 거치되지 못하는 등 잼(jam) 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 제트 분류에 따른 진공 부압을 발생시키는 픽업 툴 몸체부에 설치하여, 진공 부압에 의하여 스트립 자재를 비접촉 상태로 들어 올릴 수 있도록 함으로써, 스트립 자재의 스크래치 현상 및 잼 현상 등을 방지할 수 있고, 스트립 자재를 정확한 방향으로 배열시키며 이송시킬 수 있는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 저부에 승하강 플레이트가 장착된 승하강용 실린더와; 승하강용 플레이트에 연결되는 한 쌍의 연결봉이 상면에 장착되고, 양쪽 저면에는 설치구가 형성되며, 설치구의 위쪽에는 에어공급관이 장착된 픽업 툴 몸체부와; 상기 에어공급관에 연결되는 에어공급수단과; 상기 픽업 툴 몸체부의 설치구내에 장착되어, 에어공급관를 통해 유입되는 에어의 제트 분류를 사방으로 발생시키는 동시에 제트 분류의 진행방향과 수직을 이루는 방향으로 스트립 자재를 비접촉식으로 흡입하기 위한 진공 부압을 발생시키는 진공 부압 발생수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 제공한다.
바람직한 일 구현예로서, 상기 진공 부압 발생수단은: 상기 에어공급관의 하단이 압입되는 에어공급홀이 상하로 관통 형성되고, 저면에는 에어공급홀을 중심으로 직선구간 및 경사구간을 연속적으로 형성하는 오목한 구조의 에어배출구가 형성된 바디부와; 상기 바디부의 에어배출구의 중심에서 에어공급홀쪽으로 삽입 고정되되, 에어공급홀의 내경과 에어배출구의 직선구간과 일정한 거리의 제트 분류 형성홀을 형성하며 삽입 고정되는 노즐체; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 바디부의 측부에는 에어공급홀과 연통되는 에어압 조절홀이 형성되고, 이 에어압 조절홀의 입구에는 에어압 조절용 플러그가 장착된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 노즐체의 하단은 픽업 툴 몸체부의 저면보다 더 낮은 위치에 위치되고, 노즐체의 하단끝에는 스트립 자재에 닿을 경우를 대비하여 완충부재가 일체로 부착된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 픽업 툴 몸체부의 양측단부에는 스트립 자재의 길이방향 양끝면에 밀착되는 길이방향 지지바가 일체로 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 픽업 툴 몸체부의 전후단부에는 스트립 자재의 폭방향 전후면에 밀착되는 폭방향 지지바가 일체로 장착된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 에어를 공급하는 동시에 에어의 배출측에서 제트 분류를 발생시키는 동시에 제트 분류에 의한 진공 부압을 발생시키는 픽업 툴 몸체부를 구비하여 스트립 자재를 픽업함으로써, 제트 분류와 함께 발생하는 진공 부압에 의하여 픽업 툴 몸체부의 저면에 스트립 자재가 비접촉되는 상태로 용이하게 들어 올려질 수 있다.
이에, 스트립 자재가 어떠한 접촉도 발생되지 않고, 들어 올려짐에 따라 스트립 자재에 스크래치 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 스트립 자재가 제위치를 벗어나는 잼 현상 등을 방지할 수 있으며, 결국 스트립 자재를 정확한 방향으로 배열시키면서 다음 공정의 원하는 위치로 용이하게 이송시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 나타내는 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 나타내는 저면도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 나타내는 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴의 비접촉 흡입 작동을 설명하는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴의 실제 작동 모습을 보여주는 사진,
도 7은 종래의 픽업 툴을 나타내는 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴을 나타내는 사시도이고, 도 2는 정면도를, 도 3은 저면도를, 도 4는 측면도를 각각 나타낸다.
본 발명은 공급되는 에어의 제트 분류를 발생시키는 동시에 제트 분류에 의한 진공 부압을 발생시키는 픽업 툴 몸체부를 구비하여, 제트 분류와 함께 발생하는 진공 부압에 의하여 픽업 툴 몸체부의 저면에 스트립 자재가 비접촉되는 상태로 픽업될 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
본 발명의 픽업 툴을 스트립 자재가 배열된 위치에서 승하강시키기 위한 승하강용 실린더(20)가 가장 위쪽에 배치되고, 이 승하강용 실린더(20)의 저부를 통해 돌출되는 승하강용 실린더의 피스톤에는 승하강 플레이트(22)가 승강 또는 하강가능하게 장착된다.
특히, 본 발명의 주된 구성으로서, 상기 승하강 플레이트의 아래쪽에는 연결봉에 의하여 연결되는 픽업 툴 몸체부(10)가 배치된다.
상기 픽업 툴 몸체부(10)는 좌우 대칭형 구조로 가공된 금속 블럭으로서, 상면 소정 위치에는 승하강용 플레이트(22)와 연결되는 한 쌍의 연결봉(12)이 장착되고, 양측단 저면에는 오목한 공간을 이루는 설치구(14)가 형성되며, 설치구(14)의 위쪽에는 에어공급관(16)이 장착된다.
이때, 상기 연결봉(24)는 승하강용 플레이트의 승하강시 충격을 완충시키는 스프링(24)이 삽입되고, 상기 에어공급관(16)에는 에어공급수단(18)과 연결되는 에어호스가 체결된다.
여기서, 상기 픽업 툴 몸체부(10)의 각 설치구(14)내에는 진공 부압에 의하여 스트립 자재를 비접촉식으로 흡착하여 들어올리는 진공 부압 발생수단(30)이 내설된다.
상기 진공 부압 발생수단(30)은 에어공급관(16)를 통해 유입되는 에어의 제트 분류를 사방으로 분사시키는 동시에 제트 분류가 분사되는 시작점쪽(제트 분류의 분사 진행방향과 수직을 이루는 방향)으로 진공 부압을 생성하는 수단으로서, 이때의 진공 부압에 의하여 스트립 자재(40)가 픽업 툴 몸체부(10)의 저면에 닿지 않은 상태 즉, 비접촉식으로 흡입될 수 있다.
상기 진공 부압 발생수단(30)의 주된 구성으로서, 금속 블럭 형태의 바디부(35)가 설치구(14)내에 결합되는 바, 이 바디부(25)의 중심부에는 에어공급홀(31)이 상하로 관통 형성되고, 바디부(25)의 저면에는 에어공급홀(31)과 연통되는 에어배출구(34)가 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 에어배출구(34)는 바디부(25)의 저면 중앙부에 오목하게 형성되는 부분으로서, 바디부(25)를 정면에서 단면하여 보았을 때, 바디부(25)의 에어공급홀(31)을 중심으로 사방으로 연장되는 직선구간(32)과, 이 직선구간(32)의 끝에서 바디부(25)의 저면까지 경사지게 연장된 경사구간(33)으로 구분된다.
특히, 상기 바디부(35)의 에어배출구(34)의 중심에서 에어공급홀(31)쪽으로 역 "T"자 단면의 노즐체(34)가 삽입 고정되는 바, 이 노즐체(34)의 외경과 에어공급홀(31)의 내경 사이, 그리고 노즐체(34)의 바닥면과 에어배출구(34)의 직선구간간의 사이는 일정한 미세 틈새로 유지되며, 이때의 미세 틈새는 에어공급홀(31)로 유입되는 에어의 흐름 통로이면서 동시에 유입된 에어를 제트 분류로 만들어주는 제트 분류 형성홀(36)로 형성된다.
한편, 상기 바디부(35)의 측부에는 에어공급홀(31)과 연통되는 에어압 조절홀(38)이 형성되고, 이 에어압 조절홀(38)의 입구에는 에어압 조절용 플러그(39)가 장착되며, 이에 에어압 조절용 플러그(39)의 조임 또는 풀림에 따라 에어압 조절홀(38)의 체적이 변화하는 동시에 에어공급홀(31)내의 에어압을 조절할 수 있다.
이때, 상기 노즐체(37)의 하단은 픽업 툴 몸체부(10)의 저면보다 더 낮은 위치에 위치되도록 돌출되는 바, 노즐체(37)의 하단끝에는 스트립 자재(40)에 닿을 경우를 대비하여 그 접촉 충격을 흡수하기 위한 수단으로서 고무 또는 실리콘 재질의 완충부재(42)가 일체로 부착된다.
또한, 상기 픽업 툴 몸체부(10)의 양측단부에는 픽업 툴 몸체부(10)의 저면으로부터 돌출되는 길이방향 지지바(44)가 일체로 장착되고, 상기 픽업 툴 몸체부(10)의 전후단부에도 동일한 구조의 폭방향 지지바(46)가 일체로 장착된다.
이에, 상기 픽업 툴 몸체부(10)의 저부에 스트립 자재가 진공 부압에 의하여 비접촉되면서 흡착될 때, 스트립 자재(40)의 길이방향 양끝면에 길이방향 지지바(44)가 밀착되는 동시에 스트립 자재(40)의 폭방향 전후면에 폭방향 지지바(46)가 밀착됨에 따라, 스트립 자재(40)가 어느쪽 방향으로도 유동되거나 틀어지지 않게 되어, 결국 스트립 자재(40)는 비접촉 흡착 고정상태를 그대로 유지하게 된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 비접촉식 픽업 툴에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴의 비접촉 흡입 작동을 설명하는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 비접촉식 픽업 툴의 실제 작동 모습을 보여주는 사진이다.
먼저, 반도체 패키지 공정들중 어느 하나의 공정을 마친 스트립 자재(40)가 거치 플레이트(50)에 배열된 상태에서, 승하강용 실린더(20)의 구동에 의하여 승하강 플레이트(22)가 하강하게 되고, 동시에 연결봉에 의하여 승하강 플레이트(22)와 연결되는 픽업 툴 몸체부(10)가 픽업을 위한 스트립 자재(40)쪽으로 하강을 하게 된다.
연이어, 에어공급수단(18)으로부터 에어호스를 경유하여 에어공급관(16)으로 에어가 공급되면, 진공 부압 발생수단(30)의 바디부(25)의 에어공급홀(31)로 에어가 주입되고, 동시에 바디부(35)의 에어공급홀(31) 내경과 노즐체(34)의 외경 사이, 그리고 노즐체(34)의 바닥면과 에어배출구(34)의 직선구간의 사이 틈새인 제트 분류 형성홀(36)을 통과하게 된다.
이때, 에어가 에어공급홀(31)에서 보다 좁은 통로인 제트 분류 형성홀(36)을 통과할 때, 베르누이 법칙에 따라 에어의 유속은 증가하는 동시에 압력은 낮아지게 되어, 결국 좁은 통로인 제트 분류 형성홀(36)을 지나는 에어는 빠른 유속의 제트 분류를 형성하며 배출되어진다.
이에, 제트 분류 형성홀(36)로부터 빠져나오는 에어의 제트 분류는 수평방향으로 분사되면서 바디부(25)의 직선구간(32)을 지나는 동시에 경사구간(33)을 따라 흐르게 되고, 동시에 제트 분류가 분사되는 시작점 즉, 제트 분류 형성홀(36)의 출구쪽(노즐체(34)의 바닥면과 에어배출구(34)의 직선구간의 사이 틈새 출구쪽)으로 제트 분류의 분사 진행방향과 수직을 이루는 진공 부압이 생성된다.
따라서, 이때의 진공 부압에 의하여 스트립 자재(40)가 픽업 툴 몸체부(10)의 저면쪽으로 흡착되되, 닿지 않은 정도로 흡착된다.
즉, 상기 제트 분류 형성홀(36)의 출구쪽에 제트 분류의 분사 진행방향과 수직을 이루는 진공 부압력에 의하여 스트립 자재(40)가 비접촉식으로 흡입된다.
이때, 상기와 같이 픽업 툴 몸체부(10)의 길이방향 지지바(44)와 폭방향 지지바(46)가 스트립 자재(40)의 양끝면과 전후면을 밀착 지지함으로써, 스트립 자재(40)는 어느쪽 방향으로도 유동되거나 틀어지지 않고, 비접촉 흡착된 상태로 들어올려져, 다음 공정으로 용이하게 이송될 수 있다.
이와 같이, 스트립 자재(40)를 비접촉식으로 픽업할 수 있음에 따라, 스트립 자재에 스크래치 현상 및 잼 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
10 : 픽업 툴 몸체부 12 : 연결봉
14 : 설치구 16 : 에어공급관
18 : 에어공급수단 20 : 승하강용 실린더
22 : 승하강 플레이트 24 : 스프링
30 : 진공 부압 발생수단 31 : 에어공급홀
32 : 직선구간 33 : 경사구간
34 : 에어배출구 35 : 바디부
36 : 제트 분류 형성홀 37 : 노즐체
38 : 에어압 조절홀 39 : 에어압 조절용 플러그
40 : 스트립 자재 42 : 완충부재
44 : 길이방향 지지바 46 : 폭방향 지지바
50 : 거치 플레이트

Claims (6)

  1. 저부에 승하강 플레이트(22)가 장착된 승하강용 실린더(20)와;
    승하강용 플레이트(22)에 연결되는 한 쌍의 연결봉(12)이 상면에 장착되고, 양쪽 저면에는 설치구(14)가 형성되며, 설치구(14)의 위쪽에는 에어공급관(16)이 장착된 픽업 툴 몸체부(10)와;
    상기 에어공급관(16)에 연결되는 에어공급수단(18)과;
    상기 픽업 툴 몸체부(10)의 설치구(14)내에 장착되어, 에어공급관(16)를 통해 유입되는 에어의 제트 분류를 사방으로 발생시키는 동시에 제트 분류의 진행방향과 수직을 이루는 방향으로 스트립 자재(40)를 비접촉식으로 흡입하기 위한 진공 부압을 발생시키는 진공 부압 발생수단(30);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 진공 부압 발생수단(30)은:
    상기 에어공급관(16)의 하단이 압입되는 에어공급홀(31)이 상하로 관통 형성되고, 저면에는 에어공급홀(31)을 중심으로 직선구간(32) 및 경사구간(33)을 연속적으로 형성하는 오목한 구조의 에어배출구(34)가 형성된 바디부(35)와;
    상기 바디부(35)의 에어배출구(34)의 중심에서 에어공급홀(31)쪽으로 삽입 고정되되, 에어공급홀(31)의 내경과 에어배출구(34)의 직선구간과 일정한 거리의 제트 분류 형성홀(36)을 형성하며 삽입 고정되는 노즐체(37);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 바디부(35)의 측부에는 에어공급홀(31)과 연통되는 에어압 조절홀(38)이 형성되고, 이 에어압 조절홀(38)의 입구에는 에어압 조절용 플러그(39)가 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐체(37)의 하단은 픽업 툴 몸체부(10)의 저면보다 더 낮은 위치에 위치되고, 노즐체(37)의 하단끝에는 스트립 자재(40)에 닿을 경우를 대비하여 완충부재(42)가 일체로 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 픽업 툴 몸체부(10)의 양측단부에는 스트립 자재(40)의 길이방향 양끝면에 밀착되는 길이방향 지지바(44)가 일체로 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 픽업 툴 몸체부(10)의 전후단부에는 스트립 자재(40)의 폭방향 전후면에 밀착되는 폭방향 지지바(46)가 일체로 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 비접촉식 픽업 툴.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106625738A (zh) * 2017-01-20 2017-05-10 北京志峰环保设备有限公司 一种用于生活污水处理系统的智能化装配吸盘
KR20230152985A (ko) * 2022-04-28 2023-11-06 금오공과대학교 산학협력단 비접촉식 웨이퍼 픽업 및 세정장치

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