KR20180000324A - 픽커 - Google Patents

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KR20180000324A
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Abstract

본 발명은 소자를 이송하는 픽앤플레이스장치에 장착되어 소자를 흡착하는 픽커에 관한 것이다.
본 발명은, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 상기 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함하는 픽커를 개시한다.

Description

픽커{Picker}
본 발명은 소자를 이송하는 픽앤플레이스장치에 장착되어 소자를 흡착하는 픽커에 관한 것이다.
일반적으로, 픽커는, 소자를 픽업한 후 이송하여 소정의 안착위치에 안착시키는 픽앤플레이스장치에 설치되어 소자를 흡착하는 기구로서, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로가 형성되고 일단에 소자가 흡착되는 흡착부가 결합되는 로드와, 로드를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부가 구비된다.
상기 상하구동부는, 공압으로 작동하는 구성으로서, 공압이 작용되는 공간을 제공하는 실린더와, 공압에 의하여 실린더의 내부에서 슬라이드 이동되는 피스톤으로 구성된다. 그리고, 이와 같은 상하구동부의 피스톤과 로드가 링크 등을 통하여 연결되며, 이에 따라, 실린더의 내부에서 피스톤이 슬라이드 이동되는 것에 의하여 로드가 상하방향으로 이동된다.
한편 종래의 픽커는, 픽업 위치에서 소자 픽업시 흡착부에 진공압, 즉 부압을 형성하여 소자를 픽업하며, 흡착부에 진공압을 해제함으로써 적재 위치에서 소자를 적재한다.
특히 종래의 픽커는, 적재 위치에서 소자의 신속한 적재를 위하여 흡착부에 정압을 형성함이 일반적이다.
그런데, 엘이디소자와 같이 소자의 크기가 미세화되면서 종래의 픽커에 있어서 소자를 흡착하는 흡착부에 정압을 형성하는 경우 소자가 비산되거나, 적재 위치에 올바른 상태로 적재되는 것이 방해되는 문제점이 있다.
한편 이송 대상인 소자의 크기가 미세화되면서, 소자 이송을 위한 픽커의 크기가 작아지면서 착탈의 편의, 유지보수의 편의, 내구성의 증대 등 다양한 이슈가 제기되고 있다.
또한 소자 생산성 증대를 위하여, 종래에 비하여 보다 빠른 소자처리의 요구에 부응하여, 픽커의 성능으로서 소자의 이송을 위한 픽커 또한 픽업위치에서 적재위치로의 빠른 이동, 보다 신속한 소자픽업 및 소자적재를 요구하고 있다.
본 발명의 목적은, 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 소자를 픽업하는 로드의 상하구동이 전기적으로 구동됨으로써 반응속도가 빠르고 경량화 될 수 있는 픽커를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 로드의 상하구동을 위한 전류 또는 전압을 제어하여 로드에 대한 감쇠력을 제어함으로써 소자의 픽업 과정에서 소자에 가해지는 충격을 저감할 수 있는 픽커를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서 , 본 발명은 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 상기 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함하는 픽커를 개시한다.
상기 상하구동부(100)는, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 몸체부(110)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며, 상기 로드(200)와 고정결합되어 상하방향으로 이동됨으로써 상기 로드(200)를 상기 몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동시키는 상하이동부(120)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며 외부전력을 인가받아 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 전기구동부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전기구동부(130)는, 상기 몸체부(110)에 고정결합되는 고정자(132)와; 상기 고정자(132)와 이격되어 배치되어 상기 상하이동부(120)와 결합되며, 상기 몸체부(110)에 대한 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하기 위하여 상기 고정자(132)와 자기적으로 상호작용하는 이동자(134)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정자(132)는, 상기 몸체부(110)에 고정결합되며, 외부전력을 인가받아 자기장을 형성하는 솔레노이드코일이며, 상기 이동자(134)는, 상기 솔레노이드코일에 의해 형성된 자기장과 상호작용 하는 자기장을 형성하는 자기부재일 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 이동자(134)는, 외부전력을 인가받아 자기장을 형성하는 솔레노이드코일이며, 상기 고정자(132)는, 상기 몸체부(110)에 고정결합되며 상기 솔레노이드코일에 의해 형성된 자기장과 상호작용 하는 자기장을 형성하는 자기부재일 수 있다.
상기 상하이동부(120)는, 상기 로드(200)의 외주면을 따라 상기 로드(200)와 상기 몸체부(110) 사이에 설치되어 상기 로드(200)의 상기 몸체부(110)에 대한 상하방향 이동으로 인한 상기 로드(200)의 위치변화를 복원하기 위한 복원력을 형성하는 탄성부재(122)를 포함할 수 있다.
상기 상하이동부(120)는, 상기 로드(200)의 외측면 및 상기 이동자(134)의 일측에 각각 고정결합되는 제1이동부재(124)와; 상기 이동자(134)의 타측에 고정결합되며, 상기 로드(200)의 상기 몸체부(110)에 대한 상하방향 이동을 가이드하는 제2이동부재(126)를 포함할 수 있다.
상기 몸체부(110)는, 상기 로드(200)의 길이방향과 평행하게 설치된 가이드축(112)을 포함할 수 있다.
상기 제2이동부재(126)는, 상기 가이드축(112)에 이동가능하게 결합될 수 있다.
상기 픽커는, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동하는 과정에서, 상기 전기구동부(130)에 인가되는 전류 및 전압 중 적어도 하나를 조정하여 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 구동력을 제어하는 구동제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 구동제어부는, 펄스파형을 가지는 상기 전류 및 전압 중 적어도 하나를 PWM(Pulse width modulation) 제어 할 수 있다.
상기 구동제어부는, 상기 로드(200)가 하측방향으로 이동되기 시작하는 시작시점과 상기 로드(200)의 흡착부(220)가 소자를 흡착하는 흡착지점에 도달하는 도달시점 사이의 적어도 1회 이상의 변조시점에서 PWM을 수행할 수 있다.
상기 적어도 1회 이상의 변조시점은, 상기 로드(200)의 위치, 상기 시작시점 이후에 상기 전기구동부(130)에 인가된 전력량 및 상기 시작시점 이후로 경과된 시간 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
상기 구동제어부는, 상기 적어도 1회 이상의 변조시점에서 듀티비(duty ratio)를 감소시켜 상기 펄스파형을 가지는 전류 및 전압 중 적어도 하나의 실효값을 감소시킬 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 상기 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함하는 픽커를 제어하는 픽커제어방법을 개시한다.
상기 상하구동부(100)는, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 몸체부(110)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며, 상기 로드(200)와 고정결합되어 상하방향으로 이동됨으로써 상기 로드(200)를 상기 몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동시키는 상하이동부(120)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며 외부전력을 인가받아 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 전기구동부(130)를 포함할 수 있다.
상기 픽커제어방법은, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동하는 과정에서, 상기 전기구동부(130)에 인가되는 전류 및 전압 중 적어도 하나를 조정하여 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 구동력을 제어할 수 있다.
상기 픽커제어방법은, 펄스파형을 가지는 상기 전류 및 전압 중 적어도 하나를 PWM(Pulse width modulation) 제어 할 수 있다.
본 발명에 따른 픽커는, 소자를 픽업하는 로드의 상하구동이 전기적으로 구동됨으로써 반응속도가 빠르고 경량화 될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 픽커는, 로드의 상하구동을 위한 전류 또는 전압을 제어하여 로드에 대한 감쇠력을 제어함으로써 소자의 픽업 과정에서 소자에 가해지는 충격을 저감할 수 있는 이점이 있다.
도 1a은, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽커를 보여주는 종방향 단면도이다.
도 1b는, 도 1a의 A-A'방향 단면도이다.
도 2a는, 도 1의 픽커가 소자를 픽업하기 위해 하측방향으로 이동하기 전의 상태를 보여주는 단면도이고, 도 2b는, 도 1의 픽커가 소자를 픽업하기 위해 하측방향으로 이동한 상태를 보여주는 단면도이며, 도 2c는, 도 1의 픽커가 소자를 픽업하는 순간을 보여주는 단면도이다.
도 3은, 시간에 따라 도 1의 픽커에 인가되는 전류를 보여주는 I-t 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽커를 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 픽커에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 픽커는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 상기 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함한다.
상기 로드(200)는, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 로드(200)는, 소자(10) 흡착을 위한 진공압을 전달하는 공압전달관(미도시)이 연결되도록 중공형 실린더로서, 횡단면의 형상이 원형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편 상기 로드(200)의 하단에 결합되는 흡착부(220)는, 흡입통로(210)에 의하여 전달되는 진공압에 의하여 소자(10)를 픽업하는 부재로서, 소자의 종류, 크기, 구조에 따라서 하나 이상의 부재 및 구조를 가질 수 있다.
상기 상하구동부(100)는, 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 본 발명에 따른 픽커의 상하구동부(100)는, 솔레노이드, VCM과 같은 전기를 이용하며, 전기를 이용한 구성이면 어떠한 구성이 가능하다.
일 예로서, 상기 상하구동부(100)는, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 몸체부(110)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며, 상기 로드(200)와 고정결합되어 상하방향으로 이동됨으로써 상기 로드(200)를 상기 몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동시키는 상하이동부(120)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며 외부전력을 인가받아 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 전기구동부(130)를 포함할 수 있다.
상기 몸체부(110)는, 지지구조물에 착탈가능하게 결합되며 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 몸체부(110)는, 지지구조물에 착탈가능하게 결합되며 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합될 수 있도록 박형의 직육면체 형상을 가질 수 있다.
이때 직육면체 형상의 몸체부(110)는, 폭이 작은 측면에서 지지구조물에 착탈가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
*이렇게 상기 몸체부(110)가 폭이 작은 측면에서 지지구조물에 착탈가능하게 결합되면 인접한 픽커와의 간격을 최소화가 가능하다.
또한 상기 직육면체 형상의 몸체부(110)는, 로드(200)가 상하방향으로 이동이 가능하도록 상하방향으로 관통하여 결합되는 것이 바람직하다.
이를 위하여 상기 몸체부(110)는, 로드(200)가 삽입되도록 상하방향으로 관통 형성된 관통공이 형성될 수 있다.
그리고 상기 관통공은, 로드(200)의 원활한 상하방향 이동이 가능하도록 상단 및 하단에서 부시가 설치될 수 있다.
상기 상하이동부(120)는, 상기 몸체부(110)에 설치되며, 상기 로드(200)와 고정결합되어 상하방향으로 이동됨으로써 상기 로드(200)를 상기 몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 상하이동부(120)는, 몸체부(100) 내부에 관통된 로드(200)의 외측면에 결합될 수 있다.
그리고 상기 상하이동부(120)는, 로드(200)의 외측면과 고정결합되기 위한 구조가 형성 또는 설치된다.
상기와 같이 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합된 몸체부(110), 로드(200)가 고정결합된 상하이동부(120) 및 후술하는 상하구동부의 상하구동에 의하여, 로드(200)의 상하방향 이동이 구동된다. 이때, 상기 로드(200)의 상하방향 이동은 로드(200)와 몸체부(110)의 상하방향의 상대적 이동을 의미한다.
일 실시예에서, 상기 상하이동부(120)는, 상기 로드(200)의 외측면 및 후술하는 전기구동부(130)의 일측에 각각 고정결합되는 제1이동부재(124)를 포함할 수 있다.
상기 제1이동부재(124)는, 상기 로드(200)의 외측면 및 후술하는 전기구동부(130)의 일측에 각각 고정결합되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 제1이동부재(124)는, 로드(200)가 상하방향으로 관통된 육면체 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1이동부재(124)는, 상기 전기구동부(130)의 일측과 일체로 형성되거나 또는 결합부재(128)를 통해 고정결합될 수 있다.
예로서, 상기 제1이동부재(124)는, 상하로 로드(200)가 관통되면서 측면이 절개된, 즉 상측에서 보았을 때 'U'자 형 슬롯이 형성된 고정결합부(미도시)이 형성되고, 로드(200)가 관통되어 설치된 후 볼트(미도시)에 의하여 조여짐으로써, 로드(200)에 고정결합될 수 있다.
*이때, 상기 제1이동부재(124)의 상하방향 이동을 가이드하기 위하여, 상기 몸체부(110)의 측면에는 상기 제1이동부재(124)의 일측면 일부가 끼워질 수 있는 상하방향의 길이를 가지는 슬롯이 형성될 수 있다.
한편 상기 로드(200) 및 몸체부(110)의 조합에 의한 상하이동에 있어서, 로드(200)와 몸체부(110)와의 단독 결합구조에 의한 경우 측방향의 흔들림이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
이에, 상기 상하이동부(120)는, 상기 로드(200)의 상기 몸체부(110)에 대한 상하방향 이동을 가이드하는 제2이동부재(126)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2이동부재(126)는, 상기 로드(200)의 상기 몸체부(110)에 대한 상하방향 이동을 가이드하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제2이동부재(126)는, 제1이동부재(124)가 결합되지 않은 상기 전기구동부(130)의 타측에 고정결합될 수 있다.
상기 제2이동부재(124)는, 상기 전기구동부(130)의 타측과 일체로 형성되거나 또는 결합부재(128)를 통해 고정결합될 수 있다.
이때, 상기 제2이동부재(126)는, 몸체부(110)에 로드(200)의 길이방향과 평행하게 설치된 가이드축(112)에 상하방향으로 이동가능하게 결합될 수 있다.
예로서, 상기 제2이동부재(126)는, 가이드축(112)이 상하방향으로 관통된 육면체 형상으로 가이드축(112)에 대해 상하방향으로 이동가능하게 형성될 수 있다.
상기 가이드축(112)는, 로드(200)의 길이방향과 평행하게 몸체부(110)에 고정결합되며 제2이동부재(126)가 상하방향이 이동가능하게 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 가이드축(112)의 상하방향 양단에는 상기 제2이동부재(126)의 상하방향 이동의 범위를 제한하는 한 쌍의 스톱퍼(stopper, 114)가 설치될 수 있다.
상기 한쌍의 스톱퍼(114)는, 상기 제2이동부재(126)의 상하방향 이동의 범위를 제한하기 위하여 상기 가이드축(112)에 고정되게 설치되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 한쌍의 스톱퍼(114)는, 상기 제2이동부재(126)의 상하방향 이동으로 제2이동부재(126)와 접촉되는 경우, 그 접촉에 의한 충격이나 진동을 흡수하기 위하여 탄성이 있는 재질로 형성됨이 바람직하다.
여기서 상기 로드(200)와 몸체부(110)와의 결합, 가이드축(112)와 몸체부(110)와의 결합에 의하여, 로드(200)의 상하이동시 측방향의 흔들림 및 회전을 방지할 수 있다.
그리고 상기 가이드축(112)와 몸체부(110)와의 결합은, 앞서 설명한 로드(200)의 결합구조와 동일하거나 유사할 수 있다.
상기 전기구동부(130)는, 상기 몸체부(110)에 설치되며 외부전력을 인가받아 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 전기구동부(130)는, 그 작동원리에 따라서 리니어모터, 피에조소자, 솔레노이드, VCM 등 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 전기구동부(130)는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(110)에 고정결합되는 고정자(132)와; 상기 고정자(132)와 이격되어 배치되어 상기 상하이동부(120)와 결합되며, 상기 몸체부(110)에 대한 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하기 위하여 상기 고정자(132)와 자기적으로 상호작용하는 이동자(134)를 포함할 수 있다.
한편 상기 전기구동부(130)는, VCM과 같이 상측방향 및 하측방향으로의 이동을 모두 구성할 수 있는 경우와는 달리, 솔레노이드와 같이 상측방향 및 하측방향 중 어느 하나의 방향으로의 이동만을 구동하는 경우 반대방향의 이동을 구동하기 위한 구성이 추가로 필요하다.
이에, 상기 전기구동부(130)는, 상측방향의 이동을 구동하기 위한 전기구동부와, 하측방향의 이동을 구동하기 위한 전기구동부를 포함하거나 또는 상측방향 및 하측방향 중 어느 하나의 방향으로만 로드(200)의 이동을 구동하고, 반대방향으로의 이동은 스프링과 같은 하나 이상의 탄성부재(122)를 이용할 수 있다.
상기 탄성부재(122)는, 상기 로드(200)의 상기 몸체부(110)에 대한 상하방향 이동으로 인한 상기 로드(200)의 위치변화를 복원하기 위한 복원력을 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 탄성부재(122)는, 전기구동부(130)가 로드(200)를 하측방향의 이동을 구동하는 경우, 상기 로드(200)와 몸체부(110) 사이에 설치되어 상측 방향의 복원력으로서 작용할 수 있다.
물론 상기 탄성부재(122)는, 전기구동부(130)가 로드(200)를 상측방향의 이동을 구동하는 경우, 상기 로드(200)와 몸체부(110) 사이에 설치되어 하측방향의 복원력으로서 작용할 수 있다.
한편 상기 탄성부재(122)는, 상기 로드(200)의 외주면을 따라 상기 로드(200)와 상기 몸체부(110) 사이에 끼워져 설치되는 코일스프링에 해당할 수 있다.
한편, 상기 전기구동부(130)는, 몸체부(110)에 설치된 커넥터(116)를 통해 외부로부터 전력을 공급받을 수 있다.
상기 고정자(132) 및 이동자(134) 중 하나는, 솔레노이드코일이며, 나머지 하나는 솔레노이드코일에서 형성된 자기장과 상호작용하는 자기장을 형성하는 자기부재에 해당될 수 있다. 즉, 솔레노이드코일 및 자기부재 중 하나는 몸체부(110)에 고정결합되고, 나머지는, 몸체부(110)에 대해 상하방향으로 이동가능하게 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정자(132)는, 상기 몸체부(110)에 고정결합되며, 외부전력을 인가받아 자기장을 형성하는 솔레노이드코일이며, 상기 이동자(134)는, 상기 상하이동부(120)와 결합되며 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하기 위하여 상기 솔레노이드코일에 의해 형성된 자기장과 상호작용 하는 자기장을 형성하는 자기부재에 해당될 수 있다.
상기 전기구동부(130)를 구성하는 솔레노이드코일은, 상기 몸체부(110)에 고정결합되며, 외부전력을 인가받아 자기장을 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 솔레노이드코일은, 몸체부(110)에 배치되며 상기 커넥터(116)와 전기적으로 연결된 PCB(136, printed circuit board)상에 접합되어 구성될 수 있다.
상기 자기부재는, 상기 상하이동부(120)와 결합되며 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하기 위하여 상기 솔레노이드코일에 의해 형성된 자기장과 상호작용 하는 자기장을 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 자기부재는, 몸체부(120)에 설치되어 솔레노이드코일에서 자기장이 발생될 때 그 자기장과 상호작용하는 자기장을 형성함으로써 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 자기력을 발생시키는 철부재 또는 영구자석에 해당할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 자기부재는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 솔레노이드코일과 자기적으로 상호작용하기 위하여, PCB(136)상에 접합된 솔레노이드코일의 상면과 일정 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 상기 자기부재는 이동자(134)로서, 일측에서 상하이동부(120)의 제1이동부재(124)와 고정결합되고, 타측에서 상하이동부(120)의 제2이동부재(126)와 고정결합되어, 상기 자기부재, 제1이동부재(124), 제2이동부재(126) 및 로드(200)는 일체로 상하방향으로 이동될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 이동자(134)는, 상기 실시예와 반대로, 외부전력을 인가받아 자기장을 형성하는 솔레노이드코일이며, 상기 고정자(132)는, 상기 몸체부(110)에 고정결합되며 상기 솔레노이드코일에 의해 형성된 자기장과 상호작용 하는 자기장을 형성하는 자기부재에 해당될 수 있다.
이때, 상기 자기부재는, 몸체부(110)에 배치된 PCB(printed circuit board)상에 접합되어 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 솔레노이드코일은, 자기부재와 자기적으로 상호작용하기 위하여, PCB(136)상에 접합된 자기부재의 상면과 일정 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 상기 솔레노이드코일은 이동자(134)로서, 일측에서 상하이동부(120)의 제1이동부재(124)와 고정결합되고, 타측에서 상하이동부(120)의 제2이동부재(126)와 고정결합되어, 상기 자기부재, 제1이동부재(124), 제2이동부재(126) 및 로드(200)는 일체로 상하방향으로 이동될 수 있다.
즉, 상기 전기구동부(130)는, 솔레노이드코일에 외부전력이 인가되면 솔레노이드코일에서 자기장이 형성되고 이 자기장과 자기부재에 의한 자기장이 상호작용함으로써 상기 자기부재를 솔레노이드코일에 대해 상하방향으로 상대 이동시키는 구동력(이러한 구동력을 통해 로드(200)가 몸체부(110)에 대해 상하방향으로 상대이동 가능)을 형성할 수 있다.
*이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 본 발명에 따른 픽커가 소자를 픽업하는 과정을 설명한다.
도 2a는, 픽커가 소자를 픽업하기 위해 하측방향으로 이동하기 전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 2b는, 픽커가 소자를 픽업하기 위해 하측방향으로 이동한 상태를 보여주는 도면이다.
도 2a의 상태에 있다가, 전기구동부(130)에 의해 상호 고정결합된 이동자(134), 제1이동부재(124), 제2이동부재(126) 및 로드(200)가 하측으로 이동하여, 로드(200)의 흡착부(220)가 소자(10)가 배치된 평면과 특정 거리만큼 이격될 때까지 하측방향으로 이동할 수 있다.
도 2c는, 픽커가 소자를 픽업하는 순간을 보여주는 도면이다.
도 2b 상태에서 로드(200)가 더 하강하여, 로드(200)의 흡착부(220)가 소자(10)의 상면과 접촉하여 소자(10)가 픽업될 수 있다.
한편, 흡착부(220)가 소자(10)와 접촉하여 픽업하는 과정에서 흡착부(220)에 의해 소자(10)에 가해질 수 있는 충격을 최소화 하기 위해서는, 상기 전기구동부(130)의 구동력을 빠르고 정밀하게 제어할 필요가 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 픽커는, 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 구동력을 제어하기 위하여, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동하는 과정에서, 상기 전기구동부(130)에 인가되는 전류 및 전압 중 적어도 하나를 조정하는 구동제어부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 구동제어부는, 전기구동부(130)에 인가되는 외부 전류 또는 전압을 제어하는 회로적 구성으로, 전기구동부(130)에 인가되는 전류 및 전압 중 적어도 하나를 제어하는 구성에 해당할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구동제어부는, 전기두동부(130)의 솔레노이드코일에 인가되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동제어부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 솔레노이드코일에 펄스파형의 전류 또는 전압이 인가되는 경우, 펄스파형의 전류 또는 전압을 PWM(Pulse width modulation) 제어 할 수 있다.
즉, 상기 구동제어부는, 솔레노이드코일에 인가되는 펄스파형의 전류 또는 전압에 대해 PWM 진동수 및 PWM 듀티 중 적어도 하나를 변조하여 전류 또는 전압에 대한 실효값(RMS, root mean square)을 변경함으로써 전기구동부(130)의 구동력을 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 구동제어부는, 솔레노이드코일에 인가되는 펄스파형을 가지는 전류에 대해 PWM 제어를 수행할 수 있다.
도 3에서, t1은 픽커가 소자를 픽업하기 위해 하측방향으로 이동하기 시작하는 순간에 해당하는 시작시점이고, t2는 픽커가 하측방향으로 이동하여 로드(200)의 흡착부(220)가 픽업될 소자(10)의 상면과 일정거리만큼 이격되는 위치까지 이동된 순간의 시점이며, t3는 로드(200)의 흡착부(220)가 픽업될 소자(10)의 상면에 도달하여 소자(10)를 픽업하는 순간의 도달시점을 의미할 수 있다.
상기 구동제어부는, 상기 로드(200)가 하측방향으로 이동되기 시작하는 시작시점과 상기 로드(200)의 흡착부(220)가 소자를 흡착하는 흡착지점에 도달하는 도달시점 사이의 적어도 1회 이상의 변조시점에서 전류 또는 전압에 대해 PWM 제어를 수행할 수 있다.
예를들어, 상기 구동제어부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 시작시점 t1에서 t2까지의 I구간 및 t2에서 도달시점 t3까지의 Ⅱ구간 사이에서 전류에 대해 PWM 제어를 수행할 수 있다.
즉, 상기 구동제어부는, Ⅱ구간의 PWM의 듀티(duty ratio)(
Figure pat00001
)가 I구간의 PWM의 듀티(
Figure pat00002
)보다 작아지도록 t2 시점에 전류에 대해 PWM 제어를 수행할 수 있다.
이때, 상기 t2는, PWM 제어에 의해 PWM 진동수 및 듀티 중 적어도 하나가 변경되는 변조지점에 해당할 수 있다.
한편, 상기 적어도 1회 이상의 변조시점은, 상기 로드(200)의 위치(흡착부(220)와 픽업될 소자(10)의 상면 사이의 거리), 상기 시작시점 이후에 상기 전기구동부(130)에 인가된 전력량 및 상기 시작시점 이후로 경과된 시간 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
예를들어, 상기 변조시점은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 로드(200)가 하측방향으로 이동하다가 흡착부(220)와 픽업될 소자(10) 사이의 거리가 H가 될 때로 결정될 수 있다.
상기 로드(200)의 위치는, 상기 시작시점 이후에 상기 전기구동부(130)에 인가된 전력량 및 상기 시작시점 이후로 경과된 시간 등은, 다양한 센서(미도시)를 통해 측정될 수 있다.
상기 구동제어부는, 상기 로드(200)가 하측방향으로 이동되기 시작하는 시작시점과 상기 로드(200)의 흡착부(220)가 소자를 흡착하는 흡착지점에 도달하는 도달시점 사이의 적어도 1회 이상의 변조시점에서 PWM 진동수 및 듀티 중 적어도 하나를 변경함으로써, 전기구동부(130)에 인가되는 전류 또는 전압의 실효값을 변경할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구동제어부는, 상기 적어도 1회 이상의 변조시점에서 듀티비(duty ratio)를 감소시켜 상기 펄스파형을 가지는 외부 전류 또는 전압의 실효값을 감소시킬 수 있다.
다시말해, 상기 구동제어부는, 도 3에 도시된 바와 같이, Ⅱ구간에서의 전류 실효값(
Figure pat00003
)이 I구간의 전류 실효값(
Figure pat00004
)보다 작아지도록 변조시점 t2에서 PWM 진동수 및 듀티를 변조할 수 있다.
여기서
Figure pat00005
은 상수로, 전류의 최대값을 의미하며, 상기 전류 실효값은, I구간의 PWM 듀티가 75%인 경우, Ⅱ구간의 PWM 듀티가 11.1%(정확히는,
Figure pat00006
)인 경우를 가정하여 계산한 것이다.
상기 구동제어부는, 특정시점(즉, 변조시점으로, 전기구동부(130)의 구동력 제어가 필요한 시점)에 솔레노이드코일에 인가되는 전류의 실효값을 감소시킴으로써 로드(200)의 흡착부(220)가 하측방향으로 이동함에 따라 소자(10)에 접촉시 소자(10)에 가해질 수 있는 충격을 감소시킬 수 있다.
즉, 본 발명은, 로드(200)의 흡착부(220)가 픽업될 소자(10)의 상면에 접촉하기 전에 전기구동부(130)에 인가되는 외부 전류 또는 전압의 실효값을 감소시킴으로써, 로드(200)의 상하방향 이동으로 인한 충격을 완충하는 댐핑스프링 없이도 감쇄력(damping force)이 조절될 수 있다는 이점이 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽커를 도 1 내지 도 2에 따른 픽커와의 차이점을 중심으로 자세히 설명한다.
상기 픽커는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함한다.
*상기 상하구동부(100)는, 지지구조물에 착탈가능하게 결합되며 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 상부의 제1몸체부(110)와, 로드(200)와 고정결합되어 상기 제1몸체부(110)에 대하여 전기구동에 의하여 상하방향으로 이동됨으로써 로드(200)를 상기 제1몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 제2몸체부(120)와, 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 제1몸체부(110)에 대한 제2몸체부(120)의 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 전기구동부(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1몸체부(110)는, 지지구조물에 착탈가능하게 결합되며 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1몸체부(110)는, 로드(200)가 삽입되도록 상하방향으로 관통형성된 관통공이 형성된다.
그리고 상기 관통공은, 로드(200)의 원활한 상하방향 이동이 가능하도록 상단 및 하단에서 부시가 설치된다.
그리고, 상기 관통공에는, 로드(200)의 상하이동에 의한 마찰로 인하여 발생되는 정전기를 외부로 접지시키기 위한 접지부재가 설치될 수 있다.
상기 제2몸체부(120)는, 로드(200)와 고정결합되어 제1몸체부(110)에 대하여 전기구동에 의하여 상하방향으로 이동됨으로써 로드(200)를 제1몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 로드(200), 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120)의 조합에 의한 상하이동에 있어서, 로드(200)와 제1몸체부(110)와의 단독 결합구조에 의한 경우 측방향의 흔들림이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
이에, 상기 상하구동부(100)는, 로드(200)의 길이방향과 평행하게 제2몸체부(120)에 고정결합되며 제1몸체부(110)에 상하방향이 이동가능하게 결합되는 하나 이상의 가이드축(112)을 포함할 수 있다.
상기 가이드축(112)은, 로드(200)의 길이방향과 평행하게 제2몸체부(120)에 고정결합되며 제1몸체부(110)에 상하방향이 이동가능하게 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 로드(200)와 제1몸체부(110)와의 결합, 가이드축(112)와 제1몸체부(110)와의 결합에 위하여, 로드(200)의 상하이동시 측방향의 흔들림 및 회전을 방지할 수 있다.
상기 전기구동부(130)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 중 하나에 설치되어 전기인가에 의하여 자기력을 발생시키는 솔레노이드코일과, 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 중 나머지에 설치되어 전자석부에서 자기력이 발생될 때 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 사이의 인력이 작용하도록 자기력에 작용하는 철부재 또는 영구자석과 같은 자기부재를 포함할 수 있다.
또한 상기 전기구동부(130)는, 상측방향 및 하측방향 중 어느 하나의 방향으로만 로드(200)의 이동을 구동하고, 상하구동부(100)는 반대방향으로의 이동은 스프링과 같은 하나 이상의 탄성부재(122)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(122)는, 전기구동부가 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 사이의 인력으로서 작용하는 것을 고려하여, 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 사이에 설치되어 척력으로서 작용할 수 있다.
물론 상기 탄성부재(122)는, 전기구동부(130)가 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 사이의 척력으로서 작용하는 경우, 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 사이에 설치되어 인력으로서 작용할 수 있다.
한편 상기 탄성부재(122)는, 제1몸체부(110) 및 제2몸체부(120) 사이에서 로드(200)가 끼워지는 제1코일스프링, 가이드축(112)이 끼워지는 제2코일스프링을 포함할 수 있다.
한편, 상기 픽커는, 전기구동부(130)를 제어하기 위한 상술한 구동제어부를 포함하여 동일한 방식으로 전기구동부(130)의 구동력을 제어할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 픽커의 제어방법은, 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 상기 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함하는 픽커를 제어하는 픽커제어방법에 있어서, 상기 상하구동부(100)는, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 몸체부(110)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며, 상기 로드(200)와 고정결합되어 상하방향으로 이동됨으로써 상기 로드(200)를 상기 몸체부(110)에 대하여 상측방향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동시키는 상하이동부(120)와; 상기 몸체부(110)에 설치되며 외부전력을 인가받아 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 전기구동부(130)를 포함하며, 상기 로드(200)가 상하방향으로 이동하는 과정에서, 상기 전기구동부(130)에 인가되는 전류 및 전압 중 적어도 하나를 조정하여 상기 몸체부(110)에 대한 상기 상하이동부(120)의 상측바향 및 하측방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로의 이동을 구동하는 구동력을 제어할 수 있다.
상기 픽커제어방법은, 펄스파형을 가지는 상기 전류 및 전압 중 적어도 하나를 PWM(Pulse width modulation) 제어 할 수 있다.
상기 픽커제어방법은, 상기 로드(200)가 하측방향으로 이동되기 시작하는 시작시점과 상기 로드(200)의 흡착부(220)가 소자를 흡착하는 흡착지점에 도달하는 도달시점 사이의 적어도 1회 이상의 변조시점에서 전류 또는 전압에 대한 PWM 제어를 수행할 수 있다.
상기 픽커제어방법은, 상기 적어도 1회 이상의 변조시점에서 듀티비(duty ratio)를 감소시켜 상기 펄스파형을 가지는 전류 및 전압 중 적어도 하나의 실효값을 감소시킬 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
110: 몸체부 120: 상하이동부
130: 전기구동부 200: 로드

Claims (1)

  1. 내부에 진공압이 작용되는 흡입통로(210)가 형성되고 일단에 소자(10)가 흡착되는 흡착부(220)가 결합되는 로드(200)와, 상기 로드(200)를 상하방향으로 이동시키기 위한 상하구동부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽커.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019147047A1 (ko) * 2018-01-24 2019-08-01 제너셈(주) 픽커
KR20210055917A (ko) * 2019-11-08 2021-05-18 세메스 주식회사 반도체 소자 픽업 장치

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