KR20230111685A - 픽커 - Google Patents

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KR20230111685A
KR20230111685A KR1020220007140A KR20220007140A KR20230111685A KR 20230111685 A KR20230111685 A KR 20230111685A KR 1020220007140 A KR1020220007140 A KR 1020220007140A KR 20220007140 A KR20220007140 A KR 20220007140A KR 20230111685 A KR20230111685 A KR 20230111685A
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lifting
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lift
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이용구
김남헌
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한미반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 관한 것으로서, 일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디와, 상기 바디에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축과, 각각의 상기 지지축의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부와, 각각의 상기 지지축을 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부 및 상기 지지축의 상부에 구비되며 상기 지지축을 가압하여, 테이프 또는 스탠실의 접착층에 상기 자재를 부착할 때 부착 가압력을 조절하는 실린더를 포함한다. 본 발명에 따르면 자재 부착시 픽커에 균일하고 안정적인 가압력을 전달할 수 있다.

Description

픽커{Picker}
본 발명은 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 관한 것이다.
웨이퍼 또는 반도체 스트립 등의 기판을 개별 반도체 자재로 절단하고, 개별화된 반도체 자재들을 트레이에 수납하는 일련의 공정들은 반도체 패키지 절단 및 핸들링 장치에 의해 수행된다.
개별화된 반도체 자재는 외부의 다양한 자극으로부터 반도체 자재를 안전하게 보호하는 패키징(packaging)을 수행하게 되며, 패키징 공정에서는 작은 크기로 절단된 반도체 자재가 전기적 신호를 송수신할 수 있도록 하기 위한 도체 연결 공정과 함께 화학적 반응이나 온도 변화 등 외부 자극으로부터 반도체 자재를 보호하고 인접하는 반도체 자재와의 간섭으로 인한 노이즈를 방지하기 위하여 전자파 차폐(EMI, Electro Magnetic Interference) 코팅을 형성하는 스퍼터링(sputtering) 공정을 수행하게 된다.
스퍼터링 공정은 리드, 볼 등의 단자가 형성된 하면을 제외한 나머지 5면에 스퍼터링 증착층을 형성할 수 있도록 테이프 또는 스탠실의 접착층에 반도체 자재의 하면을 부착한 상태로 수행된다.
반도체 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 픽커를 사용하며, 픽커를 사용하여 반도체 자재를 부착할 때 적절한 가압력을 부여하는 것이 중요하다.
만약 적절한 가압력이 부여되지 않으면 반도체 자재와 접착층의 틈새로 인해 스퍼터링 증착층이 유입되어 반도체 자재의 불량을 초래하게 된다. 반면 가압력이 과도하게 부여되면 자재 손상의 원인이 될 수 있으며 스퍼터링 후 반도체 자재를 접착층으로부터 분리하는 과정에서 어려움이 생길 수 있다.
적절한 가압력을 부여하기 위해 반도체 자재를 부착하는 픽커에 스프링을 구비하여 스프링의 탄성력을 이용하여 반도체 자재에 과도한 압력이 걸리지 않도록 하거나, 반도체 자재를 가압할 때 픽커를 승하강시키는 구동모터에서 측정되는 부하율을 기반으로 가압력(포스)을 제어하여 반도체 자재를 가압할 수 있다.
그러나 스프링을 사용하여 가압하는 경우 스프링 가공 상태에 따라 15% 이상의 포스 편차가 발생하며, 하나의 승강유닛으로 2개의 픽커를 각각 서로 반대되는 방향으로 구동하는 경우에 픽커를 승하강시키는 구동모터의 부하율을 기반으로 가압력을 제어하는 방식은 동일 조건에서도 포스 편차가 커서 반복적인 가압 과정이 이루어질 때 마다 동일한 가압력을 제공하기가 어렵다.
또한, UPH 향상을 위해 등록특허 10-0497574호에 개시된 바와 같은 복수개의 픽커를 사용하는 경우에 각각의 픽커마다 가압력에 편차가 있으므로, 동일한 조건에서 픽커를 사용하여 반도체 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하더라도 부착시 가해지는 가압력이 다르기 때문에 일부의 반도체 자재는 약한 힘으로 부착되고, 일부의 반도체 자재는 과도한 힘으로 부착되는 경우가 발생된다.
앞서 설명한 바와 같이 반도체 자재는 테이프 또는 스탠실에 부착하는 과정에서 과도하게 가압되면 손상되는 문제가 야기될 수 있고, 전자파 차폐 처리 후 테이프 또는 스탠실로부터 박리되는 것이 어려울 수 있다. 반면, 반도체 자재가 테이프 또는 스탠실에 부착하는 과정에서 상대적으로 약하게 가압되면 테이프 또는 스탠실과 반도체 자재 사이에 틈새가 발생한다. 이 경우, 틈새에 스퍼터링액이 침투하여 반도체 자재의 불량 문제가 초래될 수 있다.
따라서, 종래에는 반도체 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 픽커는 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 전달하는 용도로만 사용하고, 접착층에 자재 전달이 완료되면 자재 가압 영역으로 이동한 후 자재 가압 영역에서 별도의 누름부재를 이용하여 테이프 또는 스탠실의 접착층에 전달된 자재를 가압하는 공정을 추가하여 반도체 자재를 부착하였지만 균일한 반도체 자재 부착에는 어려움이 있었다.
한국등록특허 제10-0497574호
본 발명은 반도체 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 균일한 가압력으로 포스를 제어할 수 있는 픽커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 픽커의 외부에 가압력 보조장치를 구비하여 공간 제약없이 포스를 증가시킬 수 있는 픽커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 픽커가 자재를 전달하는 용도 외에 픽커 자체에서도 포스를 제어할 수 있도록 함으로써 자재 부착에 적절하고 안정적인 가압력을 부여할 수 있는 픽커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 픽커는, 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 있어서, 일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디; 상기 바디에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축; 각각의 상기 지지축의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부; 각각의 상기 지지축을 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부; 및 상기 지지축의 상부에 구비되며 상기 지지축을 가압하여, 테이프 또는 스탠실의 접착층에 상기 자재를 부착할 때 부착 가압력을 조절하는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지축은 2N(여기서, N은 정수)개 구비되고, 상기 승강구동부는 N(여기서, N은 정수)개의 승강유닛을 구비하며, 상기 승강유닛은 인접한 2개의 지지축이 승하강 가능하도록 2개의 지지축 사이에 각각 마련되고, 인접한 2개의 지지축은 상기 승강유닛에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강구동부는 일단이 상기 지지축과 각각 연결되게 구비되고 외벽에 래크기어가 상하방향으로 형성된 복수개의 승강축과, 상기 래크기어와 치합되는 피니언기어; 및 상기 피니언기어를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 상기 바디에 장착되는 구동모터로 이루어진 복수개의 승강유닛을 구비하고, 각각의 상기 승강유닛은 인접한 2개의 승강축이 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되고, 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승강 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강구동부는 일단이 상기 지지축과 각각 연결되게 구비되고 타단에 결합부가 마련되는 복수개의 승강축과, 인접한 2개의 승강축의 결합부가 각각 삽입되는 2개의 삽입홈이 동일 축 상에 형성되는 회전부재; 및 상기 회전부재를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터로 이루어진 복수개의 승강유닛을 구비하고, 각각의 상기 승강유닛은 인접한 2개의 승강축이 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되고, 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승강 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강구동부에 의해 상기 지지축이 상승하는 과정에서 상기 실린더와 간섭되지 않도록 상기 지지축과 상기 실린더는 소정 간격 이격 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강유닛은 상기 구동모터를 위치제어모드 또는 토크제어모드로 설정하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 흡착부에 흡착된 자재를 기설정된 높이까지 하강시키는 경우 및/또는 가압이 완료된 자재를 상승시키는 경우에는 상기 구동모터를 위치제어모드로 설정하고, 기설정된 높이에서 상기 자재를 상기 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 경우에는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강유닛의 상기 제어부는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정할 때 상기 토크값은 제로모드 또는 최저모드로 설정하고, 상기 실린더는 기설정된 압력으로 기설정된 시간 동안 상기 지지축을 가압하여 상기 자재에 소정의 부착 가압력을 부여하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 픽커는, 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 있어서, 일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디; 상기 바디에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축; 각각의 상기 지지축의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부; 일단이 상기 지지축과 각각 연결되게 구비되는 복수개의 승강축과, 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되는 복수개의 승강유닛을 구비하는 승강 구동부; 및 상기 승강축의 하단에 각각 구비되며 기설정된 압력으로 공압을 공급하는 공압 공급부를 포함하며, 상기 공압 공급부는 2개의 승강축 중 상기 승강유닛에 의해 상승 이동하는 승강축의 하단에 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축에 연결된 지지축의 가압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강축의 외벽에는 상하 방향으로 래크기어가 형성되고, 상기 승강유닛은 상기 래크기어와 치합되는 피니언기어; 및 상기 피니언기어를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 상기 바디에 장착되는 구동모터로 이루어지며, 상기 래크기어가 형성된 인접한 2개의 승강축은 상기 피니언기어의 양측에 각각 치합되어 상기 구동모터에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강축은 타단에 결합부가 마련되고, 상기 승강유닛은 복수개의 승강축 중에서 인접한 2개의 승강축의 결합부가 각각 삽입되는 2개의 삽입홈이 동일 축 상에 형성되는 회전부재; 및 상기 회전부재를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터로 이루어지며, 인접한 2개의 승강축은 상기 구동모터에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강유닛은 상기 구동모터를 위치제어모드 또는 토크제어모드로 가변하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 흡착부에 흡착된 자재를 기설정된 높이까지 하강시키는 경우 및/또는 가압이 완료된 자재를 상승시키는 경우에는 상기 구동모터를 위치제어모드로 설정하고, 기설정된 높이에서 상기 자재를 상기 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 경우에는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강유닛의 상기 제어부는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정할 때 상기 토크값은 제로모드 또는 최저모드로 설정하고, 상기 공압 공급부는 상기 상승하는 승강축의 하단으로 기설정된 공압을 인가하고 상기 하강하는 승강축과 연결된 흡착부로 상기 자재를 소정시간 동안 가압하여 상기 자재에 소정의 부착 가압력을 부여하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상하 이동시에는 승강 구동부를 사용하되 승강 구동부에 의한 가압 대신 픽커에 균일한 가압력을 부여할 수 있는 가압수단(실린더, 공압 공급부)을 사용하여 자재 부착시 균일한 부착 가압력을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 픽커의 외부에 보조 가압부를 구비함에 따라 공간 제약없이 가압력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 픽커를 사용하더라도 각각의 픽커마다 균일한 가압력을 부여할 수 있어 우수한 부착 퀄리티 및 작업성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 스프링 또는 구동모터에 의해 작업 반복도가 확보되지 않더라도 자재 부착시에는 구동모터의 영향을 받지 않고 균일하고 안정적인 가압력을 부여할 수 있으므로 추후 스퍼터링 공정에서 백스필(back spill) 현상을 방지할 수 있고 자재 손상, 불량 등의 위험을 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 누름부재를 사용하지 않고도 테이프 또는 스탠실의 접착층에 전달된 자재를 적정 가압력으로 견고하게 부착할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 픽커가 자재를 전달하는 용도 외에도 픽커 자체에서 각각 포스를 제어할 수 있어 자재 부착시 적절한 압력을 균일하고 안정적으로 부여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 픽커의 사시도.
도 2는 도 1의 측단면도.
도 3은 도 2의 A를 따라 절단한 면의 정면도.
도 4는 도 2의 B를 따라 절단한 면의 정면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 픽커의 측단면도.
도 6은 도 5의 A를 따라 절단한 면의 정면도.
도 7은 도 5의 B를 따라 절단한 면의 정면도.
도 8은 공압 공급부를 이용하여 승강축에 연결된 지지축의 가압력을 조절하는 방법을 개략적으로 도시한도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 본 명세서에서 사용한 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대해 구체적으로 설명한다. 이하에서 다양한 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시 예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 픽커(이하, '제1실시 예의 픽커(1a)'라 함)의 사시도이고, 도 2는 제1실시 예의 픽커(1a)의 측단면도이고, 도 3은 도 2의 A를 따라 절단한 면의 정면도로서 바디(2)에 장착된 흡착부(5b)를 정면에서 바라보고 도시한 도이고, 도 4는 도 2의 B를 따라 절단한 면의 정면도로서 바디(2)에 장착된 승강축(4)을 정면에서 바라보고 도시한 도이다.
본 발명의 제1실시 예의 픽커(1a)는 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 있어서, 일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디(2); 상기 바디(2)에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축(5a); 각각의 상기 지지축(5a)의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부(5b); 각각의 상기 지지축을 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부; 및 상기 지지축(5a)의 상부에 구비되며 상기 지지축을 가압하여, 테이프 또는 스탠실의 접착층에 상기 자재를 부착할 때 부착 가압력을 조절하는 실린더(9)를 포함한다.
바디(2)는 가이드 프레임(미도시)을 따라 일측(수평) 방향으로 이동 가능하게 장착된다.
지지축(5a)은 복수개 구비되며 바디(2)에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비한다.
흡착부(5b)는 지지축과 대응되게 복수개 구비되며, 지지축(5a)의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 자재를 흡착 가능하게 구비된다.
각각의 지지축(5a)과 흡착부(5b)는 승강구동부에 의해 상하 방향으로 이동된다.
그리고 지지축(5a)의 상부에는 실린더(9)를 구비하여 실린더(9)로 지지축을 가압하여 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착할 때 부착 가압력을 조절할 수 있다.
본 발명의 승강구동부는 승강유닛(3)을 구비하며, 1개의 승강유닛으로 인접한 2개의 지지축이 서로 반대되는 방향으로 승강 작동된다.
이를 위해 본 발명에서 지지축은 2N(여기서, N은 정수)개 구비되고, 승강구동부는 N(여기서, N은 정수)개의 승강유닛(3)을 구비한다. 따라서, 승강유닛(3)은 인접한 2개의 지지축이 승하강 가능하도록 2개의 지지축 사이에 각각 마련되고 인접한 2개의 지지축은 승강유닛에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동될 수 있다.
물론 승강구동부가 2개의 지지축을 직접 상하 반대방향으로 승강시킬 수도 있으나 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 지지축과 연결되는 승강축(4)을 추가적으로 구비하여 승강구동부가 2개의 승강축(4)을 상하 반대방향으로 승강시켜 승강축(4)의 승강에 따라 지지축이 상하 반대방향으로 승강될 수도 있다.
승강구동부는 일단이 지지축과 각각 연결되게 구비되고 외벽에 래크기어(3a)가 상하 방향으로 형성된 복수개의 승강축(4); 및 상기 래크기어(3a)와 치합되는 피니언기어(3b)와, 피니언기어(3b)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 바디(2)에 장착되는 구동모터(3c)로 이루어진 복수개의 승강유닛(3)을 구비한다.
승강유닛(3)은 인접한 2개의 승강축(4)이 승하강 가능하도록 2개의 승강축(4) 사이에 마련되고 인접한 2개의 승강축(4)을 서로 반대되는 방향으로 승강 작동시킨다.
구체적으로 설명하면, 승강축(4)은 연결부(6)를 통해 지지축(5a)과 연결되며 바디(2)의 내부에서 형성된 축가이드홀(GH)에 삽입되어 상하방향으로 슬라이드 이동 가능하게 구비된다. 승강축(4)은 승강유닛에 의해 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하다. 승강축(4)은 적어도 2개 이상 복수로 구비되되 2N(여기서, N은 정수)개 마련된다. 또한 승강축(4)의 개수는 지지축(5a)의 개수와 대응되게 마련된다.
제1실시 예에서 픽커(1a)는 8개의 승강축(4)을 구비하는 것으로 나타내었으나, 승강축(4)의 개수는 이에 한정되지 않고 증감 가능하다. 승강축(4)의 상단부는 바디(2) 내부에 수용될 수도 있고 바디(2)의 외부로 돌출되도록 설치될 수도 있다.
지지축(5a)은 승강축(4)의 전방에 배치된다. 지지축(5a)의 내부에는 중공이 마련되며, 중공을 통해 자재 흡착을 위한 에어가 인가된다. 또한, 승강축(4)의 승강에 따라 지지축(5a)이 승강 가능하게 장착된다.
지지축(5a)의 하부에는 흡착부(5b)가 결합된다. 흡착부(5b)에는 지지축(5a)의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 자재를 흡착 가능하다.
흡착부(5b)는 복수의 지지축(5a)에 대응하여 복수개 구비된다.
도 2를 참조하면, 지지축(5a)의 상단부와 승강축(4)의 상단부가 하나의 연결부(6)를 통해 결합된다. 지지축(5a)과 승강축(4)은 연결부(6)를 통해 일체로 승강 가능하게 구비된다.
구체적으로, 제1실시 예의 픽커(1a)는 승강축(4)의 상하방향 슬라이드 이동 시 연결부(6)에 의해 승강축(4)과 연결된 지지축(5a)도 동일한 방향으로 동시에 슬라이드 이동시킬 수 있다. 다시 말해, 승강축(4)의 슬라이드 이동에 따라 지지축(5a)과 승강축(4)이 동시에 일체 동작하게 한다.
본 발명에서 픽커는 승강구동부에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되며, 복수개의 승강축을 구비하되, 2개의 승강축은 1개의 승강유닛(3)에 연동되어 승강 작동될 수 있다. 이를 위해 승강구동부는 N(여기서, N은 정수)개의 승강유닛(3)을 구비한다.
구체적으로 설명하면, 승강구동부는 일단이 지지축과 각각 연결되게 구비되는 복수개의 승강축(4)과 복수개의 승강유닛(3)을 구비한다.
복수개의 승강축(4)의 각각의 외벽에는 상하 방향으로 래크기어(3a)가 형성된다.
복수개의 승강유닛(3)은 인접한 2개의 승강축이 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되며 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승강 작동시킨다. 승강유닛(3)은 서로 인접하는 2개의 승강축(4)을 상하 반대되는 방향으로 승강 작동하도록 구비되며, 2개의 승강축(4) 중 하나의 승강축(4)이 상승하면 나머지 하나의 승강축(4)은 하강하도록 함으로써 2개의 승강축(4)이 서로 반대 방향으로 슬라이드 이동하도록 제어한다.
승강유닛(3)은 상기 승강축의 외벽에 형성된 래크기어(3a)와 치합되는 피니언기어(3b)와, 피니언기어(3b)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 바디에 장착되는 구동모터(3c)를 구비한다.
래크기어(3a)는 각각의 승강축(4)의 외벽에 상하 방향으로 형성되며, 피니언기어(3b)의 양측에 래크기어(3a)가 치합될 수 있도록 승강축의 서로 대응되는 위치에 상하 방향으로 형성된다. 이때 래크기어(3a)는 승강축의 중간부에 형성될 수 있으나 그 위치는 제한되지 않는다. 또한 승강축의 외벽 중 안쪽에 형성될 수도 있고 승강축의 외벽 둘레에 형성될 수도 있다. 래크기어(3a)는 피니언기어(3b)와 치합되어 피니언기어(3b)의 회동에 의해 상하로 이동한다.
피니언기어(3b)는 일단이 구동모터(3c)와 연결되고, 구동모터(3c)는 바디(2)에 장착된다. 구동모터(3c)는 피니언기어(3b)를 회전시킬 수 있으며 피니언기어(3b)를 회전시키는 방향에 따라 피니언기어(3b)와 치합되는 래크기어(3a)에 의해 승강축(4)이 상승하거나 하강 이동할 수 있게 된다.
보다 자세히 설명하면 피니언기어(3b)는 바디에 장착되는 구동모터(3c)와 연결되어 구동모터에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다. 피니언기어(3b)는 서로 인접하는 2개의 승강축(4) 사이에 구비된다. 이에 따라 하나의 피니언기어(3b)에 서로 인접하는 2개의 승강축(4) 각각에 형성된 래크기어(3a)는 피니언기어(3b)의 양측에 각각 치합된다. 피니언기어(3b)가 구동모터(3c)에 의해 회전되면 서로 인접하는 2개의 승강축(4)은 피니언기어(3b)에 의해 상하로 이동한다. 이때, 서로 인접하는 2개의 승강축(4)은 피니언기어(3b)를 사이에 두고 서로 반대되는 방향으로 이동한다.
구체적으로, 피니언기어(3b)의 회동에 따라 인접한 2개의 승강축(4) 중 하나가 상방향으로 이동하면, 나머지는 하방향으로 이동한다. 이때, 서로 인접하는 2개의 승강축(4) 각각에 대응하여 연결된 지지축(5a)도 래크기어(3a)와 피니언기어(3b)의 회동에 의해 승강축(4)과 동시에 동일한 방향으로 이동한다. 이는 연결부(6)를 통해 지지축(5a)과 승강축(4)을 결합하여 일체 동작 가능하게 연결하는 구조를 통해 구현된다.
이와 같이 인접한 승강축(4) 또는 지지축(5a) 사이에 구동모터(3c)를 구비하여 2개의 지지축(5a) 또는 승강축(4)을 승강할 수 있도록 구성함으로써 바디(2)의 무게를 줄일 수 있어 바디가 빠르게 이송할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 서로 인접하는 2개의 지지축(5a)은 피니언기어(3b)를 통해 연결된 서로 인접하는 2개의 승강축(4) 각각과 대응된다. 따라서, 서로 인접하는 2개의 지지축(5a)은 래크기어(3a)와 피니언기어(3b)의 회동에 따라 서로 반대되는 방향으로 이동한다.
도 4를 참조하면, 제1실시 예의 픽커(1a)는 8개의 승강축(4)을 구비한다. 승강축(4)의 외벽에는 상하방향으로 래크기어(3a)가 형성된다. 8개의 승강축(4)은, 서로 인접하는 2개씩 한 세트로 구성되어 한 세트 당 1개의 승강유닛(3)에 의해 2개의 승강축(4)이 서로 반대되는 방향으로 승강 작동된다.
이를 위해 승강유닛(3)은 승강축의 외벽에 상하방향으로 형성된 래크기어(3a)와 치합되는 피니언기어(3b)와, 피니언기어(3b)를 회전시키는 구동모터(3c)를 각각 구비한다.
이에 따라 8개의 승강축(4)을 구비하는 경우에는 4개의 승강유닛(3)을 구비한다.
본 발명의 제1실시 예에서는 승강구동부로 래크기어(3a)가 형성된 승강축(4)과, 피니언기어(3b)와 구동모터(3c)로 이루어진 승강유닛(3)으로 나타내었으나 이에 제한되지는 않는다.
즉, 2개의 지지축(5a)을 각각 상하 반대되는 방향으로 구동시킬 수 있는 구성이라면 본 발명의 승강유닛 및 승강구동부의 범주에 포함될 수 있다.
도면으로 나타내지는 않았지만 승강유닛의 일례로, 2개의 삽입홈이 동일 축 상에 형성되는 회전부재와 회전부재를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
이러한 경우 승강축(4)에는 래크기어 대신에 회전부재의 삽입홈에 삽입될 수 있도록 승강축의 타단에는 결합부가 마련되고, 승강축의 일단은 지지축과 각각 연결되게 구비될 수 있다.
따라서, 회전부재의 2개의 삽입홈에 2개의 승강축의 결합부를 각각 삽입시킨 상태에서 회전부재를 회전시키면 삽입홈에 삽입된 승강축이 서로 반대되는 방향으로 승강 작동할 수 있게 된다.
이외에도 링크 등을 사용하여 인접한 2개의 승강축을 연결하고 구동모터에 의해 링크를 회동시킴으로써 2개의 승강축을 상하 반대되는 방향으로 구동시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 승강유닛을 구비하는 승강구동부에 의해 인접한 2개의 승강축 중 1개의 승강축은 상승시키고 1개의 승강축은 하강시킴으로써 각각의 승강축을 상하 반대 방향으로 구동시켜 픽커의 승하강을 구현할 수 있다.
이때 픽커의 승하강은 픽커가 부착될 반도체 자재를 전달받는 높이, 반도체 자재를 흡착한 픽커가 이송하는 높이, 픽커의 흡착부에 흡착된 반도체 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 전달하는 높이로 각각 승하강 될 수 있다.
본 발명에서 승강구동부는 픽커의 승하강 높이를 조절하는데 사용될 수 있다. 반면 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 부착 가압력을 부여하기 위해서 픽커는 가압수단을 구비할 수 있다.
본 발명의 제1실시 예의 픽커는 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착할 때 부착 가압력을 조절하기 위하여 가압수단으로서 실린더(9)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실린더(9)는 지지축(5a)의 상부에 구비되며, 지지축(5a)을 가압하여 테이프 또는 스탠실의 접착층에 반도체 자재를 부착할 때 가해지는 부착 가압력을 조절한다. 이때 실린더(9)가 픽커의 내부 공간이 아닌, 픽커의 외측 상부에 설치되므로 공간 제약없이 실린더를 설치하여 가압력을 부여할 수 있는 장점이 있다.
즉, 픽커의 내부 공간에 마련되는 경우 내부 공간보다 작은 크기로 설치될 수밖에 없어 크기 및 용량에 제한이 생길 수 있지만 픽커의 외부 공간에 마련되면 설치 공간의 제약을 받지 않아 크기 및 용량에 제한없이 구비할 수 있는 장점이 있다.
지지축(5a)의 상부에 구비된 실린더(9)는 지지축(5a)을 기설정된 압력으로 가압하여 지지축(5a)의 하부에 위치한 흡착부(5b)에 하측 방향으로 가압력을 전달하는 기능을 한다. 실린더(9)는 로드(10)를 통해 지지축(5a)과 연결되어 지지축(5a)에 기설정된 가압력을 전달한다. 실린더는 자재 부착시 가압력을 전달하기 위해 로드(10)를 신장하여 지지축을 가압하고, 가압력 전달이 불필요할 때는 로드(10)를 신축하여 지지축의 가압을 해제할 수 있다.
구체적으로, 실린더(9)의 로드(10)를 신장하면 지지축(5a)을 가압하여 흡착부(5b) 측으로 밀어내는 힘을 발생시키고, 지지축(5a)의 하단에 결합된 흡착부(5b)의 자재는 이를 통해 실린더(9)에 의한 가압력을 전달받는다.
이때 실린더(9)는 승강유닛(3)에 의해 지지축(5a)이 상승하는 과정에서 실린더(9)와 간섭되지 않도록 지지축(5a)으로부터 소정 간격 이격 형성되는 것이 바람직하다.
제1실시 예의 픽커(1a)는 지지축(5a)에 가압력을 전달하는 실린더(9)를 지지축 상부 공간에 마련하여 지지축(5a)에 대한 가압력을 형성하는 구조로써 실린더를 설치함에 있어서 공간의 제약이 없다. 이에 따라 실린더의 용량을 키우는 것이 용이하며 지지축(5a)에 대한 적정 가압력이 보다 효과적으로 형성될 수 있다.
제1실시 예의 픽커(1a)는 픽커 회전 모터(7)를 포함한다. 픽커 회전 모터(7)는 회전 벨트(8)를 통해 지지축(5a)과 연결된다. 픽커 회전 모터(7)는 회전벨트(8)를 매개로 인접한 2개의 지지축(5a)과 동시에 연결되며, 2N개의 픽커를 구비할 시 픽커 회전 모터 및 회전벨트는 N개 마련할 수 있다. 따라서 픽커 회전 모터(7)에 의해 픽커 회전 모터(7)와 축결합된 구동폴리가 회전하면 회전벨트(8)에 의해 2개의 지지축이 동시에 회전 중심축을 기준으로 소정 각도 회전한다. 이를 통해 흡착부(5b)의 회전 각도가 보정된다.
이하, 제1실시 예의 픽커(1a)를 이용하여 전자파 차폐 처리를 수행하기 위해, 테이프 또는 스탠실의 접착층 상에 자재를 가압하여 부착하는 방법에 대해 설명한다.
제1실시 예의 픽커(1a)는 복수의 흡착부(5b)를 이용하여 개별화된 자재를 각각 픽업한다. 이 경우, 복수의 흡착부(5b)는 각각 개별화된 자재를 픽업할 수도 있고 복수의 흡착부(5b) 중 적어도 하나가 자재를 픽업할 수도 있다. 여기서 자재는 회로기판 또는 웨이퍼가 개별화된 반도체 패키지 또는 칩 등의 반도체 자재가 될 수 있다.
흡착부(5b)는 자재를 픽업한 상태로 전자파 차폐 처리를 위한 테이프 또는 스탠실의 접착층 상부로 이동한다. 자재가 부착되는 대상은 테이프가 부착된 링프레임이 될 수도 있고 테이프가 부착되거나 접착제가 도포된 스탠실이 될 수도 있다. 이때 테이프에는 반도체 자재의 하면에 형성된 볼을 수용하기 위한 관통홀이 형성될 수도 있다.
제1실시 예의 픽커(1a)는 승강유닛(3)의 구동모터(3c)를 제어하여 흡착부(5b)에 흡착된 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층으로 하강시키는 과정을 수행한다. 제1실시 예의 픽커(1a)는 별도의 제어부(미도시)를 통해 구동모터(3c)를 위치제어모드, 토크제어모드, 속도제어모드 중 적어도 하나의 모드로 설정한다. 여기서 구동모터(3c)는 피드백을 통해 제어할 수 있는 서보모터, 스텝모터 등이 될 수 있다.
먼저, 구동모터(3c)는 흡착부(5b)에 흡착된 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층으로 하강시키는 과정을 수행하기 위해 위치제어모드로 설정될 수 있다.
위치제어모드의 구동모터(3c)는 자재를 흡착한 흡착부(5b)와 대응되는 지지축(5a)과 연결된 승강축(4)을 기설정된 높이까지 하강시키는 과정을 수행한다.
여기서 기설정된 높이는 자재가 테이프 또는 스탠실의 접착층과 동일한 높이이거나 접착층으로부터 소정 간격 이격된 높이일 수 있다.
구체적으로, 흡착부(5b)와 대응되는 지지축(5a)과 연결된 승강축(4)의 래크기어(3a)가 하강되도록 래크기어(3a)와 치합된 피니언기어(3b)가 구동모터(3c)에 의해 적어도 일방향으로 회전한다. 구동모터(3c)는 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)을 하강시키는 방향으로 피니언기어(3b)를 회전시킨다. 이때, 하강된 승강축과 인접하게 배치되며 동일한 피니언기어(3b)와 치합된 다른 하나의 승강축(4)은 상승한다. 즉, 구동모터(3c)에 의해 피니언기어(3b)가 회전하면 피니언기어(3b)에 치합된 2개의 승강축 중 어느 하나의 승강축은 상승하고 나머지 하나의 승강축은 하강하며 치합된 2개의 승강축은 동시에 상승과 하강이 이루어진다.
일 예로서, 피니언기어(3b)는 구동모터(3c)에 의해 시계 방향으로 회전한다. 피니언기어(3b)의 회전에 따라 흡착부(5b)는 테이프 또는 스탠실의 접착층 측으로 하강한다. 부착될 자재가 흡착된 흡착부(5b)가 하강하는 동시에 인접하게 배치된 다른 흡착부(5b)는 상승한다. 이때, 상승한 흡착부(5b)는 다음에 부착될 자재를 픽업한 상태일 수 있고, 이미 자재 부착이 완료되어 픽업하지 않은 상태일 수도 있다. 흡착부(5b)와 인접하는 다른 흡착부(5b)가 흡착부(5b)의 이동 방향(구체적으로, 하강)과 반대 방향(구체적으로, 상승)으로 이동함으로써, 흡착부(5b)의 반도체 자재 전달 과정이 다른 인접하는 흡착부(5b)와의 간섭없이 보다 효율적으로 이루어질 수 있으며, 하나의 승강유닛으로 2개의 흡착부(5b)를 움직이는 구동 메카니즘을 사용하여 효율적인 승하강 구동이 가능해진다.
제어부가 구동모터를 위치제어모드로 설정한 상태에서 흡착부(5b)에 흡착된 자재가 기설정된 높이까지 하강하게 되고, 기설정된 높이에 도달하면 승강축의 하강을 정지시킨다. 여기서, 픽커 하강 위치는 흡착부(5b)에 흡착된 자재가 접착층 상에 접촉하는 위치가 될 수 있고 접착층으로부터 소정간격 이격된 위치가 될 수도 있다.
그런 다음, 제어부는 구동모터를 위치제어모드에서 토크제어모드로 전환(설정)한다. 참고로, 위치제어모드는 상승 위치, 하강 위치와 같이 모터 구동을 통하여 도달 해야하는 목표 지점을 위치값으로 지정하여 제어하는 모드이고 토크제어모드는 토크값(torque, 회전력)을 지정하여 제어하는 모드이다. 구동모터를 토크제어모드로 설정할 때 토크값은 제로모드 또는 최저모드로 설정한다. 여기서 토크 제로모드 또는 토크 최저모드는 흡착부(5b)와 대응되어 흡착부(5b)의 하강을 구현하는 승강축(4)에 최소한의 토크만이 작용되도록 하는 모드이다.
구체적으로, 구동모터(3c)의 위치제어모드에서 흡착부(5b)와 연동하는 구동모터(3c)의 회전축은 흡착부(5b)의 정해진 높이로 이동하기 위해 회전하여 승강축(4) 및 흡착부(5b)의 상승 또는 하강을 구현하고, 정해진 높이를 유지하기 위해 구동모터(3c)가 작동하게 된다. 이때 승강축 상부에서 추가적인 외력이 부여되면 구동모터는 정해진 높이를 유지하기 위해 외력과 반대되는 방향으로 회전하며 외력이 클 경우 구동모터(3c)는 과부하 상태가 될 수 있다.
따라서, 실린더로 부착 가압력을 부여할 때 구동모터(3c)의 과부하 상태를 방지하고 실린더에서 부여하는 가압력이 지지축에 잘 전달될 수 있도록 구동모터의 토크값을 제로모드 또는 최저모드로 설정함으로써 피니언기어(3b)는 구동모터(3c)가 아닌 실린더와 같은 다른 동력 수단이 피니언기어(3b)를 회전시킬 때 외력의 방향과 동일한 방향으로 회전 가능하게 된다. 본 발명의 제1실시 예의 픽커(1a)는 구동모터(3c)를 위치제어모드에서 토크제어모드로 전환하되, 토크값을 최소값으로 설정함으로써 실린더(9)가 흡착부(5b)를 가압하는 과정에서 구동모터(3c)의 파손 문제를 방지할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 제1실시 예의 픽커는 기설정된 높이(접착층과 동일하거나 접착층 보다 약간 높은 높이)까지 구동모터(3c)를 위치제어모드로 가동하여 해당 높이에 위치하고, 이후 구동모터(3c)를 토크제어모드로 전환한 상태에서, 실린더(9)로 흡착부(5b)를 기설정된 부착 가압력으로 가압하는 과정을 수행한다.
이때, 구동모터(3c)의 토크제로모드 또는 토크최저모드를 통해 구동모터(3c)의 회전축은 자유롭게 방향성을 수반할 수 있는 상태가 되므로 흡착부(5b)를 가압하는 힘이 구동모터(3c)에 전달되어 파손되는 문제가 야기되지 않는다.
만약, 구동모터(3c)를 위치제어모드로 유지한 상태에서, 실린더(9)가 흡착부(5b)를 가압하게 되면 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)은 위치제어모드에서 제어부에 기설정된 하강 위치와 다른 위치(기설정된 위치보다 더 낮은 위치)로 강제로 하강시키는 힘을 받게 된다. 이 경우, 승강축(4)의 피니언기어(3b)는 실린더가 전달하는 힘에 의해 회전시키는 힘을 받게 되고, 기설정된 위치를 유지하고자 실린더가 전달하는 힘의 방향과 다른 방향으로 구동모터(3c)가 회전하려고 하기 때문에 구동모터(3c)에 과부하가 생기거나 고장, 파손 등의 문제가 야기될 수 있다.
따라서, 제1실시 예의 픽커(1a)는 구동모터(3c)의 모드를 위치제어모드에서 토크제어모드로 전환한 후 실린더(9)의 로드(10)를 통해 지지축(5a)을 가압하는 과정을 수행한다. 이로 인해 구동모터(3c)의 파손 문제를 방지할 수 있다.
본 발명은 실린더의 설정압력을 통해 설정압력만큼 지지축(5a)을 가압하여 흡착부의 하단과 접착층 사이에 위치된 자재에 기설정된 가압력을 부여할 수 있다.
즉, 기존에는 구동모터를 이용하여 승강구동부의 승강축의 승하강 높이를 제어하거나 또는 구동모터의 부하율을 제어하여 자재를 부착하였으나 이때 자재에 가해지는 부착 가압력은 반복도 및 정확도를 확보하기 어려워 동일한 조건에서 가압력이 서로 달라 자재가 접착층에 덜부착되거나 과도하게 부착되는 문제를 초래하였지만, 본 발명에서는 자재 부착시 구동모터의 영향을 배제한 상태에서 실린더의 설정압력으로 자재를 가압하여 부착할 수 있으므로 동일한 조건에서 동일한 부착 가압력을 부여할 수 있게 되어 접착층에 기설정된 균일한 가압력으로 자재를 안정적으로 부착할 수 있게 된다.
본 발명은 자재 부착시 구동모터(3c)의 토크제어모드에서 토크값을 제로모드 또는 최소모드로 설정한 상태에서 실린더(9)의 로드(10)로 지지축(5a)을 아래로 밀어내어 기설정된 압력으로 지지축(5a)을 가압한다. 이를 통해 흡착부(5b)에 기설정된 가압력이 전달된다. 이때, 흡착부(5b)는 테이프 또는 스탠실의 접착층 상에 자재를 접촉시킨 상태로 하강한 상태이다. 이에 따라 실린더(9)를 통해 흡착부(5b)에 발생한 가압력이 자재로 전달된다. 자재는 흡착부(5b)에 의해 가압되어 접착층 상에 부착된다. 제어부는 기설정된 시간만큼 기설정된 압력으로 자재를 가압하여 접착층 상에 반도체 자재가 완전히 부착되도록 한다.
참고로, 토크 제로모드 또는 최소모드는 실린더에서 부여되는 힘의 방향과 같은 힘을 유지할 수 있을 정도의 최소한의 힘이 작용하는 상태를 의미하며 최소값에 제한되는 것은 아니다. 즉, 부여되는 힘의 방향과 같은 힘을 유지할 수 있을 정도의 힘이 인가되기 위한 소정 범위 이하의 값(수치)을 포함할 수 있다.
또한 실린더(9)는 스위치, 정공레귤레이터 등을 이용하여 기설정된 수치만큼 가압력을 조절할 수 있으며, 가압력은 필요에 따라 높은 가압력(high press) 또는 낮은 가압력(low press)으로 설정될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 픽커는 자재를 부착하는데 사용되는 픽커가 될 수도 있고 접착층에 부착된 자재를 박리하는데 사용되는 픽커가 될 수도 있으므로 경우에 따라 필요한 적정 가압력으로 자재를 부착 또는 박리할 수 있다.
한편, 본 발명에서 균일한 가압력을 부여하기 위해 구비되는 실린더(9)는 지지축의 외측 상부에 별도 설치되므로 공간 제약을 받지 않고 지지축(5a)에 가압력을 발생시킬 수 있다. 제1실시 예의 픽커(1a)는 공간 제약을 받지 않는 실린더(9)를 통해 지지축(5a)에 가압력을 발생시키므로 접착층 상에 자재를 완전히 부착하기 위한 적정 가압력(부착력)을 형성하는데 제한이 없다. 따라서, 제1실시 예의 픽커(1a)는 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하는 작업 시 자재와 접착층 상에 틈새가 형성되어 스퍼터링시 스퍼터링액이 틈새를 통해 자재 하면에 유입되는 문제를 방지하며 자재 부착 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제1실시 예의 픽커(1a)는 지지축(5a)의 외측 상부에 실린더(9)를 구비하여 외부에서 공간의 제약을 받지 않고 지지축(5a)에 가압력을 발생시킬 수 있다. 이로 인해 자재 부착과정에서 자재에 적정 가압력(부착력)을 부여함에 있어서 제한이 없을 수 있다.
한편, 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때, 자재 손상을 고려하여 너무 약한 힘으로 자재를 가압할 경우, 접착층과 자재 사이에 틈새가 발생할 수 있다. 이 경우, 틈새로 스퍼터링액이 침투하여 자재의 하면에 형성된 리드 또는 볼 등의 단자에 스퍼터링 증착층이 생기게 되어 불량 문제가 야기될 수 있다.
이와 반대로, 자재 부착시 너무 강한 힘으로 자재를 가압할 경우, 자재에 가해지는 과도한 가압력으로 인해 자재 파손 및 손상 문제가 발생할 수도 있고 스퍼터링이 완료된 후 접착층으로부터 스퍼터링 된 자재를 박리할 때 접착층에서 쉽게 박리할 수 없는 문제가 있다.
제1실시 예의 픽커(1a)는 픽커의 외부에 실린더(9)를 구비함으로써 공간 제약없이 실린더의 용량을 키울 수 있어 요구되는 넓은 압력 범위를 제한없이 설정할 수 있고, 자재 또는 상황에 따라 픽커에 필요한 적정 가압력을 형성할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 제1실시 예의 픽커(1a)는 지지축의 상부에 실린더(9)를 구비하되 복수의 지지축 각각에 대응되게 설치하여 복수의 지지축 전체에 균일한 가압력을 형성할 수 있다. 이로 인해 접착층 상에 자재를 부착할 때 자재의 손상이나 들뜸 문제없이 자재를 완전히 부착할 수 있고, 각각의 자재를 각각 다른 흡착부(5b)를 이용하여 부착하더라도 균일한 가압력으로 부착 과정이 수행되어 부착 작업의 신뢰성이 저하되지 않을 수 있다.
자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 작업이 완료되면 접착층으로부터 지지축을 상승시키기 위해 실린더의 가압을 해제하고 제어부에 의해 구동모터의 모드가 토크제어모드에서 다시 위치제어모드로 전환된다. 그런 다음, 승강유닛(3)은 부착 작업이 완료된 지지축을 상승시키는 작업을 수행한다.
구체적으로, 승강유닛(3)은 자재 부착 작업을 수행한 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)을 상승시키기 위해 흡착부(5b)를 하강시켰던 방향과 반대 방향으로 피니언기어(3b)를 회전시킨다. 피니언기어(3b)의 회전은 구동모터(3c)를 통해 이루어진다. 일 예로서, 피니언기어(3b)는 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라 흡착부(5b)가 접착층으로부터 상승한다. 이때, 흡착부(5b)는 자재를 픽업하기 위해 흡착력이 형성되었던 흡착부(5b)의 흡착력을 해제한 상태이다.
다시 위치제어모드로 전환된 구동모터에 의해 흡착부(5b)가 상승함에 따라 흡착부(5b)를 이용하여 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 작업이 종료된다.
이때 승강유닛에 의해 2개의 승강축이 함께 서로 반대방향으로 동작하기 때문에 어느 하나의 승강축과 연결된 지지축이 상승함과 동시에 나머지 하나의 승강축과 연결된 지지축이 하강하고 동일한 과정을 통해 나머지 하나의 승강축에 흡착된 자재의 부착을 수행한다.
즉, 복수개의 승강축 중 승강유닛에 의해 함께 동작하는 2개의 승강축 중 어느 하나의 승강축에 연결된 흡착부에 흡착된 자재를 부착하고 이후 부착 작업이 완료된 승강축을 상승시키면서 나머지 하나의 흡착부에 흡착된 자재의 부착과정을 수행한다.
이때, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 8개의 지지축을 구비한 픽커를 사용하는 경우 8개의 지지축 중 4개의 지지축과 연결된 자재를 함께 하강하도록 제어하여 동시에 4개의 자재를 부착하고, 나머지 4개의 지지축을 함께 하강하여 나머지 4개의 자재를 동시에 부착할 수 있으나, 각각의 픽커를 순차적으로 제어하여 부착을 수행할 수도 있다.
즉, 4개의 승강유닛을 동시에 동작하도록 제어하여 4개의 자재를 동시에 부착할 수도 있고 각각 순차적으로 동작하도록 제어하여 1개씩 순차적으로 접착층에 부착할 수도 있다.
또한, 본 발명에서 실린더를 통해 기설정된 가압력으로 자재를 부착함에 따라 적정 부착력으로 자재를 접착층에 부착할 수 있기 때문에 별도의 영역에 마련된 누름부재를 이용한 가압 공정을 생략할 수도 있으나, 필요에 따라 별도의 누름부재(미도시)를 추가적으로 구비할 수도 있다.
가압 공정에 사용되는 누름부재는 스프링을 포함하여 구성되어 스프링의 탄성력으로 접착층 상에 부착된 복수개의 자재를 한 번에 가압하여 부착하는 기능을 수행할 수 있다. 제1실시 예의 픽커(1a)는 실린더(9)를 이용하여 흡착부(5b)를 통해 자재를 접착층에 부착할 때 적정한 부착 가압력으로 부착할 수 있기 때문에 누름부재를 생략할 수도 있지만, 필요에 따라 실린더를 사용하지 않거나 실린더를 사용하되 약한 가압력으로 자재를 접착층에 임시부착하고 별도의 누름부재를 사용하여 복수개의 자재를 한 번에 가압하여 부착 작업의 속도를 향상시킬 수도 있다.
또한, 픽커(1a)가 일정한 가압력으로 자재를 접착층에 부착한 상태에서 누름부재로 자재를 가압함으로써 복수의 자재를 누름부재로 가압할 때 부착된 자재의 높이 편차로 인해 발생하는 편하중 문제를 최소화 할 수 있다.
전술한 본 발명의 제1실시 예의 픽커(1a)는 픽커의 외부에 별도의 실린더를 구비하여 자재 부착시 실린더로 부착 가압력을 조절하는 것을 설명하였으나 실린더 대신 공압 공급부를 구비하여 공압을 인가하는 방식으로 부착 가압력을 조절할 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 픽커(이하, '제2실시 예의 픽커(1b)'라 함)에 대해 설명한다. 단, 이하에서 설명되는 제2실시 예의 픽커(1b)는 제1실시 예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시 예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 되도록이면 생략한다.
도 5는 제2실시 예의 픽커(1b)의 측단면도이고, 도 6은 도 5의 A를 따라 절단한 면의 정면도로서 지지축(5a)과 흡착부(5b)를 정면에서 바라보고 도시한 도이고, 도 7은 도 5의 B를 따라 절단한 면의 정면도로서 승강축(4)과 승강유닛을 정면에서 바라보고 도시한 도이고, 도 8은 공압 공급부를 이용하여 승강축에 연결된 지지축(5a)의 가압력을 조절하는 방법을 개략적으로 도시한 도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제2실시 예의 픽커(1b)는 지지축(5a)의 외측 상부에 실린더(9)를 별도로 구비하지 않고, 각각의 승강축(4)의 하단에 공압 공급부(11)를 구비한다.
제2실시 예의 픽커(1b)는 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커로서, 일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디; 상기 바디에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축(5a); 각각의 상기 지지축(5a)의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부(5b); 일단이 상기 지지축(5a)과 각각 연결되게 구비되는 복수개의 승강축(4)과, 인접한 2개의 승강축(4)을 서로 반대되는 방향으로 승하강 가능하도록 2개의 승강축(4) 사이에 마련되는 복수개의 승강유닛(3)을 구비하는 승강 구동부; 및 상기 승강축(4)의 하단에 각각 구비되며 기설정된 압력으로 공압을 공급하는 공압공급부(11)를 포함한다.
여기에서, 상기 공압공급부는 2개의 승강축(4) 중 상기 승강유닛(3)에 의해 상승 이동하는 승강축의 하단에 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축(4)에 연결된 지지축(5a)의 가압력을 조절할 수 있다.
이때 승강유닛은 앞서 제1실시 예에서 언급한 바와 같이 피니언기어, 구동모터에 의해 2개의 승강축이 서로 반대되는 방향으로 승강 작동될 수도 있고, 회전부재, 구동모터에 의해 2개의 승강축이 서로 반대되는 방향으로 승강 작동될 수도 있다.
즉, 승강축의 외벽에는 상하 방향으로 래크 기어가 형성되고, 승강유닛은 상기 래크기어와 치합되는 피니언기어와 피니언기어를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 바디에 장착되는 구동모터로 이루어질 수 있다. 이때 래크기어가 형성된 인접한 2개의 승강축은 피니언 기어의 양측에 각각 치합되어 구동모터에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동될 수 있다.
또한, 승강유닛이 회전부재와 구동모터에 의해 승강 작동되는 방식인 경우에는 각각의 승강축에는 래크기어 대신에 타단에 결합부가 마련될 수 있다. 즉, 승강축의 일단은 지지축과 연결되고 승강축의 타단에는 회전부재와 결합되기 위한 결합부가 마련된다.
그리고, 승강유닛은 복수개의 승강축 중에서 인접한 2개의 승강축의 결합부가 각각 삽입되는 2개의 삽입홈이 동일 축 상에 형성되는 회전부재와 회전부재를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터로 이루어진다. 인접한 2개의 승강축은 구동모터에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동될 수 있다.
본 발명의 제2실시 예의 픽커(1b)도 승강구동부에 의해 복수개의 승강축이 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되며, 복수개의 승강축을 구비하되, 복수개의 승강축 중 인접하는 2개의 승강축은 1개의 승강유닛(3)에 연동되어 승강 작동될 수 있다. 승강유닛을 구비하는 승강구동부에 의해 인접한 2개의 승강축 중 1개의 승강축은 상승시키고 나머지 1개의 승강축은 하강시킴으로써 픽커의 승하강을 구현할 수 있다.
한편, 제2실시 예에서 추가되는 공압 공급부(11)는 각각의 승강축의 하단에 구비되며 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축에 연결된 지지축의 가압력을 조절할 수 있다. 즉, 제1실시 예의 픽커는 자재 부착을 위해 하강하는 픽커의 지지축의 상단을 가압함으로써 가압력을 부여해주었지만 제2실시 예의 픽커는 제1실시 예의 픽커와 반대로 가압 대상이 되는 반도체 자재를 흡착한 흡착부의 지지축과 동일한 승강유닛(3)에 의해 연동되는 지지축과 연결된 승강축 측으로 공압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
이때, 공압 공급부(11)는 축가이드홀(GH) 내부에 구비된 승강축의 하단에 기설정된 공압을 인가하여 승강축을 상승하는 힘을 부여할 수 있고 부여된 힘만큼 인접한 승강축에 하강하는 힘, 즉 가압하는 힘을 부여할 수 있게 된다.
이를 위해 각각의 승강축의 하단에는 공압 공급부(11)가 각각 구비된다.
공압 공급부(11)는 2개의 승강축 중 승강유닛에 의해 상승 이동하는 승강축의 하단에 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축에 연결된 지지축의 가압력을 조절할 수 있다
구체적으로 설명하면, 승강축의 하단에 기설정된 공압을 인가하면 내부에 승강축이 구비된 축가이드홀 내부로 공압이 인가되면서 이를 통해 축가이드홀(GH) 내부에서 축가이드홀(GH)에 설치된 승강축(4)을 상승시키는 힘이 발생한다. 다시 말해, 공압 공급부(11)는 축가이드홀(GH)의 내부로 기설정된 공압을 인가하여 축가이드홀(GH)에 설치된 승강축(4)을 상방향으로 가압하여 상승시킨다. 공압 공급부(11)를 통해 공압을 공급한 축가이드홀(GH)에 설치된 승강축(4)은 승강유닛(3)에 의해 이미 상승한 상태의 승강축(4)일 수 있고, 하강한 상태의 승강축(4)일 수도 있다.
예를 들어 자재 부착시 가압력을 부여하기 위해서는 상승한 승강축의 하단으로 공압을 공급할 수 있고, 가압력을 완화시키기 위해서는 하강한 승강축의 하단으로 공압을 공급할 수 있을 것이다.
그러나, 본 발명에서는 자재 부착시 적절한 부착 가압력을 부여하기 위한 목적이므로 상승한 승강축의 하단으로 공압을 공급하는 것이 바람직하다.
공압 공급부(11)로부터 공압이 인가된 승강축(4)이 승강유닛(3)에 의해 이미 상승한 상태의 승강축(4)일 경우, 승강축(4)은 상승한 상태에서 공압 공급부(11)를 통해 기설정된 공압을 인가하여 부착되는 자재에 부착 가압력을 부여할 수 있다.
따라서, 제2실시 예의 픽커(1b)는 승강유닛(3)에 의해 이미 상승한 상태의 승강축(4)의 하단에 공압 공급부(11)를 통해 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축에 연결된 지지축의 가압력을 조절할 수 있다.
즉, 승강축(4)이 공압 공급부(11)를 통해 공압이 인가되어 상방향으로 가압되면, 공압이 인가된 승강축(4)과 인접하여 동일한 피니언기어(3b)에 연결된 다른 승강축(4)은 더욱 하강된다. 상방향으로 가압된 승강축(4)과 인접한 다른 승강축(4)은 하강한 상태로 상방향으로 가압된 승강축(4)을 가압하는 가압력과 대응되는 가압력을 전달받는다. 이로 인해 하강한 상태의 승강축(4)에 가압력이 발생하여 자재를 접착층에 부착할 때 기설정된 부착 가압력이 부여된다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)를 참조하면, 서로 인접하는 2개의 승강축(4)은, 2개의 승강축(4) 사이에서 각각의 승강축(4)의 외벽에 상하 방향으로 형성된 래크기어(3a)와 래크기어(3a)에 치합되는 피니언기어(3b)와 피니언기어(3b)를 회전시키는 구동모터(3c)를 통해 승강 가능하게 구비된다. 공압 공급부(11)는 2개의 승강축(4) 각각의 하부에 구비된다.
제2실시 예의 픽커(1b)는, 2개의 승강축(4) 중 픽업 대상 자재가 흡착된 흡착부(5b)의 지지축(5a)과 연결된 승강축(4)과 인접하되, 동일한 피니언기어(3b)에 연결된 다른 승강축(4)의 하단에 대응하는 공압 공급부(11)를 작동시켜 승강축(4)의 하단에 공압을 인가한다. 공압 공급부(11)는 축가이드홀(GH) 내부에 수용된 승강축(4)의 하단에 공압을 인가하여 제어부에 기설정된 공압으로 기설정된 시간동안 승강축(4)을 상방향으로 가압함으로써 그에 상응하는 가압력을 하강하는 승강축에 부여해줄 수 있다.
이하, 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)를 참조하여 공압 공급부(11)를 통해 흡착부(5b)에 가압력을 발생시키는 방법에 대해 설명한다.
도 8의 (a)는 상승 상태의 제1승강축(4a)에 제1승강축(4a)과 대응하는 제1공압 공급부(11a)를 통해 공압을 인가하여 상방향으로 가압하는 힘을 발생시킨 상태를 도시한 도이다.
도 8의 (a)에서 제1승강축(4a)의 좌측에 도시된 화살표는 공압 공급부(11)의 에어를 통해 제1승강축(4a)이 상방향으로 가압되고 있는 방향을 의미하고, 제2승강축(4b)의 우측에 도시된 화살표는 제1승강축(4a)을 상방향으로 가압하는 힘이 제2승강축(4b)에 전달되어 제2승강축(4b)에 가압력이 발생하는 방향을 의미한다. 또한, 도 8의 (a)에서 제1승강축(4a)에 도시된 화살표는 공압 공급부(11)에 의해 공압이 인가되는 방향을 의미한다.
도 8의 (a)를 참조하면, 제1공압 공급부(11a)는 제1승강축(4a)이 수용된 제1축가이드홀(GH1)에서 제1승강축(4a)의 하단으로 공압을 인가한다. 이로 인해 제1승강축(4a)은 상방향으로 가압된다. 이때, 제1승강축(4a)은 위치제어모드의 승강유닛(3)에 의해 상승한 상태이다. 제1승강축(4a)은 제1공압 공급부(11a)를 통해 소정 높이만큼 더 상승할 수 있다. 제1승강축(4a)이 상승함에 따라 제1, 2승강축(4a, 4b) 사이에 구비된 피니언기어(3b)가 일방향으로 회전한다. 피니언기어(3b)는 일방향으로 회전하며 제2승강축(4b)의 래크기어(3a)를 통해 제2승강축(4b)을 소정 높이만큼 하강시킨다. 제2승강축(4b)은 제1승강축(4a)을 상승시키는 힘에 의해 하강하며 제1승강축(4a)을 상승시킨 힘만큼의 가압력이 제2승강축(4b)에 발생한다. 이에 따라 연결부(6)를 통해 제2승강축(4b)과 일체 동작하는 흡착부(5b)에 제1승강축(4a)을 상승시키는 힘에 대응하는 가압력이 발생한다. 제2승강축(4b)과 연결된 흡착부(5b)는 픽업한 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 접촉시켜 전달한 픽커이다.
이와 반대로, 도 8의 (b)는 제2승강축(4b)에 대응하는 제2공압 공급부(11b)에 의해 제2승강축(4b)이 소정 높이 상승한 상태를 도시한 도이다. 도 8의 (b)에서 제2승강축(4b)의 우측에 도시된 화살표는 공압 공급부(11)의 에어를 통해 제2승강축(4b)이 상방향으로 가압되고 있는 방향을 의미하고, 제1승강축(4a)의 좌측에 도시된 화살표는 제2승강축(4b)을 상방향으로 가압하는 힘에 의해 하강한 상태의 제1승강축(4a)에 가압력이 발생하는 방향을 의미한다. 또한, 도 8의 (b)에서 제2승강축(4b)에 도시된 화살표는 공압 공급부(11)에 의해 공압이 인가되는 방향을 의미한다.
제2공압 공급부(11b)는 제2승강축(4b)이 수용된 제2축가이드홀(GH2)에서 제2승강축(4b)의 하단으로 공압을 인가한다. 이로 인해 위치제어모드의 승강유닛(3)에 의해 이미 상승한 상태의 제2승강축(4b)은 상방향으로 가압되어 소정 높이 상승한다. 제2승강축(4b)이 상승함에 따라 피니언기어(3b)가 타방향으로 회전한다. 피니언기어(3b)는 제2승강축(4b)의 상승에 의해 회전하므로, 제1승강축(4a)을 상승시켰던 방향과 반대 방향으로 회전하게 된다. 피니언기어(3b)는 회전하며 제1승강축(4a)의 래크기어(3a)를 통해 제1승강축(4a)을 소정 높이 하강시킨다. 제1승강축(4a)은 제2승강축(4b)을 상승시키는 힘에 의해 하강하며 제2승강축(4b)을 상승시키는 힘만큼의 가압력이 제1승강축(4a)에 발생한다. 이에 따라 연결부(6)를 통해 제1승강축(4a)과 일체 동작하는 흡착부(5b)에 제2승강축을 상승시키는 힘에 대응하는 가압력이 발생한다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이, 공압 공급부(11)는, 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 전달한 흡착부(5b)와 연결된 승강축(4)과 인접하되 동일한 피니언기어(3b)를 통해 연결된 반대 방향의 승강축(4)이 설치된 축가이드홀(GH)에 공압을 인가한다. 공압 공급부(11)는 기설정된 공압으로 이미 상승한 상태의 승강축(4)을 상방향으로 가압하여 소정 높이 상승시키고 피니언기어(3b)를 회전시킨다. 이에 따라 소정 높이 상승한 승강축(4)과 동일한 피니언기어(3b)에 연결된 다른 승강축(4)은 피니언기어(3b)의 회전에 의해 하방향으로 이동되며 소정 높이 하강한다. 하강된 승강축(4)은 상승된 승강축(4)에 공압 공급부(11)를 통해서 추가적으로 가해지는 상승시키려는 힘에 대응하는 가압력이 전달된다. 이에 따라 하강된 승강축(4)과 연결된 흡착부(5b)에 가압력이 발생한다.
이하, 제2실시 예의 픽커(1b)를 이용하여 전자파 차폐 처리를 수행하기 위해 테이프 또는 스탠실의 접착층 상에 자재를 가압하여 부착하는 방법에 대해 설명한다.
흡착부(5b)는 자재를 픽업한 상태로 테이프 또는 스탠실의 상부로 이동한다.
그런 다음, 제2실시 예의 픽커(1b)는 승강유닛(3)을 통해 흡착부(5b)를 테이프 또는 스탠실의 접착층 측으로 하강시키는 과정을 수행한다. 이때 승강유닛(3)의 구동모터(3c)는 흡착부(5b)를 하강시키는 작업을 수행하기 위해 제어부를 통해 구동모터(3c)를 위치제어모드로 설정한다.
위치제어모드의 구동모터(3c)는 자재를 흡착한 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)을 기설정된 높이까지 하강시킨다.
여기서, 기설정된 높이는 자재가 테이프 또는 스탠실의 접착층과 동일한 높이이거나 접착층으로부터 소정 간격 이격된 높이일 수 있다.
제어부가 구동모터를 위치제어모드로 설정한 상태에서 흡착부(5b)에 흡착된 자재가 기설정된 높이까지 하강하게 되고, 기설정된 높이에 도달하면 승강유닛(3)의 하강을 정지시킨다. 여기서, 픽커 하강 위치는 흡착부(5b)에 흡착된 자재가 접착층 상에 접촉하는 위치가 될 수 있고 접착층으로부터 소정간격 이격된 위치가 될 수도 있다.
그런 다음, 제어부는 구동모터를 위치제어모드에서 토크제어모드로 전환한다.
제2실시 예의 픽커는 기설정된 높이(접착층과 동일하거나 접착층 보다 약간 높은 높이)까지 구동모터(3c)를 위치제어모드로 설정하여 해당 높이에 위치시키고, 이후 구동모터(3c)를 토크제어모드로 전환한 상태에서, 공압 공급부에 공압을 인가하여 기설정된 부착 가압력으로 가압하는 과정을 수행한다.
물론, 이때 토크제어모드는 앞서 설명한 바와 같이 토크값을 제로모드 또는 최소모드로 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 제2실시 예의 픽커에서 토크제어모드로 전환하되, 흡착부(5b)의 하강을 구현하는 승강축(4)에 최소한의 토크만이 작용되도록 토크값을 제로모드 또는 최소모드로 설정한다.
여기서 토크 제로모드 또는 최소모드는 공압 공급부에서 인가된 공압만큼 가압력이 부여될 수 있도록 상승하는 승강축에 의해 상대적으로 하강하는 승강축에 가압력이 작용되도록, 가압하는 힘의 방향과 같은 방향으로 힘이 유지될 수 있을 정도의 최소한의 힘이 작용하는 상태를 의미하며 최소값으로 제한되는 것은 아니다. 즉, 부여되는 힘의 방향과 같은 방향으로 힘이 유지될 수 있을 정도의 힘이 인가되기 위한 소정 범위 이하의 값(수치)을 포함할 수 있다.
제2실시 예에서 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 공압 공급부는 인접하는 2개의 승강축 중 상승 이동하는 승강축의 하단으로 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축과 연결된 흡착부로 자재를 소정시간 동안 가압하여 자재에 소정의 부착 가압력을 부여할 수 있게 된다.
즉, 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 구동모터를 토크제어모드로 전환한 후 공압 공급부(11)가 자재 부착 대상인 흡착부(5b)와 연결된 승강축(4)과 인접하는 다른 승강축(4)의 하단으로 기설정된 공압을 인가한다. 도 8의 (a)를 참조하면, 자재 부착 대상의 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)은 하강 상태의 제2승강축(4b)일 수 있고, 공압 공급부(11)를 통해 공압을 인가하는 승강축(4)은 상승 상태의 제1승강축(4a)일 수 있다. 이와는 달리, 도 8의 (b)를 참조하면, 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)은 하강 상태의 제1승강축(4a)일 수 있고, 공압 공급부(11)를 통해 공압을 인가하는 승강축(4)은 상승 상태의 제2승강축(4b)일 수 있다.
따라서, 제2실시 예에서 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착할 때 공압 공급부는 인접하는 2개의 승강축 중 상승 이동하는 승강축의 하단으로 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축과 연결된 흡착부로 자재를 소정시간 동안 가압하여 자재에 소정의 부착 가압력을 부여할 수 있게 된다.
공압 공급부(11)를 통해 공압을 인가하는 승강축(4)은 위치제어모드의 구동모터(3c)에 의해 이미 상승한 상태에서 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 기설정된 공압으로 기설정된 시간동안 상방향으로 가압된다. 이때, 공압 공급부(11)를 통해 공압이 인가되기 전에 구동모터(3c)는 토크제어모드로 전환되고, 토크제어모드로 전환된 상태에서 상승한 승강축(4)의 하단으로 공압 공급부(11)를 통해 공압을 인가한다. 기설정된 공압이 인가됨에 따라 상승한 승강축은 상방향으로 더욱 가압되면서 소정 높이 상승하고, 상승한 승강축(4)과 동일한 피니언기어(3b)에 연결된 하강한 승강축(4)은 하방향으로 더욱 가압되면서 소정 높이 하강하게 된다. 따라서, 공압 공급부를 통해 공압이 인가되어 상방향으로 가압하는 힘을 받는 상승한 승강축과 대응되는 가압력을 하강한 승강축이 전달받게 된다.
공압 공급부(11)는 제어부에 의해 기설정된 공압으로 기설정된 시간동안 상승한 승강축(4)을 상방향으로 가압한다. 하강한 승강축(4)은 피니언기어(3b)를 통해 상승한 승강축(4)을 상방향으로 가압하는 힘을 전달받으면서 하방으로의 가압력이 발생한다. 하강한 승강축(4)과 연결된 흡착부(5b)는 흡착부(5b)에 발생한 가압력을 통해 접착층 상에 접촉시켜 전달한 자재를 가압하여 완전히 부착시킨다.
자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 작업이 완료되면 접착층으로부터 지지축을 상승시키기 위해 공압 공급부의 공압 인가를 해제하고 제어부에 의해 구동모터의 모드가 토크제어모드에서 다시 위치제어모드로 전환된다. 그런 다음, 승강유닛(3)은 부착 작업이 완료된 지지축을 상승시키는 작업을 수행한다.
구체적으로, 승강유닛(3)은 자재 부착 작업을 수행한 흡착부(5b)와 대응되는 승강축(4)을 상승시키기 위해 흡착부(5b)를 하강시켰던 방향과 반대 방향으로 피니언기어(3b)를 회전시킨다. 피니언기어(3b)의 회전은 구동모터(3c)를 통해 이루어진다. 일 예로서, 피니언기어(3b)는 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라 흡착부(5b)가 접착층으로부터 상승한다. 이때, 흡착부(5b)는 자재를 픽업하기 위해 형성되었던 흡착력을 해제한 상태이다.
위치제어모드로 전환된 구동모터에 의해 부착 작업을 완료한 흡착부(5b)가 상승함에 따라 자재를 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 작업이 종료된다.
이때 승강유닛에 의해 2개의 승강축이 함께 서로 반대방향으로 동작하기 때문에 어느 하나의 승강축과 연결된 지지축이 상승함과 동시에 나머지 하나의 승강축과 연결된 지지축이 하강하고 동일한 과정을 통해 나머지 하나의 승강축에 흡착된 자재의 부착을 수행한다.
즉, 복수개의 승강축 중 승강유닛에 의해 함께 동작하는 2개의 승강축 중 어느 하나의 승강축에 연결된 흡착부에 흡착된 자재를 부착하고 이후 부착 작업이 완료된 승강축을 상승시키면서 나머지 하나의 흡착부에 흡착된 자재 부착과정을 수행한다.
물론 자재를 부착하는 과정에서 상승하는 승강축의 하단으로 기설정된 공압을 인가하여 하강하는 승강축에 동일한 부착 가압력을 부여한다.
이때, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 8개의 지지축을 구비한 픽커를 사용하는 경우 8개의 지지축 중 4개의 지지축과 연결된 자재를 함께 하강하도록 제어하여 동시에 4개의 자재를 부착하고, 나머지 4개의 지지축을 함께 하강하여 나머지 4개의 자재를 동시에 부착할 수 있으나, 각각의 픽커를 순차적으로 제어하여 부착을 수행할 수도 있다.
즉, 4개의 승강유닛을 동시에 동작하도록 제어하여 4개의 자재를 동시에 부착할 수도 있고 각각 순차적으로 동작하도록 제어하여 1개씩 순차적으로 접착층에 자재를 부착할 수도 있다.
또한, 본 발명에서 공압 공급부를 통해 인가되는 공압의 크기만큼 기설정된 가압력으로 자재를 부착함에 따라 적정 부착력으로 자재를 접착층에 부착할 수 있기 때문에 별도의 누름부재를 사용한 추가 가압 공정을 생략할 수도 있으나, 필요에 따라 별도의 누름부재(미도시)를 추가적으로 구비할 수도 있다.
누름부재는 스프링을 포함하여 구성되어 스프링의 탄성력으로 접착층 상에 부착된 복수개의 자재를 한 번에 가압하여 부착하는 기능을 수행할 수 있다. 제2실시 예의 픽커(1b)는 공압 공급부(11)를 이용하여 기설정된 공압을 인가함으로써 흡착부(5b)를 통해 자재를 테이프 또는 접착층에 부착할 때 적정한 부착 압력으로 부착할 수 있기 때문에 누름부재를 생략할 수도 있지만, 필요에 따라 실린더를 사용하지 않거나 실린더를 사용하되 약한 가압력으로 자재를 접착층에 임시부착하고 별도의 누름부재를 사용하여 복수개의 자재를 한 번에 가압하여 부착 작업의 속도를 향상시킬 수도 있으며 누름부재로 가압하기 전에 픽커(1a)가 일정한 가압력으로 자재를 접착층에 부착함으로써 접착층에 부착된 복수의 자재의 높이가 일정해져 누름부재가 복수의 자재를 한번에 누르더라도 편하중이 발생하는 것을 최소화 할 수 있다.
한편, 제2실시 예의 픽커(1b)는 공압 공급부(11)를 통해 백래쉬 방지, 또는 정전 등의 비상 상황에서 흡착부(5b)의 급속 하강을 방지할 수도 있다.
흡착부(5b)가 자재를 픽업한 상태에 정상 동작을 수행할 때는 공압 공급부를 통해서 소정의 압력으로 공압을 공급하여 승강축의 하단부를 상측으로 가압하여 백래쉬(black lash)를 방지할 수 있다.
또한, 흡착부(5b)가 자재를 픽업한 상태에서 테이프 또는 스탠실의 접착층 상부에 위치한 상태로 하강을 준비할 때, 작동이 중단되거나 정전 등의 비상 상황이 발생할 경우, 갑자기 전원이 차단되어 흡착부(5b)가 급속 하강할 수 있으며, 이는 자재의 파손 및 흡착부(5b) 손상 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 제2실시 예의 픽커(1b)는 비상 상황 발생 시, 급속 하강하는 흡착부(5b)와 연결된 승강축(4)에 대응하는 공압 공급부(11)를 작동시킨다. 급속 하강하는 흡착부(5b)와 연결된 승강축(4)은 공압 공급부(11)를 통해 인가된 공압에 의해 상승시키는 힘과 하강하려는 힘이 충돌하며 급속 하강이 방지되며, 이로 인해 흡착부(5b) 및 흡착부에 흡착된 자재가 아래쪽의 다른 물체에 부딪혀 파손 및 손상되는 문제가 방지될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
1a, 1b: 픽커 2: 바디
3: 승강유닛 3a: 래크기어
3b: 피니언기어 3c: 구동모터
4: 승강축 5a: 지지축
5b: 흡착부 6: 연결부
7: 픽커 회전 모터 8: 회전벨트
9: 실린더 10: 로드
11: 공압 공급부 11a: 제1공압 공급부
11b: 제2공압 공급부

Claims (12)

  1. 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 있어서,
    일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디;
    상기 바디에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축;
    각각의 상기 지지축의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부;
    각각의 상기 지지축을 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부; 및
    상기 지지축의 상부에 구비되며 상기 지지축을 가압하여, 테이프 또는 스탠실의 접착층에 상기 자재를 부착할 때 부착 가압력을 조절하는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽커.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지축은 2N(여기서, N은 정수)개 구비되고,
    상기 승강구동부는 N(여기서, N은 정수)개의 승강유닛을 구비하며,
    상기 승강유닛은 인접한 2개의 지지축이 승하강 가능하도록 2개의 지지축 사이에 각각 마련되고, 인접한 2개의 지지축은 상기 승강유닛에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동되는 것을 특징으로 하는 픽커.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승강구동부는
    일단이 상기 지지축과 각각 연결되게 구비되고 외벽에 래크기어가 상하방향으로 형성된 복수개의 승강축과,
    상기 래크기어와 치합되는 피니언기어; 및 상기 피니언기어를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 상기 바디에 장착되는 구동모터로 이루어진 복수개의 승강유닛을 구비하고,
    각각의 상기 승강유닛은 인접한 2개의 승강축이 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되고, 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승강 작동시키는 것을 특징으로 하는 픽커.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 승강구동부는
    일단이 상기 지지축과 각각 연결되게 구비되고 타단에 결합부가 마련되는 복수개의 승강축과,
    인접한 2개의 승강축의 결합부가 각각 삽입되는 2개의 삽입홈이 동일 축 상에 형성되는 회전부재; 및 상기 회전부재를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터로 이루어진 복수개의 승강유닛을 구비하고,
    각각의 상기 승강유닛은 인접한 2개의 승강축이 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되고, 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승강 작동시키는 것을 특징으로 하는 픽커.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 승강구동부에 의해 상기 지지축이 상승하는 과정에서 상기 실린더와 간섭되지 않도록 상기 지지축과 상기 실린더는 소정 간격 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 픽커.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 승강유닛은 상기 구동모터를 위치제어모드 또는 토크제어모드로 설정하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 흡착부에 흡착된 자재를 기설정된 높이까지 하강시키는 경우 및/또는 가압이 완료된 자재를 상승시키는 경우에는 상기 구동모터를 위치제어모드로 설정하고,
    기설정된 높이에서 상기 자재를 상기 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 경우에는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 픽커.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 승강유닛의 상기 제어부는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정할 때 상기 토크값은 제로모드 또는 최저모드로 설정하고,
    상기 실린더는 기설정된 압력으로 기설정된 시간 동안 상기 지지축을 가압하여 상기 자재에 소정의 부착 가압력을 부여하는 것을 특징으로 하는 픽커.
  8. 테이프 또는 스탠실의 접착층에 자재를 부착하거나 부착된 자재를 박리하는 픽커에 있어서,
    일측 방향으로 이동 가능하게 장착되는 바디;
    상기 바디에 승강 가능하게 장착되고, 자재 흡착을 위한 에어가 인가되는 중공을 내부에 구비하는 복수개의 지지축;
    각각의 상기 지지축의 중공과 연통되는 흡착 관로가 마련되어 개별적으로 상기 자재를 흡착 가능하게 구비되는 복수개의 흡착부;
    일단이 상기 지지축과 각각 연결되게 구비되는 복수개의 승강축과, 인접한 2개의 승강축을 서로 반대되는 방향으로 승하강 가능하도록 2개의 승강축 사이에 마련되는 복수개의 승강유닛을 구비하는 승강 구동부; 및
    상기 승강축의 하단에 각각 구비되며 기설정된 압력으로 공압을 공급하는 공압 공급부를 포함하며,
    상기 공압 공급부는 2개의 승강축 중 상기 승강유닛에 의해 상승 이동하는 승강축의 하단에 기설정된 공압을 인가하여 하강 이동하는 승강축에 연결된 지지축의 가압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 픽커.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 승강축의 외벽에는 상하 방향으로 래크기어가 형성되고,
    상기 승강유닛은
    상기 래크기어와 치합되는 피니언기어; 및
    상기 피니언기어를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키며 상기 바디에 장착되는 구동모터로 이루어지며,
    상기 래크기어가 형성된 인접한 2개의 승강축은 상기 피니언기어의 양측에 각각 치합되어 상기 구동모터에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동되는 것을 특징으로 하는 픽커.
  10. 제8항에 있어서
    상기 승강축은 타단에 결합부가 마련되고,
    상기 승강유닛은
    복수개의 승강축 중에서 인접한 2개의 승강축의 결합부가 각각 삽입되는 2개의 삽입홈이 동일 축 상에 형성되는 회전부재; 및
    상기 회전부재를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터로 이루어지며,
    인접한 2개의 승강축은 상기 구동모터에 의해 서로 반대되는 방향으로 승강 작동되는 것을 특징으로 하는 픽커.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 승강유닛은 상기 구동모터를 위치제어모드 또는 토크제어모드로 가변하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 흡착부에 흡착된 자재를 기설정된 높이까지 하강시키는 경우 및/또는 가압이 완료된 자재를 상승시키는 경우에는 상기 구동모터를 위치제어모드로 설정하고,
    기설정된 높이에서 상기 자재를 상기 테이프 또는 스탠실의 접착층에 부착하는 경우에는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 픽커.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 승강유닛의 상기 제어부는 상기 구동모터를 토크제어모드로 설정할 때 상기 토크값은 제로모드 또는 최저모드로 설정하고,
    상기 공압 공급부는 상기 상승하는 승강축의 하단으로 기설정된 공압을 인가하고 상기 하강하는 승강축과 연결된 흡착부로 상기 자재를 소정시간 동안 가압하여 상기 자재에 소정의 부착 가압력을 부여하는 것을 특징으로 하는 픽커.
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