KR20240073338A - 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치 - Google Patents

마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 콜렛 홀더는 그 일면인 반도체 칩에 대한 접촉면으로부터 그 타면까지 관통하는 다수의 개별 홀을 구비한 흡착 러버와, 그 일면으로부터 그 타면까지 관통하여 각 개별 홀에 연결된 공동의 통로를 제공하는 공동 홀을 구비하며 흡착 러버에 적층되는 금속 플레이트를 각각 포함하는 콜렛이 자성력에 의해 체결되는 콜렛 홀더로서, 일면에서 상기 콜렛의 체결 시에 상기 콜렛과 접촉하는 접촉면; 흡입력이 제공되도록 상기 접촉면의 중심을 관통하는 홀더 홀; 상기 홀더 홀과 연통되어 타면에서 돌출되는 통로인 연결관; 상기 자성력을 제공하는 다수의 자석; 및 상기 다수의 자석이 개별로 안착되도록 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 다수의 안착홈;을 포함하며, 상기 각 자석은 동일한 크기를 가진다.

Description

마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치{MAGNETIC COLLET HOLDER, AND PICKUP APPARATUS HAVING COLLET STRUCTURE AND THE SAME}
본 발명은 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩 등을 픽업하는 콜렛을 자성 방식으로 결합하는 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지 조립 공정 중에서, 반도체 칩(또는 "다이(die)"라고도 지칭됨)을 웨이퍼(wafer)에서 분리하여 리드 프레임 또는 인쇄회로기판(PCB) 등과 같은 기판에 에폭시 접착제 등을 이용하여 붙이는 공정을 칩 부착 공정(또는 bonding 공정)이라 한다. 이는 웨이퍼 상에 형성된 복수개의 칩들을 개별적으로 분리하여 제품화하는 첫 단계로서, 이에 따라 칩 부착 공정을 수행하기 위해서는 웨이퍼를 개별 칩 단위로 절단하여 분리시키는 공정이 선행되어야 한다.
이와 같이 반도체 칩 패키지의 조립 공정은 복수개의 칩이 형성된 웨이퍼를 개별 칩 단위로 절단하는 공정과, 절단된 개별 칩을 패키지 본체에 접착시키는 칩 부착 공정을 위해 절단된 개별 칩을 픽업하여 패키지 본체의 실장부에 이송하는 공정이 요구된다. 이때, 웨이퍼로부터 절단된 반도체 칩을 픽업(pickup)하여 이송하는 장치를 반도체 칩 이송 장치(이하, "이송 장치"라 지칭함)라고 한다.
이러한 이송 장치에서, 반도체 칩과 직접 접촉하여 픽업하는 부분을 "콜렛(collet)"이라고 지칭하며, 해당 콜렛을 체결하는 부분을 "콜렛 홀더(collet holder)"라고 지칭한다. 또한, 콜렛 및 콜렛 홀더가 결합된 구조체를 "콜렛 구조체"라 지칭한다.
이러한 콜렛 및 콜렛 홀더를 포함하는 이송 장치는 상술한 반도체 패키지의 조립 공정 외에, 반도체 칩의 표면 파손, 흠집, 결함 등의 외관 상태 양호 여부를 검사하는 비전 검사 공정 등에도 사용될 수 있다.
일반적으로, 이송 장치는 반도체 칩에 대한 진공 흡입력을 제공하도록 공기가 흡입되는 홀이 마련된 진공 인가관과, 진공 인가관과 연결되며 저면으로 홀이 노출되는 콜렛 홀더와, 홀과 연통되는 홀을 가지며 콜렛 홀더의 저면에 삽입 결합되는 신축성의 흡착 러버를 구비한 콜렛을 각각 포함한다.
특히, 등록실용신안공보 제20-0414775 등과 같이, 콜렛 홀더에 자성력을 부여함으로써 흡착 러버에 금속 플레이트를 결합한 콜렛을 콜렛 홀더에 결합할 수 있게 구성된 이송 장치가 제안된 바 있다. 일반적으로, 이러한 이송 장치에 사용되는 콜렛 및 콜렛 홀더를 "마그네틱 콜렛" 및 "마그네틱 콜렛 홀더"라 지칭한다.
도 1은 종래의 마그네틱 콜렛(10)과 마그네틱 콜렛 홀더(20)를 포함하는 종래의 콜렛 구조체(1)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래의 마그네틱 콜렛 홀더(20)는 진공 인가관과 연결되어 공기를 흡입하는 홀더 홀(22)이 그 저면(21), 즉 마그네틱 콜렛(10)과 접촉하는 그 접촉면(21)에 노출된다. 이때, 흡착 러버(11) 및 금속 플레이트(12)가 결합한 마그네틱 콜렛(10)은 콜렛 홀더(20)의 그 접촉면(21)에 결합된다. 특히, 콜렛 홀더(20)는 그 접촉면(21)에 홀더 홀(22) 외에 공동 홈(23)을 포함하며, 그 측면에 형성된 삽입홈(24)을 통해 자석(25)이 삽입된다. 이때, 자석(25)은 자성에 의한 마그네틱 콜렛(10)과의 결합력을 높이기 위해, 저면(21)의 대부분에 대응하는 넓은 면적을 가지도록 형성된다.
도 2 및 도 3은 종래의 마그네틱 콜렛 홀더(20)의 문제점에 대한 개념도를 나타낸다.
하지만, 도 2를 참조하면, 웨이퍼 등의 기판(S)에서 반도체 칩(D)을 픽업하는 과정 중에 클램퍼(clamper)로 인해, 큰 면적의 저면(21)을 가지는 제1 콜렛 구조체(1A)를 보다 작은 면적의 저면(21)을 가지는 제2 콜렛 구조체(1B)로 교체해야 하는 경우가 종종 발생한다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 콜렛 구조체(1A)의 콜렛 홀더(20A)에 채용되는 제1 자석(25A)의 크기와, 제2 콜렛 구조체(1B)의 콜렛 홀더(20B)에 채용되는 제2 자석(25B)의 크기도 달라질 수 밖에 없다. 즉, 제2 자석(25B)의 평면 면적이 제1 자석(25A)에 비해 줄어들어야 한다.
이에 따라, 저면(21) 면적이 서로 다른 각 콜렛 홀더(20A, 20B)에 채용되는 자석(25A, 25B)들의 크기가 달라져야 하며, 서로 다른 크기의 각 콜렛 홀더(20A, 20B)를 제조하기 위해서는 다양한 크기의 자석(25A, 25B)들을 각각 가공하여 채용해야 한다. 그 결과, 각 콜렛 홀더(20A, 20B)의 제조 비용이 증가하게 되는 문제점이 발생한다.
다만, 상술한 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 기 공개된 기술에 해당하는 것은 아니다.
KR 20-0414775 Y
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다양한 크기로 제조되더라도 그 제조 비용을 줄일 수 있는 구조를 가진 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 콜렛 홀더는 그 일면인 반도체 칩에 대한 접촉면으로부터 그 타면까지 관통하는 다수의 개별 홀을 구비한 흡착 러버와, 그 일면으로부터 그 타면까지 관통하여 각 개별 홀에 연결된 공동의 통로를 제공하는 공동 홀을 구비하며 흡착 러버에 적층되는 금속 플레이트를 각각 포함하는 콜렛이 자성력에 의해 체결되는 콜렛 홀더로서, 일면에서 상기 콜렛의 체결 시에 상기 콜렛과 접촉하는 접촉면; 흡입력이 제공되도록 상기 접촉면의 중심을 관통하는 홀더 홀; 상기 홀더 홀과 연통되어 타면에서 돌출되는 통로인 연결관; 상기 자성력을 제공하는 다수의 자석; 및 상기 다수의 자석이 개별로 안착되도록 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 다수의 안착홈;을 포함하며, 상기 각 자석은 동일한 크기를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콜렛 홀더는 상기 공동 홈에 연통됨으로써 복수의 개별 홀에 대한 공동의 통로를 제공하며, 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 공동 홈을 더 포함하며, 상기 각 안착홈은 상기 공동 홈에 형성될 수 있다.
상기 공동 홈은 상기 접촉면에서 상기 각 안착홈보다 더 넓은 홈 면적을 가질 수 있다.
상기 각 안착홈에 삽입된 상기 각 자석이 상기 공동 홈의 저면에서 비 돌출될 수 있다.
상기 각 안착홈에 삽입된 상기 각 자석이 상기 공동 홈의 저면에서 돌출되되, 상기 공동 홈의 가지는 최대 높이의 부분에서는 비 돌출될 수 있다.
상기 공동 홈은 복수개가 이격되게 배치되고, 상기 각 공동 홈에는 복수개의 상기 안착홈이 이격 배치될 수 있다.
상기 각 공동 홈 간에는 상기 안착홈들의 배치가 대칭 구조를 이룰 수 있다.
상기 각 공동 홈은 상기 홀더 홀을 중심에 두고 대칭을 이룰 수 있다.
상기 각 자석은 상기 접촉면의 평면에서 볼 때 원형 형상을 가질 수 있다.
상기 각 자석의 상기 평면에서의 면적은 0.5π 내지 3.5π일 수 있다.
다양한 크기의 콜렛 홀더가 반도체 칩 이송 장치에 교체 체결 가능하며, 서로 다른 크기의 콜렛 홀더들에 포함된 각 자석은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 다양한 크기로 제조되더라도(즉, 다양한 크기의 접촉면 및 서로 다른 홀 면적의 공동 홈를 구비하도록 제조되더라도) 그 제조 비용을 줄일 수 있는 구조를 가진 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 마그네틱 콜렛(10)과 마그네틱 콜렛 홀더(20)를 포함하는 종래의 콜렛 구조체(1)를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 종래의 마그네틱 콜렛 홀더(20)의 문제점에 대한 개념도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레 구조체(10)의 분해도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레 구조체(10)에서 마그네틱 콜렛(100)과 마그네틱 콜렛 홀더(200) 간의 결합 전후 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레 구조체(10)의 각 구성에 대한 다양한 방면에서의 모습을 나타낸다.
도 7은 도 5(a)에서 마그네틱 콜렛(100)에 대한 A-A의 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 콜렛 홀더(200)에서 자석(250)의 분리 전후 모습을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 콜렛 홀더(200)들의 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 9에서 마그네틱 콜렛 홀더(200)로부터 자석(250)이 분리된 모습을 나타낸다.
본 발명의 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "마련하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, "예를 들어" 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레 구조체(10)의 분해도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레 구조체(10)에서 마그네틱 콜렛(100)과 마그네틱 콜렛 홀더(200) 간의 결합 전후 모습을 나타낸다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레 구조체(10)의 각 구성에 대한 다양한 방면에서의 모습을 나타내고, 도 7은 도 5(a)에서 마그네틱 콜렛(100)에 대한 A-A의 단면도를 나타내며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 콜렛 홀더(200)에서 자석(250)의 분리 전후 모습을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 이송 장치(이하, "본 이송 장치"라 지칭함)는 웨이퍼로부터 절단된 반도체 칩을 픽업하여 이송하는 장치로서, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 마그네틱 콜렛(100) 및 마그네틱 콜렛 홀더(200)를 구비한 콜렛 구조체(10)를 포함한다.
일례로, 본 이송 장치는 본딩(bonding) 장치 등일 수 있다. 즉, 본딩 장치는 상술한 칩 부착 공정을 수행하는 장치로서, 싱귤레이션 처리된 웨이퍼의 어느 한 반도체 칩을 픽업하여 반도체 패키지의 PCB(Printed Circuit Board)의 특정 위치에 놓아 해당 반도체 칩을 PCB에 연결하도록 본딩 처리할 수 있다.
또한, 본 이송 장치는 반도체 패키지의 조립 공정 외에, 반도체 칩의 표면 파손, 흠집, 결함 등의 외관 상태 양호 여부를 검사하는 비전 검사 공정 등에도 사용될 수 있다.
마그네틱 콜렛(100)은 반도체 칩을 픽업하는 구성으로서, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 흡착 러버(110) 및 금속 플레이트(120)를 포함한다. 즉, 마그네틱 콜렛(100)은 홀더 홀(212)을 통해 공급되는 진공 흡입력을 이용해 반도체 칩을 흡착하여 픽업할 수 있다.
흡착 러버(110)는 러버 수지 재질을 포함하는 구성으로서, 반도체 칩과 직접 접촉한다. 이러한 흡착 러버(110)는 판 형태의 러버 베이스(112), 러버 베이스(112)의 일면으로 돌출된 돌출부(111), 및 다수의 개별 홀(113, 114)을 포함할 수 있다. 이때, 돌출부(111)의 일면은 반도체 칩에 대한 접촉면으로 작용할 수 있으며, 러버 베이스(112)의 타면은 금속 플레이트(120)에 대한 접촉면으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 돌출부(111)와 러버 베이스(112)는 성형 공정 등에 의해 제작될 수 있고, 동일 재질로 이루어질 수 있으며, 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
각 개별 홀(113, 114)은 돌출부(111)의 일면으로부터 러버 베이스(112)의 타면까지 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 각 개별 홀(113, 114)은 돌출부(111)의 일면에 형성된 제1 개구(113)와 러버 베이스(112)의 타면에 형성된 제2 개구(114)를 포함할 수 있으며, 제1 개구(113)와 제2 개구(114)는 그 통로가 서로 연결될 수 있다.
특히, 돌출부(111)의 일면에서 작용하는 진공 흡입력이 더 강해질 수 있도록, 각 개별 홀(113, 114)은 돌출부(111)의 일면에 형성된 제1 개구(113)의 면적이 러버 베이스(112)의 타면에 형성된 제2 개구(114)의 면적 보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 제1 개구(113)는 그 면적이 더 적은 다각형 형상일 수 있고, 제2 개구(114)는 그 면적이 더 넓은 원형 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 흡착 러버(110)는 제1 공동 홈(115)을 더 포함할 수도 있다. 이때, 제1 공동 홈(115)은 돌출부(111)의 일면에 그 타면 방향으로 요입 형성된 구성으로서, 각 개별 홀(113, 114)에 연결(연통)되어 이들에 대한 공동의 통로를 제공한다. 이러한 제1 공동 홈(115)은 각 개별 홀(113, 114)에서 작용하는 진공 흡입력의 범위를 제한하면서 그 세기를 더욱 증가시킬 수 있다. 다만, 돌출부(111)의 일면에서 작용하는 진공 흡입력이 더 강해질 수 있도록, 제1 공동 홈(115)이 가지는 통로 직경은 후술할 금속 플레이트(120)의 공동 홀(122)이 가지는 통로 직경 보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 이때, 반도체 칩에 대한 흡입 부착을 위해, 각 개별 홀(113, 114)과 제1 공동 홈(115)이 형성된 범위는 반도체 칩의 면적 보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 제1 공동 홈(115)은 사각형 등과 같이 다각형 링 형상의 형성 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 제1 공동 홈(115)은 필요에 따라 구비되지 않을 수도 있다.
특히, 보다 효과적인 반도체 칩에 대한 부착을 위해, 흡착 러버(110)의 개별 홀(113, 114)들은 돌출부(111)의 일면의 제1 변에서부터 그 대응 변인 제2 변으로 향하는 방향을 따라 적어도 2개의 열로 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 도 6 등을 참조하면, 단축 부분이 제1 변의 방향일 수 있고, 장축 부분이 제2 변의 방향일 수 있다. 이때, 각 개별 홀(113, 114)에서, 돌출부(111)의 개구(113) 형상은 제1 변에서 제2 변으로 향하는 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 이는 그 배치 방향에 따라 각 개별 홀(114, 115)에서 작용하는 공동 흡입력의 방향을 매칭하기 위함이다.
다음으로, 금속 플레이트(120)는 금속 재질을 포함하는 구성이다. 즉, 금속 플레이트(120)는 그 일면이 흡착 러버(110)의 러버 베이스(112)의 타면과 접촉 결합하며, 그 타면이 그 재질적인 특성에 따라 마그네틱 콜렛 홀더(200)의 자석(220)의 자성력에 의해 콜렛 홀더(200)에 부착 결합될 수 있다.
금속 플레이트(120)는 판 형태의 금속 베이스(121)에 형성된 공동 홀(122)을 포함한다. 이때, 공동 홀(122)은 금속 베이스(121)의 일면으로부터 타면까지 관통하는 구성으로서, 흡착 러버(110)의 각 개별 홀(113, 114)에 연결(연통)되어 이들에 대한 공동의 통로를 제공한다. 이에 따라, 마그네틱 콜렛 홀더(200)의 홀더 홀(212)로부터의 진공 흡입력은 공동 홀(122)에 의해 각 개별 홀(113, 114)로 분산되어 작용할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 콜렛 홀더(200)가 접촉면(211)에 별도의 제2 공동 홈(213)을 구비하지 않아 그 접촉면(211)이 평평한 경우에도 반도체 칩에 대한 이송 작용이 가능한 이점이 있다.
또한, 금속 플레이트(120)의 공동 홀(122)은 서로 이격된 2개의 제1 홀(122a)과 각 제1 홀(122a)을 연결하는 제2 홀(122b)로 이루어진 H 형상을 포함할 수 있다. 이때, 금속 플레이트(120)의 각 제1 홀(122a)에 대응하는 위치 상에 흡착 러버(110)의 개별 홀(113, 114)들이 열을 이루도록 배치될 수 있다. 이러한 H 형상의 공동 홀(122)과 그에 따른 개별 홀(113, 114)의 배치는 이들 간의 공동의 연결 통로를 특정 범위로 제한함으로써 진공 흡입력을 더욱 증가시킬 수 있다.
마그네틱 콜렛 홀더(200)는 마그네틱 콜렛(100)을 체결시키는 샹크(shank)라고도 지칭되는 구성으로서, 홀더 본체(210)와 자석(220)을 포함한다. 홀더 본체(210)는 마그네틱 콜렛(100)과 접촉하여 체결되는 부분으로서, 일면에 마그네틱 콜렛(100)과 접촉하는 그 저면(즉, 접촉면)(211)에 홀더 홀(212)이 형성된다. 이때, 홀더 홀(212)은 접촉면(211)을 중심을 관통하는 홀로서, 반도체 칩에 대한 진공 흡입력을 제공하도록 공기가 흡입되는 연결과(215)에 그 통로가 연결되며, 콜렛 홀더(200)의 접촉면(211)에 노출된다. 이를 위해, 홀더 본체(210)의 타면에는 홀더 홀(212)과 연통되어 해당 타면에서 돌출되는 통로인 연결관(215)을 포함한다.
이때, 연결관(215)은 진공 인가관으로도 지칭될 수 있으며, 본 이송 장치에 연결되어 본 이송 장치로부터 흡입되는 공기가 해당 통로를 통해 이동할 수 있다. 즉, 연결관(215)의 내부 통로를 통해 홀더 홀(212)로 본 이송 장치의 진공 흡입력이 전달될 수 있다. 특히, 연결관(215)은 본 이송 장치에 체결되기 위한 홀더로 작용한다. 즉, 후술할 각 콜렛 구조체의 교체 시, 체결 수단(일례로, 볼트 및 너트 등)을 통해 연결관(215)이 본 이송 장치에 체결되거나 해당 체결이 해제될 수 있다.
마그네틱 콜렛 홀더(200)는 자성력을 가진 자석(220)을 포함한다. 이러한 자석(220)은 다수개가 서로 이격되게 배치되되, 각각이 서로 동일한 크기(사양)를 가지도록 구현된다. 이에 따라, 금속 플레이트(120)를 구비한 마그네틱 콜렛(100)은 그 금속 플레이트(120)와 콜렛 홀더(200)의 각 자석(220) 사이에 작용하는 인력의 자성력에 의해 마그네틱 콜렛 홀더(200)에 부착 결합될 수 있다.
이를 위해, 홀더 본체(210)의 접촉면(211)에는 각 자석(220)이 개별로 안착되는 홈 형상의 안착홈(214)이 구비된다. 즉, 각 안착홈(214)에 각 자석(20)이 삽입되어 안착된다.
또한, 홀더 본체(210)는 그 접촉면(210)에 홀더 홀(212) 외에 제2 공동 홈(213)을 더 포함할 수 있다. 이러한 제2 공동 홈(213)은 청구범위 등에서 단순히 "공동 홈"으로 지칭될 수도 있다. 제2 공동 홈(213)은 마그네틱 콜렛(100)의 다수 개별 홀(113, 114)에 연결(연통)되어 이들 홀(113, 114)에 대한 공동의 통로를 제공하도록 홀더 본체(210)의 접촉면(211)에 형성된 구성이다. 즉, 제2 공동 홈(213)은 공동 홀(122)에 연결(연통)됨으로써 복수의 개별 홀(113, 114)에 대한 공동의 통로를 제공한다.
이에 따라, 본 이송 장치로부터 연결관(215)의 내부 통로를 통해 진공 흡입력이 인가되는 경우, 제2 공동 홈(213)에 의해 공동 홀(122)이 연통되면서 공동 홀(122)에 연통된 다수의 개별 홀(113, 114)에 대해 각각 진공 흡입력이 분산 작용하게 된다. 그 결과, 반도체 칩이 각 제1 개구(113)가 형성된 흡착 러버(110)의 일면에 해당 흡입력에 따라 부착될 수 있어, 해당 반도체 칩 대한 이송이 수행될 수 있다.
특히, 안착홈(214)은 제2 공동 홈(213)에 형성될 수 있다. 즉, 제2 공동 홈(213)은 접촉면(211)에서 안착홈(214)보다 더 넓은 홈 면적을 가지도록 형성되며, 이러한 제2 공동 홈(213) 내에 각 안착홈(214)이 해당 제2 공동 홈(213)보다 더 작은 홈 면적을 가지도록 형성된다. 이때, 금속 플레이트(120)와의 안정적인 체결 및 진동 흡입력의 원활한 작용을 위해, 각 안착홈(214)에 삽입된 자석(220)이 제2 공동 홈(213)의 저면에서 돌출되지 않도록 구비되는 것이 바람직할 수 있다. 또는, 금속 플레이트(120)와의 안정적인 체결 및 진동 흡입력의 원활한 작용을 위해, 각 안착홈(214)에 삽입된 자석(220)이 제2 공동 홈(213)의 저면에서 돌출되되, 제2 공동 홈(213)의 가지는 최대 높이(즉, 홈 최대 높이)의 부분에서는 돌출되지 않도록 구비되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 각
금속 플레이트(120)의 공동 홀(122)에 대응하도록, 제2 공동 홈(213)은 복수개가 이격되게 배치될 수 있다. 이때, 각 제2 공동 홈(213)은 홀더 홀(212)을 중심에 두고 대칭되게 배치될 수 있다. 물론, 각 제2 공동 홈(213)은 홀더 홀(212)과 연통된다. 이 경우, 금속 플레이트(120)와의 안정적인 체결을 위해, 각 공동 홈(213)에는 복수개의 안착홈(214)이 이격 배치되는 것이 바람직하며, 각 공동 홈(213) 간에는 안착홈(214)들의 배치가 대칭 구조를 이루는 것이 바람직하다. 특히, 각 공동 홈(213)에서, 복수의 안착홈(214)이 해당 공동 홈(213)의 가장 자리를 따라 이격되게 배치되는 것이 바람직하며, 이러한 가장 자리에 따른 배치가 각 공동 홈(213) 간에 대칭 구조를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 콜렛 홀더(200)들의 사시도를 나타내고, 도 10은 도 9에서 마그네틱 콜렛 홀더(200)로부터 자석(250)이 분리된 모습을 나타낸다.
한편, 본 이송 장치는 다양한 크기(즉, 다양한 크기의 접촉면(211A, 211B, 211C))를 가지는 콜렛 구조체에 대한 교체가 가능하다. 이때, 도 9를 참조하면, 제1 콜렛 구조체는 가장 큰 접촉면(211A)의 크기(즉, 평면 상에서 가장 큰 마그네틱 콜렛(100))를 포함하는 구조체이고, 제2 콜렛 구조체는 두번째로 큰 접촉면(211B)의 크기(즉, 평면 상에서 두번째로 큰 마그네틱 콜렛(100))를 포함하는 구조체이며, 제3 콜렛 구조체는 가장 작은 접촉면(211C)의 크기(즉, 평면 상에서 가장 작은 마그네틱 콜렛(100))를 포함하는 구조체이다. 즉, 제1 내지 제3 콜렛 구조체는 연결관(215)을 통해 각각 본 이송 장치에 교체 연결될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 콜렛 구조체의 마그네틱 콜렛을 각각 제1 내지 제3 마그네틱 콜렛 홀더(200A, 200B, 200C)라 지칭한다.
구체적으로, 도 10을 참조하면, 제1 마그네틱 콜렛 홀더(200A)의 제2 공동 홈(213A)이 평면 상에서 가장 큰 홀 면적을 가지고, 제2 마그네틱 콜렛 홀더(200B)의 제2 공동 홈(213B)이 평면 상에서 두번째로 큰 홀 면적을 가지며, 제3 마그네틱 콜렛 홀더(200C)의 제2 공동 홈(213C)이 평면 상에서 가장 작은 홀 면적을 가진다.
이러한 서로 다른 크기, 특히 서로 다른 크기의 접촉면(211A, 211B, 211C) 및 서로 다른 홀 면적의 제2 공동 홈(213A, 213B, 213C)을 구비한 제1 내지 제3 마그네틱 콜렛 홀더(200A, 200B, 200C)에서, 각 자석(220A, 220B, 220C)은 서로 동일한 크기를 가지며, 이에 따라 각 자석(220A, 220B, 220C)이 삽입 안착되는 각 안착홈(214A, 214B, 214C)도 서로 동일한 홀 크기(즉, 홀 면적)을 가진다.
이에 따라, 본 발명은 도 2 및 도 3에서 상술한 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 이송 장치에 의해 웨이퍼 등의 기판에서 반도체 칩을 픽업하는 과정 중에 클램퍼(clamper)로 인해, 큰 면적의 접촉면(211A)을 가지는 제1 콜렛 구조체를 보다 작은 면적의 접촉면(211B, 211C)을 가지는 제2 또는 제3 콜렛 구조체로 교체해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 콜렛 구조체의 각 마그네틱 콜렛 홀더(200A, 200B, 200C)에 채용되는 자석(220A, 220B, 220C)의 크기가 동일하므로, 서로 다른 크기의 각 마그네틱 콜렛 홀더(200A, 200B, 200C)를 제조하기 위해, 다양한 크기로 가공할 필요 없이, 서로 동일한 크기로 자석(220A, 220B, 220C)들을 각각 가공하여 채용하면 된다. 그 결과, 본 발명은 종래 기술에 비해 각 마그네틱 콜렛 홀더(200A, 200B, 200C)의 제조 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 각 자석(220A, 220B, 220C)의 채용 용이성을 위해, 각 자석(220A, 220B, 220C)은 평면(즉, 제2 공동 홈(213)의 평면)에서 볼 때 원형의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 각 자석(220A, 220B, 220C)의 형상에 대응하여, 각 안착홈(214A, 214B, 214C)도 평면(즉, 제2 공동 홈(213)의 평면)에서 볼 때 원형의 홈인 것이 바람직하다.
또한, 픽업하기 위한 반도체 칩의 크기를 고려하여, 원형인 각 자석(220A, 220B, 220C)의 평면(즉, 제2 공동 홈(213)의 평면)에서의 면적은 0.5π 내지 3.5π인 것이 바람직할 수 있으며, π 내지 3π인 것이 더 바람직할 수 있다. 이에 따라, 각 자석(220A, 220B, 220C)에 대응하여, 각 안착홈(214A, 214B, 214C)의 평면(즉, 제2 공동 홈(213)의 평면)에서의 홈 면적도 0.5π 내지 3.5π인 것이 바람직할 수 있으며, π 내지 3π인 것이 더 바람직할 수 있다.
물론, 도 4 내지 도 8에 따라 상술한 다양한 구성에 대한 설명은 각 마그네틱 콜렛 홀더(200A, 200B, 200C)에도 각각 적용될 수 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 다양한 크기 제조되더라도(즉, 다양한 크기의 접촉면(211A, 211B, 211C) 및 서로 다른 홀 면적의 제2 공동 홈(213A, 213B, 213C)를 구비하도록 제조되더라도) 그 제조 비용을 줄일 수 있는 구조를 가진 마그네틱 콜렛 홀더와, 이를 구비한 콜렛 구조체 및 이송 장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10, 100: 마그네틱 콜렛 11, 110: 흡착 러버
20, 200: 마그네틱 콜렛 홀더 21, 211: 저면(접촉면)
22, 212: 홀더 홀 115: 제1 공동 홈
111: 돌출부 112: 러버 베이스
113, 114: 개별 홀 12, 120: 금속 플레이트
121: 금속 베이스 122: 공동 홀
23, 213: 제2 공동 홈 214: 안착홈
215: 연결관

Claims (13)

  1. 그 일면인 반도체 칩에 대한 접촉면으로부터 그 타면까지 관통하는 다수의 개별 홀을 구비한 흡착 러버와, 그 일면으로부터 그 타면까지 관통하여 각 개별 홀에 연결된 공동의 통로를 제공하는 공동 홀을 구비하며 흡착 러버에 적층되는 금속 플레이트를 각각 포함하는 콜렛이 자성력에 의해 체결되는 콜렛 홀더로서,
    일면에서 상기 콜렛의 체결 시에 상기 콜렛과 접촉하는 접촉면;
    흡입력이 제공되도록 상기 접촉면의 중심을 관통하는 홀더 홀;
    상기 홀더 홀과 연통되어 타면에서 돌출되는 통로인 연결관;
    상기 자성력을 제공하는 다수의 자석; 및
    상기 다수의 자석이 개별로 안착되도록 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 다수의 안착홈;을 포함하며,
    상기 각 자석은 동일한 크기를 가지는 콜렛 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공동 홈에 연통됨으로써 복수의 개별 홀에 대한 공동의 통로를 제공하며, 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 공동 홈을 더 포함하며,
    상기 각 안착홈은 상기 공동 홈에 형성된 콜렛 홀더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공동 홈은 상기 접촉면에서 상기 각 안착홈보다 더 넓은 홈 면적을 가지는 콜렛 홀더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 안착홈에 삽입된 상기 각 자석이 상기 공동 홈의 저면에서 비 돌출되는 콜렛 홀더.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 각 안착홈에 삽입된 상기 각 자석이 상기 공동 홈의 저면에서 돌출되되, 상기 공동 홈의 가지는 최대 높이의 부분에서는 비 돌출되는 콜렛 홀더.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 공동 홈은 복수개가 이격되게 배치되고,
    상기 각 공동 홈에는 복수개의 상기 안착홈이 이격 배치되는 콜렛 홀더.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각 공동 홈 간에는 상기 안착홈들의 배치가 대칭 구조를 이루는 콜렛 홀더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각 공동 홈은 상기 홀더 홀을 중심에 두고 대칭을 이루는 콜렛 홀더.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각 자석은 상기 접촉면의 평면에서 볼 때 원형 형상을 가지는 콜렛 홀더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각 자석의 상기 평면에서의 면적은 0.5π 내지 3.5π인 콜렛 홀더.
  11. 제1항에 있어서,
    다양한 크기의 콜렛 홀더가 반도체 칩 이송 장치에 교체 체결 가능하며,
    서로 다른 크기의 콜렛 홀더들에 포함된 각 자석은 서로 동일한 크기를 가지는 콜렛 홀더.
  12. 그 일면인 반도체 칩에 대한 접촉면으로부터 그 타면까지 관통하는 다수의 개별 홀을 구비한 흡착 러버와, 그 일면으로부터 그 타면까지 관통하여 각 개별 홀에 연결된 공동의 통로를 제공하는 공동 홀을 구비하며 흡착 러버에 적층되는 금속 플레이트를 각각 구비한 콜렛; 및
    상기 콜렛이 자성력에 의해 체결되는 콜렛 홀더;를 포함하고,
    상기 콜렛 홀더는,
    일면에서 상기 콜렛의 체결 시에 상기 콜렛과 접촉하는 접촉면;
    흡입력이 제공되도록 상기 접촉면의 중심을 관통하는 홀더 홀;
    상기 홀더 홀과 연통되어 타면에서 돌출되는 통로인 연결관;
    상기 자성력을 제공하는 다수의 자석; 및
    상기 다수의 자석이 개별로 안착되도록 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 다수의 안착홈;을 포함하며,
    다양한 크기의 콜렛 구조체가 반도체 칩 이송 장치에 교체 체결 가능하고,
    서로 다른 크기의 콜렛 구조체들에 포함된 각 자석은 서로 동일한 크기를 가지는 콜렛 구조체.
  13. 다양한 크기의 콜렛 구조체가 교체 체결 가능한 반도체 칩 이송 장치로서,
    상기 콜렛 구조체는,
    그 일면인 반도체 칩에 대한 접촉면으로부터 그 타면까지 관통하는 다수의 개별 홀을 구비한 흡착 러버와, 그 일면으로부터 그 타면까지 관통하여 각 개별 홀에 연결된 공동의 통로를 제공하는 공동 홀을 구비하며 흡착 러버에 적층되는 금속 플레이트를 각각 구비한 콜렛; 및
    상기 콜렛이 자성력에 의해 체결되는 콜렛 홀더;를 포함하고,
    상기 콜렛 홀더는,
    일면에서 상기 콜렛의 체결 시에 상기 콜렛과 접촉하는 접촉면;
    흡입력이 제공되도록 상기 접촉면의 중심을 관통하는 홀더 홀;
    상기 홀더 홀과 연통되어 타면에서 돌출되는 통로인 연결관;
    상기 자성력을 제공하는 다수의 자석; 및
    상기 다수의 자석이 개별로 안착되도록 상기 접촉면에 형성된 홈 형상의 다수의 안착홈;을 포함하며,
    다양한 크기의 상기 콜렛 구조체가 교체 체결 가능하며,
    서로 다른 크기의 콜렛 구조체들에 포함된 각 자석은 서로 동일한 크기를 가지는 이송 장치.
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KR200414775Y1 (ko) 2006-02-10 2006-04-24 한양정밀 (주) 칩 이송장치

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