KR960006964B1 - 리이드 프레임(lead frame)적재 및 이송장치 - Google Patents

리이드 프레임(lead frame)적재 및 이송장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

리이드 프레임(LEAD FRAME)적재 및 이송장치
제 1 도는 좌ㆍ우 대칭형의 반도체 팩키지가 성형된 리이드 프레임 도면.
제 2 도는 한쪽으로 무게중심이 이동한 반도체 팩키지가 성형된 리이드 프레임 도면.
제 3 도는 종래 리이드 프레임 이송장치의 예시도.
제 4 도는 본 발명의 전체 구성을 우측면에서 도시한 도면.
제 5 도는 본 발명의 이송장치가 전진한 상태도.
제 6 도는 본 발명의 이송장치가 후진한 상태도.
제 7 도는 본 발명의 이송장치에 대한 정면도.
제 8 도는 본 발명의 승강장치에 대한 정면도.
제 9 도는 제 8 도의 단면도로서 메거진의 개구부가 앞방향으로 적재되었을때 리이드 프레임 안착용 새들(SADDLE)설치를 예시한 도면.
제10도는 제 8 도의 단면도로서 메거진의 개구부가 뒷방향으로 적재되었을때 리이드 프레임 안착용 새들(SADDLE)설치를 예시한 도면.
제11도는 리이드 프레임 적재용 메거진을 예시한 도면.
제12도는 리이드 프레임 가이드의 평면도.
제13도는 제 9 도의 우측면도.
제14도는 제10도의 우측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 메거진(MAGAZINE) 2 : 메거진 가이드 블록
3 : 메거진 받침블록 4 : 고정판
5 : 가이드 바아(GUIDE BAR) 6 : 메거진 받침반
7 : 직선 운동 베어링 8 : 연결판
9 : 공압실린더 11 : 고정블록
12 : 하부판 13 : 고정볼트
14 : 속도제어 모터 15 : 기어헤드(GEAR HEAD)
16 : 타이밍 기어 17 : 상부고정판
18 : 하부고정판 19 : 지지봉
20 : 가이드바아 21 : 리이드 스크류(LEAD SCREW)
22 : 타이밍 벨트 23 : 브라켓
24 : 베어링 25 : 승강블록
26 : 리이드 프레임 받침대 27 : 경사 고정판
28 : 상부판 29 : 리이드 프레임
30 : 리이드 프레임 가이드 31 : 고정브라켓
32 : 지지봉 33 : 너트
34 : 픽커 35 : 픽업장치
36 : 가이드바아 37 : 연결브라켓
38 : 직선운동 부쉬 39 : 구동실린더
40 : 실린더 브라켓 41 : 힌지브라켓
42 : 힌지 43 : 이송블록
44 : 스프링 45 : 이송가이드
46 : 스토퍼 47 : 베어링블록
48 : 직선운동 베어링 49 : 충격흡수기
50 : 끝판(END PLATE) 51 : 고정판
52 : 브라켓 53 : 고정핀
54 : 이송실린더 55 : 실린더 로드
56 : 실린더 조인트 57 : 로드 연결판
58 : 레일 59 : 반도체 팩키지
60 : 히트싱크(HEAT SINK) 70 : 적재부
80 : 승강장치 90 : 이송장치
본 발명은 반도체 팩키지를 생산하는 공정에 있어서, 몰딩 성형된 리이드 프레임을 원하는 공정에 공급하기 위한 리이드 프레임 적재 및 이송장치에 관한 것이다.
반도체 수요의 급격한 증가와 그 종류의 다양화로 인하여 제 1 도와 제 2 도에 예시된 바와같이 그 형상도 여러가지가 있으며, 생산방법에 있어서도 수작업, 반자동화, 완전자동화의 추세로 진행되어 왔다.
이러한 공정이 자동화 되어감에 따라 리이드 프레임을 원하는 공정에 자동으로 공급하는 방법도 여러가지로 안출되게 되었다. 이러한 적재방법에는 일반적으로 리이드 프레임(29)이 수십개씩 또는 백여개씩 적층된 제11도와 같은 메거진(1)을 사용하며, 이렇게 리이드 프레임(29)이 적층된 메거진(1)을 리이드 프레임 이송장치가 리이드 프레임(29)을 이송할 수 있도록 생산 장비내에 내장되며, 이때 메거진(1)내에 적층된 리이드 프레임(29)은 승강장치(ELEVATOR)에 의해서 상방향으로 일정하게 피치 이송되어져 이송장치의 픽커(PICKER)가 리이드 프레임을 집어 레일상에 가져 운반시키는 원리가 적용되고 있다.
한편, 제 3 도에서 도시된것 처럼 종래에는 메거진(1)을 직립시켜 적재하고 이송장치 또한 연직 상ㆍ하운동과 전ㆍ후운동을 하여 리이드 프레임을 이송하도록 안출되어 있었지만, 반도체 팩키지(59)의 형상 및 종류가 다양화 되어감에 따라 종래 발명에서는 제 1 도에서 도시된 좌ㆍ우 대칭형의 반도체 팩키지(59)와 같이 무게중심이 중앙에 작용하는 리이드 프레임(29)의 승강운동 및 이송에는 전혀 문제가 없이 원활한 동작을 할 수 있었지만, 제 2 도와 같은 편심 반도체 팩키지(59)는 팩키지의 성형이 중심선을 기준으로 한쪽으로 치우쳐져 있으며, 반도체 팩키지(59)안에 내장된 I.C칩에서 발생하는 열을 방출하기 위한 히트싱크(60, heat sink)가 두껍게 부착되어 있어서, 이 반도체 팩키지의 무게중심은 히트싱크가 붙어 있는 쪽으로 현격히 집중되어 여러개의 리이드 프레임을 적층시킬 수 없게 되며, 만일 적층되었다 하더라도 미세한 저항(마찰력)에 의해서도 메거진(1)내에서 뒤집혀져 적재상태가 흐트러지는 문제가 발생되었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 승강장치의 속도가 아주 느리게 하는 방법을 사용했지만 제 3 도와 같이 이송장치의 픽커(34)가 리이드 프레임(29)을 집을 때 리이드 프레임 상면을 누르게 되어 픽커(34)가 리이드 프레임을 집지 못하고 누르는 힘에 의해 리이드 프레임 가이드(30)와 적재된 메거진(1)내에서 리이드 프레임이 뒤집어져 이것을 제거하는데 많은 시간적 손실을 겪게 되었으며, 지속적인 생산이 빈번히 중단되어 막대한 경제적 손실을 겪게 되었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 리이드 프레임일 적층된 메거진을 반도체 팩키지(59)의 무게 중심 방향으로 경사지게 설치하며, 공급된 팩키지를 이송시키는 이송장치 역시 힌지(42)를 중심으로 각운동 할 수 있도록 하여서, 경사진 상태의 리이드 프레임을 경사진 상태로 집어 레일(58)상에서 상ㆍ하수직운동으로 리이드 프레임(29)을 이송시켜줌에 따라 무게중심이 다른 반도체 팩키지라 하더라도 적재와 이송이 자동으로 이루어지게 한 것이다.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 리이드 프레임(29)이 적층된 메거진(1)의 적재부(70)와 리이드 프레임(29)을 피치 승강시키는 승강장치(80) 및 리이드 프레임(29) 이송장치(90)로 구성되며, 먼저 메거진 적재부(70)는 제 2 도에서 도시한 바와같이, 리이드 프레임이 적층된 메거진(1)이 메거진 가이드블록(2)의 "V"홈에 끼워지고, 메거진의 상부는 메거진 받침블록(3)에 밀착 접촉되어지며, 메거진 가이드 블록(2)은 고정판(4)상에 고정볼트로 고정된 채 가이드바아(5)로 지지되면서 메거진 받침판(6)에 설치된 직선운동 베어링(7)에 끼워져 메거진 상ㆍ하 운동용 공압실린더(9)의 실린더 로드와 함께 연결판(8)에 고정되어서 공압실린더(9)의 작동에 의해 메거진(1)을 승강시키고, 상기 메거진 받침판(6)은 고정볼트(13)에 의해 고정되는 고정블록(11)에 의해서 하부판(12)상에 원하는 각도로 설치되며, 이 하부판(12)은 장비의 몸체(도시않됨)에 수평을 이루며 고정 설치되어 있다.
또한, 승강장치(80)는 상부판(28)밑면에 볼트로 체결되는 경사고정판(27)과, 이 경사고정판(27)에 경사지게 상부고정판(17)이 설치되며, 상기 상부고정판(17)에 브라켓(23)을 통해서 기어헤드(15)와 더불어 고정 설치되는 속도제어모터(14)와, 상기 속도제어모터(14)축의 타이밍기어(16)에 연결되어 구동력을 전달하는 타이밍벨트(22)와, 이 타이밍벨트(22)의 회전 구동력을 직선 승강운동으로 변환시켜 주는 리이드 스크류(21)와, 이 리이드 스크류(21)에 나사 결합된 채 승강되는 승강블록(25) 및 리이드 프레임 받침대(26)와, 상기 지지봉(19)과 리이드 스크류(21) 및 가이드바아(20)를 고정시키는 하부고정판(18)으로 이루어지며, 도면의 미설명부호 24는 리이드 스크류(21)가 축회전 가능하게 지지해 주는 베어링이다.
한편, 이송장치(90)는 메거진(1)에 적재된 리이드 프레임(29)이 한피치씩 상승되어져 리이드 프레임 가이드(30)에 위치한 최상의 리이드 프레임(29)을 집어올린 후 고정브라켓(31)으로 고정된 레일(58)상에 이송시키는데, 이를 위한 그 구성은 픽업장치(35)내에 설치되는 픽커(34)와, 가이드바아(36)와 연결브라켓(37) 및 직선운동부쉬(38)를 통해 연결 설치되며 힌치브라켓(41)에 고정되는 픽업장치(35) 구동용의 실린더(39)와, 상기 힌지브라켓(41)과 힌지(42)로 연결되며 스프링(44)이 내장되는 이송블록(43)과, 상기 이송블록(43)을 수평이동 시키며 충격흡수기(49)가 설치되는 베어링블록(47)내의 직선운동을 베어링(48)에 지지되는 한쌍의 이동가이드(45)와, 상기 베어링블록(47)을 지지하기 위하여 지지봉(32)상에 설치되는 고정판(51)과, 상기 실린더 브라켓(40)하단에 실린더 조인트(56)로 접속되며 그 후단은 브라켓(52)을 통해 고정판(51)에 고정핀(53)으로 고정되는 이송실린더(54)로 이루어지며, 도면중 미설명부호 46은 스토퍼, 50은 끝판, 55는 실린더 로드, 57은 로드 연결판이다.
제 4 도는 본 발명의 전체 구성도로써, 적재부(70)와 승강장치(80) 및 이송장치(90)로 구성되고, 제 5 도 및 제 6 도는 이송장치(90)에 대한 도면이다.
특히, 승강장치(80)는 속도제어모터(14)에 기어헤드(15)를 연결하여 감속시키며, 기어헤드(15)축단에 타이밍기어(16)를 설치하며 승강장치 구동용 리이드 스크류(21)의 한축단의 타이밍기어(16)와 타이밍벨트(22)로 연결하여 속도제어 모터(14)의 동력을 리이크 스크류(21)에 전달한다. 이 속도제어모터(14)는 브라켓(23)에 의해 상부고정판(17)에 고정되며 이 상부고정판(17)은 하부고정판(18)과 두개의 지지봉(19)과 두개의 가이드바아(20)에 의해 연결되며 이 사이에 리이드 스크류(21)가 베어링(24)사이에 끼워져 회전할 수 있게 되어 있으며 이 리이드 스크류(21)와 가이드바아(20)에는 승강블록(25)이 끼워져서 리이드 스크류(21)의 회전운동을 승강블록(25) 상ㆍ하운동으로 바꾸어 주고 이 승강블록(25)에는 리이드 프레임 받침대(26, SADDLE)가 고정되어 승강블록(25)이 상ㆍ하운동할 때 메거진(1)내에 적층된 리이드 프레임(29)을 받쳐주게 된다. 이렇게 구성 되어진 승강장치는 상부판(28)에 고정된 경사고정판(27)에 고정되어 원하는 각도로 기울어진 형상을 이룬다. 이 상부판(28)에는 레일(58)과 메거진 받침블록(3)이 고정되며, 메거진 받침블록위에 리이드 프레임 가이드(30)가 고정브라켓(31)에 의해 고정 설치된다.
또한, 상부판(28)상에 지지봉(32)에 의해 너트(33)로 고정된 이송장치(90)는 픽업장치(35)와 이 픽업장치(35)를 제외한 이송장치로 구분되며 본 발명의 범위는 이 이송장치에 한정되는 것이다. 여기서, 픽업장치(35)는 픽커(34)를 사용하는 방식으로 도시되었으나 이 픽업장치는 진공흡착식 또는 픽커방식과 진공흡착식 혼용으로 교체사용할 수 있도록 가이드바아(36)에 의해 고정 설치되어 있다. 또한, 이 가이드바아(36)은 연결브라켓(37)에 설치된 직선운동부쉬(38)에 끼워져 상방향으로 이동할 수 있게 되어 있으며 이 연결브라켓(37)은 픽업장치 구동실린더(39)의 로드연결판(57)에 연결되어 픽업장치 구동실린더(39)의 상ㆍ하운동과 연동되어진다. 이 픽업장치 구동실린더(39)는 실린더 브라켓(40)에 고정되며 이 실린더 브라켓(40)의홈에는 힌지브라켓(41)이 고정되며 이송블록(43)과 힌지(42)에 의해 연결되어 이송실린더(54), 실린더로드(55)의 전ㆍ후진시 픽업장치(35)가 연결된 실린더브라켓(40)은 힌지(42)를 중심으로 각운동하게 설치되며 이 실린더로드(55)의 끝단에는 각 운동시 실린더로드(55)선단의 휨을 막기 위한 유니버설 조인트 형식의 실린더 조인트(56)가 설치된다. 이송블록(43)의 상면에는 이송장치의 전진시 충격을 완화시키는 스프링(44)이 설치되며 뒤쪽의홈에는 이송가이드(45)가 고정되어 전ㆍ후 두개의 베어링블록(47)양측에 설치된 직선운동 베어링(48)을 따라 전ㆍ후 직선운동을 할 수 있게 되어 있다. 이 베어링블록(47)중앙에는 충격흡수기(49, SHOCK ABSORBER)가 설치되어 전ㆍ후진시 충격을 완화시킬 수 있게 되어 있으며 끝판(50)은 이송장치의 전진 스트로크(STROKE)를 한정하는 역할을 한다.
또한, 두개의 베어링블록(47)은 고정판(51)에 고정되며 이 고정판은 지지봉(32)에 의해 상부판(28)에 고정된다. 고정판(51)후단에는 이송실린더 브라켓(52)이 고정되어 이송실린더(54)를 고정핀(53)에 의해 고정하고 있다.
상기한 구조를 갖는 본 발명의 동작과 기능을 설명하면 다음과 같다.
먼저 제 4 도에서 처럼 리이드 프레임(29)이 적층된 메거진(1)을 메거진 가이드블록(2)의 "V"홈에 끼워넣고, 메거진(1)상단에는 메거진 받침블록(3)에 닿게 하면 공압실린더(9)의 작동에 의해 고정판(4)이 위로 상승하여 최초 메거진 적재시 메거진(1)과 리이드 프레임 가이드(30)사이의 캡(G)인 2-3㎜ 틈새를 없게 해준다.
이 동작이 끝나면 속도제어 모터(14)가 회전하여 타이밍기어(16)와 타이밍벨트(22)에 의해 회전동력을 리이드 스크류(21)에 전달하고, 이 회전동력은 리이드 스크류(21)에 나사 결합되는 승강블록(25)에 전달시켜 승강블록(25)에 고정된 리이드 프레임 받침대(26)가 메거진내에 적충된 리이드 프레임(29)을 픽업위치까지 상승시켜 준다. 이렇게 픽업위치까지 상승되어 온 리이드 프레임(29)은 픽업장치 구동실린더(39)의 하강운동에 의해 픽업장치(35)의 픽커(34)에 의해 픽업되어진 채 픽업장치 구동실린더(39)는 상승운동을 하게 된다.
이 상태는 픽업장치(35)와 구동실린더(39)를 고정하고 있는 실린더 브라켓(40)이 이송실린더(54)의 전진운동에 의해 힌지(42)를 중심으로 하여 시계방향으로 회전한 상태가 되며, 픽업동작이 완료되면 이송실린더(54)의 실런더로드(55)는 후진하는 동시에 실린더 브라켓(40)은 후진하며 반시계 방향으로 회전하여 제 6 도와 같이 실린더 브라켓(40)과 이송블록(43) 하단이 맞닿게 되어 실린더 브라켓이 수직상태로 서 있게 된다. 이때는 픽업장치(35)가 집고 있던 리이드 프레임(29)이 경사진 상태가 아니라 수평상태로 리이드 프레임의 집는 순서와 역순으로 레일(58)상에 리이드 프레임(29)을 내려놓고, 픽업장치(35)는 픽업장치 구동실린더(39)의 상승운동에 의해 다시 상승하며, 이송실린더(54)의 전진운동에 의해 제 5 도와 같이 픽업장치(35)와 픽업장치 구동실린더(39) 및 실린더 브라켓(40)은 다시 힌지(42)를 중심으로 시계방향으로 각운동하여 리이드 프레임을 집을 수 있는 위치에 오게되는 것이며, 이의 반복동작에 따라 적재와 이송기능이 수행되는 것이다.
한편, 상기와 같은 기능을 갖는 것과 더불어, 반도체 팩키지의 생산공정은 상이한 공정 즉, 트림(TRIM)이나 포밍(FORMING)공정, 마킹(MARKING) 및 도금공정들을 거치는 바, 이 공정의 요구에 따라 메거진(1)의 적재 방향이 달라지기 때문에 이러한 요구에 신속하게 대응할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 제 9 도와 제 13 도, 제10 도와 제 14 도에서 보는 바와같이, 승강블록(25)에 고정하는 리이드 프레임 받침대(26)의 형상을 달리하여 메거진(1)의 개구부가 앞쪽일 경우(제 7 도)와 뒤쪽일 경우(제 8 도)에 신속하게 이 리이드 프레임 받침대(26)과 메거진 받침판(6)만을 교체하여 공정변화에 유연하게 대처하도록 하였다.
상기한 바와같이 본 발명은 리이드 프레임(29)이 적층된 메거진(1)을 반도체 팩키지(59)의 무게중심 방향으로 10-15° 경사시켜 적재하여 리이드 프레임(29)의 무게중심을 이동시키는 효과를 가져오게 하며, 승강작업시 리이드 프레임(29)이 메거진(1)내에서 혹은 리이드 프레임 가이드(30)내에서 뒤집히는 것을 방지하였으며, 메거진 상ㆍ하운동용 공압실린더(9)를 설치하여 승강작업시 리이드 프레임이 리이드 프레임 가이드(30)와 메거진(1) 사이(gap)에 걸려 전체가 뒤집히거나 하는 문제를 해결하였으며, 이송장치를 힌지(42)를 중심으로 하여 각운동을 할 수 있게 하여 다른 구동체 없이 하나의 이송실린더(54)로 전ㆍ후진운동 및 각 운동을 가능케 하였다.
또한, 메거진의 적재방향 변경시에도 리이드 프레임 받침대(26)와 메거진 받침판(6)만을 신속히 교체하며 공정변화의 대응 능력을 향상시켰으며, 상기와 같은 효과를 바탕으로 하여 리이드 프레임 적재 및 이송시의 리이드 프레임의 파손 및 보수유지 시간을 단축할 수 있게 되어 시간적 경제적 최대한 방지시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (8)

  1. 반도체 팩키지를 구성하는 리이드 프레임을 여러공정에 투입시키기 위한 리이드 프레임 적재 및 이송장치에 있어서, 리이드 프레임(29)이 메거진(1)에 적재된 적재부(70)와, 적재부(70)의 리이드 프레임(29)을 피치 상승시키는 승강장치(80)와, 승강된 리이드 프레임(29)을 레일(58)로 이송시키는 이송장치(90)로 구성되어지면서, 상기 적재부(70)는 메거진(1)이 경사지게 설치되도록 하는 메거진 가이드블록(2)과 메거진 받침블록(3) 및 메거진 받침판(6), 상기 메거진 가이드블록(2)이 설치되는 고정판(4)을 승강시켜 주기 위한 리이드 프레임 가이드(30)와 메거진(1)사이의 갭(GAP)을 없애주는 공압실린더(9) 및 가이드 바아(5)로 이루어지고, 상기 승강장치(80)는 상부판(28)저면에 속도제어 모터(14)와 리이드 스크류(21)를 설치하기 위한 경사 고정판(27)과 상부고정판(17), 상기 속도제어모터(14)의 구동력 전달용 타이밍벨트(22), 상기 리이드스크류(21)에 나사 결합되어서 회전운동을 승강 직선으로 바꾸어서 리이드 프레임 받침대(26)를 승강시키는 승강블록(25)및 하부고정판(18)으로 이루어지며, 상기 이송장치(90)는 리이드 프레임 가이드(30)상의 리이드 프레임(29)을 픽업하는 픽업장치(35), 이 픽업장치(35)를 구동시키기 위하여 실린더 브라켓(40)에 설치되며 가이드바아(36)와 직선운동부쉬(38) 및 연결브라켓(37)과 로드연결판(57)을 통해 결합되는 픽업장치 구동실린더(39), 상기 픽업장치(35)가 힌지 운동되도록 힌지브라켓(41)과 힌지(42)로 결합되는 이송블록(43), 상기 이송블록(43)을 수평 이동시키며 지지봉(32)상의 고정판(51)에 설치되는 직선운동 베어링(48) 및 베어링블록(47), 상기 픽업장치(35)를 각 운동시키기 위하여 실린더 하단에 실린더 조인트(56)로 연결되는 이송실리더(54)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 이송블록(43)에는 각운동시의 완충과 복원기능을 갖는 스프링(44)이 설치되는 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 베어링블록(47)에는 충격흡수기(49)가 설치되는 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 메거진(1)이 수평면에 대해 이루는 각과 지지봉(19) 및 리이드 스크류(21)가 수평면에 대해 이루는 각은 동일하여 서로 수평이며, 메거진 받침블록(3)과 고정블록(11) 및 경사고정판(27)의 교체에 따라 경사각 조절이 가능하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 픽업장치(35)내에는 리이드 프레임 픽업 수단으로 픽커(34)가 설치되는 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 픽업장치(35)내에는 리이드 프레임 픽업수단으로 진공흡착기가 설치되는 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 픽업장치(35)내에는 리이드 프레임 픽업수단으로 픽커와 진공흡착기가 병설되어지는 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
  8. 제 1항에 있어서, 메거진(1)의 적재방향 변경시에 공정변화의 대응 능력 향상을 위해 메거진 받침판(6)과 리이드 프레임 받침대(26)의 교환이 가능하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 리이드 프레임 적재 및 이송장치.
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