JP2011159979A - スタンピング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ボンディング過程においてスタンピング効率が向上し、スタンピング条件を様々に可変させることができるスタンピング装置を提供する。
【解決手段】樹脂材供給部600で樹脂材に浸漬され、基板に樹脂材をスタンピングする複数個のスタンパー100と、それぞれのスタンパーの高さが可変可能なように前記スタンパー100を支持する複数個のスタンパー軸200x、200yと、複数個の前記スタンパー軸200x、200yを同時に回転させるスタンパー回転装置と、前記スタンパーの移送過程、浸漬過程またはスタンピング過程でスタンパーの高さを調節するスタンパー高さ調節装置と、を含むスタンピング装置1000とする。
【選択図】図1
【解決手段】樹脂材供給部600で樹脂材に浸漬され、基板に樹脂材をスタンピングする複数個のスタンパー100と、それぞれのスタンパーの高さが可変可能なように前記スタンパー100を支持する複数個のスタンパー軸200x、200yと、複数個の前記スタンパー軸200x、200yを同時に回転させるスタンパー回転装置と、前記スタンパーの移送過程、浸漬過程またはスタンピング過程でスタンパーの高さを調節するスタンパー高さ調節装置と、を含むスタンピング装置1000とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体素子を基板にボンディングする際に使用する樹脂材をスタンパーに付けて半導体基板の表面にスタンピングするスタンピング装置に関するものである。
半導体は、基板に特定の半導体素子または半導体チップが実装され、実装された半導体素子または半導体チップをパッケージング材料を用いてパッケージングすることで完成する。
基板に特定の半導体素子または半導体チップを実装する過程は、基板のあらかじめ定められた領域に半導体素子などをボンディングする過程を含むことができる。半導体素子のサイズが大きい場合には、基板の上面のあらかじめ定められた領域にボンディング材料としての樹脂材をディスペンサーを用いて供給した後、半導体素子をボンディングする過程を行えばいい。
然るに、ボンディングされる半導体素子が微小なサイズを有する場合がある。例えば、半導体素子をLED素子とする場合、一般の樹脂材ディスフェンシング過程は適用しにくい。LED(light emitting diode)素子は、半導体のp−n接合構造を用いて注入された少数キャリア(電子または正孔)を生成し、これらの再結合によって発光させることができる。発光ダイオードは、従来の光源に比べて小型であり、寿命は長く、電気エネルギーが光エネルギーに直接変換するので、消費電力が低く、高効率となり、この点から、その普及が増加しつつある。このLED素子などを光源として採用するLED照明装置では、基板上にLED素子をボンディングし、LED素子をパッケージングする。すなわち、LED素子がボンディングされる半導体素子となる。LED素子のように微小なサイズを有する半導体素子を基板にボンディングするためのボンディング作業では、スタンパーを樹脂材に浸漬した後、基板上にスタンパーでスタンピングする方法を用いることができる。
しかしながら、従来のスタンパーを用いるスタンピング作業は、スタンパーが樹脂材供給部と基板間を往復しなければならず、スタンピング作業の効率が高くないという不具合があった。
本発明は、半導体ボンディング過程においてスタンピング効率が向上し、スタンピング条件を様々に可変させることができるスタンピング装置を提供することを、解決しようとする課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、樹脂材供給部で樹脂材に浸漬され、基板に樹脂材をスタンピングする複数個のスタンパーと、それぞれのスタンパーの高さが可変可能なように前記スタンパーを支持する複数個のスタンパー軸と、複数個の前記スタンパー軸を同時に回転させるスタンパー回転装置と、前記スタンパーの移送過程、浸漬過程またはスタンピング過程でスタンパーの高さを調節するスタンパー高さ調節装置と、を含むスタンピング装置を提供することができる。
ここで、前記スタンパー回転装置は、スタンパー回転モーター、前記スタンパー回転モーターによって駆動される駆動軸、及び前記駆動軸によって回転し、前記スタンパー軸がその軸方向に変位可能に挿入されるローテーターを含むことができる。
前記スタンピング装置は、前記スタンパー軸及び前記高さ調節装置のうちいずれか一方に設けられるカムベアリングと、他方に設けられるカムガイドと、をさらに含むことができる。
また、前記カムベアリングは、前記スタンパー軸にそれぞれ設けられ、前記カムガイドは、前記スタンパー軸を包むようなリング形状を有し、互いに異なる高さにそれぞれ配置され、前記スタンパー軸の回転時に、前記スタンパー軸に設けられているカムベアリングがそれぞれのカムガイドの上面または下面に沿って案内されることができる。
前記カムガイドは、平坦な上面と平坦な下面を有することができる。
複数個の前記カムガイドは、 同一に厚さが可変されることができる。
前記スタンパーが浸漬領域に到達した場合における前記カムガイドの上面高さまたは下面高さが、前記スタンパーがスタンピング領域に到達した場合における前記カムガイドの上面高さまたは下面高さよりもそれぞれ高く、前記カムガイドの上面または下面は緩やかな曲面形態を有することができる。
また、前記スタンパー軸に設けられたカムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸またはカムベアリングに一定方向に力が印加されることができる。
前記カムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸はまたはカムにスプリングによる弾性力が印加されることができる。
前記カムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸はまたはカムに永久磁石または電磁石による電磁気力が印加されても良い。
前記カムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸と結合された空圧シリンダーによる空圧力が印加されることができる。
前記カムベアリングは、前記カムガイドの上面と下面にそれぞれ配置された1対からなり、前記カムガイドの上面及び下面を同時に加圧することができる。
前記スタンパー高さ調節装置は、前記カムガイドに固定され、前記カムガイドの高さを調節することができる。
前記スタンパー高さ調節装置はそれぞれ、高さ調節モーター、該高さ調節モーターによって駆動するボールスクリュー、及び前記カムガイド側に固定されるボールスクリューナットを含むことができる。
前記スタンピング装置は、一端が前記スタンパー軸の下端に連結され、他端にはスタンパーがそれぞれ装着されるスタンパーアームをさらに含むことができる。
前記スタンパーアームの他端は、前記スタンパー回転装置の回転時にスタンパー軸に比べて大きい回転半径を有することができる。
前記スタンパーは、前記スタンパーアームの他端に着脱自在に装着されることができる。
前記スタンピング装置は、前記スタンパーによってスタンピングされた基板のスタンピング領域を撮影及び検査するためのビジョン検査部をさらに含むことができる。
前記ビジョン検査部は、前記スタンパーアームに装着されたスタンパーの上部に垂直に装着されることができる。
前記ビジョン検査部は、特定スタンパーのスタンピング過程後に浸漬過程のために回転する間に、スタンピングされた基板のスタンピング領域を撮影することができる。
前記スタンパー高さ調節装置は、前記スタンパー回転装置が作動する間に、それぞれのスタンパーの高さを調節することができる。
前記スタンパー高さ調節装置は、それぞれのスタンパーが浸漬領域の上部及びスタンピング領域の上部に移送された場合、それぞれのスタンパーの高さを調節して、浸漬過程またはスタンピング過程を行うようにすることができる。
前記スタンパー高さ調節装置によって調節されるスタンパーの高さは、前記スタンパーの位置に応じて変わることができる。
前記スタンパー高さ調節装置は、スタンパーがスタンピングする過程において、被スタンピング基板を加圧したり、前記基板との非接触状態で樹脂材のみスタンピングされうるように、スタンパーの高さを調節することができる。
前記スタンパーは、弾持されるスタンピングピンを備えることができる。
前記高さ調節装置は、前記複数個のスタンパー軸の高さを同時に調節することができる。
前記高さ調節装置は、前記複数個のスタンパーの高さを独立して調節するように複数個が備えられることができる。
前記スタンパー軸にカムベアリングが設けられ、前記高さ調節装置にカムガイドが設けられ、前記スタンパー回転装置の回転時に、前記カムベアリングが前記カムガイドにガイドされ、前記スタンパー高さ調節装置は前記カムガイドに固定されることができる。
前記カムガイドは、上部カムガイド及び下部カムガイドを含み、前記上部カムガイドと下部カムガイドは、あらかじめ定められた間隔で離隔して、前記カムベアリングが挿入されてガイドされるガイド孔を形成し、前記スタンパー高さ調節装置は、前記上部カムガイドと下部カムガイドを共に固定することができる。
上記課題を解決するために、本発明は、樹脂材を基板にスタンピングするための1対のスタンパーと、それぞれのスタンパーの高さが可変可能なように前記スタンパーを支持し、それぞれの外側面にカムベアリングが設けられる1対のスタンパー軸と、1対の前記スタンパー軸を支持した状態で回転するローテーターと、前記スタンパー軸のカムベアリングの高さが可変されるように前記スタンパー軸の回転時にそれぞれのカムベアリングを案内し、それぞれ異なる高さに設けられる1対のカムガイドと、を含むスタンピング装置を提供する。
前記スタンピング装置は、それぞれのスタンパーの高さを独立して調節する1対のスタンパー高さ調節装置をさらに含むことができる。
前記スタンパー高さ調節装置は、前記カムガイドの高さを調節することができる。
上記課題を解決するために、本発明は、半円回転を反復しつつ樹脂材供給部の浸漬領域及び基板のスタンピング領域を往復して移送される1対のスタンパーと、前記浸漬領域及び前記スタンピング領域に移送された後、それぞれのスタンパーを昇降させて浸漬またはスタンピングを行うスタンパー高さ調節装置と、前記1対のスタンパーのうちいずれか一方が前記スタンピング領域から前記浸漬領域へと移送される間に、スタンピングされたスタンピング領域を撮影して検査するビジョン検査部と、を含むスタンピング装置を提供する。
本発明によるスタンピング装置によれば、複数個のスタンパーを交互にスタンピング過程に使用するため、半導体素子のボンディング過程においてスタンピング効率を向上させることができる。
また、本発明によるスタンピング装置によれば、スタンピング条件を様々に変化させることができるため、スタンピング装置の活用性を高めることができる。
また、本発明によるスタンピング装置によれば、スタンピング作業の検査過程の精密度を向上させることができる。
また、本発明によるスタンピング装置によれば、スタンピング装置からスタンパーを簡便に分離できるため、スタンパーのメンテナンス及び入れ替えが容易となる。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。ただし、本発明は、ここに開示される実施例に限定されず、別の形態に具体化することができる。むしろ、ここに紹介される実施例は、開示された内容を徹底且つ完全に説明するために、そして当業者にとって本発明の思想が十分に理解できるように提供されるものである。なお、明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の参照番号を付する。
図1は、本発明によるスタンピング装置1000を示す正面図である。
本発明によるスタンピング装置は、樹脂材供給部で樹脂材に浸漬され、基板に樹脂材をスタンピングする複数個のスタンパー、それぞれのスタンパーの高さが可変するようにこれらスタンパーを支持する複数個のスタンパー軸、複数個のスタンパー軸を同時に回転させるスタンパー回転装置、及び、スタンパーの移送過程、浸漬過程またはスタンピング過程においてスタンパーの高さを調節するスタンパー高さ調節装置を含む。
スタンパー高さ調節装置は、後述する実施例において、それぞれのスタンパーの高さを、スタンパーの移送過程、浸漬過程及びスタンピング過程で独立して調節可能なように、複数個備えられる(図1乃至図9に示す実施例に相当)こともでき、複数個のスタンパーの高さを同時に調節可能なように1個備えられる(図10乃至図13の実施例に相当)こともできる。
スタンパー100は、半円回転を反復しつつ樹脂材供給部の浸漬領域と基板のスタンピング領域とを往復することができる。そして、スタンパー高さ調節装置は、浸漬領域及びスタンピング領域に移送されたそれぞれのスタンパーを下降させて浸漬またはスタンピングを行うことができる。
本発明によるスタンピング装置1000は、複数個のスタンパー100を備える。これらスタンパーは、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680中に収容された樹脂材に浸漬した後に、基板のあらかじめ定められたスタンピング領域にスタンピングを行う。ここで、樹脂材は、LED素子などの半導体素子を基板に接着させるための接着剤の役目を果たす。
樹脂材収容器680は、回転軸650により回転し、ブレード670によって表面が平坦化することができる。樹脂材収容器680の底面680bは平面状態とすることができる。
本発明によるスタンピング装置は、複数個のスタンパーを備えることができ、これらを回転可能な構造とすることができる。
図1では、2個のスタンパーが備えられるとしているが、スタンパーの個数はこれに限定されず、それ以上の個数とすることもできる。
以下では、説明の便宜上、2個のスタンパーが備えられる図1を参照して説明する。
第1及び第2スタンパー100x,100yは、それぞれの高さが可変可能なように第1及び第2スタンパー100x,100yを支持する第1及び第2スタンパー軸200x,200yの下端にそれぞれ固定される。
第1及び第2スタンパー100x,100yは、第1及び第2スタンパー軸200x,200yに固定され、下方に折り曲がった形状を有するスタンパーアーム130x,130yに着脱自在に取り付けられる。第1及び第2スタンパー100x,100yは、その下端にスタンピングピン111x,111yが備えられて、浸漬とスタンピングを行う。
スタンピングピン111x,111yは、第1及び第2スタンパー100x,100yの本体に弾性部材(図示せず)を介在して弾持された状態で取り付けることができる。
すなわち、スタンピングピン111x,111yは、被スタンピング基板Sなどに加圧される場合、基板またはスタンピングピン111x,111yの破損を防止するために弾性部材(図示せず)を備えることができる。
そして、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yが取り付けられるスタンパーアーム130x,130yは、下方に折り曲がった形状を有することができる。スタンパーアーム130x,130yを下方に折り曲がった形状とする理由は、後述するスタンパー回転モーター300の回転時に、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yを第1及び第2スタンパー軸200x,200yよりも大きい回転半径とさせるためである。
スタンパー回転モーター300の回転時に、スタンパーアーム130x,130yの回転半径を第1及び第2スタンパー軸200x,200yよりも大きい回転半径にさせる理由は、後述するビジョン検査部900による撮影角度を垂直方向にさせるためである。これについては後述される。
それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yを回転させる第1及び第2スタンパー軸200x,200yは、第1及び第2スタンパー100x,100y別にそれぞれ設けることもできる。
本発明によるスタンピング装置1000は、複数個のスタンパー軸を一緒に回転させる第1及び第2スタンパー100x,100yの回転装置を備える。
第1及び第2スタンパー100x,100yの回転装置は、スタンパー回転モーター300、スタンパー回転モーター300によって駆動される駆動軸270、及び駆動軸270によって回転し、第1及び第2スタンパー軸200x,200yがその軸方向に変位可能に挿入されるローテーター250を含むことができる。
スタンパー回転モーター300は、第1及び第2スタンパー100x,100yを別々に回転させるために独立して提供することもできるが、図1に示すスタンピング装置1000では、一つのスタンパー回転モーター300が提供されるとした。すなわち、一つのスタンパー回転モーター300を用いて第1及び第2スタンパー100x,100yを一緒に回転させる構造となっている。
スタンパー回転モーター300は、一つの駆動軸270を回転させ、該駆動軸270によって回転し、第1及び第2スタンパー軸200x,200yがその軸方向に変位可能に挿入されるローテーター250を含むことができる。
ローテーター250の一端には、スタンパー回転モーター300によって駆動される駆動軸270が締結され、他端には、複数個の第1及び第2スタンパー軸200x,200yが垂直方向に変位可能に装着される。
ローテーター250は、それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yが、駆動軸270によって公転するが、ローテーター250に挿着された状態で自転は不可能な構造としなければならない。
また、後述する理由から、第1及び第2スタンパー軸200x,200yは垂直方向へと変位可能にしなければならない。第1及び第2スタンパー軸200x,200yがローテーター250の内部に垂直方向に変位可能に装着されなければならない理由は、スタンパー高さ調節装置についての説明で詳細に後述される。
スタンパー回転モーター300の駆動軸270は、ローテーター250の回転中心に装着し、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yを回転させる第1及び第2スタンパー軸200x,200yは、ローテーター250の回転中心ではなくそれぞれ偏心された位置に装着することができる。すなわち、ローテーター250の回転中心に対してそれぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yが公転する位置に装着される。
そして、それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yは、ローテーター250の断面方向の直径上に配置されることができ、ローテーター250の中心部から同一の距離に及び駆動軸を基準に対称の位置に装着することができる。
すなわち、図1に示す2個の第1及び第2スタンパー軸200x,200yは、ローテーター250の断面を基準に駆動軸270に対して同一の距離及び対称の位置にそれぞれ備えられることができる。
スタンパー回転モーター300はローテーター250を回転させ、ローテーター250に拘束された第1及び第2スタンパー軸200x,200yを駆動軸270を中心に回転させることができる。
スタンパー回転モーター300と駆動軸270との間に、速度比を調節する減速器290を設けることができる。スタンパー回転モーター300は、複数個の第1及び第2スタンパー100x,100yの位置を変更させる役割を果たす。
樹脂材供給部600において第1及び第2スタンパー100x,100yの第1及び第2スタンパー100x,100yピンを樹脂材に浸漬した後、樹脂材の付いた第1及び第2スタンパー100x,100yを被スタンピング基板Sのスタンピング領域へと移送する方法、及び基板のスタンピング領域へのスタンピングを完了した第1及び第2スタンパー100x,100yを再び樹脂材供給部600に移送する方法は、第1及び第2スタンパー100x,100yの固定されている第1及び第2スタンパー軸200x,200yをスタンパー回転モーター300により回転させる方法に依存する。
すなわち、スタンパーを第1及び第2スタンパー100x,100yの2個とする場合、第1及び第2スタンパー100x,100yは、ローテーター250が180°回転する度に、それぞれ樹脂材供給部600及び基板へと交互に移送されることができる。
そして、樹脂材が供給される樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の高さと被スタンピング基板Sの高さは互いに異なることがある。被スタンピング基板Sのサイズが大きいと、基板と樹脂材収容器680とが重なり合う位置では樹脂材収容器680及び被スタンピング基板Sに干渉が生じることがあり、このような干渉を回避するために被スタンピング基板Sと樹脂材収容器680との高さを異ならせるわけである。
したがって、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の高さ及び被スタンピング基板Sの高さを異ならせることで、被スタンピング基板Sと樹脂材収容器680との干渉現象が防止することができる。
樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の高さと被スタンピング基板Sの高さとを異ならせる場合は、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの回転時にその高さの差を補償する方法が必要である。
そこで、本発明の一つの実施例によるスタンピング装置1000では、カムガイド500を使用して両者の高さの差を補償することができる。
一方、カムガイドの高さまたは厚さを一定にした平坦形のカムガイドを使用することもできるが、この場合は、高さ調節装置によってのみスタンパーの高さを調整することができる。
本発明によるスタンピング装置1000のカムガイド500は、それぞれのスタンパー軸の回転に応じて第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを可変させることができる。
本発明によるスタンピング装置1000では、2個のカムガイドが備えられるとしている。上部及び下部カムガイド500h,500lのそれぞれは、スタンパー回転モーター300の回転とともにそれぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yを昇降させて、それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yにおける固定した第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを可変させることができる。
図1に示す本発明によるスタンピング装置1000では、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の高さが被スタンピング基板Sの高さよりも高い。したがって、特定の第1スタンパー100xが回転して被スタンピング基板Sから樹脂材収容器680に移送される場合、第1スタンパー100xが回転すると同時に高さが高くならなければならず、逆の場合は、第2スタンパー100yの高さが低くならなければならない。
図2は、本発明によるスタンピング装置1000のカムガイドを示す図である。
同図のカムガイド500は、中心部に開口510が形成されたリング状のものである。
同図に示すように、カムガイド500の上面520は、平面とすることができ、カムガイド500の下面530は、高さが変化する形状とすることができる。
逆に、図示してはいないが、カムガイドの上面は、高さが変化する形状とし、下面は、平面とすることもできる。また、カムガイドの上面及び下面の両方を平面にしても良い。
そして、スタンパーが浸漬領域に到達した際におけるカムガイドの下面の高さが、スタンパーがスタンピング領域に到達した際におけるカムガイドの下面の高さよりも高くなるようにし、カムガイドの下面は緩やかな曲面形状にすることができる。
そして、上述したように、カムガイドの上面及び/または下面形状は、高さの変化がない平面形状にすることもできる。この場合、カムガイドは、スタンパー軸の回転時にスタンパーの高さ調節機能を提供できず、よって、高さ調節装置によってそれぞれのスタンパーの高さを調節しなければならない。
これは、図1に示すように、基板の高さが樹脂材収容器の高さよりも低いからである。樹脂材収容器の高さを相対的に高くする理由は、基板のサイズが大きくなっても、基板と干渉することを防止するためである。
一方、上部及び下部カムガイド500h,500lは、同一の下面形状を有することができる。これは、スタンパーの移送過程においてスタンパーが対称の軌跡を持つようにするためである。
そして、図1に示すそれぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yの外側面にカムベアリングが設けられ、それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yの回転時に、第1及び第2スタンパー軸200x,200yのそれぞれの外側面に設けられた第1及び第2カムベアリング230x,230yは、それぞれの上部及び下部カムガイド500h,500lの下面に沿って案内されて第1及び第2スタンパー軸200x,200yの高さを可変させ、結果として、それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yの下端に固定されている第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを可変させることとなる。
図1に示す実施例では、カムベアリングがスタンパー軸に設けられ、高さ調節装置側にカムガイドが固定された例が示されているが、複数個のスタンパー及びスタンパー軸を備えるスタンピング装置では、スタンパー軸及び高さ調節装置のうちいずれか一方にカムベアリングが設けられ、他方にカムガイドが設けられればいい。
説明の便宜のために、本明細書では、カムベアリングがスタンパー軸にそれぞれ設けられ、カムガイドがそれぞれスタンパー軸を包むようなリング形状を有し、異なる高さにそれぞれ設けられ、スタンパー軸の回転とともに、スタンパー軸に設けられているカムベアリングがそれぞれのカムガイドの下面に沿って案内される実施例を取り上げる。
しかし、カムベアリングがカムガイドの上面に沿って案内されたり、カムガイドの上面と下面に同時に密着するようにカムベアリングがカムガイドの上面と下面に設けられることもできる。この場合には、印加される力の方向を変えなければならない。
そして、第1及び第2スタンパー軸200x,200yが回転と同時にそれぞれの上部及び下部カムガイド500h,500lの下面に沿って案内されるためには、上方へ一定の力が提供されなければならない。
上面または下面の高さまたは厚さが変化するカムガイドを用いてスタンパーの高さを調整するためには、カムベアリングがカムガイドの上面または下面に沿って案内されるようにしなければならない。すなわち、カムベアリングがカムガイドの表面に密着するように一定の力を印加する必要がある。
例えば、カムベアリングがカムガイドの上面または下面に密着するように、スタンパー軸またはカムにスプリングによる弾性力が印加されることができる。
また、カムベアリングがカムガイドの上面または下面に密着するように、スタンパー軸またはカムに永久磁石または電磁石による電磁気力が印加されることができる。
そして、カムベアリングがカムガイドの上面または下面に密着するように、スタンパー軸と結合されている空圧シリンダーによる空圧力が印加されることができる。
ここで、カムは、カムガイドの上面と下面にそれぞれ配置された1対とされ、カムガイドの上面及び下面を同時に加圧するように構成することができる。
図1の実施例は、スタンパー軸に設けられたカムベアリングがカムガイドの下面に密着するように、スタンパー軸にはスプリングによって弾性力が印加される場合を示している。
第1及び第2スタンパー軸200x,200yが回転と同時に、それぞれの上部及び下部カムガイド500h,500lの下面に沿って案内されるためには、上方に一定の力が提供されなければならない。
したがって、前記スタンパー軸に設けられたカムベアリングがカムガイドの下面へと加圧されるように、スタンパー軸は、スプリングによって弾性力が印加されるようにすることができる。
したがって、固定した位置を有する支持台800とそれぞれのフランジ210x,210yとの間に弾性部材としてのスプリング810x,810yを設けることができる。
スプリング810x,810yの一端は、支持台800の方向に支持され、スプリング810x,810yの他端は、第1及び第2スタンパー軸200x,200yのあらかじめ定められた位置に設けられたフランジ210x,210yに支持されることができる。したがって、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの下降時に、反対方向に弾性反発力が印加されて、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの外側面に設けられた第1及び第2カムベアリング230x,230yが上部及び下部カムガイド500h,500lの下面に沿って案内されることが可能になる。
第1及び第2スタンパー軸200x,200yの下端は、第1及び第2スタンパー100x,100yが装着されるスタンパーアーム130x,130yに固定され、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの上端は、ローテーター250に昇降自在に装着され、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの回転時に、第1及び第2スタンパー軸200x,200yに設けられたカムベアリングがあらかじめ定められた高さに固定された上部及び下部カムガイド500h,500lの下面に沿って案内されるので、それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yは、スタンパー回転モーター300の回転時にカムガイド500の下面の高さ偏差に対応して昇降することができる。
このような構成により、樹脂材供給部600の樹脂材収容器の高さと被スタンピング基板Sの高さとの差を補償しつつ、スタンパーは、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の浸漬領域と被スタンピング基板Sスタンピング領域とを往復することができる。
第1及び第2スタンパー100x,100yを樹脂材供給部600の樹脂材収容器及び被スタンピング基板Sへ移送する過程は、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yのスタンピング過程及び浸漬過程が終了した後、それに続いて浸漬過程及びスタンピング過程を反復するためにそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yの位置を変更する過程である。
それぞれのスタンピング領域または浸漬領域にそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yが移送された後にスタンピングまたは浸漬作業が行われるために、第1及び第2スタンパー100x,100yは、スタンピングまたは浸漬のためにあらかじめ定められた高さだけさらに下降しなければならない。
したがって、本発明によるスタンピング装置1000は、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを調節するためのスタンパー高さ調節装置を備えることができる。
このスタンパー高さ調節装置は、スタンピング過程及び浸漬過程でそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを調節するように、第1及び第2スタンパー100x,100y別に備えることができる。
そして、図2を参照して説明するカムガイドの厚さが一定の場合は、高さ調節装置は浸漬過程またはスタンピング過程の他に、スタンパーの位置変更のためのスタンパー軸の回転の際にもスタンパーの高さを個別に可変させることができる。
したがって、カムガイドの形状に沿うスタンパーの移送のための回転時にも、高さ調節装置によって高さの差を補償することが可能である。
図1に示す実施例で、スタンパー高さ調節装置によって調節されるスタンパーの高さは、スタンパーの位置に応じて異ならせることができる。例えば、浸漬過程のスタンパーの下降高さよりもスタンピング過程のスタンパーの下降高さを大きく設定することができる。
スタンパー高さ調節装置を個別に備えて、それぞれのスタンパーの移送位置に応じてさらに下降すべき高さを独立して調節することができる。
すなわち、図1に示す実施例では、2個の第1及び第2スタンパー100x,100yが示されており、第1及び第2スタンパー100x,100yの高さをそれぞれ調節するために2個のスタンパー高さ調節装置を備えることができる。
そして、本発明によるスタンピング装置1000のスタンパー高さ調節装置は、第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを直接調節せずに、第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを可変させる上部及び下部カムガイド500h,500lの高さを調節する方法を用いる。
上述したように、上部及び下部カムガイド500h,500lは、その下面の高さ偏差によって、下面に沿って回転する第1及び第2スタンパー軸200x,200yのカムベアリングの高さを可変させることができ、よって、上部及び下部カムガイド500h,500lの高さを調節すると、上部及び下部カムガイド500h,500lにそれぞれ拘束して高さが可変されるカムベアリングが設けられている第1及び第2スタンパー軸200x,200yの高さを調節することができ、結果として、第1及び第2スタンパー軸200x,200yに固定された第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを調節することができる。
したがって、上部及び下部カムガイド500h,500lの高さを調節するために、スタンパー高さ調節装置はそれぞれ、高さ調節モーター400a,400b、高さ調節モーター400a,400bによって駆動されるボールスクリュー440a,440b、及びカムガイド500h,500l側に固定されるボールスクリューナット(図示せず)を備えることができる。
したがって、上部及び下部カムガイド500h,500lの高さを調節するために、スタンパー高さ調節装置はそれぞれ、高さ調節モーター400a,400b、高さ調節モーター400a,400bによって駆動されるボールスクリュー440a,440b、及びカムガイド500h,500l側に固定されるボールスクリューナット(図示せず)を備えることができる。
各高さ調節モーターはそれぞれ、減速器410a,410b及びボールスクリュージャッキ430a,430bを介在してボールスクリュー440a,440bを駆動させることができ、それぞれのボールスクリュー440a,440bは、ボールスクリューナットが装着されている調節部460a,460bに装着することができる。そして、それぞれの調節部460a,460bは、互いに異なる高さに設けられているそれぞれのカムガイド500h,500lに固定される。
したがって、互いに異なる高さに設けられているそれぞれのカムガイド500h,500lの高さは、それぞれの高さ調節モーター400a,400bの回転駆動によって可変することができ、それぞれのスタンパーの微細な高さを調節することが可能になる。
以下、図3乃至図9を参照して、本発明によるスタンピング装置1000の作動過程について詳細に説明する。
図3は、本発明によるスタンピング装置1000の第1及び第2スタンパー100x,100yがスタンパー回転モーター300によって回転した状態を示す図である。
スタンパー回転モーター300が回転してそれぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yを回転させると、第1及び第2スタンパー軸200x,200yに装着されたそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yはそれぞれ、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の浸漬領域及び被スタンピング基板Sのスタンピング領域へと移送されることができる。
したがって、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の浸漬領域へ回転して移送された第1スタンパー100xは、樹脂材収容器680に充填された樹脂材に浸漬され、被スタンピング基板Sのスタンピング領域へ移送された第2スタンパー100yは、基板にスタンピングを行うこととなる。
樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の浸漬領域へと回転して移送された第1スタンパー100xは、スタンピングピン111xに付いている樹脂材がスタンピング過程で使用された状態であり、被スタンピング基板Sのスタンピング領域へと移送された第2スタンパー100yは、そのスタンピングピン111yに樹脂材がついている状態である。
スタンパー回転モーター300が回転してそれぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yを回転させ、第1及び第2スタンパー軸200x,200yに装着されたそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yがそれぞれ樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の浸漬領域及び被スタンピング基板Sのスタンピング領域へ移送される過程では、それぞれのスタンパー高さ調節装置は、第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを上昇した状態に維持させることができる。
すなわち、スタンピング過程と浸漬過程がそれぞれ終了すると、それぞれのスタンパー高さ調節装置は、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yがスタンパー回転モーター300によって回転する過程で干渉が生じることを防止しうるような高さに、第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを調節することができる。スタンパー高さ調節装置によって第1及び第2スタンパー100x,100yの高さが調節された後、スタンパー回転モーター300を回転させることができる。
図4は、本発明によるスタンピング装置1000の第1及び第2スタンパー100x,100yがそれぞれ浸漬またはスタンピングを行う過程を示す図である。
スタンパー回転モーター300が回転してそれぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yを回転させると、第1及び第2スタンパー軸200x,200yに装着されたそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yはそれぞれ、樹脂材供給部600の樹脂材収容器680の浸漬領域及び被スタンピング基板Sのスタンピング領域へ移送された後、浸漬過程及びスタンピング過程を行うことができる。
図4に示すように、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yが浸漬領域及びスタンピング領域に達すると、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yは下降して浸漬過程及びスタンピング過程を行う。
したがって、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを調節するためのスタンパー高さ調節装置を構成する高さ調節モーターが、あらかじめ定められた方向にそれぞれ回転して、第1及び第2スタンパー100x,100yの高さを浸漬高さ及びスタンピング高さに調節することができる。
樹脂材収容器680に充填された樹脂材に浸漬される場合、第1スタンパー100xの第1スタンピングピン111xは、充填された樹脂材の上面に軽く接触すればいい。しかし、スタンピング過程では、第2スタンピングピン111yが十分に被スタンピング基板Sに加圧されるように接触する必要がある。
すなわち、樹脂材の粘性または表面張力などによってあらかじめ定められた面積を樹脂材でスタンピングするために、スタンピングピン111yが被スタンピング基板Sのスタンピング領域を一定時間加圧しなければならない場合がある。これは、樹脂材を十分に被スタンピング基板Sのスタンピング領域に塗布させるためである。
したがって、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yが、樹脂材収容器680に充填された樹脂材の上面に浸漬される時間と被スタンピング基板Sのスタンピング領域に接触する時間とは異なることがある。
もちろん、図4に示すように、スタンパー高さ調節装置は、スタンパーがスタンピングする過程で被スタンピング基板を加圧するようにまたは加圧しないように構成することもでき、基板との非接触状態で樹脂材のみスタンピングされうるようにスタンパーの高さを調節することもできる。
図5は、本発明によるスタンピング装置1000の第1及び第2スタンパー100x,100yがそれぞれ浸漬またはスタンピングを行う他の過程を示す図である。
例えば、浸漬過程にかかる時間がスタンピング時間よりも短いとすれば、浸漬過程の完了した第1スタンパー100xは、そのスタンピングピン111xが樹脂材の表面から離れて第2スタンピングピン111yよりも先に上昇することができる。
浸漬過程にかかる時間があらかじめ定められた時間よりも長くなると、余分に多い量の樹脂材がスタンピングピン111xについてしまい、半導体素子などのボンディング不良につながることがある。
したがって、浸漬の完了した第1スタンパー100xは、該第1スタンパー100xのカムガイドの高さを調節する高さ調節モーター400aの回転によって上昇駆動することができる。このとき、上昇した第1スタンパー100xのスタンピングピン111xの下端には樹脂材がついている。
スタンピング過程中の第2スタンパー100yは、スタンピングに要求される時間の間に被スタンピング基板Sのスタンピング領域に接触または加圧される状態を維持することができる。したがって、該第2スタンパー100yのカムガイドの高さを調節する高さ調節モーター400bは、加圧状態が維持されるように回転駆動を中断する。
スタンピング過程中の第2スタンパー100yが、スタンピングに要求される時間の間に被スタンピング基板Sのスタンピング領域に接触または加圧される状態を維持すると、第2スタンパー100yのスタンピングピン111yについた樹脂材などが基板に徐々に塗布される。樹脂材の粘性、表面張力または重力によって徐々に基板に流動するように誘導することができる。
図6は、本発明によるスタンピング装置1000の第1及び第2スタンパー100x,100yがそれぞれ浸漬またはスタンピング過程を終了した状態を示す図である。
スタンピング過程の完了した第2スタンパー100yは、カムガイド500lの高さを調節する高さ調節モーター400bの回転によって上昇駆動することができる。
浸漬及びスタンピング過程の完了した第1及び第2スタンパー100x,100yの高さが上昇すると、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yはスタンパー回転モーター300の回転駆動によってその位置を換えることになる。
図7は、本発明によるスタンピング装置1000の第1及び第2スタンパー100x,100yがスタンパー回転モーター300によって回転する状態を示す図である。
浸漬過程及びスタンピング過程の終了したそれぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yは、図5及び図6に示すように、それぞれのスタンパー高さ調節装置を構成するそれぞれの高さ調節モーターが回転することで、樹脂材収容器680に充填された樹脂材の表面または被スタンピング基板Sの上面からそれぞれ離れることができる。
それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yが樹脂材収容器680に充填された樹脂材の表面または被スタンピング基板Sの上面から離れると、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yの次の工程のためにスタンパー回転モーター300が回転する。
この場合、それぞれの第1及び第2スタンパー100x,100yが固定されている第1及び第2スタンパー軸200x,200yのローテーター250による回転時に、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの高さを調節するために、第1及び第2スタンパー軸200x,200yの表面に設けられたカムベアリング230x,230yがそれぞれのカムガイド500h,500lの下面に沿って案内されつつ、樹脂材収容器680に充填された樹脂材の表面と被スタンピング基板Sの上面との高さの差を補償し、後続過程を行うための位置に移送されることができる。
それぞれの第1及び第2スタンパー軸200x,200yの外側面に設けられたカムベアリング230x,230yがそれぞれのカムガイド500h,500lの下面に沿って案内される過程で樹脂材供給部600と被スタンピング基板Sとの高さの差を補償することができる。
カムガイド500h,500lの下面の高さの差によって樹脂材供給部600と被スタンピング基板Sの高さの差を補償することができ、第1及び第2スタンパー100x,100yを移送する過程でそれぞれのカムガイド500h,500lの高さを調節する高さ調節モーター400a,400bは作動しなくても良いが、カムガイド500h,500lの下面の高さ偏差が樹脂材供給部600と被スタンピング基板Sとの高さの差を補償できる程度に充分でない場合は、スタンパー回転モーター300が作動する過程においてもそれぞれのカムガイドの高さを調節するための高さ調節モーター400a,400bを用いることができる。
図8は、本発明によるスタンピング装置1000のスタンパー100とスタンパーアーム130との装着過程を示す図である。スタンパー100はスタンパーアーム130を介してスタンパー軸200に装着することができる。
スタンパーアーム130は、上端がスタンパー軸200の下端部に連結され、下端にはスタンパー100が装着される。
スタンパー100は、下端に、樹脂材スタンピングのためのスタンピングピン111を備えることができる。上述したように、スタンピングピン111は、スタンパー100のボディーに弾性部材を介在して装着することができる。スタンピングピン111は、入れ替え可能に構成することができる。
スタンパー100のボディーの外側面に係合溝110gが形成されることができる。係合溝110gは、スタンパーアーム130のアームスプリング133によって弾持される係止突起135と係合する部分である。
係止突起135は、アームスプリング133によってスタンパー100の係合溝110gの方向に弾持されることができる。そして、スタンパー100がスタンパーアーム130の下端に形成された装着孔131hに挿通すると、スタンパーアーム130のガイド溝131gの内部にスライド可能に装着されている係止突起135は、アームスプリング133から弾性力が印加されて、スタンパー100の係合溝110gに係合し、よって、スタンパー100の回転または昇降時にスタンパーアーム130から容易に分離されることを防止することができ、かつ、入れ替えに当たっては係止突起を後退させて分離作業を容易に行うことができる。
係止突起135の外側面の形状と係合溝110gの内側面の形状は、噛み合い可能なように、互いに対応する形状とすることができる。
そして、スタンパーアーム130の上端はスタンパー軸200に締結され、スタンパーアーム130の下端は斜め下方に延び、スタンパー100が装着される。
スタンパーアーム130の下端は、スタンパー回転モーターの回転時に、スタンパー軸200に比べて大きい回転半径を有することができる。
すなわち、スタンパー軸200は、図1を参照して上述したローテーター250を駆動させる駆動軸270を中心に、あらかじめ定められた回転半径で回転し、スタンパーアーム130は、スタンパー回転モーター300の回転時にスタンパー軸200に比べて大きい回転半径を有するように延びている。
スタンパーアーム130を、スタンパー回転モーター300の回転時にスタンパー軸200に比べて大きい回転半径を有するように延ばす理由は、被スタンピング基板Sのスタンピング領域のスタンピング状態を検査するためのビジョン検査部900が垂直方向にスタンピング領域を撮影できるようにするためである。
すなわち、図1乃至図8に示す本発明によるスタンピング装置1000にはビジョン検査部900が備えられる。
すなわち、本実施例のスタンピング装置1000は、スタンパー100によってスタンピングされた基板のスタンピング領域を撮影及び検査するビジョン検査部をさらに含むことができる。
ビジョン検査部900は、被スタンピング基板Sの上部に設けられ、特に、第1及び第2スタンパー100x,100yによってスタンピングされたスタンピング領域を撮影できるような位置に配置される。
ビジョン検査部900は、一つのスタンパー100がスタンピング過程の終了してから回転する間に、すなわち、他のスタンパー100が浸漬過程を終了してから再び新しいスタンピング領域の上部に移送される前に、スタンピングされた領域を撮影する。
スタンピング過程の検査は、スタンピングされたスタンピング領域の面積などを測定して、塗布された樹脂材の量が適切か否かなどを判断する過程である。スタンピングされたスタンピング領域の正確な面積を測定しなければならず、スタンピング領域の上部からスタンピング領域を撮影する過程を含まなければならない。正確な面積測定のためには、撮影するスタンピング領域を上部から垂直方向に撮影する必要がある。
したがって、ビジョン検査部900は、スタンパーアームに装着されたスタンパーの上部垂直位置に装着することができる。
ビジョン検査部900は、あるスタンパーがスタンピング過程後に浸漬過程のために回転する間に、スタンピングされた基板のスタンピング領域を撮影することができる。
万一、スタンパー軸200とスタンパー100を同一直線上に配置すると、スタンパーアーム130が回転しても垂直方向にスタンピング領域を撮影することができない。
すなわち、スタンパー軸200の回転半径に対応するカムガイドなどとビジョン検査部900による撮影領域とが重なるため、垂直方向に撮影可能なようにビジョン検査部900を装着することができない。
ビジョン検査部900を垂直方向に装着することができないから、ビジョン検査部900で撮影される映像も垂直方向映像とされず、よって、スタンピング領域の面積などを正確に測定し難く、別の演算過程を通じてスタンピング領域の面積を推定する計算段階を検査過程のアルゴリズムに含めなければならない。その結果、検査過程の速度が低下し、全体工程の効率に悪影響を与えることがある。
したがって、図1乃至図7に示すように、第1及び第2スタンパー軸200x,200yとビジョン検査部900とを平行に装着した後、図8Bに示すように、被スタンピング基板Sと垂直な撮影方向Dに特定スタンピング領域を撮影することができ、この時、スタンパーはスタンピング領域から回転させ、ビジョン検査部900が撮影視野を確保できるようにすることができる。
図9は、本発明によるスタンピング装置の他の実施例を示す図である。以下では、図1乃至図8と重複する部分についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
前述した実施例に比べて、図9に示す実施例は、カムベアリングを案内する上部及び下部カムガイドの形状、及びスタンパー軸を支持する支持台の上部に装着されて、上部及び下部カムガイドの下面方向にスタンパー軸に備えられたカムベアリングを加圧するように弾性力を印加する弾性部材であるスプリングを省いた点が異なる。
まず、図9に示す実施例は、カムベアリング23x,23yを案内する上部及び下部カムガイド50h,50lの上面及び下面が、平面形状を有する。
したがって、スタンパー回転モーター30が回転してもスタンパー10x,10yの高さがカムガイドの下面形状に沿って可変しない。
したがって、スタンパー10x,10yの移送過程で要求されるスタンパー10x,10yの垂直方向の高さ差を補償するために、図9に示す実施例は、カムガイド50h,50lの形状及び弾性部材を用いずに、前述の高さ調節装置を用いる。
図1乃至図8に示す実施例で、高さ調節装置は、スタンパー回転モーター及びカムガイドなどによってそれぞれのスタンパーの位置を変更した後に、それぞれのスタンパーの浸漬またはスタンピングに際してそれぞれのスタンパーの高さを調節する機能を果たした。すなわち、スタンパー回転モーター30が回転する間にはスタンパー10x,10yの垂直方向の高さを調節するために高さ調節装置を作動しなかった。
これに対し、本実施例では、カムガイドの上面及び下面の形状を平面とし、弾性部材を除去したため、図9に示すスタンパー回転モーター30が回転してもスタンパー10x,10yの高さは変わらない。
したがって、前述した実施例とは違い、スタンパー回転モーター30を回転させてスタンパーを回転及び移送する過程にも、本実施例では、高さ調節装置を構成する高さ調節モーター40a,40bを回転させつつそれぞれのスタンパー10x,10yを回転させる。すなわち、スタンパーの移送過程では、スタンパー回転モーター30と高さ調節装置を構成する高さ調節モーター40a,40bとが同時に駆動され、スタンパーを浸漬する浸漬過程とスタンピングするスタンピング過程では、高さ調節装置を構成する高さ調節モーター40a,40bのみ作動し、スタンパー回転モーター30は作動しない。
すなわち、前述の実施例のように、高さ偏差を有する樹脂材収容器680と被スタンピング基板Sとの間でスタンパーを移送する過程においてカムガイドの高さ偏差及び弾性部材を用いることもできるが、本実施例によると、高速往復する移送過程におけるカムガイドの摩耗及び弾性部材の耐久性の問題を予防することができる。
また、本実施例では、弾性部材であるスプリングが省かれたため、スタンパー回転モーター30と高さ調節装置を構成する高さ調節モーター40a,40bとが同時に回転する際にそれぞれのカムベアリング23x,23yをそれぞれのカムガイドに追従させるために、それぞれのカムベアリング23x,23yはそれぞれのカムガイド50h,50lの上部及び下部を同時に支持する状態で構成される。
図9に示すように、それぞれのカムベアリング23x,23yは、上部及び下部カムガイド50h,50lのそれぞれの上部と下部を同時に支持した状態を維持する。したがって、スタンパーを移送するためにスタンパー回転モーター30と高さ調節装置を構成する高さ調節モーター40a,40bとが同時に回転する場合、それぞれカムベアリング23x,23yがカムガイドの昇降に追従し、それぞれのスタンパーの高さを調節することができる。
図10は、本発明によるスタンピング装置のさらに他の実施例を示す図であり、図11は、図10に示すスタンピング装置の要部を示す拡大斜視図であり、図12は、図10に示すスタンピング装置の拡大断面図である。
図1乃至図8と重複する部分についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。前述の実施例では、浸漬過程またはスタンピング過程においてそれぞれのスタンパーを垂直方向に昇降する高さ調節装置により、それぞれのスタンパーを独立して昇降駆動することができるとした。
しかし、図10に示す高さ調節装置は、両スタンパーを同時に昇降させる。すなわち、それぞれのスタンパーを独立して高さ調節する必要がない場合は、高さ調節モーター400を共用することができる。
スタンピング装置のスタンピング本体30は、レール及び駆動手段(図示せず)により基板Sの長さ方向、すなわち、X軸方向に沿って動く構造であり、スタンピング本体30には、スタンパー100x’、100y’などを支持するためのスタンピングベース31を設けることができる。スタンピングベース31はレールにより支持されながら水平軸駆動モーター32により基板Sの幅方向、すなわち、水平軸方向に沿って動くようになっている。
このように、スタンピング本体30のX軸方向の動き及びスタンピングベース31の水平軸方向の動きによってスタンパー100x’,100y’も垂直軸−水平軸方向に移動することができ、これにより、基板Sの各樹脂材などの樹脂材塗布部位に対応して樹脂材を塗布またはスタンピングすることができる。
スタンピングベース31の前面には、2個のスタンパー100x’,100y’とスタンパー回転モーター300’などを含むことができる。そして、スタンパーの垂直方向昇降駆動のための高さ調節モーター400’が、スタンパー回転モーター300’と並んで設置されることができる。スタンピングベース31の下端に支持される構造で設置される樹脂材収容器680、樹脂材収容器の高さを調節するための収容器アップダウンユニット(図示せず)などは、スタンパー100x’、100y’の一側に並んで配置されることができる。
前述した実施例とは違い、本実施例は、樹脂材収容器の高さを調節可能にすることによって、1対のスタンパーを独立して駆動しない場合に生じうる問題点を解消している。すなわち、スタンパーの昇降高さを、基板Sを基準にして、樹脂材収容器680と浸漬されるスタンパーの高さとが合わない場合、樹脂材収容器の高さを調節するための収容器アップダウンユニットを駆動してそれを補正することができる。
一方、スタンピングベース31の一側にはビジョン検査部900が設置される。このビジョン検査部900は、樹脂材の塗布状態、塗布位置などを撮影し、撮影された映像からそれらを確認及び検査する役割を果たすもので、スタンパーにより樹脂材の塗布される領域が見られる位置に設置される。
特に、ビジョン検査部900は、傾斜した姿勢で設置され、この姿勢で、樹脂材を塗布する位置及び樹脂材塗布状態などを検査することができる。
前述した実施例とは違い、スタンパーを装着するスタンパーアーム130などが折り曲がった形状を有しないから、ビジョン検査部を垂直に装着した状態ではスタンピング領域を撮影することができない。したがって、ビジョン検査部900を傾斜した姿勢で設置し、スタンピングされた領域を撮影することができる。
また、ビジョン検査部900が傾いた状態で検査をすることから、スタンパー100x’,100y’の動作と関連した干渉のみを避ける範囲内でビジョンを行う。
万一、ビジョン検査部900がスタンピングヘッドの上部垂直位置に設置されて、スタンピングヘッド全体が抜け出た後にビジョンを行う場合に比較して、本実施例のようにビジョン検査部900がスタンパー100x’、100y’のすぐそばにおいて傾斜した状態で近接してビジョンを行う場合は、スタンパー100x’、100y’がビジョン検査部900の干渉範囲を外れると直ちにビジョンを早急に行える時間的余裕を確保することができ、結局として、ビジョンと関連したロジックなどの設計自由度を高めることができる。
スタンパー100x’、100y’が上下運動及び回転運動を通じて交互にスタンピング作業、すなわち、樹脂材塗布作業を行う形態を説明する。
スタンパー駆動のために、上部には、スタンピングベース31上に支持されながら正方向または逆方向に回転可能なスタンパー回転モーター300’が立設され、スタンパー回転モーター300’の軸にはローテーター250’が並んで連結設置されることができる。
ローテーター250’は、スタンパー回転モーター300’と共に回転するもので、2個のスタンパー100x’,100y’を支持しながらスタンパーを回転させる役割を果たすことができる。
このために、ローテーター250’には長さ方向に沿って切開された形状のスロット251’が両側にそれぞれ設けられ、このスロット251’に、スタンパー100x’,100y’のフォロワブラケット24が貫通しつつ引っ掛かることによって、ハウジング回転時に2個のスタンパー100x’,100y’も回転可能になる。
すなわち、ローテーター250’が回転すると、スロット251’が、スタンパー100x’,100y’の装着されているスタンパー軸220x,220yに固定されたフォロワブラケット220を引っ掛けて回転するから、スタンパー100x’,100y’も一緒に回転することができる。そして、ローテーター250’の下端部の内側には、2ケ所のボールスプライン225が設けられ、このボールスプライン225は、ここに挿入支持されるスタンパー100x’,100y’の上下運動を支持すると同時に案内する役割を果たすことができる。
2個のスタンパー100x’,100y’は、互いに180゜間隔をおいて配置され、ローテーター250’のボールスプライン225に挿入されて上下にスライド案内を受けながら支持される。
このようなスタンパー100x’,100y’は、回転運動と同時に上下運動をする。回転運動は、スタンパー回転モーター300’の作動によるローテーター250’の回転によって行われ、上下運動は、カムガイド500’に沿って駆動されるカムベアリングの駆動によって行われる。
このために、カムガイド500’は、互いに所定のギャップ、すなわち、ガイド孔520を形成しながら上下に配置される管状の上部カムガイド500h’と下部カムガイド500l’との組み合わせ形態とされ、この上・下部カムガイド500h’,500l’は、後述するホルダー550により支持される。
ここで、ガイド孔520は、高低を有する曲線形とされ、カムガイド500’の円周区間を二等分して両側対称構造をなし、ガイド孔520の高さは、曲線形のカム軌跡において、スタンパーが樹脂材に浸漬される時点における高さよりも、スタンパーが樹脂材を基板にスタンピングする時点における高さが低くなる形態とすることができる。
ここで、ガイド孔520に沿って案内されながら上下に運動するスタンパーの動き、すなわち、スタンパーが基板から収容器側に向かう場合の動きを取り上げると、基板に樹脂材をスタンピングする時点である最低高さにあったスタンパーは、回転と共にガイド孔520に沿って上方に移動して頂点を経た後に再び下方にやや移動して、収容器中の樹脂材に浸漬される時点である中間高さの地点に達するように、ガイド孔520の傾斜を形成することができる。
このようなガイド孔520を有するカムガイド500’は、ローテーター250’の外周に同心円状に配置され、スタンパー100x’,100y’は、上端のフォロワブラケット24に固着されているカムベアリング230xによってカムガイド500’のガイド孔520に挿入されて案内を受けうるような構造で支持されることができる。
そして、2個のスタンパー100x’,100y’間の高さ差を補償するための手段としてスプリング(図示せず)が、スタンパー100x’,100y’の内部に設けられることができる。
これにより、スタンパー100x’,100y’は樹脂材に浸漬されたり基板に樹脂材をスタンピングする昇降動作の際に、弾性力による緩衝が可能となる。
このように構成される2個のスタンパー100x’,100y’は、互いに180゜間隔をおいて位置して樹脂材収容器側と基板側との間を交互に往復し、このような往復動作によって交互にスタンピング作業を行うことが可能になる。
一方、回転運動と上下運動を同時に具現しながらスタンピング作業を行うスタンパーの動作特性の上、基板に樹脂材をスタンピングする時、スタンパーの先端で樹脂材をスタンピングする時点では、微細ではあろうがスタンパーの先端が斜線方向に動くことを見つけることができ、この場合は、スタンパーが滑りながら樹脂材をスタンピングする状況も生じることがあり、結果として、基板の樹脂材塗布位置を外れた部位にまで樹脂材がスタンピングされる恐れがある。
そこで、本実施例では、このような恐れを完全に解消できる手段を提供する。
このために、スタンパー100x’,100y’とスタンパー回転モーター300’などを含むアセンブリーの一側に高さ調節モーター400’が並んで配置され、この高さ調節モーター400’の軸に連結されているボールスクリュー440またはボールスクリューナット460’には、ホルダー550が固定され、このホルダー550は、突延したアーム部(図面符号は示さない)を介して上部及び下部カムガイド500h’,500’にそれぞれ固定されることができる。
ここで、高さ調節モーター400’は、樹脂材収容器680に収容された溶液に浸漬される浸漬動作、または基板上に該溶液をスタンピングするためのスタンピング動作のいずれかの動作においてスタンパー100x’,100y’を垂直方向に昇降駆動させて、浸漬過程またはスタンピング過程が行えるようにする。
したがって、高さ調節モーター400’が作動すると、スクリューの転動によってホルダー550も下方に移動し、これに追従してカムガイド500’も下方に移動し、結局として2個のスタンパー100x’,100y’も垂直運動をする。
このように2個のスタンパー100x’,100y’のスタンピング動作直前及び直後、すなわち、基板に樹脂材をスタンピングする直前と樹脂材を基板にスタンピングした直後に垂直方向に運動をするから、樹脂材を基板の正確な地点にスタンピングすることが可能になる。
図13は、本発明の一実施例によるダイボンダーのスタンピング装置において収容器アップダウンユニットを拡大して示す正面図である。
図13に示すように、ここでは、樹脂材を収容する樹脂材収容器680とその周辺の部品との結合関係について説明する。
樹脂材収容器680は、基板にチップを取り付けるためのボンディング材である樹脂材を収容しているもので、中心が収容器回転モーター610の軸に支持される構造で設置され、この収容器回転モーター610は、モーター支持台635を介して後述する収容器アップダウンユニット側に支持される構造で設置されることができる。
樹脂材収容器680は、スタンパー100x’,100y’の長さに応じて調整されうるように、上下に位置移動可能な構造を有し、このような樹脂材収容器680の上下移動は、収容器アップダウンユニットにより行われる。
収容器アップダウンユニットは、2つの部材で構成され、例えば、上下移動時にガイドの役目を果たすスライド部617と、使用者が移動高さを操作できるマイクロ部618と、で構成されることができる。
スライド部617は、通常のLMユニットなどを適用することができ、スタンピングベース31側から延設されるブラケット633により支持され、このように支持されるスライド部617の移動ブロック上にモーター支持台635が結合されることで、樹脂材収容器680を含む収容器回転モーター610全体を支持することができる。
そして、マイクロ部618は一種のマイクロメーターである。
ここで、図面符号629はロックボルトで、一種のストッパーの役割も果たすとともに、スタンパー仕様が変更される場合などのように全体的に樹脂材収容器680の高さを改めてセッティングする必要がある時に使用することができる。
また、樹脂材収容器680には樹脂材ブレード670が備えられる。この樹脂材ブレード670は、樹脂材収容器680中の樹脂材の上面を均す時に使用するもので、ブレードアップダウンユニット628によりその高さ、例えば、ブレードの下端と収容器の底面との間の高さが調節可能になっている。
ここで、ブレードアップダウンユニット628も、マイクロメーター手段やスライド手段を含んで構成することができる。
一方、スタンパー間の高さ差を解決するための方法の一つとして、本実施例は、通電式で両スタンパー間の高さの差を解決できる方法を採用することができる。
例えば、基板側に“+”を連結し、装備本体側に“−”を連結した後、スタンパーを基板に接触させて通電する時、垂直方向の高さ、すなわち、上下に動いた距離を測定した後、各スタンパーに対する垂直方向の昇降距離を別々にすることで、スタンパー間の高さの差を解決する方法を採用することができる。
こうする場合にも問題点は依然として存在する。
すなわち、各スタンパーの高さを樹脂材収容器680に対して同一に設定すると、基板側における高さが合わなく、基板側の高さに対して同一に設定すると、樹脂材収容器680における高さが合わないことがある。これを解消するために、収容器アップダウンユニットを自動化することができる。
次に、このように構成されるダイボンダーのスタンピング装置の作動状態について説明する。
図14は、本発明のさらに他の実施例によるスタンピング装置の作動状態を示す拡大断面図である。
図14に示すように、スタンピング作業領域内に基板Sがローディングされると、この時点から2個のスタンパー100x’,100y’が回転運動と上下運動を同時に具現しながら交互にスタンピング作業を行うことができる。
図14の左図は、2個のスタンパー100x’,100y’のうちいずれか一方が、樹脂材収容器680の側に位置して樹脂材に浸漬され、いずれか他方は、基板S側に位置して樹脂材を基板Sの樹脂材塗布部位にスタンピングする状態を示している。
図5の中央の図は、2個のスタンパー100x’,100y’が約90゜回転した状態を示している。
すなわち、スタンパー回転モーター300’の回転によってローテーター250’と2個のスタンパー100x’,100y’が回転するようになり、この時、各スタンパー100x’,100y’は、カムガイド500’のガイド孔520が有する軌跡に沿って導かれて上部に上昇することができる。
ここで、前方に現れているスタンパー100x’は、基板S側に樹脂材のスタンピングを行うために移動しているもので、後方に隠されているスタンパー100y’は、樹脂材収容器680側に樹脂材への浸漬を行うために移動しているものである。
図14の右図は、2個のスタンパー100x’,100y’が180゜程度回転して完全に位置を換えた状態を示している。
すなわち、樹脂材のついているスタンパー100x’は、カムベアリングの軌跡に沿って下降して基板Sに樹脂材をスタンピングし、樹脂材収容器680側に移動したスタンパー100y’は、収容器中の樹脂材に漬浸されることができる。
もちろん、この時の基板Sは、水平方向に1ピッチ移動した状態であり、スタンパー100x’,100y’が最終的に樹脂材を浸漬またはスタンピングした直後には垂直方向の駆動モーターによってスタンパーが昇降運動をすることができる。
このように2個のスタンパー100x’,100y’が交互に基板Sと樹脂材収容器680とを往復すると同時に、上下運動及び回転運動を同時に具現しながらスタンピング作業を繰り返し行い、また、基板Sもスタンパー作動に応じて水平方向にピッチ移動をし、スタンピングベース31は地面方向に移動するので、基板全体への樹脂材塗布作業を行うことが可能になる。
本明細書では好適な実施例に挙げて本発明を説明したが、当該技術の分野における当業者にとっては、添付する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で様々な修正及び変形実施が可能である。したがって、これら修正及び変形も、本発明に属するものと見なすべきである。
Claims (33)
- 樹脂材供給部で樹脂材に浸漬され、基板に樹脂材をスタンピングする複数個のスタンパーと、
それぞれのスタンパーの高さが可変可能なように前記スタンパーを支持する複数個のスタンパー軸と、
複数個の前記スタンパー軸を同時に回転させるスタンパー回転装置と、
前記スタンパーの移送過程、浸漬過程またはスタンピング過程でスタンパーの高さを調節するスタンパー高さ調節装置と、
を含むスタンピング装置。 - 前記スタンパー回転装置は、スタンパー回転モーター、前記スタンパー回転モーターによって駆動される駆動軸、及び前記駆動軸によって回転し、前記スタンパー軸がその軸方向に変位可能に挿入されるローテーターを含む、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー軸及び前記高さ調節装置のうちいずれか一方に設けられるカムベアリングと、他方に設けられるカムガイドと、をさらに含む、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記カムベアリングは、前記スタンパー軸にそれぞれ設けられ、前記カムガイドは、前記スタンパー軸を包むようなリング形状を有し、互いに異なる高さにそれぞれ配置され、前記スタンパー軸の回転時に、前記スタンパー軸に設けられているカムベアリングがそれぞれのカムガイドの上面または下面に沿って案内されることを特徴とする、請求項3に記載のスタンピング装置。
- 前記カムガイドは、平坦な上面と平坦な下面を有することを特徴とする、請求項4に記載のスタンピング装置。
- 複数個の前記カムガイドは、同一に厚さが可変されることを特徴とする、請求項4に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパーが浸漬領域に到達した場合における前記カムガイドの上面高さまたは下面高さが、前記スタンパーがスタンピング領域に到達した場合における前記カムガイドの上面高さまたは下面高さよりもそれぞれ高く、前記カムガイドの上面または下面は緩やかな曲面形態を有することを特徴とする、請求項6に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー軸に設けられたカムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸またはカムベアリングに一定方向に力が印加されることを特徴とする、請求項4に記載のスタンピング装置。
- 前記カムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸はまたはカムにスプリングによる弾性力が印加されることを特徴とする、請求項8に記載のスタンピング装置。
- 前記カムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸はまたはカムに永久磁石または電磁石による電磁気力が印加されることを特徴とする、請求項8に記載のスタンピング装置。
- 前記カムベアリングが前記カムガイドの上面または下面に密着するように、前記スタンパー軸と結合された空圧シリンダーによる空圧力が印加されることを特徴とする、請求項8に記載のスタンピング装置。
- 前記カムベアリングは、前記カムガイドの上面と下面にそれぞれ配置された1対からなり、前記カムガイドの上面及び下面を同時に加圧することを特徴とする、請求項8に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置は、前記カムガイドに固定され、前記カムガイドの高さを調節することを特徴とする、請求項3に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置はそれぞれ、高さ調節モーター、該高さ調節モーターによって駆動するボールスクリュー、及び前記カムガイド側に固定されるボールスクリューナットを含むことを特徴とする、請求項13に記載のスタンピング装置。
- 一端が前記スタンパー軸の下端に連結され、他端にはスタンパーがそれぞれ装着されるスタンパーアームをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパーアームの他端は、前記スタンパー回転装置が作動時にスタンパー軸に比べて大きい回転半径を有することを特徴とする、請求項15に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパーは、前記スタンパーアームの他端に着脱自在に装着されることを特徴とする、請求項16に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパーによってスタンピングされた基板のスタンピング領域を撮影及び検査するためのビジョン検査部をさらに含むことを特徴とする、請求項16に記載のスタンピング装置。
- 前記ビジョン検査部は、前記スタンパーアームに装着されたスタンパーの上部に垂直に装着されることを特徴とする、請求項18に記載のスタンピング装置。
- 前記ビジョン検査部は、特定スタンパーのスタンピング過程後に浸漬過程のために回転する間に、スタンピングされた基板のスタンピング領域を撮影することを特徴とする、請求項18に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置は、前記スタンパー回転装置が作動する間に、それぞれのスタンパーの高さを調節することを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置は、それぞれのスタンパーが浸漬領域の上部及びスタンピング領域の上部に移送された場合、それぞれのスタンパーの高さを調節して、浸漬過程またはスタンピング過程を行うようにすることを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置によって調節されるスタンパーの高さは、前記スタンパーの位置に応じて変わることを特徴とする、請求項22に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置は、スタンパーがスタンピングする過程において、被スタンピング基板を加圧したり、前記基板との非接触状態で樹脂材のみスタンピングされうるように、スタンパーの高さを調節することを特徴とする、請求項22に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパーは、弾持されるスタンピングピンを備えることを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記高さ調節装置は、前記複数個のスタンパー軸の高さを同時に調節することを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記高さ調節装置は、前記複数個のスタンパーの高さを独立して調節するように複数個が備えられることを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー軸にカムベアリングが設けられ、前記高さ調節装置にカムガイドが設けられ、前記スタンパー回転装置の回転時に、前記カムベアリングが前記カムガイドにガイドされ、前記スタンパー高さ調節装置は前記カムガイドに固定されることを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 前記カムガイドは、上部カムガイド及び下部カムガイドを含み、前記上部カムガイドと下部カムガイドは、あらかじめ定められた間隔で離隔して、前記カムベアリングが挿入されてガイドされるガイド孔を形成し、前記スタンパー高さ調節装置は、前記上部カムガイドと下部カムガイドを共に固定することを特徴とする、請求項1に記載のスタンピング装置。
- 樹脂材を基板にスタンピングするための1対のスタンパーと、
それぞれのスタンパーの高さが可変可能なように前記スタンパーを支持し、それぞれの外側面にカムベアリングが設けられる1対のスタンパー軸と、
1対の前記スタンパー軸を支持した状態で回転するローテーターと、
前記スタンパー軸のカムベアリングの高さが可変されるように前記スタンパー軸の回転時にそれぞれのカムベアリングを案内し、それぞれ異なる高さに設けられる1対のカムガイドと、
を含むスタンピング装置。 - それぞれのスタンパーの高さを独立して調節する1対のスタンパー高さ調節装置をさらに含む、請求項30に記載のスタンピング装置。
- 前記スタンパー高さ調節装置は、前記カムガイドの高さを調節することを特徴とする、請求項31に記載のスタンピング装置。
- 半円回転を反復しつつ樹脂材供給部の浸漬領域及び基板のスタンピング領域を往復して移送される1対のスタンパーと、
前記浸漬領域及び前記スタンピング領域に移送された後、それぞれのスタンパーを昇降させて浸漬またはスタンピングを行うスタンパー高さ調節装置と、
前記1対のスタンパーのうちいずれか一方が前記スタンピング領域から前記浸漬領域へと移送される間に、スタンピングされたスタンピング領域を撮影して検査するビジョン検査部と、
を含むスタンピング装置。
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