KR100497506B1 - 반도체 스트립 소잉장치 및 이를 구비한 반도체 패키지의싱귤레이션 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 스트립 소잉장치 및 이를 구비한 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치에 관한 것으로, 소잉 작업을 수행하는 커팅유니트에 연속적으로 스트립이 공급될 수 있도록 함으로써 단위 시간당 생산량(UPH)를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 온로더장치에서 로딩된 스트립을 인출하여 제 1위치와 제 2위치로 선택적으로 반송하는 인렛장치와; 상기 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치로부터 커팅 유니트가 설치된 위치까지 각각 수평 방향과 상하 방향으로 왕복 이동 및 임의의 각도로 회전 가능하게 구성되어, 상기 인렛장치에서 스트립을 흡착하여 커팅유니트 위치로 교대로 이송하고 커팅유니트와의 상대 이동에 의해 스트립의 절단을 수행하는 제 1척테이블 및 제 2척테이블과; 상기 제 1척테이블 및 제 2척테이블로부터 반도체 패키지를 받아서 순차적으로 오프로더로 반송하는 반송장치와; 상기 반송장치에 의해 반송되어지는 패키지를 세척 및/또는 건조하는 클리닝/드라이장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 완성된 반도체 패키지를 칩단위로 절단하는 소잉장치 및 이를 구비한 반도체 패키지 싱귤레이션 장치에 관한 것으로, 특히 싱귤레이션 공정을 단순화시킴과 함께 전체 구조를 단순화시킴으로써 스트립 소잉 공정 속도를 향상시키고, 결과적으로 반도체 패키지의 싱귤레이션 공정의 속도를 향상시켜 단위 시간당 생산량을 증대시킴과 함께 장치의 제조원가를 축소시킬 수 있도록 한 반도체 스트립 소잉장치 및 이를 구비한 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 실리콘으로 된 반도체 기판 상에 트랜지스터 및 커패시터 등과 같은 고집적 회로가 형성된 반도체 칩(chip)을 내장하고, 상기 반도체 칩과 통전되도록 리드프레임과 반도체 칩을 와이어 등으로 연결한 후, 반도체 기판의 상면에 에폭시 수지로 몰딩함으로써 제조된다.
이렇게 제조된 반도체 패키지는 리드프레임에 의해 서로 연결된 패키지를 칩단위로 절단하여 개별체로 분리하는 싱귤레이션 공정을 거치게 되며, 싱귤레이션 공정 후 낱개로 절단된 단품 패키지는 미리 설정된 품질 기준에 따라 트레이에 적재되어 다음 공정을 위해 이동된다.
대한민국 공개특허공보 2002-49954호(2002. 6. 26 공개)에 상기와 같이 반도체 패키지 스트립을 칩단위로 절단하고, 절단된 개별 반도체 패키지를 트레이에 적재하는 일련의 싱귤레이션 공정을 수행하는 싱귤레이션 장치가 개시되어 있다.
첨부된 도면의 도 1을 참조하여 상기 반도체 패키지 싱귤레이션 장치에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 것과 같이, 싱귤레이션 장치는 크게 스트립 공급 및 반도체 패키지의 소팅(sorting) 공정을 수행하는 픽앤플레이스부(Pick & Place)(10)와 상기 픽앤플레이스부(10)의 일측에 결합되어 스트립을 개별 반도체 패키지로 절단하는 소잉부(Sawing)(50)의 2부분으로 구성된다.
상기 픽앤플레이스부(10)는 매거진 또는 카세트에 적재된 스트립을 로딩하는 온로더장치(11)와, 이 온로더장치(11)에 로딩된 스트립을 인출하여 대기시키는 인렛장치(12)와, 상기 인렛장치(12)에 장착된 스트립을 진공 흡착하여 고정한 후 레일(13)을 따라 수평하게 이송하는 스트립 픽커(141)와 패키지 픽커(142)의 한 조로 이루어진 제 1픽커(14)와, 절단된 개별 반도체 패키지에서 이물질을 제거하는 클리닝장치(16)와, 상기 클링닝장치(16)로부터 이송된 반도체 패키지를 건조시키는 드라이장치(17)와, 상기 드라이장치(17)에서 건조된 반도체 패키지를 레일(13)을 따라 수평하게 이송하는 제 2픽커(15)와, 상기 제 2픽커(15)에 의해 이송된 반도체 패키지가 안착되고 레일(19)을 따라 수평하게 이동하도록 된 턴테이블(18)과, 상기 턴테이블(18)에 놓여진 반도체 패키지를 집어 레일(21)을 따라 이동하는 제 3픽커(20)와, 상기 제 3픽커(20)에 의해 이송된 양품 및 불량품의 반도체 패키지가 놓여져 수납되는 복수개의 트레이(T)로 구성된다.
그리고, 상기 인렛장치(12)와 턴테이블(18) 및 레일(21)의 일측에는 각각 비전검사장치(25, 26, 27)가 설치되어 있다.
한편, 상기 소잉부(50)는 일측에 상기 제 1픽커(14)의 스트립 픽커(141)에 의해 이송된 스트립이 놓여져 고정되는 척테이블(51)이 수평 이동 및 회전 가능하게 설치되고, 상기 척테이블(51)의 맞은 편에 척테이블(51) 상에 안착되어 이송된 스트립을 개별 반도체 패키지로 절단하도록 커팅디스크를 구비한 커팅 유니트, 예컨대 커팅 스핀들(52)이 설치되며, 상기 척테이블(51)의 일측에는 척테이블(51)에 놓여진 스트립의 정렬상태를 검사하는 비전검사장치(미도시)가 설치되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 싱귤레이션 장치는 다음과 같이 작동한다.
온로더장치(11)에 적재된 스트립이 인렛장치(12)로 반출되면, 비전검사장치(25)가 스트립의 턴오버(turnover) 즉 뒤집힘과 전후 바뀜, 종류 등을 검사한 후, 제 1픽커(14)의 스트립 픽커(141)가 상기 인렛장치(12)에 안착된 스트립을 흡착한 후 레일(13)을 따라 이동하여 척테이블(51) 상에 내려 놓는다. 이후, 상기 제 1픽커(14)는 온로더 측으로 이동하여 스트립을 픽업한 후 다시 척테이블(51) 방향으로 이동하여 스트립을 척테이블(51)에 내려 놓을 준비를 마치게 된다.
이어서, 척테이블(51)은 스트립을 도시되지 않은 진공라인을 통해 흡착한 상태로 커팅 스핀들(52) 위치까지 이동하게 되고, 커팅 스핀들(52)은 척테이블과 커팅 스핀들과의 상호 운동에 의해 스트립을 단품 반도체 패키지로 절단하게 된다. 절단된 반도체 패키지는 다시 제 1픽커(14)의 패키지 픽커(142)에 의해 픽업되고, 제 1픽커(14)의 스트립 픽커(141)는 흡착되어 있던 스트립을 척테이블(51) 상에 올려놓게 된다. 이후, 제 1픽커(14)의 패키지 픽커(142)는 패키지를 클리닝장치(16) 및 드라이장치(17)로 순차적으로 이송시켜 패키지가 세척 및 건조되도록 한다.
건조가 끝난 반도체 패키지들은 제 2픽커(15)에 의해 턴테이블(18)로 이송되어 놓여진다. 이 때, 상부에 위치된 비전검사장치(26)가 턴테이블(18) 상의 반도체 패키지의 디멘존(dimension)과 볼(ball) 등을 검사한다.
이후, 상기 턴테이블(18)은 패키지를 안착한 상태로 레일(19)을 따라 제 3픽커(20) 하방 위치까지 이동하고, 제 3픽커(20)는 턴테이블(18) 상의 반도체 패키지를 집어 올려 비전검사장치(27) 위로 이동하여 반도체 패키지에 새겨진 마킹(marking) 등을 검사한다.
상기 비전검사장치(27)에 의한 검사가 완료되면, 제 3픽커(20)는 상기 비전검사장치(27)들에 의한 품질 검사 결과에 따라 반도체 패키지를 양품 및 불량품으로 분류하여 소정의 트레이(T)에 안착시킨다.
그런데, 상기와 같은 종래의 반도체 패키지 싱귤레이션 장치는 제 1픽커(14)의 스트립 픽커(141) 및 패키지 픽커(142)가 하나의 척테이블(51)에 스트립을 공급하고 패키지를 공급받도록 되어 있기 때문에 척테이블(51)이 절단된 패키지를 제 1픽커(141)의 패키지 픽커(142)로 공급하여 언로딩하는 동안 커팅 유니트(52)가 절단 작업을 수행할 수가 없고, 이에 따라 그 만큼 공정 진행 속도가 저하될 수 밖에 없는 문제가 있다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 전술한 종래의 반도체 패키지 싱귤레이션 장치는 제 1픽커(14)의 스트립 픽커(141)가 인렛장치(12)에서 픽업한 스트립을 척테이블(51)에 로딩하고, 이후 척테이블(51)이 커팅 스핀들(52) 위치로 이동하여 커팅 스핀들(52)에 의한 스트립 소잉 공정이 이루어지게 되는데, 이러한 커팅 스핀들(52)에 의한 소잉 공정 동안 제 1픽커(14)는 인렛장치(12)로 이동하여 또 다른 스트립을 흡착하여 척테이블(51)에 놓을 수 있는 초기 위치에서 대기하게 된다.
이어서, 스트립 소잉 공정이 완료되면 절단된 패키지가 안착된 척테이블(51)이 제 1픽커(14)의 하부 위치로 이동하고, 이후 제 1픽커(14)의 패키지 픽커(142)가 척테이블(51) 상의 패키지를 픽업한 다음 스트립 픽커(142)가 픽업하고 있던 스트립을 척테이블(51) 상에 로딩하게 되며, 척테이블(51)은 다시 커팅 스핀들(52) 위치로 이동하여 소잉 공정을 행하게 된다.
따라서, 상기와 같이 소잉 공정 완료 후 척테이블(51)이 제 1픽커(14) 쪽으로 이동하여 패키지를 제 1픽커(14)에 언로딩하고 새로운 스트립을 공급받는 동안에는 커팅 스핀들(52)은 아무런 일을 하지 않고 대기하고 있게 되는 것이며, 이러한 대기 시간은 전체적으로 공정 시간을 증가시키고 효율을 저하시키는 요인이 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 커팅 유니트에 의한 스트립 소잉 공정이 수행된 직후 바로 다른 스트립이 공급되어 소잉 공정이 수행될 수 있도록 하여 연속적인 스트립 소잉 공정이 이루어질 수 있도록 함으로써 싱귤레이션 작업에 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있도록 한 고효율성의 반도체 스트립 소잉장치 및 이를 구비한 반도체 패키지 싱귤레이션 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 의하면, 스트립을 공급하는 온로더장치와, 스트립을 절단하는 커팅 유니트와, 상기 온로더장치로부터 스트립을 픽업하여 상기 커팅 유니트 위치로 이동하고 커팅 유니트와의 상대 운동에 의해 스트립을 절단하는 작업을 수행하는 척테이블을 구비한 반도체 스트립 소잉장치에 있어서, 상기 온로더장치는 로딩된 스트립을 인출하여 제 1위치와 제 2위치로 선택적으로 반송하는 인렛장치를 구비하고; 상기 척테이블은 상기 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치로부터 상기 커팅 유니트가 설치된 위치까지 각각 수평 방향과 상하 방향으로 왕복 이동 및 임의의 각도로 회전 가능하게 구성되어, 상기 인렛장치 및 커팅 유니트에서 스트립 및 절단된 패키지를 교대로 이송하는 제 1척테이블 및 제 2척테이블로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 소잉장치가 제공된다.
본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 온로더장치로부터 공급되는 스트립을 커팅유니트를 이용하여 단품 반도체 패키지로 절단하고, 절단된 반도체 패키지를 오프로더로 이송하여 지정된 트레이에 분류 적재하는 일련의 공정을 수행하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치에 있어서, 상기 온로더장치에서 로딩된 스트립을 인출하여 제 1위치와 제 2위치로 선택적으로 반송하는 인렛장치와; 상기 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치로부터 커팅 유니트가 설치된 위치까지 각각 수평 방향과 상하 방향으로 왕복 이동 및 임의의 각도로 회전 가능하게 구성되어, 상기 인렛장치에서 스트립을 흡착하여 커팅유니트 위치로 교대로 이송하고 커팅유니트와의 상대 이동에 의해 스트립의 절단을 수행하는 제 1척테이블 및 제 2척테이블과; 상기 제 1척테이블 및 제 2척테이블로부터 반도체 패키지를 받아서 순차적으로 오프로더로 반송하는 반송장치와; 상기 반송장치에 의해 반송되어지는 패키지를 세척 및/또는 건조하는 클리닝/드라이장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치가 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 스트립 소잉장치 및 이를 구비한 싱귤레이션 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이해를 돕기 위하여 이하의 설명에서 본 발명의 반도체 스트립 소잉장치를 분리하여 설명하지 않고, 싱귤레이션 장치에 적용된 상태로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 스트립 소잉장치가 적용된 반도체 패키지 싱귤레이션 장치의 전체 구성을 나타낸 것이고, 도 3 내지 도 5는 상기 싱귤레이션 장치의 소잉 공정을 수행하는 소잉부(sawing)의 구성을 나타낸 도면으로, 도 2 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 본체(100)의 일측에 카세트(미도시) 내에 적재된 스트립 중 적어도 하나를 분리하여 로딩하는 온로더장치(110)가 설치되고, 이 온로더장치(110)의 일측에는 로딩된 스트립(S)의 일단부를 홀딩하여 인출하는 드로우픽커(122) 및 인출되는 스트립(S)을 안내하는 가이드레일(121)로 구성된 인렛장치(120)가 배치되어 구성된다.
상기 가이드레일(121)은 'ㄱ'형태로 된 2개의 레일(121a, 121b)이 일정 간격을 두고 대향 설치되어, 상기 레일(121a)과 레일(121b)의 상단부 끝단에 스트립(S)의 양측부가 걸쳐져 안내되도록 되어 있으며, 싱귤레이션하고자 하는 반도체 패키지의 종류에 따라 그 레일(121a, 121b) 간의 간격이 조정될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 드로우픽커(122)는 가이드레일(121)의 일편에 가이드레일(121)과 나란하게 설치된 레일(123)을 따라 이동하도록 되어 있으며, 도면에 도시하지는 않았으나 상기 드로우픽커(122)는 볼스크류 및 서보모터, 또는 리니어모터와 같은 구동수단에 의해 구동한다.
그리고, 상기 가이드레일(121)의 맞은편에는 스트립(S)을 단품 반도체 패키지로 절단하는 커팅디스크(141)가 구비된 커팅 유니트, 예컨대 커팅 스핀들(140)이 배치되는데, 이 커팅 스핀들(140)은 가이드레일(121)과 나란하게 설치되는 엘엠가이드(LM Guide)(142) 상에 설치되어 이 엘엠가이드(142)를 따라 본체(100)의 측방향(이하 'X방향')으로 수평하게 이동할 수 있도록 되어 있다. 상기 커팅 스핀들(140)을 엘엠가이드(142)를 따라 이동시키기 위한 구동수단으로는 볼스크류 및 서보모터, 또는 리니어모터, 벨트 시스템 등의 공지된 수단을 이용할 수 있다.
또한, 상기 가이드레일(121) 및 커팅 스핀들(140)의 상부를 가로지르도록 프레임(130)이 설치되고, 이 프레임(130)에는 가이드레일(121) 및 커팅 스핀들(140)의 상측에서 스트립 및 절단된 반도체 패키지를 흡착하여 이송하는 제 1척테이블(131)과 제 2척테이블(132)이 본체(100)의 전후방향(이하 'Y방향')으로 수평하게 왕복 이동 가능함과 더불어 상하로 소정량만큼 승강 가능함과 더불어 회전 가능하게 설치되어 있다.
여기서, 상기 제 1,2척테이블(131, 132)은 프레임(130)의 상측에 Y방향으로 설치되는 2개의 볼스크류(133) 및 엘엠가이드와 같은 가이드부재(미도시)에 각각 결합되는 결합부(135)와, 상기 결합부(135)의 하부에 상하로 이동가능하게 설치되어 진공압에 의해 스트립 및 반도체 패키지를 흡착하는 흡착노즐부(136)의 2부분으로 구성되며, 상기 흡착노즐부(136)는 결합부(135)에 수직하게 설치되는 승강용 볼스크류(138)에 결합되어 이 승강용 볼스크류(138)의 회동에 의해 상하로 승강하게 된다. 상기 승강용 볼스크류(138)는 결합부(135)의 상단에 설치된 승강용 모터(137)에 의해 회동한다.
또한, 상기 제 1,2척테이블(131, 132)의 흡착노즐부(136)는 내부에 설치된 직접구동모터(Direct Drive Motor;일명 'DD 모터'라 함)(139)에 의해 원하는 각도로 회전할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 가이드레일(121)과 커팅 스핀들(140) 사이에는 절단된 반도체 패키지를 본체(100) 중앙부에 마련된 클리닝/드라이장치(160) 및 반대편의 패키지 소팅(sorting) 위치로 순차적으로 반송하기 위한 제 1반송셔틀(151) 및 제 2반송셔틀(152)이 설치되는 바, 이 제 1,2반송셔틀(151, 152)은 볼스크류 및 모터 또는 리니어모터 등과 같은 구동수단(미도시)에 의해 레일(155)을 따라 수평하게 이동하도록 구성된다.
상기 클리닝/드라이장치(160)는 상기 제 1,2반송셔틀(151, 152) 상측에 위치되어 있으며, 반송셔틀이 이동하는 과정에서 먼저 물을 분사하여 절단된 반도체 패키지를 세척하고, 이후 에어를 분사하여 세척된 패키지들을 건조시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 패키지 소팅위치에는 절단된 패키지를 양품 및 불량품으로 분류하여 적재하는 복수개의 트레이(Tg, Tb)가 트레이 피더(185, 186)에 의해 X방향으로 왕복 이동가능하도록 되어 있으며, 상기 각 트레이(Tg, Tb)의 일측에는 양품용 트레이(Tg)가 적재되는 양품용 트레이 매거진(181)과 불량품용 트레이(Tb)가 적재되는 불량품용 트레이 매거진(182) 및 상기 각 트레이 피더(185, 186)에 공급될 트레이를 적재하고 있는 공(空)트레이 매거진(183)이 설치되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 레일(175)에는 서보모터와 볼스크류 등을 이용한 공지 기술의 조합에 의해 상기 공트레이 매거진(183)으로부터 각 트레이 피더(185, 186)로 빈 트레이를 공급할 수 있도록, 레일(175)을 따라 'Y'방향으로 이동가능하고 상하로 승강 가능한 트레이 픽커가 설치된다.
또한, 상기 패키지 소팅위치에는 상기 제 1,2반송셔틀(151, 152)에 의해 반송된 반도체 패키지들을 픽업하여 상기 양품용 트레이(Tg)와 불량품용 트레이(Tb)에 적재하여 주는 제 1소팅픽커(171) 및 제 2소팅픽커(172)가 레일(175)을 따라 Y방향으로 수평하게 이동하도록 설치된다.
한편, 본 발명의 싱귤레이션 장치는 복수개의 비전검사장치들이 설치되어 스트립 및 반도체 패키지의 비전 검사를 수행하도록 되어 있는 바, 온로더장치(110)와 인렛장치(120) 사이에는 드로우픽커(122)에 의해 인출되는 스트립(S)이 상하 또는 전후로 뒤집혔는지를 검사하는 제 1비전검사장치(191)가 설치되고, 인렛장치(120)의 가이드레일(121) 하부에는 제 1,2척테이블(131, 132)에 흡착된 스트립의 정렬(alignment) 상태 및 절단된 반도체 패키지의 외형(dimension)과 볼(ball) 상태를 검사하는 제 2비전검사장치(192)가 설치되며, 상기 클리닝/드라이장치(160)의 후방측 상부에는 제 1,2반송셔틀(151, 152) 상에 놓여진 반도체 패키지의 마킹(marking)을 검사하는 제 3비전검사장치(193)가 설치된다.
여기서, 상기 제 2비전검사장치(192)는 가이드레일(121)의 하부에서 X방향을 따라 형성된 엘엠가이드(195) 및 볼스크류(미도시)에 결합되어 상기 제 1척테이블(131)의 직하부 위치와 제 2척테이블(132)의 직하부 위치로 수평하게 왕복 이동하면서 비전검사를 수행할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 반도체 패키지 싱귤레이션 장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다. 이해를 돕기 위하여, 이하의 설명에서 상기 제 1척테이블(131)이 위치하게 되는 가이드레일(121) 지점을 가이드레일(121)의 제 1위치라 하고, 제 2척테이블(132)이 위치하게 되는 가이드레일(121) 지점을 가이드레일(121)의 제 2위치라 하여 설명한다.
먼저, 온로더장치(110)에 적재된 카세트에서 하나의 스트립(S)이 분리되어 로딩되면, 드로우픽커(122)가 로딩된 스트립(S)의 일단부를 홀딩하여 가이드레일(121) 상으로 인출하고, 가이드레일(121)의 제 1위치에서 스트립(S)을 정지시킨다. 이 때, 상기 스트립(S)이 온로더장치(110)에서 인출될 때 제 1비전검사장치(191)가 스트립(S)이 뒤집혔는지, 또는 싱귤레이션 대상 반도체 패키지의 스트립인지 등을 검사한다.
이어서, 제 1척테이블(131)이 가이드레일(121)의 제 1위치 상으로 이동한 다음, 하강하여 제 1위치 상에 놓여진 스트립(S)을 흡착하고 상승한다. 이와 동시에 상기 제 2비전검사장치(192)가 상기 가이드레일(121)의 제 1위치 아래에서 제 1척테이블(131) 상에 흡착된 스트립(S)의 정렬 상태를 검사하게 되는데, 이러한 제 2비전검사장치(192)에 의한 스트립(S)의 정렬 상태 검사는 제 1,2척테이블(131, 132)이 커팅 스핀들(140) 위치로 이동하여 절단 공정을 수행할 때 스트립(S)과 커팅 스핀들(140) 간의 오정렬로 인하여 반도체 패키지의 절단 불량이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 스트립(S)을 흡착한 제 1척테이블(131)은 모터(134) 및 볼스크류(133)의 작동에 의해 커팅 스핀들(140)의 상측 위치로 이동하고, 제 1척테이블(131) 및 커팅 스핀들(140)은 각각 Y 및 X방향으로 연속 반복적으로 상대 이동하면서 스트립(S)을 X 또는 Y 방향으로 절단하고, 스트립의 X 또는 Y 방향 절단이 완료되면, 제 1척테이블(131)은 90°회전하고 다시 제 1척테이블(131)과 커팅스핀들(140)의 Y 또는 X 방향으로의 연속적인 상대 이동에 의해 스트립을 Y 또는 X 방향으로 절단한다.
상기와 같이 커팅 스핀들(140)이 제 1척테이블(131)의 스트립을 절단하고 있는 동안 상기 드로우픽커(122)는 온로더장치(110)에서 또 다른 스트립(S)을 인출하여 가이드레일(121)의 제 2위치로 이송하고, 이어서 제 2척테이블(132)이 제 2위치에 놓여진 스트립(S)을 흡착하여 대기한다.
이 때, 상기 제 2비전검사장치(192)가 엘엠가이드(195)를 따라 제 2위치의 하부로 수평 이동하여 제 2척테이블(132)의 스트립(S)의 정렬 상태를 비전 검사하고 스트립의 위치를 정렬한다.
상기 제 2척테이블(132)이 스트립을 흡착하여 정렬하는 동안 제 1척테이블(131)에 흡착된 스트립의 절단 작업이 완료되고, 제 1척테이블(131)은 절단된 반도체 패키지를 가이드레일(121) 상의 제 1위치로 이송한다.
이 때, 상기 제 2비전검사장치(192)가 제 1위치 하부로 수평 이동하여 제 1척테이블(131)에 흡착된 반도체 패키지들의 외형(dimension)과 볼(ball) 상태를 검사하는 한편, 제 1척테이블(131) 상에 놓여진 스트립의 X 및 Y 방향 절단 작업이 완료되자마자 커팅 스핀들(140)은 제 2위치로 이동하고, 이와 동시에 제 2척테이블(132)은 스트립을 흡착한 상태로 커팅 스핀들(140) 위치로 이동하여 스트립 절단 작업을 시작한다.
상기 제 2비전검사장치(192)에 의한 제 1척테이블(131) 상의 반도체 패키지 검사가 완료되면, 제 1척테이블(131)은 다시 Y방향을 따라 제 1,2반송셔틀(151, 152)의 상부로 이동하여 제 1,2반송셔틀(151, 152) 중 어느 하나에, 예컨대 제 1반송셔틀(151)에 절단된 반도체 패키지들을 언로딩한다.
이와 같이 제 1반송셔틀(151) 상에 반도체 패키지들이 안착되면, 제 1반송셔틀(151)은 클리닝/드라이장치(160)의 하측으로 이동하게 되고, 클리닝/드라이장치(160)는 먼저 반송셔틀 상의 패키지에 물을 분사하여 세척한 다음 세척된 패키지에 에어를 분사하여 건조시킨 후, 다시 패키지 소팅위치로 이동하여 제 3비전검사장치(193)에서 반도체 패키지들의 마킹을 검사하도록 한다.
마킹 검사후, 제 1반송셔틀(151)은 제 1,2소팅픽커(171, 172)의 직하부까지 이동하며, 제 1,2소팅픽커(171, 172)는 상기 제 2,3비전검사장치(192, 193)에서 검사된 결과에 따라 제 1반송셔틀(151) 상의 반도체 패키지를 양품용 트레이(Tg)와 불량품용 트레이(Tb)에 분류 적재한다.
한편, 상기 제 1척테이블(131)이 제 1반송셔틀(151)에 반도체 패키지들을 언로딩하고 난 후, 상기 인렛장치(120)의 드로우픽커(122)는 온로더장치(110)에서 또 다른 스트립을 인출하여 제 1위치에서 대기시키고, 제 1척테이블(131)이 제 1위치로 이동하여 이 스트립을 흡착한 다음 커팅 스핀들(140) 측으로 이동하여 제 2척테이블(132) 상의 스트립의 절단 작업이 종료될 때까지 대기한다.
제 2척테이블(132)에 흡착된 스트립의 절단 작업이 완료되면, 전술한 것과 마찬가지로 제 2척테이블(132)이 가이드레일(121) 상의 제 2위치로 이동하여 제 2비전검사장치(192)에 의해 패키지 외형 및 볼 검사를 수행한 후 다시 제 2반송셔틀(152)로 이동하여 반도체 패키지들을 언로딩시키게 되고, 제 1척테이블(131)은 흡착하고 있던 다른 스트립을 커팅 스핀들(140) 위치로 이송하여 절단 작업을 수행한다.
이와 같이 제 1척테이블(131)과 제 2척테이블(132)이 교대로 스트립을 이송함으로써 상기 커팅 스핀들(140)에 지속적으로 스트립이 공급되며 절단 공정이 수행될 수 있게 된다.
한편, 반도체 패키지들이 안착된 제 2반송셔틀(152)은 제 1반송셔틀(151)과 마찬가지로 클리닝/드라이장치(160)와, 제 3비전검사장치(193), 제 1,2소팅픽커(171, 172) 위치로 순차적으로 이동한 다음, 제 2반송셔틀(152) 상의 모든 반도체 패키지가 양품용 트레이(Tg) 및 불량품용 트레이(Tb)로 옮겨지면 원래의 초기 위치로 복귀하여 다음 반도체 패키지를 장착할 준비를 한다.
본 발명의 싱귤레이션 장치는 상술한 동작을 연속 반복적으로 수행하면서 커팅 스핀들(140) 및 패키지 소팅위치에 스트립 및 반도체 패키지를 지속적으로 공급하여 절단 및 소팅을 실행한다.
한편, 전술한 싱귤레이션 장치의 실시예에서는 제 2비전검사장치(192)가 절단된 반도체 패키지의 하부의 볼 및 외형 검사를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이와는 다르게 상기 가이드레일(121) 및 커팅 스핀들(140) 사이의 하부에 별도의 비전검사장치를 설치하여 제 1,2반송셔틀(151, 152)에 반도체 패키지가 놓여질 때 비전 검사를 수행하거나, 상기 제 2비전검사장치(192)가 상기 제 1,2반송셔틀(151, 152) 위치까지도 이동이 가능하도록 구성하여 제 2비전검사장치가 제 1,2반송셔틀(151, 152)의 직하부 위치에서 바로 비전 검사를 수행하게 할 수도 있을 것이다.
이 경우, 커팅 스핀들(140)에 의한 절단 작업 완료후, 제 1,2척테이블(131, 132)이 가이드레일(121) 상의 제 1,2위치로 이동하지 않고 바로 제 1,2반송셔틀(151, 152) 상부로 이동하여 반도체 패키지를 언로딩하고, 비전검사장치가 소정의 검사를 수행하도록 하면 된다.
또한, 전술한 실시예에서 상기 제 1,2척테이블(131, 132)과, 제 2비전검사장치(192), 커팅 스핀들(140), 제 1,2반송셔틀(151, 152)들을 수평하게 선형 이동시키기 위한 구동수단으로서 볼스크류 및 모터 등을 사용하고 있지만, 이와는 다르게 리니어모터나 벨트 혹은 체인 및 스프로켓 등 이미 잘 알려진 구동수단들을 적절히 구성하여 사용할 수 있음은 물론이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 절단 공정을 수행하는 소잉부와 스트립의 로딩 및 반도체 패키지의 소팅 공정을 수행하는 픽앤플레이스부가 하나의 본체 내에 통합되어 구성되므로 전체 구성 및 공정이 단순화되고, 이에 따라 공정 속도가 향상되고, 공정 도중 구성요소의 오작동 등에 의한 불량 발생 및 작업 중단 현상을 줄일 수 있으며, 반도체 패키지의 종류에 따른 컨버젼 키트의 수를 줄일 수 있고, 장비의 크기 및 제작 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 2개의 척테이블에 의해 커팅유니트에 스트립이 지속적으로 공급됨과 더불어 각 공정간의 대기 시간이 최소화되므로 공정 속도가 더욱 향상되고, 따라서 단위시간당 생산량이 대폭 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
이와 함께 제 1,2척테이블중 어느 하나가 커팅 스핀들과 상대 이동하여 스트립을 절단하고 있는 동안에 나머지 척테이블에 흡착된 스트립이 비전 검사를 미리 수행함으로써, 앞선 척테이블에 안착된 스트립의 절단 작업이 완료되자마자 후속하는 척테이블에 안착된 스트립의 절단 작업이 곧바로 이어질 수 있으므로, 스트립의 절단공정을 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 반도체 패키지 싱귤레이션 장치를 개략적으로 나타내는 평면 구성도
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지 싱귤레이션 장치를 개략적으로 나타내는 평면 구성도
도 3은 도 2의 반도체 패키지 싱귤레이션 장치의 소잉부(sawing)의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도
도 4는 도 3의 소잉부의 정면도
도 5는 도 3의 소잉부의 측면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 온로더장치 120 : 인렛장치
121 : 가이드레일 122 : 드로우픽커
130 : 프레임 131 : 제 1척테이블
132 : 제 2척테이블 133 : 볼스크류
140 : 커팅 스핀들 141 : 커팅 디스크
151 : 제 1반송셔틀 152 : 제 2반송셔틀
155 : 레일 160 : 클리닝/드라이장치
171, 172 : 제 1,2소팅픽커 185, 186 : 트레이 피더
191~193 : 제 1~3비전검사장치 S : 스트립
Tg : 양품용 트레이 Tb : 불량품용 트레이
Claims (11)
- 스트립을 공급하는 온로더장치와, 스트립을 절단하는 커팅 유니트와, 상기 온로더장치로부터 스트립을 픽업하여 상기 커팅 유니트 위치로 이동하고 커팅 유니트와의 상대 운동에 의해 스트립을 절단하는 작업을 수행하는 척테이블을 구비한 반도체 스트립 소잉장치에 있어서,상기 온로더장치는 로딩된 스트립을 인출하여 제 1위치와 제 2위치로 선택적으로 반송하는 인렛장치를 구비하고;상기 척테이블은 상기 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치로부터 상기 커팅 유니트가 설치된 위치까지 각각 수평 방향과 상하 방향으로 왕복 이동 및 임의의 각도로 회전 가능하게 구성되어, 상기 인렛장치 및 커팅 유니트에서 스트립 및 절단된 패키지를 교대로 이송하는 제 1척테이블 및 제 2척테이블로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 스트립 소잉장치.
- 온로더장치로부터 공급되는 스트립을 커팅유니트를 이용하여 단품 반도체 패키지로 절단하고, 절단된 반도체 패키지를 오프로더로 이송하여 지정된 트레이에 분류 적재하는 일련의 공정을 수행하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치에 있어서,상기 온로더장치에서 로딩된 스트립을 인출하여 제 1위치와 제 2위치로 선택적으로 반송하는 인렛장치와;상기 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치로부터 커팅 유니트가 설치된 위치까지 각각 수평 방향과 상하 방향으로 왕복 이동 및 임의의 각도로 회전 가능하게 구성되어, 상기 인렛장치에서 스트립을 흡착하여 커팅유니트 위치로 교대로 이송하고 커팅유니트와의 상대 이동에 의해 스트립의 절단을 수행하는 제 1척테이블 및 제 2척테이블과;상기 제 1척테이블 및 제 2척테이블로부터 반도체 패키지를 받아서 순차적으로 오프로더로 반송하는 반송장치와;상기 반송장치에 의해 반송되어지는 패키지를 세척 및/또는 건조하는 클리닝/드라이장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 인렛장치는, 상기 온로더장치로부터 인출되는 스트립이 안착된 상태로 안내되는 가이드레일과, 온로더장치에서 로딩된 스트립의 일단부를 홀딩하여 가이드레일 상의 제 1위치와 제 2위치로 반송하는 드로우픽커를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 인렛장치의 가이드레일 및 커팅유니트의 상부에 설치되며 상기 제 1척테이블 및 제 2척테이블이 수평하게 이동 가능하도록 설치되는 프레임을 더 포함하여 구성되어;상기 제 1척테이블 및 제 2척테이블이 상기 프레임을 따라 나란하게 수평 왕복 이동하며 가이드레일 및 커팅유니트의 상측에서 스트립 및 반도체 패키지를 흡착하여 이송하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 1,2척테이블이 스트립을 흡착한 상태에서 커팅유니트가 제 1,2척테이블의 하부에서 스트립을 절단하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 반송장치는, 상기 인렛장치와 커팅유니트 사이에서부터 상기 클리닝/드라이장치 및 오프로더로 순차적으로 수평하게 왕복 이동가능하게 설치되며 그 위에 절단된 반도체 패키지가 안착되는 제 1반송셔틀 및 제 2반송셔틀로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치에서 제 1척테이블과 제 2척테이블에 의해 흡착된 스트립의 정렬상태를 비전 검사하도록 설치된 제 2비전검사장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 7항에 있어서, 상기 제 2비전검사장치는 인렛장치의 제 1위치와 제 2위치 로 수평하게 왕복 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 2비전검사장치는 인렛장치의 제 1위치 및 제 2위치로부터 반송장치 위치까지 수평하게 왕복 이동 가능하게 설치되어 반송장치 위치에서 절단된 단품 반도체 패키지의 비전 검사를 추가적으로 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 7항에 있어서, 상기 인렛장치와 커팅유니트 사이에 설치되어 상기 제 1,2반송셔틀 상에 놓여지는 반도체 패키지의 비전 검사를 수행하는 제 3비전검사장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
- 제 10항에 있어서, 온로더장치로부터 인렛장치로 인출되는 스트립의 비전검사를 수행하는 제 1비전검사장치와;상기 제 1,2반송셔틀의 이동 경로 상에 설치되어 제 1,2반송셔틀에 의해 오프로더로 반송되는 반도체 패키지의 비전 검사를 수행하는 제 4비전검사장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 싱귤레이션 장치.
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