상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 헤드블록과; 상기 헤드블록에 상하로 이동 가능하게 설치되는 그립퍼 블록과; 상기 그립퍼 블록의 하단부에 고정되게 설치되어 스트립 상의 보호필름의 에지 부분 상면에 연접하는 고정 그립퍼와; 상기 그립퍼 블록에 상하로 일정 거리 이동 가능하게 설치되며, 상하 이동에 따라 일단부가 상기 고정 그립퍼의 일단부와 밀착 또는 분리되면서 스트립의 보호필름의 에지를 파지하는 가동 그립퍼와; 상기 헤드블록에 대해 상기 그립퍼 블록을 상하로 일정 거리 이동시키는 제 1승강유닛과; 상기 그립퍼 블록에 대해 상기 가동 그립퍼를 상하로 일정 거리 이동시키는 제 2승강유닛을 포함하여 구성된 반도체 스트립의 보호필름 분리헤드를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 별도 구조물로 보호필름의 에지를 밀어서 떼어내지 않고, 바로 그립퍼로 보호필름의 에지를 견고하게 파지하여 떼어낼 수 있으므로 필름 분리헤드의 구성 및 작동이 매우 단순화되고, 견고하고 확실한 필름 분리 작업이 이루어질 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 스트립의 보호필름 분리헤드의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 이해를 돕기 위해 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 보호필름 분리헤드가 적용되는 반도체 스트립의 보호필름 제거장치의 전체 구성 및 작동에 대해 간략하게 설명한다.
본 발명에 따른 보호필름 제거장치는 크게 온로더(1)와, 스트립 로딩부(2), 시트블록(3)(seat block), 로딩픽커(4), 필름 분리헤드(5), 필름수거부(6), 언로딩픽커(7), 스트립 언로딩부(8), 오프로더(9) 등으로 이루어진다.
상기 온로더(1)에서는 보호필름이 부착된 스트립들이 카세트(미도시) 등에 의해 수납된 상태로 투입된다.
그리고, 상기 스트립 로딩부(2)는 온로더(1)로부터 스트립(S)을 반출하여 대기시키는 부분으로, 컨베이어와 유사한 구성으로 이루어진다.
상기 시트블록(3)은 상기 로딩픽커(4)에 의해 상기 스트립 로딩부(2)로부터 반송된 스트립(S)을 가열하고 고정시키는 작용을 한다. 상기 시트블록(3)은 좌우방향(X축방향)으로 연장되게 설치된 가이드레일(3a)을 따라 수평하게 왕복 이동하도록 구성된다. 이 실시예에서는 작업의 효율성을 증대시키기 위해 2개의 시트블록(3)들이 구성되어 있지만, 시트블록(3)을 단 하나만 구성할 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 필름 분리헤드(5)는 시트블록(3)에 안착되어 고정된 스트립에서 보호필름을 분리하고, 전후방향(Y축방향)으로 연장된 가이드레일(5a)를 따라 이동하며 분리된 보호필름을 필름수거부(6)로 반송시키는 기능을 한다.
상기 필름수거부(6)는 일정 각도로 수평 회전하며 필름 분리헤드(5)에 부착 되어 있는 보호필름을 쳐내는 필름제거용 바아(6a)와, 상기 필름 분리헤드(5)로부터 분리되는 보호필름이 수거되는 필름수거박스(6b)로 이루어진다.
상기 언로딩픽커(7)는 상기 시트블록(3) 상에서 필름이 제거된 스트립(S)을 픽업하여 스트립 언로딩부(8)로 반송하는 작용을 한다.
그리고, 상기 스트립 언로딩부(8)는 스트립 로딩부(2)와 유사하게 컨베이어 구조로 이루어지며, 필름이 제거된 스트립을 오프로더(9)로 반송하는 기능을 한다.
상기와 같이 구성된 스트립의 보호필름 제거장치는 다음과 같이 작동한다.
작업자가 스트립이 수납된 카세트를 온로더(1)에 투입하고 전원을 인가하면, 스트립 로딩부(2)는 온로더(1)로부터 스트립을 반출한다. 이어서, 로딩픽커(4)는 스트립 로딩부(2) 상에 반출된 스트립을 픽업하여 시트블록(3) 상에 차례로 안착시킨다.
이어서, 필름 분리헤드(5)가 동작하여 스트립의 보호필름의 끝단부를 단단히 파지하면, 상기 시트블록(3)이 가이드레일(3a)을 따라 도면상 우측방향으로 이동하여 스트립에서 보호필름을 분리하게 된다.
스트립에서 보호필름의 분리가 이루어지면, 필름 분리헤드(5)는 가이드레일(5a)을 따라 이동하게 되고, 필름제거용 바아(6a)가 회전하여 필름 분리헤드(5)가 파지하고 있는 보호필름을 쳐서 떨어뜨린다. 필름 분리헤드(5)로부터 떨어진 보호필름은 필름수거박스(6b)로 들어가서 수거된다.
한편, 상기 필름 분리헤드(5)로부터 보호필름을 수거하는 동안, 시트블록(3)은 가이드레일(3a)을 따라 언로딩픽커(7)의 하측 위치로 이동한다. 그리고, 언로딩 픽커(7)는 시트블록(3) 상의 필름 제거된 스트립을 픽업하여 스트립 언로딩부(8)로 반송시키고, 스트립 언로딩부(8)는 스트립을 오프로더(9)로 반송한다.
본 발명의 보호필름 제거장치는 이러한 과정을 연속 반복적으로 수행하며 스트립에서 보호필름을 제거한다.
다음으로, 도 3 내지 도 10을 참조하여 필름 분리헤드(5)의 구성 및 작동의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 필름 분리헤드(5)는 상기 가이드레일(5a)(도 2참조)을 따라 수평 이동 가능하게 설치된 베이스(59)와, 이 베이스(59)에 결합된 헤드블록(51)을 구비한다. 상기 헤드블록(51)에는 승강축(55)이 수직축(Z)에 대해 소정 각도(α)로 경사진 경사축(Z')을 따라 상하로 직선운동하도록 설치된다.
그리고, 상기 승강축(55)의 하단부에는 그립퍼 블록(52)이 고정된다. 따라서, 상기 그립퍼 블록(52)은 상기 승강축(55)의 상하 운동에 의해 상기 경사축(Z')을 따라 상하로 직선 운동하게 된다.
또한, 상기 승강축(55)의 상단부에는 연결판(55a)이 고정되게 결합된다. 그리고, 헤드블록(51)의 일측부에는 제 1공압실린더(56)가 설치되며, 이 제 1공압실린더(56)의 피스톤로드(56a)는 상기 연결판(55a)에 연결된다. 따라서, 상기 제 1공압실린더(56)의 피스톤로드(56a)가 신축되면, 상기 연결판(55a)이 상하로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 승강축(55) 및 그립퍼 블록(52)이 상하로 이동하게 된다.
한편, 상기 그립퍼 블록(52)의 하단부에는 고정 그립퍼(53)가 고정되게 설치 되며, 이 고정 그립퍼(53)의 바로 일측에 가동 그립퍼(54)가 회전 가능하게 결합된다.
상기 가동 그립퍼(54)는 그립퍼 블록(52)의 하단부에 설치되는 힌지축(54c)과, 이 힌지축(54c)을 중심으로 상하로 일정 거리 회동 가능하게 결합된 대략 ㄱ'자형의 회동부(54b)와, 상기 회동부(54b)에 분리 가능하게 결합되고 그 일단부가 상기 고정 그립퍼(53)와 밀착 또는 분리되는 그립부(54a)로 구성된다.
상기 그립부(54a)는 상기 회동부(54b)의 하단부에 슬라이딩 결합된 후 볼트나 너트와 같은 체결수단에 의해 고정된다. 그리고, 상기 그립부(54a)의 양단부, 또는 적어도 상기 고정 그립퍼(53)와 마주보는 일단부에 상기 스트립(S)의 일단부에 형성된 복수개의 홈(h)(도 1참조)을 통해 삽입되면서 상기 고정 그립퍼(53)의 일단부와 밀착되는 복수개의 그립 돌기(54d)들이 돌출되게 형성된다.
상기 그립 돌기(54d)가 그립부(54a)의 양단부에 형성되는 경우에는, 일단부의 그립 돌기(54d)들이 장시간 사용에 의해 마모되어 사용되지 못하게 되면 그립부(54a)를 회동부(54b)에 뒤집어서 결합시켜 반대편의 그립 돌기(54d)를 이용할 수 있는 이점이 있다.
상기 그립 돌기(54d)들은 고정 그립퍼(53)의 일단부와 보호필름(F)(도 7참조)을 견고하게 파지할 수 있도록 그 끝단부의 상면이 고정 그립퍼(53)의 일단부의 하면에 완전히 대응하여 밀착되는 형상을 갖는다.
그리고, 상기 그립퍼 블록(52)의 일측부에는 제 2공압실린더(57)가 설치된다. 상기 제 2공압실린더(57)의 피스톤로드(57a)는 그립퍼 블록(52)의 하측으로 신 장되도록 구성되며, 피스톤로드(57a)의 일단부에는 결합홈(57b)이 오목하게 형성된다. 상기 결합홈(57b)에는 상기 가동 그립퍼(54)의 회동부(54b)의 일단부가 어느 정도 유동이 가능한 상태로 삽입 결합된다.
따라서, 상기 제 2공압실린더(57)의 피스톤로드(57a)가 하측으로 신장되면, 상기 가동 그립퍼(54)의 회동부(54b)가 힌지축(54c)을 중심으로 회전 운동할 수 있게 되고, 이에 따라 그립부(54a)의 그립 돌기(54d)가 고정 그립퍼(53)의 일단부와 밀착 또는 분리된다.
한편, 전술한 것과 같이 상기 그립퍼 블록(52)과 승강축(55)은 수직축(Z)에 대해 소정 각도 경사지게 결합된 특징을 갖는 것이 바람직한데, 그 이유에 대해서는 추후 좀 더 상세히 설명할 것이다.
또한, 본 발명의 필름 분리헤드(5)는 상기 경사축(Z')을 중심으로 소정 각도(β)로 수평하게 왕복 회전하도록 설치된다. 이는 필름 분리헤드(5)의 그립퍼들이 보호필름(F)의 에지를 파지하고 보호필름(F)을 스트립(S)에서 분리시킬 때 보호필름(F)을 스트립에 대해 비틀면서 분리시키는 효과를 얻기 위함이다.
이를 위해 상기 베이스(59)에 랙기어(58a)가 수평축에 대해 소정 각도(β)만큼 기울어지게 형성되고, 상기 헤드블록(51)에는 상기 랙기어(58a)와 치합하여 회전하는 피니언기어(58b)가 고정되게 결합된다. 그리고, 상기 베이스(59)에는 상기 랙기어(58a)를 소정 거리만큼 직선 왕복 운동시키는 제 3공압실린더(58c)가 결합된다.
따라서, 상기 제 3공압실린더(58c)가 동작하여 랙기어(58a)가 직선 운동하게 되면, 상기 랙기어(58a)와 치합된 피니언기어(58b)가 회전하게 되고, 이 피니언기어(58b)와 고정되어 있는 헤드블록(51)이 피니언기어(58b)와 함께 소정 각도(β)로 회전하게 된다.
상기와 같이 구성된 필름 분리헤드(5)는 다음과 같이 작동한다.
도 7에 도시된 것과 같이, 시트블록(3) 상에 스트립(S)이 안착되면, 필름 분리헤드(5)의 베이스(59)(도 5참조)가 하강하여 고정 그립퍼(53)의 하부면이 스트립(S)의 보호필름(F) 상면에 연접하게 된다.
이어서, 도 8에 도시된 것과 같이, 제 2공압실린더(57)에 공압이 인가되어 피스톤로드(57a)가 하측으로 연장되면서 가동 그립퍼(54)가 힌지축(54c)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 가동 그립퍼(54)의 회전에 의해 가동 그립퍼(54)의 그립 돌기(54d)가 스트립(S)의 홈(h)(도 1참조)을 통해 고정 그립퍼(53)의 일단부에 밀착되면서 보호필름(F)의 에지를 파지하게 된다.
이 상태에서 도 9에 도시된 것처럼 제 1공압실린더(56)의 피스톤로드(56a)가 상승하게 되면, 이에 연결된 연결판(55a)과 승강축(55) 및 그립퍼 블록(52)이 함께 경사축(Z')을 따라 기울어진 상태로 상승하게 된다. 따라서, 상기 고정 그립퍼(53)와 가동 그립퍼(54)가 보호필름(F)의 에지를 단단하게 파지한 상태에서 상승하게 되므로 보호필름(F)의 에지 부분이 스트립(S) 면으로부터 떨어지게 된다.
이 때, 만약 상기 그립퍼 블록(52)이 경사축(Z')이 아닌 수직축(Z)을 따라 수직하게 상승하게 되면, 보호필름(F)이 신장되어야 하므로 보호필름(F)이 고정 그립퍼(53) 및 가동 그립퍼(54)의 접촉면 사이로 빠져 나가려는 힘이 많이 작용하게 된다.
즉, 도 10의 (a)에 도시된 것처럼, 그립퍼 블록(52)이 경사축(Z')을 따라 상승하게 되면, 보호필름(F)은 박리 전,후의 길이(d)가 대체로 동일하다. 하지만, 도 10의 (b)에 도시된 것처럼, 그립퍼 블록(52)이 수직하게 상승되면 박리전 길이(d)보다 박리후 길이(d+d1)가 더 길어야 하므로 보호필름(F)의 길이가 그만큼 더 신장되어야 하고, 이에 따라 보호필름(F)이 고정 그립퍼(53)와 가동 그립퍼(54)의 접촉면 사이로 빠져 나가려는 힘이 더 커지게 되는 것이다.
한편, 상기와 같이 그립퍼 블록(52)이 상승하여 보호필름(F)의 에지부분이 스트립(S) 면으로부터 떨어지게 되면, 시트블록(3)이 가이드레일(3a)(도 2참조)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 보호필름(F)이 스트립(S) 면에서 박리되기 시작한다.
이와 동시에, 도 6에 도시된 것과 같이, 제 3공압실린더(58c)에 공압이 인가되어 그의 피스톤로드가 연장되면, 랙기어(58a)가 도면상 우측으로 이동하게 되고, 피니언기어(58b)가 피니언기어의 축을 중심으로 하여 도면상 시계방향으로 소정 각도(β)만큼 회전하게 된다.
따라서, 피니언기어(58b)와 결합된 헤드블록(51) 및 그립퍼 블록(52)이 소정 각도(β)만큼 회전하게 되고, 보호필름(F)이 스트립(S) 면에 대해서 소정 각도(β)로 비틀어진 상태로 박리된다.
이와 같이 보호필름(F)을 스트립(S) 면에 대해 비틀면서 분리하게 되면, 박리에 가장 많은 힘이 요구되는 초기 박리시 보호필름(F)의 박리가 스트립(S)의 일 측 모서리 부분부터 순차적으로 일어나게 되므로 보호필름(F)이 스트립(S) 면에 대해 곧게 분리될 경우보다 쉽게 보호필름(F)을 분리할 수 있다.