이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 반도체 패키지 제조용 싱귤레이션장치는, 원형의 리드프레임에 복수개의 반도체 패키지들이 배열된 원형 패키지 집합체(1)들이 매거진(M)에 수납된 상태로 공급되는 로딩부(10)와, 상기 로딩부(10)로부터 투입된 원형 패키지 집합체(1)가 안착되어 대기하는 인렛부(20)(inlet part)와, 상기 인렛부(20)의 하측에 설치되어 인렛부(20)의 위치를 보정하는 위치보정부(30)와, 상기 위치보정부(30)로부터 반송된 원형 패키지 집합체(1)가 절단 가공되는 절단가공부(40)와, 상기 절단가공부(40)에서 절단 가공된 개별 반도체 패키지들을 세척 및 건조시키는 세척부(51) 및 건조부(55)와, 상기 건조부(55)로부터 반송된 개별 반도체 패키지들을 본체 후방으로 반송하는 제 1,2반송테이블(81, 82)과, 상기 제 1,2반송테이블(81, 82)로부터 반송된 개별 반도체 패키지들을 검사 결과별로 트레이(T)에 분류 수납시키는 언로딩부(90)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 인렛부(20)의 상측에는 인렛부(20)의 원형 패키지 집합체(1)를 절단가공부(40)로 반송하여 주는 집합체픽커(61)가 제 1 X축가이드레일(66)을 따라 수평 이동 가능하게 설치된다. 그리고, 상기 세척부(51) 및 건조부(55)의 상측에 상기 절단가공부(40)에서 개별화된 반도체 패키지들을 세척부(51) 및 건조부(55)로 반송하여 주는 제 1유닛픽커(62)가 상기 제 1 X축가이드레일(66)을 따라 수평 이동 가능하게 설치된다.
또한, 상기 건조부(55)와 제 1,2반송테이블(81, 82)의 상측에는 건조부(55)에서 반도체 패키지를 진공 흡착하여 제 1,2반송테이블(81, 82)로 반송하는 제 2유닛픽커(63)가 제 2 X축가이드레일(67)을 따라 수평 이동 가능하게 설치된다.
본체의 후방에는 상기 제 1,2반송테이블(81, 82)의 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 상기 언로딩부(90)로 반송하는 제1,2언로딩픽커(64, 65)가 2개의 제 3 X축가이드레일(68)을 따라 독립적으로 수평 이동하도록 구성된다.
상기 제 2유닛픽커(63)의 일측에는 건조부(55) 상에 놓여진 반도체 패키지들을 비전 촬영하여 검사하는 제 1비전카메라(71)가 탑재되어 있으며, 상기 언로딩픽커(64, 65)의 이동경로의 하측에는 언로딩픽커(64, 65)에 흡착된 각 반도체 패키지의 하면을 비전 촬영하여 검사하는 제 2비전카메라(72)가 배치된다.
상기 각 구성부의 구성 및 작용에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 로딩부(10)에는 복수개의 원형 패키지 집합체(1)들이 적재된 매거진(M)을 상하로 이동시키면서 매거진 내측의 원형 패키지 집합체(1)들을 상기 인렛레일(21)과 일치하는 위치로 정렬시키는 엘리베이터(11)가 구성된다.
그리고, 상기 인렛부(20)는 상기 로딩부(10)의 매거진(M)으로부터 반송되는 원형 패키지 집합체(1)의 양측 가장자리가 안내되면서 안착되는 한 쌍의 인렛레일(21)과, 상기 인렛레일(21)의 일측에 수평 이동 가능하게 구성되어 상기 로딩부(10)의 매거진(M)에서 원형 패키지 집합체(1)의 일단부를 고정하여 인렛레일(21) 상으로 인출하는 인출용 그립퍼(22)와, 상기 인렛레일(21) 사이에 회전이 자유롭게 설치되어 상기 인출용 그립퍼(22)에 의해 로딩부(10)로부터 인출되는 원형 패키지 집합체(1)의 이동을 원활하게 하는 복수개의 로울러(23)를 포함하여 구성된다.
상기 위치보정부(30)는 상기 인렛부(20)의 하측에 X-Y-Z-θ 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 그의 상면에는 원형 패키지 집합체(1)의 저면을 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀(미도시)들이 형성되어 있다.
도 2를 참조하면, 상기 위치보정부(30)는, Z축모터(32a) 및 Z축 볼스크류(32b)의 작동에 의해 Z축 방향으로 승강운동하는 Z축승강블록(32)과, 상기 Z축승강블록(32) 상에 설치되는 X축 모터(33a) 및 X축 볼스크류(미도시)의 작동에 의해 X축 방향으로 수평 운동하는 X축가동블록(33)과, 상기 X축가동블록(33) 상에 설치되는 Y축 모터(34a) 및 Y축 볼스크류(34b)의 작동에 의해 Y축 방향으로 수평 운동하는 Y축가동블록(34)과, 상기 Y축가동블록(34) 상에 수직축을 중심으로 임의의 각도(θ)로 회전운동하는 회동모터(35)와, 상기 회동모터(35)의 상부에 연결되어 회전운동하며 그 상면에 원형 패키지 집합체(1)가 안착되어 진공 흡착되는 진공패드(31a)가 형성된 스테이지(31)를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 스테이지(31)는 상기 X축가동블록(33)과 Y축가동블록(34), Z축승강블록(32), 및 회동모터(35)의 작동에 의해 X-Y-Z-θ의 임의의 위치로 이동하면서 원형 패키지 집합체(1)의 위치를 조정한다.
상기 스테이지(31)의 상면에 형성된 진공패드(31a)는, 링형태로 이루어지며, 고무와 같이 유연한 재질로 되어, 스테이지(31)의 상면에 형성된 진공홀(미도시)을 통해 진공압이 형성될 때 공기의 누출을 방지하면서 원형 패키지 집합체(1)가 안정적으로 진공 흡착되도록 한다.
다시, 도 1을 참조하면, 상기 집합체픽커(61)에는 상기 위치보정부(30)의 스테이지(31) 상에 흡착된 원형 패키지 집합체(1)를 비전 촬영하여 현재 위치를 검출하기 위한 위치검출용 비전카메라(38)가 고정된다.
상기 절단가공부(40)는 원형 패키지 집합체(1)가 안착되어 진공 흡착되는 척테이블(41)과, 상기 척테이블(41) 상의 원형 패키지 집합체(1)를 절단하는 한 쌍의 컷터(42)와, 원형 패키지 집합체(1)를 절단 가공한 후 반도체 패키지 이외의 남는 부분, 즉 스크랩을 배출하기 위한 스크랩 배출부(43)로 이루어진다.
상기 척테이블(41)에는 원형 패키지 집합체(1)에 형성되어 있는 각 반도체 패키지(P) 위치와 대응하는 위치에 패키지 흡착용 진공홀(41a)이 형성되어 있으며, 원형 패키지 집합체(1)의 외곽의 스크랩에 대응하는 위치에 스크랩 흡착용 진공홀(41b)들이 형성된다.
상기 세척부(51)는 제 1유닛픽커(62)에 의해 고정된 개별 반도체 패키지(P)의 하면과 접촉하면서 이물질을 털어내는 브러쉬(52)와, 제 1유닛픽커(62)에 고정된 개별 반도체 패키지들에 물 및/또는 공기를 분사하여 세정하는 세정부(53)로 이루어진다.
상기 건조부(55)는 세정된 반도체 패키지(P)들이 안착되어 가열되는 건조블록(56)과, 상기 제 2유닛픽커(63)의 일측에 일체로 고정되어 건조블록(56)의 상측에서 반도체 패키지 쪽으로 고압의 공기를 분사하는 에어블로워(57)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1,2반송테이블(81, 82)은 상하로 복층으로 구성되어, 본체의 전후 방향(Y축 방향)으로 독립적으로 이동하도록 구성된다. 그리고, 하층에 위치하는 반송테이블은 제 2유닛픽커(63)의 하측 위치와 제 1,2 언로딩픽커(64, 65)의 하측 위치에서 상측으로 소정 거리만큼, 즉 상층에 위치하는 반송테이블과 동일한 높이로 상승하도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 상기 제 1,2반송테이블(81, 82) 각각은 하나의 원형 패키지 집합체(1)에서 절단 가공된 반도체 패키지들을 절반씩 나누어서 반송할 수 있도록 절반에 해당하는 수의 반도체 패키지 적재부(미도시)가 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1,2반송테이블(81, 82)의 각 적재부(미도시) 사이에는 적재부와 대응하는 크기의 여유공간부(미도시)가 형성되어 각 반송테이블이 제 2유닛픽커(63)에 흡착된 반도체 패키지들을 격자 구조로 수용할 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 언로딩부(90)는 상기 제 1,2비전카메라(71, 72)에 의한 비전 검사 결과 양품으로 판정된 반도체 패키지의 수납이 이루어지는 양품 언로딩부(91)와, 불량 또는 재검사품으로 판정된 반도체 패키지의 수납이 이루어지는 리젝트 언로딩부(92)와, 상기 리젝트 언로딩부(92)의 전단부 하측에 설치되어 상기 양품 언로딩부(91)에서 반도체 패키지가 모두 채워진 트레이(T)가 적재되는 양품 적재부(미도시)와, 상기 리젝트 언로딩부(92)에서 불량품 반도체 패키지가 모두 채워진 트레이(T)가 적재되는 리젝트 적재부(93)와, 상기 양품 언로딩부(91) 및 리젝트 언로딩부(92)로 공급될 빈 트레이들이 적재되는 공트레이 적재부(94)와, 상기 제 2 X축가이드레일(67)을 따라 수평하게 왕복 이동하면서 상기 양품 언로딩부(91)와 리젝트 언로딩부(92), 양품 적재부(미도시), 리젝트 적재부(93), 및 공트레이 적재부(94) 사이에서 트레이(T)를 반송하여 주는 트레이 트랜스퍼(96)로 이루어진다.
상기 양품 언로딩부(91)와 리젝트 언로딩부(92)에는 각각 제 2 Y축가이드레일(97)이 Y축 방향으로 서로 나란하게 설치되고, 이들 제 2 Y축가이드레일(97) 각각에는 트레이(T)들을 반송하는 트레이피더(95a, 95b)들이 Y축방향으로 이동하도록 설치된다. 상기 양품 언로딩부(91)에는 2개의 트레이피더(95a)가 상하로 독립적으로 이동하면서 트레이(T)들을 반송한다.
상기 언로딩부(90)에서는 상기 제 1,2언로딩픽커(64, 65)들의 X축 방향 이동과 상기 트레이피더(95a, 95b)에 의한 트레이(T)의 Y축 방향 이동에 의해 언로딩픽커(64, 65)의 반도체 패키지들과 트레이(T)의 포켓들 간의 상대 위치가 조정되면서 반도체 패키지들이 트레이(T)의 빈 포켓에 차례로 수납된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 싱귤레이션장치는 다음과 같이 작동한다.
로딩부(10)의 엘리베이터(11)가 승강 운동하여 매거진(M)에 적재된 원형 패키지 집합체(1) 중 어느 하나가 인렛레일(21)과 일치하는 위치에 정렬되면, 인렛부(20)의 인출용 그립퍼(22)가 로딩부(10) 쪽으로 이동하여 로딩부(10)의 원형 패키지 집합체(1)의 일단부를 파지한 다음, 다시 도면상 우측으로 이동하여 원형 패키지 집합체(1)를 인렛레일(21) 상에 안치시킨다. 이 때, 상기 인렛레일(21) 사이에 로울러(23)가 설치되어 있으므로 로딩부(10)로부터 인출되는 원형 패키지 집합체(1)는 로울러(23)를 따라 원활하게 이동하게 된다. 이 때, 상기 원형 패키지 집합체(1)는 인렛레일(21)과 로울러(23)의 마찰력 등 여러 요인에 의해 그 위치가 틀어질 수 있다.
원형 패키지 집합체(1)가 인렛레일(21) 상에 위치하게 되면, 도 3에 도시된 것과 같이 인렛부(20)의 하측에서 위치보정부(30)의 스테이지(31)가 Z축 방향으로 일정 높이만큼 상승하여 스테이지(31)의 상면에 원형 패키지 집합체(1)가 안착되고, 진공 흡착된다.
이 때, 상기 위치검출용 비전카메라(38)가 상측에서 상기 스테이지(31) 상의 원형 패키지 집합체(1)를 촬영하고, 원형 패키지 집합체(1) 상의 기준마크 위치를 판독하여 원형 패키지 집합체(1)의 위치를 검출한다.
그리고, 상기 위치보정부(30)는 상기 위치검출용 비전카메라(38)에 의해 검출된 원형 패키지 집합체(1)의 위치 정보에 따라 X-Y-θ 방향으로 이동하여 원형 패키지 집합체(1)의 중심이 상기 집합체픽커(61)의 중심 위치와 일치하도록 위치를 보정한다.
원형 패키지 집합체(1)에 대한 위치 보정 작업이 완료되면, 도 4에 도시된 것처럼 집합체픽커(61)가 위치보정부(30) 상의 원형 패키지 집합체(1)를 픽업하여 절단가공부(40)로 반송하고, 척테이블(41)에 안착시킨다. 이 때, 상기 원형 패키지 집합체(1)는 이미 위치보정부(30)에서 집합체픽커(61)에 대한 위치가 정확하게 정렬된 상태로 반송되므로, 척테이블(41) 상에 안착될 때에도 그 위치는 변함없이 정확하게 정렬된 상태를 유지한다.
상기와 같이 척테이블(41)에 원형 패키지 집합체(1)가 안착되면, 척테이블(41)은 본체의 후방으로 이동하고, 이어서 컷터(42)와의 상대 이동에 의해 원형 패키지 집합체(1)가 패키지 단위별로 절단 가공되어 개별화된다.
절단 작업이 완료된 척테이블(41)은 다시 본체의 전방으로 이동하고, 제 1유닛픽커(62)가 척테이블(41) 상의 개별 반도체 패키지(P)들을 세척부(51) 및 건조부(55)로 차례로 반송한다. 이 때, 상기 척테이블(41)은 다시 본체의 후방으로 이동하여 반도체 패키지가 반송되고 남은 스크랩을 스크랩 배출부에 배출시킨 후 전방으로 복귀하여 다음 원형 패키지 집합체(1)를 받을 준비를 한다.
한편, 상기 제 1유닛픽커(62)가 상기 건조부(55)의 건조블록(56)에 반도체 패키지들을 내려 놓으면, 상기 제 2유닛픽커(63)가 건조블록(56) 쪽으로 천천히 이동하게 되고, 에어블로워(57)를 통해 고압의 공기가 분사되며 건조블록(56) 상의 반도체 패키지들이 건조된다. 이와 동시에, 제 1비전카메라(71)가 건조블록(56) 상의 반도체 패키지를 비전 촬영하여 반도체 패키지의 상면에 대한 불량 여부를 검사한다.
건조가 완료되면, 제 2유닛픽커(63)는 건조부(55)의 반도체 패키지들을 모두 진공 흡착하여 제 1반송테이블(81) 상으로 이동하고, 제 1반송테이블(81)에 절반의 반도체 패키지들을 안착시킨다. 반도체 패키지가 안착된 제 1반송테이블(81)은 후방으로 이동한다. 이어서, 제 2유닛픽커(63)는 제 2반송테이블(82)에 나머지 절반의 반도체 패키지들을 안착시킨다. 제 1반송테이블(81)과 동일하게 반도체 패키지가 안착된 제 2반송테이블(82)은 후방으로 이동한다.
제 1반송테이블(81)과 제 2반송테이블(82)이 차례로 후방으로 이동하면, 제 1,2언로딩픽커(64, 65)는 제 1,2반송테이블(81, 82) 상의 반도체 패키지들을 진공 흡착하여 제 2비전카메라(72)의 상측으로 이동하고, 제 2비전카메라(72)는 반도체 패키지의 하면을 촬영하여 불량 여부를 검사한다.
이어서, 제 1,2언로딩픽커(64, 65)는 언로딩부(90)로 이동하여 검사 결과에 따라 언로딩부(90)의 양품 언로딩부(91)와 리젝트 언로딩부(92)의 트레이(T)에 분류 수납시킨다.
한편, 전술한 싱귤레이션장치의 실시예에서는 제 1,2반송테이블(81, 82)이 하나의 원형 패키지 집합체(1)에서 절단 가공된 반도체 패키지들을 절반씩 분담하여 반송하는 것으로 설명하였으나, 이와 다르게 제 1반송테이블(81)이 하나의 원형 패키지 집합체(1)에서 절단 가공된 반도체 패키지들을 모두 받아서 이송하고, 제 2반송테이블(82)이 다른 하나의 원형 패키지 집합체(1)에서 절단 가공된 반도체 패키지들을 모두 받아서 이송하도록 구성할 수도 있을 것이다.