KR910006970B1 - 물품의 반송위치 결정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

물품의 반송위치 결정장치

제1도는 본 발명에 따른 물품의 반송위치 결정장치의 한 실시예를 나타낸 블록도.

제2도는 물품의 반송위치 결정장치의 실시형태를 나타낸 타이밍차트.

제3도는 리드프레임을 나타낸 평면도.

제4도 및 제5도는 각각 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 제2도에 상당한 타이밍차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 리드프레임 2 : 구동롤러

3 : 핀치롤러 4 : 구동모터

5 : 타이밍벨트 6 : 파일럿구멍

7 : 파이버센서 8 : 통과검출부

9 : 반송량 제어부 10 : 반송위치펄스 발생부

11 : 위치펄스 카운터 12 : 초기반송량 설정부

13 : 오차연산부 14 : 추가반송량 설정부

15 : 아일런드 16 : 내부리드

17 : 각이 진 구멍 S : 통과검출신호

P : 펄스열 T : 초기반송시간

[적용분야]

본 발명은 물품의 반송위치 결정장치에 관한 것으로, 특히 반도체장치의 조립시 리드프레임과 같은 물품의 위치를 정밀하게 결정할 수 있도록 된 물품의 반송위치결정장치에 관한 것이다.

[종래의 기술 및 그 문제점]

일반적으로 반도체장치를 조립하는 공정은 반도체칩을 리드프레임상에 얹어놓은 공정과 그렇게 얹혀진 반도체칩에 대해 와이어본딩을 하는 공정, 모울드금형에 와이어본딩된 반도체칩을 집어넣는 공정으로 이루어져 있다. 이들 각 공정을 실시함에 있어서는 안내레일을 따라 상기 리드프레임을 옮겨서 작업위치에 정확하게 위치시켜 정지시키는 것이 필요하다.

상기 리드프레임의 반송위치를 결정하기 위해서 종래에는 그 리이드프레임의 측단부에 길이방향을 따라 일정한 간격으로 파일럿구멍을 뚫고, 그 파일럿구멍부분에 파이럿핀을 끼워맞춤으로써 위치를 결정하고 있었다.

그런데 상기한 종래의 기술에 있어서는 프레임의 폭이나 반송피치가 다른 각종 리드프레임에 각각 대응되는 파일럿핀이 필요하게 되고 각 프레임마다 파일럿핀을 교환해야 하기 때문에 조립능률이 저하되는 문제가 있었다.

위와 같은 이유로 본 출원인은 리드프레임을 설정된 거리만큼 반송하되, 반송종료시마다 실제적인 리드프레임의 반송량을 검출하여 미리 지정된 반송량과의 오차를 예컨대 ITV 카메라등으로 계측한 다음, 그 계측오차를 궤환시켜서 다음번 리드프레임의 반송량을 수정하도록 함으로써, 파일럿핀을 사용할 필요를 없앤 기술을 제안한 바 있다(일본국 특허공개 소화61-81634호의 공보 참조).

또한, 다른 기술로는 이미지센서를 사용하여 리드프레임의 위치를 결정하는 기술이 알려져 있다. 즉, 이 종래의 기술은 리드프레임의 아일런드(island)를 검지한 위치와 중심위치간의 위치어긋남을 이미지센서로 검출해서 그 위치어긋남에 상당하는 만큼 리드프레임을 이동시켜서 위치를 보정하도록 되어 있다(일본국 특허공개 소화60-80231호의 공보 참조).

그런데, 상기한 파일럿핀을 필요로 하지 않는 종래의 기술에 있어서는 칩마운트와 와이어본딩등의 패턴인식을 목적으로 패턴인식용 ITV 카메라를 사용하든가 또는 별개의 ITV 카메라를 탑재하여 사용하든가 할 필요가 있었는 바, 그중 어떤 방식을 사용하더라도 패턴인식을 하는 시간이 필요하게 되어 사이클시간에 저하되게 된다. 더구나 패턴인식은 고급프로그램에 속하는 것이어서 그 제어에 대한 비율이 크기 때문에 규모가 꽤 큰 제어계통이 필요할 뿐만 아니라, 많은 품종에 대응시키기 위해서는 그 종류에 따라 패턴을 기억시킬 용량이 필요하게 된다. 또한, 패턴인식시에는 리드프레임에 적당한 형상의 패턴이 필요하게 되는데, 그 크기는 ITV 카메라의 화상크기에 일치시켜 주어야만 한다.

상기한 종래예에 있어서는 X-Y 테이블을 이동시킬 때 내부리드부근의 적당한 형상을 목표로 하게 되는데, 이를 위해서는 이동시간이 필요하게 될 뿐만 아니라 내부리드는 변형되기 쉬운 것이기 때문에 이것을 기준으로 함에는 신뢰성이 불안하게 되는 문제가 있었다. 또한, 파일럿구멍은 기준대상으로 적당하지만 이동거리가 길기 때문에 이동시간이 가산되는 문제가 있었고, 더욱이 파일럿구멍의 크기가 1㎜∼2㎜정도로서 ITV 카메라와 일치되지 않는 경우가 있으며 설령 일치된다 하더라도 여러종류의 패턴에 대응되는 메모리가 필요하게 된다는 문제가 있었다.

한편, 개별적으로 전용의 ITV 카메라를 탑재하는 것도 고려되고 있으나, 코스트면에서 문제가 될 뿐아니라, 칩마운트장치 및 와이어본딩장치 모두와 본래의 목적으로 하는 마운트기구의 헤드와 와이어본딩기구의 헤드등이 상부에 위치하고 더구나 하부에는 웨이퍼 링과 히이터등이 위치하여, 그 어떤 장소도 설치공간 상으로 무리가 있다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하여 리드프레임등과 같은 물품의 반송위치결정시에 그 위치 결정을 정확하게 또한 고속으로 수행할 수 있을 뿐만아니라, 여러 크기와 형상에 대응시킬 수 있고 더욱이 값싸게 제조할 수 있는 물품의 반송위치 결정장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

[발명의 구성 및 작용]

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 물품을 반송하기 위해 구동시키는 구동장치와, 물품의 반송구동 중에 물품일부의 검출부가 통과한 것을 검출해 내는 통과검출부, 검출부의 통과타이밍 이전 또는 이후의 물품반송량을 계수하는 카운터, 상기 통과타이밍으로부터 물품의 반송구동을 완료하고 위치를 결정하기까지의 물품반송량을 설정하는 반송량 설정부, 이렇게 설정된 물품의 반송량에 의거 상기 구동장치의 구동량을 제어하는 반송량 제어부를 구비하여 구성돼 있다.

상기한 구성의 본 발명에서는 리드프레임과 같은 물품의 검출부가 통과검출센서를 통과한 타이밍의 이전 또는 이후의 물품반송량을 카운터로 계수하고, 반소량 설정부로 검출부의 통과 타이밍으로부터 물품의 반송 구동을 완료하고 위치를 정하기까지의 물품반송량을 설정하며, 물품을 반송구동시키는 구동장치를 반송량 제어부로 제어함으로써, 상기 통과검출부로부터의 물품반송량을 항상 일정하게 제어하여 위치를 결정하게 된다.

본 발명은 전술한 것처럼 ITV 카메라를 사용하지 않고 값이 싼 광센서와 기계적인 스캐닝등을 조합시킨 구성으로 되어 있다. 여기에서 상기 기계적인 스캐닝으로는 본래 목적으로 하는 리드프레임과 같은 반송해야할 물품의 반송 그 자체를 활용할 수 있다. 이러한 본 발명은 제어계통과 기구의 구조가 비교적 간단하여 장치의 가격이 싼 고속의 반송위치 결정장치를 제공할 수 있다.

더구나 본 발명은 크기와 형상등이 다른 리드프레임등의 물품에 대해서도 메모리용량을 증대시키지 않고 설정데이터를 조금만 변경하여 많은 품종에 대처할 수 있도록 되어 있다.

더욱이, 예컨대 리드프레임에 있어서는 칫수오차가 있어서 파일럿구멍의 지름이나 그 파이럿구멍의 위치 등에 오차가 있지만, 본 발명에서는 그 오차에 좌우되지 않는 반송방향에서의 중심을 구하기 때문에 정확하게 위치를 결정할 수 있음과 더불어, 외부의 힘이나 열에 의해 변경되기 쉬운 내부리드와 달리 그 변형의 가능성이 적은 파일럿구멍을 기준으로 할 수 있어서 위치결정의 신뢰성도 높일 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 늘 반송방향으로 리드프레임등의 물품이 움직이게 하도록 함으로써 로스트모션이나 백러쉬의 영향을 없앨 수 있도록 되어 있다.

[실시예]

이하, 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명을 리드프레임의 반송위치 결정용으로 사용하는 한 실시예의 구성을 나타낸 블록도로서, 반송해야 할 물품인 리드프레임(1)은 구동롤러(2) 및 핀치롤러(3)에 끼워지게 되는데, 상기 구동롤러(2)는 타이밍벨트(5)를 매개하여 인코더부착 구동모터(4)에 의해 회전구동되도록 되어 있다. 이 구동모터(4)의 회전에 의해 상기 구동롤러(2)가 회전하여 리드프레임(1)이 제1도의 화살표 A방향으로 반송된다.

상기 리드프레임(1)의 길이방향 측단부에는 소정피치마다 파일럿구멍(6,6…)이 뚫려 있는데, 이들 파일럿구멍(6)은 제3도에서 알 수 있듯이 반도체칩을 얹어놓을 이일런드(15) 및 내부리드(16)의 기준으로 되는 것으로서, 아일런드(15)의 중심에 대응되게 상기 파일럿구멍(6)이 설정되는 바, 인접한 각 파일럿구멍(6,6,…)의 피치칫수는 소정치(E)로 설정되어 있다.

제1도에서 화살표 B로 나타낸 위치는 리드프레임(1)에 대해 와이어본딩을 하는 최종목표정지위치를 나타낸 것으로, 이 정지위치(B)의 앞에는 그 정지위치(B)로부터 거리(C)와 거리(D)의 간격인 C+D를 두고서 파일럿구멍(6)의 가장자리가 통과하는 것을 검출하기 위한 검출용 파이버센서(7)가 설치되어 있다. 이 파이버센서(7)가 파일럿구멍(6)의 가장자리가 통과한 것을 검출하면, 통과검출부(8)로부터 통과검출신호(S)가 위치펄스 카운터(11)로 출력된다.

상기 인코더부착 구동모터(4)는 반송량 제어부(9)로부터의 입력신호에 의해 속도(V)까지 소정회전각도만큼 구동되고, 내부에 부착된 인코더로부터의 출력은 반송위치펄스 발생부(10)에 의해 리드프레임의 반송량에 상당하는 펄스열(P)로 정렬되어 위치펄스 카운터(11)로 전송된다.

상기 반송량 제어부(9)에는 초기반송량 설정부(12)가 접속되어 있는 바, 이 초기반송량 설정부(12)는 상기 소정피치(E)로부터 상기 거리(C)만큼 작은 프레임 반송량E-C의 거리에 해당되는 반송량을 반송량 제어부(9)에 입력시키는 것이다. 이에 따른 초기반송시간(T)은 제2도에 도시된 것처럼 가속시간(t1)과 정속시간(t2) 및 감속시간(t3)으로 이루어진 것으로, 최고속도(Vmax)로 구동모터(4)를 구동시켜서 파일럿구멍(6)이 정지위치 B로부터 C만큼 전방에 도달한 곳에서 구동모터(4)는 일단 정지하여 리드프레임(1)도 정지한다. 그 사이에 위치펄스 카운터(11)는 파일럿구멍(6)의 다른쪽 가장자리를 검지하여 통과검출부(8)로부터의 검출신호(S)가 반전된 타이밍으로부터 구동모터(4)가 구동을 정지하기까지의 반송량에 상당하는 펄스열(P1)의 수효를 계수함과 더불어, 상기 검출신호(S)가 반전된 기간(Tp)후의 타이밍으로부터도 마찬가지로 구동모터(4)가 정지하기까지의 펄스열(P2)의 수효를 계수하게 된다.

상기 기간(Tp)은 상기한 1개의 파일럿구멍(6)이 검출용 파이버센서(7)의 상방을 통과하는데에 필요한 기간으로, 그것을 반송속도와 파일럿구멍의 크기 및 파일럿구멍의 위치등에 의해 변화하고 그러한 변화에 의해 상기 펄스열의 수효도 변화한다.

상기 위치펄스 카운터(11)에 의해 계수된 펄스열의 수효(P1,P2)에 1펄스당 반송량을 곱한 값이 최초로 통과검출부(8)의 신호(S)가 반전된 때 및 다시 반전된때부터 파일럿구멍(6)이 검출용 파이버센서(7)를 지나간 거리에 상당하게 되고, (P1+P2)/2가 파일럿구멍(6)의 중심이 검출용 파이버샌서(7)를 지나간 거리(D)에 상당하는 펄스의 수효로 된다. 이 펄스수에 상기 1펄스당 반송량을 곱한 값이 거리(D)로 되고, 이에 필요한 시간이 △t로 된다.

상기 거리 C+D의 값을 일정하게 유지시킴으로써 목표로 하는 최종목표장치위치(B)에 재현성이 좋게 위치결정되고, 거리(C)를 초기반송량 설정부(12)를 통해 임의로 설정함으로써 임의의 최종목표정지위치(B)를 대상품종이나 장치에 맞추어 임의로 설정할 수 있게 된다.

거리(C)의 리드프레임(1)반송을 계속함에 있어 오차연산부(13)로 거리(D)를 미리 예측하여 설정해 놓은 것으로 하자. 그러면, 그 예측거리(D)와 상기 (P1+P2)/2의 펄스수로부터 구해낸 거리와의 오차를 구함으로써 간접적으로 그 오차에 상당하는 거리의 오차 ±△D를 구하고, 추가반송량 설정부(14)에서 거리(C)에 그 오차 ±△D를 가산한 펄스수를 산출해서 그 펄스수에 대응되는 C±△D의 반송량만큼 리드프레임(1)의 반송을 추가반송시간(t4)에 걸쳐 실행함으로써, 보다 정확하게 위치결정을 완료하게 된다.

본 실시예에 있어서는 10㎛/펄스에 상당하는 인코더를 사용하고 최고속도 25KHz의 펄스주파수로 반송위치를 결정하며 소요시간을 0.4sec이내로 함으로써, 파일럿구멍(6)의 크기와 파일럿구멍(6)의 위치칫수(H), 리드프리임(1)의 폭(G) 및 소정피치(E)의 칫수중에 오차가 포함된 경우에 있어서도 리드프레임(1)의 반송위치결정을 정확하게 할 수 있다.

한편, 리드프레임(1)에는 각이 진 구멍(17)등이 형성되어 파일럿구멍(6)이외에 센서(7)의 위를 통과하여 검출신호(S)가 출력되는 경우도 예상되는데, 시간(T) 혹은 프레임 반송량을 임의의 길이에 한정시키고 한정된 간격만큼 검출신호(S)를 받도록 함으로써 간단히 그러한 경우에 대처할 수 있다.

제4도는 본 발명의 다른 실시예의 타이밍차트를 나타낸 것으로, 이 실시예는 리드프레임(1)의 파일럿구멍(6)이 목표정지위치에 도달하기까지 리드프레임(1)을 정지시키지 않는 예에 관한 것이다. 본 실시예에 있어서는 검출용 파이버센서로서 반송반향 2안센서(2eye sensor)를 사용하고 그 양쪽 포토트랜지스터의 출력(PTa, PTb)의 출력차가 최대로 되는 편차출력(Sa,Sb)을 통과 검출부(8)의 검출신호로 사용하고 있다.

상기한 첫번째 실시예의 검출용 파이버센서는 일반적으로 노이즈에 대한 내성 때문에 변조광을 사용하고 있고 그 변조주파수의 제약때문에 응답속도에 한계가 있지만, 편차출력을 내는 상기 2안센서는 변조광을 사용하지 않으므로 보다 고속의 반송처리에 적용시킬 수 있다.

제4도에서 구동모터(4)가 기동되도 나서 센서가 파일럿구멍(6)의 가장자리를 검출한 때까지의 펄스수를 Pa로 하고 다음번 가장자리를 검출한 때까지의 펄스수를 Pb로 한 경우, 파일럿구멍(6)의 중심까지의 펄스수는 PA+(Pb-Pa)/2이다. 따라서 파일럿구멍(6)의 중심까지의 펄스수에 1펄스당 거리를 곱하여 파일럿구멍(6)의 중심까지의 거리를 구하고 그 중심으로부터 목표정지위치(B)까지의 거리에 상당하는 펄스수를 반송량 제어부(9)에 공급함으로써 파일럿구멍(6)의 중심을 목표정지위치에 설정할 수 있다.

상기 실시예는 신호(Sa,Sb)의 타이밍으로부터 일정한 리드프레임반송량만큼 반송함으로써 위치결정을 하는 것으로서, 최고속도로 반송하고 있는 시간 t2후의 감속속도 t3에서의 반송량을 증가시킴으로써 상기 신호(Sa,Sb)의 중간으로부터 최고속도 종료시까지의 시간 △t'의 변화에 대처하도록 한 것이다. 즉, 프레임 반송량의 증감은 신호(Sa,Sb)의 타이밍으로 이후의 반송량을 미리 설정해 놓고 시간(t2)의 종료시 나머지 펄스수로 t3∼t5의 감속시간에 의한 반송량을 결정하도록 되어 있다.

한편, 상기 실시예에서는 롤러와 인코더부착 구동모터에 의한 반송방식을 채용하고 있지만, 왕복으로 움직이는 프레임 클램프와 펄스모터를 조합시켜 응용할 수도 있다. 또한 검출센서로는 레이저센서를 사용할 수 있을 뿐 아니라 CCD라인센서도 사용할 수 있다. 더욱이 검출부로서는 파일럿구멍 이외에 적절한 부위를 검출하도록 해도 된다.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 제4도에 나타낸 실시예에서 리드프레임의 반송속도(Vmax)가 빨라서 센서(7)가 그에 따르지 못하는 경우에, 리드프레임의 반송속도를 단계적으로 저하시켜서 저속도영역에서 파일럿구멍의 통과를 검출하도록 한 것이다.

[발명의 효과]

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 별도의 파일럿핀이나 전용 ITV 카메라등을 채용하지 않고도 리드프레임과 같은 반송대상물품을 고속으로 정확하게 반송하여 지정장소에 위치시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 물품을 반송구동시키기 위한 구동장치와, 반송구동중에 있는 물품의 일부에 있는 피검출부가 최종목표 정지위치의 직전에 소정거리를 두고 설정되어 있는 전방마아크점을 통과한 것을 검출하는 통과검출부, 상기 피검출부가 상기 전방마아크점에 도달하기까지의 물품의 반송량을 계수하는 위치펄스 카운터, 상기 피검출부가 전방마아크점을 통과한 타이밍으로부터 최종목표정지위치까지의 물품의 반송량을 설정하는 반송량 설정부 및, 설정된 물품의 반송량에 의거 상기 구동장치의 구동량을 제어하는 반송량 제어부를 구비하여 구성된 물품의 반송위치 결정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반송량 설정부는 물품의 반송량을 미리 설정하는 초기반송량 설정부와, 상기 통과검출부를 통과한 타이밍까지의 반송량 또는 통과한 타이밍이후의 반송량을 계측해서 추가반송량을 설정하는 추가반송량 설정부로 구성된 것을 특징으로 하는 물품의 반송위치 결정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 통과검출부로 복수의 신호 또는 펄스를 검출함과 더불어 그 신호 또는 펄스를 기준으로 하여 각 물품의 반송량을 산출해서 상기 물품의 검출부의 중심을 구하도록 된 것을 특징으로 하는 물품의 반송위치 결정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 통과검출부가 지정된 물품의 반송량에 대해 한정된 범위에서만 작동하도록 된 것을 특징으로 하는 물품의 반송위치 결정장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 초기반송량 설정부의 설정치가 최종목적으로 하는 반송량보다도 작게 설정되고 상기 추가반송량 설정부의 수정이 항상 증가하는 방향으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 물품의 반송위치 결정장치.

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