JP3737760B2 - 部品組立搭載装置の搭載ヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップ部品を、基板例えばシリコンウエハ上の所定の位置に搬送するための部品組立て搭載装置の搭載ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ等の高速化、小型化の要求に伴い１枚の基板である、例えば、シリコンウエハ上に複数のチップ部品を搭載する高集積基板が採用されてきている。基板の高集積化を図るためには、高速で搬送されたチップ部品等は、シリコンウエハ上に精度良く配置されなければならない。
【０００３】
そのためには、チップ部品等を搬送するための搭載ヘッドは、高速で、かつ、高精度に位置制御されていることが必要である。図３、図４は、従来の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図、及びその概略側面図である。
【０００４】
図３、図４において、２０は搭載ヘッドであり、この搭載ヘッド２０は、リニアスライダ２２、先端部に吸着孔２５を有するコレット２４、前記リニアスライダ２２とコレット２４とを連結するためのブラケット２３とより大略形成され、この搭載ヘッド２０を形成するリニアスライダ２２がスライドガイド２１上を上下動する如く構成されているものである。
【０００５】
２６は、例えば、チップ部品等の位置確認、画像処理を行うカメラの鏡筒（対物レンズ）、２７は、前記したコレット２４の先端部の吸着孔２５に吸着された取付け部品である例えばチップ部品、２８は、前記したコレット２４の後面部に固定され、前記したブラケット２３を貫通して図示しない真空ポンプと連結される連結部、２９は、前記したスライドガイド２１を固定した固定部材、３０は、この固定部材２９と部品組立て搭載装置本体取付け用ブラケット３１とを連結するためのスペーサである。
【０００６】
ここで、図３、図４を参照してかかる従来の部品組立て搭載装置において、搭載ヘッド２０によりチップ部品２７を図示しないシリコンウエハ上の所定位置に搬送する方法につき説明する。なお、説明の便宜上、通常搬送の途中に設けられている補正ステージは、省略して説明する。
【０００７】
まず、図示しない制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が移送されることにより、そこに取付けられている搭載ヘッド２０は、チップ部品２７が配列されている図示しない配置テーブル上に持ち来たされる。しかる後、リニアスライダ２２が、これ又前記した図示しない制御機構の制御信号による下方向への移動指示により下方向へ移動し、搬送すべきチップ部品２７上に持ち来たされる。
【０００８】
しかる後、前記した図示しない真空ポンプが作動することにより、これに連結されている連結部２８を通してコレット２４の先端の吸着孔２５が真空状態となり、その吸着孔２５にチップ部品２７が吸着される。
【０００９】
そして、前記した制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が図示しないシリコンウエハ方向に移送され、シリコンウエハの所定位置で、その移送が停止することで搬送のサイクルが終了する。なお、この搭載ヘッド２０による搬送は、かなりの高速度で行われるものである。
【００１０】
ところで、例えば半導体ダイボンダ等、部品組立て搭載装置の部品移載部（搭載ヘッド２０）には、通常、吸着孔２５へのチップ部品２７の吸着に際しては、チップ部品２７に対する搭載ヘッドの着地衝撃を和らげチップ部品２７にダメージを与えない様に、前記したリニアスライダ２２等による逃げ機構を設けるのが常である。
【００１１】
また、吸着孔２５によるチップ部品２７への吸着に際しては、それが所定の姿勢で吸着される様に、チップ部品２７への押圧は、図示しないコイルばねなどにより別に加圧することにより行われている。
【００１２】
しかるに、前記した如くチップ部品２７の搬送は、かなりの高速度で行われるものであることと、吸着時でのチップ部品２７へのダメージを少なくするために、リニアスライダ２２の摺動抵抗を極力小さく抑えなければならないものであるが、摺動抵抗を小さくすると、リニアスライダ２２の動作にガタが生じやすくなる。
【００１３】
そして、リニアスライダ２２の動作にガタが生じた場合には、その構造上、吸着時コイルバネによる加圧力との関係から、チップ部品２７に反時計方向のモーメントが作用することになる。従って、チップ部品２７は、コレット２４の吸着孔２５に正しい姿勢で吸着されないため、シリコンウエハ上にも所定の間隔で配置されないことになる。すなわち、部品搭載精度を悪化させていたものである。
【００１４】
そこで、かかる欠点を除去するために、図５、図６の如くの空圧による静圧軸受け４２を利用したガイドを適用する方法があった。図５、図６は、従来の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図、及びその概略側面図である。なお、前記した図３、図４と同一部分は同一符号を用い、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
図５、図６において、４０は搭載ヘッドであり、この搭載ヘッド４０は、リニアスライダ４１、先端部に吸着孔２５を有するコレット２４、前記リニアスライダ４１とコレット２４とを連結するためのブラケット４３とより大略形成されている。そして、この図６においては、この搭載ヘッド４０を形成するリニアスライダ４１が静圧軸受４２内を上下動する如く構成されている関係上、ブラケット４３の形状が前記した図４と異なり、逆Ｌ字状に形成されているものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この図５、図６の方法にあっても、その構造上、静圧軸受けの周囲を囲わなければならず、しかも、上方のカメラ鏡筒２６から作業を確認する為には図６のように静圧軸受け４２の中心軸と作業点（チップ部品２７が吸着孔２５に吸着される点）がかなり離れてしまうことになるため、作業の上方からの確認がしずらく、また、仮に、搭載ヘッド４０を構成する構成部材にガタが発生した場合には、軸受け中心と作業点との距離が前記した図４の構成より大になるため、吸着されているチップ部品２７に大なる反時計方向のモーメントが作用することになる。従って、静圧軸受け４２は、このモーメントに耐えうる受圧面積にする必要があり、全体構造が大型化する欠点があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、請求項１に係る発明は、
上面部１ａに複数の段付き透孔３，４を設けると共に、この複数の段付き透孔３，４間に略Ｕ字状の切欠き部２を形成したヘッド本体１と、
略Ｕ字状に形成されており、その前方側に前記複数の段付き透孔３，４内に挿通される複数の段付きロッド５，６を立設すると共に、その中央部に先端に吸着部９を設けたコレット８を取付けた連結部材７と、
前記ヘッド本体１に形成された切欠き部２の上方に取付けられたカメラ鏡筒１２とを具備し、
前記ヘッド本体１と前記連結部材７とを組立てて搭載ヘッド１０を形成する際、前記複数の段付き透孔３，４の中心を結ぶ中心線上に前記コレット８の吸着部９が位置するように構成したことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
図１は、本発明に係る部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの好ましい一実施例を示す概略全体斜視図、図２は、本発明に係る部品組立て搭載装置の概略全体側面図である。
【００２０】
図１、図２において、１は、略直方体状のヘッド本体であり、その上面部１ａの前方（後述する前面部１ｂ側）には、段付きの透孔３，４が形成されている。また、上面部１ａの前方（後述する前面部１ｂ側）の略中央部には、略Ｕ字状の切欠き部２が形成されている。なお、１ｂは前面部、１ｃは側面部、１ｄは底面部である。
【００２１】
５，６は前記した段付きの透孔３，４内に挿入される段付きのロッドであり、略Ｕ字状の連結部材７の前方部７ａ₁，７ａ₂側に立設されている。なお、７ｂは、連結部材７の中央部、７ｃは、連結部材７の側方部である。８は、前記した連結部材７の略中央部７ｂに固定されたコレット、９は、このコレット８の先端に設けられた吸着部である。
【００２２】
１０は搭載ヘッドであり、この搭載ヘッド１０は、前記した段付きの透孔３，４を有するヘッド本体１、前記した段付きの透孔３，４内を挿通するロッド５，６を有する連結部材７、この連結部材７の略中央部７ｂに固定され、その先端部に吸着部９を有するコレット８とより大略形成されている。
【００２３】
１１は、取付け部品である例えばチップ部品、１２は、例えば、チップ部品等の位置確認、画像処理を行うカメラの鏡筒（対物レンズ）であり、このカメラの鏡筒１２は、前記したヘッド本体１の上面部１ａの前方略中央部に形成された切欠き部２の上方に図示しない手段により固定されているものである。１３は、ヘッド本体１とリニアスライダ１４とを連結するためのブラケット、１５は、このリニアスライダ１４と部品組立て搭載装置本体取付け用のブラケット１６とを連結するためのスペーサ、１７は図示しない真空ポンプと連結されている連結部である。
【００２４】
図１、図２より明らかな如く、本実施例にあっては、前記した段付きの透孔３，４の中心を結ぶ線上に、コレット８の先端部に設けられた吸着部９が位置するように構成されている。また、ヘッド本体１の上面部１ａの前方である前面部１ｂの略中央部には略Ｕ字状の切欠き部２が形成され、この切欠き部２の上方には、前記した如くチップ部品等の位置確認、画像処理を行うカメラの鏡筒（対物レンズ）１２が設けられている。従って、カメラの鏡筒１２の中心と、吸着部９に吸着されているチップ部品等の中心とが一致しているので、チップ部品等の位置確認、画像処理は、カメラの鏡筒１２上より容易に、しかも迅速、かつ、正確に行うことができる。
【００２５】
また、本実施例にあって段付きの透孔３，４内を挿通する段付きのロッド５，６は、段付きの透孔３，４の上方より図示しない装置によりエアーが送り込まれておりエアースライダが構成されている。
【００２６】
すなわち、図２の如く段付きの透孔３ａ，３ｂ（４ａ，４ｂ）は２段構成となっているために、図示しない圧縮エアーが供給された場合でも、透孔３ａ，３ｂの周囲に配した図示しない多孔質樹脂を介して段付きロッド５，６の周囲に空気膜が形成され、これがベアリングの役割を果たすので、摺動抵抗が非常に小さくなるものである。従って、段付きの透孔３，４内を上下動する段付きのロッド５，６の動きは非常に滑らかであり、チップ部品１１の吸着の際、チップ部品にダメージを与えるようなことはないものである。
【００２７】
また、透孔３，４及びロッド５，６を段付き構成としたことにより、ここへの連絡通路の圧縮エアーの出し入れによって、エアーシリンダのように加圧及びスライド動作が可能となる。この実施例では、連絡通路から透孔３，４に一定圧の圧縮エアーを供給した場合には、このエアーがチップ部品１１を吸着する場合に、それが所定の姿勢で吸着される様にするための押圧力になる。
【００２８】
この押圧力の調整は容易に行うことができるので、姿勢維持のために必要以上の押圧力が付与されるようなことはなく、従って、段付きロッド５，６の上下動のスムーズな動きと相俟ってコレット８の吸着部９にチップ部品１１は正しい姿勢で吸着されるため、このチップ部品１１はシリコンウエハ上に所定の間隔で配置されることになる。すなわち、実施例によれば、部品搭載精度が良好なものとなる。
【００２９】
ここで、図１、図２を参照してかかる本実施例になる部品組立て搭載装置において、搭載ヘッド１０によりチップ部品１１を図示しないシリコンウエハ上の所定位置に搬送する方法につき説明する。なお、説明の便宜上、通常搬送の途中に設けられている補正ステージは、省略して説明する。
【００３０】
まず、図示しない制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が移送されることにより、そこに取付けられている搭載ヘッド１０は、チップ部品１１が配列されている図示しない配置テーブル上に持ち来たされる。しかる後、リニアスライダ１４が、これ又前記した図示しない制御機構の制御信号による下方向への移動指示により下方向へ移動し、搬送すべきチップ部品１１上に持ち来たされる。
【００３１】
しかる後、前記した図示しない真空ポンプが作動することにより、これに連結されている連結部１７を通してコレット８の先端の吸着部９が真空状態となり、その吸着部９にチップ部品１１が吸着される。
【００３２】
この吸着部９にチップ部品１１が吸着される際、本実施例によれば、前記した如く段付きの透孔３ａ，３ｂ（４ａ，４ｂ）及びこの透孔３ａ，３ｂ（４ａ，４ｂ）内を上下動する段付きのロッド５，６は、それぞれ２段構成になっているため、摺動抵抗が非常に小さく、その動きは非常に滑らかであり、チップ部品１１にダメージを与えるようなことはないものである。
【００３３】
また、段付きの透孔３ａ，３ｂ（４ａ，４ｂ）及び段付きのロッド５，６は、前記した如く、その構成上チップ部品１１を吸着する際に、それは正しい姿勢で吸着されることになる。
【００３４】
このように、吸着部９にチップ部品１１が正しい姿勢で吸着されると、前記した制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が図示しないシリコンウエハ方向に移送され、シリコンウエハの所定位置で、その移送が停止することで搬送のサイクルが終了する。
【００３５】
本実施例によれば、搬送のサイクルにおいて、吸着部９にチップ部品１１が正しい姿勢で吸着された状態でそれが行われるので、このチップ部品１１はシリコンウエハ上に所定の間隔で配置されることになる。すなわち、本実施例によれば、部品搭載精度が良好なものとなる。従って、次の工程に移行する場合にもそれがスムースに行われるので、甚だ生産性が良いものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、上面部に複数の段付き透孔を設けると共に、この複数の段付き透孔間に略Ｕ字状の切欠き部を形成したヘッド本体と、略Ｕ字状に形成されており、その前方側に前記複数の段付き透孔内に挿通される複数の段付きロッドを立設すると共に、その中央部に先端に吸着部を設けたコレットを取付けた連結部材と、前記ヘッド本体に形成された切欠き部の上方に取付けられたカメラ鏡筒とを具備し、前記ヘッド本体と前記連結部材とを組立てて搭載ヘッドを形成する際、前記複数の段付き透孔の中心を結ぶ中心線上に前記コレットの吸着部が位置するように構成したことにより、例えば、搬送時に際してのチップ部品等へのダメージが解消されると共にチップ部品等の位置確認、画像処理等を正確かつ確実に行うことが出来るので、次工程に搬送されたチップ部品等が正確に配置できる等部品組立て搭載装置の搭載ヘッドとして好適なものが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの一実施例を示す概略全体斜視図である。
【図２】本発明に係る部品組立て搭載装置の概略全体側面図である。
【図３】従来の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図である。
【図４】図３の概略側面図である。
【図５】従来の他の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図である。
【図６】図５の概略側面図である。
【符号の説明】
１ ヘッド本体
１ａ ヘッド本体の上面部
１ｂ，１ｃ ヘッド本体の側面部
１ｄ ヘッド本体の下面部
２ 切欠き部
３，４ 段付き孔
５，６ ロッド
７ 略Ｕ字状の連結部材
７ａ 一方の側方部
７ｂ 中央部
７ｃ 他方の側方部
８ コレット
９ 吸着部
１０ 搭載ヘッド
１１ ヘッドチップ部品
１２ カメラ鏡筒
１３ ブラケット
１４ リニアスライダ
１５ スペーサ
１６ 本体取付け用ブラケット
１７ 連結部
２０ 搭載ヘッド
２１ スライドガイド
２２ リニアスライダ
２３ ブラケット
２４ コレット
２５ 吸着孔
２６ カメラ鏡筒取付け部品
２７ 取付け部品
２８ 連結部
２９ 固定部材
３０ スペーサ
３１ 本体取付け用ブラケット
４０ 搭載ヘッド
４１ リニアスライダ
４２ 静圧軸受
４３ ブラケット
４４ 固定部材
４５ スペーサ
４６ 本体取付け用ブラケット

Claims (1)

1. 上面部に複数の段付き透孔を設けると共に、この複数の段付き透孔間に略Ｕ字状の切欠き部を形成したヘッド本体と、
   略Ｕ字状に形成されており、その前方側に前記複数の段付き透孔内に挿通される複数の段付きロッドを立設すると共に、その中央部に先端に吸着部を設けたコレットを取付けた連結部材と、
   前記ヘッド本体に形成された切欠き部の上方に取付けられたカメラ鏡筒とを具備し、
   前記ヘッド本体と前記連結部材とを組立てて搭載ヘッドを形成する際、前記複数の段付き透孔の中心を結ぶ中心線上に前記コレットの吸着部が位置するように構成したことを特徴とする部品組立搭載装置の搭載ヘッド。

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