JP5052882B2 - 可撓性板状部材の供給装置及び電子部品の実装装置 - Google Patents

Description

この発明は供給部に収納された可撓性板状部材を供給するときに、供給されたか否かを検出することができる供給装置及びその供給装置を用いた電子部品の実装装置に関する。

実装装置には、可撓性板状部材としてのたとえばリードフレームに電子部品としての半導体チップ（以下、単にチップという）を実装するダイボンディング装置、リードフレームとこのリードフレームに実装されたチップとをワイヤで接続するワイヤボンディング装置などがある。

このような実装装置は実装ヘッドを有する。実装ヘッドには実装ツールが設けられ、この実装ツールに対向する位置にはステージが配置される。

上記リードフレームは供給装置から取り出されて搬送レールなどからなる搬送手段に送り出される。搬送手段に送り出されたリードフレームは、この搬送手段によってステージに対向する部位に搬送位置決めされる。それによって、このリードフレームに上記実装ヘッドによってチップが実装されたり、チップとリードフレームとがワイヤによって接続される。

上記供給装置は上記リードフレームを所定間隔で積層収納した供給部としての供給マガジンを有する。この供給マガジンはリードフレームを送り出す方向に沿う一端面と他端面とが開口した箱形状をなしていて、その一端面に対向して配置されたプッシャによって供給マガジンに収納されたリードフレームの一端を押圧する。それによって、リードフレームは上記供給マガジンの他端開口から上記搬送手段に送り出されて搬送されるようになっている。

上記供給マガジンはエレベータによって上下方向に駆動されるようになっており、最下段のリードフレームを送り出すと、たとえば高さ方向下方に所定寸法駆動され、つぎのリードフレームがプッシャに対向する高さになるよう位置決めされる。それによって、供給マガジンに積層収納された複数のリードフレームを順次送り出すことができる。

上記供給マガジンから送り出されるリードフレームと搬送手段の高さや平行度が精密に一致していなかったり、先に搬送手段に送られたリードフレームが検出不良やオペレータミスなどによって搬送手段に滞留していたりすると、上記供給マガジンからプッシャによって送り出されたリードフレームを上記搬送手段に円滑に受け渡すことができなくなる。

その場合、上記リードフレームが大きく湾曲変形し、損傷するということがあった。とくに、予めチップが実装されたリードフレームの場合、その損傷によって蒙るコスト的な損失が大きくなるということがある。

そこで、従来、供給マガジンからリードフレームを送り出す供給装置としては、特許文献１に示されるように、プッシャをばねによって弾性的に保持し、プッシャがリードフレームを押したときに、その押す力よりも、プッシャが受ける反力が大きくなったならば、それらの差圧力によって上記ばねを変形させてプッシャを相対的に後退方向に変位させる。そして、プッシャの変位に基づいてリードフレームに送り出し不良が生じたことを検出するという機械的検出方法が用いられていた。
特開平４−２９４５４９号公報

しかしながら、最近ではリードフレームとして０．０７〜０．０８ｍｍ程度の非常に薄いフィルムが用いられることがある。そのように薄くて柔らかなリードフレームの場合、プッシャによってリードフレーを押圧して送り出すようにすると、リードフレームが変形してしまうため、確実に送り出すことができないという送り出し不良が生じたり、送り出し不良によってリードフレームが変形しても、そのときの押圧力と反力との差圧力もかなり小さくなるから、リードフレームの変形を精密に検出することが困難になるということもある。

この発明は、可撓性板状部材が薄くて変形しやすい場合であっても、確実に供給することができるばかりか、供給時に変形などによって送り出し不良が生じたならば、そのことを確実に検出できるようにした供給装置及びそれを用いた電子部品の実装装置を提供することにある。

この発明は、可撓性板状部材を供給するための供給装置であって、
内部に上記可撓性板状部材がスライド可能に収納される供給部と、
この供給部に収納された上記可撓性板状部材の先端部を挟持して引き出す引き出し機構と、
この引き出し機構によって上記供給部から引き出される上記可撓性板状部材に回転可能に接触する回転体と、
この回転体の回転によって上記可撓性板状部材が上記供給部から引き出されたことを検出する検出手段と
を具備したことを特徴とする可撓性板状部材の供給装置にある。

上記引き出し機構は、上記供給部に収納された上記可撓性板状部材を挟持する開閉可能な一対のチャックと、このチャックを上記可撓性板状部材の引き出し方向に駆動する駆動機構を有するチャック機構であることが好ましい。

上記検出手段は、上記回転体が回転したか否かを上記駆動機構の作動に同期して検出することが好ましい。

上記供給部は両端面が開口し、内部に複数の上記可撓性板状部材が上下方向に所定間隔でスライド可能に収納保持され、上下駆動機構によって上下方向に駆動可能に設けられていて、上記チャック機構は上記上下駆動機構によって上下方向に対して位置決めされた上記可撓性板状部材の先端部を挟持して上記供給部から引き出すことが好ましい。

この発明は、可撓性板状部材に電子部品を実装する実装装置であって、
上記可撓性板状部材を搬送する搬送手段と、
この搬送手段に上記可撓性板状部材を供給する供給装置と、
この供給装置によって搬送手段に搬送されて所定位置に位置決めされた上記可撓性板状部材に電子部品を実装する実装装置を具備し、
上記供給装置は請求項１に記載された構成であることを特徴とする電子部品の実装装置にある。

この発明によれば、供給部に収納された可撓性板状部材を引き出し機構によって引き出すようにしたから、上記可撓性板状部材が薄くて変形し易い場合であっても、上記供給部から確実に引き出して供給することができる。供給部から引き出される上記可撓性板状部材には回転体が接触して回転するため、可撓性板状部材の引き出し不良が生じたときには回転体が回転しなくなるから、そのことによって可撓性板状部材の引き出し不良を確実に検出することが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図７はこの発明の一実施の形態を示し、図１は可撓性板状部材としてのリードフレーム１に電子部品としてのチップ２を実装する実装装置を示す。この実装装置は搬送機構としてのフィーダ３を有する。このフィーダ３は、一対の搬送レール４と、この搬送レール４に後述する如く供給されたリードフレーム１をこの搬送レール４に沿う矢印Ｘで示す方向にピッチ送りする図示しない送り機構を有する。

上記フィーダ３の一端側には上記リードフレーム１を供給する供給マガジン７を有する供給装置８が設けられ、他端には上記フィーダ３によって送られて途中でチップ２が後述するように実装されたリードフレーム１を回収する回収マガジン１１が設けられている。各マガジン７，１１はそれぞれエレベータ１２によって上下方向に駆動可能になっている。

上記フィーダ３の中途部にはディスペンサ１３と実装ツール１４ａを有する実装ヘッド１４がリードフレーム１の送り方向に沿って順次配設されている。上記ディスペンサ１３は上記リードフレーム１の上記チップ２が実装される個所に接着剤を供給する。

上記実装ヘッド１４は、フィーダ３の上方と、このフィーダ３の側方に配置されたチップ供給部１５との間を水平に往復駆動可能であるとともに、フィーダ３に対向して設けられた実装ステージ１６の上方と、上記チップ供給部１５の上方とで上下方向にも駆動されるようになっている。

上記チップ供給部１５はウエハステージ１７を有し、このウエハステージ１７には多数のチップ２に分割された半導体ウエハ２Ａが設けられる。ウエハステージ１７の側方には半導体ウエハ２Ａを多段に収納したウエハマガジン１８が設けられている。このウエハマガジン１８に収納された半導体ウエハ２Ａは供給アーム１９によって上記ウエハステージ１７に供給されるようになっている。

上記供給装置８の供給マガジン７は、図２と図５に示すように長手方向の一端面と他端面とが開口した箱形状に形成されていて、一端面が上記搬送レール４に対向するよう上記エレベータ１２によって図１に矢印Ｚで示す上下方向に駆動可能となっている。

上記供給マガジン７は、両側内面に長手方向全長にわたる複数の保持溝２１が上下方向に所定間隔で形成されていて、同じ高さの対向する一対の保持溝２１には上記リードフレーム１が幅方向の両端部をスライド可能に係合させて保持されている。

さらに、供給マガジン７の一端部の上下面にはＵ字状の凹部２２が形成され、他端部には保持溝２１に収納保持されたリードフレーム１の後端が当たるストッパ軸２３が上下方向に設けられている。リードフレーム１の後端がストッパ軸２３に当たることで、先端の位置が一致する。

上記供給マガジン７と上記搬送レール４の一端との間には、この供給マガジン７に収納されたリードフレーム１を引き出す引き出し機構２５が設けられている。この引き出し機構２５は図２乃至図４に示すように搬送レール４の側方にこの搬送レール４と平行に配置された一対のガイドレール２６を有する。一対のガイドレール２６には可動体２７が下面の幅方向両端部に設けられた受け体２８を介してスライド可能に設けられている。なお、上記ガイドレール２６はベース２９の上面に敷設されている。

上記可動体２７の下面の幅方向中央部には図４に示すようにナット体３１が設けられている。このナット体３１にはねじ軸３２が螺合されている。図２に示すように上記ベース２９の長手方向両端には一対の支持体２９ａが立設されていて、上記ねじ軸３２の一端は一方の支持体２９ａに回転可能に支持されている。

他方の支持体２９ａには送りモータ３３が設けられ、この送りモータ３３の駆動軸３３ａに上記ねじ軸３２の他端が連結されている。それによって、上記ねじ軸３２が回転駆動されれば、上記可動体２７は上記ガイドレール２６に沿って駆動される。
なお、上記ナット体３１、ねじ軸３２及び送りモータ３３によって後述するチャック機構を駆動する駆動機構を構成している。

図３に示すように、上記可動体２７にはＵ字状の支持部材３４が一対の側部をこの可動体２７の駆動方向に離間させて立設されている。上記支持部材３４の一対の側部間には上下方向に所定間隔で一対の支軸３５が回動可能に架設されている。上方の支軸３５には上レバー３６の中途部が連結固定され、下方の支軸３５には下レバー３７の中途部が連結固定されている。

一対の上下レバー３６，３７の一端部は、図２と図４に示すように一方の搬送レール４の上下面から幅方向に内方に突出していて、その端面には薄い板材によって上記リードフレーム１の搬送方向に沿って長く形成された、上記チャック機構を構成する上チャック３８と下チャック３９が取付け固定されている。

上記上チャック３８と下チャック３９の上記供給マガジン７側に位置する先端部は、この供給マガジン７に収納されたリードフレーム１の上面側と下面側とに入り込むことができる高さ寸法に設定されている。つまり、図３に示すように上チャック３８と下チャック３９の先端部は箸状の挟持部３８ａ，３９ａに形成されている。

図３に示すように、上記一対の上、下レバー３６，３７の他端部間には引張りばね４１が張設されている。これら上、下レバー３６，３７の他端面にはそれぞれ上カムフォロア４２と下カムフォロア４３が回転可能に設けられている。

一対のカムフォロア４２，４３間には開閉カム４４が設けられている。この開閉カム４４は開閉モータ４５によって回転駆動される。一対のカムフォロア４２，４３が開閉カム４４の周方向に１８０度の間隔で設けられた一対の上死点に位置すると、上レバー３６と下レバー３７が支軸３５を支点として他端が図３に矢印で示す接近する方向、つまり閉じる方向に駆動され、上記上死点から周方向に９０度離れた一対の下死点に位置すると、開方向に駆動される。

それによって、これらレバー３６，３７の他端に設けられた上チャック３８と下チャック３９の先端の挟持部３８ａ，３９ａが図５に鎖線で示すように供給マガジン７に入り込んだ状態で閉じる方向に駆動されれば、これらチャック３８，３９によって上記供給マガジン７に収容されて所定の高さに位置決めされたリードフレーム１の先端部が挟持される。

したがって、チャック３８，３９がリードフレーム１の先端部を挟持した状態で送りモータ３３を作動させて上記可動体２７を前進方向である、リードフレーム１の送り方向に駆動すれば、そのリードフレーム１を上記供給マガジン７からフィーダ３の搬送レール４に引き出すことができる。

上記供給マガジン７から上記搬送レール４に引き出されたリードフレーム１の幅方向の一端部は、図２と図６に示すように上記チャック３８，３９と反対側の上記フィーダ３の幅方向の端部に配置された、検出手段を構成する下ローラ４６と上ローラ４７の間に入り込む。

リードフレーム１が下ローラ４６と上ローラ４７の間に入り込めば、これらローラ４６，４７が図６に矢印で示す方向に回転する。上ローラ４７は回転検出器４８の検出軸４９に取り付けられている。回転検出器４８は、検出軸４９が回転することで電力が発生するようになっていて、その電力で上ローラ４７がリードフレーム１によって回転させられたこと、つまりリードフレーム１が一対のチャック３８，３９によって供給マガジン７から引き出されたことが検出される。

上記回転検出器４８で発生する電力は図７に示すように検出信号として制御装置５１に出力される。この制御装置５１は上記送りモータ３３及び開閉モータ４５の駆動を制御する。

そして、制御装置５１によって、一対のチャック３８，３９が閉じるよう上記開閉モータ４５を作動させ、さらに一対のチャック３８，３９が上記供給マガジン７からリードフレーム１を引き出す方向に上記送りモータ３３を作動さたとき、これら各モータ４５，３３の作動と同期して上記回転検出器４８から制御装置５１に検出信号が入力されたか否かが検出される。

つまり、一対のチャック３８，３９の挟持部３８ａ，３９ａが閉じる方向に駆動された状態で、供給マガジン７からリードフレーム１を引き出す方向に駆動動されたとき、上記制御装置５１は、リードフレーム１が供給マガジン７から確実に引き出されているか否かを上記回転検出器４８からの検出信号の有無によって検出する。

このように構成された実装装置によれば、供給装置８の供給マガジン７に収納されたリードフレーム１は、引き出し機構２５の一対のチャック３８，３９の挟持部３８ａ，３９ａによって先端部を挟持して引き出すことができる。

そのため、リードフレーム１を供給マガジン７からプッシャによって押し出す従来のようにリードフレーム１を湾曲変形させることなく、上記供給マガジン７からフィーダ３に円滑に受け渡すことができる。

とくに、リードフレーム１が非常に薄いフィルム状である場合には、プッシャによって供給マガジン７から押し出すことが不可能なことがあるが、チャック３８，３９の挟持部３８ａ，３９ａで挟持して引き出す方式によれば、リードフレーム１を供給マガジン７から湾曲させるようなことなく確実に引き出してフィーダ３に受け渡すことができる。

供給マガジン７から一対のチャック３８，３９によって引き出されたリードフレーム１は、下ローラ４６と上ローラ４７との間を通り、これらローラ４６，４７を回転させる。上ローラ４７の回転は回転検出器４８によって検出され、その検出信号は制御装置５１に出力される。

制御装置５１は、回転検出器４８からの検出信号が入力されたときに、チャック３８，３９がリードフレーム１の先端部を挟持した状態でリードフレーム１の送り方向に駆動されていれば、上記検出信号が入力されることで、リードフレーム１が供給マガジン７から引き出されていると判定する。それによって、制御装置５１は実装装置の運転を停止したり、警報を出力することなく、作業を継続させる。

すなわち、リードフレーム１の検出は、回転検出器４８からの検出信号と、送りモータ３３と開閉モータ４５による一対のチャック３８，３９の駆動を同期させて検出するため、供給マガジン７からリードフレーム１を供給しようとしているときにだけ、その供給が確実に行なえたか否かが検出されることになる。

一方、上記制御装置５１によって供給マガジン７からリードフレーム１が確実に引き出されていないという判定がなされると、制御装置５１は警報を出して作業者に知らせるなどして実装装置の運転を停止する。それによって、不良品の発生が最小限に抑制される。

上記一実施の形態では、一対のチャックはリードフレームを供給マガジンから引き出してフィーダに受け渡すようにしたが、ガイドレールに沿う一対のチャックの駆動範囲を拡大すれば、上記チャックはリードフレームを単にフィーダに受け渡すだけでなく、このフィーダに沿ってリードフレームを所望する位置まで搬送することもできる。

また、上記構成の引き出し機構を回収マガジンの手前に設け、搬送レールに沿って搬送されてきたリードフレームを一対のチャックで挟持し、上記回収マガジンに格納するようにしてもよい。その場合、上記引き出し機構はリードフレームを回収マガジンに格納する格納機構として利用されることになる。

また、リードフレームを搬送する搬送機構は、ガイドレールに代わりコンベアを用いるようにしてもよい。さらに、リードフレームを上下一対のチャックに代わって上下一対のローラで挟持し、そのローラを回転させて上記リードフレームを搬送するようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。 供給マガジンと供給装置が配置されたフィーダの端部を示す平面図。 上記供給装置の正面図。 上記供給装置の側面図。 供給マガジンに一対のチャックの挟持部が進入した状態を示す説明図。 格納マガジンから引き出されたリードフレームが下ローラと上ローラとの間に入り込むときの説明図。 制御系統を示すブロック図。

符号の説明

１…リードフレーム、２…チップ（電子部品）、３…フィーダ（搬送手段）、８…供給装置、１６…実装ステージ、２５…引き出し機構、３３…送りモータ、３８…上チャック、３９…下チャック、４６…下ローラ、４７…上ローラ、４８…回転検出器、５１…制御装置。

Claims (5)

1. 可撓性板状部材を供給するための供給装置であって、
   内部に上記可撓性板状部材がスライド可能に収納される供給部と、
   この供給部に収納された上記可撓性板状部材の先端部を挟持して引き出す引き出し機構と、
   この引き出し機構によって上記供給部から引き出される上記可撓性板状部材に回転可能に接触する回転体と、
   この回転体の回転によって上記可撓性板状部材が上記供給部から引き出されたことを検出する検出手段と
   を具備したことを特徴とする可撓性板状部材の供給装置。
2. 上記引き出し機構は、上記供給部に収納された上記可撓性板状部材を挟持する開閉可能な一対のチャックと、このチャックを上記可撓性板状部材の引き出し方向に駆動する駆動機構を有するチャック機構であることを特徴とする請求項１記載の可撓性板状部材の供給装置。
3. 上記検出手段は、上記回転体が回転したか否かを上記駆動機構の作動に同期して検出することを特徴とする請求項２記載の可撓性板状部材の供給装置。
4. 上記供給部は両端面が開口し、内部に複数の上記可撓性板状部材が上下方向に所定間隔でスライド可能に収納保持され、上下駆動機構によって上下方向に駆動可能に設けられていて、上記チャック機構は上記上下駆動機構によって上下方向に対して位置決めされた可撓性板状部材の先端部を挟持して上記供給部から引き出すことを特徴とする請求項１記載の可撓性板状部材の供給装置。
5. 可撓性板状部材に電子部品を実装する実装装置であって、
   上記可撓性板状部材を搬送する搬送手段と、
   この搬送手段に上記可撓性板状部材を供給する供給装置と、
   この供給装置によって搬送手段に搬送されて所定位置に位置決めされた上記可撓性板状部材に電子部品を実装する実装装置を具備し、
   上記供給装置は請求項１に記載された構成であることを特徴とする電子部品の実装装置。

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