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JP7373848B2 - Acoustic foreign object removal device - Google Patents
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Description

本発明は、超音波を用いて対象物の表面に付着している異物を除去する音響式異物除去装置の構造に関する。 The present invention relates to the structure of an acoustic foreign object removal device that uses ultrasonic waves to remove foreign objects attached to the surface of an object.

イメージセンサ等の半導体デバイスの表面に付着した異物の除去が求められている。ここのような異物除去の方法として、液体の二酸化炭素(CO)を用いて半導体デバイスの異物を除去する技術が利用されている。この方法は、液体の二酸化炭素を噴射ノズルから対象物の表面に噴射させ、噴射時の断熱膨張により凍結してドライアイスとなったドライアイス粒子を対象物に衝突させて表面の異物の除去を行うものである(例えば、特許文献1参照)。 There is a need to remove foreign matter adhering to the surface of semiconductor devices such as image sensors. As a method for removing foreign matter in this manner, a technique is used in which liquid carbon dioxide (CO 2 ) is used to remove foreign matter from semiconductor devices. In this method, liquid carbon dioxide is injected from an injection nozzle onto the surface of the target object, and dry ice particles that freeze into dry ice due to adiabatic expansion during the injection collide with the target object to remove foreign substances from the surface. (For example, see Patent Document 1).

特開2000-117201号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-117201

しかし、特許文献1に記載されたような方法では、高純度のドライアイスを氷結させる機構部が必要であり装置が大型で複雑になってしまう。また、ドライアイスの粒子を吹き付ける際に半導体デバイスを損傷させてしまう場合があった。 However, the method described in Patent Document 1 requires a mechanism for freezing high-purity dry ice, making the device large and complicated. Furthermore, when spraying dry ice particles, semiconductor devices may be damaged in some cases.

そこで、本発明は、対象物の損傷を抑制すると共に簡便な構成で異物を除去することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to suppress damage to an object and remove foreign matter with a simple configuration.

本発明の音響式異物除去装置は、対象物の表面に付着している異物を除去する音響式異物除去装置であって、保持面に対象物を保持するステージと、ステージと離間して配置される音響ヘッドと、音響ヘッドをステージに対して相対移動させる移動機構と、を備え、音響ヘッドは、指向性を有する複数の超音波発生器と、複数の超音波発生器から発生した複数の超音波が集中するように複数の超音波発生器が取付けられるケーシングと、を有し、複数の超音波発生器から発生した複数の超音波をケーシングとステージの保持面との間の空隙で集中させて空隙に大気圧よりも圧力が低い低圧領域を形成し、対象物の表面に付着している異物を低圧領域に吸引させて異物を表面から除去し、移動機構は、対象物から離間して配置された異物廃棄部まで音響ヘッドを相対的に移動させること、を特徴とする。 The acoustic foreign matter removal device of the present invention is an acoustic foreign matter removal device that removes foreign matter adhering to the surface of an object, and includes a stage that holds the object on a holding surface, and a stage that is placed apart from the stage. The acoustic head includes a plurality of ultrasonic generators having directivity and a plurality of ultrasonic waves generated from the plurality of ultrasonic generators. a casing to which a plurality of ultrasonic generators are attached so as to concentrate sound waves, and the plurality of ultrasonic waves generated from the plurality of ultrasonic generators are concentrated in a gap between the casing and the holding surface of the stage. A low-pressure region with a pressure lower than atmospheric pressure is formed in the gap, and the foreign matter adhering to the surface of the object is sucked into the low-pressure region and removed from the surface, and the moving mechanism is moved away from the object. The present invention is characterized in that the acoustic head is moved relatively to the foreign matter disposal section located therein .

このように、音響ヘッドに形成した低圧領域で対象物の表面に付着した異物を吸引して異物の除去を行うので、対象物の表面に非接触で異物の除去を行うことができ、対象物の損傷を抑制することができる。また、特許文献1に記載された従来技術のようなドライアイスを氷結させる装置が不要となり、簡便な構成で対象物の表面に付着している異物を除去できる。また、吸引した異物を対象物に再付着させることなく廃棄することができる。 In this way, the foreign matter attached to the surface of the object is removed by suction using the low-pressure area formed in the acoustic head, so the foreign matter can be removed without contacting the surface of the object. damage can be suppressed. Further, a device for freezing dry ice like the conventional technique described in Patent Document 1 is not required, and foreign matter adhering to the surface of the object can be removed with a simple configuration. In addition, the suctioned foreign matter can be disposed of without re-adhering to the object.

本発明の音響式異物除去装置において、音響ヘッドのケーシングは、円環状又はステージ側が開放されたドーム状で、複数の超音波発生器は複数の超音波スピーカーであり、各軸が空隙で集中するようにケーシングに取付けられてもよい。 In the acoustic foreign object removal device of the present invention, the casing of the acoustic head is annular or dome-shaped with the stage side open, and the plurality of ultrasonic generators are plural ultrasonic speakers, and each axis is concentrated in a gap. It may be attached to the casing as such.

このように、複数の超音波スピーカーの各軸がケーシングとステージの保持面との間の空隙に集中するように配置することにより、低圧領域の圧力をより低くすることができ、より大きな吸引力を発生させることができる。 In this way, by arranging the multiple ultrasonic speakers so that each axis is concentrated in the air gap between the casing and the holding surface of the stage, the pressure in the low pressure area can be lowered, resulting in a larger suction force. can be generated.

本発明の音響式異物除去装置において、複数の超音波発生器を駆動する駆動回路を備え、駆動回路は、各超音波発生器から発生する超音波の各位相をそれぞれ調整可能としてもよい。また、駆動回路は、1つの超音波発生器を駆動する駆動ユニットを複数含み、駆動ユニットは、超音波発生器から発生する超音波の位相を調整可能としてもよい。 The acoustic foreign object removal device of the present invention may include a drive circuit that drives a plurality of ultrasonic generators, and the drive circuit may be able to adjust each phase of the ultrasonic waves generated from each ultrasonic generator. Further, the drive circuit may include a plurality of drive units that drive one ultrasonic generator, and the drive unit may be able to adjust the phase of the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generator.

このように、複数の超音波発生器の超音波の各位相を調整することによって、形成される低圧領域の形状、大きさ、位置を除去しようとしている異物に合わせて自由に調整できる。 In this manner, by adjusting each phase of the ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic generators, the shape, size, and position of the formed low-pressure region can be freely adjusted to match the foreign object to be removed.

本発明の音響式異物除去装置において、移動機構は、音響ヘッドが形成した低圧領域をステージの上に保持された対象物の表面から超音波の1/4波長から半波長離間するように表面に沿って相対的に移動させてもよい。 In the acoustic foreign object removal device of the present invention, the moving mechanism moves the low pressure region formed by the acoustic head to the surface of the object held on the stage at a distance of 1/4 to 1/2 wavelength of the ultrasonic waves. You may move it relatively along.

対象物の表面で反射した超音波により、低圧領域は対象物の表面から超音波の1/4波長から半波長程度上方に定在する。このため、移動機構により低圧領域を対象物の表面から超音波の1/4波長から半波長離間するように移動させることにより、低圧領域を表面に近接させて効果的に低圧領域に異物を吸引することができる。 Due to the ultrasonic waves reflected from the surface of the object, a low-pressure region is located approximately 1/4 wavelength to half a wavelength above the surface of the object. Therefore, by moving the low-pressure region from the surface of the object using a moving mechanism to a distance of 1/4 to 1/2 wavelength of the ultrasonic waves, the low-pressure region is brought close to the surface and foreign matter is effectively sucked into the low-pressure region. can do.

本発明は、対象物の損傷を抑制すると共に簡便な構成で異物を除去することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can suppress damage to an object and can remove a foreign object with a simple structure.

実施形態の音響式異物除去装置の構成を示す立面図である。FIG. 1 is an elevational view showing the configuration of an acoustic foreign matter removal device according to an embodiment. 他の実施形態の音響式異物除去装置の構成を示す立面図である。It is an elevational view showing the composition of the acoustic foreign matter removal device of other embodiments.

以下、図面を参照しながら実施形態の音響式異物除去装置100について説明する。図1に示すように、音響式異物除去装置100は、ステージ10と、音響ヘッド20と、移動機構30と、異物廃棄部16と、を備えている。なお、以下の説明では、図1の紙面に対して垂直方向をX方向、水平面でX方向と直交する方向をY方向、上下方向をZ方向として説明する。 Hereinafter, an acoustic foreign object removal device 100 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the acoustic foreign matter removal device 100 includes a stage 10, an acoustic head 20, a moving mechanism 30, and a foreign matter disposal section 16. In the following description, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 is assumed to be the X direction, the direction perpendicular to the X direction on the horizontal plane is the Y direction, and the vertical direction is the Z direction.

ステージ10は、図示しないベースに取付けられている。ステージ10は、上側の保持面10aに対象物である電子部品13を吸着保持する。電子部品13は、例えば、サブスレート11の上に取付けられたイメージセンサ12であってもよい。ステージ10は、電子部品13をX方向に搬送可能である。また、ステージ10の横には、異物廃棄部16が配置されている。異物廃棄部16は、例えば、下方向への真空吸引機構を含んでいる。 The stage 10 is attached to a base (not shown). The stage 10 attracts and holds an electronic component 13, which is an object, on an upper holding surface 10a. The electronic component 13 may be, for example, an image sensor 12 mounted on the substrate 11. The stage 10 is capable of transporting the electronic component 13 in the X direction. Further, next to the stage 10, a foreign matter disposal section 16 is arranged. The foreign matter disposal section 16 includes, for example, a downward vacuum suction mechanism.

ステージ10の上方には、ステージ10と離間して音響ヘッド20が配置されている。音響ヘッド20は、ケーシング22と、ケーシング22に取付けられた複数の超音波スピーカー21とで構成されている。音響ヘッド20のケーシング22は、音響ヘッド20をステージ10の保持面10aの上に吸着保持された電子部品13に対して相対的に移動させる移動機構30に接続されている。 An acoustic head 20 is arranged above the stage 10 and spaced apart from the stage 10. The acoustic head 20 includes a casing 22 and a plurality of ultrasonic speakers 21 attached to the casing 22. The casing 22 of the acoustic head 20 is connected to a moving mechanism 30 that moves the acoustic head 20 relative to the electronic component 13 held by suction on the holding surface 10a of the stage 10.

移動機構30は、図示しないベースにX方向に移動可能に取付けられたガイドレール31と、ガイドレール31に沿ってY方向に移動するスライダ33とで構成されている。ガイドレール31は、X方向移動機構32によってX方向に移動可能に構成されている。スライダ33は、内部にY方向移動機構34を備えておりガイドレール31にガイドされてY方向に移動可能に構成されている。音響ヘッド20のケーシング22はZ方向に延びるアーム36でスライダ33に接続されている。スライダ33は、内部にアーム36をZ方向に駆動するZ方向移動機構35を備えており、音響ヘッド20をZ方向に移動可能に構成されている。従って、移動機構30は、音響ヘッド20をステージ10の上に吸着保持された電子部品13に対してXYZ方向に相対的に移動可能に構成されている。また、移動機構30は、音響ヘッド20を異物廃棄部16の上方まで移動可能に構成されている。 The moving mechanism 30 includes a guide rail 31 that is attached to a base (not shown) so as to be movable in the X direction, and a slider 33 that moves in the Y direction along the guide rail 31. The guide rail 31 is configured to be movable in the X direction by an X direction movement mechanism 32. The slider 33 includes a Y-direction moving mechanism 34 therein, and is configured to be movable in the Y-direction while being guided by the guide rail 31. The casing 22 of the acoustic head 20 is connected to a slider 33 by an arm 36 extending in the Z direction. The slider 33 is equipped with a Z-direction moving mechanism 35 for driving the arm 36 in the Z-direction, and is configured to be able to move the acoustic head 20 in the Z-direction. Therefore, the moving mechanism 30 is configured to be able to move the acoustic head 20 relative to the electronic component 13 suction-held on the stage 10 in the XYZ directions. Furthermore, the moving mechanism 30 is configured to be able to move the acoustic head 20 to above the foreign matter disposal section 16 .

音響ヘッド20のケーシング22は、球形のドーム状で下方のステージ側が開放されている。ケーシング22を構成する球面の球中心26は、下側の開放面25よりも下方のケーシング22の中央下部で、ケーシング22とステージ10の保持面10aとの間の空隙14に位置している。超音波スピーカー21は、指向性を有する超音波発生器であり、軸21aの方向で軸21aを中心とした指向角度θの範囲に超音波24が伝播するように超音波24を発生させる。複数の超音波スピーカー21は、各軸21aがケーシング22の球面の球中心26で交差するようにケーシング22に取付けられている。このため、複数の超音波スピーカー21から発生された各超音波24は、球中心26の位置するケーシング22の中央下部で交差する。球中心26は、ステージ10の保持面10aとの間の空隙14に位置するので、各超音波24は空隙14で集中する。 The casing 22 of the acoustic head 20 has a spherical dome shape and is open on the lower stage side. A spherical center 26 of the spherical surface constituting the casing 22 is located in the gap 14 between the casing 22 and the holding surface 10a of the stage 10 at the lower center of the casing 22 below the lower open surface 25. The ultrasonic speaker 21 is a directional ultrasonic generator, and generates the ultrasonic wave 24 so that the ultrasonic wave 24 propagates in the direction of the axis 21a within a range of directivity angle θ centered on the axis 21a. The plurality of ultrasonic speakers 21 are attached to the casing 22 so that their respective axes 21a intersect at the center 26 of the spherical surface of the casing 22. Therefore, the ultrasonic waves 24 generated from the plurality of ultrasonic speakers 21 intersect at the lower center of the casing 22 where the spherical center 26 is located. Since the spherical center 26 is located in the gap 14 between the spherical center 26 and the holding surface 10a of the stage 10, each ultrasonic wave 24 is concentrated in the gap 14.

各超音波スピーカー21には、それぞれ超音波スピーカー21を駆動する駆動ユニット23が接続されている。各駆動ユニット23は、接続されている超音波スピーカー21が発生する超音波24の位相を調整可能となっている。また、複数の駆動ユニット23は、複数の超音波スピーカー21で構成される超音波スピーカー群を駆動する駆動回路を構成する。 Each ultrasonic speaker 21 is connected to a drive unit 23 that drives the ultrasonic speaker 21, respectively. Each drive unit 23 is capable of adjusting the phase of the ultrasonic waves 24 generated by the connected ultrasonic speakers 21. Further, the plurality of drive units 23 constitute a drive circuit that drives an ultrasonic speaker group made up of the plurality of ultrasonic speakers 21.

移動機構30のX方向移動機構32と、Y方向移動機構34と、Z方向移動機構35と、各超音波スピーカー21を駆動する駆動ユニット23とは、制御部50に接続されて制御部50の指令によって駆動する。制御部50は、内部に情報処理を行うプロセッサであるCPU51と制御プログラムや制御用データを格納する記憶部52とを備えるコンピュータである。 The drive unit 23 that drives the X-direction movement mechanism 32, the Y-direction movement mechanism 34, the Z-direction movement mechanism 35, and each ultrasonic speaker 21 of the movement mechanism 30 is connected to the control section 50 and Driven by command. The control unit 50 is a computer that includes a CPU 51, which is a processor that processes information, and a storage unit 52 that stores control programs and control data.

以上のように構成された音響式異物除去装置100の動作について説明する。制御部50は、各駆動ユニット23によって各超音波スピーカー21を駆動して各超音波スピーカーから所定の周波数の超音波24を発生させる。各超音波スピーカー21は、指向性が有り、各軸21aの方向で軸21aを中心とした指向角度θの範囲に伝播していく。各超音波スピーカー21は、各軸21aがケーシング22の中央下部に位置する球中心26で交差するようにケーシング22に取付けられているので、各超音波スピーカー21から発生した超音波24は、ケーシング22の中央下部、或いは、空隙14で交差、集中して重ね合わされる。この超音波24の重ね合わせにより、ケーシング22の中央下部には、大気圧よりも圧力が低い低圧領域40が形成される。低圧領域40は、直径が超音波24の半波長程度の大きさである。 The operation of the acoustic foreign matter removal device 100 configured as above will be explained. The control unit 50 drives each ultrasonic speaker 21 using each drive unit 23 to generate ultrasonic waves 24 of a predetermined frequency from each ultrasonic speaker. Each ultrasonic speaker 21 has directivity, and propagates in the direction of each axis 21a within a range of directivity angle θ centered on the axis 21a. Each ultrasonic speaker 21 is attached to the casing 22 so that each axis 21a intersects at the spherical center 26 located at the lower center of the casing 22, so the ultrasonic wave 24 generated from each ultrasonic speaker 21 is transmitted to the casing 22. 22 or in the gap 14, and are concentrated and overlapped. Due to the superposition of the ultrasonic waves 24, a low pressure region 40 having a pressure lower than atmospheric pressure is formed in the lower center of the casing 22. The low pressure region 40 has a diameter that is approximately half the wavelength of the ultrasonic wave 24 .

制御部50は、移動機構30により低圧領域40がイメージセンサ12の上方、例えば、数mm上方、となるようにXY方向にスキャンするように移動させる。イメージセンサ12の表面15で反射した超音波24により、低圧領域40はイメージセンサ12の表面15から超音波24の1/4波長から半波長離間した上方に定在するので、移動機構30により低圧領域40がイメージセンサ12の表面15から超音波24の1/4波長から半波長上方に離間するように音響ヘッド20をXY方向にスキャンするように移動させてもよい。超音波24の周波数が40kHzの場合、半波長は4.25mm、1/4波長は2.125mmであるから、低圧領域40をイメージセンサ12の表面15から1~5mm程度上方となるように、音響ヘッド20を移動させる。 The control unit 50 causes the moving mechanism 30 to move the low-pressure region 40 so as to scan in the X and Y directions so that it is above the image sensor 12, for example, several mm above. Due to the ultrasonic wave 24 reflected from the surface 15 of the image sensor 12, the low-pressure region 40 is located above the surface 15 of the image sensor 12 at a distance of 1/4 to half a wavelength of the ultrasonic wave 24. The acoustic head 20 may be moved to scan in the XY directions so that the region 40 is spaced apart from the surface 15 of the image sensor 12 by a quarter wavelength to a half wavelength of the ultrasonic wave 24. When the frequency of the ultrasonic wave 24 is 40 kHz, the half wavelength is 4.25 mm and the quarter wavelength is 2.125 mm. Move the acoustic head 20.

これにより、ケーシング22の中央下部に形成された低圧領域40は、ステージ10の上に保持されたイメージセンサ12の表面15の上方で表面15に沿ってXY方向に移動する。また、各超音波スピーカー21から発生した超音波24がイメージセンサ12の表面15に当たる。そして、低圧領域40がイメージセンサ12の表面15に付着している異物90の上にくると、異物90は超音波24による振動により、イメージセンサ12の表面15から離れる。そして、異物90は、図1の白抜き矢印91のように近接する低圧領域40に吸引されてイメージセンサ12の表面15から除去される。吸引された異物90は、低圧領域40の中に捕捉されて浮遊した状態で音響ヘッド20と共に移動する。 As a result, the low pressure region 40 formed at the lower center of the casing 22 moves in the XY directions above the surface 15 of the image sensor 12 held on the stage 10 and along the surface 15. Further, ultrasonic waves 24 generated from each ultrasonic speaker 21 hit the surface 15 of the image sensor 12 . Then, when the low pressure region 40 comes over the foreign object 90 attached to the surface 15 of the image sensor 12, the foreign object 90 is separated from the surface 15 of the image sensor 12 due to the vibration caused by the ultrasonic wave 24. The foreign matter 90 is then attracted to the nearby low pressure region 40 as indicated by the white arrow 91 in FIG. 1 and removed from the surface 15 of the image sensor 12. The attracted foreign matter 90 is trapped in the low pressure region 40 and moves together with the acoustic head 20 in a floating state.

制御部50は、イメージセンサ12の上方で音響ヘッド20をXY方向にスキャンしたら、音響ヘッド20を異物廃棄部16の上方に移動させる。異物廃棄部16は、例えば、下方向への真空吸引機構を含んでいる。制御部50は、音響ヘッド20が異物廃棄部16の上方に来たら、各駆動ユニット23による各超音波スピーカー21の駆動を停止する。これにより、低圧領域40が消失し、低圧領域40に捕捉されていた異物90は、下側の異物廃棄部16に真空吸引されて外部に廃棄される。これにより、低圧領域40が吸引した異物90をイメージセンサ12に再付着させることなく廃棄することができる。 After scanning the acoustic head 20 in the X and Y directions above the image sensor 12, the control section 50 moves the acoustic head 20 above the foreign matter disposal section 16. The foreign matter disposal section 16 includes, for example, a downward vacuum suction mechanism. When the acoustic head 20 comes above the foreign matter disposal section 16, the control section 50 stops the driving of each ultrasonic speaker 21 by each drive unit 23. As a result, the low pressure region 40 disappears, and the foreign matter 90 trapped in the low pressure region 40 is vacuum-suctioned to the lower foreign matter disposal section 16 and disposed of outside. Thereby, the foreign matter 90 sucked by the low pressure region 40 can be disposed of without being attached to the image sensor 12 again.

以上説明したように、音響式異物除去装置100は、音響ヘッド20の形成した低圧領域40で電子部品13の表面15に付着した異物90を吸引して異物90の除去を行うので、電子部品13の表面15に非接触で異物90の除去を行うことができ、電子部品13の損傷を抑制することができる。また、特許文献1に記載された従来技術のようなドライアイスを氷結させる装置が不要となり、簡便な構成で電子部品13の表面15に付着している異物90を除去できる。 As explained above, the acoustic foreign matter removal device 100 removes the foreign matter 90 by suctioning the foreign matter 90 attached to the surface 15 of the electronic component 13 with the low pressure region 40 formed by the acoustic head 20. The foreign matter 90 can be removed without contacting the surface 15 of the electronic component 13, and damage to the electronic component 13 can be suppressed. Moreover, a device for freezing dry ice like the conventional technique described in Patent Document 1 is not required, and the foreign matter 90 attached to the surface 15 of the electronic component 13 can be removed with a simple configuration.

また、音響式異物除去装置100の各駆動ユニット23は、接続されている超音波スピーカー21が発生する超音波24の位相を調整可能となっており、各位相を調整することによって、形成される低圧領域40の形状、大きさ、位置を除去しようとしている異物90に合わせて自由に調整できる。 Further, each drive unit 23 of the acoustic foreign object removal device 100 is capable of adjusting the phase of the ultrasonic waves 24 generated by the connected ultrasonic speaker 21, and by adjusting each phase, the ultrasonic waves 24 are formed. The shape, size, and position of the low pressure region 40 can be freely adjusted according to the foreign object 90 to be removed.

また、音響式異物除去装置100では、ケーシング22は球形のドーム状で、各超音波スピーカー21は、各軸21aが球中心26で交差するように取り付けられている。このように、各超音波24を一点で重ね合わせることにより、より圧力の低い低圧領域40を安定して形成できる。このため、低圧領域40の位置がふらつかず、確実に異物90を吸引することができる。 Further, in the acoustic foreign object removal device 100, the casing 22 has a spherical dome shape, and each ultrasonic speaker 21 is attached so that each axis 21a intersects at the center 26 of the sphere. In this way, by overlapping each ultrasonic wave 24 at one point, it is possible to stably form a low pressure region 40 with lower pressure. Therefore, the position of the low pressure region 40 does not fluctuate, and the foreign matter 90 can be reliably sucked.

ただし、ケーシング22の形状はこのような球形に限らない。例えば、ケーシング22は楕円球形のドーム形状であってもよい。また、各超音波スピーカー21は、各軸21aがケーシング22の中央下部で交差してなくても、各軸21aが中央下部で集中しており、各超音波スピーカー21から発生された各超音波24がケーシング22の中央下部で集中するようにケーシング22に取付けられていればよい。例えば、各超音波スピーカー21の各軸21aを中心とした各指向角度θの範囲が交差するように配置されていればよい。 However, the shape of the casing 22 is not limited to such a spherical shape. For example, the casing 22 may have an elliptical dome shape. Furthermore, even if the axes 21a of each ultrasonic speaker 21 do not intersect at the lower center of the casing 22, the axes 21a are concentrated at the lower center of the casing 22, and each ultrasonic wave generated from each ultrasonic speaker 21 24 may be attached to the casing 22 so as to be concentrated at the lower center of the casing 22. For example, the ultrasonic speakers 21 may be arranged such that the ranges of the directivity angles θ centered on the respective axes 21a of the ultrasonic speakers 21 intersect with each other.

また、超音波スピーカー21を駆動する駆動ユニット23は、各超音波スピーカー21にそれぞれ接続されていることとして説明したが、これに限らず、いくつかの超音波スピーカー21を一つの駆動ユニット23で駆動するように構成してもよい。 Further, although the drive unit 23 that drives the ultrasonic speakers 21 has been described as being connected to each ultrasonic speaker 21, the present invention is not limited to this, and several ultrasonic speakers 21 can be connected to one drive unit 23. It may be configured to be driven.

また、移動機構30は、X方向に移動するガイドレール31とY方向に移動するスライダ33と、スライダ33に取付けられたZ方向移動機構35とで構成されることとして説明したが、これに限らない。例えば、XYZ方向に自在に移動可能なロボットアームの先端に音響ヘッド20を取付けてもよい。この場合ロボットアームが移動機構30を構成する。また、ステージ10をXYZ方向に移動させるように構成してもよいし、ステージ10上に載置されている電子部品13をXY方向に移動させるように構成してもよい。 Furthermore, although the moving mechanism 30 has been described as being composed of the guide rail 31 that moves in the X direction, the slider 33 that moves in the Y direction, and the Z direction moving mechanism 35 attached to the slider 33, the present invention is not limited to this. do not have. For example, the acoustic head 20 may be attached to the tip of a robot arm that is freely movable in the XYZ directions. In this case, the robot arm constitutes the moving mechanism 30. Furthermore, the stage 10 may be configured to move in the XYZ directions, or the electronic component 13 placed on the stage 10 may be configured to be moved in the XY directions.

次に図2を参照しながら他の実施形態の音響式異物除去装置200について説明する。先に図1を参照して説明した音響式異物除去装置100と同様の部分には、同様の符号を付して説明は省略する。図2に示すように、音響式異物除去装置200の音響ヘッド60は、円環状のケーシング62に複数の超音波スピーカー21が取付けられている。 Next, an acoustic foreign object removal device 200 according to another embodiment will be described with reference to FIG. Components similar to those of the acoustic foreign object removal device 100 previously described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the acoustic head 60 of the acoustic foreign matter removal device 200 has a plurality of ultrasonic speakers 21 attached to an annular casing 62.

図2に示すように、ケーシング62は、上側が小径の開放面64で下側が大径の開放面65の球台型の環状部材であり、球帯面63に複数の超音波スピーカー21が取付けられている。球帯面63の球中心66は、下側の開放面65よりも下方のケーシング62の中央下部で、音響ヘッド60とステージ10の保持面10aとの空隙14に位置している。複数の超音波スピーカー21は、各軸21aがケーシング62の球面の球中心66で交差するようにケーシング62に取付けられている。先に図1を参照して説明した音響式異物除去装置100と同様、各超音波スピーカー21から発生した超音波24は、ケーシング22の中央下部で交差し、集中して重ね合わされる。この超音波24の重ね合わせにより、ケーシング22の中央下部には、大気圧よりも圧力が低い低圧領域40が形成される。 As shown in FIG. 2, the casing 62 is a spherical annular member with a small-diameter open surface 64 on the upper side and a large-diameter open surface 65 on the lower side, and a plurality of ultrasonic speakers 21 are attached to the spherical belt surface 63. ing. A spherical center 66 of the spherical belt surface 63 is located in the gap 14 between the acoustic head 60 and the holding surface 10a of the stage 10 at the lower center of the casing 62 below the lower open surface 65. The plurality of ultrasonic speakers 21 are attached to the casing 62 so that their respective axes 21a intersect at a spherical center 66 of the spherical surface of the casing 62. Similar to the acoustic foreign object removal device 100 previously described with reference to FIG. 1, the ultrasonic waves 24 generated from each ultrasonic speaker 21 intersect at the lower center of the casing 22 and are concentrated and overlapped. Due to the superposition of the ultrasonic waves 24, a low pressure region 40 having a pressure lower than atmospheric pressure is formed in the lower center of the casing 22.

ケーシング62の上側の開放面64には、ステー67が取付けられており、ステー67には、アーム36が接続されている。音響ヘッド60は、先に図1を参照して説明した音響式異物除去装置100の音響ヘッド20と同様、移動機構30によりステージ10の上に吸着保持された電子部品13に対してXYZ方向に相対的に移動可能となっている。 A stay 67 is attached to the upper open surface 64 of the casing 62, and the arm 36 is connected to the stay 67. The acoustic head 60, like the acoustic head 20 of the acoustic foreign object removal device 100 described above with reference to FIG. It is relatively movable.

音響式異物除去装置200の動作は、先に図1を参照して説明した音響式異物除去装置100の動作と同様で、電子部品13の損傷を抑制しつつ異物90の除去を行うことができる。 The operation of the acoustic foreign object removal device 200 is similar to the operation of the acoustic foreign object removal device 100 described above with reference to FIG. 1, and can remove the foreign object 90 while suppressing damage to the electronic components 13. .

音響式異物除去装置200は、ケーシング62が球台型の環状部材で構成されているので、Z方向の厚さを薄くすることができ、小型のボンディング装置等に組み込むことが可能となる。 Since the casing 62 of the acoustic foreign matter removal device 200 is made of a spherical annular member, the thickness in the Z direction can be reduced, and it can be incorporated into a small bonding device or the like.

以上の説明では、音響ヘッド60のケーシング62は、上側が小径の開放面64で下側が大径の開放面65の球台型の環状部材として説明したが、これに限らず、上側の開放面64に蓋を取付けるようにしてもよい。この場合、超音波スピーカー21から発生する超音波24が外気の影響を受けにくくなるので、低圧領域40の位置、大きさをより安定させることができる。また、蓋に超音波スピーカー21を取付けてもよい。これにより、低圧領域40の圧力をより低くして大きな異物90を吸引することができる。 In the above description, the casing 62 of the acoustic head 60 has been described as a spherical annular member having a small-diameter open surface 64 on the upper side and a large-diameter open surface 65 on the lower side, but the present invention is not limited to this. It is also possible to attach a lid to the In this case, the ultrasonic waves 24 generated from the ultrasonic speaker 21 are less affected by the outside air, so the position and size of the low pressure region 40 can be more stabilized. Further, an ultrasonic speaker 21 may be attached to the lid. Thereby, the pressure in the low pressure region 40 can be lowered to make it possible to suction the large foreign object 90.

10 ステージ、10a 保持面、11 サブスレート、12 イメージセンサ、13 電子部品、14 空隙、15 表面、16 異物廃棄部、20,60 音響ヘッド、21 超音波スピーカー、21a 軸、22,62 ケーシング、23 駆動ユニット、24 超音波、25,64,65 開放面、26 球中心、30 移動機構、31 ガイドレール、32 X方向移動機構、33 スライダ、34 Y方向移動機構、35 Z方向移動機構、40 低圧領域、50 制御部、51 CPU、52 記憶部、63 球帯面、66 球中心、67 ステー、90 異物、100,200 音響式異物除去装置。 10 stage, 10a holding surface, 11 substrate, 12 image sensor, 13 electronic component, 14 gap, 15 surface, 16 foreign matter disposal section, 20, 60 acoustic head, 21 ultrasonic speaker, 21a shaft, 22, 62 casing, 23 Drive unit, 24 Ultrasonic wave, 25, 64, 65 Open surface, 26 Sphere center, 30 Movement mechanism, 31 Guide rail, 32 X direction movement mechanism, 33 Slider, 34 Y direction movement mechanism, 35 Z direction movement mechanism, 40 Low pressure area, 50 control section, 51 CPU, 52 storage section, 63 spherical zone surface, 66 spherical center, 67 stay, 90 foreign object, 100,200 acoustic foreign object removal device.

Claims (5)

対象物の表面に付着している異物を除去する音響式異物除去装置であって、
保持面に前記対象物を保持するステージと、
前記ステージと離間して配置される音響ヘッドと、
前記音響ヘッドを前記ステージに対して相対移動させる移動機構と、を備え、
前記音響ヘッドは、指向性を有する複数の超音波発生器と、複数の前記超音波発生器から発生した複数の超音波が集中するように複数の前記超音波発生器が取付けられるケーシングと、を有し、
複数の前記超音波発生器から発生した複数の超音波を前記ケーシングと前記ステージの前記保持面との間の空隙で集中させて前記空隙に大気圧よりも圧力が低い低圧領域を形成し、前記対象物の前記表面に付着している前記異物を前記低圧領域に吸引させて前記異物を前記表面から除去し、
前記移動機構は、前記対象物から離間して配置された異物廃棄部まで前記音響ヘッドを相対的に移動させること、
を特徴とする音響式異物除去装置。
An acoustic foreign object removal device that removes foreign objects attached to the surface of an object,
a stage that holds the object on a holding surface;
an acoustic head disposed apart from the stage ;
a moving mechanism that moves the acoustic head relative to the stage,
The acoustic head includes a plurality of ultrasonic generators having directivity, and a casing to which the plurality of ultrasonic generators are attached so that the plurality of ultrasonic waves generated from the plurality of ultrasonic generators are concentrated. have,
A plurality of ultrasonic waves generated from the plurality of ultrasonic generators are concentrated in a gap between the casing and the holding surface of the stage to form a low pressure area in the gap that is lower than atmospheric pressure, and the The foreign matter adhering to the surface of the object is removed from the surface by being sucked into the low pressure region;
The moving mechanism relatively moves the acoustic head to a foreign matter disposal section located apart from the target object;
An acoustic foreign object removal device featuring:
請求項1に記載の音響式異物除去装置であって、
前記音響ヘッドの前記ケーシングは、円環状又は前記ステージ側が開放されたドーム状で、
複数の前記超音波発生器は複数の超音波スピーカーであり、各軸が前記空隙で集中するように前記ケーシングに取付けられていること、
を特徴とする音響式異物除去装置。
The acoustic foreign matter removal device according to claim 1,
The casing of the acoustic head has an annular shape or a dome shape with the stage side open,
the plurality of ultrasonic generators are a plurality of ultrasonic speakers, each of which is attached to the casing so that each axis is concentrated in the gap;
An acoustic foreign object removal device featuring:
請求項1又は2に記載の音響式異物除去装置であって、
複数の前記超音波発生器を駆動する駆動回路を備え、
前記駆動回路は、各超音波発生器から発生する前記超音波の各位相をそれぞれ調整可能であること、
を特徴とする音響式異物除去装置。
The acoustic foreign matter removal device according to claim 1 or 2,
comprising a drive circuit that drives a plurality of the ultrasonic generators,
The drive circuit is capable of adjusting each phase of the ultrasonic waves generated from each ultrasonic generator;
An acoustic foreign object removal device featuring:
請求項3に記載の音響式異物除去装置であって、
前記駆動回路は、1つの前記超音波発生器を駆動する駆動ユニットを複数含み、
前記駆動ユニットは、前記超音波発生器から発生する前記超音波の位相を調整可能であること、
を特徴とする音響式異物除去装置。
The acoustic foreign matter removal device according to claim 3,
The drive circuit includes a plurality of drive units that drive one of the ultrasonic generators,
The drive unit is capable of adjusting the phase of the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generator;
An acoustic foreign object removal device featuring:
請求項1から4のいずれか1項に記載の音響式異物除去装置であって、
前記移動機構は、前記音響ヘッドが形成した前記低圧領域を前記ステージの上に保持された前記対象物の前記表面から前記超音波の1/4波長から半波長離間するように前記表面に沿って相対的に移動させること、
を特徴とする音響式異物除去装置。
The acoustic foreign matter removal device according to any one of claims 1 to 4 ,
The moving mechanism moves the low pressure region formed by the acoustic head along the surface so as to be spaced from the surface of the object held on the stage by a quarter wavelength to a half wavelength of the ultrasonic waves. to move relatively;
An acoustic foreign object removal device featuring:
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