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発明の名称 小物品の移し替え方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−252247
公開日 平成6年(1994)9月9日
出願番号 特願平5−61042
出願日 平成5年(1993)2月25日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】梶原 辰也
発明者 矢崎 憲弘 / 佐藤 昭彦 / 小倉 剛
要約 目的
小物品の移し替え作業時に、小物品を良好に貼着シートから離脱でき、また、所定位置に良好に移載できる小物品の移し替え技術を提供する。

構成
貼着シート3のペレット2上に停止されたコレット10が、ニードル7によるペレットの突き上げ時にニードルの上昇速度よりも遅い速度で上昇する。そして、シートから分離されたペレットを真空吸着したコレットがペレットを収納トレー40へ移載する際に、ペレットを一旦、トレーの載置面に接触させた後、ペレットの厚さ以下の範囲内でコレットを上昇させ、その状態でコレットから空気を吹き出しペレットを離脱させる。
特許請求の範囲
【請求項1】 コレットがコレットを上昇および下降させるコレット駆動手段に上下動可能なように保持されており、小物品の移し替え時に、前記コレットがコレット駆動手段によって下降され、貼着シートに貼着されている小物品の表面に接触された状態で、貼着シートの裏面からニードルが突き上げることにより貼着シートから前記小物品を離脱させ、コレットにその小物品を吸着させて所定位置に搬送する小物品の移し替え方法において、前記ニードルの小物品突き上げ時に、前記コレットをニードルの突き上げ速度よりも遅い速度で前記コレット駆動手段によって上昇させることを特徴とする小物品の移し替え方法。
【請求項2】 コレットがコレットを上昇および下降させるコレット駆動手段に上下動可能なように保持されており、小物品の移し替え時に、前記コレットがコレット駆動手段によって下降され、貼着シートに貼着されている小物品の表面に接触された状態で、貼着シートの裏面からニードルが突き上げることにより貼着シートから前記小物品を離脱させ、コレットにその小物品を吸着させて所定位置に搬送し、その所定の搬送位置でコレットから離脱させる小物品の移し替え方法において、前記コレットに吸着された小物品を所定の搬送位置でコレットから離脱させる際に、前記コレットをコレット駆動手段によって下降させて小物品を一旦、載置面に接触させた後、小物品の厚さ以下の範囲でコレット駆動手段によってコレットを上昇させ、その位置で小物品をコレットから離脱させることを特徴とする小物品の移し替え方法。
【請求項3】 請求項2に記載の小物品の移し替え方法において、前記ニードルの小物品突き上げ時に、前記コレットをニードルの突き上げ速度よりも遅い速度で前記コレット駆動手段によって上昇させることを特徴とする小物品の移し替え方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小物品の移し替え方法、特に、貼着シートに貼着されている小物品を、ニードルによって貼着シートから離脱させ、コレットにその小物品を吸着させて所定位置に移載する小物品の移し替え方法に関するもので、半導体装置の製造において、貼着シートからピックアップした半導体ペレット(以下、ペレットという。)を収納トレーへ整列させる工程や、貼着シートからピックアップしたペレットをリードフレーム等へ直接ボンディングする際の工程等に利用して有効なものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、貼着シートからペレットをピックアップし、収納トレーへ移し替える移し替え作業が実施されている。すなわち、貼着シートに貼着されている複数個のペレットを、貼着シートから個々にピックアップして収納トレーへ整列させる工程では、ピックアップ用コレットはコレット軸が上下に配置する各一対の軸受に接触され、かつ、バネでコレット軸が軸受に押し付けられる構成を有しており、このコレットがその上部に形成されている支持部の下面をコレット駆動手段に保持されている。コレット駆動手段はリンク機構によって上下動作可能に構成されており、コレット駆動手段が上下動することにより、コレットも上下動する。
【0003】上記において、コレット駆動手段が下動してコレットがペレットの表面に下降後、コレットが真空に引かれ、ニードルにてペレットを貼着シートから分離した後、コレット駆動手段が上動してコレットが上昇し、ペレットがピックアップされていた。
【0004】また、ペレットのピックアップ後、収納トレーへの整列作業は、コレット駆動手段が収納トレー位置へ移動されて、コレット駆動手段が下動されることによりコレットが収納トレー上に下降し、この状態でコレットから空気が吹き出されて、コレットからペレットが分離されて収納トレーに整列させられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ペレットの移し替え作業においては、微少で脆弱なペレットを取り扱う際に下記の問題点が発生していた。
【0006】(1) ペレット上にコレットが下降後、ニードルの突き上げにより貼着シートからペレットを分離する際に、ニードルの突き上げによってペレットと一緒にコレットも押し上げられる。このとき、コレットを動かすための初期駆動荷重がペレット面への負荷として加わり、ペレットの裏面にニードルによって傷が付いたり、時には割れや欠けが発生する。
【0007】(2) また、ペレットのピックアップ後、収納トレーへの整列作業時に、コレットでピックアップされたペレットが収納トレーの定位置で下降され、ペレットが収納トレー上に接触された状態で、コレットから空気が吹き出されコレット内の真空がブレークされる場合は、ペレットがコレットに貼り付いてコレットから分離できずにペレットを持ち帰ることがあった。
【0008】本発明の目的は、小物品の移し替え作業時に、小物品を良好に貼着シートから離脱でき、また、所定位置に良好に移載することができる小物品の移し替え技術を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【0011】すなわち、コレットがコレットを上昇および下降させるコレット駆動手段に上下動可能なように保持されており、小物品の移し替え時に、前記コレットがコレット駆動手段によって下降され、貼着シートに貼着されている小物品の表面に接触された状態で、貼着シートの裏面からニードルが突き上げることにより貼着シートから前記小物品を離脱させ、コレットにその小物品を吸着させて所定位置に搬送する小物品の移し替え方法において、前記ニードルの小物品突き上げ時に、前記コレットをニードルの突き上げ速度よりも遅い速度で前記コレット駆動手段によって上昇させることを特徴とする。
【0012】また、コレットがコレットを上昇および下降させるコレット駆動手段に上下動可能なように保持されており、小物品の移し替え時に、前記コレットがコレット駆動手段によって下降され、貼着シートに貼着されている小物品の表面に接触された状態で、貼着シートの裏面からニードルが突き上げることにより貼着シートから前記小物品を離脱させ、コレットにその小物品を吸着させて所定位置に搬送し、その所定の搬送位置でコレットから離脱させる小物品の移し替え方法において、前記コレットに吸着された小物品を所定の搬送位置でコレットから離脱させる際に、前記コレットをコレット駆動手段によって下降させて小物品を一旦、載置面に接触させた後、小物品の厚さ以下の範囲でコレット駆動手段によってコレットを上昇させ、その位置で小物品をコレットから離脱させることを特徴とする。
【0013】
【作用】前記した第1の手段によれば、ニードルによる小物品の突き上げ時に、コレットがニードルの突き上げ速度よりも遅い速度で上昇するため、ニードルが小物品と一緒にコレットを押し上げる際の荷重が軽減する。その結果、ニードルによって小物品の裏面に加わる荷重が軽減するので、小物品に傷が付いたり、割れや欠けが発生するのが防止される。
【0014】また、前記した第2の手段によれば、小物品が載置面から少し上の位置に配置された状態でコレットから空気が吹き出されることによって、小物品がコレットから確実に分離でき、かつ、コレットと載置面とがガイドとなって小物品が裏返されたり、吹き飛ばされることもなく、良好に所定位置に配列される。
【0015】
【実施例】図1は本発明の一実施例である小物品の移し替え方法に使用されているコレットを駆動する上下動作レバーとニードルの駆動プロファイルを示す図、図2はペレットをピックアップする部分を示す正面断面図である。
【0016】本実施例において、本発明に係る小物品の移し替え方法は、半導体製造工程において、小物品としてのダイシングされた半導体ペレット(以下、ペレットという。)を貼着シートから1個宛、ピックアップし、所定位置へ移載するものとして使用されており、ワークとしてのペレット付貼着シート1は次のようにして構成されている。
【0017】半導体装置の製造工程における所謂前工程において、各ペレット2毎にトランジスタやダイオード、半導体集積回路装置、光半導体装置等が作り込まれたウエハ(図示せず)には、その裏面に貼着シート3が貼着される。貼着シート3は、樹脂等のような伸縮性を有する材料を用いられてウエハよりも大径の薄膜形状に形成されているシート基材の片側主面に適当な貼着剤が塗布されている。
【0018】続いて、ダイシング工程において、ウエハは各ペレット2に分断される。このとき、ウエハの裏面に貼着されている貼着シート3は切断されないため、ペレット2群はばらばらにならずに一群にまとまった状態になっている。
【0019】次いで、治具装着工程において、ステンレス鋼等からなる円形リング内に対向するようにして貼着シート3が配された後、径方向外向きに貼着シート3が引き伸ばされてその外周辺部が円形リング25に固定される。このとき、貼着シート3の伸びに伴って隣合うペレット2、2間が離れることになる。
【0020】ピックアップ装置は、ワーク1を保持するためのテーブル4を備えており、テーブル4はXYZ方向に移動し得るように構成されている。また、テーブル4の下方に配置されているステージ5に設けられているガイド孔6にニードル7が上下動自在に挿入されている。ニードル7は図示しない駆動装置によって上下動されるようになっており、その下限位置ではガイド孔6内に格納されるが、その上限位置においてはステージ5の上面から突出するように構成されている。
【0021】ニードル7の真上にはコレット10が配置されるようになっており、このコレット10はニードル7によって突き上げられたペレット2を上から真空吸着保持し得るように構成されている。また、コレット10は移載装置によってニードル7の真上位置からペレット2を移送すべき位置まで移動されるように構成されている。
【0022】コレット10のコレット軸11の内部には上下方向に貫通する空気孔が設けられており、上端部に接続されている真空駆動源(図示せず)によって真空に引かれることにより、コレット10の下端面が吸着面を形成するように構成されている。
【0023】コレット軸11の上部と下部にはそれぞれ一対の軸受12、13が配置されている。各一対の軸受12、13はXYZ方向に移動可能な移動アーム14に固定されているブラケット15によってそれぞれ垂直面内を回転自在に支持されており、かつ、それぞれ平面視でハ字状に配置されており(図面ではハ字状に配置されているうちの一方の軸受が示されている)、これらの各一対の軸受12、13にコレット軸11の外周面が接触するように配設されている。
【0024】そして、コレット軸11は引っ張りばね16によって各一対の軸受12、13の外周面に押し付けられている。引っ張りばね16は、コレット軸11において上下の軸受12、13間の位置に挿入固定されているリング状のブラケット17の突出端と、移動アーム14の下面から垂下する支持杆18との間に張設されている。19は前記ばね用ブラケット17とばね16の逃げ用の孔で、軸受用ブラケット15に形成されている。
【0025】コレット軸11の上端部の外周にはレバー受け20がリング状に突出して設けられており、このレバー受け20の下面が上下動作レバー21によって保持されている。上下動作レバー21はL字形状をなしており、その屈曲部が移動アーム14にピン22によって垂直面内を回動可能に支持されている。レバー21の先端部にはローラ23が回動可能に支持されており、ローラ23の上面がコレット軸11のレバー受け20の下面に接触されることにより、コレット軸11がレバー21に支持されている。
【0026】レバー21の他端にはロッド24の一端が連結されており、ロッド24の他端はカム(図示せず)に連結されている。そして、ロッド24が進退移動されることによって、上下動作レバー21がピン22を中心として揺動され、レバー21先端のローラ23部分が上下動されるようになっている。このローラ23の上下動作によってコレット軸11が上下動することになる。
【0027】また、図示しないが、カムはニードル7の前記駆動装置と連携されている。したがって、上下動作レバー21はカムおよびニードル駆動装置を介してニードル7と連動して動作するように構成されている。そして、上下動作レバー21とニードル7の駆動のプロファイルが図1に示されている。
【0028】ところで、従来は、コレットおよびニードルの駆動は、図4に示されている上下動作レバーとニードルの駆動プロファイルを示す図に基づいて実施されていた。以下、コレットおよびニードルの従来の駆動を図4に基づいて説明する。なお、以下の説明において、前記ピックアップ装置と同様の構成要素は同一の符号をもって示されている。
【0029】ワーク1がテーブル4に保持されて適正にアラインメントされると、テーブル4が下降されて貼着シート3の裏面がステージ5の上面に配置される。以降、図4に示されているプロファイルに基づいて、コレット10とニードル7が次のように動作する。なお、図4の(1)〜(9)は次の作動に対応している。
【0030】(1) 移動アーム14によってニードル7の真上位置に配置されているコレット10が、上下動作レバー21が下動することによって下降され、ペレット2の表面に接触して停止される。このとき、ニードル7は停止した状態にある。
【0031】(2) コレット10に接続されている真空駆動源が作動するとともに、ニードル7がステージ5のガイド孔6内を上昇し始める。そして、ニードル7がステージ5の上面から突出し、貼着シート3を突き破り、ペレット2を貼着シート3から分離する。このとき、コレット10は停止した状態にあり、ニードル7の突き上げによってペレット2と一緒にコレット10も押し上げられる。この際に、コレット10を動かすための初期駆動荷重がペレット2面への負荷として加わり、ペレット2の裏面にニードル7によって傷が付いたり、時には割れや欠けが発生していた。
【0032】(3) ニードル7が上限位置に達すると、コレット10と共にニードル7も少しの間その位置に停止されることによって、コレット10の吸着面に対するペレット2の吸着が安定される。
【0033】(4) 上下動作レバー21が上動し始めることによって、ペレット2を吸着しているコレット10が上昇し始める。その少し後にニードル7が下動し始め、コレット10が上限位置に達すると同時に、ニードル7が下限位置に達してその位置でニードル7は停止される。
【0034】(5) 上下動作レバー21の上動により上昇されたコレット10は、移動アーム14が移動することによって、収納トレー40の真上位置に移動される。
【0035】(6) 収納トレー40の真上位置に移動されたコレット10は、上下動作レバー21が下動することにより下降してペレット2が収納トレー40の底面に接触される。
【0036】(7) この状態で、コレット10内の真空がブレークされて、コレット10から空気が吹き出される。この空気の吹き出しにより、ペレット2がコレット10の吸着面から離脱される。この際、ペレット2は収納トレー40の底面に接触されているため、ペレット2がコレット10から離脱されない場合がある。
【0037】(8) コレット10は上下動作レバー21が上動することによって上昇され、元の位置に戻されて、待機される。この際に、コレット10から離脱されずにペレット2が持ち帰られる場合がある。
【0038】(9) 上記(5)〜(8)の間、ニードル7は停止されている。
【0039】上記(2)、(7)および(8)における従来の問題点を解決するために、本実施例に係る小物品の移し替え方法にあっては、コレットおよびニードルの駆動が図1に示されている上下動作レバーとニードルの駆動プロファイルに基づいて実施される。
【0040】以下、本実施例に係る小物品の移し替え方法によるコレットおよびニードルの駆動を図1に示されているプロファイルに基づいて説明する。
【0041】ワーク1がテーブル4に保持されて適正にアラインメントされると、テーブル4が下降されて貼着シート3の裏面がステージ5の上面に配置される。以降、次のようにしてコレット10とニードル7が動作する。なお、図1の(1)〜(10)は次の作動に対応している。
【0042】(1) コレット10が移動アーム14によってニードル7の真上位置に配置される。続いて、コレット10が上下動作レバー21が下動することによって下降され、ペレット2の表面に接触して停止される。このとき、ニードル7は停止した状態にある。
【0043】(2) コレット10に接続されている真空駆動源が作動されるとともに、ニードル7がステージ5のガイド孔6内を上昇し始める。そして、ニードル7がステージ5の上面に達すると同時に、カムにより、上下動作レバー21がニードル7の上昇速度よりも遅い速度で上動されることによって、コレット10がニードル7の上昇速度よりも遅い速度で上昇する。この際に、ニードル7が貼着シート3を突き破り、ペレット2を貼着シート3から分離してペレット2をコレット10と一緒に持ち上げる。このニードル7のペレット2突き上げ時に、コレット10はニードル7よりも遅い速度で上昇しているため、コレット10はペレット2と共に持ち上げられつつ、ニードル7の突き上げ時にペレット2にかかる荷重が軽減される。したがって、ニードル7の突き上げによってペレット2の裏面に傷が付いたり、割れや欠けが発生するのが防止される。
【0044】(3) ニードル7が上限位置に達する少し前に上下動作レバー21の上動は停止され、ニードル7が上限位置に達すると、上下動作レバー21に加えてニードル7も少しの間その位置に停止される。この上下動作レバー21とニードル7との停止によって、コレット10の吸着面に対するペレット2の吸着が安定される。
【0045】(4) ニードル7が下動する少し前に上下動作レバー21がカムによって上動され始める。このレバー21の上動によって、ペレット2を吸着しているコレット10が上昇し始める。コレット10が上昇し始めた少し後に、ニードル7が下動し始める。コレット10が上限位置に達すると同時に、ニードル7が下限位置に達してその位置でニードル7は停止される。
【0046】(5) 上下動作レバー21の上動により上昇されたコレット10は、移動アーム14が移動することによって、収納トレー40の真上位置に移動される。
【0047】(6) 収納トレー40の真上位置に移動されたコレット10は、上下動作レバー21が下動することにより下降されて、収納トレー40の底面にペレット2が一旦接触される。
【0048】(7) 接触後、カムにより、上下動作アーム21はペレット2の厚さ以下の範囲内で上動されることによって、ペレット2は収納トレー40の底面からペレット2の厚さ以下の範囲内の高さ位置に保持される。ペレット2が収納トレー40の底面に接触されてから所定高さ、コレット10がカムにより上昇されることによって、ペレット2の厚さのばらつきによらず、ペレット2は収納トレー40の底面から一定高さ位置に配置される状態になる。
【0049】(8) この状態で、コレット10内の真空がブレークされるとともに、コレット10から空気が吹き出される。この空気の吹き出しにより、ペレット2がコレット10の吸着面から離脱される。この際、ペレット2は収納トレー40の底面から離れているため、ペレット2はコレット10の吸着面から容易に離脱され、かつ、コレット10の吸着面と収納トレー40の底面とがガイドとなるので、ペレット2は吹き飛ばされたり、裏返されたりすることなく、収納トレー40内に良好に整列される。
【0050】(9) ペレット2が分離されたコレット10は、カムにより、上下動作レバー21が上動されることによって上昇され、元の位置に戻されて、待機される。
【0051】(10) 上記(5)〜(9)の間、ニードル7は停止されている。
【0052】前記実施例によれば次の効果が得られる。
■ ニードルのペレット突き上げ時に、コレットをニードルの上昇速度よりも遅い速度で上昇させることにより、ニードルがペレットと一緒にコレットを押し上げる際の荷重を軽減させることができる。その結果、ニードルによってペレットの裏面に加わる荷重が軽減するので、ペレットに傷が付いたり、割れや欠けが発生するのを防止することができる。
【0053】■ 収納トレーの底面からペレットをペレットの厚さ以下の範囲内で浮かせた状態で、コレットから空気を吹き出すことにより、コレットからペレットが確実に離脱され、かつ、コレットから分離されたペレットはコレットの吸着面と収納トレーの底面とでガイドされることによって、吹き飛ばされたりすることなく収納トレー上に整列される。
【0054】■ 上記■および■により、ペレットを良好に貼着シートから離脱させることができ、また、所定位置に良好にペレットを移載することができる。
【0055】図3は本発明の一実施例である小物品の移し替え方法に使用されるコレット部分の実施例2を示す正面断面図である。
【0056】図3において、コレット10Aは上記実施例1と同様に、ニードルによって突き上げられたペレットを上から真空吸着保持し得るように構成されており、また、移載装置によってニードルの真上位置からペレットを移送すべき位置まで移動されるように構成されている。
【0057】コレット10Aのコレット軸11Aの内部には上下方向に貫通する空気孔が設けられており、上端部に接続されている真空駆動源(図示せず)によって真空に引かれることにより、コレット10Aの下端面が吸着面を形成するように構成されている。コレット軸11Aはブラケット30の軸受保持孔31内に挿入固定されている軸受32内を挿通して軸受32に支持されている。
【0058】コレット軸11Aの上端部の外周にはレバー受け20Aがリング状に突出して設けられており、このレバー受け20Aの側面から突出しているピン33が上下動作レバー21Aの上面に保持されている。上下動作レバー21AはL字形状をなしており、その屈曲部が図示外の移動アームにピン22によって垂直面内を回動可能に支持されている。
【0059】レバー21Aの他端にはロッド24の一端が連結されており、ロッド24の他端はカム(図示せず)に連携されている。そして、ロッド24が進退移動されることによって上下動作レバー21Aがピン22を中心として揺動し、レバー21Aの先端部分が上下動する。このレバー21Aの先端部分の上下動作によってコレット軸11Aが上下動することになる。
【0060】さらに、レバー受け20Aの下面から下方に回り止めピン34が垂下されており、この回り止めピン34がブラケット30に上下方向に貫通するように開設されているピン孔35内に挿入されていることによって、コレット11A軸の回り止めがなされている。
【0061】そして、上下動作レバー21Aも前記実施例1と同様に、カム手段によってニードルと連動するように構成されており、その駆動のプロファイルは図1に示すものと同一である。したがって、ペレットの貼着シートからの移載作業は前記実施例1で説明したのと同様にして実施される。
【0062】以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0063】例えば、コレットとニードルの連動手段は、カム手段に限らず、電磁石装置を使用することによってコレット保持手段をニードルの上昇に合わせて上昇させる手段や、コレット保持手段に螺着されたねじ軸をコンピュータによるサーボモータによって回動させてニードルの上昇に合わせてコレット保持手段を上昇させる手段などを採用することが可能である。
【0064】以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である半導体ペレットの移載技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、微少な電子部品や電子機器等のような小物品の貼着シートからの移載技術全般に適用することができる。
【0065】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【0066】ニードルの小物品突き上げ時に、ニードルの突き上げ速度よりも遅い速度でコレットを上昇させることにより、小物品を良好に貼着シートから離脱することができる。
【0067】また、コレットに吸着された小物品を所定の搬送位置でコレットから離脱させる際に、前記コレットをコレット駆動手段によって下降させて小物品を一旦、載置面に接触させた後、小物品の厚さ以下の範囲でコレット駆動手段によってコレットを上昇させ、その位置で小物品をコレットから離脱させることにより、小物品を所定位置に良好に移載することができる。




 

 


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