CN105458912B - 加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供加工装置。在晶片以倾斜状态收纳于料盒内的情况下，机械手能够识别晶片并将其搬出，而不会使晶片破损。使机械手(51)进入到料盒(4a)内，解除控制部对反转电动机的控制，使机械手(51)能够自由旋转而向接近晶片(W4)的方向移动，在机械手(51)与晶片(W4)接触而由编码器识别到的角度发生变化时，判断为收纳于料盒(4a)内的晶片(W4)倾斜。通过检测机械手(51)的旋转而能够检测晶片(W4)的倾斜，因此能够防止由于机械手(51)与晶片(W4)冲突而使得晶片(W4)破损。

Description

加工装置

技术领域

本发明涉及具有从料盒中搬出晶片的机器人的加工装置。

背景技术

在从以多级方式收纳各种晶片的料盒中搬出晶片时，使用了机器人，该机器人具有板状的机械手、以及在前端连结着机械手且能够进行弯曲和上下移动的臂。在这种机器人中，在伺服电动机上连结减速机，通过伺服电动机的旋转角度控制，控制机械手的位置。此外，在伺服电动机的旋转轴上连结编码器，由编码器识别伺服电动机的旋转角度，从而识别机械手的位置。已公开了通过将绝对型编码器用作编码器，从而防止机械手的错位的技术(例如，参照专利文献1、2)。

在料盒的两内侧表面上形成有一对彼此相对的支撑槽，各晶片在被支撑槽支撑的状态下收纳。另一方面，在中央部形成有可供机械手在上下方向上移动的空间。在从料盒中搬出晶片时，使机械手进入料盒内，检测料盒的各级是否存在晶片，同时在中央部使机械手在上方或下方移动。因此，不存在晶片的情况下，使机械手在上下方向上移动。

作为检测是否存在晶片的手法，可举出通过设置于机械手上的光传感器等的传感器检测晶片放置于机械手上的情况的手法、以及根据机械手吸附晶片时的压力值的变化检测晶片的手法。

专利文献1日本特开2010-238174号公报

专利文献2日本特开2012-106300号公报

然而，在晶片以倾斜状态收纳于料盒内时，由于晶片与机械手的倾斜程度不同，因此无论是在基于传感器的识别还是基于吸附时的压力值的识别的任意情况下，机械手可能在存在晶片的情况下也无法将其识别出来。

此外，晶片以倾斜状态收纳于料盒内，因而若识别为料盒的规定级内不存在晶片，则机械手将会向下一级移动。因此，存在机械手与倾斜的晶片冲突，使得该晶片破损的问题。

发明内容

本发明就是鉴于这种问题而完成的，其目的在于在机械手在料盒内沿上下方向移动而搬出晶片的情况下，即使晶片以倾斜状态收纳于料盒内，也能够识别晶片并将其搬出，而不会使晶片破损。

本发明的加工装置具有：机器人，其从料盒中搬出收纳于料盒内的晶片；以及加工单元，其对由机器人搬出的晶片进行加工，机器人具有：保持晶片的机械手；使机械手保持的晶片的正反面反转的反转单元；以及使机械手移动至规定的位置处的移动单元，反转单元具有：反转轴，其是使机械手保持的晶片的正反面反转时的旋转轴；与反转轴连结的反转电动机；对反转电动机进行驱动的控制部；以及与反转轴连结且检测反转轴的旋转角度的编码器，该加工装置通过移动单元使机械手进入到料盒内，解除控制部对反转电动机的控制，使机械手能够自由旋转而向接近晶片的方向移动，并且，该加工装置具有判断部，在机械手与晶片接触而由该编码器识别到的角度发生变化时，该判断部判断为收纳于料盒内的晶片倾斜。

发明的效果

在本发明中，进入料盒内的机械手被解除电动机的控制后，按照以反转轴为中心能够自由旋转的状态向接近晶片的方向移动，因此在晶片以倾斜的状态收纳于料盒内的情况下，机械手也会以随着晶片的倾斜而倾斜的方式进行旋转。因此，通过检测机械手的旋转，就能够检测晶片的倾斜，因而能够防止机械手与晶片冲突而使得晶片破损。

附图说明

图1是表示磨削装置的立体图。

图2是表示机械手和料盒的立体图。

图3是表示机械手进入料盒内的状态的正面图。

图4是表示机械手保持晶片的状态的正面图。

图5是表示机械手接触倾斜的晶片并旋转的状态的正面图。

图6是表示机械手离开倾斜的晶片的状态的正面图。

图7是表示修正晶片的倾斜并将其收纳的状态的正面图。

图8是表示在晶片的倾斜修正后机械手进入料盒内的状态的正面图。

图9是表示另一个机械手接触倾斜的晶片的状态的正面图。

图10是表示机械手旋转的状态的正面图。

标号说明

1：磨削装置，20：保持台，21：转交区域，22：加工区域，30：磨削单元，31：主轴外壳，32：电动机，33：安装器，34：磨削轮，35：磨削磨石，36：支架，4a、4b：料盒，40a、40b：料盒台，41：开口部，42：顶板，43：侧板，431：内侧面，432：支撑槽，50：机器人，51、51a：机械手，511：基部，512：分支部，513：吸附口，514：晶片检测传感器，515：旋转轴，52：反转单元，521：反转轴，522：反转电动机，523：控制部，524：编码器，525：判断部，53：移动单元，531：轴部，532：臂部，533：驱动部，6：暂存台，61：放置台，62：销，7：清洗单元，71：清洗台，81：第1搬送单元，82：第2搬送单元，90：磨削进给单元，91：滚珠丝杠，92：电动机，93：导轨，94：升降板，W1～W10：晶片。

具体实施方式

图1所示的磨削装置1是应用本发明的一种加工装置，是通过磨削单元30磨削保持于保持台20上的晶片的装置。

在磨削装置1的前部具有供收纳着晶片的料盒4a、4b放置的料盒台40a、40b。料盒台40a、40b排列于X轴方向上。在料盒4a内收纳着磨削前的晶片，而在料盒4b内收纳着磨削后的晶片。

在料盒台40a、40b的后方侧配设有用于进行将磨削前的晶片从料盒4a内的搬出和将磨削后的晶片向料盒4b的搬入的机器人50。如图2所示，该机器人50具有保持晶片的机械手51、使机械手51保持的晶片的正反面反转的反转单元52、以及使机械手51向规定位置移动的移动单元53，机械手51能够进入到料盒4a、4b的内部。

机械手51整体形成为平板状，且由基部511以及从基部511分支的2个分支部512构成，各分支部512具有吸附口513。此外，基部511具有检测晶片的存在与否的晶片检测传感器514。晶片检测传感器514位于机械手51的宽度方向、即与相对于进入料盒4a、4b中的方向在水平方向上正交的方向上的中央部。晶片检测传感器514既可以是光传感器，也可以是根据吸附晶片时的压力值的变化而检测晶片的类型的传感器。

反转单元52具有与基部511连结的反转轴521、与反转轴521连结的反转电动机522、控制反转电动机522的控制部523、与反转轴521连结且检测反转轴521的旋转角度的编码器524、以及根据与来自编码器524的旋转准确度有关的信息判断反转轴521是否旋转的判断部525。反转轴521的轴心成为机械手51的旋转轴515。作为编码器524，使用在电源关闭时依然存储相对于原点的旋转角度的绝对型编码器。

移动单元53具有与反转电动机522和编码器524连结的轴部531、在前端具有轴部531且能够弯曲的臂部532、以及使臂部532回旋和升降的驱动部533。

如图1所示，在机器人50的机械手51的可动区域配设有暂存台6和清洗单元7。暂存台6由供磨削前的晶片放置的放置台61以及从放置台61突出并被配设为能够呈放射状移动的多个销62构成。另一方面，清洗单元7具有保持磨削后的晶片且能够旋转的清洗台71、以及对保持于清洗台71上的晶片喷出清洗水和高压空气的未图示的喷嘴。

保持台20能够旋转，并且能够在进行晶片的转交的转交区域21与进行晶片磨削的加工区域22之间在Y轴方向上移动。

在暂存台6的附近配设有将磨削前的晶片从暂存台6起搬送至位于转交区域21的保持台20上的第1搬送单元81。另一方面，在清洗单元7的附近配设有从位于转交区域21的保持台20将磨削后的晶片搬送至清洗单元7的清洗台71上的第2搬送单元82。

磨削单元30具有：具有铅直方向的轴心的主轴；以能够旋转的方式支撑主轴的主轴外壳31；与主轴的一端连接的电动机32；以及通过安装器33而以能够拆装的方式安装于主轴的下端的磨削轮34。在磨削轮34的下部具有呈圆环状固定安装的磨削磨石35。

磨削单元30被磨削进给单元90驱动而在Z轴方向上进行磨削进给。磨削进给单元90具有：具有Z轴方向的轴心的滚珠丝杠91；与滚珠丝杠91的一端连接的电动机92；平行于滚珠丝杠91延伸的导轨93；以及一个表面与保持磨削单元30的支架36连结而另一个表面与一对导轨93滑动接触，并且设置于内部的螺母螺合于滚珠丝杠91的升降板94。电动机92使滚珠丝杠91转动并使升降板94沿着一对导轨93在Z轴方向上升降，从而磨削进给单元90能够使磨削单元30在Z轴方向上升降。

在如上构成的磨削装置1中，通过机器人50从料盒4a中逐个取出晶片。被取出的晶片放置于暂存台6的放置台61上。然后，销62向彼此接近的方向移动，从而晶片的位置被对准于规定位置处。

此后，第1搬送单元81将晶片搬送至位于转交区域21的保持台20，晶片被保持于保持台20。而且，保持台20向加工区域22移动，从而晶片向磨削单元30的下方移动。

接着，磨削单元30的电动机32使磨削轮34进行旋转，磨削进给单元90使磨削单元30下降，并且使旋转的磨削磨石35接触晶片的上表面以对晶片进行磨削。而且，在晶片形成为期望的厚度时，磨削进给单元90使磨削单元30上升，结束磨削。

磨削结束后，保持台20移动至转交区域21。而且，第2搬送单元82保持磨削后的晶片并将其移动至清洗单元7的清洗台71，在清洗单元7处清洗磨削后的晶片。清洗后，机器人50保持清洗后的晶片并将其收纳于料盒4b。

如图3所示，料盒4a形成为具有开口部41的箱状，且具有顶板42、从顶板42的两端部垂下的2块侧板43、以及与2块侧板43的下端连接的底板44。在2块侧板43的内侧面431沿着上下方向等间隔地形成有多个支撑槽432。料盒4a的各支撑槽432收纳着晶片W1～W10。另外，图1所示的料盒4b也为同样的结构，只是在磨削开始前未收纳晶片。

以下，说明从收纳于最下级的支撑槽432中的晶片W1之中逐个搬出晶片的情况。如图3所示，在料盒4a内存在晶片W4，该晶片W4架设于高度不同的左右的支撑槽432中且以倾斜状态被收纳。另一方面，晶片W1～W3和晶片W5～W10架设于相同高度的左右的支撑槽432中且以不倾斜的状态被收纳。

图2所示的机器人50通过关闭反转电动机522的电源而使得机械手51处于能够自由旋转的状态，在这种状态下，如图3所示，进入到开口部41的收纳于最下级的支撑槽432中的晶片W1的下方。另外，也可以在机械手5从开口部41进入后关闭反转电动机522的电源。

接着，如图4所示，机械手51上升。于是，由设置于机械手51上的晶片检测传感器514检测晶片W1。在这一阶段，关闭反转电动机522的电源，解除机械手能够自由旋转的状态。最下级的晶片W1没有倾斜，因此在晶片检测传感器514检测到晶片W1为止的期间内机械手51都不会旋转。因此，通过在机械手51的吸附口513使吸附力产生作用而吸附晶片W1的下表面W1a，并在该状态下使机械手51退避，从而将晶片W1从料盒4a内搬出。而且，反转电动机522使机械手51反转并使晶片W1的正反面反转，将作为被磨削的表面的下表面W1a朝上地搬送至图1所示的暂存台6。

接着，关闭反转电动机522的电源，使机械手51再次进入料盒4a内，并使机械手51上升，同样地吸附晶片W2并将其从料盒4a内搬出且搬送至暂存台6。另外，此时，之前被搬送的晶片W1被第1搬送单元81搬送至保持单元20。同样地，晶片W3也从料盒4a内被搬出而搬送至暂存台6。在晶片W2、W3的搬出时，由晶片检测传感器514检测晶片W2、W3的阶段，关闭反转电动机522的电源。

接着，在关闭反转电动机522的电源以使得机械手51成为能够自由旋转的状态下，如图5所示，在使机械手51进入到料盒4a内并上升后，以晶片W4的单侧(左侧)降低的状态倾斜，因此在晶片检测传感器514检测晶片W4之前，机械手51的左侧的分支部512(参照图2)接触晶片W的下表面W4a。于是，机械手51成为能够自由旋转的状态，因此机械手51以与晶片W4同样倾斜的方向(顺时计)旋转θ度。

编码器524检测机械手51的上述旋转。判断部525根据该旋转，判断为晶片W4倾斜，并将表示该内容的信息通知给控制部523。于是，控制部523停止机械手51的上升，如图6所示，在使机械手51下降后，使其从料盒4a退避。这样，在机械手51从料盒4a退避后，操作者如图7所示，将晶片W4恢复为未倾斜的正确状态。

如上，在晶片W4以不倾斜的状态被收纳时，接着，如图8所示，使机械手51进入到晶片W4的下方然后上升，吸附晶片W4的下表面W4a，搬出晶片W4。此后，与晶片W2、W3同样地，依次吸附并搬出晶片W5～W10。

在如图9所示的机械手51a那样的宽度小于机械手51的类型的机械手的情况下，即使关闭反转电动机522的电源以使得机械手51a处于能够自由旋转的状态，直到接触晶片W4而机械手51a旋转为止，也需要比机械手51那样宽度较大的机械手更多的上升量。此外，为了通过晶片检测传感器514检测晶片W4，也需要比机械手51更多的上升量。因此，在关闭了反转电动机522的电源的情况下，进而使机械手51上升相当于例如与上1级的支撑槽432之间的高度的量，从而如图10所示，在该上升过程中由判断部525检测机械手51的倾斜并通知给控制部424。

如上，根据机械手的宽度(在相对于进入料盒4a内的方向在水平方向上正交的方向上的长度)，调整用于检测晶片的倾斜的机械手的上升量，从而能够可靠地检测晶片的倾斜，由此，能够将晶片破损防患于未然。

另外，在上述实施方式中，说明了最开始搬出收纳于料盒4a内的最下级的晶片，在使机械手上升的同时依次搬出晶片的情况，然而也可以最初搬出收纳于料盒4a内的最上级的晶片，在使机械手下降的同时从上方的晶片起依次将其搬出。

Claims (1)

1.一种加工装置，其具有：机器人，其将收纳于料盒内的晶片从料盒中搬出；以及加工单元，其对由该机器人搬出的晶片进行加工，

该机器人具有：保持晶片的机械手；使该机械手保持的晶片的正反面反转的反转单元；以及使该机械手移动至规定的位置处的移动单元，

该反转单元具有：反转轴，其是使该机械手保持的晶片的正反面反转时的旋转轴；与该反转轴连结的反转电动机；对该反转电动机进行驱动的控制部；以及与该反转轴连结而检测该反转轴的旋转角度的编码器，

该加工装置通过该移动单元使该机械手进入到该料盒内，解除该控制部对该反转电动机的控制，使该机械手能够自由旋转而向接近晶片的方向移动，并且，

该加工装置具有判断部，在该机械手与晶片接触而由该编码器识别到的角度发生变化时，该判断部判断为收纳于该料盒内的晶片倾斜。