CN113666089A - 保持机构 - Google Patents

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CN113666089A CN202110503926.2A CN202110503926A CN113666089A CN 113666089 A CN113666089 A CN 113666089A CN 202110503926 A CN202110503926 A CN 202110503926A CN 113666089 A CN113666089 A CN 113666089A
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柿沼良典
右山芳国
斋藤良信
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Abstract

本发明提供保持机构，其使用伯努利垫吸引保持板状物而不使板状物破损。保持机构具有伯努利垫，该伯努利垫借助通过对板状物吹送空气而产生的负压的作用来保持板状物，该保持机构具有：手部，伯努利垫配设于该手部；传感器，其配设于手部，检测板状物被伯努利垫吸引保持的情况；横向移动限制部，其配设于手部，限制板状物的横向移动；管，其将向伯努利垫提供空气的空气源与伯努利垫连结；调整阀，其配设于管，调整向伯努利垫提供的空气的流量；以及控制部，其控制调整阀的动作，控制部使从调整阀向伯努利垫提供的空气的流量逐渐增加，在通过传感器检测到板状物受到负压的作用而被伯努利垫吸引保持时，控制部将空气的流量固定。

Description

保持机构
技术领域
本发明涉及具有伯努利垫的保持机构，该伯努利垫借助通过向板状物吹送空气而产生的负压的作用来保持板状物。
背景技术
在移动电话、个人计算机等电子设备中搭载有器件芯片。器件芯片例如通过如下方式得到：利用磨削装置对在正面侧形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)等多个器件的晶片的背面侧的整体进行薄化，并利用切削装置或激光加工装置对薄化后的晶片进行分割。
在分割前的晶片的正面上呈格子状设定有多条分割预定线，在由分割预定线划分的多个区域中分别形成有上述器件。在晶片的正面侧中的形成有多个器件的器件区域的周围存在未形成器件的环状的外周剩余区域。
另外，在制造器件芯片时，存在如下方法：不对与外周剩余区域对应的背面侧的外周部进行磨削而是对与器件区域对应的背面侧的中央部进行磨削，从而使背面侧薄化而形成凹部。在该情况下，外周部作为较厚的加强部而发挥功能，因此能够获得降低晶片的翘曲、提高晶片的强度等效果。
但是，在将与器件区域对应的部分的晶片的厚度减薄至例如30μm左右的情况下，当想要使吸附垫与器件区域接触而进行搬送时，晶片有可能破损。因此，开发了具有与器件区域非接触地保持晶片的伯努利垫的保持机构(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2005-142462号公报
伯努利垫利用通过对晶片吹送空气而产生的负压来吸引保持晶片。越提高所提供的空气的压力则越能够产生高的负压，但越提高空气的压力，吹送到晶片的空气对晶片造成的冲击力也升高，存在晶片发生振动而破损的问题。另外，晶片发生振动而破损的问题在背面侧未形成凹部的通常的晶片中也可能发生。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于，在使用伯努利垫对晶片等板状物进行保持的情况下，对板状物进行吸引保持而不使板状物破损。
根据本发明的一个方式，提供保持机构，其具有伯努利垫，该伯努利垫借助通过对板状物吹送空气而产生的负压的作用来保持该板状物，其中，该保持机构具有：手部，该伯努利垫配设于该手部；传感器，其配设于该手部，检测该板状物被该伯努利垫吸引保持的情况；横向移动限制部，其配设于该手部并限制该板状物的横向移动；管，其将向该伯努利垫提供空气的空气源与该伯努利垫连结；调整阀，其配设于该管，调整向该伯努利垫提供的空气的流量；以及控制部，其控制该调整阀的动作，该控制部使从该调整阀向该伯努利垫提供的空气的流量逐渐增加，在通过该传感器检测到该板状物受到负压的作用而被该伯努利垫吸引保持时，该控制部将空气的流量固定。
优选该传感器是接近传感器，在通过该传感器检测到该传感器与该板状物的距离成为规定的长度时，该控制部判断为该板状物被该伯努利垫吸引保持，并将从该调整阀向该伯努利垫提供的空气的流量固定。
另外，优选该传感器是振动传感器，在通过该传感器检测到随着空气的流量的增加而逐渐增加的该板状物的振动的振幅成为规定的量时，该控制部判断为该板状物被该伯努利垫吸引保持，并将从该调整阀向该伯努利垫提供的空气的流量固定。
在本发明的一个方式所涉及的保持机构中，控制部使从调整阀向伯努利垫提供的空气的流量逐渐增加，在通过传感器检测到板状物受到负压的作用而被伯努利垫吸引保持时，将空气的流量固定。也就是说，能够避免空气的冲击力过度升高，因此能够以板状物不破损的程度的吸引力适当地吸引保持板状物。
附图说明
图1是保持机构等的立体图。
图2是手部的一个面侧的放大立体图。
图3是示出调整空气的流量而对晶片进行吸引保持的情形的图。
图4是调整空气的流量而对晶片进行吸引保持时的流程图。
标号说明
2：保持机构；4：连杆机构；6：第一驱动部；8：支承部件；10：第一连杆；11：晶片；11a：正面；11b：背面；12：第二连杆；13：器件；14：第二驱动部；16：手部；16a：基部；16b：前端部；16c：切口；16d：一个面；16e：另一个面；18a、18b：伯努利垫；20：橡胶垫；22：传感器；24：盒；24a：侧面；24b：支承槽；24c：顶板；24d：连接部；24e：开口；26：空气管；26a：总栓；28：空气提供源；30：电动空压调节器；32：控制部；A：距离。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式所涉及的实施方式进行说明。首先，对保持机构2进行说明，该保持机构2搭载于切削装置、磨削装置、激光加工装置、带贴合装置等加工装置(未图示)，并对作为加工对象的晶片(板状物)11等进行搬送。图1是保持机构2等的立体图。
保持机构2具有第一驱动部6。第一驱动部6具有未图示的电动机等，能够使与第一驱动部6的上部连结的圆柱状的支承部件8沿着Z轴方向上下移动，或者绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转。
第一连杆10的一端部以能够绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转的方式连结于支承部件8的上部。在第一连杆10的另一端部的上部，以能够绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转的方式连结有第二连杆12的一端部的底部。
在第二连杆12的另一端部的上部，以能够绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转的方式连结有第二驱动部14的底部。在第二驱动部14的侧部，以能够绕与XY平面大致平行的规定的直线旋转的方式连结有手部16。
在此，参照图2，对第一实施方式的手部16的构造进行说明。图2是手部16的一个面16d侧的放大立体图。手部16具有一端部与第二驱动部14连结的矩形板状的基部16a。
在基部16a的另一端部连结有与基部16a相同的由不锈钢等金属形成的圆弧状的前端部16b。前端部16b所形成的圆弧具有270度以上的中心角。本例的前端部16b在相对于圆弧的中心与基部16a的另一端部相反的一侧具有宽度与基部16a的宽度大致相同的切口16c。
在前端部16b的一个面16d侧设置有多个伯努利垫18a、18b。具体而言，以连结切口16c与基部16a的假想的直线为中心，以线对称的方式在一侧配设有3个伯努利垫18a而在另一侧配设有3个伯努利垫18b。
各伯努利垫18a、18b喷射空气以便沿从前端部16b的另一个面16e朝向一个面16d的方向产生回旋流。伯努利垫18a、18b基本上相同，但例如以防止吸引对象物的旋转为目的，将伯努利垫18a、18b的回旋流的旋转的方向设定为相反。
在回旋流的旋转轴附近，根据伯努利定理，压力降低，由此产生负压。位于手部16附近的晶片11通过由负压的作用产生的向上的力与由空气的冲击力以及晶片11的自重产生的向下的力的平衡而被伯努利垫18a、18b以非接触的方式吸引保持。
在3个伯努利垫18a各自之间配设有例如由橡胶制的片材形成的橡胶垫(横向移动限制部)20。另外，在3个伯努利垫18b各自之间也同样地配设有橡胶垫20。
橡胶垫20按照比伯努利垫18a从一个面16d突出的突出量更大的突出量突出。橡胶垫20的突出量被调整为在利用伯努利垫18a、18b吸引晶片11的情况下能够与晶片11接触。
因此，在利用伯努利垫18a、18b对晶片11进行了吸引保持时，通过橡胶垫20来限制晶片11向与XY平面平行的横向的移动(横向移动)。另外，也可以代替橡胶垫20而在手部16上设置用于限制晶片11的横向移动的引导件、销等(横向移动限制部)。
在分别配设在最靠近基部16a的位置的伯努利垫18a、18b之间配设有传感器22，该传感器22用于检测晶片11被伯努利垫18a、18b吸引保持的情况。本实施方式的传感器22是能够测量从传感器22的探测器到晶片11的距离的静电电容式的接近传感器。
传感器22的静电电容根据传感器22的探测器与晶片11之间的距离A(参照图3)而变化。由传感器22检测的静电电容向后述的控制部32输出，通过控制部32换算为距离A。
在此，参照图1对晶片11等进行说明。晶片11例如由硅等半导体材料形成。在晶片11的正面11a上呈格子状设定有多条分割预定线(间隔道)。在由多条分割预定线划分的多个区域中分别形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)等器件13。
另外，晶片11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如，晶片11也可以由硅以外的半导体、陶瓷、树脂、金属等材料形成。同样地，器件13的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制。
多个晶片11被收纳于盒24中。盒24具有一对侧面24a。在各侧面24a的内表面上，沿着盒24的高度方向以规定的间隔形成有多个支承槽24b。在对置的一对支承槽24b中收纳一个晶片11。
一对侧面24a的上部通过顶板24c连接，一对侧面24a的下部通过细长的板状的连接部24d连接。另外，在一对侧面24a的宽度方向的一端部(前方部)形成有开口24e。
在使手部16经由开口24e进入到盒24内而将手部16的一个面16d配置于晶片11的上方之后，当从伯努利垫18a、18b向晶片11吹送空气时，晶片11被向一个面16d吸引(参照图3)。
如图3所示，在伯努利垫18a、18b上经由空气管26连结有空气提供源(空气源)28。空气提供源28具有对空气进行压缩并送出的压缩机、对压缩后的空气进行贮存的容器等。
在空气管26上配设有电动空压调节器(调整阀)30。电动空压调节器30是能够连续地控制根据输入信号而输出的空气的压力的比例控制阀，具有控制排气阀以及供气阀(均未图示)的动作的控制器(未图示)。
控制器通过控制排气阀以及供气阀的开闭来控制电动空压调节器30的输出端口处的空气的压力。此外，从空气提供源28经由空气管26向供气阀提供空气，被调整为规定的压力的空气从输出端口向下游的空气管26提供。
在电动空压调节器30中设置有对输出端口处的空气的压力进行监视的压力传感器(未图示)。当对控制器输入指定从输出端口输出的空气的压力值的输入信号时，控制器根据输入信号来控制排气阀和供气阀，并且接受由压力传感器取得的压力值的反馈。
控制器根据压力值的反馈来控制排气阀和供气阀，以便使输出端口处的空气的压力成为所指定的压力值。由此，输出端口处的空气的压力被校正。
通过向控制器输入的输入信号来调整输出端口处的空气的压力，从而调整向伯努利垫18a、18b提供的空气的流量(即，每单位时间的流量)。例如，通过利用输入信号使输出端口处的空气的压力连续地变化，能够使来自输出端口的空气的流量连续地变化。
具体而言，越提高输出端口处的空气的压力，越能够增多从输出端口喷射的空气的流量，越降低输出端口处的空气的压力，越能够减少从输出端口喷射的空气的流量。
在空气提供源28与电动气压调节器30之间配设有手动阀等总栓26a。若将总栓26a设为打开状态，则从空气提供源28向电动气压调节器30的供气端口例如以约0.3MPa的压力提供空气。
电动空压调节器30的动作由控制部32控制。控制部32是上述的加工装置的控制主体，但也控制连杆机构4、伯努利垫18a、18b、传感器22等保持机构2的各构成要素。
控制部32例如由计算机构成，该计算机包括：以CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)为代表的处理器等处理装置；DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)、SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)等主存储装置；以及闪存、硬盘驱动器、固态驱动器等辅助存储装置。
在辅助存储装置中存储有包含规定的程序的软件。通过按照该软件使处理装置等进行动作而实现控制部32的功能。接着，对控制部32通过调整空气的流量而利用伯努利垫18a、18b对晶片11进行吸引保持的方法进行说明。
图3是示出调整空气的流量而对晶片11进行吸引保持的情况的图，图4是调整空气的流量而对晶片11进行吸引保持时的流程图。此外，在图3中，省略了伯努利垫18a、18b以及橡胶垫20。
在对晶片11进行吸引保持时，首先，使连杆机构4进行动作，将手部16配置在收纳于盒24中的一个晶片11的上方。在本实施方式中，使手部16的一个面16d与晶片11的正面11a相对，但在晶片11的背面11b朝上配置的情况下，也可以使手部16的一个面16d与背面11b相对。
接着，控制向电动气压调节器30的输入信号，使从电动气压调节器30向伯努利垫18a、18b提供的空气的流量从零开始逐渐增加(空气流量增加步骤S10)。
控制部32通过监视传感器22的静电电容而实时地监视传感器22的探测器与晶片11之间的距离A。在距离A未达到规定的长度时，控制部32判断为晶片11未被吸引保持(在S20中为“否”)，使空气的流量继续增加。
与此相对，在通过传感器22检测到距离A成为规定的长度时，控制部32判断为晶片11被吸引保持(在S20中为“是”)。另外，距离A的规定的长度根据晶片11的直径、厚度、材料等而变化。
例如，在晶片11是直径为300mm、与外周剩余区域对应的外周部的厚度为100μm、与器件区域对应的部分的厚度为30μm的硅制晶片的情况下，距离A的规定的长度为0.5mm。
在距离A成为规定的长度时，控制部32判断为晶片11被伯努利垫18a、18b吸引保持，将从电动空压调节器30提供的空气的流量固定(空气流量固定步骤S30)。
本实施方式的控制部32在距离A成为规定的长度时，判断为晶片11被伯努利垫18a、18b吸引保持，并固定空气的流量。因此，能够避免空气对晶片11的冲击力过度升高，因此能够以晶片11不破损的程度的吸引力适当地吸引保持晶片11。
另外，在距离A成为规定的长度时，是以最小的吸引力对晶片11进行吸引保持的状态，也存在晶片11由于某些理由从手部16落下的可能性。但是，当过度提高空气的流量时，依然存在晶片11破损的可能性。
具体而言，当使空气的流量增加时，空气的冲击力上升，因此晶片11在被吸引的状态下按照在晶片11的厚度方向上起伏的方式振动。该振动的振幅随着空气的冲击力上升而变大，可能导致晶片11的破损。
因此，在第二实施方式中，将静电电容式的振动传感器用作传感器22。另外，控制部32对随着空气的流量的增加而逐渐增加的晶片11的振动的振幅进行监视。
在第二实施方式中，也按照与图4相同的步骤对晶片11进行吸引保持。首先，使连杆机构4进行动作，使手部16的一个面16d与收纳于盒24中的一个晶片11相对。
接着，控制向电动气压调节器30的输入信号，使从电动气压调节器30向伯努利垫18a、18b提供的空气的流量从零开始逐渐增加(空气流量增加步骤S10)。
控制部32通过传感器22实时地监视距离A，由此监视晶片11的振动的振幅。在振幅未达到规定的量时，控制部32判断为晶片11未被吸引保持(在S20中为“否”)，使空气的流量继续增加。
随着使空气的流量增加，晶片11上升，并被伯努利垫18a、18b吸引保持。此时，空气的流量与在第一实施方式的空气流量固定步骤S30中所固定的流量相同。但是，在该阶段，几乎不产生振动，即使产生振动，也不是使晶片11破损的程度的振动。
接着，使空气的流量增加，在通过传感器22检测到振幅成为规定的量时，控制部32判断为晶片11被吸引保持(在S20中为“是”)。规定的量的振幅根据晶片11的直径、厚度、材料等而变化。
例如，在晶片11是直径为300mm、与外周剩余区域对应的外周部的厚度为100μm、与器件区域对应的部分的厚度为30μm的硅制晶片的情况下，规定的量的振幅为1.0μm。
控制部32在晶片11的振幅成为规定的量时判断为晶片11被伯努利垫18a、18b适当地吸引保持，将空气的流量固定(空气流量固定步骤S30)。
在本实施方式中，与第一实施方式相比，能够以更高的吸引力对晶片11进行吸引保持，并且能够防止晶片11由于过度的振动而破损。此外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，就能够适当变更而实施。

Claims (3)

1.一种保持机构，其具有伯努利垫，该伯努利垫借助通过对板状物吹送空气而产生的负压的作用来保持该板状物，其特征在于，
该保持机构具有：
手部，该伯努利垫配设于该手部；
传感器，其配设于该手部，检测该板状物被该伯努利垫吸引保持的情况；
横向移动限制部，其配设于该手部并限制该板状物的横向移动；
管，其将向该伯努利垫提供空气的空气源与该伯努利垫连结；
调整阀，其配设于该管，调整向该伯努利垫提供的空气的流量；以及
控制部，其控制该调整阀的动作，
该控制部使从该调整阀向该伯努利垫提供的空气的流量逐渐增加，在通过该传感器检测到该板状物受到负压的作用而被该伯努利垫吸引保持时，该控制部将空气的流量固定。
2.根据权利要求1所述的保持机构，其特征在于，
该传感器是接近传感器，
在通过该传感器检测到该传感器与该板状物的距离成为规定的长度时，该控制部判断为该板状物被该伯努利垫吸引保持，并将从该调整阀向该伯努利垫提供的空气的流量固定。
3.根据权利要求1所述的保持机构，其特征在于，
该传感器是振动传感器，
在通过该传感器检测到随着空气的流量的增加而逐渐增加的该板状物的振动的振幅成为规定的量时，该控制部判断为该板状物被该伯努利垫吸引保持，并将从该调整阀向该伯努利垫提供的空气的流量固定。
CN202110503926.2A 2020-05-13 2021-05-10 保持机构 Pending CN113666089A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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