JP2006080176A - 電子部品のピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
カメラの移動を行わずに照明を電子部品に近づけ、電子部品の撮像による位置認識が正確にでき、且つ、カメラを固定にしてカメラの振動対策を不要とする電子部品のピックアップ装置とする。
【解決手段】
電子部品のピックアップ装置に次の手段を採用する。
第１に、電子部品が配列され平面上を移動可能な載置ステージを設ける。
第２に、電子部品に照明を当ててカメラにより撮像して位置認識を行う認識手段を設ける。
第３に、ピックアップ位置と受け渡し位置との間で移動可能な電子部品を吸着する吸着ノズルを設ける。
第４に、載置ステージのピックアップ位置の電子部品を吸着ノズルで吸着し、受け渡し位置で次の工程に電子部品を供給する。
第５に、上記認識手段のカメラを装置本体に固定して設ける。
第６に、照明を吸着ノズルと一体に移動するように設ける。

【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品をピックアップする装置の改良に関するものであって、特に半導体製造装置におけるウエハ上のチップを画像認識の上、ピックアップする電子部品のピックアップ装置を主眼として開発されたものである。

ウエハ１上のチップを画像認識の上、ピックアップする装置として、図６の概略説明図や特許文献１に示されるような電子部品に対してカメラ３及び照明４が固定で、吸着ヘッド５が移動する装置が存在した。しかし、この装置は、ウエハ１のチップ２上方に、カメラ３と照明４が固定され、ウエハ１とカメラ３及び照明４の中間に吸着ノズルを有する吸着ヘッド５を移動可能に設けたものであった。

ウエハ１上のチップ２などの電子部品を撮像して位置認識を正確に行うためには、一般的に照明４をチップ２に近づけた方がよいことが知られている。ところがカメラ３とウエハ１上のチップ２との間には、吸着ヘッド５が入り込む必要があるため、照らすための照明４をチップ２に近づけることができず、認識精度が悪くなったり、認識ミスを起こす危険があった。

そこで、照明４をチップ２に近づける提案がなされ、図７の概略説明図や特許文献２に示されるように、吸着ヘッド５とカメラ３及び照明４を同じ移動体６に取り付けて照明４を移動させチップ２に近づける電子部品のピックアップ装置が開発された。

しかし、カメラ３は精密機器なので振動には弱く、移動させることが好ましくなく、それを補うため振動対策を施さなければならなかった。従って、カメラ３を吸着ヘッド５と一体的に装備すると重量が増してしまい、この重量物を移動させることになり、高速処理には向かないという難点を有するものであった。

特開昭６０−１８３７３３号公報 特公平７−６０８４１号公報

本発明は、カメラと照明を分離することで、カメラの移動を行わずに照明をチップなどの電子部品に近づけ、電子部品の撮像による位置認識を正確に行うことができ、且つ、カメラを固定にしてカメラの振動対策を不要とし、軽量化を図り高速処理が可能な電子部品のピックアップ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記課題を解決するため、電子部品のピックアップ装置に次の手段を採用する。
第１に、電子部品が配列され平面上を移動可能な載置ステージを有する電子部品のピックアップ装置とする。
第２に、電子部品に照明を当ててカメラにより撮像して位置認識を行う認識手段を有する電子部品のピックアップ装置とする。
第３に、ピックアップ位置と受け渡し位置との間で移動可能な電子部品を吸着する吸着ノズルを有する電子部品のピックアップ装置とする。
第４に、載置ステージのピックアップ位置の電子部品を吸着ノズルで吸着し、受け渡し位置で次の工程に電子部品を供給する電子部品のピックアップ装置とする。
第５に、上記認識手段のカメラを装置本体に固定して設ける。
第６に、照明を吸着ノズルと一体に移動するように設ける。

第２の発明は、第１の発明の改良に関するもので、吸着ノズルが、カメラで撮像している時に、吸着している電子部品を受け渡し位置にて次工程へ受け渡すことを特徴とする上記第１の発明の手段を有する電子部品のピックアップ装置である。

第３の発明は、電子部品が、ウエハをダイシングして製造されたチップであり、ピックアップ位置の載置ステージの下方に電子部品を突き上げる突き上げ手段を追加した第１の発明または第２の発明に係る電子部品のピックアップ装置である。

第１の発明は、電子部品に照明を当ててカメラにより撮像して位置認識を行う認識手段におけるカメラと照明を分離し、認識手段のカメラを装置本体に固定して設けるとともに、照明を吸着ノズルと一体に移動するように設けたものであるので、カメラの移動を行わずに照明をチップなどの電子部品に近づけ、電子部品の撮像による位置認識を正確に行うことができるものとなった。さらに、カメラの振動対策が不要であるため、軽量化が図れ高速処理が可能な電子部品のピックアップ装置となった。

第２の発明の効果であるが、吸着ノズルが、カメラで撮像している時に、吸着している電子部品を受け渡し位置にて次工程へ受け渡すことを特徴としているので、受け渡し動作と画像認識が同時並行的に処理でき、ピックアップ装置としてのタクトが向上した。

第３の発明の効果であるが、電子部品が、ウエハをダイシングして製造されたチップであり、ピックアップ位置の載置ステージの下方に電子部品を突き上げる突き上げ手段を設けたものであるので、ピックアップを確実に行うことができ、より実用的なピックアップ装置となった。

以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本実施例に係るピックアップ装置の正面説明図であって、図１が電子部品たるチップ２の撮像時の状態を示し、図２がチップ２のピックアップ時の状態を示す。

本実施例におけるピックアップ装置は、半導体製造装置中の外観検査機の一部として用いられるものである。すなわち、ウエハ１から１つのチップ２を取り出して、外観検査部へ供給するピックアップ装置に関するもので、チップ２を吸着保持しているピックアップ装置の吸着ノズル１０が移動している時に吸着ノズル１０を回動させ、チップ２を上下を反転させて、図１に示される外観検査部１５のインデックスノズル１６に受け渡しを行う装置である。

本実施例において電子部品は、ウエハ１をダイシングして製造されたチップ２である。図中符号７が、チップ２が配列されたウエハ１が載置される載置ステージであり、載置ステージ７は、Ｘ軸及びＹ軸駆動機構１１により、平面上をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とされている。

載置ステージ７のピックアップ位置の下方には、ピックアップ対象のチップ２を突き上げる突き上げピン８を有する突き上げ装置９が配置されており、吸着ノズル１０でのピックアップ動作に合わせて昇降可能に制御されている。

載置ステージ７の上方位置には、チップ２に照明４を当ててカメラ３により撮像して位置認識を行う認識手段としてのカメラ３と照明４、及びチップ２を吸着保持し次工程へ受け渡す吸着ノズル１０が配置されている。カメラ３と照明４は、分離しており、カメラ３は、装置本体を構成するフレームベース１３に固定具１４により固定されている。尚、図中符号１２は、レンズである。

分離された照明４は、移動体６に装着されている。照明４は、カメラ３と載置ステージ７の中間高さ位置で移動体６により移動させられ、ピックアップ位置での撮像対象チップ２を近距離より照明する。照明４は、リング状のものであって、図１及び図３のようにチップ２とカメラ３の間に位置した状態であっても、中空部よりカメラ３はチップ２を認識可能とされている。

さらに、吸着ノズル１０は、図示されていない吸引装置と接続され、チップ２を吸着保持可能としている。吸着ノズル１０は、ピックアップ位置と受け渡し位置との間で移動可能となるよう移動体６に装備されている。さらに、移動体６には吸着ノズル１０のＺ軸駆動機構とノズル回転機構が設けられている。吸着ノズル１０は、ノズル支持部材２４に取り付けられており、図１中ノズル支持部材２４の裏側に存在し図示されていない上下反転用モータにより上下反転停止自在とされている。ノズル支持部材２４は、移動体６に設けられたガイドレール２５に上下動自在に取り付けられており、図１に示されるボールねじ２０により上下動可能とされている。すなわち、Ｚ軸モータ１７の回転をタイミングプーリ２１、タイミングベルト２３、タイミングプーリ２２を介してボールねじ２０に伝え、該ボールねじ２０の回転によりノズル支持部材２４を上下動させるのである。吸着ノズル１０は、載置ステージ７のピックアップ位置のチップ２を吸着し、上下反転して受け渡し位置で次の工程に電子部品を供給する。

吸着ノズル１０と照明４は、次のピックアップ対象であるチップ２をカメラ３で撮像している時に、既に吸着しているチップ２を受け渡し位置にて次工程へ受け渡しができる間隔をもって移動体６に取り付けられている。

移動体６は、吸着ノズル１０がピックアップ位置と受け渡し位置間を往復運動可能になるよう横移動機構により横方向（図中左右方向）に移動する。尚、移動機構は横移動モータ１８と、それにより回転されるボールねじ１９によって構成されている。

以下、図３乃至図５に従いピックアップ装置の動作について説明する。
第１に、Ｘ軸及びＹ軸駆動機構１１を作動させて載置ステージ７を移動し、図３に示すように第１の部品であるチップ２を固定化されたカメラ３の下方の撮像位置に移動する。この時、移動体６により照明４も撮像位置上方に位置している。

第２に、近距離での照明を受けて第１の部品であるチップ２をカメラ３で撮像して位置を認識する。
第３に、位置認識の結果により載置ステージ７を移動して、第１のチップ２の位置を補正するとともに、ヘッド側の移動体６を移動して、図４に示すように吸着ノズル１０をピックアップ位置上方に移動する。

第４に、Ｚ軸モータ１７の作動により、吸着ノズル１０が下降しチップ２に近づき吸着保持する。他方、突き上げ装置９が作動し突き上げピン８が上昇し、チップ２を突き上げ、吸着ノズル１０での吸着保持を確実なものとしてピックアップする。吸着ノズル１０はチップ２の吸着保持後、Ｚ軸モータ１７により上方退避位置へ上昇する。

第５に、横移動モータ１８が作動して移動体６を移動するとともに、上下反転用モータが作動して吸着ノズル１０の上下を反転することによって、吸着ノズル１０を受け渡し位置へ移動する。この時、吸着ノズル１０が装備される移動体６に設けられている照明４は撮像位置へ移動し、図３の位置に戻る。
第６に、第２のチップ２を撮像して位置を確認する。この時、吸着ノズル１０は第１のチップ２を他のノズル（実施例では図１に示される外観検査部１５のインデックスノズル１６）に受け渡す。本実施例における電子部品のピックアップ装置は以上の動作を繰り返す。

本実施例は、電子部品としてウエハ１上のチップ２を対象としているが、ウエハ１からのチップ２を取り出す場合に限らず、収納トレイなどから電子部品を取り出す場合も考えられる。さらにボンディング装置やテーピング装置にも応用できるものである。

撮像時のピックアップ装置の正面説明図 ピックアップ時のピックアップ装置の正面説明図 撮像時の位置関係を示す概略説明図 ピックアップ位置への移動時の位置関係を示す概略説明図 ピックアップ時の位置関係を示す概略説明図 従来例を示すカメラ照明固定式電子部品のピックアップ装置の説明図 従来例を示すカメラ照明移動式電子部品のピックアップ装置の説明図

符号の説明

１．．．．．ウエハ
２．．．．．チップ
３．．．．．カメラ
４．．．．．照明
５．．．．．吸着ヘッド
６．．．．．移動体
７．．．．．載置ステージ
８．．．．．突き上げピン
９．．．．．突き上げ装置
１０．．．．吸着ノズル
１１．．．．Ｘ軸及びＹ軸駆動機構
１２．．．．レンズ
１３．．．．フレームベース
１４．．．．固定具
１５．．．．外観検査部
１６．．．．インデックスノズル
１７．．．．Ｚ軸モータ
１８．．．．横移動モータ
１９，２０．．．．ボールねじ
２１，２２．．．．タイミングプーリ
２３．．．．タイミングベルト
２４．．．．ノズル支持部材
２５．．．．ガイドレール

Claims (3)

1. 電子部品が配列され平面上を移動可能な載置ステージと、電子部品に照明を当ててカメラにより撮像して位置認識を行う認識手段と、ピックアップ位置と受け渡し位置との間で移動可能な電子部品を吸着する吸着ノズルと、を有し、載置テーブルのピックアップ位置の電子部品を吸着ノズルで吸着し、受け渡し位置で次の工程に電子部品を供給する電子部品のピックアップ装置において、前記認識手段のカメラを装置本体に固定して設けるとともに、照明を吸着ノズルと一体に移動するように設けたことを特徴とする電子部品のピックアップ装置。
2. 吸着ノズルが、カメラで撮像している時に、吸着している電子部品を受け渡し位置にて次工程へ受け渡すことを特徴とする請求項１記載の電子部品のピックアップ装置。
3. 電子部品が、ウエハをダイシングして製造されたチップであり、ピックアップ位置の載置ステージの下方に電子部品を突き上げる突き上げ手段を設けた請求項１または２記載の電子部品のピックアップ装置。

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