JP2009141097A

JP2009141097A - 不要部品の回収装置

Info

Publication number: JP2009141097A
Application number: JP2007315600A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hiraki; 勉平木
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: JP4831059B2

Abstract

【課題】回収部の容積を小さくするとともにランニングコストも低減することができる不要部品の回収装置を提供する。
【解決手段】不要部品Ｐを吸引する吸引口１を有した部品回収部２と、上方に開口部３を有した部品保管容器４と、部品回収部２から延びる部品通過可能な内径を有した第１の管路５と、上端で真空源６へつながる管路７に接続されるとともに下端に部品保管容器４の開口部３を装着する部品保管容器装着部８を有した第２の管路９と、真空源６につながる管路７を開閉するバルブ１０と、バルブ１０の開閉を制御する制御装置１１を備え、第２の管路９に部品Ｐは通さないが通気は可能なフィルタ部１２を設けるとともにフィルタ部１２より下方で部品保管容器装着部８よりも上方の位置に第１の管路５を接続させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品搭載装置（部品マウンタやボンディング装置）での生産過程で不要となった部品を回収する不要部品の回収装置に関するものである。

ダイシングによって半導体ウェハから個片化された部品は、電子部品搭載装置での生産過程で外観検査を経て基板等に実装される。外観検査により欠けや割れ等の瑕疵が発見された部品は生産ラインから除かれ、不要部品として回収される。不要部品を回収する装置として、不要部品を吸引して所定位置で回収する装置が知られている（特許文献１、２参照）。
特開２００７−２２０７５４号公報特開平１１−３５４９９０号公報

特許文献１に記載された装置は、ボンディング装置で発生した不良部品を回収する装置であり、ノズルに吸着した部品が不良部品である場合に、ノズルと回収部を相対的に移動させ、回収部内部を負圧にすることで不良部品を吸引回収するように構成されている。回収部の不良部品が満杯になると、ボンディング装置の稼働を一時停止して回収部の不良部品を搬出する作業を要するので、交換の頻度を少なくする為には容量の大きな回収部を用いるのが有利である。しかし、回収部はノズルの移動範囲内に配置されるため、回収部の容量を大きくすることには限界がある。

特許文献２に記載された装置は、バルクフィーダに残留する部品を回収する装置であり、バルクフィーダから部品を吸い出すチューブと、真空ポンプと接続されたチューブを１つのケースに接続し、一方のチューブからケース内を真空吸引することで他方のチューブから吸い出した部品をケースに回収するように構成されている。しかし、真空吸引によりケース内に気流が発生し、既に回収された部品が巻き上げられることがあるので、部品同士の接触により発生した欠片やダイシングダストが気流に乗って真空ポンプに吸引されてしまう。これらのダストは真空ポンプのフィルタで捕捉されるが、多量に発生することでフィルタの寿命が縮まり、交換コストが増大するという問題がある。

本発明は、回収部の容積を小さくするとともにランニングコストも低減することができる不要部品の回収装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の不要部品の回収装置は、部品を吸着して移送するノズルを備えた電子部品搭載装置における不要部品の回収装置であって、不要部品を吸引する吸引口を有した部品回収部と、上方に開口部を有した部品保管容器と、部品回収部から延びる部品通過可能な内径を有した第１の管路と、上端で負圧付与手段へつながる管路に接続されるとともに下端に前記部品保管容器の開口部を装着する部品保管容器装着部を有した第２の管路と、前記負圧付与手段につながる管路を開閉するバルブと、前記バルブの開閉を制御する制御手段を備え、前記第２の管路に部品は通さないが通気は可能なフィルタ部を設けるとともに前記フィルタ部より下方で前記部品保管容器装着部よりも上方の位置に前記第１の管路を接続した。

請求項２に記載の不要部品の回収装置は、請求項１に記載の不要部品の回収装置であっ
て、前記部品回収部の吸引口は、ノズルの先端部が部品を吸着したままの状態で挿通可能な内径を有した。

本発明によれば、不要部品をノズルから回収する回収部とそれを保管する容器を分離し、これらを部品通過可能な内径を有した第１の管路で接続したので、稠密部に配置される回収部の容積は小さく抑えるとともに部品保管容器はスペースの制約を受けない箇所に比較的大容積で配置することが可能になる。また、不要部品を回収する際に生じる気流が部品保管容器に影響を与えないので、部品同士の接触により発生した欠片やダイシングダストが気流に乗ってフィルタ部まで運ばれることがなく、フィルタの寿命短縮により交換コストが増大するようなことがない。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態における不要部品の回収装置の構成図、図２は本発明の実施の形態における電子部品搭載装置の斜視図、図３は本発明の実施の形態における電子部品搭載装置の制御ブロック図である。

最初に本発明の実施の形態における不要部品の回収装置について図１を参照して説明する。不要部品の回収装置は、電子部品搭載装置（部品マウンタやボンディング装置）での生産過程で不要となった部品Ｐを吸引する吸引口１を有した部品回収部２と、上方に開口部３を有した部品保管容器４と、部品回収部２から延びる部品Ｐが通過可能な内径を有した第１の管路５と、上端で真空源６へつながる管路７に接続されるとともに下端に部品保管容器４の開口部３を装着する部品保管容器装着部８を有した第２の管路９と、真空源６につながる管路７を開閉するバルブ１０と、バルブ１０の開閉を制御する制御装置１１で構成され、第２の管路９には部品は通さないが通気は可能なフィルタ部１２が設けられ、フィルタ部１２より下方で部品保管容器装着部８よりも上方の位置に第１の管路５が接続されている。フィルタ部１２は、空気中の塵埃や部品Ｐに付着したダイシングダスト等を捕捉するフィルタ１２ａと、部品Ｐを通過させない程度のメッシュ１２ｂで構成され、吸引口１から吸引されてきた部品Ｐをメッシュ１２ｂで捕捉し、フィルタ１２ａには接触しないようにしている。

ノズル１３は、真空源６につながる管路１４および圧力源１５につながる管路１６と管路切替部１７を介して接続されており、真空源６と圧力源１５の何れかと選択的に接続できるようになっている。管路７、１４内を負圧に維持する負圧付与手段である真空源６と接続した状態のノズル１３は、吸着孔１８が設けられた先端部に部品Ｐを吸着して保持することが可能である。また、管路１６内を正圧に維持する正圧付与手段である圧力源１５と接続した状態のノズル１３は、真空破壊により先端部に吸着した部品Ｐを離脱することが可能である。

部品回収部２の吸引口１は、ノズル１３の先端部が部品Ｐを吸着したままの状態で挿通可能な内径を有しており、部品Ｐの回収時には、部品Ｐを吸着して保持したノズル１３の先端部を吸引口１に挿通した状態で真空破壊を行う。部品回収部２の内部で部品Ｐをノズル１３から離脱させるので確実に回収することができる。

制御装置１１は、部品Ｐの回収時におけるバルブ１０の開閉と管路切替部１７の切替を制御する。生産過程で不要となった部品Ｐを部品回収部２に移送するときには、ノズル１３が真空源６と接続するように管路切替部１７の切替を行う。そして、部品Ｐを吸着して保持したノズル１３の先端部が吸引口１に挿通されたときに、ノズル１３が真空源６と遮断されて圧力源１５と接続するように管路切替部１７の切替を行う。これとタイミングを
同じくもしくは若干前後してバルブ１０を開き、真空源６と第２の管路９を接続させる。この結果、部品回収部２から第１の管路５を経て第２の管路９の上端に至る気流が発生し、ノズル１３の先端部から真空破壊により離脱された部品Ｐが吸引口１から第２の管路９に設けられたフィルタ部１２の下端まで吸引される。その後、バルブ１０を閉めて負圧付与を停止すると、第２の管路９内が大気圧開放されるので、フィルタ部１２の下端まで吸引されていた部品Ｐは自重で下方の部品保管容器４内に落下する。吸引口１をノズル１３が完全に塞ぐと部品Ｐを吸引することができないので、ノズル１３の先端部は吸引口１を塞がない程度に挿通するか、吸引口１の内周に切り欠き部を設けて通気を確保する必要がある。

このようにバルブ１０の開閉と管路切替部１７の切替を所定のタイミングで制御することで制御装置１１は電子部品搭載装置における部品Ｐの回収動作制御を行う。部品保管容器４は部品保管容器装着部８にシール１９を介して気密な状態で装着されているので、第２の管路９内に付与された負圧が部品保管容器４内の空気に影響を及ぼすことはない。従って、部品保管容器４内に回収された複数の部品Ｐが保管されていても、これらの部品Ｐは負圧に関係なく静的な状態を維持することができるので、部品保管容器４内のダイシングダストや部品Ｐの欠片等がフィルタ１２ａに捕捉されることでフィルタ１２ａの寿命を短縮し、交換コストを増大させるようなことも起らない。

なお、第１の管路５は、フィルタ部１２より下方で部品保管容器装着部８よりも上方の位置で第２の管路９に接続されていればよいが、第１の管路５から第２の管路９の上端に向けて生じる気流の影響を避けるため、第１の管路５をより上方の位置で第２の管路９と接続し、部品保管容器４との距離をより長くしておくことが好ましい。

次に本発明の実施の形態における電子部品搭載装置について図２および図３を参照して説明する。図２および図３において、電子部品搭載装置２１は、部品供給ステージ２２と、基板保持ステージ２３と、部品検査ステージ２４と、ピックアップユニット２５と、移送ヘッドユニット２６と、ペースト供給ユニット２７と、直動ユニット２８と、カメラユニット２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ）で構成されている。

直動ユニット２８は固定子２８ａと二個の移動子２８ｂを備えたリニアモータであり、これらの移動子２８ｂは固定子２８ａに水平に取り付けられたガイドレール２８ｃに沿って水平方向へ移動する。移送ヘッドユニット２６とペースト供給ユニット２７はそれぞれ移動子２８ｂの側面に取り付けられており、移動子２８ｂとともに水平移動可能である。

ピックアップユニット２５は直動ユニット２８の下面に取り付けられており、部品Ｐを吸着保持するノズル３６を先端に備えたアームを水平方向および上下方向へ移動させる。

基板保持ステージ２３は、上面に基板３０を水平姿勢で保持するとともに水平移動し、基板３０の部品搭載位置を所定の作業位置に位置決めする。ペースト供給ユニット２７と移送ヘッドユニット２６は作業位置において基板３０の部品搭載位置にペーストを塗布し、部品を装着する。

部品検査ステージ２４は上部に取り付けられた移動テーブル３１をピックアップユニット２５および移送ヘッドユニット２６の移動方向と直交する方向に水平移動させる。移動テーブル３１には部品中継テーブル３２と部品回収部２が移動テーブル３１の移動方向に並べて載置されている。部品供給ステージ２２は複数の部品に切断されたウェハ３４が貼り付けられた粘着シート３３を水平に保持し、任意の部品が図示しないエジェクタ機構の鉛直上方であるピックアップ位置に位置するようにウェハ３４を水平移動させる。

カメラユニット２９は、部品供給ステージ２２の上方に配置された第１カメラ２９ａと、部品中継テーブル３２の上方に配置された第２カメラ２９ｂと、基板保持ステージ２３の上方に配置された第３カメラ２９ｃと、移動テーブル３１に取り付けられた第４カメラ２９ｄで構成されている。第１カメラ２９ａは部品供給ステージ２２上の部品Ｐを撮像する。第２カメラ２９ｂは部品中継テーブル３２上の部品を上方から撮像する。第３カメラ２９ｃは基板３０の位置認識マーク３０ａを撮像する。第４カメラ２９ｄは移送ヘッドユニット２６に昇降可能に取り付けられたノズル１３に吸着されている部品を下方から撮像する。

制御装置１１は、不要部品の回収装置のバルブ１０と管路切替部１７の動作制御に加え、部品供給ステージ２２、基板保持ステージ２３、部品検査ステージ２４、ピックアップユニット２５、移送ヘッドユニット２６、ペースト供給ユニット２７、直動ユニット２８、カメラユニット２９の各駆動系の動作制御を行う。また、制御装置１１はカメラユニット２９の各カメラで撮像された画像を処理して基板３０や部品Ｐの位置認識、さらには部品Ｐの欠け等の検査を行い、結果を参照して各ユニット等を制御する。

本発明の実施の形態における電子部品搭載装置においては次の手順で各駆動部の動作制御を行う。部品搭載の準備として先ず第３カメラ２９ｃにより基板３０の位置認識マーク３０ａを撮像し、撮像データに基づいて基板３０の位置を認識し、基板３０の部品搭載位置を作業位置に位置決めする。次に作業位置に位置決めされた基板３０の部品搭載位置にシリンジ３５から吐出したペーストを塗布する。また、第１カメラ２９ａによりウェハ３４の部品Ｐを撮像し、制御装置１１でピックアップの対象となる部品Ｐの位置を認識してピックアップ位置に位置決めする。部品搭載は、先ずピックアップユニット２５のノズル３６でウェハ３４から任意の部品をピックアップし、部品中継テーブル３２に搭載する。次に第２カメラ２９ｂで部品を上方から撮像し、撮像データに基づいて部品の位置認識や部品の上面側の外観検査を行う。部品に欠けや割れ等の不具合が発見された場合にはノズル１３で部品を吸着し、部品回収部２の吸引口１に部品を吸引させる。部品が良品である場合にはノズル１３で吸着し、基板３０のペーストの塗布位置、すなわち部品搭載位置に搭載する。

部品保管容器４は各駆動系の動作と干渉しない箇所、ここではオペレータが部品搭載装置２１を操作する際にアクセスする側の隅部に配置されている。部品保管容器４と部品回収部２は延伸された第１の管路５によって接続されている。生産ラインで不要となった部品Ｐを回収する箇所（部品回収部２）とそれを保管する箇所（部品保管容器４）を分離し、また部品保管容器４をオペレータが容易にアクセスすることができる場所に配置することで、スペースの制約を受けずに比較的容量の大きな部品保管容器４を使用することが可能になり、容器交換の頻度を少なくできる。

なお、本発明の実施の形態では、部品中継テーブル３２上で欠けや割れ等の不具合が発見された部品Ｐを移送ヘッドユニット２６のノズル１３で部品回収部２へ移送しているがピックアップユニット２５のノズル３６で移送してもよい。つまり、部品回収部２へ移送するノズルは移送ヘッドユニット２６のノズル１３には限らず、ピックアップユニット２５のノズル３６でもよい。また、部品の位置認識や部品の外観検査は部品中継テーブル３２に搭載された部品に限らず、移送ヘッドユニット２６のノズル１３に保持された部品に対して行ってもよい。この場合は第４カメラ２９ｄで移送ヘッドユニット２６のノズル１３に保持された部品を下方から撮像する。

本発明によれば、回収部の容積を小さくするとともにランニングコストも低減可能な不要部品の回収装置が実現できるので、部品を基板に搭載する電子部品搭載装置において特
に有用である。

本発明の実施の形態における不要部品の回収装置の構成図本発明の実施の形態における電子部品搭載装置の斜視図本発明の実施の形態における電子部品搭載装置の制御ブロック図

符号の説明

１吸引口
２部品回収部
３開口部
４部品保管容器
５第１の管路
６真空源
９第２の管路
１０バルブ
１１制御装置
１２フィルタ部
１３ノズル
Ｐ部品

Claims

部品を吸着して移送するノズルを備えた電子部品搭載装置における不要部品の回収装置であって、
不要部品を吸引する吸引口を有した部品回収部と、上方に開口部を有した部品保管容器と、部品回収部から延びる部品通過可能な内径を有した第１の管路と、上端で負圧付与手段へつながる管路に接続されるとともに下端に前記部品保管容器の開口部を装着する部品保管容器装着部を有した第２の管路と、前記負圧付与手段につながる管路を開閉するバルブと、前記バルブの開閉を制御する制御手段を備え、
前記第２の管路に部品は通さないが通気は可能なフィルタ部を設けるとともに前記フィルタ部より下方で前記部品保管容器装着部よりも上方の位置に前記第１の管路を接続したことを特徴とする不要部品の回収装置。
前記部品回収部の吸引口は、ノズルの先端部が部品を吸着したままの状態で挿通可能な内径を有したことを特徴とする請求項１に記載の不要部品の回収装置。