JP2012516813A - 電子部品をキャリアテープに充填するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

キャリアテープ（１０）に電子部品（１２）を充填し、キャリアテープから欠陥部品（１３）を取出して交換するための方法であって、充填ステーションにおいて、キャリアテープ（１０）のポケット（１１）内に電子部品を装填するステップと、前記キャリアテープ（１０）を順方向に移動させるステップと、前記電子部品が欠陥を有することを自動的に検出するステップと、前記キャリアテープを逆方向に移動させるステップ、および、キャリアテープ（１０）から欠陥部品（１３）を離脱させるステップ、前記充填ステーションで前記ポケットに新しい電子部品を充填するステップとを含む方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品をキャリアテープに充填するための方法および対応する装置に関する。

電子部品、例えば、半導体チップは、その製造中、コンディショニング中またはプリント回路への集積前に、一般に一連の作業、例えば、電気的試験を受け、その間に、多くの場合、完全に自動化されている試験および生産ライン上で試験され、その他の形で加工される。
こうして電子部品は、一つの加工ステーションから別の加工ステーションへとコンベヤによって移動され、このコンベヤは、例えば、線形または円形であり得る。

タレットなどの円形コンベヤは、小さなサイズの部品、詳細には電子部品を、回転するタレットの周囲に設置された複数の加工ステーションの間で輸送するように設計されている。
これらのタレットは、多くの場合、上述のように電子部品を試験しコンディショニングするために使用される。
一つのタレットおよび複数の加工ステーションを含む試験ラインの一例は、国際公開第２００４／０５２０６９号において開示されている。

図１を参照すると、円形タレット１は、複数のインデキシングされた位置をとることができる。
複数の規則的に間隔取りされた加工ステーション２の場所が、タレットの周囲に画定されており、その各々が、一般に、一つの加工ステーションにより占有され、この加工ステーションは、そこに呈示された電子部品に対して一つまたは複数の作業を実施する。
一部の場合では、一つの加工ステーションが複数の場所を占有できる。
バレルの周囲に設置された全ての加工ステーションは、こうして、視覚的、機械的および電気的試験などの連続する作業の一サイクルを実施し、タレット上で搬送される部品はこれらの作業を受ける。
タレット１には、異なる加工ステーションから部品を取出すか、または、受取り、タレットの運動中、これらを保持し、必要な場合には、それらを後続の加工ステーションに呈示する役割をする部品ホルダーが具備されている。

大部分の場合において、部品ホルダーは、電子部品をエアバキュームを介して取り上げ保持するピックアップノズルを含んでいる。

テープ充填ステーションを含む異なる加工ステーションは、有利には、タレット１の周囲にモジュール式に締結されている。
各々の加工ステーションのタレット１との関係における位置は、精確に決定される。

例えば、自動加工ラインによって試験された加工済み電子部品は、タレット１により産出ステーション上に置かれる。
試験中に取り除かれた部品は、通常、別の産出ステーション上か、または、トレイ内に置かれる。

電子製品の自動化においては、電子部品のサイズおよび形状に対応する長手方向に間隔取りされたポケットを伴う可撓性テープ支持体に、電子部品を実装することが、一般的である。
実装用テープは、不定の長さを有することができ、コンパクトな保管、保護および自動機械類との相互作業のために便利な形でリールに巻き取られていてもよい。
こうして、一部の試験用および加工用ラインには、産出ステーションが具備され、このステーションが、異なる加工ステーション上での全ての試験に合格した電子部品を、テープのポケット内に落下させる。

多くの場合、テープ内への電子部品の挿入後に電子部品を検査することが望ましい。
これにより、例えば、適切に動作しない部品、正しくマーキングされなかった部品、または、ポケット内で不整列であるか傾動または反転した部品、または他の加工ステーションによっては検出されなかった、その他の欠陥を有する部品などの欠陥部品の検出が可能になる。
次に取出し装置を用いて、テープから欠陥部品を拾い出し、無欠陥部品のみを収納するキャリアテープを生産してもよい。

しかしながら、欠陥部品のこの選択的な取出しは、空隙、すなわち、部品が取出された空のポケットを有するテープを生産する。
このような、キャリアテープ内の部品数の記録が困難になること、そして、例えばピックアンドプレース装置などの別の機械によるテープの自動的加工が、はるかに困難となることから、これは、多くの場合望ましくない。

米国特許第５９７４９０３号明細書は、キャリアテープ内部に収納された集積回路の視覚的検査のための方法および装置について記載している。
この装置においては、欠陥集積回路は、作業員により手作業で交換される。
これは、高価で、緩慢でかつ単調な解決法であり、人間が介入するために品質危険がもたらされる。

欧州特許第１０７３３２５号明細書は、追加のピックアンドプレースツールを用いて、不良であることが発見されたチップを取出し、それらを優良チップと交換する、半導体チップの試験用システムについて記載している。
このピックアンドプレースツールの動作は記載されていないが、この文書によると、優良チップが装填された追加のカセットを、交換用チップ供給源として使用できると記されている。
したがって、この解決法には、追加のチップ供給源と、テープから取出された欠陥チップを交換するための追加の設置ツールが必要である。

国際公開第９９／０３７３３号は、検査用の機械のピックアンドプレースモジュールと併用されるキャリアテープ用駆動機構について開示している。
この駆動機構は、二段階でキャリアテープを、その所望の位置まで前送りする。
区画内の部品の適切な位置づけが検査される。
電子部品に欠陥がある場合、キャリアテープは逆方向に移動され、部品はキャリアテープから離脱させられ、ポケットには新しい部品が充填される。

この最後の解決法においては、同じ位置の同じポケットで、欠陥部品が離脱させられ、新しい部品が装填される。
これは、同じ装置が部品の装填および離脱に使用される場合にのみ可能である。
二つの機能（欠陥部品の離脱および新しい部品の装填）のためのこのような共通の装置の動作は、必然的に緩慢であり、タレットに基づく機械では不可能である。

同じ位置の同じポケットで欠陥部品を離脱させ、かつ、交換部品を装填するために二つの異なる装置を動作させることも、最新の極めて小型の電子部品用ポケットのサイズが小さすぎることから、通常不可能である。
この場合、充填および離脱システムは過度に大きく、単一のポケットの上に両方の装置をセンタリングすることは不可能である。

テープに部品を充填するためのその他の装置は、特開２００４−０９０９５５号公報、特開２００１−０１８９１１号公報、および米国特許第６６３４１５９号明細書に記載されている。

本発明の目的は、テープから欠陥部品を取出して交換するための、および、全く間隙無く無欠陥テープを送出するための新しい方法および新しい装置を提案することにある。

本発明によると、これらの目的は、キャリアテープに電子部品を充填し、キャリアテープから欠陥のある電子部品を取出して交換するための方法により達成され、前記電子部品が複数の加工ステーションと充填ステーションとの間をタレットによって輸送される方法であって、
充填ステーションにおいて、前記キャリアテープのポケット内に部品を装填するステップと、
前記キャリアテープを順方向に移動させるステップと、
前記部品が欠陥を有することを自動的に検出するステップと、
欠陥部品が検出された場合に、前記タレットを第一の方向に回転させ、前記キャリアテープを逆方向に移動させ、キャリアテープから欠陥電子部品を離脱させ、前記タレットを前記第一の方向とは反対の第二の方向に回転させ、かつ前記充填ステーションで前記ポケットに新しい電子部品を充填するステップとを含む方法を用いて達成される。

第一の方向へのタレットの回転およびテープの逆方向への移動は、任意の順序で、または同時に行なうことができる。

この方法には、部品を試験し、取扱うための最新技術による高速タレット式機械と相容性を有するという利点がある。

この方法には、同様に、同じ充填ステーションが、初回の電子部品および交換部品を、ポケット内に装填するために、使用されるという利点もある。
さらに、同じ部品供給源が、キャリアテープのポケットの初回の充填と欠陥部品の交換のために使用される。

第一の方向へのタレットの回転によって、充填ステーションにおいて、ポケットの上に離脱装置を呈示することが可能になる。
欠陥部品の離脱後の反対方向への回転により、この離脱システムを、交換部品を挿入するために用いられる装填システムに交換することが可能となる。

タレットは、交換中に逆方向および順方向に移動させられることから、第一のステップでは離脱システムをポケット上にセンタリングし、第二のステップでは装填システムをセンタリングすることが可能である。
したがって、同じ充填および離脱ステーションにおいて、二つの異なるシステムが使用される。

本出願において、欠陥電子部品とは、正しく性能を発揮しないあらゆる部品、正しくマーキングされなかった部品、曲がったまたはその他の欠陥をもつパッドまたはリード線を伴う部品、またはキャリアテープのポケット内に正しく挿入または整列されなかった部品、例えば（たとえ部品が適切に動作すると考えられる場合でも）ポケット内で回動、反転または傾動した部品を意味する。

本発明は、一例として提供され図によって示された一実施形態についての記述を用いてより良く理解される。

試験された部品をキャリアテープ内に装填するための産出装置およびタレットを含む、電子部品を試験するためのシステムの平面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。 電子部品をキャリアテープに充填し、キャリアテープから欠陥電子部品を取出して交換するための装置の側面図を示す。

図１は、タレットの周囲に配置された、さまざまなタイプおよびサイズの複数の作業ステーション２を伴うタレット１を含む、電子部品を試験するためのシステムの平面図を示す。

タレット１には、その周囲に複数の部品ホルダー１７、例えば吸引ノズルが備わり、電子部品を真空によって保持し、加工ラインの一つの作業ステーション２から、次の作業ステーションまで輸送できるようにしている。
連続的な作業ステーションは、試験、マーキング、コンディショニング、選別、その他の作業などのさまざまな連続的作業を電子部品に対して実施する。

試験すべき部品は、（作業ステーション２のいずれであってもよい）補給ステーションによってタレットに補給される。
一連の試験および操作の後、無欠陥部品は、タレットから離脱させられ、テープ充填ステーション３において、キャリアテープのポケット内に充填される。
符号１８は、以下で説明するように、キャリアテープから欠陥部品を取出すための真空システムを表わしている。

図２〜１０は、電子部品をキャリアテープ内に装填するテープ充填ステーションの側面図である。
プロセスの連続するステップは、連続する図面に示されている。

図２に示されているシステムは、タレット上での試験の後、電子部品１２を収容するための複数の規則的に間隔取りされたポケット１１を有するキャリアテープ１０を含む。
電子部品は、タレット１の部品ホルダー１７の真空が解除された時点でテープ１０内に落とされ、したがって、このホルダーにより保持されている電子部品１２は、ノズルの下のキャリアテープ１０のポケット１１内に重力により落下するようになっている。
タレットから電子部品をキャリアテープに充填するためのその他の装置も、本発明の枠内で使用することができる。

キャリアテープ１０は、ローラー１９により矢印の順方向に連続的に移動させられる。
こうして、充填ステーションで落下した電子部品１２は、検査位置に到達し、ここで検査システム１５により検査される。
テープは、たとえ電子部品が異常な形で装填されていても前進して、異なる場所での検査を可能にする。
図示された例においては、検査システム１５は、充填ステーションから１２ミリメートル前方にある部品を検査する。
テープのポケット間のピッチに応じて、これは充填ステーションから２、３または４ピッチ分前方にある部品に対応する。
検査システムは、カメラ１５２ならびに、カメラに向かって部品の画像の方向を変更するためのプリズム１５０、１５１または鏡を含む視覚システムであってよい。
その他の検査システムも、本発明の枠内で使用されてもよい。
検査システム１５は、部品の自動確認、および、例えばマーキングの無い部品、不整列部品、反転、傾動または偏向した部品などの欠陥部品１３の自動検出を可能にする。
ポケット内部で部品１２、１３に対して、その他の試験および検査を実施してもよい。

図示されていない別の実施形態において、システムは、テープに沿った複数の検査ステーションを含む。
例えば、一実施形態において、システムは第一の機械的検査システムおよび第二の光学的検査システムを含む。
機械的検査システムは、傾動または回動させられた部品がポケットから突出しているたびに動くように配置された回転するカバーまたはフラグをテープの真上に含んでいてよい。
この動きは、例えば誘導センサーによってまたは任意の適切なセンサーによって検出される。
バネが、動かされた後のカバーを、その当初の位置まで戻す。
一実施形態において、機械的検査システムは、充填ステーションより１０分の数ミリメートル前方に配置され（これは必ずしもピッチの整数倍に対応しない）、一方、光学的監視システムは、機械的システムの後方、例えば充填ステーションの１２ミリメートル前方に設置される。

図２の符号１３は、欠陥部品を表わしている。
光学的および／または機械的検査システムによって、この欠陥部品の検出がされると、図３に示されているように、欠陥部品１３が真空ノズル１７の下の充填ステーションに逆戻りするまで、キャリアテープ１０の方向の自動逆転が誘発される。
移動距離は、欠陥部品を検出した検査ステーションと充填ステーションとの間の距離に対応する。

図４では、タレット１は、半ステップ分前方にインデキシングされ、それにより、真空システム１８が、欠陥部品１３を収納しているキャリアテープ１０のポケットに自由にアクセスすることを可能にする。
欠陥部品１３は、次に、部品を吸引する真空システム１８（図５）を用いてポケットから取出され、欠陥部品用のトレイ（図示せず）内に投入される。
ポケットから欠陥部品を取出すためのその他のシステムを使用してもよい。
あるいは、例えば振動システムを用いて、部品の位置を補正してもよい。
適正に動作しているものの、単にポケット内で不整列であるか、または反転しているだけの欠陥部品は、当然再利用可能であり、異なるキャリアテープ内に装填できる。

図６では、タレット１は半ステップ分逆方向に回転されており、こうして図３のその先行する角位置まで戻る。
図７では、タレットは、フルステップ分だけ前方にインデキシングされており、こうして、欠陥部品を取出した空のポケット１１の上に、次の電子部品１２を呈示する。
これらの二つのステップを、組合せてもよい。
この交換部品は、次に、図８に示されているように、このポケット内に落下される。
その後、図９で、キャリアテープ１０は、欠陥部品を検出した検査ステーションに交換された電子部品１２が到達するまで、順方向に移動させられる。
次に、図１０に示されているように、交換された部品の正しい挿入が確認される。

検査ステーション１５（または別の検査ステーション）が、交換された部品１２も欠陥を有することを検出した場合には、プロセス全体が繰返される。
同じポケット内に欠陥部品が既定回数Ｎだけ挿入された後（Ｎは１以上、典型的には１０未満）、警報が発生し、機械が停止される。
同じポケットで反復的に問題が発生する場合、ポケットが不均等であるかまたは汚れていることに原因があるかもしれない。

一方、交換された部品の検査が肯定的な結果（欠陥不検出）を示した場合、新たな欠陥部品１３が検出されるまで、キャリアテープへの電子部品の充填は続行される。

１ タレット
２ 加工ステーション
３ 充填ステーション
１０ キャリアテープ
１１ ポケット
１２ 部品
１３ 不良部品
１５ 検査システム
１５０ 第一のプリズム
１５１ 第二のプリズム
１５２ カメラ
１７ 部品ホルダー、例えば真空ノズル
１８ 真空システム
１９ テンションローラー

欧州特許第１０７３３２５号明細書 国際公開第９９／０３７３３号

タレットは、交換中に逆方向および順方向に移動させられることから、第一のステップでは離脱システムをポケット上にセンタリングし、第二のステップでは装填システムをセンタリングすることが可能である。
したがって、同じ充填および離脱ステーションにおいて、二つの異なるシステムが使用される。
逆方向の移動の長さは、欠陥部品を検出する検査ステーションに応じさせることができる。
欠陥電子部品の検出は、たとえそれらの電子部品が適切に動作していても、不整列であるか、反転、回動または傾動させられている電子部品を検出できる。
前記電子部品が欠陥であることを自動的に検出するステップには、例えばフラグを用いた、前記電子部品の機械的検査の実施を含ませることができる。
前記電子部品が欠陥を有することを自動的に検出するステップには、第一の機械的検査システムを用いたポケットから突出している電子部品の検出と、第二の光学システムを用いたポケット内の前記電子部品の視覚的検査の実施を含ませることができる。

本出願において、欠陥電子部品とは、正しく性能を発揮しないあらゆる部品、正しくマーキングされなかった部品、曲がったまたはその他の欠陥をもつパッドまたはリード線を伴う部品、またはキャリアテープのポケット内に正しく挿入または整列されなかった部品、例えば（たとえ部品が適切に動作すると考えられる場合でも）ポケット内で回動、反転または傾動した部品を意味する。
検査システムは、前記キャリアテープ内の欠陥電子部品を自動的に検出するための視覚的検査システムであってもよい。
検査システムが、前記キャリアテープ内の欠陥電子部品を自動的に検出するための機械的検査システムをさらに含んでいてもよい。

Claims (16)

1. キャリアテープ（１０）に電子部品（１２）を充填し、キャリアテープから欠陥のある電子部品（１３）を取出して交換するための方法であって、
   前記電子部品（１２、１３）が、複数の加工ステーションと充填ステーションとの間をタレット（１）によって輸送され、
   充填ステーション（３）において、前記キャリアテープ（１０）のポケット（１１）内に電子部品を装填するステップと、
   前記キャリアテープ（１０）を、順方向に移動させるステップと、
   前記電子部品が欠陥を有することを、自動的に検出するステップと、
   欠陥部品（１３）が検出された場合に、前記タレット（１）を第一の方向に回転させ、前記キャリアテープを逆方向に移動させ、キャリアテープ（１０）から欠陥部品（１３）を離脱させて、
   前記タレットを、前記第一の方向とは反対の第二の方向に回転させ、かつ、前記充填ステーション（３）で、前記ポケットに新しい電子部品を充填するステップとを含む、電子部品をキャリアテープに充填するための方法。
2. 同じ充填ステーション（３）および同じ電子部品供給源を使用して、欠陥部品（１３）および前記新しい部品を装填する、請求項１に記載の方法。
3. 欠陥部品（１３）が検出された場合に、前記タレット（１）が、前記第一および第二の方向に、一ステップ未満だけ回転させられる、請求項１に記載の方法。
4. 欠陥部品（１３）が、充填ステーションとは独立した真空システム（１８）を用いて離脱させられる、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 新しい部品が装填された後、前記キャリアテープ（１０）が順方向に移動させられる、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 新しい電子部品（１２）が装填された後、前記キャリアテープ（１０）が、その初回の位置まで順方向に移動させられる、請求項５に記載の方法。
7. 前記キャリアテープ（１０）内に、前記新しい電子部品（１２）が装填された後、この電子部品を検査し、欠陥を有する場合には、この新しい部品を取出すステップを含む、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 前記電子部品（１３）が欠陥を有することを自動的に検出する前記ステップには、前記電子部品の視覚的検査の実施が含まれる、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. 前記電子部品が欠陥を有することを自動的に検出する前記ステップには、例えばフラグを用いた、前記電子部品の機械的検査の実施が含まれる、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
10. 前記電子部品（１３）が欠陥を有することを自動的に検出する前記ステップには、第一の機械的検査システムを用いたポケットから突出している電子部品の検出と、第二の光学システムを用いたポケット内の前記電子部品の視覚的検査の実施が含まれている、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
11. 逆方向移動の長さが、欠陥部品を検出した検査ステーションに応じている、請求項１０に記載の方法。
12. 欠陥電子部品の前記検出が、たとえそれらの電子部品が適切に動作していても、不整列であるか、反転、回動または傾動させられている電子部品を検出する、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
13. キャリアテープ（１０）に電子部品（１２、１３）を充填し、キャリアテープから欠陥電子部品（１３）を取出して交換するための装置であって、
    前記キャリアテープ（１０）のポケット（１１）内に、部品ホルダー（１７）を介して電子部品が装填される、充填ステーション（３）と、
    前記キャリアテープ（１０）を、逆方向および順方向に移動させるための電動機と、
    前記電子部品（１３）が欠陥を有することを自動的に検出するための検査システム（１５）と、
    前記充填ステーションにおいて前記キャリアテープ（１０）から欠陥電子部品（１３）を取出すための、前記部品ホルダー（１７）とは異なる、離脱システム（１８）とを含む装置。
14. 前記充填ステーションにおいて、前記部品ホルダー（１７）を前記離脱システム（１８）に交換するための電動式手段をさらに含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記検査システムが、前記キャリアテープ内の欠陥電子部品を自動的に検出するための視覚的な検査システム（１５）である、請求項１４に記載の装置。
16. 前記検査システムが、前記キャリアテープ内の欠陥電子部品を自動的に検出するための機械的検査システムをさらに含む、請求項１５に記載の装置。

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