JP2015211188A - 位置決め装置及び半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品を損傷しないように位置決めできる位置決め装置及び半導体検査装置を提供する。【解決手段】位置決め装置１０は、電子部品ＥＰを搬送する搬送部１２と、搬送部１２によって搬送された電子部品ＥＰが嵌り、上側が開口したくぼみ部ＨＬが形成された第１の位置決め台１４と、第１の位置決め台１４を振動させる加振部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、位置決め装置及び半導体検査装置に関する。

特許文献１には、支持面上に載置された微小物品を正確に搬送することができる微小物品搬送装置が記載されている。この微小物品搬送装置は、固定部と、微小物品を載置するための支持面を備え、複数の軸方向において振動素子を介して固定部と連結された搬送基板と、各振動素子に所定の電圧を印加し、微小物品を搬送する搬送処理手段と、搬送基板上の微小物品を拡大した状態で監視する監視装置とを有している。

特開２００７−５５７７２号公報

本発明は、物品を損傷しないように位置決めできる位置決め装置及び半導体検査装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る位置決め装置は、電子部品を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送された前記電子部品が嵌り、上側が開口したくぼみ部が形成された第１の位置決め台と、
前記第１の位置決め台を振動させる加振部と、を備える。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記加振部は、前記第１の位置決め台を上下方向に超音波振動させることが好ましい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記加振部は、前記第１の位置決め台を実質的に水平方向に超音波振動させてもよい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記くぼみ部の深さが、前記電子部品の高さよりも浅いことが好ましい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記加振部は、超音波振動子と、
前記超音波振動子に設けられ、前記第１の位置決め台を支持する超音波ホーンと、を有することが好ましい。
第１の発明に係る位置決め装置において、
前記第１の位置決め台は、ねじ部を有し、
前記第１の位置決め台が、前記ねじ部によって前記超音波ホーンに固定されることが好ましい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記超音波振動子が発生する振動の振幅の大きさを制御するための電圧又は電流を出力する制御部を更に備えることができる。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記加振部は、前記第１の位置決め台を振幅が１μ以下で加振できることが好ましい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記搬送部は、前記電子部品の上面を吸着し、上下方向に移動する吸着コレットを有していてもよい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記搬送部は、前記電子部品の上面を吸着する吸着コレットを有し、
前記第１の位置決め台が上下方向に移動してもよい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記電子部品は直方体状であり、
前記くぼみ部の形状は、上底の面積が下底の面積よりも大きい四角錐台状であることが好ましい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記第１の位置決め台に代えて、前記電子部品が突き当たり、該電子部品の位置を決めるための突き当て部が設けられた第２の位置決め台を備えていてもよい。

第１の発明に係る位置決め装置において、
前記第２の位置決め台を傾ける駆動部を更に備えることが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係る位置決め装置は、物品を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送された前記物品が嵌るくぼみ部が形成された位置決め台と、
前記位置決め台を振動させる加振部と、を備える。

前記目的に沿う第３の発明に係る半導体検査装置は、それぞれ電子部品の上面を吸着し円周方向に沿って配置された複数の吸着コレットを有するインデックステーブルと、
前記吸着コレットによって搬送された前記電子部品が嵌り、上側が開口したくぼみ部が形成された位置決め台と、
前記位置決め台を超音波振動させる加振部と、
前記吸着コレットによって吸着され、前記くぼみ部から取り出された前記電子部品の位置が予め決められた範囲にあることを監視するための監視部と、備える。

本発明によれば、物品を損傷しないように位置決めできる位置決め装置及び半導体検査装置を提供できる。

本発明の第１の実施の形態に係る半導体検査装置の説明図である。 同半導体検査装置が備える位置決め台及び加振部の側面図である。 同半導体検査装置が備える位置決め台及び加振部の変形例を示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同半導体検査装置が備える位置決め台の平面図及び側断面図である。 同半導体検査装置の動作を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体検査装置の位置決め台の説明図であって、（Ａ）は位置決め前の状態を示す説明図、（Ｂ）は位置決め後の状態を示す説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る半導体検査装置１０は、図１に示すように、例えばチップ抵抗やチップコンデンサ等の直方体状の電子部品（物品の一例）ＥＰを順次搬送し、予め決められた検査を行うことができる。なお、これら電子部品ＥＰのサイズは、例えば、０４０３サイズや０６０３サイズである。

半導体検査装置１０は、インデックステーブル１２、位置決め台１４、加振部１６、カメラＣＡＭ及び制御部１８を備えている。
インデックステーブル（搬送部の一例）１２は、テーブル部１２２及び吸着コレット１２４を有している。

テーブル部１２２は、上下方向に延びる中心軸ＡＸ回り（図１に示す矢印参照）に回転する円板である。
吸着コレット１２４は、テーブル部１２２の外周部に沿って、間隔をあけて複数配置されている。吸着コレット１２４は、電子部品ＥＰの上面を吸着して保持できる。吸着コレット１２４は、図示しないモータやエアシリンダによって駆動され、上下方向に移動できる。
従って、電子部品ＥＰは、吸着コレット１２４によって吸着され、インデックステーブル１２が回転することにより、テーブル部１２２の円周方向に沿って順次搬送される。

位置決め台（第１の位置決め台の一例）１４は、吸着コレット１２４の下方に配置されている。位置決め台１４は、図２Ａに示すように、加振部１６に固定され、超音波振動による加振がなされる。

位置決め台１４の上面には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、上側が開口したくぼみ部ＨＬが形成されている。このくぼみ部ＨＬの形状は、例えば、上底の面積が下底の面積よりも大きい四角錐台状であり、くぼみ部ＨＬの深さＬｄは、電子部品ＥＰの高さＬｈよりも浅くなっている。くぼみ部ＨＬには、インデックステーブル１２により搬送された電子部品ＥＰが嵌る。くぼみ部ＨＬの大きさ（平面視した大きさ）は、電子部品ＥＰのサイズよりも予め決められた許容誤差分だけ大きく設定されており、くぼみ部ＨＬに嵌った電子部品ＥＰは、予め決められた許容誤差範囲内に位置決めされる。
なお、対象となる電子部品ＥＰの形状に対応して、くぼみ部の形状の異なる位置決め台が準備される。すなわち、位置決め台を交換するだけで多品種の電子部品ＥＰに対応できる。
位置決め台１４の下部には、図３（Ｂ）に示すように、雄ねじ部１４２が形成されている。

加振部１６（図２Ａ参照）は、位置決め台１４を例えば振幅が１μｍ以下の超音波振動により加振できる。加振部１６は、超音波振動子１６２及び超音波ホーン１６４を有している。なお、図２Ａにおいて、ハッチングで表した部分は断面を示している。

超音波振動子１６２は、上下方向に振動し、上下方向の超音波振動を発生することができる。
超音波ホーン１６４は、超音波振動子１６２の上側に設けられている。超音波ホーン１６４は、超音波振動子１６２が発生した超音波振動を伝達する共振体である。超音波ホーン１６４は、上下方向に延びている。超音波ホーン１６４の上側には、位置決め台１４が取り付けられている。位置決め台１４は、超音波ホーン１６４の上面に形成された雌ねじ部に雄ねじ部（ねじ部の一例）１４２（図３（Ｂ）参照）がねじ込まれることよって、固定される。従って、超音波ホーン１６４の超音波振動が確実に位置決め台１４に伝達される。

なお、半導体検査装置１０は、図２Ａに示した加振部１６に代えて、図２Ｂに示す加振部１６ａを備えていてもよい。加振部１６ａは、水平方向（左右方向）に振動する超音波振動子１６２及び水平方向に延びる超音波ホーン１６４ａを有している。位置決め台１４は、加振部１６ａの先端部の上側に雄ねじ部１４２（図３（Ｂ）参照）によって固定され、水平方向に加振される。ここで、水平方向とは、厳密な意味での水平ではない。即ち、「水平」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的に水平」という意味である（以下、同様）。具体的には、例えば、−１０度〜＋１０度の範囲内で振動方向と水平面とが交差していてもよい。

カメラＣＡＭ（図１参照）は、位置決め台１４よりもインデックステーブル１２の搬送方向下流側であって、吸着コレット１２４の下方に配置されている。カメラＣＡＭは、吸着コレット１２４によって吸着されている電子部品ＥＰを撮像できる。カメラＣＡＭは、図１に示す制御部１８に接続されている。撮像された電子部品ＥＰは、制御部１８に設けられた画像処理部（不図示）によって、予め決められた位置の範囲にあることが監視される。
なお、カメラＣＡＭ及び画像処理部によって、少なくとも監視部の一例が構成される。

制御部１８は、電源装置を有している。制御部１８は、電源装置が超音波振動子１６２に対して電圧又は電流を出力することによって、超音波振動子１６２が発生する振動の振幅の大きさ、すなわち位置決め台１４の振動の振幅の大きさを制御できる。
制御部１８には、図示しない設定部が設けられている。ユーザは、この設定部を介して、位置決め台１４の振幅の大きさを数μｍ以下の単位毎（例えば、０．１μｍ毎）に設定できる。また、ユーザは、設定部を介して、超音波振動子１６２を駆動する時間（位置決め台１４を加振する時間）を数ｍｓ単位毎（例えば、１ｍｓ毎）に設定できる。

次に、半導体検査装置１０の動作について説明する。
（ステップＳ１）
電子部品ＥＰが半導体検査装置１０の外部から受け渡される。受け渡された電子部品ＥＰは、吸着コレット１２４によって吸着された後、インデックステーブル１２の回転に伴って順次搬送される。電子部品ＥＰを吸着した吸着コレット１２４が位置決め台１４の上方に到達すると、インデックステーブル１２の動作が停止する（図４（Ａ）参照）。

（ステップＳ２）
位置決め台１４の上方に到達した吸着コレット１２４が下降する。図４（Ｂ）に示すように、電子部品ＥＰは、位置決め台１４に形成されたくぼみ部ＨＬ（図３参照）に接近する。

（ステップＳ３）
下降した吸着コレット１２４が、吸着動作を停止（ＯＦＦ）すると、保持されていた電子部品ＥＰが自然落下する。その際、真空破壊することによって、電子部品ＥＰはより確実に自然落下する。自然落下した電子部品ＥＰの一部は、くぼみ部ＨＬに落ち込む。

（ステップＳ４）
くぼみ部ＨＬに一部が落ち込んだ電子部品ＥＰは、加振部１６によって、例えば１μｍ以下振幅の超音波振動にて、例えば５〜５０ｍｓｅｃ加振される。加振された電子部品ＥＰは、全体がくぼみ部ＨＬに嵌り、位置決めされる（図４（Ｃ）参照）。
なお、電子部品ＥＰに加えられる振動の振幅は、例えば、１０μｍ以下であってもよい。

（ステップＳ５）
加振動作が停止（ＯＦＦ）すると、吸着コレット１２４が吸着を開始（ＯＮ）する。くぼみ部ＨＬに嵌って位置決めされた電子部品ＥＰは、吸着コレット１２４に吸着される（図４（Ｄ）参照）。

（ステップＳ６）
電子部品ＥＰを吸着した吸着コレット１２４が上昇すると、インデックステーブル１２が回転し（図４（Ｅ）参照）、電子部品ＥＰは次工程（監視工程）に搬送される。

（ステップＳ７）
監視工程においては、図１に示すカメラＣＡＭが吸着コレット１２４に吸着された電子部品ＥＰを下方から撮像する。電子部品ＥＰの撮像データは、制御部１８に設けられた画像処理部（不図示）に送信される。画像処理部は、撮像データに基づいて、電子部品ＥＰの位置が予め定められた許容誤差範囲にあることを確認する。電子部品ＥＰの位置が許容誤差範囲にない場合には、その電子部品ＥＰは、後の工程にて予め決められた場所に搬送される。電子部品ＥＰの位置が許容誤差範囲にない場合には、半導体検査装置１０の動作を停止させてもよい。

このように、第１の実施の形態に係る半導体検査装置１０においては、加振する振動の振幅が微小であるため、電子部品ＥＰが損傷する可能性が低減される。また、電子部品ＥＰがくぼみ部ＨＬ（図３参照）に嵌るだけでよいので、短時間で位置決めされる。
なお、半導体検査装置１０においては、吸着コレット１２４が上下に移動して電子部品ＥＰが位置決め台１４に受け渡されていたが、位置決め台１４が上下に移動して電子部品ＥＰが受け渡されてもよい。

前述のインデックステーブル１２、位置決め台１４、及び加振部１６は、位置決め装置の一例と捉えることもできる。このような位置決め装置は、加振する振動の振幅が微小であるために、例えば電子部品のような脆い物品であっても短時間で位置決めできる。

〔第２の実施の形態〕
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る半導体検査装置について説明する。第１の実施の形態に係る半導体検査装置１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本発明の第２の実施の形態に係る半導体検査装置は、位置決め台１４（図２Ａ参照）に代わる、図５に示す位置決め台５４（第２の位置決め台の一例）と、駆動部（不図示）とを備えている。

位置決め台５４には、突き当て部５４２が設けられている。突き当て部５４２には、第１の突き当て面５４２ａ及び第２の突き当て面５４２ｂが形成されている。
突き当て部５４２は、電子部品ＥＰが突き当てられることによって、この電子部品ＥＰを予め決められた場所に位置決めできる。

突き当て部５４２は、位置決め台５４の上面に対してくぼみ部ＨＬ（図３参照）のようにくぼんでいてもよい。また、突き当て部５４２は、位置決め台５４の上面から突出して形成されていてもよい。すなわち、電子部品ＥＰが突き当てられる第１の突き当て面５４２ａ及び第２の突き当て面５４２ｂが形成されていればよい。

駆動部（不図示）は、例えば、モータや圧電素子を有し、位置決め台５４を傾けることができる。位置決め台５４は、駆動部によって、位置決め台５４が加振された際に、電子部品ＥＰの隣り合う２つの側面がそれぞれ第１の突き当て面５４２ａ及び第２の突き当て面５４２ｂに向かって移動する方向に傾けられる。

本実施の形態に係る半導体検査装置の動作は、第１の実施の形態に係る半導体検査装置１０の動作と比較すると、ステップＳ３及びステップＳ４が相違する。以下、これらステップＳ３及びステップＳ４と相違するステップ（ステップＳ３ａ及びステップＳ４ａ）について説明する。
（ステップＳ３ａ）
駆動部が位置決め台５４を傾ける。
下降した吸着コレット１２４が、吸着動作を停止（ＯＦＦ）すると、保持されていた電子部品ＥＰが自然落下する。自然落下した電子部品ＥＰは、位置決め台５４の表面に載る（図５（Ａ）参照）。なお、自然落下した後、電子部品ＥＰの少なくとも一部の側面が突き当て部５４２に突き当たる場合もある。

（ステップＳ４ａ）
位置決め台５４の表面に載った電子部品ＥＰは、加振部１６によって、例えば１μｍ以下の振幅の超音波振動にて例えば５〜５０ｍｓｅｃ加振される。加振された電子部品ＥＰは、隣り合う２つの側面がそれぞれ第１の突き当て面５４２ａ及び第２の突き当て面５４２ｂに突き当り、位置決めされる（図５（Ｂ）参照）。
なお、電子部品ＥＰに加えられる振動の振幅は、例えば、１０μｍ以下であってもよい。
電子部品ＥＰが位置決めされた後、駆動部は傾けた位置決め台５４を元の位置に戻す。

このように、第２の実施の形態に係る半導体検査装置においては、電子部品ＥＰが突き当て部５４２に突き当たることによって位置決めされる。従って、電子部品ＥＰのサイズが変わっても、位置決め台５４を交換することなく、複数サイズの電子部品ＥＰが位置決めされる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
位置決め台に形成されたくぼみ部の形状は、上底の面積が下底の面積よりも大きい四角錐台状に限定されるものではない。
また、位置決め装置が位置決めする対象は、電子部品に限定されるものではない。
更に、加振部が発生する振動は、超音波振動に限定されるものではなく、より低周波の振動であってもよい。

１０：半導体検査装置、１２：インデックステーブル、１４：位置決め台、１４２：雄ねじ部、１６：加振部、１８：制御部、５４：位置決め台、１２２：テーブル部、１２４：吸着コレット、１６２：超音波振動子、１６４：超音波ホーン、５４２：突き当て部、５４２ａ：第１の突き当て面、５４２ｂ：第２の突き当て面、ＣＡＭ：カメラ、ＥＰ：電子部品、ＨＬ：くぼみ部

Claims (15)

1. 電子部品を搬送する搬送部と、
   前記搬送部によって搬送された前記電子部品が嵌り、上側が開口したくぼみ部が形成された第１の位置決め台と、
   前記第１の位置決め台を振動させる加振部と、を備えた位置決め装置。
2. 請求項１記載の位置決め装置において、
   前記加振部は、前記第１の位置決め台を上下方向に超音波振動させる位置決め装置。
3. 請求項１又は２記載の位置決め装置において、
   前記加振部は、前記第１の位置決め台を実質的に水平方向に超音波振動させる位置決め装置。
4. 請求項２又は３記載の位置決め装置において、
   前記くぼみ部の深さが、前記電子部品の高さよりも浅い位置決め装置。
5. 請求項４記載の位置決め装置において、
   前記加振部は、超音波振動を発生する超音波振動子と、
   前記超音波振動子に設けられ、前記第１の位置決め台を支持する超音波ホーンと、を有する位置決め装置。
6. 請求項５記載の位置決め装置において、
   前記第１の位置決め台は、ねじ部を有し、
   前記第１の位置決め台が、前記ねじ部によって前記超音波ホーンに固定される位置決め装置。
7. 請求項６記載の位置決め装置において、
   前記超音波振動子が発生する振動の振幅の大きさを制御するための電圧又は電流を出力する制御部を更に備えた位置決め装置。
8. 請求項７記載の位置決め装置において、
   前記加振部は、前記第１の位置決め台を振幅が１μ以下で加振できる位置決め装置。
9. 請求項８記載の位置決め装置において、
   前記搬送部は、前記電子部品の上面を吸着し、上下方向に移動する吸着コレットを有する位置決め装置。
10. 請求項８記載の位置決め装置において、
    前記搬送部は、前記電子部品の上面を吸着する吸着コレットを有し、
    前記第１の位置決め台が上下方向に移動する位置決め装置。
11. 請求項９又は１０記載の位置決め装置において、
    前記電子部品は直方体状であり、
    前記くぼみ部の形状は、上底の面積が下底の面積よりも大きい四角錐台状である位置決め装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の位置決め装置において、
    前記第１の位置決め台に代えて、前記電子部品が突き当たり、該電子部品の位置を決めるための突き当て部が設けられた第２の位置決め台を備えた位置決め装置。
13. 請求項１２記載の位置決め装置において、
    前記第２の位置決め台を傾ける駆動部を更に備えた位置決め装置。
14. 物品を搬送する搬送部と、
    前記搬送部によって搬送された前記物品が嵌るくぼみ部が形成された位置決め台と、
    前記位置決め台を振動させる加振部と、を備えた位置決め装置。
15. それぞれ電子部品の上面を吸着し円周方向に沿って配置された複数の吸着コレットを有するインデックステーブルと、
    前記吸着コレットによって搬送された前記電子部品が嵌り、上側が開口したくぼみ部が形成された位置決め台と、
    前記位置決め台を超音波振動させる加振部と、
    前記吸着コレットによって吸着され、前記くぼみ部から取り出された前記電子部品の位置が予め決められた範囲にあることを監視するための監視部と、備えた半導体検査装置。