JP2021182583A

JP2021182583A - 吸着条件決定方法および吸着装置

Info

Publication number: JP2021182583A
Application number: JP2020087430A
Authority: JP
Inventors: 聖一寺岡; Seiichi Teraoka; 邦明柘植; Kuniaki Tsuge; 良太赤塚; Ryota Akatsuka
Original assignee: Fuji Corp
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: JP7417472B2

Abstract

【課題】シートに貼着されたダイをピンで裏側から押し上げてノズルで吸着する吸着装置において、より適正な吸着条件を決定する。【解決手段】吸着条件決定方法は、シート保持部材にシートを保持すると共にシートの裏側からピンを突き上げた状態において、シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定する。そして、吸着条件決定方法は、吸着条件の一つとして、測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧でノズルにダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する。【選択図】図９

Description

本明細書は、吸着条件決定方法および吸着装置について開示する。

従来、シートに貼り付けられたチップをピンでシートの裏側から押し上げて真空吸引孔を有するノズルでピックアップ（吸着）するピックアップ装置において、ピックアップ動作（吸着動作）の条件（ピックアップ動作条件）の良否を判定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ピックアップ装置は、ノズルから真空吸引され真空排気部によって排気される空気の流量を計測する流量計測部を備える。ピックアップ装置は、ノズルの時系列的な昇降動作を示す昇降パターンと、流量計測部によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターンと、ピンの突き上げ量の時系列的な変化を示す突き上げパターンとを取得する。そして、ピックアップ装置は、各パターンの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面として表示部に表示する。ピックアップ動作条件の良否は、条件出しテストにおいてノズル下降高さやピン突き上げ高さ、ノズルの昇降速度、ピンの突き上げ速度を変化させながら試行的に実行して決定された判定パラメータに基づいて判定される。

特開２０１２−０２８３６４号公報

引用文献１には、ノズルから真空排気部によって排気される空気の流量に基づいて、ノズル下降高さやピン突き上げ高さ、ノズルの昇降速度、ピンの突き上げ速度について最適なピックアップ動作条件（吸着条件）を設定しようとするものは記載されている。しかし、流量センサにより計測される流量は、使用するノズルのサイズによって変化することから、吸着条件を決定するにあたっては、このことを十分に考慮する必要がある。

本開示は、シートに貼着されたダイをピンで裏側から押し上げてノズルで吸着する吸着装置において、より適正な吸着条件を決定することができる吸着条件決定方法および吸着装置を提供することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の吸着条件決定方法は、
複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置において、
昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、
負圧により前記シートを保持可能なシート保持部材と、前記シート保持部材に対して昇降可能なピンと、を有する剥離装置と、
前記ウエハから前記ダイを吸着して取り出すに際して、前記シートの裏面を前記シート保持部材に保持させるシート保持制御と、前記ダイの上方において前記ノズルを下降させて前記ダイを前記ノズルに吸着させるノズル下降制御と、前記ピンで前記ダイを前記シートの裏面側から押し上げるピン突き上げ制御と、前記ダイを吸着させた前記ノズルを上昇させるノズル上昇制御とを順次実行するよう前記ヘッドと前記剥離装置とを制御する吸着制御を行なう制御装置と、
を備える吸着装置に適用され、前記吸着制御のための吸着条件を決定する吸着条件決定方法であって、
前記シート保持部材に前記シートを保持すると共に前記シートの裏側から前記ピンを突き上げた状態において、前記シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定し、
前記吸着条件の一つとして、前記測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧で前記ノズルに前記ダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する、
ことを要旨とする。

この本開示の吸着条件決定方法は、シートに貼着されたダイをピンで裏側から押し上げてノズルで吸着する吸着装置の吸着条件を決定するものである。吸着条件決定方法は、シート保持部材にシートを保持すると共にシートの裏側からピンを突き上げた状態において、シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定する。そして、吸着条件決定方法は、吸着条件の一つとして、測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧でノズルにダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する。これにより、シートに貼着されたダイを引き剥がすために適したサイズのノズルを選定することができる。この結果、シートに貼着されたダイをピンで裏側から押し上げてノズルで吸着する吸着装置において、より適正な吸着条件を決定することができる吸着条件決定方法とすることができる。

本開示の吸着装置は、
複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置であって、
昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、
負圧により前記シートを保持可能なシート保持部材と、前記シート保持部材に対して昇降可能なピンと、を有する剥離装置と、
前記ウエハから前記ダイを吸着して取り出すに際して、前記シートの裏面を前記シート保持部材に保持させるシート保持制御と、前記ダイの上方において前記ノズルを下降させて前記ダイを前記ノズルに吸着させるノズル下降制御と、前記ピンで前記ダイを前記シートの裏面側から押し上げるピン突き上げ制御と、前記ダイを吸着させた前記ノズルを上昇させるノズル上昇制御とを順次実行するよう前記ヘッドと前記剥離装置とを制御する吸着制御を行なう制御手段と、
前記吸着制御のための吸着条件の一つとして、前記吸着制御の実行中に前記ノズルで前記シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定し、前記測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧で前記ノズルに前記ダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する吸着条件決定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本開示の吸着装置は、シートに貼着されたダイをピンで裏側から押し上げてノズルで吸着する吸着制御を行なう制御手段と、吸着制御のための吸着条件を決定する吸着条件決定手段とを備える。吸着条件決定手段は、吸着条件の一つとして、吸着制御の実行中にノズルでシートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定し、測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧でノズルにダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する。これにより、シートに貼着されたダイを引き剥がすために適したサイズのノズルを選定することができる。この結果、シートに貼着されたダイをピンで裏側から押し上げてノズルで吸着する吸着装置において、より適正な吸着条件を決定することができる吸着装置とすることができる。

部品実装機を含む実装システムの概略構成図である。ダイ剥離装置の概略構成図である。負圧供給系の概略構成図である。荷重測定用のチャックの概略構成図である。実装システムの電気的な接続関係を示すブロック図である。吸着条件決定処理の一例を示すフローチャートである。吸着確認処理の一例を示すフローチャートである。吸着動作を行なう際の吸着ノズルとポットと押上ピンの各高さの時間変化の様子を示す説明図である。ノズル径決定処理の一例を示すフローチャートである。チャックを用いてダイを取り出す様子を示す説明図である。ピン突き上げ制御の条件リストの一例を示す説明図である。ノズル上昇制御の条件リストの一例を示す説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態について説明する。

図１は、部品実装機を含む実装システムの概略構成図である。図２は、ダイ剥離装置の概略構成図である。図３は、負圧供給系の概略構成図である。図４は、荷重測定用のチャックの概略構成図である。図５は、実装システムの電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１中、左右方向はＸ軸方向であり、前後方向はＹ軸方向であり、上下方向はＺ軸方向である。

実装システム１０は、図１に示すように、部品を基板Ｓ上に実装するシステムであり、複数の部品実装機２０と、管理装置８０とを備える。複数の部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向に沿って整列して設置されることで実装ラインを構成する。なお、実装システム１０は、実際には、複数の部品実装機２０と同じ実装ライン上に半田印刷機や検査機、リフロー炉なども備える。

部品実装機２０は、基板搬送装置２１と、ヘッド３０と、ヘッド移動装置２２と、パーツカメラ２３と、マークカメラ２４と、テープ供給装置２５と、ウエハ供給装置４０と、制御装置７０とを備える。

ヘッド３０は、ヘッド移動装置２２により前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させられ、テープ供給装置２５やウエハ供給装置４０から供給される部品をピックアップ（吸着）して基板搬送装置２１により機内に搬入された基板Ｓへ実装する。ヘッド３０は、ノズルホルダと、ノズルホルダを昇降させるノズル昇降装置と、を備える。例えば、ヘッド３０は、回転体を有するロータリヘッドとして構成される。ロータリヘッドは、それぞれ周方向に複数配列されると共に上下（Ｚ軸方向）に昇降可能に回転体に支持された複数のノズルホルダと、複数のノズルホルダのうち所定の旋回位置に位置するノズルホルダを昇降させるノズル昇降装置と、を備える。ノズルホルダの先端（下端）には、吸着ノズル３１が着脱可能に取り付けられる。吸着ノズル３１の先端（下端）には、負圧供給系６０に連通する吸着口が形成されている。吸着ノズル３１は、負圧供給系６０から吸着口に負圧が供給された状態で吸着口が部品（ダイＤを含む）の表面に接触することで当該部品を吸着することができる。ノズル昇降装置３２は、ガイドレールに導かれて上下（Ｚ軸方向）に移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダの上下（Ｚ軸方向）の位置を検出する位置センサと、を有する。ノズル昇降装置３２のスライダは、ノズルホルダの上方に設置されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータと接続されている。ノズル昇降装置３２は、モータによりスライダを昇降することで、ノズルホルダを吸着ノズル３１と共に昇降させる。

基板搬送装置２１は、基板Ｓの機内への搬入と、機内での位置決めと、機外への搬出とを行なう。基板搬送装置２１は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。

ヘッド移動装置２２は、ガイドレールに導かれて前後左右（ＸＹ軸方向）へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダの前後左右（ＸＹ軸方向）の位置を検出する位置センサとを備える。スライダには、ヘッド３０が固定されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータに接続されている。ヘッド移動装置２２は、モータによりスライダを駆動することで、ヘッド３０を前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させる。

パーツカメラ２３は、基板搬送装置２１とテープ供給装置２５との間に設置されている。パーツカメラ２３は、部品を吸着した吸着ノズル３１がパーツカメラ２３の上方を通過する際、吸着ノズル３１に吸着された部品を下方から撮像し、その画像を制御装置７０へ出力する。

マークカメラ２４は、ＸＹ軸方向に移動可能にヘッド移動装置２２（スライダ）に設置されている。マークカメラ２４は、機内に搬入された基板Ｓの位置を確認するために基板Ｓに設けられた位置決め基準マークを上方から撮像し、その画像を制御装置７０へ出力する。

テープ供給装置２５は、部品が収容されたテープが巻回されたリールを備え、リールからテープを引き出すことにより部品をヘッド３０（吸着ノズル３１）の吸着位置に供給する。

ウエハ供給装置４０は、複数のダイＤに分割されたウエハＷをヘッド３０（吸着ノズル３１）の吸着位置に供給するものであり、ウエハパレット４１と、マガジン４２と、ダイ剥離装置５０と、を備える。ウエハパレット４１は、図２に示すように、開口４１ｏを有し、開口４１ｏの周縁においてウエハＷが貼着されたウエハシート４３を張った状態で固定する。このウエハパレット４１は、マガジン４２に複数収容されており、ヘッド３０（吸着ノズル３１）がダイＤを吸着する際にパレット引出装置４４（図５参照）によってマガジン４２から引き出されるようになっている。

ダイ剥離装置５０は、図２に示すように、ポット５１と、ポット移動装置５２と、押上ピン５５と、ピン昇降装置５６（図５参照）と、を備える。ポット５１は、パレット引出装置４４により引き出されたウエハパレット４１の下方に設置されている。ポット５１の上面には、負圧供給系６０と連通する吸引面が形成されており、ポット５１は、負圧供給系６０から供給される負圧によりウエハシート４３を吸引支持する。ポット移動装置５２は、ガイドレールに導かれて前後左右（ＸＹ軸方向）へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダの前後左右（ＸＹ軸方向）の位置を検出する位置センサと、を備える。ポット移動装置５２のスライダには、ピン昇降装置５６を介してポット５１が固定されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータと接続されている。ポット移動装置５２は、モータによりスライダを駆動することで、ポット５１を前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させる。

押上ピン５５は、ポット５１の内部に設置され、ウエハシート４３に貼着されたウエハＷの分割されたダイＤのうちピックアップ（吸着）しようとするダイＤをウエハシート４３の裏側から押し上げるものである。ピン昇降装置５６は、ガイドレールに導かれてＺ軸方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダの上下（Ｚ軸方向）の位置を検出する位置センサと、を備える。ピン昇降装置５６のスライダには、押上ピン５５の基端を支持するピン支持体の下方に設置されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータと接続されている。ピン昇降装置５６は、押上ピン５５と共にポット５１を昇降可能に構成されており、ポット５１の上面（吸引面）がウエハシート４３にほぼ接触する位置まで近接すると、ストッパ機構によってポット５１の上昇が止まり、その後、押上ピン５５がポット５１の上面から突出して、ダイＤをウエハシート４３の裏側から押し上げるようになっている。ダイ剥離装置５０は、ポット５１の上面でウエハシート４３を吸引支持させた状態で押上ピン５５を突き上げることにより、ピックアップ（吸着）しようするダイＤだけを押し上げてウエハシート４３から剥離させることができる。

負圧供給系６０は、図３に示すように、真空ポンプ６１と、ポンプ流路６２と、ノズル流路６３と、ポット流路６４と、開閉弁６５，６６と、流量センサ６７，６８とを備える。真空ポンプ６１は、ポンプ流路６２に組み込まれている。ノズル流路６３は、ポンプ流路６２から分岐して各ノズルホルダに装着された吸着ノズル３１の吸着口と連通する。ポット流路６４は、ポンプ流路６２から分岐してポット５１の吸引面と連通する。開閉弁６５は、ノズル流路６３に設置され、ポンプ流路６２と吸着ノズル３１の吸着口との連通と遮断とが切り替えられるよう開閉する。開閉弁６６は、ポット流路６４に設置され、ポンプ流路６２とポット５１の吸引面との連通と遮断とが切り替えられるよう開閉する。流量センサ６７は、ノズル流路６３に設置され、ノズル流路６３を流れるエア（空気）の単位時間当りの流量（ノズル側流量Ｑｎ）を検出（測定）する。流量センサ６８は、ポット流路６４に設置され、ポット流路６４を流れるエア（空気）の単位時間当りの流量（ポット側流量Ｑｐ）を検出（測定）する。

また、本実施形態の部品実装機２０は、ヘッドの交換が可能に構成されている。部品実装機２０には、図４に示すように、複数の爪で部品を把持するメカニカルチャック（チャック）１００と、チャック１００を昇降するチャック昇降装置と、を備えるヘッドを装着することができる。このヘッドは、本実施形態では、荷重センサ１０１を更に備え、ダイＤをウエハシート４３から引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定するための荷重測定用のヘッドとして用いられる。

制御装置７０は、図５に示すように、ＣＰＵ７１やＲＯＭ７２、ＨＤＤ７３（記憶装置）またはＳＳＤなどの記憶装置、ＲＡＭ７４、タイマ７５、入出力ポートなどを備える。制御装置７０は、ヘッド３０の位置センサやヘッド移動装置２２の位置センサ、パーツカメラ２３、マークカメラ２４、テープ供給装置２５、パレット引出装置４４、ダイ剥離装置５０の位置センサ、負圧供給系６０の流量センサ６７，６８などからの信号を入力ポートを介して入力する。また、制御装置７０は、部品実装機２０に荷重測定用のヘッドが装着されている場合には、荷重センサ１０１からの信号も入力する。さらに、制御装置７０は、基板搬送装置２１やヘッド３０（ノズル昇降装置３２）、パーツカメラ２３、マークカメラ２４、テープ供給装置２５、ウエハ供給装置４０（パレット引出装置４４や、ダイ剥離装置５０のポット移動装置５２，ピン昇降装置５６）、負圧供給系６０の開閉弁６５，６６へ制御信号を出力ポートを介して出力する。

管理装置８０は、図５に示すように、ＣＰＵ８１やＲＯＭ８２、ＨＤＤ８３（記憶装置）またはＳＳＤなどの記憶装置、ＲＡＭ８４、入出力ポートなどを備える。管理装置８０には、マウスやキーボードなどの入力装置８５と、表示装置８６とが接続されている。管理装置８０は、部品実装機２０の制御装置７０と通信可能に接続され、生産指示に係るジョブ情報を制御装置７０に送信すると共に制御装置７０から各種情報を受信する。ジョブ情報には、例えば、部品の実装順、実装する部品の種類、使用する吸着ノズル３１の種類（ノズル径）を含む吸着条件、生産する基板Ｓのサイズ、生産枚数などの情報が含まれている。

次に、部品実装機２０（吸着装置）においてダイＤを吸着ノズル３１に吸着してウエハシート４３から取り出すための適正な吸着条件を決定する処理について説明する。ここで、本実施形態では、ヘッド３０とウエハ供給装置４０と制御装置７０とが吸着装置に相当する。

図６は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される吸着条件決定処理の一例を示すフローチャートである。吸着条件決定処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、吸着ノズル３１の必要ノズル径を決定するノズル径決定処理を実行し（ステップＳ１００）、決定した必要ノズル径の吸着ノズル３１を用いてダイＤの吸着状態を確認するために吸着確認処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、説明の都合上、まず、吸着確認処理について説明し、その後、ノズル径決定処理について説明する。

図７は、吸着確認処理の一例を示すフローチャートである。以下、吸着確認処理について図８を参照しながら説明する。吸着確認処理では、ＣＰＵ７１は、まず、ポット５１の上面（吸引面）にウエハシート４３を吸着させるシート吸着制御を実行する（ステップＳ２００）。シート吸着制御は、ポット移動装置５２を制御してポット５１を吸着しようとするダイＤ（対象ダイ）の真下に移動させ、開閉弁６６を開弁してポット５１の上面（吸引面）に負圧を供給すると共にピン昇降装置５６を制御してポット５１を上昇させることにより行なわれる（図８中、ｔ１）。

続いて、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル３１を下降させて対象ダイを吸着ノズル３１に吸着させるノズル下降制御を開始する（ステップＳ２１０）。ノズル下降制御は、ヘッド移動装置２２を制御して吸着ノズル３１を対象ダイの真上に移動させ、開閉弁６５を開弁して吸着ノズル３１の吸着口に負圧を供給すると共にノズル昇降装置３２を制御して吸着ノズル３１を下降させることにより行なわれる。次に、ＣＰＵ７１は、ノズル昇降装置３２の位置センサからの検出信号に基づいて吸着ノズル３１の上下（Ｚ軸方向）の位置Ｚｎが目標下降位置（図８中、Ｚｎｔａｇ）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２２０）。目標下降位置Ｚｎｔａｇは、吸着ノズル３１の吸着口（下端）がウエハシート４３上のダイＤに接触する位置である。

ＣＰＵ７１は、吸着ノズル３１の位置Ｚｎが目標下降位置Ｚｎｔａｇに到達したと判定すると（図８中、ｔ２）、流量センサ６７が測定したノズル側流量Ｑｎを内部に入力し（ステップＳ２３０）、入力したノズル側流量Ｑｎをノズル下降直後流量Ｑ１に設定する（ステップＳ２４０）。次に、ＣＰＵ７１は、タイマｔ１の計測を開始し（ステップＳ２５０）、タイマｔ１の計測値が突き上げ前待ち時間（図８中、ｔｒｅｆ１）に達するまで待つ（ステップＳ２６０）。突き上げ前待ち時間ｔｒｅｆ１は、吸着ノズル３１を下降させた後、吸着ノズル３１の吸着の挙動が安定するまでの待ち時間である。

ＣＰＵ７１は、タイマｔ１の計測値が突き上げ前待ち時間ｔｒｅｆ１に到達したと判定すると（図８中、ｔ３）、次に、押上ピン５５で対象ダイを裏側から押し上げるピン突き上げ制御を開始する（ステップＳ２７０）。ピン突き上げ制御は、ピン昇降装置５６により押上ピン５５が所定の突き上げ速度（目標突き上げ速度）で所定の突き上げ量（目標突き上げ量）だけ突き上げられるよう制御することにより行なわれる。吸着ノズル３１は、ノズル昇降装置３２により押上ピン５５の突き上げと同期して（所定の突き上げ速度と同じ上昇速度かつ所定の突き上げ量と同じ上昇量で）上昇するよう制御される。なお、吸着ノズル３１は、ノズルホルダに対して上下にストローク可能で且つスプリングの付勢力により下方に付勢されることで、押上ピン５５の突き上げと同期して上昇（ストローク）するように構成されてもよい。そして、ＣＰＵ７１は、ピン昇降装置５６の位置センサからの検出信号に基づいて押上ピン５５の突き上げ量が目標突き上げ量（図８中、α）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２８０）。目標突き上げ量αは、ダイＤをウエハシート４３から剥離させるために必要なダイＤの押し上げ量である。

ＣＰＵ７１は、押上ピン５５の突き上げ量が目標突き上げ量αに到達したと判定すると（図８中、ｔ４）、流量センサ６７が測定したノズル側流量Ｑｎと流量センサ６８が測定したポット側流量Ｑｐとを内部に入力し（ステップＳ２９０）、入力したノズル側流量Ｑｎとポット側流量Ｑｐとをそれぞれ突き上げ直後流量Ｑ２，Ｑ３に設定する（ステップＳ３００）。次に、ＣＰＵ７１は、タイマｔ２の計測を開始し（ステップＳ３１０）、タイマｔ２の計測値がノズル上昇前待ち時間（図８中、ｔｒｅｆ２）に達するまで待つ（ステップＳ３２０）。ノズル上昇前待ち時間ｔｒｅｆ２は、押上ピン５５を突き上げてから対象ダイがウエハシート４３からある程度剥離するまでの待ち時間である。

ＣＰＵ７１は、タイマｔ２の計測値がノズル上昇前待ち時間ｔｒｅｆ２に達すると（図８中、ｔ５）、吸着ノズル３１を上昇させるノズル上昇制御を開始する（ステップＳ３３０）。ノズル上昇制御は、ノズル昇降装置３２により吸着ノズル３１を所定上昇速度（目標上昇速度）で上昇するよう制御することにより行なわれる。そして、ＣＰＵ７１は、ノズル昇降装置３２の位置センサからの検出信号に基づいて吸着ノズル３１が所定上昇量（図８中、β）だけ上昇したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。所定上昇量βは、吸着ノズル３１に対象ダイが正常に吸着されたならば、対象ダイがウエハシート４３から引き剥がされて離間していると考えられる吸着ノズル３１の上昇量である。

ＣＰＵ７１は、吸着ノズル３１が所定上昇量βだけ上昇したと判定すると（図８中、ｔ６）、流量センサ６７が測定したノズル側流量Ｑｎを内部に入力し（ステップＳ３５０）、入力したノズル側流量Ｑｎをノズル上昇中流量Ｑ４に設定する（ステップＳ３６０）。

ＣＰＵ７１は、こうしてノズル下降直後流量Ｑ１，突き上げ直後流量Ｑ２，Ｑ３およびノズル上昇中流量Ｑ４をそれぞれ設定すると、各流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４がそれぞれの適正流量範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。ＣＰＵ７１は、各流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のいずれもが適正流量範囲内にあると判定すると、吸着状態が良好である良好判定を行なって（ステップＳ３８０）、吸着確認処理を終了する。一方、ＣＰＵ７１は、各流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のいずれかが対応する適正流量範囲内にないと判定すると、吸着状態が不良である不良判定を行なって（ステップＳ３９０）、吸着確認処理を終了する。

こうした吸着確認処理において、上述した突き上げ前待ち時間ｔｒｅｆ１、目標突き上げ量、目標突き上げ速度、上昇前待ち時間ｔｒｅｆ２および目標上昇速度は、吸着条件決定処理で決定される吸着条件に含まれる。これらの吸着条件は、吸着条件決定処理のステップＳ１１０においては、予め定められた値が用いられる。

次に、ノズル径決定処理を説明する。図９は、ノズル径決定処理の一例を示すフローチャートである。ノズル径決定処理は、部品実装機２０にチャック１００とチャック昇降装置とを有するヘッドを装着した状態で実行される。以下、ノズル径決定処理について図１０を参照しながら説明する。

ノズル径決定処理では、ＣＰＵ７１は、まず、ステップＳ２００と同様のシート吸着制御を実行する（ステップＳ４００）。続いて、ＣＰＵ７１は、ヘッド移動装置２２を制御してチャック１００を対象ダイの真上に移動させると共に（図１０（ａ）参照）、チャック昇降装置によりチャック１００で下降させた後、チャック１００の爪で対象ダイの側面を把持する（ステップＳ４１０、図１０（ｂ）参照）。

次に、ＣＰＵ７１は、押上ピン５５の突き上げ量が予め定められた目標突き上げ量に到達するまでステップＳ２７０と同様のピン突き上げ制御を実行する（ステップＳ４２０、図１０（ｃ）参照）。なお、ＣＰＵ７１は、ピン突き上げ制御の実行中に流量センサ６８からのポット側流量Ｑｐを監視することで、ウエハシート４３がポット５１の上面に適正に保持されているか否かを確認するようにしてもよい。ＣＰＵ７１は、押上ピン５５の突き上げ量が目標突き上げ量に到達すると（ステップＳ４３０）、予め定められた上昇前待ち時間が経過するのを待って（ステップＳ４４０）、チャック昇降装置を制御してチャック１００を上昇させるチャック上昇制御を開始する（ステップＳ４５０、図１０（ｄ）参照）。

ＣＰＵ７１は、チャック上昇制御を開始すると、ピーク荷重Ｆｐｅａｋを値０に初期化し（ステップＳ４６０）、流量センサ６８が測定したポット側流量Ｑｐと荷重センサ１０１が測定した引っ張り荷重Ｆとを内部に入力する（ステップＳ４７０）。そして、ＣＰＵ７１は、入力したポット側流量Ｑｐが閾値Ｑｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ４８０）。閾値Ｑｒｅｆは、ポット５１から負圧のリークがないか否か、すなわち、ウエハシート４３がポット５１の上面（吸引面）に適正に保持されているか否かを判定するための閾値である。ＣＰＵ７１は、入力したポット側流量Ｑｐが閾値Ｑｒｅｆ未満であると判定すると、入力した引っ張り荷重Ｆがピーク荷重Ｆｐｅａｋよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５００）。ＣＰＵ７１は、入力した引っ張り荷重Ｆがピーク荷重Ｆｐｅａｋよりも大きいと判定すると、ピーク荷重Ｆｐｅａｋに入力した引っ張り荷重Ｆを設定し（ステップＳ５１０）、引っ張り荷重Ｆがピーク荷重Ｆｐｅａｋ以下であると判定すると、ステップＳ５１０をスキップする。そして、ＣＰＵ７１は、チャック１００が予め定められた所定量上昇したか否かを判定する（ステップＳ５２０）。ＣＰＵ７１は、チャック１００が所定量上昇していないと判定すると、ステップＳ４７０に戻って処理を繰り返す。

ＣＰＵ７１は、ステップＳ４８０において、ポット側流量Ｑｐが閾値Ｑｒｅｆ以上であると判定すると、ウエハシート４３がポット５１から離れており、対象ダイの引き剥がしに失敗したと判断し、ステップＳ４３０の判定に用いられる目標突き上げ量を増量した上で（ステップＳ４９０）、ステップＳ４００に戻り、ノズル径決定処理を最初からやり直す。

ＣＰＵ７１は、ステップＳ５２０において、ポット側流量Ｑｐが閾値Ｑｒｅｆ以上となることなく、チャック１００が所定量上昇したと判定すると、対象ダイの引き剥がしに成功したと判断し、ピーク荷重Ｆｐｅａｋに基づいて必要ノズル径を決定して（ステップＳ５３０）、ノズル径決定処理を終了する。吸着ノズル３１の吸着力は、吸着ノズル３１の内圧と大気圧との圧力差と吸着口の断面積との積によって定められ、ピーク荷重Ｆｐｅａｋよりも大きくなるように設定される必要がある。吸着ノズル３１の内圧は、負圧供給系６０から供給される負圧であり、予め定めることができるため、ピーク荷重Ｆｐｅａｋに基づいて吸着ノズル３１の必要ノズル径を決定することができる。

図６の吸着条件決定処理に戻って、ＣＰＵ７１は、ノズル径決定処理と吸着確認処理とを行なうと、次に、条件リストから今回実行する他の吸着条件を設定する（ステップＳ１２０）。図１１は、ピン突き上げ制御の条件リストの一例を示す説明図である。ピン突き上げ制御の条件リストには、突き上げ前待ち時間ｔｒｅｆ１と目標突き上げ量と目標突き上げ速度とが含まれる。本実施形態では、目標突き上げ量には、上述したノズル径決定処理においてチャック１００による対象ダイの引き剥がしに成功したときに用いられた目標突き上げ量が設定される。また、ピン突き上げ制御の条件リストには、各条件の組合せにおいてピン突き上げ制御を実行した際の実行時間も含まれる。図１２は、ノズル上昇制御の条件リストの一例を示す説明図である。ノズル上昇制御の条件リストには、上昇前待ち時間ｔｒｅｆ２と目標上昇速度とが含まれる。また、ノズル上昇制御の条件リストには、各条件の組合せにおいてノズル上昇制御を実行した際の実行時間も含まれる。なお、ピン突き上げ制御の条件リストおよびノズル上昇制御の条件リストのうち一部（例えば、ノズル上昇速度）は、固定値とされてもよい。

ＣＰＵ７１は、今回実行する吸着条件を各条件リストの中から設定すると、上述したノズル径決定処理で決定したノズル径の吸着ノズル３１を用いて、ステップＳ１２０で設定した吸着条件で吸着確認を行なう（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０の確認処理は、吸着条件が異なる点を除いてステップＳ１１０と同様の処理により実行される。

ＣＰＵ７１は、吸着確認を行なうと、吸着確認の良否判定の結果を今回実行した吸着条件と対応付けてＨＤＤ７３（記憶装置）に記憶し（ステップＳ１４０）、条件リストに含まれる吸着条件の全ての組合せについて吸着確認を行なったか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ＣＰＵ７１は、吸着確認を行なっていない吸着条件の組合せが残っていると判定すると、ステップＳ１２０に戻って吸着条件の他の組合せを設定して吸着確認を行なう。一方、ＣＰＵ７１は、吸着条件の全ての組合せについて吸着確認を行なったと判定すると、吸着確認において良好判定された吸着条件のうちサイクルタイムが最短となる吸着条件の組合せを最適条件に設定して（ステップＳ１６０）、吸着条件決定処理を終了する。この処理は、ピン突き上げ制御の実行時間とノズル上昇制御の実行時間との和が最短となる吸着条件の組合せを検索することにより行なわれる。なお、サイクルタイムが最短となる吸着条件とは、突き上げ前待ち時間ｔｒｅｆ１や上昇前待ち時間ｔｒｅｆ２であれば、最も短い時間であり、目標突き上げ速度や目標上昇速度であれば、最も速い速度であり、目標突き上げ量であれば、最も少ない量である。最適条件は、管理装置８０に送信され、管理装置８０にてジョブ情報に含まれる吸着条件に反映される。

ここで、本実施形態の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態のダイＤが「ダイ」に相当し、ウエハシート４３が「シート」に相当し、吸着ノズル３１が「ノズル」に相当し、ヘッド３０が「ヘッド」に相当し、ダイ剥離装置５０が「剥離装置」に相当し、押上ピン５５が「ピン」に相当し、制御装置７０が「制御装置」に相当する。また、吸着条件決定処理を実行する制御装置７０が「吸着条件決定手段」に相当する。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、目標突き上げ量は、ノズル径決定処理においてチャック１００による対象ダイの引き剥がしに成功したときに用いられた目標突き上げ量が設定されるものとした。しかし、目標突き上げ量は、複数の目標突き上げ量を変更しながら吸着確認処理を実行し、吸着確認処理において良好判定された目標突き上げ量のうち最も少ないものが設定されてもよい。

上述した実施形態では、チャック１００と荷重センサ１０１とを有するヘッドを装着する部品実装機２０において、チャック１００で対象ダイを把持してウエハシート４３から引き剥がす際に荷重センサ１０１により検出される荷重のピーク値（ピーク荷重Ｆｐｅａｋ）に基づいて必要ノズル径を決定するものとした。しかし、吸着ノズル３１と荷重センサとを有するヘッド３０を装着する部品実装機２０において、吸着ノズル３１で対象ダイを吸着してウエハシート４３から引き剥がす際に荷重センサにより検出される荷重のピーク値に基づいて必要ノズル径を決定してもよい。

上述した実施形態では、ノズル流路６３には、流量センサ６７が設置され、ＣＰＵ７１は、流量センサ６７により検出されたノズル側流量Ｑｎ（ノズル下降直後流量Ｑ１，突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ４）に基づいて吸着状態を判定するものとした。しかし、ノズル流路６３には、流路内の負圧を検出する負圧センサ（ノズル側負圧センサ）が設置され、ＣＰＵ７１は、ノズル側負圧センサにより検出された負圧に基づいて吸着状態を判定してもよい。また、ポット流路６４には、流量センサ６８が設置され、ＣＰＵ７１は、流量センサ６８により検出されたポット側流量（突き上げ直後流量Ｑ３）に基づいて吸着状態を判定するものとした。しかし、ポット流路６４には、流路内の負圧を検出する負圧センサ（ポット側負圧センサ）が設置され、ＣＰＵ７１は、ポット側負圧センサにより検出された負圧に基づいて吸着状態を判定してもよい。

上述した実施形態では、吸着条件決定処理は、部品実装機２０の制御装置７０により実行されるものとした。しかし、吸着条件決定処理のうちの一部は、管理装置８０により実行されてもよいし、ウエハ供給装置４０により実行されてもよい。

以上説明したように、本開示の吸着条件決定方法は、複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置において、昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、負圧により前記シートを保持可能なシート保持部材と、前記シート保持部材に対して昇降可能なピンと、を有する剥離装置と、前記ウエハから前記ダイを吸着して取り出すに際して、前記シートの裏面を前記シート保持部材に保持させるシート保持制御と、前記ダイの上方において前記ノズルを下降させて前記ダイを前記ノズルに吸着させるノズル下降制御と、前記ピンで前記ダイを前記シートの裏面側から突き上げるピン突き上げ制御と、前記ダイを吸着させた前記ノズルを上昇させるノズル上昇制御とを順次実行するよう前記ヘッドと前記剥離装置とを制御する吸着制御を行なう制御装置と、を備える吸着装置に適用され、前記吸着制御のための吸着条件を決定する吸着条件決定方法であって、前記シート保持部材に前記シートを保持すると共に前記シートの裏側から前記ピンを突き上げた状態において、前記シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定し、前記吸着条件の一つとして、前記測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧で前記ノズルに前記ダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定することを要旨とする。

こうした本開示の吸着条件決定方法において、前記引っ張り荷重の測定中に前記シート保持部材への負圧供給状態を監視し、前記吸着条件の一つとして、前記負圧供給状態に基づいて前記ピンの突き上げ量を決定するものとしてもよい。この場合、前記引っ張り荷重の測定中に前記負圧供給状態が前記シート保持部材から負圧がリークするリーク状態に至ったときには前記ピンの突き上げ量を増やして前記引っ張り荷重を再測定し、前記負圧供給状態が前記リーク状態に至ることなく前記引っ張り荷重の測定が完了すると、そのときの突き上げ量を前記ピンの突き上げ量に決定するものとしてもよい。こうすれば、ピンの突き上げ量をより適正な量に決定することができる。

また、本開示の吸着条件決定方法において、前記吸着条件を決定した後、前記吸着制御を実行し、前記吸着制御の実行中に前記ノズルへの負圧供給状態と前記シート保持部材への負圧供給状態とを監視し、前記各負圧供給状態がそれぞれ予め定められた適正状態にあることを確認するものとしてもよい。こうすれば、決定した吸着条件が適正であるか否かを確認することができる。

さらに、本開示の吸着条件決定方法において、前記吸着制御は、前記シート保持制御と前記ノズル下降制御とを行ない、前記ノズル下降制御により前記ノズルを下降させてから第１所定時間が経過すると、前記ピンを第１所定速度で上昇させる前記ピン突き上げ制御を行ない、前記ピン突き上げ制御により前記ピンを突き上げた後、第２所定時間が経過すると、前記ノズルを第２所定速度で上昇させる前記ノズル上昇制御を行なうものであり、前記第１所定時間と前記第２所定時間と前記第１所定速度と前記第２所定速度とのうち少なくとも一つのパラメータを変更しながら、前記吸着制御を実行すると共に前記吸着制御の実行中に前記ノズルおよび前記シート保持部材のそれぞれにおける負圧供給状態を監視し、各負圧供給状態がそれぞれ予め定められた適正状態にある条件を前記吸着条件に決定するものとしてもよい。この場合、前記第１所定時間または前記第２所定時間として、前記各負圧供給状態がそれぞれの前記適正状態にある時間範囲内で最も短い時間を決定するものとしてもよい。また、前記第１所定速度または前記第２所定速度として、前記各負圧供給状態がそれぞれの前記適正状態にある速度範囲内で最も速い速度を決定するものとしてもよい。こうすれば、ダイの適正な吸着を確保しつつ、サイクルタイムをより短縮させることができる。

なお、本開示は、吸着条件決定方法の形態に限られず、吸着装置の形態であってもよい。

本発明は、吸着装置の製造産業などに利用可能である。

１実装システム、２０部品実装機、２１基板搬送装置、２２ヘッド移動装置、２３パーツカメラ、２４マークカメラ、２５テープ供給装置、３０ヘッド、３１吸着ノズル、３２ノズル昇降装置、４０ウエハ供給装置、４１ウエハパレット、４１ｏ開口、４２マガジン、４３ウエハシート、４４パレット引出装置、５０ダイ剥離装置、５１ポット、５２ポット移動装置、５５押上ピン、５６ピン昇降装置、６０負圧供給系、６１真空ポンプ、６２ポンプ流路、６３ノズル流路、６４ポット流路、６５，６６開閉弁、６７，６８流量センサ、７０制御装置、７１ＣＰＵ、７２ＲＯＭ、７３ＨＤＤ、７４ＲＡＭ、７５タイマ、８０管理装置、８１ＣＰＵ、８２ＲＯＭ、８３ＨＤＤ、８４ＲＡＭ、１００チャック、１０１荷重センサ、Ｄダイ、Ｓ基板、Ｗウエハ。

Claims

複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置において、
昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、
負圧により前記シートを保持可能なシート保持部材と、前記シート保持部材に対して昇降可能なピンと、を有する剥離装置と、
前記ウエハから前記ダイを吸着して取り出すに際して、前記シートの裏面を前記シート保持部材に保持させるシート保持制御と、前記ダイの上方において前記ノズルを下降させて前記ダイを前記ノズルに吸着させるノズル下降制御と、前記ピンで前記ダイを前記シートの裏面側から押し上げるピン突き上げ制御と、前記ダイを吸着させた前記ノズルを上昇させるノズル上昇制御とを順次実行するよう前記ヘッドと前記剥離装置とを制御する吸着制御を行なう制御装置と、
を備える吸着装置に適用され、前記吸着制御のための吸着条件を決定する吸着条件決定方法であって、
前記シート保持部材に前記シートを保持すると共に前記シートの裏側から前記ピンを突き上げた状態において、前記シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定し、
前記吸着条件の一つとして、前記測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧で前記ノズルに前記ダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する、
吸着条件決定方法。
請求項１に記載の吸着条件決定方法であって、
前記引っ張り荷重の測定中に前記シート保持部材への負圧供給状態を監視し、
前記吸着条件の一つとして、前記負圧供給状態に基づいて前記ピンの突き上げ量を決定する、
吸着条件決定方法。
請求項２に記載の吸着条件決定方法であって、
前記引っ張り荷重の測定中に前記負圧供給状態が前記シート保持部材から負圧がリークするリーク状態に至ったときには前記ピンの突き上げ量を増やして前記引っ張り荷重を再測定し、前記負圧供給状態が前記リーク状態に至ることなく前記引っ張り荷重の測定が完了すると、そのときの突き上げ量を前記ピンの突き上げ量に決定する、
吸着条件決定方法。
請求項１ないし３いずれか１項に記載の吸着条件決定方法であって、
前記吸着条件を決定した後、前記吸着制御を実行し、前記吸着制御の実行中に前記ノズルへの負圧供給状態と前記シート保持部材への負圧供給状態とを監視し、前記各負圧供給状態がそれぞれ予め定められた適正状態にあることを確認する、
吸着条件決定方法。
請求項１ないし４いずれか１項に記載の吸着条件決定方法であって、
前記吸着制御は、前記シート保持制御と前記ノズル下降制御とを行ない、前記ノズル下降制御により前記ノズルを下降させてから第１所定時間が経過すると、前記ピンを第１所定速度で上昇させる前記ピン突き上げ制御を行ない、前記ピン突き上げ制御により前記ピンを突き上げた後、第２所定時間が経過すると、前記ノズルを第２所定速度で上昇させる前記ノズル上昇制御を行なうものであり、
前記第１所定時間と前記第２所定時間と前記第１所定速度と前記第２所定速度とのうち少なくとも一つのパラメータを変更しながら、前記吸着制御を実行すると共に前記吸着制御の実行中に前記ノズルおよび前記シート保持部材のそれぞれにおける負圧供給状態を監視し、各負圧供給状態がそれぞれ予め定められた適正状態にある条件を前記吸着条件に決定する、
吸着条件決定方法。
請求項５に記載の吸着条件決定方法であって、
前記第１所定時間または前記第２所定時間として、前記各負圧供給状態がそれぞれの前記適正状態にある時間範囲内で最も短い時間を決定する、
吸着条件決定方法。
請求項５または６に記載の吸着条件決定方法であって、
前記第１所定速度または前記第２所定速度として、前記各負圧供給状態がそれぞれの前記適正状態にある速度範囲内で最も速い速度を決定する、
吸着条件決定方法。
複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置であって、
昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、
負圧により前記シートを保持可能なシート保持部材と、前記シート保持部材に対して昇降可能なピンと、を有する剥離装置と、
前記ウエハから前記ダイを吸着して取り出すに際して、前記シートの裏面を前記シート保持部材に保持させるシート保持制御と、前記ダイの上方において前記ノズルを下降させて前記ダイを前記ノズルに吸着させるノズル下降制御と、前記ピンで前記ダイを前記シートの裏面側から突き上げるピン突き上げ制御と、前記ダイを吸着させた前記ノズルを上昇させるノズル上昇制御とを順次実行するよう前記ヘッドと前記剥離装置とを制御する吸着制御を行なう制御手段と、
前記吸着制御のための吸着条件の一つとして、前記吸着制御の実行中に前記ノズルで前記シートに貼着されたダイを引き剥がすのに必要な引っ張り荷重を測定し、前記測定した引っ張り荷重に基づいて予め定められた負圧で前記ノズルに前記ダイを吸着するために必要なノズルサイズを決定する吸着条件決定手段と、
を備える吸着装置。