JP2022152993A - 加工装置、及び加工品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この加工装置は、加工対象物を回転させることなく、加工対象物に対して一方向に撮像カメラを移動させつつアライメントマークを撮像し、撮像されたアライメントマーク及び基準マークに基づいて、一方向及び当該一方向に直交する方向(つまり、2方向)における加工対象物と加工機構とのアライメントを行う。そのため、加工対象物を回転させる前後それぞれにおいて加工対象物のアライメントマークを撮像する動作が不要となる。その結果、アライメントマークを撮像する回数が減り、アライメント動作にかかる時間を短縮することができる。
この構成であれば、加工用移動機構により加工機構を水平面において互いに直交するX方向及びY方向それぞれに移動させるので、加工テーブルをX方向及びY方向に移動させることなく、加工対象物を加工することができる。このため、加工テーブルを移動させる移動機構を不要にすることができ、装置構成を簡素化するとともに、フットプリントを低減することができる。
この構成であれば、加工用移動機構を用いて撮像カメラを移動させることができる。
以下に、本発明に係る加工装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
本実施形態の加工装置100は、加工対象物である封止済基板Wを切断することによって、複数の加工品である製品Pに個片化する切断装置である。
2つの切断用テーブル2A、2Bは、X方向、Y方向及びZ方向に固定して設けられている。なお、切断用テーブル2Aは、切断用テーブル2Aの下に設けられた回転機構9Aによってθ方向に回転可能である。また、切断用テーブル2Bは、切断用テーブル2Bの下に設けられた回転機構9Bによってθ方向に回転可能である。
第1保持機構3は、図1に示すように、封止済基板Wを基板供給機構11から切断用テーブル2A、2Bに搬送するために封止済基板Wを保持するものである。この第1保持機構3は、図5及び図6に示すように、封止済基板Wを吸着保持するための複数の吸着部311が設けられた吸着ヘッド31と、当該吸着ヘッド31の吸着部311に接続された真空ポンプ(不図示)とを有している。そして、吸着ヘッド31が、後述する搬送用移動機構7などにより所望の位置に移動されることにより、封止済基板Wを基板供給機構11から切断用テーブル2A、2Bに搬送する。
切断機構4は、図1、図2及び図3に示すように、ブレード41A、41B及び2つのスピンドル部42A、42Bからなる2つの回転工具40を有するものである。2つのスピンドル部42A、42Bは、それらの回転軸がY方向に沿うように設けられており、それらに取り付けられるブレード41A、41Bが互いに対向するように配置される(図3参照)。スピンドル部42Aのブレード41A及びスピンドル部42Bのブレード41Bは、X方向とZ方向とを含む面内において回転することによって各切断用テーブル2A、2Bに保持された封止済基板Wを切断する。なお、本実施形態の切断装置100には、図4に示すように、ブレード41A、41Bによって発生する摩擦熱を抑えるために切削水(加工液)を噴射する噴射ノズル121を有する液体供給機構12が設けられている。この噴射ノズル121は、例えば、後述するZ方向移動部83に支持されている。
本実施形態の移載テーブル5は、図1に示すように、後述する検査部13により検査された複数の製品Pが移されるテーブルである。この移載テーブル5は、いわゆるインデックステーブルといわれるものであり、複数の製品Pを各種トレイ21に仕分けする前に、複数の製品Pが一時的に載置される。また、移載テーブル5は、2つの切断用テーブル2A、2Bと水平面上においてX方向に沿って一列に配置される。さらに、移載テーブル5は、Y方向に沿って前後に移動可能であり、仕分け機構20まで移動することができる。移載テーブル5に載置された複数の製品Pは、検査部13による検査結果(良品、不良品など)に応じて、仕分け機構20によって各種トレイ21に仕分けされる。
ここで、検査部13は、図1に示すように、切断用テーブル2A、2Bと移載テーブル5との間に設けられ、第2保持機構6に保持された複数の製品Pを検査するものである。本実施形態の検査部13は、製品Pの封止面(パッケージ面)を検査する第1検査部131と、製品Pのリード面を検査する第2検査部132とを有している。第1検査部131は、パッケージ面を検査するための光学系を有する撮像カメラであり、第2検査部132は、リード面を検査するための光学系を有する撮像カメラである。なお、第1検査部131及び第2検査部132を共通としても良い。
第2保持機構6は、図1に示すように、複数の製品Pを切断用テーブル2A、2Bから移載テーブル5に搬送するために複数の製品Pを保持するものである。この第2保持機構6は、図8に示すように、複数の製品Pを吸着保持するための複数の吸着部611が設けられた吸着ヘッド61と、当該吸着ヘッド61の吸着部611に接続された真空ポンプ(不図示)とを有している。そして、吸着ヘッド61が、後述する搬送用移動機構7などにより所望の位置に移動されることにより、複数の製品Pを切断用テーブル2A、2Bから保持テーブル141又は移載テーブル5に搬送する。
搬送用移動機構7は、図1に示すように、第1保持機構3を少なくとも基板供給機構11と切断用テーブル2A、2Bとの間で移動させるとともに、第2保持機構6を少なくとも切断用テーブル2A、2Bと保持テーブル141との間で移動させるものである。
切断用移動機構8は、2つのスピンドル部42A、42Bそれぞれを、X方向、Y方向及びZ方向それぞれに独立して直線移動させるものである。
また、本実施形態の切断装置100は、図1に示すように、封止済基板Wの切断により生じた端材などの加工屑Sを収容する加工屑収容部17をさらに備えている。
また、本発明の切断装置100は、図1及び図5に示すように、切断用テーブル2A、2Bに保持された複数の製品Pの上面側(リード面)をクリーニングする第1クリーニング機構18をさらに備えている。この第1クリーニング機構18は、切断用テーブル2A、2Bに保持された複数の製品Pの上面に洗浄液及び/又は圧縮空気を噴射する噴射ノズル18a(図5参照)によって、製品Pの上面側をクリーニングするものである。
さらに、本発明の切断装置100は、図1に示すように、第2保持機構6に保持された複数の製品Pの下面側(パッケージ面)をクリーニングする第2クリーニング機構19をさらに備えている。この第2クリーニング機構19は、切断用テーブル2Bと検査部13との間に設けられており、第2保持機構6に保持された複数の製品Pの下面に洗浄液及び/又は圧縮空気を噴射することによって、製品Pの下面側をクリーニングする。つまり、第2保持機構6がトランスファ軸71に沿って移動される途中において、第2クリーニング機構19は製品Pの下面側をクリーニングする。
次に、切断装置100の動作の一例を説明する。図9には、切断装置10の動作における第1保持機構3の移動経路、及び、第2保持機構6の移動経路を示している。なお、本実施形態においては、切断装置100の動作、例えば封止済基板Wの搬送、封止済基板Wの切断、製品Pの検査など、すべての動作や制御は制御部CTL(図1参照)により行われる。
本実施形態の切断装置100は、切断用テーブル2A、2Bに保持された封止済基板Wと切断機構100のブレード41A、41Bとを、切断用テーブル2A、2B(封止済基板W)を回転することなく、X方向及びY方向の2方向においてアライメントするアライメント機能を有している。
次に、本実施形態の切断装置100のアライメント動作及び切断動作について、図14を参照して説明する。なお、以下のアライメント動作及び切断動作は、制御部CTLにより制御される。
まず、切断用テーブル2A、2Bに設けられた中心算出用マークM2を、切断用テーブル2A、2Bを所定角度(ここでは180度)回転させる前と後とで撮像カメラ24で撮像する(図13参照)。そして、制御部CTLは、回転前の撮像画像から求まる回転前の中心算出用マークM2の座標と、回転後の撮像画像から求まる中心算出用マークM2の座標とから、切断用テーブル2A、2Bの回転中心RCの座標を算出する。なお、2つの切断用テーブル2A、2Bそれぞれにおいて上記の動作を行い、2つの切断用テーブル2A、2Bそれぞれの回転中心RCの座標を算出する。
次に、保持用プレート201に設けられた基準マークM1それぞれを撮像カメラ24で撮像する。そして、その撮像画像から基準マークM1と切断用テーブル2A、2Bの回転中心RCとの長手方向の距離L1と短手方向の距離L2とを算出する(図15参照)。これにより、基準マークM1と回転中心RCとの相対位置が決定される。なお、これら距離L1、L2は、支持体812に設けられたリニアスケール(不図示)を用いて測定するようにしても良い。
そして、切断用テーブル2A、2Bの回転中心RCを基準として、制御部CTLは、封止済基板Wの長手方向及び短手方向の理想切断ラインを算出する。なお、理想切断ラインは、封止済基板Wの品種に応じて決まり、封止済基板Wの品種を変更する度に、上記のステップS1~S3が行われる。
保持用プレート201に封止済基板Wを載置して、切断用テーブル2A、2Bに封止済基板Wを保持する。このとき、切断用テーブル2A、2Bは、保持した封止済基板Wの長手方向がY方向(支持体812の長手方向)に一致した状態とされる。なお、以下のステップS5~ステップS8までは、切断用テーブル2A、2Bは回転されずに固定される。
保持用プレート201に設けられた基準マークM1を撮像カメラ24で撮像する。そして、その撮像画像及び撮像カメラ24の位置から撮像カメラ24の位置のズレ量を算出する。
制御部CTLは、算出した撮像カメラ24の位置のズレ量を補正しながら、撮像カメラ24を封止済基板Wの長手方向(Y方向)に移動させつつ、封止済基板Wの複数のアライメントマークAMそれぞれを撮像する(図12参照)。この複数のアライメントマークAMの撮像は、切断用テーブル2A、2B(封止済基板W)を回転させることなく、つまり、封止済基板Wの長手方向がY方向に一致して固定された状態で、行われる。
上記のステップS6により封止済基板Wの複数のアライメントマークAMの全部を撮像した場合には、次のステップS8に移行する。一方、封止済基板Wの複数のアライメントマークAMの全部を撮像していない場合には、上記のステップS6に戻る。
撮像された複数のアライメントマークAM及び基準マークM1に基づいて、制御部CTLは、封止済基板Wの長手方向及び短手方向の実測切断ラインを算出する。つまり、封止済基板Wを回転させることなく封止済基板Wの長手方向のみでアライメントマークAMを撮像する動作により、長手方向の実測切断ライン及び短手方向の実測切断ラインの両方を算出する。
制御部CTLは、上記のステップS3により得られた理想切断ラインと、上記のステップS8により得られた実測切断ラインとのずれ量を算出する。
制御部CTLは、上記のステップS9により算出されたずれ量に基づいて、切断用テーブル2A、2Bを回転させるとともにスピンドル部42A、42Bを移動させてずれ量を補正する。
上記のステップS10によりずれ量が補正された後に、スピンドル部42A、42BをX方向(切断送り方向)に移動して封止済基板Wの短手方向を切断するとともに、スピンドル部42A、42BをY方向(ピッチ送り方向)に移動させて封止済基板Wを複数に切断する。なお、この短手方向の切断時において切断用テーブル2A、2Bは固定されている。
ステップS11により封止済基板Wの短手方向の切断が終わった後に、切断用テーブル2A、2Bを90度回転させて、封止済基板Wを90度回転させる。
スピンドル部42A、42BをX方向(切断送り方向)に移動して封止済基板Wの長手方向を切断するとともに、スピンドル部42A、42BをY方向(ピッチ送り方向)に移動させて封止済基板Wを複数に切断する。なお、この長手方向の切断時において切断用テーブル2A、2Bは固定されている。
本実施形態の切断装置100によれば、封止済基板Wを回転させることなく、封止済基板Wに対して長手方向に撮像カメラ24を移動させつつアライメントマークAMを撮像し、撮像されたアライメントマークAM及び基準マークM1に基づいて、長手方向及び短手方向の2方向における封止済基板Wと切断機構4のブレード41A、41Bとのアライメントを行うことができる。つまり、本実施形態の切断装置100によれば、長手方向のみのアライメント動作で済むので、封止済基板Wを回転させる前後それぞれにおいて封止済基板WのアライメントマークAMを撮像する動作が不要となる。その結果、アライメントマークAMを撮像する回数が減り、アライメント動作にかかる時間を短縮することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
W・・・封止済基板(加工対象物)
AM・・・アライメントマーク
P・・・製品(加工品)
2A、2B・・・切断用テーブル(加工テーブル)
201・・・保持用プレート
202・・・保持ベース部
4・・・切断機構(加工機構)
8・・・切断用移動機構(加工用移動機構)
811・・・X方向ガイドレール
812・・・支持体
24・・・撮像カメラ
M1・・・基準マーク
M2・・・中心算出用マーク
Claims (9)
- アライメントマークが設けられた加工対象物を保持するとともに回転可能な加工テーブルと、
前記加工テーブルに保持された前記加工対象物を加工する加工機構と、
前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルの回転中心との相対位置が既知である基準マークと、
前記基準マーク及び前記アライメントマークを撮像する撮像カメラとを備え、
前記加工対象物に対して一方向に前記撮像カメラを移動させつつ前記アライメントマークを撮像し、撮像された前記アライメントマーク及び前記基準マークに基づいて、前記一方向及び前記一方向に直交する方向における前記加工対象物と前記加工機構とのアライメントを行う、加工装置。 - 前記加工対象物が矩形状をなすものであり、
前記加工対象物の長手方向又は短手方向の一方に前記撮像カメラを移動させつつ前記アライメントマークを撮像し、撮像された前記アライメントマーク及び前記基準マークに基づいて、前記長手方向及び前記短手方向における前記加工対象物と前記加工機構とのアライメントを行う、請求項1に記載の加工装置。 - 前記加工テーブルは、前記加工対象物を保持するための保持用プレートと、当該保持用プレートが着脱可能に取り付けられ、前記保持用プレートを用いて前記加工対象物を保持する保持ベース部とを有し、
前記基準マークは、前記保持用プレート又は前記保持ベース部に設けられている、請求項1又は2に記載の加工装置。 - 前記撮像カメラが前記基準マークを撮像することにより、前記撮像カメラのずれ量を補正する、請求項1乃至3の何れか一項に記載の加工装置。
- 前記ずれ量が補正された前記撮像カメラが前記アライメントマークを撮像する、請求項4に記載の加工装置。
- 前記加工テーブルは、前記加工テーブルの回転中心を算出するための中心算出用マークが設けられており、
前記加工テーブルを所定角度回転させる前後において前記中心用マークを前記撮像カメラで撮像することにより前記回転中心を算出し、当該算出された回転中心に基づいて前記基準マークと前記回転中心との相対位置が算出される、請求項1乃至5の何れか一項に記載の加工装置。 - 前記加工機構を水平面において互いに直交するX方向及びY方向に移動させる加工用移動機構をさらに備え、
前記加工用移動機構は、前記加工テーブルを挟んで前記X方向に沿って設けられた一対のX方向ガイドレールと、当該一対のX方向ガイドレールに沿って移動するとともに、前記Y方向に沿って前記加工機構を移動可能に支持する支持体とを有する、請求項1乃至6の何れか一項に記載の加工装置。 - 前記撮像カメラは、前記加工機構とともに前記支持体に沿って前記Y方向に移動する、請求項7に記載の加工装置。
- 請求項1乃至8の何れか一項に記載の加工装置を用いて加工品を製造する加工品の製造方法。
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